磁気共鳴イメージング装置及びその制御装置
【課題】撮像シーケンスの実行可否を正確に判定する。
【解決手段】ＭＲＩ装置の制御装置は、条件設定部と、判定部とを備える。条件設定部は、ＭＲＩ装置で実行される撮像シーケンスの条件に基づいて、撮像シーケンスを設定する。判定部は、ＭＲＩ装置の傾斜磁場コイルに供給される電流値を撮像シーケンスの条件に基づいて算出すると共に、傾斜磁場コイルとの間に相互誘導を生じる仮想コイルが存在するとの仮定の上で、傾斜磁場コイルと仮想コイルとの間の相互インダクタンスに基づいて、前記電流値を与えるように傾斜磁場コイルに印加されるべき電圧値を算出し、この電圧値に基づいて撮像シーケンスの実行可否を撮像シーケンスの実行前に判定する。
【解決手段】ＭＲＩ装置の制御装置は、条件設定部と、判定部とを備える。条件設定部は、ＭＲＩ装置で実行される撮像シーケンスの条件に基づいて、撮像シーケンスを設定する。判定部は、ＭＲＩ装置の傾斜磁場コイルに供給される電流値を撮像シーケンスの条件に基づいて算出すると共に、傾斜磁場コイルとの間に相互誘導を生じる仮想コイルが存在するとの仮定の上で、傾斜磁場コイルと仮想コイルとの間の相互インダクタンスに基づいて、前記電流値を与えるように傾斜磁場コイルに印加されるべき電圧値を算出し、この電圧値に基づいて撮像シーケンスの実行可否を撮像シーケンスの実行前に判定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、磁気共鳴イメージングに関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
ＭＲＩ装置の傾斜磁場発生システムは、被検体が置かれる撮像空間に傾斜磁場を印加することで、ＭＲ信号に空間的な位置情報を付加する傾斜磁場コイルを備える。この傾斜磁場コイルは、撮像中にパルス電流が繰り返して供給されることで大きく発熱する。傾斜磁場発生システムは、全チャンネル（Ｘ、Ｙ、Ｚの各軸方向の各傾斜磁場コイル）に同時に最大電流を流し続けることが可能なものではなく、全体の電力上限値、各チャンネル毎の電力上限値等の様々な制約が存在する。
【０００４】
そこで、特許文献１では、傾斜磁場コイルの残留熱量をアボートレベル以下に維持するために、撮像プロトコルの順番入替や、撮像停止時間の再設定を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−７５７５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来技術では、傾斜磁場発生システムの電力的な使用限界を撮像シーケンスに応じて正確に予測することは困難であった。このため、傾斜磁場システムへの電流供給量がその使用限界値を確実に下回るように、即ち、実際の電流供給量と使用限界値との間に十分なマージンをとるように制御することで、傾斜磁場発生システムを安全に駆動していた。
【０００７】
換言すれば、従来技術では、実際には傾斜磁場発生システムの使用限界まで余裕があるにも拘らず、より安全な条件で撮像していた場合もあった。傾斜磁場発生システムの使用限界までの余裕があった場合、本来、その余裕の分だけスライス枚数を増やす等の手段をとることで、より最適化した条件で撮像できたことになる。
【０００８】
従って、より最適化した条件での撮像を行うためには、ＭＲＩの傾斜磁場発生システムの電気的負荷の観点から、設定された撮像シーケンスが実行可能か否かを撮像シーケンスの実行前に正確に判定することが望まれる。即ち、ＭＲＩの傾斜磁場発生システムの電気的負荷の観点から、撮像シーケンスの実行可否を正確に判定する技術が要望されていた。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
一実施形態では、ＭＲＩ装置及びその制御装置は、条件設定部と、判定部とを備える。
条件設定部は、ＭＲＩ装置で実行される撮像シーケンスの条件に基づいて、撮像シーケンスを設定する。
判定部は、ＭＲＩ装置の傾斜磁場コイルに供給される電流値を撮像シーケンスの条件に基づいて算出すると共に、傾斜磁場コイルとの間に相互誘導を生じる仮想コイルが存在するとの仮定の上で、傾斜磁場コイルと仮想コイルとの間の相互インダクタンスに基づいて、前記電流値を与えるように傾斜磁場コイルに印加されるべき電圧値を算出し、前記電圧値に基づいて前記撮像シーケンスの実行可否を撮像シーケンスの実行前に判定する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態におけるＭＲＩ装置の全体構成を示すブロック図。
【図２】ガントリ内における温度センサの配置を示す模式的斜視図。
【図３】図１のコンピュータ５８の機能ブロック図。
【図４】図１の傾斜磁場電源４４の構成を示すブロック図。
【図５】撮像シーケンスの実行可否を判定する演算において用いられる傾斜磁場発生システムの等価回路モデルの一例を示す回路図。
【図６】傾斜磁場コイルのインピーダンスＺの実部Ｒｅ｛Ｚ｝の周波数特性の測定値を模式的に表したグラフ。
【図７】傾斜磁場コイルのインピーダンスＺの虚部Ｉｍ｛Ｚ｝を角周波数ωで割ったＩｍ｛Ｚ｝／ωの周波数特性の測定値を模式的に表したグラフ。
【図８】位相エンコード及び周波数エンコードのマトリクス数が２５６×２５６の場合に、ｋ空間に配列されるＭＲ信号のＲＡＷデータの一例を示す模式図。
【図９】ＥＰＩにおける読み出し方向の傾斜磁場波形の一例を示す模式図。
【図１０】図４における出力電圧Ｖｏｕｔ（ｔ）の波形について、（３３）式に従うものと仮定した場合の一例を示す模式図。
【図１１】図４における出力電圧Ｖｏｕｔ（ｔ）の波形について、図５の等価回路モデルに基づいて計算した場合の一例を示す模式図。
【図１２】第１〜第３の判定アルゴリズムの実行前における、撮像シーケンスの条件の設定用の表示画面の一例を示す模式図
【図１３】第１〜第３の判定アルゴリズムの少なくとも１つにおいて撮像シーケンスが実行不能と判定された場合における、撮像シーケンスの条件の設定用の表示画面の一例を示す模式図。
【図１４】本実施形態に係るＭＲＩ装置の動作の流れを示すフローチャート。
【図１５】ラインフィルタを考慮した場合における、傾斜磁場電源及び傾斜磁場コイルのブロック図。
【図１６】撮像シーケンスの実行可否を判定する演算において用いられる傾斜磁場発生システムの等価回路モデルの別の一例を示す回路図。
【図１７】撮像シーケンスの実行可否を判定する演算において用いられる傾斜磁場発生システムの等価回路モデルの別の一例を示す回路図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、ＭＲＩ装置及びその制御装置と、ＭＲＩ装置の制御方法（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。
【００１２】
図１は、本実施形態におけるＭＲＩ装置２０の全体構成を示すブロック図である。図１に示すように、ＭＲＩ装置２０は、静磁場を形成する筒状の静磁場用磁石２２と、静磁場用磁石２２の内側において軸を同じにして設けられた筒状のシムコイル２４と、傾斜磁場コイル２６と、ＲＦコイル２８と、制御装置３０と、被検体ＱＱが乗せられる寝台３２とを備える。
【００１３】
ここでは一例として、装置座標系の互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を以下のように定義する。まず、静磁場用磁石２２及びシムコイル２４は、それらの軸方向が鉛直方向に直交するように配置されているものとし、静磁場用磁石２２及びシムコイル２４の軸方向をＺ軸方向とする。また、鉛直方向をＹ軸方向とし、寝台３２は、その天板の載置用の面の法線方向がＹ軸方向となるように配置されているものとする。
【００１４】
制御装置３０は、例えば、静磁場電源４０と、シムコイル電源４２と、傾斜磁場電源４４と、ＲＦ送信器４６と、ＲＦ受信器４８と、シーケンスコントローラ５６と、コンピュータ５８とを含む。
【００１５】
傾斜磁場電源４４は、Ｘ軸傾斜磁場電源４４ｘと、Ｙ軸傾斜磁場電源４４ｙと、Ｚ軸傾斜磁場電源４４ｚとで構成されている。また、コンピュータ５８は、演算装置６０と、入力装置６２と、表示装置６４と、記憶装置６６とで構成されている。
【００１６】
静磁場用磁石２２は、静磁場電源４０に接続され、静磁場電源４０から供給された電流により撮像空間に静磁場を形成させる。シムコイル２４は、シムコイル電源４２に接続され、シムコイル電源４２から供給される電流により、この静磁場を均一化する。静磁場用磁石２２は、超伝導コイルで構成される場合が多く、励磁の際に静磁場電源４０に接続されて電流が供給されるが、一旦励磁された後は非接続状態とされるのが一般的である。なお、静磁場電源４０を設けずに、静磁場用磁石２２を永久磁石で構成してもよい。
【００１７】
傾斜磁場コイル２６は、Ｘ軸傾斜磁場コイル２６ｘと、Ｙ軸傾斜磁場コイル２６ｙと、Ｚ軸傾斜磁場コイル２６ｚとを有し、静磁場用磁石２２の内側で筒状に形成されている。Ｘ軸傾斜磁場コイル２６ｘ、Ｙ軸傾斜磁場コイル２６ｙ、Ｚ軸傾斜磁場コイル２６ｚはそれぞれ、Ｘ軸傾斜磁場電源４４ｘ、Ｙ軸傾斜磁場電源４４ｙ、Ｚ軸傾斜磁場電源４４ｚに接続される。
【００１８】
Ｘ軸傾斜磁場電源４４ｘ、Ｙ軸傾斜磁場電源４４ｙ、Ｚ軸傾斜磁場電源４４ｚからＸ軸傾斜磁場コイル２６ｘ、Ｙ軸傾斜磁場コイル２６ｙ、Ｚ軸傾斜磁場コイル２６ｚにそれぞれ供給される電流により、Ｘ軸方向の傾斜磁場Ｇｘ、Ｙ軸方向の傾斜磁場Ｇｙ、Ｚ軸方向の傾斜磁場Ｇｚが撮像空間にそれぞれ形成される。
【００１９】
即ち、装置座標系の３軸方向の傾斜磁場Ｇｘ、Ｇｙ、Ｇｚを合成して、論理軸としての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の各方向を任意に設定できる。スライス選択方向、位相エンコード方向、及び、読み出し方向の各傾斜磁場は、静磁場に重畳される。
【００２０】
ＲＦ送信器４６は、シーケンスコントローラ５６から入力される制御情報に基づいて、核磁気共鳴を起こすためのラーモア周波数のＲＦパルス（ＲＦ電流パルス）を生成し、これを送信用のＲＦコイル２８に送信する。ＲＦコイル２８には、ガントリに内蔵されたＲＦパルスの送受信用の全身用コイルや、寝台３２又は被検体ＱＱの近傍に設けられるＲＦパルスの受信用の局所コイルなどがある。
【００２１】
送信用のＲＦコイル２８は、ＲＦ送信器４６からＲＦパルスを受けて被検体ＱＱに送信する。受信用のＲＦコイル２８は、被検体ＱＱの内部の原子核スピンがＲＦパルスによって励起されることで発生したＭＲ信号（高周波信号）を受信し、このＭＲ信号は、ＲＦ受信器４８により検出される。
【００２２】
ＲＦ受信器４８は、検出したＭＲ信号に前置増幅、中間周波変換、位相検波、低周波増幅、フィルタリングなどの各種の信号処理を施した後、Ａ／Ｄ（ａｎａｌｏｇ ｔｏ ｄｉｇｉｔａｌ）変換を施すことで、デジタル化された複素データである生データ（ｒａｗ ｄａｔａ）を生成する。ＲＦ受信器４８は、生成したＭＲ信号の生データをシーケンスコントローラ５６に入力する。
【００２３】
演算装置６０は、ＭＲＩ装置２０全体のシステム制御を行うものであり、これについては後述の図３を用いて説明する。
【００２４】
シーケンスコントローラ５６は、演算装置６０の指令に従って、傾斜磁場電源４４、ＲＦ送信器４６及びＲＦ受信器４８を駆動させるため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４４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シーケンス情報である。
【００２５】
シーケンスコントローラ５６は、記憶した所定のシーケンスに従って傾斜磁場電源４４、ＲＦ送信器４６及びＲＦ受信器４８を駆動させることにより、Ｘ軸傾斜磁場Ｇｘ、Ｙ軸傾斜磁場Ｇｙ、Ｚ軸傾斜磁場Ｇｚ及びＲＦパルスを発生させる。また、シーケンスコントローラ５６は、ＲＦ受信器４８から入力されるＭＲ信号の生データを受けて、これを演算装置６０に入力する。
【００２６】
図２は、ガントリ内における温度センサの配置を示す模式的斜視図である。ガントリ２１には、図１に示した静磁場磁石２２、シムコイル２４、傾斜磁場コイル２６がそれぞれ円筒状の形状で配置されている（図２では煩雑となるので図示せず）。
【００２７】
傾斜磁場コイル２６は、例えば、内側から順にＸ軸傾斜磁場コイル２６ｘの層、Ｙ軸傾斜磁場コイル２６ｙの層、Ｚ軸傾斜磁場コイル２６ｚの層、不図示のクーリング層などの各層を円筒状にモールドして形成される多層構造である。なお、クーリング層は、冷却チューブの配設層、及び、シムトレイの配設層を有する構造である。
【００２８】
そして、Ｘ軸傾斜磁場コイル２６ｘの層内には、前記装置座標系のＺ軸方向に等間隔で離間して温度センサ７０ｘ１、７０ｘ２、７０ｘ３が埋設される。また、Ｙ軸傾斜磁場コイル２６ｙの層内には、Ｚ軸方向に等間隔で離間して温度センサ７０ｙ１、７０ｙ２、７０ｙ３が埋設される。また、Ｚ軸傾斜磁場コイル２６ｚの層内には、Ｚ軸方向に等間隔で離間して温度センサ７０ｚ１、７０ｚ２、７０ｚ３温度センサ７２ｍｚが埋設される。
【００２９】
温度センサ７０ｘ１〜７０ｘ３は、それらの各配設箇所においてＸ軸傾斜磁場コイル２６ｘの温度を検出して、シーケンスコントローラ５６を介して判定部１０２（後述の図３参照）に検出温度をそれぞれ入力（送信）する。同様に、温度センサ７０ｙ１〜７０ｙ３は、それらの各配設箇所においてＹ軸傾斜磁場コイル２６ｙの温度をそれぞれ検出して判定部１０２に入力する。同様に、温度センサ７０ｚ１〜７０ｚ３は、それらの各配設箇所においてＺ軸傾斜磁場コイル２６ｚの温度をそれぞれ検出して判定部１０２に入力する。
【００３０】
なお、上記温度センサ７０ｘ１〜７０ｘ３、７０ｙ１〜７０ｙ３、７０ｚ１〜７０ｚ３の配置は一例にすぎない。例えば、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸傾斜磁場コイル２６ｘ、２６ｙ、２６ｚの各層内には、４個以上の温度センサを埋設し、それらの最大温度を判定部１０２が計算に用いるようにしてもよいし、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸傾斜磁場コイル２６ｘ、２６ｙ、２６ｚの各層内に配設する温度センサは１つでも２つでもよい。
また、温度センサ７０ｘ１〜７０ｘ３、７０ｙ１〜７０ｙ３、７０ｚ１〜７０ｚ３としては、赤外線放射温度計を用いてもよいし、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸傾斜磁場コイル２６ｘ、２６ｙ、２６ｚの温度をほぼ直接的に計測するサーミスタ、熱電対などを用いてもよい。赤外線放射温度計は、計測対象とは非接触で温度を計測できるので、熱伝導によって計測対象と温度センサとが同温になることが望まれる計測方法とは違い、短時間で温度を計測できる利点がある。
【００３１】
図３は、図１に示すコンピュータ５８の機能ブロック図である。図３に示すように、コンピュータ５８の演算装置６０は、ＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ Ｕｎｉｔ）８６と、システムバス８８と、画像再構成部９０と、画像データベース９４と、画像処理部９６と、表示制御部９８と、条件設定部１００と、判定部１０２とを備える。
【００３２】
ＭＰＵ８６は、撮像シーケンスの条件の設定、撮像動作及び撮像後の画像表示において、システムバス８８等の配線を介してＭＲＩ装置２０全体のシステム制御を行う。また、ＭＰＵ８６は、表示制御部９８を制御して、撮像シーケンスの条件の設定用画面情報を表示装置６４に表示させる。
入力装置６２は、撮像シーケンスの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。
【００３３】
画像再構成部９０は、内部にｋ空間データベース９２を有する。画像再構成部９０は、ｋ空間データベース９２に形成されたｋ空間において、シーケンスコントローラ５６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する。画像再構成部９０は、ｋ空間データに２次元フーリエ変換などを含む画像再構成処理を施して、被検体ＱＱの各スライスの画像データを生成する。画像再構成部９０は、生成した画像データを画像データベース９４に保存する。
【００３４】
画像処理部９６は、画像データベース９４から画像データを取り込み、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装置６６に記憶させる。
【００３５】
記憶装置６６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シーケンスの条件や被検体ＱＱ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。
【００３６】
表示制御部９８は、ＭＰＵ８６の制御に従って、撮像シーケンスの条件の設定用画面や、撮像により生成された画像データが示す画像を表示装置６４に表示させる。
【００３７】
条件設定部１００は、入力装置６２を介して入力された情報に基づいて、撮像シーケンスの条件を設定する。設定した撮像シーケンスが判定部１０２により実行不能と判定された場合、条件設定部１００は、実行可能な撮像シーケンスとするために、撮像シーケンスの条件の修正候補を算出する。
【００３８】
判定部１０２は、条件設定部１００によって設定された撮像シーケンスが実行可能か否かを、第１〜第３の判定アルゴリズムにより判定し、第１〜第３の判定アルゴリズムのどれにおいても実行不能と判定されなかった場合のみ、実行可能と判定する。第１〜第３の判定アルゴリズムでは、傾斜磁場発生システムの等価回路モデルに基づいて計算を行い、実行可否を判定する。
【００３９】
以下、実際の傾斜磁場発生システムの回路構成の一例、等価回路モデルの構成の一例、判定部１０２による第１の判定アルゴリズム、第２の判定アルゴリズム、第３の判定アルゴリズム、条件設定部１００による撮像シーケンスの条件の修正候補の算出方法、の順に本実施形態の原理を説明する。
【００４０】
図４は、傾斜磁場電源４４の構成の一例を示すブロック図である。図に示すように、傾斜磁場電源４４は、ブレーカ１２２と、整流器１２３と、直流電源１２４と、電解コンデンサ１２６、１２６’、１２６”と、傾斜磁場アンプ１２８、１２８’１２８”と、電流検出器１３０、１３０’、１３０”とを有する。
【００４１】
即ち、図１に示すＸ、Ｙ、Ｚ軸傾斜磁場電源４４ｘ、４４ｙ、４４ｚは、ブレーカ１２２と、整流器１２３と、ＣＶ／ＣＣ特性を持つ直流電源１２４とを共有する。図５において、Ｘ軸傾斜磁場電源４４ｘは、ブレーカ１２２と、整流器１２３と、直流電源１２４と、電解コンデンサ１２６と、傾斜磁場アンプ１２８と、電流検出器１３０とに対応する。
なお、ＣＶ／ＣＣ特性を持つ直流電源は、負荷が軽いときには定電圧を出力して負荷が重くなり、ある電流以上を流す必要が生じた際には、それ以上の電流を流さずに一定電流を負荷に供給する制御を行う電源である。即ち、ＣＶ／ＣＣのＣＶは定電圧（Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ｖｏｌｔａｇｅ）の意味であり、ＣＣは定電流（Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ）の意味である。
【００４２】
同様に、Ｙ軸傾斜磁場電源４４ｙは、ブレーカ１２２と、整流器１２３と、直流電源１２４と、電解コンデンサ１２６’と、傾斜磁場アンプ１２８’と、電流検出器１３０’とに対応する。同様に、Ｚ軸傾斜磁場電源４４ｚは、ブレーカ１２２と、整流器１２３と、直流電源１２４と、電解コンデンサ１２６”と、傾斜磁場アンプ１２８”と、電流検出器１３０”とに対応する。
【００４３】
ブレーカ１２２は、外部の交流電源１２０からの出力電流が定格電流値を超えた場合に、交流電源１２０と、整流器１２３との間を電気的に遮断する。
【００４４】
整流器１２３は、交流電源１２０からの交流の供給電力を直流電力に変換して、この直流電力を直流電源１２４に供給する。
【００４５】
直流電源１２４は、整流器１２３を介して供給される直流電流で電解コンデンサ１２６を充電し、また、傾斜磁場アンプ１２８に直流電流を供給する。直流電源１２４は、傾斜磁場アンプ１２８、１２８’、１２８”側の負荷が軽い場合には定電圧源として動作し、負荷が重い場合には定電流源として動作する。
【００４６】
傾斜磁場アンプ１２８、１２８’、１２８”は、＋側入力端子（図中の＋ＩＮ）と、−側入力端子（図中の−ＩＮ）と、＋側出力端子（図中の＋ＯＵＴ）と、−側出力端子（図中の−ＯＵＴ）とをそれぞれ有する。
【００４７】
また、傾斜磁場アンプ１２８、１２８’、１２８”は、直流電源１２４から電力供給をそれぞれ受けると共に、シーケンスコントローラ５６からの制御信号（電圧信号）を＋側入力端子においてそれぞれ受ける。シーケンスコントローラ５６から傾斜磁場アンプ１２８、１２８’１２８”に入力される各制御信号は、撮像シーケンスに応じてＸ、Ｙ、Ｚ軸傾斜磁場コイル２６ｘ、２６ｙ、２６ｚによってそれぞれ発生させたい理想の磁場波形に相似した波形を示す。
【００４８】
電流検出器１３０、１３０’、１３０”はそれぞれ、傾斜磁場アンプ１２８、１２８’、１２８”の−側出力端子に流入する電流の電流値を検出するが、この検出電流の大きさは、傾斜磁場アンプ１２８の＋側出力端子から出力される電流に等しい。傾斜磁場アンプ１２８、１２８’、１２８”の＋側出力端子から出力される電流はそれぞれ、傾斜磁場コイル（２６ｘ、２６ｙ、２６ｚのいずれか）を流れて傾斜磁場アンプ１２８、１２８’、１２８”の−側出力端子に戻るからである。
【００４９】
電流検出器１３０、１３０’、１３０”はそれぞれ、検出した電流の電流値を示す電圧信号を生成して、生成した電圧信号を傾斜磁場アンプ１２８、１２８’、１２８”の−側入力端子に入力する。
【００５０】
傾斜磁場アンプ１２８、１２８’、１２８”は、＋／−側入力端子間の誤差信号が０になるように電流を出力する電流源として動作する。ここで、傾斜磁場アンプ１２８、１２８’、１２８”の出力電流が前述のように電流検出器１３０、１３０’、１３０”によって負帰還となっているので、＋側入力端子への入力電圧に比例する電流を＋側出力端子から出力するように、フィードバック制御が行われる。
【００５１】
図５は、判定部１０２による撮像シーケンスの実行可否の判定演算において用いられる傾斜磁場発生システムの等価回路モデルの一例を示す回路図である。ここでの傾斜磁場発生システムとは、図１の傾斜磁場電源４４、傾斜磁場コイル２６、シーケンスコントローラ５６のように、傾斜磁場発生に関わる構成要素全体を指す。
【００５２】
判定部１０２は、傾斜磁場発生システムが図５の回路構成であるものと仮定して、計算によって撮像シーケンスの実行可否を判定する。即ち、実際のＭＲＩ装置２０の傾斜磁場発生システムは、図４に示す構成となっており、図５の回路構成とは異なる。
【００５３】
図５に示すように、等価回路モデル１４０ｘは、１次側として、Ｘ軸傾斜磁場電源４４ｘと、Ｘ軸傾斜磁場コイル２６ｘの抵抗成分に相当する抵抗２６ｘＲと、Ｘ軸傾斜磁場コイル２６ｘのインダクタンス成分に相当するコイル２６ｘＬとを直列に接続した構成である。
【００５４】
また、等価回路モデル１４０ｘは、抵抗１４１Ｒ及び仮想コイルとしてのコイル１４１Ｌの直列回路を第１の２次側回路として有する。さらに、等価回路モデル１４０ｘは、抵抗１４２Ｒ及び仮想コイルとしてのコイル１４２Ｌの直列回路を第２の２次側回路として有する。コイル２６ｘＬと、コイル１４１Ｌとが互いに磁気的に結合している。また、コイル２６ｘＬと、コイル１４２Ｌとが互いに磁気的に結合している。
【００５５】
以下、上記構成の等価回路モデル１４０ｘとした意味について説明する。周波数が高くなると、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸傾斜磁場コイル２６ｘ、２６ｙ、２６ｚの各インピーダンスは、１つの抵抗成分及び１つのインダクタンス成分の和で表される簡単なモデルのように単純増加するわけではない。
【００５６】
例えば、実際には、高周波電流が導体を流れる時、電流密度が導体の表面で高く、表面から離れると低くなる。即ち、表皮効果により、周波数が高くなるほど電流が表面へ集中するので、導体の交流抵抗は高くなる。この表皮効果等を考慮すると、多項式で表される傾斜磁場発生システムのインピーダンスにおいて、Ｘ軸傾斜磁場コイル２６ｘの抵抗２６ｘＲの抵抗値が含まれる項も、周波数に依存して変化することが望ましい。
【００５７】
従って、例えば、抵抗２６ｘＲの抵抗値にも角周波数ωが乗じられるような等価回路モデル、即ち、インピーダンスの虚部のみならず実部にも周波数依存性が反映された等価回路モデルで考えることが望ましい。
【００５８】
また、実際には、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸傾斜磁場コイル２６ｘ、２６ｙ、２６ｚ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各傾斜磁場Ｇｘ、Ｇｙ、Ｇｚに加わって傾斜磁場分布の歪みが生じる。渦電流で発生する磁場を考慮すると、相互インダクタンスも含まれた等価回路モデルで考えることが望ましい。
【００５９】
また、図には示していないが、実際の傾斜磁場発生システムには、所定周波数以上の高周波電流を遮断するチョークコイルが含まれる場合がある。そうすると、１つのみならず、複数の相互インダクタンスが含まれた等価回路モデルで考えることが望ましい。
【００６０】
図５に示す等価回路モデル１４０ｘは、以上を考慮した等価回路モデルの一例であり、等価回路モデルは、図５の構成に限定されるものではない（後述の図１６及び図１７参照）。
【００６１】
以下、判定部１０２による撮像シーケンスの実行可否の第１の判定アルゴリズムについて説明する。
【００６２】
図５において、抵抗２６ｘＲ、１４１Ｒ、１４２Ｒの各抵抗値をそれぞれ、Ｒｌｏａｄ、Ｒ１、Ｒ２とする。また、コイル２６ｘＬ、１４１Ｌ、１４２Ｌの自己インダクタンス値をそれぞれＬｌｏａｄ、Ｌ１、Ｌ２とする。さらに、コイル２６ｘＬと、コイル１４１Ｌとの相互インダクタンス値をＭ１とする。また、コイル２６ｘＬと、コイル１４２Ｌとの相互インダクタンス値をＭ２とする。
【００６３】
また、１次側回路において図５の矢印方向に流れる電流値をＩｏｕｔ（ｔ）とする。また、第１の２次側回路において図５の矢印方向に流れる電流値をＩ１（ｔ）とする。また、第２の２次側回路において図５の矢印方向に流れる電流値をＩ２（ｔ）とする。また、コイル２６ｘＬの両端の電圧値を図５の矢印方向を正方向としてＶｏｕｔ（ｔ）とする。
これらの符号に含まれる（ｔ）は、時間ｔの関数という意味であり、以下の説明で用いる他の符号についても同様である。このとき、１次側、２次側についてそれぞれ、以下の（１）式、（２）式、（３）式が成り立つ。
【００６４】
【数１】
【００６５】
（１）〜（３）式において、Ｍ１は以下の（４）式で表され、Ｍ２は以下の（５）式で表される。
【００６６】
【数２】
【００６７】
（４）式におけるＫ１はコイル２６ｘＬとコイル１４１Ｌとの結合係数であり、（５）式におけるＫ２はコイル２６ｘＬとコイル１４２Ｌとの結合係数である。ここで、虚数の単位をｊで表す。即ち、ｊの二乗は−１である。交流の場合、時間微分ｄ／ｄｔをｊ×ωに置き換えることで、（２）式を変形すれば以下の（６）式が得られ、（３）式を変形すれば以下の（７）式が得られる。
【００６８】
【数３】
【００６９】
等価回路モデル１４０ｘにおいて、Ｘ軸傾斜磁場電源４４ｘから見たＸ軸傾斜磁場コイル２６ｘのインピーダンスをＺとする。（１）式の両辺をＩｏｕｔ（ｔ）で割って、さらに時間微分ｄ／ｄｔをｊ×ωに置き換え、（６）式及び（７）式を（１）式に代入することで、インピーダンスＺは以下の（８）式で表される。
【００７０】
【数４】
【００７１】
（８）式により、Ｘ軸傾斜磁場電源４４ｘから見たインピーダンスＺの実部Ｒｅ｛Ｚ｝及び虚部Ｉｍ｛Ｚ｝はそれぞれ、以下の（９）式及び（１０）式で表される。
【００７２】
【数５】
【００７３】
なお、（９）式及び（１０）式における定数Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄはそれぞれ、以下の（１１）式、（１２）式、（１３）式、（１４）式で表される。
【００７４】
【数６】
【００７５】
図６は、Ｘ軸傾斜磁場コイル２６ｘのインピーダンスＺの実部Ｒｅ｛Ｚ｝の周波数特性の測定値を模式的に表したグラフである。図６において、横軸は周波数を示し、縦軸はインピーダンスＺの実部Ｒｅ｛Ｚ｝を示す。
【００７６】
図７は、Ｘ軸傾斜磁場コイル２６ｘのインピーダンスＺの虚部Ｉｍ｛Ｚ｝をωで除したＩｍ｛Ｚ｝／ωの周波数特性の測定値を模式的に表したグラフである。図７において、横軸は周波数を示し、縦軸はＩｍ｛Ｚ｝／ωを示す。
【００７７】
（９）式等における抵抗値Ｒｌｏａｄは、例えば、Ｘ軸傾斜磁場コイル２６ｘに直流電流を流した場合のＸ軸傾斜磁場コイル２６ｘの両端の電圧を測定することで、予め決定し、判定部１０２に記憶させておく。ここで、測定には、例えばＬＣＲメータを用いればよい（ＬＣＲのＬはＩｎｄｕｃｔａｎｃｅ、ＣはＣａｐａｃｉｔａｎｃｅ、ＲはＲｅｓｉｓｔａｎｃｅを指す）。
【００７８】
また、（１０）式等における自己インダクタンス値Ｌｌｏａｄは、例えば直流電流をＸ軸傾斜磁場コイル２６ｘに流した場合にＸ軸傾斜磁場コイル２６ｘが発生する磁束を測定することで、計算により算出できる。
【００７９】
或いは、自己インダクタンス値Ｌｌｏａｄは、等価回路モデル１４０ｘにおいて２次側の影響を受けない低周波数（例えば１〜１０ヘルツ）において、ＬＣＲメータで測定することで決定してもよい。
【００８０】
或いは、自己インダクタンス値Ｌｌｏａｄは、Ｘ軸傾斜磁場コイル２６ｘの形状（コイルの巻き方）、材質等に基づいて理論値を計算し、これを用いてもよい。このように予め決定した自己インダクタンス値Ｌｌｏａｄを、判定部１０２に記憶させておく。
【００８１】
抵抗値Ｒｌｏａｄ、自己インダクタンス値Ｌｌｏａｄが上記のように定まれば、（４）式の結合係数Ｋ１と、（５）式の結合係数Ｋ２と、時定数τ１＝Ｌ１／Ｒ１と、時定数τ２＝Ｌ２／Ｒ２とは、例えば以下のようなフィッティングにより決定できる。
【００８２】
具体的には、（９）式で表されるインピーダンスＺの実部Ｒｅ｛Ｚ｝の周波数特性と、Ｘ軸傾斜磁場コイル２６ｘのインピーダンスの実部の周波数特性の測定値とをフィッティングさせる。また、（１０）式で表されるインピーダンスＺの虚部Ｉｍ｛Ｚ｝を角周波数ωで除したＩｍ｛Ｚ｝／ωの周波数特性と、傾斜磁場コイル２６ｘのインピーダンスの虚部を角周波数ωで割った値の周波数特性の測定値とをフィッティングさせる。
【００８３】
なお、上記のフィッティングにおいて、実部Ｒｅ｛Ｚ｝と、虚部を角周波数ωで割ったＩｍ｛Ｚ｝／ωとを用いたが、（９）式及び（１０）式の和であるインピーダンスＺ（の振幅と位相）の計算値及び測定値をフィッティングに用いてもよい。或いは、インピーダンスＺの実部Ｒｅ｛Ｚ｝と虚部Ｉｍ｛Ｚ｝の位相差の計算値及び測定値をフィッティングに用いてもよい。
【００８４】
結合係数Ｋ１及び結合係数Ｋ２と、時定数τ１及び時定数τ２＝が定まれば、（４）式及び（５）式によって相互インダクタンスＭ１、Ｍ２が定まり、（１１）〜（１４）式によって定数Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄが定まる。
【００８５】
以上のように求めた各定数Ｒｌｏａｄ、Ｌｌｏａｄ、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは、判定部１０２内に予め記憶されている。これにより、任意の周波数におけるインピーダンスＺの実部Ｒｅ｛Ｚ｝及び虚部Ｉｍ｛Ｚ｝を（９）式及び（１０）式によって算出できる。
【００８６】
次に、Ｘ軸傾斜磁場コイル２６ｘに出力電流Ｉｏｕｔ（ｔ）を流すために必要な電圧Ｖｏｕｔ（ｔ）を導くために、（１）式において、Ｉ１（ｔ）及びＩ２（ｔ）を消去した式を導く。Ｉ１（ｔ）及びＩ２（ｔ）は、あくまで等価回路モデル１４０ｘを流れる意図しない電流であって、実際の傾斜磁場発生システムの出力電流Ｉｏｕｔ（ｔ）によって誘起される電流である。
【００８７】
まず、（１）〜（３）式において、両辺を時間微分すると、以下の（１５）式、（１６）式、（１７）式が得られる。
【００８８】
【数７】
【００８９】
次に、Ｉ２（ｔ）の時間微分、及び、Ｉ２（ｔ）の２階時間微分を消去するために、（１５）式を変形すると以下の（１８）式が得られ、（１）式を変形すると以下の（１９）式が得られる。
【００９０】
【数８】
【００９１】
上記の（１８）式及び（１９）式を（１７）式に代入後、Ｍ２を両辺に乗じれば、Ｉ２（ｔ）が消去された以下の（２０）式が得られる。
【００９２】
【数９】
【００９３】
次に、Ｉ１（ｔ）の２階時間微分を消去する。具体的には、（１６）式を変形すると以下の（２１）式が得られ、（２１）式を（２０）式に代入すると以下の（２２）式が得られ、（２２）式の両辺にＬ１を乗じて、ｄＩ１／ｄｔに関する項のみを左辺に移動すると以下の（２３）式が得られる。
【００９４】
【数１０】
【００９５】
次に、（２３）式の両辺を時間微分すると以下の（２４）式が得られ、（１６）式の両辺にＭ１×（Ｌ１×Ｒ２−Ｌ２×Ｒ１）を乗じると以下の（２５）式が得られる。
【００９６】
【数１１】
【００９７】
次に、両辺をＭ１×（Ｌ１×Ｒ２−Ｌ２×Ｒ１）で割ることで（２３）式をｄＩ１／ｄｔ＝の形に変形して（２５）式に代入し、同様に（２４）式をｄ２Ｉ１／ｄｔ２＝の形に変形して（２５）式に代入すれば、以下の（２６）式が得られる。
【００９８】
【数１２】
【００９９】
（２６）式においてＶｏｕｔ（ｔ）に関する項のみを左辺に移動後、両辺を（−Ｌ１２×Ｌ２）で割れば、Ｉ１（ｔ）及びＩ２（ｔ）が消去された以下の（２７）式が得られる。
【０１００】
【数１３】
【０１０１】
（２７）式において、Ｘ軸傾斜磁場電源４４ｘから出力される出力電流Ｉｏｕｔ（ｔ）、即ち、Ｘ軸傾斜磁場コイル２６ｘに流れる電流は、撮像シーケンスの条件によって定まる。撮像シーケンスの条件を定めれば、発生させるべきＸ軸傾斜磁場Ｇｘの傾斜磁場強度の時間波形が定まり、Ｘ軸傾斜磁場Ｇｘの傾斜磁場波形は、Ｘ軸傾斜磁場コイル２６ｘに流れる電流波形で決まるからである。
【０１０２】
従って、出力電流Ｉｏｕｔ（ｔ）の初期値を定めれば、出力電流Ｉｏｕｔ（ｔ）の３階時間微分である（２７）式の右辺の値を計算できる。（２７）式において、Ｌｌｏａｄ、Ｌ１、Ｌ２、Ｒｌｏａｄ、Ｒ１、Ｒ２、Ｍ１、Ｍ２は前述のように予め定められているからである。
【０１０３】
このように（２７）式の右辺を定めれば、（２７）式は出力電圧Ｖｏｕｔ（ｔ）の２階時間微分方程式となる。これを解くことで、Ｘ軸傾斜磁場コイル２６ｘに出力電流Ｉｏｕｔ（ｔ）を流すために必要な出力電圧Ｖｏｕｔ（ｔ）を算出できる。
【０１０４】
従来のように傾斜磁場コイルをコイル抵抗の直列回路で表したモデルで計算すると、Ｘ軸傾斜磁場コイル２６ｘに出力電流Ｉｏｕｔ（ｔ）を流すために必要な出力電力が過小評価され、撮像シーケンスの実行中に出力電圧が足りないという事態が生じうる。
しかし、本実施形態のように（２７）式に基づいて計算すれば、Ｘ軸傾斜磁場コイル２６ｘに出力電流Ｉｏｕｔ（ｔ）を流すために必要な出力電圧Ｖｏｕｔ（ｔ）ひいては必要な出力電力を正確に算出できるので、撮像シーケンスの実行中に電圧が足りないということは生じない。
【０１０５】
次に、Ｘ軸傾斜磁場コイル２６ｘでの消費電力Ｐｘｃｏｉｌ（ｔ）は、以下の（２８）式で算出できる。
【０１０６】
Ｐｘｃｏｉｌ（ｔ）＝Ｉｏｕｔ（ｔ）×Ｖｏｕｔ（ｔ） …（２８）
【０１０７】
Ｘ軸傾斜磁場コイル２６ｘの発熱量ΔＨｅａｔは、撮像シーケンスの開始時刻から終了時刻までの消費電力Ｐｘｃｏｉｌ（ｔ）の時間積分値として算出できる。Ｘ軸傾斜磁場コイル２６ｘの熱抵抗値をＲＨＸとすれば、Ｘ軸傾斜磁場コイル２６ｘの上昇温度ΔＴｅｍｐｘは、次式で与えられる。
【０１０８】
ΔＴｅｍｐｘ＝ＲＨＸ×ΔＨｅａｔ …（２９）
【０１０９】
（２９）式において、Ｘ軸傾斜磁場コイル２６ｘの熱抵抗値ＲＨＸは、測定値を用い、予め判定部１０２に記憶させておけばよい。
【０１１０】
具体的には例えば、Ｘ軸傾斜磁場コイル２６ｘに一定の直流電流を流すと共に、そのときのＸ軸傾斜磁場コイル２６ｘの両端の電圧を測定することで、Ｘ軸傾斜磁場コイル２６ｘに与えた電力を算出する。この直流電流を流し始め直前と、直後において各温度センサ７０ｘ１〜７０ｘ３によりＸ軸傾斜磁場コイル２６ｘの温度上昇分を測定する。以上の測定によって、Ｘ軸傾斜磁場コイル２６ｘに与えた電力と、その温度上昇分が決まれば、熱抵抗値ＲＨＸを算出できる。
【０１１１】
このように等価回路モデル１４０ｘに基づいて算出した上昇温度ΔＴｅｍｐｘを、撮像シーケンス実行直前のＸ軸傾斜磁場コイル２６ｘの測定温度に加算すれば、撮像シーケンス実行直後のＸ軸傾斜磁場コイル２６ｘの温度Ｔｅｍｐｘを算出できる。
【０１１２】
判定部１０２は、以上の（１）式〜（２９）式及びこれらの数式における定数（Ａ、Ｂ等）を予め記憶している。従って、撮像シーケンス実行直後のＸ軸傾斜磁場コイル２６ｘの温度が予め設定した閾値よりも高い場合、その撮像シーケンスは実行不能であると判定部１０２は判定する。
【０１１３】
判定部１０２は、撮像シーケンス実行直後のＹ軸傾斜磁場コイル２６ｙの温度を上記同様に算出し、算出した温度が閾値より高い場合、その撮像シーケンスは実行不能であるとは判定する。判定部１０２は、撮像シーケンス実行直後のＺ軸傾斜磁場コイル２６ｚの温度も同様に算出し、それが閾値より高い場合、その撮像シーケンスは実行不能であると判定する。
【０１１４】
撮像シーケンス実行直後におけるＸ、Ｙ、Ｚ軸傾斜磁場コイル２６ｘ、２６ｙ、２６ｚの各温度がどれも閾値以下である場合、第２及び第３の判定アルゴリズムにおいても実行不能と判定されなければ、撮像シーケンスは実行可能であると判定部１０２は判定する。
【０１１５】
また、以上が第１の判定アルゴリズムの説明であるが、これに付随して、画像再構成におけるリグリッディングの精度向上手法について説明する。ここで、リグリッディングとは、ｋ空間に配列されたマトリクス状のＲＡＷデータ（マトリクスデータ）の再配列を指し、以下、具体的に説明する。
【０１１６】
図５において、メインコイルであるコイル２６ｘＬの電流感度をα、コイル１４１Ｌの電流感度をβ、コイル１４２Ｌの電流感度をγとする。ここで、上記の電流感度は、コイルに電流を流すことで発生する傾斜磁場強度（テスラ／メートル）を、当該コイルに流す電流値（アンペア）で割った定数である。この場合、渦電流などの磁場を足し合わせたＸ軸傾斜磁場波形Ｇｘ（ｔ）は、次式のような合算磁場波形として算出できる。
【０１１７】
Ｇｘ（ｔ）＝α×Ｉｏｕｔ（ｔ）＋β×Ｉ１（ｔ）＋γ×Ｉ２（ｔ） …（３０）
【０１１８】
（３０）式の右辺の第２項および第３項は、仮想コイルとしてのコイル１４１Ｌ、１４２Ｌが発生する磁場波形（仮想磁場波形）の一例である。
前述のように、Ｘ軸傾斜磁場コイル２６ｘに流れる出力電流Ｉｏｕｔ（ｔ）は撮像シーケンスの条件で決まる。従って、（２）式及び（３）式において電流Ｉ１（ｔ）の初期値と、電流Ｉ２（ｔ）の初期値とを決めれば、（３０）式において２次側のコイル１４１Ｌに流れる電流Ｉ１（ｔ）、及び、コイル１４２Ｌに流れる電流Ｉ２（ｔ）を決定できる。電流Ｉ１（ｔ）の初期値と、電流Ｉ２（ｔ）の初期値は、例えば、前の撮像シーケンスの実行から十分な時間が経過していると仮定すれば、双方ともゼロとすることができる。
【０１１９】
そうすると、（３０）式において未知数はなくなり、磁場波形Ｇｘ（ｔ）を算出できる。ここでは一例として、（３０）式で示される磁場波形Ｇｘ（ｔ）に基づいて、受信サンプリングの間隔を変更することで、再構成のリグリッディングの精度を向上する。以下、より具体的に説明する。
【０１２０】
図８は、位相エンコード及び周波数エンコードのマトリクス要素数が２５６×２５６の場合に、ｋ空間に配列されるＭＲ信号のＲＡＷデータの一例を示す模式図である。図８において、ＴＲは繰り返し時間（Ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎ Ｔｉｍｅ）であり、横方向のＴｓはサンプリング時間（Ｓａｍｐｌｉｎｇ Ｔｉｍｅ）であり、縦方向は位相エンコードステップ（Ｐｈａｓｅ Ｅｎｃｏｄｅ Ｓｔｅｐ）である。
【０１２１】
この場合、原則的には、位相エンコードを２５６回変えて、収集した２５６ラインのＭＲ信号からそれぞれ、搬送周波数の余弦関数又は正弦関数を引いた後、図８のように位相エンコードステップ毎に並べる。これにより、２５６×２５６のマトリクス要素からなるマトリクスデータ、即ち、ｋ空間のＲＡＷデータの実数部分又は虚数部分を得る。
【０１２２】
但し、例えばシングルショットのＥＰＩ（エコープラナーイメージング：ｅｃｈｏ ｐｌａｎａｒ ｉｍａｇｉｎｇ）では、実効エコー時間まで５ライン分しか収集できなければ、収集数は（２５６／２）＋５＝１３３ラインとなる。この場合、収集されなかった１２３ラインは、ｋ空間上では例えばデータとしてゼロが入る。
【０１２３】
ここで、図８の横方向では、各ＭＲ信号のサンプリング時間Ｔｓを２５６で等間隔に割ったΔＴｓ毎に、ＭＲ信号の強度をマトリクス値にする。これにより、実数と虚数についてそれぞれ、２５６行２５６列のマトリクスデータが求まる。これをｋ空間のＲＡＷデータとする。
【０１２４】
図９は、ＥＰＩにおける読み出し方向の傾斜磁場波形の一例を示す模式図である。図９において、縦軸は読み出し方向の磁場強度（Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｏｆ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｆｉｅｌｄ Ｉｎ Ｒｅａｄｏｕｔ Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）を示し、横軸は経過時間ｔを示す。図９に示すように、実際の読み出し方向の傾斜磁場の反転は、時間軸に対して垂直とみなせる傾きで瞬間的に磁場強度の極性が反転するわけではなく、ある程度の時間幅をもって傾斜磁場強度が＋から−へ、或いは−から＋に急峻に変化する。
【０１２５】
即ち、１つのサンプリング時間Ｔｓの始めの時期では、傾斜磁場強度は例えば図９のＧ１、Ｇ２と上昇し、さらに上昇する。この後、一定期間において、傾斜磁場強度はＧｆで一定となり、その後下がる。
【０１２６】
サンプリング時間Ｔｓの始めの時期では、傾斜磁場強度の絶対値の増大に伴い、ＭＲ信号の周波数が次第に大きくなるので、この周波数上昇に伴ってサンプリング間隔ΔＴｓを次第に短くすれば、見かけ上、サンプリング時間Ｔｓ全体を通して一定周波数のＭＲ信号を検出したことと等価になる。同様に、サンプリング時間Ｔｓの終わり時期では、傾斜磁場強度の絶対値の減少に伴い、ＭＲ信号の周波数が次第に小さくなるので、この周波数減少に伴って、サンプリング間隔ΔＴｓを次第に長くすれば、サンプリング時間Ｔｓ全体を通して一定周波数のＭＲ信号を検出したことと等価になる。
【０１２７】
換言すれば、サンプリング時間Ｔｓにおいて、中央の傾斜磁場強度が一定の期間では、サンプリング間隔ΔＴｓを小さくし、サンプリング時間Ｔｓの始め及び終わりの期間では、サンプリング間隔ΔＴｓを大きくすることが望ましい。
【０１２８】
画像再構成部９０は、各サンプリング間隔ΔＴｓの長さが、各サンプリング間隔ΔＴｓに含まれるＭＲ信号の受信時刻での傾斜磁場強度に応じた長さとなるように、マトリクスデータのサンプリング間隔ΔＴｓの長さを変更する。このようにして、マトリクスデータの再配列を行う。
【０１２９】
例えば装置座標系のＸ軸方向を読み出し方向に合致させる場合、読み出し方向の傾斜磁場波形を（３０）式に基づいて算出後、各サンプリング間隔ΔＴｓが、各サンプリング間隔ΔＴｓに含まれるＭＲ信号の受信時刻での傾斜磁場強度に応じた長さとなるように、リグリッディングを行う。特にＥＰＩのように短い時間間隔で各ラインのＭＲ信号を受信する場合には、上記のリグリッディングを行うことで、画像再構成の精度を向上できる結果、画質を向上できる。なお、装置座標系のＹ軸又はＺ軸を読み出し方向に合致させる場合も、上記同様にリグリッディングを行うことができる。
【０１３０】
次に、撮像シーケンスの実行可否の第２の判定アルゴリズムについて説明する。図４において、各傾斜磁場アンプ１２８、１２８’、１２８”は、例えばＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）、ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ−Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）、ダイオードなどのスイッチング素子を有する。
【０１３１】
傾斜磁場アンプ１２８の消費電力Ｐａｍｐｘ（ｔ）は、スイッチング素子での消費電力が主たるものであるため、一般的には次式で近似できる。
【０１３２】
Ｐａｍｐｘ（ｔ）＝Ｗａ×｛Ｉｏｕｔ（ｔ）｝２＋Ｗｂ×Ｉｏｕｔ（ｔ）＋Ｗｃ
…（３１）
【０１３３】
（３１）式において、Ｗａ、Ｗｂ、Ｗｃは、スイッチング素子の特性で決まる定数であり、予め測定して、判定部１０２に記憶させておく。但し、Ｗａ、Ｗｂ、Ｗｃは、シミュレーションによって理論値として予め算出し、判定部１０２に記憶させてもよい。
【０１３４】
傾斜磁場アンプ１２８への入力電力Ｐｉｎｘ（ｔ）は、およそ傾斜磁場アンプ１２８内の消費電力Ｐａｍｐｘ（ｔ）と、Ｘ軸傾斜磁場コイル２６ｘでの消費電力Ｐｘｃｏｉｌとの和である。即ち、以下の近似式が成り立つ。
【０１３５】
Ｐｉｎｘ（ｔ）＝Ｐａｍｐｘ（ｔ）＋Ｐｘｃｏｉｌ（ｔ） …（３２）
【０１３６】
（３２）式において、Ｘ軸傾斜磁場コイル２６ｘの消費電力Ｐｘｃｏｉｌ（ｔ）は前記（２８）式で算出でき、傾斜磁場アンプ１２８の消費電力Ｐａｍｐｘ（ｔ）は（３１）式で算出できるから、傾斜磁場アンプ１２８への入力電力Ｐｉｎｘ（ｔ）を算出できる。
【０１３７】
Ｙチャネルについても同様の手法によって、Ｙ軸傾斜磁場コイル２６ｙの消費電力Ｐｙｃｏｉｌ（ｔ）と、傾斜磁場アンプ１２８’の消費電力Ｐａｍｐｙ（ｔ）と、傾斜磁場アンプ１２８’への入力電力Ｐｉｎｙ（ｔ）を算出する。
【０１３８】
Ｚチャネルについても同様の手法によって、Ｚ軸傾斜磁場コイル２６ｚの消費電力Ｐｚｃｏｉｌ（ｔ）と、傾斜磁場アンプ１２８”の消費電力Ｐａｍｐｚ（ｔ）と、傾斜磁場アンプ１２８”への入力電力Ｐｉｎｚ（ｔ）を算出する。
【０１３９】
そして、３つのチャネルへの各入力電力Ｐｉｎｘ（ｔ）、Ｐｉｎｙ（ｔ）、Ｐｉｎｚ（ｔ）の合算値を合計入力電力Ｐｉｎ（ｔ）として算出する。
【０１４０】
そうすると、交流電源１２０からの出力電圧と、交流電源１２０の出力電力の力率とを一定と仮定すれば、合計入力電力Ｐｉｎ（ｔ）を力率で割った値を、交流電源１２０の出力電圧の実効値で割ることで、ブレーカ１２２に流れる電流値の時間変化を算出できる。なお、交流電源１２０の出力電圧の実効値は、所定値で一定であると仮定して、それを判定部１０２に記憶させておく。また、その都度測定した値を用いてもよい。
【０１４１】
撮像シーケンスの全期間を通して、ブレーカ１２２を流れる電流が、ブレーカ１２２の定格電流値を超える時間帯がある場合、撮像シーケンスに必要な電力が傾斜磁場アンプ１２８の定格を超える。この場合、設定されている撮像シーケンスは実行不能であると、判定部１０２は判定する。以上が第２の判定アルゴリズムの説明である。
ブレーカ１２２を流れる電流が前記定格電流値を超えない場合、第１及び第３の判定アルゴリズムにおいても実行不能と判定されなければ、撮像シーケンスは実行可能であると判定される。
【０１４２】
次に、撮像シーケンスの実行可否の第３の判定アルゴリズムについて説明する。第３の判定アルゴリズムでは、撮像シーケンスの実行時における直流電源１２４の出力電圧Ｖｂｕｓ（ｔ）の降下を考慮する。即ち、直流電源１２４の定格出力電力Ｐｐｓよりも傾斜磁場アンプ１２８の消費電力Ｐａｍｐ（ｔ）と、Ｘ軸傾斜磁場コイル２６ｘの消費電力Ｐｘｃｏｉｌ（ｔ）との和が大きい場合、足りない電力は電解コンデンサ１２６から放電電流として傾斜磁場アンプ１２８に供給される。
【０１４３】
直流電源１２４の出力電圧Ｖｂｕｓ（ｔ）は電解コンデンサ１２６の充電電圧に等しいので、電解コンデンサ１２６から放電電流が流れてその充電電圧が下がれば、出力電圧Ｖｂｕｓ（ｔ）は降下する。この出力電圧Ｖｂｕｓ（ｔ）が所定値を下回る場合、判定部１０２は、撮像シーケンスが実行不能と判定する。そこで、電圧降下後の出力電圧Ｖｂｕｓ（ｔ）の値Ｖｆｉｎを算出するため、各部の電流波形及び電圧波形の一例（図１０参照）を参考に、第３の判定アルゴリズムを説明する。
【０１４４】
図４のＸ軸傾斜磁場電源４４ｘ及びＸ軸傾斜磁場コイル２６ｘの回路における出力電圧Ｖｏｕｔ（ｔ）は、図５の１次側のみを考慮する場合、以下の（３３）式で表される。
【０１４５】
【数１４】
【０１４６】
図１０は、図４、図５における出力電圧Ｖｏｕｔ（ｔ）の波形について、（３３）式に従うものと仮定して単純化した場合の一例を示す模式図である。なお、（２７）式等に基づいて正確に計算した場合の波形については、図１１として後述する。図４及び図１０において、直流電源１２４の出力電流をＩｐｓ（ｔ）としている。以下、回路動作を簡単に説明する。
【０１４７】
図４において傾斜磁場電源４４への電源投入後、電解コンデンサ１２６はすぐに充電完了電圧まで充電される。このため、撮像シーケンスの開始時刻をｔ＝ｔ１とすれば、ｔ＝０以降、少なくとも時刻ｔ１までの暫くの期間、直流電源１２４の出力電圧Ｖｂｕｓ（ｔ）は一定となり、直流電源１２４の出力電流Ｉｐｓ（ｔ）はゼロで一定となる。
【０１４８】
この後、時刻ｔ＝ｔ１において、シーケンスコントローラ５６からの制御電圧信号（図示せず）が一定の傾きで上昇し始める。前述のように、傾斜磁場アンプ１２８は、＋側入力端子（＋ｉｎ）への入力電圧に比例する電流を出力端子からＩｏｕｔ（ｔ）として出力するため、図１０におけるＩｏｕｔ（ｔ）の時間波形は、上記制御電圧信号にほぼ等しい。
【０１４９】
これに同期して、（３３）式の左辺第２項のＩｏｕｔ（ｔ）の時間微分は、時刻ｔ１より前ではゼロであるが、時刻ｔ１以降、一定の傾きで上昇している期間では一定の正の値となる。このため、時刻ｔ１において、傾斜磁場アンプ１２８の出力電圧Ｖｏｕｔ（ｔ）は、（３３）式の左辺第２項の分だけ瞬間的に上昇する。
【０１５０】
一方、時刻ｔ１において（３３）式の左辺第１項（Ｒ×Ｉｏｕt（ｔ））はゼロであるが、時刻ｔ１以降、Ｉｏｕｔ（ｔ）の上昇に伴って（３３）式の左辺第１項も上昇するため、出力電圧Ｖｏｕｔ（ｔ）も上昇する。
【０１５１】
また、時刻ｔ１以降、傾斜磁場アンプ１２８から出力電流Ｉｏｕｔ（ｔ）が供給され始めるので、その電流供給源として、直流電源１２４及び電解コンデンサ１２６から傾斜磁場アンプ１２８に電流が供給される。このため、時刻ｔ１において直流電源１２４の出力電流Ｉｐｓ（ｔ）も立ち上がり、その後、一定値となる。
【０１５２】
また、時刻ｔ１以降、直流電源１２４の出力電圧Ｖｂｕｓ（ｔ）、即ち、電解コンデンサ１２６の充電電圧は減少する。これは、直流電源１２４のＸチャネルに対する定格出力電力Ｐｐｓよりも、傾斜磁場アンプ１２８の消費電力Ｐａｍｐ（ｔ）と、Ｘ軸傾斜磁場コイル２６ｘの消費電力Ｐｘｃｏｉｌ（ｔ）との和（Ｐｉｎｘ（ｔ））が大きい場合である。
【０１５３】
時刻ｔ２において、一定の傾きで上昇していた出力電流Ｉｏｕｔ（ｔ）が一定電圧に切り替わる。出力電流Ｉｏｕｔ（ｔ）が上昇から一定値に切り替わるため、その時間微分はゼロに切り替わるから、（３３）式の左辺第２項はゼロとなる。このため、出力電圧Ｖｏｕｔ（ｔ）は、時刻ｔ２において瞬間的に下がり、出力電流Ｉｏｕｔ（ｔ）が一定値である時刻ｔ３までの期間において一定値を保つ。
【０１５４】
時刻ｔ３において、一定であった出力電流Ｉｏｕｔ（ｔ）が一定の傾きで下がり始める。これにより、（３３）式の左辺第２項において出力電流Ｉｏｕｔ（ｔ）の時間微分はゼロから負の一定値に切り替わるから、出力電流Ｉｏｕｔ（ｔ）は、時刻ｔ３において瞬間的に下がる。一方、（３３）式の左辺第１項は、時刻ｔ３以降、Ｉｏｕｔ（ｔ）の下降に伴って下降するため、出力電圧Ｖｏｕｔ（ｔ）も時刻ｔ３以降では下降する。
【０１５５】
時刻ｔ４以降、減少していた出力電流Ｉｏｕｔ（ｔ）がゼロで一定に切り替わると、（３３）式に従って出力電圧Ｖｏｕｔ（ｔ）もゼロで一定となる。この出力電流Ｉｏｕｔ（ｔ）がゼロで一定の期間では、直流電源１２４の出力電圧Ｖｂｕｓ（ｔ）は、電解コンデンサ１２６が直流電源１２４の出力電流Ｉｐｓ（ｔ）で充電されるため、上昇する。
【０１５６】
時刻ｔ５において、ゼロで一定だった出力電流Ｉｏｕｔ（ｔ）が一定の傾きで下がり始め、直流電源１２４の出力電圧Ｖｂｕｓ（ｔ）も再び下降し始める。これにより、（３３）式の左辺第２項において出力電流Ｉｏｕｔ（ｔ）の時間微分はゼロから負の一定値に切り替わるから、出力電流Ｉｏｕｔ（ｔ）は、時刻ｔ５において瞬間的に下がる。一方、（３３）式の左辺第１項は、時刻ｔ５以降、Ｉｏｕｔ（ｔ）の下降に伴って下降するため、出力電圧Ｖｏｕｔ（ｔ）も時刻ｔ５以降では下降する。
【０１５７】
時刻ｔ６において、下降していた出力電流Ｉｏｕｔ（ｔ）が負の値で一定に切り替わる。これにより、出力電流Ｉｏｕｔ（ｔ）の時間微分は負の値からゼロに切り替わるから、出力電流Ｉｏｕｔ（ｔ）は、時刻ｔ６において瞬間的に上昇する。このように、（３３）式及び出力電流Ｉｏｕｔ（ｔ）に従って、出力電圧Ｖｏｕｔ（ｔ）が変化する。
【０１５８】
時刻ｔ７において、出力電流Ｉｏｕｔ（ｔ）の供給が停止すると、下降していた直流電源１２４の出力電圧Ｖｂｕｓ（ｔ）は、上昇し始める。これは、時刻ｔ７以降、傾斜磁場アンプ１２８への供給電流が不要となるために、電解コンデンサ１２６の充電電圧が直流電源１２４の出力電流Ｉｐｓ（ｔ）によって充電されて上昇し始めるからである。
【０１５９】
直流電源１２４の出力電流Ｉｐｓ（ｔ）は、電解コンデンサ１２６の充電完了に近づくと下がり始め、時刻ｔ８において電解コンデンサ１２６の充電が完了すると直流電源１２４の出力電流Ｉｐｓ（ｔ）は０となる。以上が回路動作の説明である。
【０１６０】
直流電源１２４の定格出力電力Ｐｐｓよりも傾斜磁場アンプ１２８の消費電力Ｐａｍｐｘ（ｔ）と、Ｘ軸傾斜磁場コイル２６ｘの消費電力Ｐｘｃｏｉｌ（ｔ）との和（Ｐｉｎｘ（ｔ））が大きい場合、足りない電力は電解コンデンサ１２６から放電電流として傾斜磁場アンプ１２８に供給される。この場合、電解コンデンサ１２６の充電電圧、即ち、直流電源１２４の出力電圧Ｖｂｕｓ（ｔ）は低下する。
【０１６１】
前記したように直流電源１２４は、負荷が軽い場合には定電圧源として動作し、負荷が重い場合には定電流源として動作する。このように、（電解コンデンサ１２６からの放電電流が必要な程度に）負荷が重い場合、即ち、傾斜磁場アンプ１２８の電源が定電流源である場合について、直流電源１２４のＸチャネルに対する定格出力電力Ｐｐｓの値と、直流電源１２４の出力に接続される電解コンデンサ１２６の容量値Ｃｂａｎｋとを、判定部１０２に予め記憶させておく。
【０１６２】
電圧低下前における直流電源１２４の出力電圧をＶｉｎｉとし、電圧低下前における直流電源１２４の出力電圧をＶｆｉｎとし、電圧降下の傾きを直線に近似すると、直流電源１２４及び電解コンデンサ１２６から傾斜磁場アンプ１２８に供給されるエネルギーＥｓｕｐは、以下の（３４）式で表現される。
【０１６３】
【数１５】
【０１６４】
（３４）式の右辺の第２項は、電圧降下前の電解コンデンサ１２６の蓄積エネルギーから、電圧降下後の電解コンデンサ１２６の蓄積エネルギーを引いた値である。即ち、（３４）式の右辺の第２項は、電解コンデンサ１２６の蓄積エネルギーの減少量を示し、この減少エネルギー分が電解コンデンサ１２６の放電電流として傾斜磁場アンプ１２８に供給される。
【０１６５】
（３４）式の右辺の第１項は、Δｔの期間に直流電源１２４から傾斜磁場アンプ１２８に供給されるエネルギー量を示す。ここで、Δｔの期間において、直流電源１２４の出力電圧Ｖｂｕｓ（ｔ）が１次関数的に下がると仮定しているため、Δｔの期間の直流電源１２４の出力電圧Ｖｂｕｓ（ｔ）の平均値は、（Ｖｉｎｉ＋Ｖｆｉｎ）／２となる。
【０１６６】
この電圧低下前後（Δｔの期間）において、（３４）式における直流電源１２４からのＸチャネルに対する出力電流Ｉｐｓ（ｔ）は、直流電源１２４の諸特性で決まる一定値であり、予め判定部１０２に記憶させておく。直流電源１２４は、（電解コンデンサ１２６からの放電電流が必要な程度に）負荷が重い場合には、前述のように定電流源として動作するからである。
【０１６７】
従って、傾斜磁場アンプ１２８と、Ｘ軸傾斜磁場コイル２６ｘとで消費されるエネルギーは、次式で表される。
【０１６８】
Ｅｄｉｓｓ（ｔ）＝Ｐｉｎｘ（ｔ）×Δｔ …（３５）
【０１６９】
ここで、エネルギー保存則により、Ｅｓｕｐ（ｔ）＝Ｅｄｉｓｓ（ｔ）であるので、以下の（３６）式が成り立つ。
【０１７０】
【数１６】
【０１７１】
（３６）式において、Ｐｉｎｘ（ｔ）は（３２）式から算出できるので、電圧降下前の直流電源１２４の出力電圧Ｖｉｎｉを定めれば、電圧降下後の直流電源１２４の出力電圧Ｖｆｉｎを算出できる。以下、Δｔの期間の定め方、及び、電圧降下前の直流電源１２４の出力電圧Ｖｉｎｉの定め方について説明する。
【０１７２】
Δｔとしては、撮像シーケンスの開始時刻から終了時刻までの期間を例えば一定の間隔でｎ等分することにより、Δｔ１、Δｔ２・・・Δｔｎを定める。ここでは撮像シーケンスの開始時刻から終了時刻までの期間を等間隔で分けるとしたが、等間隔である必要はなく、間隔を変えてもよい。
【０１７３】
このようにΔｔを定めれば、時間的に最初のΔｔ１の終了時刻が、次のΔｔ２の開始時刻に合致する。即ち、Δｔ１の期間において、電圧降下後の、即ち、Δｔ１の最終時刻の直流電源１２４の出力電圧Ｖｆｉｎを算出すれば、これが次のΔｔ２の電圧降下前の直流電源１２４の出力電圧Ｖｉｎｉに等しくなる。
【０１７４】
そして、最初のΔｔ１における電圧降下前の直流電源１２４の出力電圧Ｖｉｎｉは、電解コンデンサ１２６の充電完了時の電圧であり、既知の値として判定部１０２に予め記憶させておく。そうすると、（３６）式によって、Δｔ１の期間における電圧降下後の直流電源１２４の出力電圧Ｖｆｉｎを算出できる。
【０１７５】
この出力電圧Ｖｆｉｎを、次のΔｔ２の期間における電圧降下前の直流電源１２４の出力電圧Ｖｉｎｉとすることで、（３６）式によって、次のΔｔ２の期間における電圧降下後の直流電源１２４の出力電圧Ｖｆｉｎを算出できる。以下、同様にして、Δｔｎの期間まで、電圧降下前後の直流電源１２４の出力電圧Ｖｉｎｉ、Ｖｆｉｎを算出できる。
【０１７６】
ここで、Δｔ１〜Δｔｎの各期間の長さの最小値及び最大値について補足する。
Δｔ１〜Δｔｎの各期間の長さは、その期間の逆数（１／Δｔ）が、傾斜磁場アンプ１２８の最大動作周波数よりも十分大きくなる程度に、短い期間に設定することが望ましい。電解コンデンサ１２６からの１回の放電は、傾斜磁場アンプ１２８の最大動作周波数の逆数の時間内に行われるので、上記のようにΔｔ１〜Δｔｎの各期間の長さを設定すれば、十分正確に計算できるからである。例えば、１／Δｔが傾斜磁場アンプ１２８の最大動作周波数の２倍、又は、３倍、又は、５倍となるように、Δｔを設定することができる。
【０１７７】
また、Δｔ１〜Δｔｎの各期間の長さは、判定部１０２の計算負荷の観点から、許容される時間内に演算が終わる程度に、大きく設定することが望ましい。Δｔ１〜Δｔｎの期間が短いほど、分割数ｎが多くなり、計算負荷が増大するからである。
【０１７８】
ここでは一例として、傾斜磁場アンプ１２８がＰＷＭアンプ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ：パルス幅変調増幅器）であるものとする。この場合、判定部１０２は、Δｔ１〜Δｔｎの各期間に対してそれぞれ、以下の判定対象値を算出する。即ち、判定対象値は、Δｔ１〜Δｔｎの各期間における電圧降下後の直流電源１２４の出力電圧Ｖｆｉｎに、傾斜磁場アンプ１２８内のスイッチング素子の最大デューティ比（１周期におけるオン期間の割合）を乗じた値である。
【０１７９】
判定部１０２は、判定対象値が、「出力電流Ｉｏｕｔ（ｔ）の時間変化ｄＩｏｕｔ（ｔ）／ｄｔの実現に必要な電圧Ｖｏｕｔ（ｔ）」より小さくないという判定条件を満たすか否かをΔｔ１〜Δｔｎの各期間に対してそれぞれ判定する。上記の「出力電流Ｉｏｕｔ（ｔ）の時間変化ｄＩｏｕｔ（ｔ）／ｄｔの実現に必要な電圧Ｖｏｕｔ（ｔ）」は、撮像シーケンスの条件によって定まる出力電流Ｉｏｕｔ（ｔ）を前記（２７）式に代入して解くことで、第１の判定アルゴリズムで述べたように得られる出力電圧Ｖｏｕｔ（ｔ）を指す。
【０１８０】
Δｔ１〜Δｔｎの各期間の内、上記判定条件を満たさないものが１つでもある場合、判定部１０２は、撮像シーケンスが実行不能であると判定する。実行不能と判定される場合、出力電流Ｉｏｕｔ（ｔ）の波形がオーバーシュートし、画質が低下する可能性があるためである。
【０１８１】
判定部１０２は、Ｙチャネル、Ｚチャネルについても、上記のＸチャネルの場合と同様に（３６）式等に基づいて、Δｔ１〜Δｔｎの各期間において上記判定条件を満たすか否かを判定する。
【０１８２】
Ｘ、Ｙ、Ｚの各チャネルにおいて、Δｔ１〜Δｔｎのどの期間に対しても、上記判定条件を満たす場合、判定部１０２は、撮像シーケンスが第３の判定アルゴリズムの判定条件を満たすと判定する。
撮像シーケンスが第３の判定アルゴリズムの判定条件を満たす場合、前記第１及び第２の判定アルゴリズムのいずれにおいても撮像シーケンスが実行不能と判定されなければ、撮像シーケンスが実行可能と判定される。
【０１８３】
なお、上記では「出力電流Ｉｏｕｔ（ｔ）の時間変化ｄＩｏｕｔ（ｔ）／ｄｔの実現に必要な電圧Ｖｏｕｔ（ｔ）」との比較により判定したが、判定対象値が予め設定した閾値より低い場合、撮像シーケンスが実行不能であると判定してもよい。
【０１８４】
また、上記では傾斜磁場アンプ１２８がＰＷＭアンプであると仮定して、電圧降下後の直流電源１２４の出力電圧Ｖｆｉｎに、スイッチング素子の最大デューティ比を乗じた値を判定の比較対象としたが、これは一例に過ぎない。傾斜磁場アンプ１２８、１２８’、１２８”がＰＷＭアンプ以外の増幅器である場合、当該増幅器に関して「ＰＷＭアンプにおけるスイッチング素子の最大デューティ比」に相応する値を代わりに用いればよい。
【０１８５】
また、ここでは計算の簡単化のため、図１０の時刻ｔ１近辺における直流電源１２４の出力電流Ｉｐｓ（ｔ）の立ち上がり時間Ｔｒｉｓｅをゼロとして計算したが、これは一例に過ぎない。実際には、一定値になるまでの立ち上がり時間Ｔｒｉｓｅはゼロではない。立ち上がり時間Ｔｒｉｓｅを考慮して出力電流Ｉｐｓ（ｔ）を正確に算出することで、上記判定対象値を算出してもよい。
【０１８６】
図１１は、図４における出力電圧Ｖｏｕｔ（ｔ）の波形について、図５の等価回路モデル１４０ｘ及び前記（１）式〜（２７）式に基づいて計算した場合の一例を示す模式図である。図１１に示すように、出力電流Ｉｏｕｔ（ｔ）の波形は、曲線的になる（なまる）ことはなく、シーケンスコントローラ５６から傾斜磁場アンプ１２８の＋側入力端子に入力される制御電圧波形と殆ど同じになる。シーケンスコントローラ５６と、傾斜磁場アンプ１２８との間の配線において、大きな容量成分やインダクタンス成分は存在しないからである。
【０１８７】
一方、出力電圧Ｖｏｕｔ（ｔ）の波形は、最終的には（２７）式で算出できる。出力電圧Ｖｏｕｔ（ｔ）の波形は、（３３）式のように抵抗とコイルの直列回路で簡単化して図１０に示した波形（複数の直線を連結した波形）よりも、曲線的になる（なまる）。
【０１８８】
例えば、時刻ｔ１〜時刻ｔ２の期間において、図１０では（３３）式の左辺第１項（Ｒ×Ｉｏｕt（ｔ））がゼロからＩｏｕｔ（ｔ）の上昇に伴って直線的に増加するため、出力電圧Ｖｏｕｔ（ｔ）の波形も直線的となっている。
【０１８９】
しかし、実際には、周波数が高いと、表皮効果などの影響により、Ｘ軸傾斜磁場コイル２６ｘの抵抗成分２６ｘＲの抵抗値も変化する。その抵抗値の変化分や、渦電流で発生する磁場の影響、チョークコイルなどの影響が（１）式左辺の第３項（Ｍ１×ｄＩ１／ｄｔ）、第４項（Ｍ２×ｄＩ２／ｄｔ）として、抵抗とコイルの直列回路で簡単化した（３３）式に対して追加されている。このため、図１１の出力電圧Ｖｏｕｔ（ｔ）では、各部において波形がなまり、これが実際のＸ軸傾斜磁場コイル２６ｘに対する出力電圧にほぼ等しい。
【０１９０】
次に、撮像シーケンスが実行不能と判定された場合の撮像シーケンスの条件の再設定方法について、以下のケース１〜３に分けて説明する。
なお、「撮像シーケンス」とは、例えば、静磁場、傾斜磁場を撮像空間でどのように印加して、スピンエコーやＥＰＩなどの内のどのような種類のパルスシーケンスにより、どのような条件でＲＦ信号等を送信して、被検体からＭＲ信号を収集するシーケンスであるか、の意味である。
「撮像シーケンスの条件」としては、例えば、フリップ角、繰り返し時間ＴＲ（Ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎ Ｔｉｍｅ）、スライス数、撮像領域であるＦＯＶ（Ｆｉｅｌｄ Ｏｆ Ｖｉｅｗ）、位相エンコード方向及び周波数エンコード方向のステップ数、ＥＰＩやスピンエコー法などのパルスシーケンスの種類、などが挙げられる。
【０１９１】
［ケース１］まず、第１の判定アルゴリズムにおいて撮像シーケンスが実行不能と判定された場合について説明する。例えば、繰り返し時間ＴＲを長くする、スライス数を減らす、撮像領域であるＦＯＶを広げる、位相エンコード方向及び周波数エンコード方向のステップ数を減らす、の少なくとも１つにより、傾斜磁場電源４４に対する電気的負荷を軽減できる。
【０１９２】
即ち、上記のいずれかに従って撮像シーケンスの条件を修正することで、傾斜磁場コイル２６の上昇温度を減らすことができ、第１の判定アルゴリズムにおいて実行不能と判定されないようになる。なお、第２及び第３の判定アルゴリズムについても、上記のいずれかに従って撮像シーケンスの条件を修正することで、実行不能と判定されないようになる。
【０１９３】
第１の判定アルゴリズムでは、撮像シーケンスの実行直後におけるＸ軸傾斜磁場コイル２６ｘの推定温度が閾値よりも例えば５℃高くなった場合、条件設定部１００は、例えば（２９）式を以下のように逆算する。即ち、撮像シーケンスの実行後におけるＸ軸傾斜磁場コイル２６ｘの推定温度が閾値になるように、撮像シーケンスの開始時刻から終了時刻までの消費電力Ｐｘｃｏｉｌ（ｔ）の時間積分値を算出する。
【０１９４】
次に、条件設定部１００は、消費電力Ｐｘｃｏｉｌ（ｔ）の時間積分値が上記の算出値となるように、（２８）式等に基づいて、出力電流Ｉｏｕｔ（ｔ）及び出力電圧Ｖｏｕｔ（ｔ）の各振幅をどの程度の割合で下げればよいかを逆算する。このような逆算結果に基づいて、撮像シーケンスの実行直後におけるＸ軸傾斜磁場コイル２６ｘの推定温度が閾値となるように撮像シーケンスの条件の修正候補を算出することで、傾斜磁場発生システムの電力的使用限界近くまで撮像シーケンスの条件を設定可能にする。
【０１９５】
具体的には、条件設定部１００は、繰り返し時間ＴＲをどの程度の割合で長くすればよいか、スライス数を何％減らせばよいか、ＦＯＶをどの程度広げればよいか、位相エンコード方向及び周波数エンコード方向のステップ数をどの程度減らせばよいかを算出する。撮像シーケンス実行後におけるＹ軸傾斜磁場コイル２６ｙ又はＺ軸傾斜磁場コイル２６ｚの温度が閾値を超えた場合に関しても、上記同様である。
【０１９６】
ここで、画像再構成時の２次元フーリエ変換に際しては、位相エンコード方向及び周波数エンコード方向のステップ数は、ｎを自然数として、２のｎ乗であることが望ましい。従って、位相エンコード方向及び周波数エンコード方向のステップ数については、上記のステップ数をどの程度減らせばよいかの算出結果を満たすように、半分にする、１／４にする、１／８にする、といった修正をすることが望ましい。
【０１９７】
なお、撮像シーケンスの実行直後におけるＸ軸傾斜磁場コイル２６ｘの推定温度が閾値となるように撮像シーケンスの条件の修正候補を算出するとしたが、これは一例に過ぎない。撮像シーケンスの実行後におけるＸ軸傾斜磁場コイル２６ｘの推定温度が閾値より例えば１℃あるいは３℃低くなるように、傾斜磁場電源４４に対して電気的負荷の観点から余裕を含ませた撮像シーケンスの条件の修正候補を算出してもよい。
【０１９８】
また、温度センサ７０ｘ１〜７０ｘ３、７０ｙ１〜７０ｙ３、７０ｚ１〜７０ｚ３から送信されるＸ、Ｙ、Ｚ軸傾斜磁場コイル２６ｘ、２６ｙ、２６ｚの温度が、（例えば室温に設定される）所定値よりも十分高い場合、条件設定部１００は、撮像シーケンスの条件の修正候補の表示指令に代えて、必要な冷却期間を算出して表示させてもよい。
【０１９９】
具体的には、例えば、温度センサから送信されるＺ軸傾斜磁場コイル２６ｚの温度が所定値よりも１０℃高く、第１のアルゴリズムの判定の結果、撮像シーケンスの実行後におけるＺ軸傾斜磁場コイル２６ｚの温度算出値が閾値よりも５℃高い場合を考える。この場合、Ｚ軸傾斜磁場コイル２６ｚの温度が５℃以上下がるのを待ってから、撮像シーケンスを実行すれば、第１のアルゴリズムにおいて実行不能とは判定されない。
【０２００】
［ケース２］次に、第２の判定アルゴリズムにおいて撮像シーケンスが実行不能と判定された場合について説明する。条件設定部１００は、判定部１０２の算出結果に基づいて、撮像シーケンスの全期間を通してブレーカ１２２に流れる電流値が最大の時間帯において、当該電流値がブレーカ１２２の定格電流をどの程度の割合で超過しているかを算出する。
【０２０１】
条件設定部１００は、上記算出結果に基づいて、ブレーカ１２２に流れる電流値が最大の時間帯において、合計入力電力Ｐｉｎ（ｔ）をどの程度の割合で減らせば、当該時間帯にブレーカ１２２に流れる電流値が定格電流に等しくなるかを算出する。
【０２０２】
この算出結果に基づいて、条件設定部１００は、（３２）式、（３１）式、（２８）式、（２７）式等から、出力電流Ｉｏｕｔ（ｔ）及び出力電圧Ｖｏｕｔ（ｔ）の各振幅をどの程度の割合で下げればよいかを逆算する。条件設定部１００は、このような逆算結果に基づいて、ブレーカ１２２に流れる電流値が最大の時間帯において、当該電流値がブレーカ１２２の定格電流となるように、撮像シーケンスの条件の修正候補を算出する。
【０２０３】
なお、ブレーカ１２２に流れる電流値が最大の時間帯において、当該電流値がブレーカ１２２の定格電流に等しくなるように撮像シーケンスの条件の修正候補を算出するとしたが、これは一例に過ぎない。ブレーカ１２２に流れる電流値が最大の時間帯において、当該電流値がブレーカ１２２の定格電流の例えば９５％或いは９０％となるように、撮像シーケンスの条件の修正候補を算出してもよい。
【０２０４】
［ケース３］次に、第３の判定アルゴリズムにおいて撮像シーケンスが実行不能と判定された場合について説明する。まず、Ｘチャネルにおいて、前記判定条件を満たさなかった場合を考える。条件設定部１００は、判定部１０２の算出結果に基づいて、判定対象値が最大の割合で出力電圧Ｖｏｕｔ（ｔ）を下回った期間（Δｔ）を判定し、どの程度の割合で下回ったかを算出する。
【０２０５】
この算出結果と、傾斜磁場アンプ１２８内のスイッチング素子の最大デューティ比と、（３６）式、（３４）式、（２８）式、（２７）式等に基づいて、条件設定部１００は、出力電流Ｉｏｕｔ（ｔ）及び出力電圧Ｖｏｕｔ（ｔ）の各振幅をどの程度の割合で下げればよいかを逆算する。
【０２０６】
条件設定部１００は、このような逆算結果に基づいて、前記判定対象値が、Ｘ軸傾斜磁場コイル２６ｘへの出力電圧Ｖｏｕｔ（ｔ）を下回らないように、撮像シーケンスの条件の修正候補を算出する。条件設定部１００は、Ｙチャネル又はＺチャネルについて前記判定条件を満たさなかった場合についても、上記同様にして撮像シーケンスの条件の修正候補を算出する。
【０２０７】
条件設定部１００は、以上のようにして撮像シーケンスの条件の修正候補を算出し、これを表示制御部９８に入力し、表示装置６４（モニタ）に表示させる。
【０２０８】
図１２は、第１〜第３の判定アルゴリズムの実行前における、撮像シーケンスの条件の設定用の表示画面の一例を示す模式図である。図１２に示すように、位置決め画像１８０上には、現在設定されている本スキャンのＦＯＶの太枠１８２が重畳表示される。
【０２０９】
図１２において、ボックス１８４の表示内容は、ＦＯＶの縦横のサイズ（ミリメートル）を示す。ボックス１９０の表示内容は、本スキャンのスライス数を示す。ボックス１９２の表示内容は、本スキャンの繰り返し時間の長さを示す。ボックス１９４の表示内容は、本スキャンの位相エンコード方向のステップ数を示す。ボックス１９６の表示内容は、本スキャンの周波数エンコード方向のステップ数を示す。ボックス１９８の表示内容は、本スキャンのフリップ角を示す。
【０２１０】
また、ボタン２０８は、これをクリックすることで、撮像シーケンスの条件についての複数の設定画面の内の前の画面を表示させるものである。ボタン２１０は、これをクリックすることで、撮像シーケンスの条件についての複数の設定画面の内の次の画面を表示させるものである。
【０２１１】
図１３は、第１〜第３の判定アルゴリズムの少なくとも１つにおいて撮像シーケンスが実行不能と判定された場合における、撮像シーケンスの条件の設定用の表示画面の一例を示す模式図である。
【０２１２】
撮像シーケンスが実行不能と判定部１０２が判定した場合、条件設定部１００は、撮像シーケンスの各条件の内、変更すべき条件の表示態様を変え、識別表示にする。具体的に例えば、変更すべき撮像シーケンスの条件のボックス１８４、１９０、１９２、１９４、１９６の表示色を赤色などの周囲とは異なる有彩色にするか、それらボックス内の数値を点滅表示させるか、図１３のようにそれらボックスの枠を太く表示する。
【０２１３】
図１３の例では、ボックス１８４において、ＦＯＶを１２５ｍｍ×１２５ｍｍから２５０ｍｍ×２５０ｍｍにすることが、撮像シーケンスの条件の一修正候補として表示されている。また、ボックス１９０において、スライス数を１００枚から５０枚に減らすことが、撮像シーケンスの条件の一修正候補として表示されている。
【０２１４】
また、ボックス１９２において、繰り返し時間ＴＲを５００ｍｓから１０００ｍｓに延長することが、撮像シーケンスの条件の一修正候補として表示されている。また、ボックス１９４及び１９６において、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をそれぞれ２５６から１２８に減らすことが、撮像シーケンスの条件の一修正候補として表示されている。
【０２１５】
ユーザは、入力装置６２を介して、表示装置６４に表示されている撮像シーケンスの条件の修正候補のいずれか又は複数を選択することで、当該撮像シーケンスの条件を変更し、当該撮像シーケンスを実行可能にすることができる。
【０２１６】
図１４は、本実施形態におけるＭＲＩ装置２０の動作の流れ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１４に示すステップ番号に従って、ＭＲＩ装置２０の動作を説明する。
【０２１７】
［ステップＳ１］ＭＰＵ８６（図３参照）は、入力装置６２を介してＭＲＩ装置２０に対して入力された撮像シーケンスの条件（前述したように、例えば、パルスシーケンスの種類や、フリップ角、ＦＯＶなど）に基づいて、ＭＲＩ装置２０の初期設定を行う。また、プレスキャンなどによってＲＦパルスの中心周波数等が設定される。この後、ステップＳ２に進む。
【０２１８】
［ステップＳ２］位置決め画像の撮像が行われる。具体的には、寝台３２（図１参照）に被検体ＱＱがセットされ、静磁場電源４０により励磁された静磁場用磁石２２によって撮像空間に静磁場が形成される。また、シムコイル電源４２からシムコイル２４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。
【０２１９】
そして、入力装置６２からＭＰＵ８６に撮像開始指示が入力されると、ＭＰＵ８６は、傾斜磁場の印加などがパルスシーケンスとして含まれる撮像シーケンスの条件をシーケンスコントローラ５６に入力する。シーケンスコントローラ５６は、入力されたパルスシーケンスに従って傾斜磁場電源４４、ＲＦ送信器４６及びＲＦ受信器４８を駆動させることで、撮像領域に傾斜磁場を形成させると共に、ＲＦコイル２８からＲＦ信号を発生させる。
【０２２０】
このため、被検体ＱＱの内部の核磁気共鳴により生じたＭＲ信号がＲＦコイル２８により受信されて、ＲＦ受信器４８により検出される。ＲＦ受信器４８は、検出したＭＲ信号に所定の信号処理を施した後、これをＡ／Ｄ変換することで、デジタル化したＭＲ信号である生データ（ＲＡＷデータ）を生成する。ＲＦ受信器４８は、生成した生データをシーケンスコントローラ５６に入力する。シーケンスコントローラ５６は、生データを画像再構成部９０に入力し、画像再構成部９０は、ｋ空間データベース９２に形成されたｋ空間において、生データをｋ空間上のマトリクスデータとして配列する。
【０２２１】
画像再構成部９０は、ｋ空間データベース９２からｋ空間上のマトリクスデータを取り込み、これ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画像データベース９４に保存する。
【０２２２】
画像処理部９６は、画像データベース９４から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装置６６に保存する。この後、ステップＳ３に進む。
【０２２３】
［ステップＳ３］ＭＰＵ８６は、位置決め画像の表示用画像データを記憶装置６６から表示制御部９８に転送させ、表示装置６４に位置決め画像を表示させる。
【０２２４】
この後、入力装置６２を介してＭＲＩ装置２０に対して入力された撮像シーケンスの条件（前述したように、例えば、パルスシーケンスの種類や、フリップ角、ＦＯＶなど）に基づいて、条件設定部１００は、本スキャンの撮像シーケンスの各条件を設定する。
ここで設定する「本スキャンの撮像シーケンス」とは、静磁場の印加が含まれると共に、前記した装置座標系の傾斜磁場Ｇｘ、Ｇｙ、Ｇｚの印加がパルスシーケンスとして含まれるＭＲＩのシーケンスである。なお、傾斜磁場Ｇｘは、Ｘ軸傾斜磁場コイル２６ｘを流れる出力電流Ｉｏｕｔ（例えば図１１参照）により定まり、傾斜磁場Ｇｙ、Ｇｚはそれぞれ、Ｙ、Ｚ軸傾斜磁場コイル２６ｙ、２６ｚを流れる電流により定まる。
即ち、後述のステップＳ１１の本スキャンでは、上記の傾斜磁場Ｇｘ、Ｇｙ、Ｇｚの合成により、論理軸としての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、読み出し方向傾斜磁場Ｇｒｏ（例えば図９参照）が撮像空間に形成される。この後、ステップＳ４に進む。
【０２２５】
［ステップＳ４］温度センサ７０ｘ１〜７０ｘ３（図２参照）は、Ｘ軸傾斜磁場コイル２６ｘの温度をそれぞれ検出し、シーケンスコントローラ５６を介して判定部１０２に検出温度をそれぞれ入力する。同様に、温度センサ７０ｙ１〜７０ｙ３は、Ｙ軸傾斜磁場コイル２６ｙの温度を、温度センサ７０ｚ１〜７０ｚ３はＺ軸傾斜磁場コイル２６ｚの温度を、それぞれ検出して判定部１０２に入力する。
【０２２６】
ここでは一例として、判定部１０２は、温度センサ７０ｘ１〜７０ｘ３の各検出温度の内、最大の温度をＸ軸傾斜磁場コイル２６ｘのシーケンス前温度ＴＢｘとして記憶する。また、判定部１０２は、温度センサ７０ｙ１〜７０ｙ３の各検出温度の内、最大の温度をＹ軸傾斜磁場コイル２６ｙのシーケンス前温度ＴＢｙとして記憶する。また、判定部１０２は、温度センサ７０ｚ１〜７０ｚ３の各検出温度の内、最大の温度をＺ軸傾斜磁場コイル２６ｚのシーケンス前温度ＴＢｚとして記憶する。
このように制御装置３０内の判定部１０２は、シーケンス前温度ＴＢｘ、ＴＢｙ、ＴＢｚを（ＭＲＩ装置２０の各温度センサから）取得する。この後、ステップＳ５に進む。
【０２２７】
［ステップＳ５］判定部１０２は、ステップＳ３で設定された本スキャンの撮像シーケンスの各条件に基づいて、第１の判定アルゴリズムを実行する。即ち、判定部１０２は、等価回路モデル１４０ｘと、シーケンス前温度ＴＢｘ、ＴＢｙ、ＴＢｚとに基づいて、本スキャンを実行したと仮定した場合における本スキャン実行直後のＸ、Ｙ、Ｚ軸傾斜磁場コイル２６ｘ、２６ｙ、２６ｚの各推定温度ＴＡｘ、ＴＡｙ、ＴＡｚをシーケンス後温度として算出する。
【０２２８】
算出した推定温度ＴＡｘ、ＴＡｙ、ＴＡｚの内、閾値を超えるものがある場合、判定部１０２は、現在設定されている撮像シーケンスを実行不能と判定する。なお、第１の判定アルゴリズムの詳細は、前述した通りである。この後、ステップＳ６に進む。
【０２２９】
［ステップＳ６］判定部１０２は、ステップＳ３で設定された本スキャンの撮像シーケンスの各条件に基づいて、第２の判定アルゴリズムを実行する。即ち、判定部１０２は、等価回路モデル１４０ｘと、傾斜磁場アンプ１２８、１２８’、１２８”及びＸ、Ｙ、Ｚ軸傾斜磁場コイル２６ｘ、２６ｙ、２６ｚの各消費電力に基づいて、ブレーカ１２２に流れる電流を算出する。
【０２３０】
ブレーカ１２２に流れる電流が、ブレーカ１２２の定格電流を超える時間帯がある場合、判定部１０２は、現在設定されている撮像シーケンスを実行不能と判定する。なお、第２の判定アルゴリズムの詳細は、前述した通りである。この後、ステップＳ７に進む。
【０２３１】
［ステップＳ７］判定部１０２は、ステップＳ３で設定された本スキャンの撮像シーケンスの各条件に基づいて、第３の判定アルゴリズムを実行する。即ち、判定部１０２は、等価回路モデル１４０ｘに基づいて、Ｘ、Ｙ、Ｚの各チャネル毎に、撮像シーケンスの実行した場合における直流電源１２４の電圧降下後の出力電圧Ｖｆｉｎを算出し、これが傾斜磁場コイルに印加されるべき出力電圧Ｖｏｕｔ（ｔ）を下回る時間帯Δｔがあるか否かを判定する。
【０２３２】
Ｘ、Ｙ、Ｚの各チャネルの内、１つでも下回ると判定された時間帯Δｔがあれば、判定部１０２は、現在設定されている撮像シーケンスを実行不能と判定する。なお、第３の判定アルゴリズムの詳細は、前述した通りである。
【０２３３】
なお、便宜上、ステップＳ５〜Ｓ７において第１、第２、第３の判定アルゴリズムの順に実行する例を述べたが、これは一例にすぎず、ステップＳ５〜Ｓ７の順番は順不同である。また、例えば判定部１０２内に演算処理機構として第１判定部、第２判定部、第３判定部の３つを設けて、第１〜第３の判定アルゴリズムを第１〜第３判定部にそれぞれ同時に並行して実行させてもよい。この後、ステップＳ８に進む。
【０２３４】
［ステップＳ８］判定部１０２は、第１、第２、第３の判定アルゴリズムのどれにおいても撮像シーケンスが実行不能と判定されなかった場合のみ、撮像シーケンスを実行可能と判定し、それ以外の場合には撮像シーケンスを実行不能と判定する。撮像シーケンスが実行可能と判定された場合、ステップＳ１１に進み、撮像シーケンスが実行不能と判定された場合、ステップＳ９に進む。
【０２３５】
［ステップＳ９］条件設定部１００は、判定部１０２の演算結果に基づいて、ここでは一例として以下の第１〜第７の場合に分けて撮像シーケンスの条件の修正候補を算出する。
【０２３６】
第１に、第１の判定アルゴリズムにおいてのみ、撮像シーケンスが実行不能と判定された場合、条件設定部１００は、第１の判定アルゴリズムにおいて撮像シーケンスが実行不能と判定されないように、撮像シーケンスの条件の修正候補を算出する（ケース１参照）。
【０２３７】
第２に、第２の判定アルゴリズムにおいてのみ、撮像シーケンスが実行不能と判定された場合、条件設定部１００は、第２の判定アルゴリズムにおいて撮像シーケンスが実行不能と判定されないように、撮像シーケンスの条件の修正候補を算出する（ケース２参照）。
【０２３８】
第３に、第３の判定アルゴリズムにおいてのみ、撮像シーケンスが実行不能と判定された場合、条件設定部１００は、第３の判定アルゴリズムにおいて撮像シーケンスが実行不能と判定されないように、撮像シーケンスの条件の修正候補を算出する（ケース３参照）。
【０２３９】
第４に、第１及び第２の判定アルゴリズムにおいて実行不能と判定された場合、条件設定部１００は、例えばまず、第１の判定アルゴリズムにおいて撮像シーケンスが実行不能と判定されないように、撮像シーケンスの条件の修正候補を算出する。次に、条件設定部１００は、修正候補に従って修正された撮像シーケンスの条件に基づいて、第２の判定アルゴリズムを実行し、修正された撮像シーケンスの実行可否を判定する。実行不能と判定された場合のみ、条件設定部１００は、修正された撮像シーケンスの条件に対し、さらに第２の判定アルゴリズムにおいて実行不能と判定されないように、撮像シーケンスの条件の修正候補を再算出する（次のステップＳ１０では再算出後の修正候補が表示される）。
【０２４０】
第５に、第１及び第３の判定アルゴリズムにおいて実行不能と判定された場合、条件設定部１００は、同様に第１の判定アルゴリズムで実行不能と判定されないように、撮像シーケンスの条件の修正候補を算出する。次に、条件設定部１００は、この修正候補に従って修正された撮像シーケンスの条件に基づいて、第３の判定アルゴリズムにより実行可否を判定する。実行不能と判定された場合のみ、条件設定部１００は、修正された撮像シーケンスの条件に対して、第３の判定アルゴリズムにおいて実行不能と判定されないように撮像シーケンスの条件の修正候補を再算出する。
【０２４１】
第６に、第２及び第３の判定アルゴリズムにおいて実行不能と判定された場合、条件設定部１００は、同様に第２の判定アルゴリズムで実行不能と判定されないように、撮像シーケンスの条件の修正候補を算出する。次に、条件設定部１００は、この修正候補に従って修正された撮像シーケンスの条件に基づいて、第３の判定アルゴリズムにより実行可否を判定する。実行不能と判定された場合のみ、条件設定部１００は、修正された撮像シーケンスの条件に対して、第３の判定アルゴリズムにおいて実行不能と判定されないように撮像シーケンスの条件の修正候補を再算出する。
【０２４２】
第７に、第１〜第３の全判定アルゴリズムにおいて実行不能と判定された場合、条件設定部１００は、第１の判定アルゴリズムにおいて実行不能と判定されないように、撮像シーケンスの条件の修正候補を算出する。次に、条件設定部１００は、修正候補に従って修正された撮像シーケンスの条件に基づいて、第２の判定アルゴリズムにより、その実行可否を判定する。実行可能と判定された場合、そのままステップＳ１０に移行するが、実行不能と判定された場合、条件設定部１００は、修正された撮像シーケンスの条件に対し、さらに第２の判定アルゴリズムにおいて実行不能と判定されないように、撮像シーケンスの条件の修正候補を再算出する。
【０２４３】
この後、条件設定部１００は、再算出後の修正候補に従って再修正された撮像シーケンスの条件に基づいて、第３の判定アルゴリズムを実行し、その実行可否を判定する。実行可能と判定された場合、そのままステップＳ１０に移行するが、実行不能と判定された場合、条件設定部１００は、再修正された撮像シーケンスの条件に対し、さらに第３の判定アルゴリズムにおいて実行不能と判定されないように、撮像シーケンスの条件の修正候補を再度算出する。
【０２４４】
条件設定部１００は、以上のように第１〜第７の場合に分けて、第１〜第３の全判定アルゴリズムにおいて実行不能と判定されないように、撮像シーケンスの条件の修正候補を算出する。この後、ステップＳ１０に進む。
【０２４５】
［ステップＳ１０］条件設定部１００は、ステップＳ９で最終的に算出された撮像シーケンスの条件の修正候補を表示制御部９８に入力し、表示装置６４上で識別表示させる（図１３参照）。
【０２４６】
この後、ユーザにより撮像シーケンスの条件が再設定される。このとき、入力装置６２及び表示装置６４の表示態様は、ユーザが撮像シーケンスの条件の修正候補のいずれを選択することも、任意の撮像シーケンスの条件を入力することもできるように構成される。この後、ステップＳ５に戻る。
【０２４７】
［ステップＳ１１］設定された本スキャンの撮像シーケンスの条件に従って、位置決め画像の撮像時と同様にデータ収集が行われ、シーケンスコントローラ５６は、生データを画像再構成部９０に入力する。この後、画像再構成部９０は、ｋ空間データベース９２に形成されたｋ空間において、生データをｋ空間上のマトリクスデータとして配列する。マトリクスデータの生成後、撮像シーケンスがＥＰＩの場合のみ、画像再構成部９０は、図８及び図９を用いて説明したリグリッディングを行う。
【０２４８】
次に、画像再構成部９０は、ｋ空間データベース９２からｋ空間データを取り込み、以下、位置決め画像の場合と同様に表示用画像データが生成されて記憶装置６６に保存される。この後、ＭＰＵ８６は、表示用画像データを記憶装置６６から表示制御部９８に転送させ、表示装置６４に本スキャンの撮像画像を表示させる。
以上が本実施形態のＭＲＩ装置２０の動作説明である。
【０２４９】
このように本実施形態では、表皮効果や渦電流などの影響を加味して、１次側との相互誘導を生じる２次側回路を備えた等価回路モデル１４０ｘを用いる。傾斜磁場コイルへの出力電圧Ｖｏｕｔ（ｔ）の算出に際しては、等価回路モデル１４０ｘにより導出された（２７）式を用い、（２７）式におけるＲｌｏａｄ等の各定数の値を予め求めて判定部１０２に記憶させておく。従って、撮像シーケンスにより規定される傾斜磁場波形を与える出力電流Ｉｏｕｔ（ｔ）と、（２７）式等に基づいて、その出力電流Ｉｏｕｔ（ｔ）の実現に必要な出力電圧Ｖｏｕｔ（ｔ）を正確に算出できる。
【０２５０】
上記のように正確に算出された出力電圧Ｖｏｕｔ（ｔ）に基づいて、第１〜第３の判定アルゴリズムを実行し、３つの観点から撮像シーケンスの実行可否を判定する。即ち、撮像シーケンス実行直後の傾斜磁場コイル２６の温度が閾値を超えないか、ブレーカ１２２を流れる電流がブレーカ１２２の定格電流を超えないか、直流電源１２４の電圧降下後の電圧Ｖｆｉｎが出力電圧Ｖｏｕｔ（ｔ）を下回らないか、の３つの観点から判定する。このため、撮像シーケンスが実行可能か否かを正確に判定できる（ステップＳ５〜Ｓ８）。
【０２５１】
上記の判定結果に基づいて、第１〜第３の判定アルゴリズムにおいて実行不能と判定されないように撮像シーケンスの条件の修正候補を算出し、表示する（ステップＳ９、Ｓ１０）。このため、ユーザは、撮像シーケンスの条件の修正候補を選択するだけで、その撮像シーケンスを実行可能にすることができる。即ち、極めて利便性のよい撮像シーケンスの設定用コンソールを提供することができる。
【０２５２】
傾斜磁場コイル２６への出力電流Ｉｏｕｔ（ｔ）の実現に必要な出力電圧Ｖｏｕｔ（ｔ）を正確に算出できるため、傾斜磁場発生システムの電力的使用限界近くまでの撮像シーケンスの条件を設定可能にすることができる。
【０２５３】
具体的には例えば、第１の判定アルゴリズムにおいて実行不能と判定された場合、撮像シーケンスの実行直後の傾斜磁場コイルの推定温度が閾値となるように撮像シーケンスの条件の修正候補を算出する。これにより、傾斜磁場発生システムの電力的使用限界近くまでの負荷がかかる撮像シーケンスの条件を設定可能にすることができる。第２又は第３の判定アルゴリズムにおいて実行不能と判定された場合も同様である（前記ケース２、ケース３参照）。
【０２５４】
さらに、撮像シーケンスがＥＰＩの場合、各サンプリング間隔ΔＴｓの長さが、各サンプリング間隔ΔＴｓに含まれるＭＲ信号の受信時刻での傾斜磁場強度に応じた長さとなるように、サンプリング間隔ΔＴｓの長さを変更し、リグリッディングを行う。ＥＰＩのように短い時間間隔で各ラインのＭＲ信号を受信する場合、上記リグリッディングを行うことで、画像再構成の精度を向上できる結果、画質を向上できる。
以上説明した実施形態によれば、ＭＲＩの傾斜磁場発生システムの電気的負荷の観点から、撮像シーケンスの実行可否を正確に判定できる。
【０２５５】
傾斜磁場コイル２６のインピーダンスの測定値としては、傾斜磁場コイル２６だけに対する測定値ではなく、ラインフィルタや出力ケーブルなどを含めた測定値を使用してもよい。その場合、図５の等価回路モデル１４０ｘとは別の回路モデルに基づいて、上記第１〜第３の判定アルゴリズムを実行してもよい。
【０２５６】
図１５は、ラインフィルタを考慮した場合における、傾斜磁場電源４４及び傾斜磁場コイル２６のブロック図である。即ち、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸傾斜磁場コイル２６ｘ、２６ｙ、２６ｚと、傾斜磁場アンプ１２８、１２８’、１２８”との間にそれぞれ、ノイズ除去用のラインフィルタ２５０、２５０’、２５０”が挿入される。その他の点は、図４に示した回路構成と同様である。
【０２５７】
図１６は、撮像シーケンスの実行可否を判定する演算において用いられる傾斜磁場発生システムの等価回路モデルの別の一例を示す回路図である。
【０２５８】
図１６に示す等価回路モデル１４０ｘ’は、第３の２次側回路を図５の等価回路モデル１４０ｘに追加した構成である。第３の２次側回路は、ラインフィルタ（２５０、２５０’、２５０”のいずれか）の容量成分に相当するコンデンサ１４３Ｃと、ラインフィルタのインダクタンス成分に相当する仮想コイルとしてのコイル１４３Ｌと、ラインフィルタの抵抗成分に相当する抵抗１４３Ｒとを直列に接続した構成である。コイル１４３Ｌは、コイル２６ｘＬと磁気的に結合している。
【０２５９】
コンデンサ１４３Ｃの容量値をＣ３、コイル１４３Ｌの自己インダクタンス値をＬ３、抵抗１４３Ｒの抵抗値をＲ３、第３の２次側回路内で図の矢印方向に流れる電流値をＩ３（ｔ）、コイル１４３Ｌ−コイル２６ｘＬ間の相互インダクタンス値をＭ３とする。このとき、以下の（３７）式、（３８）式、（３９）式、（４０）式が成り立つ。
【０２６０】
【数１７】
【０２６１】
（３７）式〜（４０）式に基づいて、上記実施形態と同様に第１〜第３の判定アルゴリズムを実行してもよい。
【０２６２】
図１７は、撮像シーケンスの実行可否を判定する演算において用いられる傾斜磁場発生システムの等価回路モデルのさらに別の一例を示す回路図である。図１７の等価回路モデル１４０ｘ”は、第３の２次側回路のコンデンサ１４３Ｃ、仮想コイルとしてのコイル１４３Ｌ、抵抗１４３Ｒの接続を並列接続に変更した点を除き、上記等価回路モデル１４０ｘ’と同様である。
【０２６３】
この場合、第３の２次側回路においてコイル１４３Ｌを図の矢印方向に流れる電流値をＩ３（ｔ）とし、同方向にコンデンサ１４３Ｃを流れる電流値をＩ３１（ｔ）とし、同方向に抵抗１４３Ｒを流れる電流値をＩ３２（ｔ）とする。これにより、Ｉ３（ｔ）は、Ｉ３１（ｔ）と、Ｉ３２（ｔ）との和になる。そうすると、以下の（４１）式、（４２）式、（４３）式、（４４）式、（４５）式、（４６）式が成り立つ。
【０２６４】
【数１８】
【０２６５】
（４１）式〜（４６）式に基づいて、上記実施形態と同様に第１〜第３の判定アルゴリズムを実行してもよい。
【０２６６】
撮像シーケンスがＥＰＩの場合に限って、図８、図９を用いて説明したリグリッディングを行う例を述べた。本発明の実施形態は、かかる態様に限定されるものではない。ＥＰＩではない撮像シーケンスの場合にリグリッディングを行ってもよい。
【０２６７】
撮像シーケンスの実行前に充電されて、撮像シーケンスの実行時に傾斜磁場アンプ１２８、１２８’、１２８”に放電電流を流す電力供給源として、電解コンデンサ１２６、１２６’、１２６”を用いる例を述べた。本発明の実施形態は、かかる態様に限定されるものではない。
【０２６８】
電解コンデンサ１２６、１２６’、１２６”の代わりに、２次電池や電気二重層コンデンサなどの充放電素子を用いてもよい。ここでの充放電素子とは、コンデンサや２次電池などのように、充電及び放電の繰り返しが可能な回路素子の意味である。
【０２６９】
ステップＳ９において、撮像シーケンスの条件の修正候補を算出して表示する例を述べた。本発明の実施形態は、かかる態様に限定されるものではない。撮像シーケンスの条件の修正候補を算出は、必須ではなく、省略してもよい。
【０２７０】
例えば、ステップＳ８において、撮像シーケンスが実行不能と判定された場合、表示装置６４において、修正すべき撮像シーケンスの条件のパラメータのボックス（１８４、１９０、１９２、１９４、１９６）の表示態様を変化させ、識別的にしてもよい。この後、撮像シーケンスの条件が修正された場合には、ステップＳ５に戻ればよい。そのように撮像シーケンスの条件の修正と、撮像シーケンスの実行可否の判定とを繰り返し、ステップＳ８において撮像シーケンスが実行可能と判定された時点で始めて、本スキャンの実行に処理を移行できるようにすればよい。
【０２７１】
ＭＲＩ装置２０では、例えば、静磁場用磁石２２、シムコイル２４、傾斜磁場コイル２６などが図２に記載のガントリ２１と呼ばれる円筒状の構造体の中に収納される。図１では、静磁場用磁石２２、シムコイル２４、傾斜磁場コイル２６の外側に、即ち、ガントリ２１の外にＲＦ受信器４８が存在する例を述べた。本発明の実施形態は、かかる態様に限定されるものではない。ＲＦ受信器４８がガントリ２１内に含まれる態様でもよい。
具体的には例えば、ＲＦ受信器４８に相当する電子回路基盤をガントリ２１内に配設する。そして、受信用ＲＦコイル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信号を、当該電子回路基盤内のプリアンプによって増幅し、デジタル信号としてガントリ２１外に出力し、シーケンスコントローラ５６に入力してもよい。
【０２７２】
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。
【符号の説明】
【０２７３】
２０ ＭＲＩ装置
２６ 傾斜磁場コイル
３０ 制御装置
１００ 条件設定部
１０２ 判定部
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、磁気共鳴イメージングに関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
ＭＲＩ装置の傾斜磁場発生システムは、被検体が置かれる撮像空間に傾斜磁場を印加することで、ＭＲ信号に空間的な位置情報を付加する傾斜磁場コイルを備える。この傾斜磁場コイルは、撮像中にパルス電流が繰り返して供給されることで大きく発熱する。傾斜磁場発生システムは、全チャンネル（Ｘ、Ｙ、Ｚの各軸方向の各傾斜磁場コイル）に同時に最大電流を流し続けることが可能なものではなく、全体の電力上限値、各チャンネル毎の電力上限値等の様々な制約が存在する。
【０００４】
そこで、特許文献１では、傾斜磁場コイルの残留熱量をアボートレベル以下に維持するために、撮像プロトコルの順番入替や、撮像停止時間の再設定を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−７５７５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来技術では、傾斜磁場発生システムの電力的な使用限界を撮像シーケンスに応じて正確に予測することは困難であった。このため、傾斜磁場システムへの電流供給量がその使用限界値を確実に下回るように、即ち、実際の電流供給量と使用限界値との間に十分なマージンをとるように制御することで、傾斜磁場発生システムを安全に駆動していた。
【０００７】
換言すれば、従来技術では、実際には傾斜磁場発生システムの使用限界まで余裕があるにも拘らず、より安全な条件で撮像していた場合もあった。傾斜磁場発生システムの使用限界までの余裕があった場合、本来、その余裕の分だけスライス枚数を増やす等の手段をとることで、より最適化した条件で撮像できたことになる。
【０００８】
従って、より最適化した条件での撮像を行うためには、ＭＲＩの傾斜磁場発生システムの電気的負荷の観点から、設定された撮像シーケンスが実行可能か否かを撮像シーケンスの実行前に正確に判定することが望まれる。即ち、ＭＲＩの傾斜磁場発生システムの電気的負荷の観点から、撮像シーケンスの実行可否を正確に判定する技術が要望されていた。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
一実施形態では、ＭＲＩ装置及びその制御装置は、条件設定部と、判定部とを備える。
条件設定部は、ＭＲＩ装置で実行される撮像シーケンスの条件に基づいて、撮像シーケンスを設定する。
判定部は、ＭＲＩ装置の傾斜磁場コイルに供給される電流値を撮像シーケンスの条件に基づいて算出すると共に、傾斜磁場コイルとの間に相互誘導を生じる仮想コイルが存在するとの仮定の上で、傾斜磁場コイルと仮想コイルとの間の相互インダクタンスに基づいて、前記電流値を与えるように傾斜磁場コイルに印加されるべき電圧値を算出し、前記電圧値に基づいて前記撮像シーケンスの実行可否を撮像シーケンスの実行前に判定する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態におけるＭＲＩ装置の全体構成を示すブロック図。
【図２】ガントリ内における温度センサの配置を示す模式的斜視図。
【図３】図１のコンピュータ５８の機能ブロック図。
【図４】図１の傾斜磁場電源４４の構成を示すブロック図。
【図５】撮像シーケンスの実行可否を判定する演算において用いられる傾斜磁場発生システムの等価回路モデルの一例を示す回路図。
【図６】傾斜磁場コイルのインピーダンスＺの実部Ｒｅ｛Ｚ｝の周波数特性の測定値を模式的に表したグラフ。
【図７】傾斜磁場コイルのインピーダンスＺの虚部Ｉｍ｛Ｚ｝を角周波数ωで割ったＩｍ｛Ｚ｝／ωの周波数特性の測定値を模式的に表したグラフ。
【図８】位相エンコード及び周波数エンコードのマトリクス数が２５６×２５６の場合に、ｋ空間に配列されるＭＲ信号のＲＡＷデータの一例を示す模式図。
【図９】ＥＰＩにおける読み出し方向の傾斜磁場波形の一例を示す模式図。
【図１０】図４における出力電圧Ｖｏｕｔ（ｔ）の波形について、（３３）式に従うものと仮定した場合の一例を示す模式図。
【図１１】図４における出力電圧Ｖｏｕｔ（ｔ）の波形について、図５の等価回路モデルに基づいて計算した場合の一例を示す模式図。
【図１２】第１〜第３の判定アルゴリズムの実行前における、撮像シーケンスの条件の設定用の表示画面の一例を示す模式図
【図１３】第１〜第３の判定アルゴリズムの少なくとも１つにおいて撮像シーケンスが実行不能と判定された場合における、撮像シーケンスの条件の設定用の表示画面の一例を示す模式図。
【図１４】本実施形態に係るＭＲＩ装置の動作の流れを示すフローチャート。
【図１５】ラインフィルタを考慮した場合における、傾斜磁場電源及び傾斜磁場コイルのブロック図。
【図１６】撮像シーケンスの実行可否を判定する演算において用いられる傾斜磁場発生システムの等価回路モデルの別の一例を示す回路図。
【図１７】撮像シーケンスの実行可否を判定する演算において用いられる傾斜磁場発生システムの等価回路モデルの別の一例を示す回路図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、ＭＲＩ装置及びその制御装置と、ＭＲＩ装置の制御方法（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。
【００１２】
図１は、本実施形態におけるＭＲＩ装置２０の全体構成を示すブロック図である。図１に示すように、ＭＲＩ装置２０は、静磁場を形成する筒状の静磁場用磁石２２と、静磁場用磁石２２の内側において軸を同じにして設けられた筒状のシムコイル２４と、傾斜磁場コイル２６と、ＲＦコイル２８と、制御装置３０と、被検体ＱＱが乗せられる寝台３２とを備える。
【００１３】
ここでは一例として、装置座標系の互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を以下のように定義する。まず、静磁場用磁石２２及びシムコイル２４は、それらの軸方向が鉛直方向に直交するように配置されているものとし、静磁場用磁石２２及びシムコイル２４の軸方向をＺ軸方向とする。また、鉛直方向をＹ軸方向とし、寝台３２は、その天板の載置用の面の法線方向がＹ軸方向となるように配置されているものとする。
【００１４】
制御装置３０は、例えば、静磁場電源４０と、シムコイル電源４２と、傾斜磁場電源４４と、ＲＦ送信器４６と、ＲＦ受信器４８と、シーケンスコントローラ５６と、コンピュータ５８とを含む。
【００１５】
傾斜磁場電源４４は、Ｘ軸傾斜磁場電源４４ｘと、Ｙ軸傾斜磁場電源４４ｙと、Ｚ軸傾斜磁場電源４４ｚとで構成されている。また、コンピュータ５８は、演算装置６０と、入力装置６２と、表示装置６４と、記憶装置６６とで構成されている。
【００１６】
静磁場用磁石２２は、静磁場電源４０に接続され、静磁場電源４０から供給された電流により撮像空間に静磁場を形成させる。シムコイル２４は、シムコイル電源４２に接続され、シムコイル電源４２から供給される電流により、この静磁場を均一化する。静磁場用磁石２２は、超伝導コイルで構成される場合が多く、励磁の際に静磁場電源４０に接続されて電流が供給されるが、一旦励磁された後は非接続状態とされるのが一般的である。なお、静磁場電源４０を設けずに、静磁場用磁石２２を永久磁石で構成してもよい。
【００１７】
傾斜磁場コイル２６は、Ｘ軸傾斜磁場コイル２６ｘと、Ｙ軸傾斜磁場コイル２６ｙと、Ｚ軸傾斜磁場コイル２６ｚとを有し、静磁場用磁石２２の内側で筒状に形成されている。Ｘ軸傾斜磁場コイル２６ｘ、Ｙ軸傾斜磁場コイル２６ｙ、Ｚ軸傾斜磁場コイル２６ｚはそれぞれ、Ｘ軸傾斜磁場電源４４ｘ、Ｙ軸傾斜磁場電源４４ｙ、Ｚ軸傾斜磁場電源４４ｚに接続される。
【００１８】
Ｘ軸傾斜磁場電源４４ｘ、Ｙ軸傾斜磁場電源４４ｙ、Ｚ軸傾斜磁場電源４４ｚからＸ軸傾斜磁場コイル２６ｘ、Ｙ軸傾斜磁場コイル２６ｙ、Ｚ軸傾斜磁場コイル２６ｚにそれぞれ供給される電流により、Ｘ軸方向の傾斜磁場Ｇｘ、Ｙ軸方向の傾斜磁場Ｇｙ、Ｚ軸方向の傾斜磁場Ｇｚが撮像空間にそれぞれ形成される。
【００１９】
即ち、装置座標系の３軸方向の傾斜磁場Ｇｘ、Ｇｙ、Ｇｚを合成して、論理軸としての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の各方向を任意に設定できる。スライス選択方向、位相エンコード方向、及び、読み出し方向の各傾斜磁場は、静磁場に重畳される。
【００２０】
ＲＦ送信器４６は、シーケンスコントローラ５６から入力される制御情報に基づいて、核磁気共鳴を起こすためのラーモア周波数のＲＦパルス（ＲＦ電流パルス）を生成し、これを送信用のＲＦコイル２８に送信する。ＲＦコイル２８には、ガントリに内蔵されたＲＦパルスの送受信用の全身用コイルや、寝台３２又は被検体ＱＱの近傍に設けられるＲＦパルスの受信用の局所コイルなどがある。
【００２１】
送信用のＲＦコイル２８は、ＲＦ送信器４６からＲＦパルスを受けて被検体ＱＱに送信する。受信用のＲＦコイル２８は、被検体ＱＱの内部の原子核スピンがＲＦパルスによって励起されることで発生したＭＲ信号（高周波信号）を受信し、このＭＲ信号は、ＲＦ受信器４８により検出される。
【００２２】
ＲＦ受信器４８は、検出したＭＲ信号に前置増幅、中間周波変換、位相検波、低周波増幅、フィルタリングなどの各種の信号処理を施した後、Ａ／Ｄ（ａｎａｌｏｇ ｔｏ ｄｉｇｉｔａｌ）変換を施すことで、デジタル化された複素データである生データ（ｒａｗ ｄａｔａ）を生成する。ＲＦ受信器４８は、生成したＭＲ信号の生データをシーケンスコントローラ５６に入力する。
【００２３】
演算装置６０は、ＭＲＩ装置２０全体のシステム制御を行うものであり、これについては後述の図３を用いて説明する。
【００２４】
シーケンスコントローラ５６は、演算装置６０の指令に従って、傾斜磁場電源４４、ＲＦ送信器４６及びＲＦ受信器４８を駆動させるため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４４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シーケンス情報である。
【００２５】
シーケンスコントローラ５６は、記憶した所定のシーケンスに従って傾斜磁場電源４４、ＲＦ送信器４６及びＲＦ受信器４８を駆動させることにより、Ｘ軸傾斜磁場Ｇｘ、Ｙ軸傾斜磁場Ｇｙ、Ｚ軸傾斜磁場Ｇｚ及びＲＦパルスを発生させる。また、シーケンスコントローラ５６は、ＲＦ受信器４８から入力されるＭＲ信号の生データを受けて、これを演算装置６０に入力する。
【００２６】
図２は、ガントリ内における温度センサの配置を示す模式的斜視図である。ガントリ２１には、図１に示した静磁場磁石２２、シムコイル２４、傾斜磁場コイル２６がそれぞれ円筒状の形状で配置されている（図２では煩雑となるので図示せず）。
【００２７】
傾斜磁場コイル２６は、例えば、内側から順にＸ軸傾斜磁場コイル２６ｘの層、Ｙ軸傾斜磁場コイル２６ｙの層、Ｚ軸傾斜磁場コイル２６ｚの層、不図示のクーリング層などの各層を円筒状にモールドして形成される多層構造である。なお、クーリング層は、冷却チューブの配設層、及び、シムトレイの配設層を有する構造である。
【００２８】
そして、Ｘ軸傾斜磁場コイル２６ｘの層内には、前記装置座標系のＺ軸方向に等間隔で離間して温度センサ７０ｘ１、７０ｘ２、７０ｘ３が埋設される。また、Ｙ軸傾斜磁場コイル２６ｙの層内には、Ｚ軸方向に等間隔で離間して温度センサ７０ｙ１、７０ｙ２、７０ｙ３が埋設される。また、Ｚ軸傾斜磁場コイル２６ｚの層内には、Ｚ軸方向に等間隔で離間して温度センサ７０ｚ１、７０ｚ２、７０ｚ３温度センサ７２ｍｚが埋設される。
【００２９】
温度センサ７０ｘ１〜７０ｘ３は、それらの各配設箇所においてＸ軸傾斜磁場コイル２６ｘの温度を検出して、シーケンスコントローラ５６を介して判定部１０２（後述の図３参照）に検出温度をそれぞれ入力（送信）する。同様に、温度センサ７０ｙ１〜７０ｙ３は、それらの各配設箇所においてＹ軸傾斜磁場コイル２６ｙの温度をそれぞれ検出して判定部１０２に入力する。同様に、温度センサ７０ｚ１〜７０ｚ３は、それらの各配設箇所においてＺ軸傾斜磁場コイル２６ｚの温度をそれぞれ検出して判定部１０２に入力する。
【００３０】
なお、上記温度センサ７０ｘ１〜７０ｘ３、７０ｙ１〜７０ｙ３、７０ｚ１〜７０ｚ３の配置は一例にすぎない。例えば、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸傾斜磁場コイル２６ｘ、２６ｙ、２６ｚの各層内には、４個以上の温度センサを埋設し、それらの最大温度を判定部１０２が計算に用いるようにしてもよいし、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸傾斜磁場コイル２６ｘ、２６ｙ、２６ｚの各層内に配設する温度センサは１つでも２つでもよい。
また、温度センサ７０ｘ１〜７０ｘ３、７０ｙ１〜７０ｙ３、７０ｚ１〜７０ｚ３としては、赤外線放射温度計を用いてもよいし、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸傾斜磁場コイル２６ｘ、２６ｙ、２６ｚの温度をほぼ直接的に計測するサーミスタ、熱電対などを用いてもよい。赤外線放射温度計は、計測対象とは非接触で温度を計測できるので、熱伝導によって計測対象と温度センサとが同温になることが望まれる計測方法とは違い、短時間で温度を計測できる利点がある。
【００３１】
図３は、図１に示すコンピュータ５８の機能ブロック図である。図３に示すように、コンピュータ５８の演算装置６０は、ＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ Ｕｎｉｔ）８６と、システムバス８８と、画像再構成部９０と、画像データベース９４と、画像処理部９６と、表示制御部９８と、条件設定部１００と、判定部１０２とを備える。
【００３２】
ＭＰＵ８６は、撮像シーケンスの条件の設定、撮像動作及び撮像後の画像表示において、システムバス８８等の配線を介してＭＲＩ装置２０全体のシステム制御を行う。また、ＭＰＵ８６は、表示制御部９８を制御して、撮像シーケンスの条件の設定用画面情報を表示装置６４に表示させる。
入力装置６２は、撮像シーケンスの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。
【００３３】
画像再構成部９０は、内部にｋ空間データベース９２を有する。画像再構成部９０は、ｋ空間データベース９２に形成されたｋ空間において、シーケンスコントローラ５６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する。画像再構成部９０は、ｋ空間データに２次元フーリエ変換などを含む画像再構成処理を施して、被検体ＱＱの各スライスの画像データを生成する。画像再構成部９０は、生成した画像データを画像データベース９４に保存する。
【００３４】
画像処理部９６は、画像データベース９４から画像データを取り込み、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装置６６に記憶させる。
【００３５】
記憶装置６６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シーケンスの条件や被検体ＱＱ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。
【００３６】
表示制御部９８は、ＭＰＵ８６の制御に従って、撮像シーケンスの条件の設定用画面や、撮像により生成された画像データが示す画像を表示装置６４に表示させる。
【００３７】
条件設定部１００は、入力装置６２を介して入力された情報に基づいて、撮像シーケンスの条件を設定する。設定した撮像シーケンスが判定部１０２により実行不能と判定された場合、条件設定部１００は、実行可能な撮像シーケンスとするために、撮像シーケンスの条件の修正候補を算出する。
【００３８】
判定部１０２は、条件設定部１００によって設定された撮像シーケンスが実行可能か否かを、第１〜第３の判定アルゴリズムにより判定し、第１〜第３の判定アルゴリズムのどれにおいても実行不能と判定されなかった場合のみ、実行可能と判定する。第１〜第３の判定アルゴリズムでは、傾斜磁場発生システムの等価回路モデルに基づいて計算を行い、実行可否を判定する。
【００３９】
以下、実際の傾斜磁場発生システムの回路構成の一例、等価回路モデルの構成の一例、判定部１０２による第１の判定アルゴリズム、第２の判定アルゴリズム、第３の判定アルゴリズム、条件設定部１００による撮像シーケンスの条件の修正候補の算出方法、の順に本実施形態の原理を説明する。
【００４０】
図４は、傾斜磁場電源４４の構成の一例を示すブロック図である。図に示すように、傾斜磁場電源４４は、ブレーカ１２２と、整流器１２３と、直流電源１２４と、電解コンデンサ１２６、１２６’、１２６”と、傾斜磁場アンプ１２８、１２８’１２８”と、電流検出器１３０、１３０’、１３０”とを有する。
【００４１】
即ち、図１に示すＸ、Ｙ、Ｚ軸傾斜磁場電源４４ｘ、４４ｙ、４４ｚは、ブレーカ１２２と、整流器１２３と、ＣＶ／ＣＣ特性を持つ直流電源１２４とを共有する。図５において、Ｘ軸傾斜磁場電源４４ｘは、ブレーカ１２２と、整流器１２３と、直流電源１２４と、電解コンデンサ１２６と、傾斜磁場アンプ１２８と、電流検出器１３０とに対応する。
なお、ＣＶ／ＣＣ特性を持つ直流電源は、負荷が軽いときには定電圧を出力して負荷が重くなり、ある電流以上を流す必要が生じた際には、それ以上の電流を流さずに一定電流を負荷に供給する制御を行う電源である。即ち、ＣＶ／ＣＣのＣＶは定電圧（Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ｖｏｌｔａｇｅ）の意味であり、ＣＣは定電流（Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ）の意味である。
【００４２】
同様に、Ｙ軸傾斜磁場電源４４ｙは、ブレーカ１２２と、整流器１２３と、直流電源１２４と、電解コンデンサ１２６’と、傾斜磁場アンプ１２８’と、電流検出器１３０’とに対応する。同様に、Ｚ軸傾斜磁場電源４４ｚは、ブレーカ１２２と、整流器１２３と、直流電源１２４と、電解コンデンサ１２６”と、傾斜磁場アンプ１２８”と、電流検出器１３０”とに対応する。
【００４３】
ブレーカ１２２は、外部の交流電源１２０からの出力電流が定格電流値を超えた場合に、交流電源１２０と、整流器１２３との間を電気的に遮断する。
【００４４】
整流器１２３は、交流電源１２０からの交流の供給電力を直流電力に変換して、この直流電力を直流電源１２４に供給する。
【００４５】
直流電源１２４は、整流器１２３を介して供給される直流電流で電解コンデンサ１２６を充電し、また、傾斜磁場アンプ１２８に直流電流を供給する。直流電源１２４は、傾斜磁場アンプ１２８、１２８’、１２８”側の負荷が軽い場合には定電圧源として動作し、負荷が重い場合には定電流源として動作する。
【００４６】
傾斜磁場アンプ１２８、１２８’、１２８”は、＋側入力端子（図中の＋ＩＮ）と、−側入力端子（図中の−ＩＮ）と、＋側出力端子（図中の＋ＯＵＴ）と、−側出力端子（図中の−ＯＵＴ）とをそれぞれ有する。
【００４７】
また、傾斜磁場アンプ１２８、１２８’、１２８”は、直流電源１２４から電力供給をそれぞれ受けると共に、シーケンスコントローラ５６からの制御信号（電圧信号）を＋側入力端子においてそれぞれ受ける。シーケンスコントローラ５６から傾斜磁場アンプ１２８、１２８’１２８”に入力される各制御信号は、撮像シーケンスに応じてＸ、Ｙ、Ｚ軸傾斜磁場コイル２６ｘ、２６ｙ、２６ｚによってそれぞれ発生させたい理想の磁場波形に相似した波形を示す。
【００４８】
電流検出器１３０、１３０’、１３０”はそれぞれ、傾斜磁場アンプ１２８、１２８’、１２８”の−側出力端子に流入する電流の電流値を検出するが、この検出電流の大きさは、傾斜磁場アンプ１２８の＋側出力端子から出力される電流に等しい。傾斜磁場アンプ１２８、１２８’、１２８”の＋側出力端子から出力される電流はそれぞれ、傾斜磁場コイル（２６ｘ、２６ｙ、２６ｚのいずれか）を流れて傾斜磁場アンプ１２８、１２８’、１２８”の−側出力端子に戻るからである。
【００４９】
電流検出器１３０、１３０’、１３０”はそれぞれ、検出した電流の電流値を示す電圧信号を生成して、生成した電圧信号を傾斜磁場アンプ１２８、１２８’、１２８”の−側入力端子に入力する。
【００５０】
傾斜磁場アンプ１２８、１２８’、１２８”は、＋／−側入力端子間の誤差信号が０になるように電流を出力する電流源として動作する。ここで、傾斜磁場アンプ１２８、１２８’、１２８”の出力電流が前述のように電流検出器１３０、１３０’、１３０”によって負帰還となっているので、＋側入力端子への入力電圧に比例する電流を＋側出力端子から出力するように、フィードバック制御が行われる。
【００５１】
図５は、判定部１０２による撮像シーケンスの実行可否の判定演算において用いられる傾斜磁場発生システムの等価回路モデルの一例を示す回路図である。ここでの傾斜磁場発生システムとは、図１の傾斜磁場電源４４、傾斜磁場コイル２６、シーケンスコントローラ５６のように、傾斜磁場発生に関わる構成要素全体を指す。
【００５２】
判定部１０２は、傾斜磁場発生システムが図５の回路構成であるものと仮定して、計算によって撮像シーケンスの実行可否を判定する。即ち、実際のＭＲＩ装置２０の傾斜磁場発生システムは、図４に示す構成となっており、図５の回路構成とは異なる。
【００５３】
図５に示すように、等価回路モデル１４０ｘは、１次側として、Ｘ軸傾斜磁場電源４４ｘと、Ｘ軸傾斜磁場コイル２６ｘの抵抗成分に相当する抵抗２６ｘＲと、Ｘ軸傾斜磁場コイル２６ｘのインダクタンス成分に相当するコイル２６ｘＬとを直列に接続した構成である。
【００５４】
また、等価回路モデル１４０ｘは、抵抗１４１Ｒ及び仮想コイルとしてのコイル１４１Ｌの直列回路を第１の２次側回路として有する。さらに、等価回路モデル１４０ｘは、抵抗１４２Ｒ及び仮想コイルとしてのコイル１４２Ｌの直列回路を第２の２次側回路として有する。コイル２６ｘＬと、コイル１４１Ｌとが互いに磁気的に結合している。また、コイル２６ｘＬと、コイル１４２Ｌとが互いに磁気的に結合している。
【００５５】
以下、上記構成の等価回路モデル１４０ｘとした意味について説明する。周波数が高くなると、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸傾斜磁場コイル２６ｘ、２６ｙ、２６ｚの各インピーダンスは、１つの抵抗成分及び１つのインダクタンス成分の和で表される簡単なモデルのように単純増加するわけではない。
【００５６】
例えば、実際には、高周波電流が導体を流れる時、電流密度が導体の表面で高く、表面から離れると低くなる。即ち、表皮効果により、周波数が高くなるほど電流が表面へ集中するので、導体の交流抵抗は高くなる。この表皮効果等を考慮すると、多項式で表される傾斜磁場発生システムのインピーダンスにおいて、Ｘ軸傾斜磁場コイル２６ｘの抵抗２６ｘＲの抵抗値が含まれる項も、周波数に依存して変化することが望ましい。
【００５７】
従って、例えば、抵抗２６ｘＲの抵抗値にも角周波数ωが乗じられるような等価回路モデル、即ち、インピーダンスの虚部のみならず実部にも周波数依存性が反映された等価回路モデルで考えることが望ましい。
【００５８】
また、実際には、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸傾斜磁場コイル２６ｘ、２６ｙ、２６ｚ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各傾斜磁場Ｇｘ、Ｇｙ、Ｇｚに加わって傾斜磁場分布の歪みが生じる。渦電流で発生する磁場を考慮すると、相互インダクタンスも含まれた等価回路モデルで考えることが望ましい。
【００５９】
また、図には示していないが、実際の傾斜磁場発生システムには、所定周波数以上の高周波電流を遮断するチョークコイルが含まれる場合がある。そうすると、１つのみならず、複数の相互インダクタンスが含まれた等価回路モデルで考えることが望ましい。
【００６０】
図５に示す等価回路モデル１４０ｘは、以上を考慮した等価回路モデルの一例であり、等価回路モデルは、図５の構成に限定されるものではない（後述の図１６及び図１７参照）。
【００６１】
以下、判定部１０２による撮像シーケンスの実行可否の第１の判定アルゴリズムについて説明する。
【００６２】
図５において、抵抗２６ｘＲ、１４１Ｒ、１４２Ｒの各抵抗値をそれぞれ、Ｒｌｏａｄ、Ｒ１、Ｒ２とする。また、コイル２６ｘＬ、１４１Ｌ、１４２Ｌの自己インダクタンス値をそれぞれＬｌｏａｄ、Ｌ１、Ｌ２とする。さらに、コイル２６ｘＬと、コイル１４１Ｌとの相互インダクタンス値をＭ１とする。また、コイル２６ｘＬと、コイル１４２Ｌとの相互インダクタンス値をＭ２とする。
【００６３】
また、１次側回路において図５の矢印方向に流れる電流値をＩｏｕｔ（ｔ）とする。また、第１の２次側回路において図５の矢印方向に流れる電流値をＩ１（ｔ）とする。また、第２の２次側回路において図５の矢印方向に流れる電流値をＩ２（ｔ）とする。また、コイル２６ｘＬの両端の電圧値を図５の矢印方向を正方向としてＶｏｕｔ（ｔ）とする。
これらの符号に含まれる（ｔ）は、時間ｔの関数という意味であり、以下の説明で用いる他の符号についても同様である。このとき、１次側、２次側についてそれぞれ、以下の（１）式、（２）式、（３）式が成り立つ。
【００６４】
【数１】
【００６５】
（１）〜（３）式において、Ｍ１は以下の（４）式で表され、Ｍ２は以下の（５）式で表される。
【００６６】
【数２】
【００６７】
（４）式におけるＫ１はコイル２６ｘＬとコイル１４１Ｌとの結合係数であり、（５）式におけるＫ２はコイル２６ｘＬとコイル１４２Ｌとの結合係数である。ここで、虚数の単位をｊで表す。即ち、ｊの二乗は−１である。交流の場合、時間微分ｄ／ｄｔをｊ×ωに置き換えることで、（２）式を変形すれば以下の（６）式が得られ、（３）式を変形すれば以下の（７）式が得られる。
【００６８】
【数３】
【００６９】
等価回路モデル１４０ｘにおいて、Ｘ軸傾斜磁場電源４４ｘから見たＸ軸傾斜磁場コイル２６ｘのインピーダンスをＺとする。（１）式の両辺をＩｏｕｔ（ｔ）で割って、さらに時間微分ｄ／ｄｔをｊ×ωに置き換え、（６）式及び（７）式を（１）式に代入することで、インピーダンスＺは以下の（８）式で表される。
【００７０】
【数４】
【００７１】
（８）式により、Ｘ軸傾斜磁場電源４４ｘから見たインピーダンスＺの実部Ｒｅ｛Ｚ｝及び虚部Ｉｍ｛Ｚ｝はそれぞれ、以下の（９）式及び（１０）式で表される。
【００７２】
【数５】
【００７３】
なお、（９）式及び（１０）式における定数Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄはそれぞれ、以下の（１１）式、（１２）式、（１３）式、（１４）式で表される。
【００７４】
【数６】
【００７５】
図６は、Ｘ軸傾斜磁場コイル２６ｘのインピーダンスＺの実部Ｒｅ｛Ｚ｝の周波数特性の測定値を模式的に表したグラフである。図６において、横軸は周波数を示し、縦軸はインピーダンスＺの実部Ｒｅ｛Ｚ｝を示す。
【００７６】
図７は、Ｘ軸傾斜磁場コイル２６ｘのインピーダンスＺの虚部Ｉｍ｛Ｚ｝をωで除したＩｍ｛Ｚ｝／ωの周波数特性の測定値を模式的に表したグラフである。図７において、横軸は周波数を示し、縦軸はＩｍ｛Ｚ｝／ωを示す。
【００７７】
（９）式等における抵抗値Ｒｌｏａｄは、例えば、Ｘ軸傾斜磁場コイル２６ｘに直流電流を流した場合のＸ軸傾斜磁場コイル２６ｘの両端の電圧を測定することで、予め決定し、判定部１０２に記憶させておく。ここで、測定には、例えばＬＣＲメータを用いればよい（ＬＣＲのＬはＩｎｄｕｃｔａｎｃｅ、ＣはＣａｐａｃｉｔａｎｃｅ、ＲはＲｅｓｉｓｔａｎｃｅを指す）。
【００７８】
また、（１０）式等における自己インダクタンス値Ｌｌｏａｄは、例えば直流電流をＸ軸傾斜磁場コイル２６ｘに流した場合にＸ軸傾斜磁場コイル２６ｘが発生する磁束を測定することで、計算により算出できる。
【００７９】
或いは、自己インダクタンス値Ｌｌｏａｄは、等価回路モデル１４０ｘにおいて２次側の影響を受けない低周波数（例えば１〜１０ヘルツ）において、ＬＣＲメータで測定することで決定してもよい。
【００８０】
或いは、自己インダクタンス値Ｌｌｏａｄは、Ｘ軸傾斜磁場コイル２６ｘの形状（コイルの巻き方）、材質等に基づいて理論値を計算し、これを用いてもよい。このように予め決定した自己インダクタンス値Ｌｌｏａｄを、判定部１０２に記憶させておく。
【００８１】
抵抗値Ｒｌｏａｄ、自己インダクタンス値Ｌｌｏａｄが上記のように定まれば、（４）式の結合係数Ｋ１と、（５）式の結合係数Ｋ２と、時定数τ１＝Ｌ１／Ｒ１と、時定数τ２＝Ｌ２／Ｒ２とは、例えば以下のようなフィッティングにより決定できる。
【００８２】
具体的には、（９）式で表されるインピーダンスＺの実部Ｒｅ｛Ｚ｝の周波数特性と、Ｘ軸傾斜磁場コイル２６ｘのインピーダンスの実部の周波数特性の測定値とをフィッティングさせる。また、（１０）式で表されるインピーダンスＺの虚部Ｉｍ｛Ｚ｝を角周波数ωで除したＩｍ｛Ｚ｝／ωの周波数特性と、傾斜磁場コイル２６ｘのインピーダンスの虚部を角周波数ωで割った値の周波数特性の測定値とをフィッティングさせる。
【００８３】
なお、上記のフィッティングにおいて、実部Ｒｅ｛Ｚ｝と、虚部を角周波数ωで割ったＩｍ｛Ｚ｝／ωとを用いたが、（９）式及び（１０）式の和であるインピーダンスＺ（の振幅と位相）の計算値及び測定値をフィッティングに用いてもよい。或いは、インピーダンスＺの実部Ｒｅ｛Ｚ｝と虚部Ｉｍ｛Ｚ｝の位相差の計算値及び測定値をフィッティングに用いてもよい。
【００８４】
結合係数Ｋ１及び結合係数Ｋ２と、時定数τ１及び時定数τ２＝が定まれば、（４）式及び（５）式によって相互インダクタンスＭ１、Ｍ２が定まり、（１１）〜（１４）式によって定数Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄが定まる。
【００８５】
以上のように求めた各定数Ｒｌｏａｄ、Ｌｌｏａｄ、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは、判定部１０２内に予め記憶されている。これにより、任意の周波数におけるインピーダンスＺの実部Ｒｅ｛Ｚ｝及び虚部Ｉｍ｛Ｚ｝を（９）式及び（１０）式によって算出できる。
【００８６】
次に、Ｘ軸傾斜磁場コイル２６ｘに出力電流Ｉｏｕｔ（ｔ）を流すために必要な電圧Ｖｏｕｔ（ｔ）を導くために、（１）式において、Ｉ１（ｔ）及びＩ２（ｔ）を消去した式を導く。Ｉ１（ｔ）及びＩ２（ｔ）は、あくまで等価回路モデル１４０ｘを流れる意図しない電流であって、実際の傾斜磁場発生システムの出力電流Ｉｏｕｔ（ｔ）によって誘起される電流である。
【００８７】
まず、（１）〜（３）式において、両辺を時間微分すると、以下の（１５）式、（１６）式、（１７）式が得られる。
【００８８】
【数７】
【００８９】
次に、Ｉ２（ｔ）の時間微分、及び、Ｉ２（ｔ）の２階時間微分を消去するために、（１５）式を変形すると以下の（１８）式が得られ、（１）式を変形すると以下の（１９）式が得られる。
【００９０】
【数８】
【００９１】
上記の（１８）式及び（１９）式を（１７）式に代入後、Ｍ２を両辺に乗じれば、Ｉ２（ｔ）が消去された以下の（２０）式が得られる。
【００９２】
【数９】
【００９３】
次に、Ｉ１（ｔ）の２階時間微分を消去する。具体的には、（１６）式を変形すると以下の（２１）式が得られ、（２１）式を（２０）式に代入すると以下の（２２）式が得られ、（２２）式の両辺にＬ１を乗じて、ｄＩ１／ｄｔに関する項のみを左辺に移動すると以下の（２３）式が得られる。
【００９４】
【数１０】
【００９５】
次に、（２３）式の両辺を時間微分すると以下の（２４）式が得られ、（１６）式の両辺にＭ１×（Ｌ１×Ｒ２−Ｌ２×Ｒ１）を乗じると以下の（２５）式が得られる。
【００９６】
【数１１】
【００９７】
次に、両辺をＭ１×（Ｌ１×Ｒ２−Ｌ２×Ｒ１）で割ることで（２３）式をｄＩ１／ｄｔ＝の形に変形して（２５）式に代入し、同様に（２４）式をｄ２Ｉ１／ｄｔ２＝の形に変形して（２５）式に代入すれば、以下の（２６）式が得られる。
【００９８】
【数１２】
【００９９】
（２６）式においてＶｏｕｔ（ｔ）に関する項のみを左辺に移動後、両辺を（−Ｌ１２×Ｌ２）で割れば、Ｉ１（ｔ）及びＩ２（ｔ）が消去された以下の（２７）式が得られる。
【０１００】
【数１３】
【０１０１】
（２７）式において、Ｘ軸傾斜磁場電源４４ｘから出力される出力電流Ｉｏｕｔ（ｔ）、即ち、Ｘ軸傾斜磁場コイル２６ｘに流れる電流は、撮像シーケンスの条件によって定まる。撮像シーケンスの条件を定めれば、発生させるべきＸ軸傾斜磁場Ｇｘの傾斜磁場強度の時間波形が定まり、Ｘ軸傾斜磁場Ｇｘの傾斜磁場波形は、Ｘ軸傾斜磁場コイル２６ｘに流れる電流波形で決まるからである。
【０１０２】
従って、出力電流Ｉｏｕｔ（ｔ）の初期値を定めれば、出力電流Ｉｏｕｔ（ｔ）の３階時間微分である（２７）式の右辺の値を計算できる。（２７）式において、Ｌｌｏａｄ、Ｌ１、Ｌ２、Ｒｌｏａｄ、Ｒ１、Ｒ２、Ｍ１、Ｍ２は前述のように予め定められているからである。
【０１０３】
このように（２７）式の右辺を定めれば、（２７）式は出力電圧Ｖｏｕｔ（ｔ）の２階時間微分方程式となる。これを解くことで、Ｘ軸傾斜磁場コイル２６ｘに出力電流Ｉｏｕｔ（ｔ）を流すために必要な出力電圧Ｖｏｕｔ（ｔ）を算出できる。
【０１０４】
従来のように傾斜磁場コイルをコイル抵抗の直列回路で表したモデルで計算すると、Ｘ軸傾斜磁場コイル２６ｘに出力電流Ｉｏｕｔ（ｔ）を流すために必要な出力電力が過小評価され、撮像シーケンスの実行中に出力電圧が足りないという事態が生じうる。
しかし、本実施形態のように（２７）式に基づいて計算すれば、Ｘ軸傾斜磁場コイル２６ｘに出力電流Ｉｏｕｔ（ｔ）を流すために必要な出力電圧Ｖｏｕｔ（ｔ）ひいては必要な出力電力を正確に算出できるので、撮像シーケンスの実行中に電圧が足りないということは生じない。
【０１０５】
次に、Ｘ軸傾斜磁場コイル２６ｘでの消費電力Ｐｘｃｏｉｌ（ｔ）は、以下の（２８）式で算出できる。
【０１０６】
Ｐｘｃｏｉｌ（ｔ）＝Ｉｏｕｔ（ｔ）×Ｖｏｕｔ（ｔ） …（２８）
【０１０７】
Ｘ軸傾斜磁場コイル２６ｘの発熱量ΔＨｅａｔは、撮像シーケンスの開始時刻から終了時刻までの消費電力Ｐｘｃｏｉｌ（ｔ）の時間積分値として算出できる。Ｘ軸傾斜磁場コイル２６ｘの熱抵抗値をＲＨＸとすれば、Ｘ軸傾斜磁場コイル２６ｘの上昇温度ΔＴｅｍｐｘは、次式で与えられる。
【０１０８】
ΔＴｅｍｐｘ＝ＲＨＸ×ΔＨｅａｔ …（２９）
【０１０９】
（２９）式において、Ｘ軸傾斜磁場コイル２６ｘの熱抵抗値ＲＨＸは、測定値を用い、予め判定部１０２に記憶させておけばよい。
【０１１０】
具体的には例えば、Ｘ軸傾斜磁場コイル２６ｘに一定の直流電流を流すと共に、そのときのＸ軸傾斜磁場コイル２６ｘの両端の電圧を測定することで、Ｘ軸傾斜磁場コイル２６ｘに与えた電力を算出する。この直流電流を流し始め直前と、直後において各温度センサ７０ｘ１〜７０ｘ３によりＸ軸傾斜磁場コイル２６ｘの温度上昇分を測定する。以上の測定によって、Ｘ軸傾斜磁場コイル２６ｘに与えた電力と、その温度上昇分が決まれば、熱抵抗値ＲＨＸを算出できる。
【０１１１】
このように等価回路モデル１４０ｘに基づいて算出した上昇温度ΔＴｅｍｐｘを、撮像シーケンス実行直前のＸ軸傾斜磁場コイル２６ｘの測定温度に加算すれば、撮像シーケンス実行直後のＸ軸傾斜磁場コイル２６ｘの温度Ｔｅｍｐｘを算出できる。
【０１１２】
判定部１０２は、以上の（１）式〜（２９）式及びこれらの数式における定数（Ａ、Ｂ等）を予め記憶している。従って、撮像シーケンス実行直後のＸ軸傾斜磁場コイル２６ｘの温度が予め設定した閾値よりも高い場合、その撮像シーケンスは実行不能であると判定部１０２は判定する。
【０１１３】
判定部１０２は、撮像シーケンス実行直後のＹ軸傾斜磁場コイル２６ｙの温度を上記同様に算出し、算出した温度が閾値より高い場合、その撮像シーケンスは実行不能であるとは判定する。判定部１０２は、撮像シーケンス実行直後のＺ軸傾斜磁場コイル２６ｚの温度も同様に算出し、それが閾値より高い場合、その撮像シーケンスは実行不能であると判定する。
【０１１４】
撮像シーケンス実行直後におけるＸ、Ｙ、Ｚ軸傾斜磁場コイル２６ｘ、２６ｙ、２６ｚの各温度がどれも閾値以下である場合、第２及び第３の判定アルゴリズムにおいても実行不能と判定されなければ、撮像シーケンスは実行可能であると判定部１０２は判定する。
【０１１５】
また、以上が第１の判定アルゴリズムの説明であるが、これに付随して、画像再構成におけるリグリッディングの精度向上手法について説明する。ここで、リグリッディングとは、ｋ空間に配列されたマトリクス状のＲＡＷデータ（マトリクスデータ）の再配列を指し、以下、具体的に説明する。
【０１１６】
図５において、メインコイルであるコイル２６ｘＬの電流感度をα、コイル１４１Ｌの電流感度をβ、コイル１４２Ｌの電流感度をγとする。ここで、上記の電流感度は、コイルに電流を流すことで発生する傾斜磁場強度（テスラ／メートル）を、当該コイルに流す電流値（アンペア）で割った定数である。この場合、渦電流などの磁場を足し合わせたＸ軸傾斜磁場波形Ｇｘ（ｔ）は、次式のような合算磁場波形として算出できる。
【０１１７】
Ｇｘ（ｔ）＝α×Ｉｏｕｔ（ｔ）＋β×Ｉ１（ｔ）＋γ×Ｉ２（ｔ） …（３０）
【０１１８】
（３０）式の右辺の第２項および第３項は、仮想コイルとしてのコイル１４１Ｌ、１４２Ｌが発生する磁場波形（仮想磁場波形）の一例である。
前述のように、Ｘ軸傾斜磁場コイル２６ｘに流れる出力電流Ｉｏｕｔ（ｔ）は撮像シーケンスの条件で決まる。従って、（２）式及び（３）式において電流Ｉ１（ｔ）の初期値と、電流Ｉ２（ｔ）の初期値とを決めれば、（３０）式において２次側のコイル１４１Ｌに流れる電流Ｉ１（ｔ）、及び、コイル１４２Ｌに流れる電流Ｉ２（ｔ）を決定できる。電流Ｉ１（ｔ）の初期値と、電流Ｉ２（ｔ）の初期値は、例えば、前の撮像シーケンスの実行から十分な時間が経過していると仮定すれば、双方ともゼロとすることができる。
【０１１９】
そうすると、（３０）式において未知数はなくなり、磁場波形Ｇｘ（ｔ）を算出できる。ここでは一例として、（３０）式で示される磁場波形Ｇｘ（ｔ）に基づいて、受信サンプリングの間隔を変更することで、再構成のリグリッディングの精度を向上する。以下、より具体的に説明する。
【０１２０】
図８は、位相エンコード及び周波数エンコードのマトリクス要素数が２５６×２５６の場合に、ｋ空間に配列されるＭＲ信号のＲＡＷデータの一例を示す模式図である。図８において、ＴＲは繰り返し時間（Ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎ Ｔｉｍｅ）であり、横方向のＴｓはサンプリング時間（Ｓａｍｐｌｉｎｇ Ｔｉｍｅ）であり、縦方向は位相エンコードステップ（Ｐｈａｓｅ Ｅｎｃｏｄｅ Ｓｔｅｐ）である。
【０１２１】
この場合、原則的には、位相エンコードを２５６回変えて、収集した２５６ラインのＭＲ信号からそれぞれ、搬送周波数の余弦関数又は正弦関数を引いた後、図８のように位相エンコードステップ毎に並べる。これにより、２５６×２５６のマトリクス要素からなるマトリクスデータ、即ち、ｋ空間のＲＡＷデータの実数部分又は虚数部分を得る。
【０１２２】
但し、例えばシングルショットのＥＰＩ（エコープラナーイメージング：ｅｃｈｏ ｐｌａｎａｒ ｉｍａｇｉｎｇ）では、実効エコー時間まで５ライン分しか収集できなければ、収集数は（２５６／２）＋５＝１３３ラインとなる。この場合、収集されなかった１２３ラインは、ｋ空間上では例えばデータとしてゼロが入る。
【０１２３】
ここで、図８の横方向では、各ＭＲ信号のサンプリング時間Ｔｓを２５６で等間隔に割ったΔＴｓ毎に、ＭＲ信号の強度をマトリクス値にする。これにより、実数と虚数についてそれぞれ、２５６行２５６列のマトリクスデータが求まる。これをｋ空間のＲＡＷデータとする。
【０１２４】
図９は、ＥＰＩにおける読み出し方向の傾斜磁場波形の一例を示す模式図である。図９において、縦軸は読み出し方向の磁場強度（Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｏｆ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｆｉｅｌｄ Ｉｎ Ｒｅａｄｏｕｔ Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）を示し、横軸は経過時間ｔを示す。図９に示すように、実際の読み出し方向の傾斜磁場の反転は、時間軸に対して垂直とみなせる傾きで瞬間的に磁場強度の極性が反転するわけではなく、ある程度の時間幅をもって傾斜磁場強度が＋から−へ、或いは−から＋に急峻に変化する。
【０１２５】
即ち、１つのサンプリング時間Ｔｓの始めの時期では、傾斜磁場強度は例えば図９のＧ１、Ｇ２と上昇し、さらに上昇する。この後、一定期間において、傾斜磁場強度はＧｆで一定となり、その後下がる。
【０１２６】
サンプリング時間Ｔｓの始めの時期では、傾斜磁場強度の絶対値の増大に伴い、ＭＲ信号の周波数が次第に大きくなるので、この周波数上昇に伴ってサンプリング間隔ΔＴｓを次第に短くすれば、見かけ上、サンプリング時間Ｔｓ全体を通して一定周波数のＭＲ信号を検出したことと等価になる。同様に、サンプリング時間Ｔｓの終わり時期では、傾斜磁場強度の絶対値の減少に伴い、ＭＲ信号の周波数が次第に小さくなるので、この周波数減少に伴って、サンプリング間隔ΔＴｓを次第に長くすれば、サンプリング時間Ｔｓ全体を通して一定周波数のＭＲ信号を検出したことと等価になる。
【０１２７】
換言すれば、サンプリング時間Ｔｓにおいて、中央の傾斜磁場強度が一定の期間では、サンプリング間隔ΔＴｓを小さくし、サンプリング時間Ｔｓの始め及び終わりの期間では、サンプリング間隔ΔＴｓを大きくすることが望ましい。
【０１２８】
画像再構成部９０は、各サンプリング間隔ΔＴｓの長さが、各サンプリング間隔ΔＴｓに含まれるＭＲ信号の受信時刻での傾斜磁場強度に応じた長さとなるように、マトリクスデータのサンプリング間隔ΔＴｓの長さを変更する。このようにして、マトリクスデータの再配列を行う。
【０１２９】
例えば装置座標系のＸ軸方向を読み出し方向に合致させる場合、読み出し方向の傾斜磁場波形を（３０）式に基づいて算出後、各サンプリング間隔ΔＴｓが、各サンプリング間隔ΔＴｓに含まれるＭＲ信号の受信時刻での傾斜磁場強度に応じた長さとなるように、リグリッディングを行う。特にＥＰＩのように短い時間間隔で各ラインのＭＲ信号を受信する場合には、上記のリグリッディングを行うことで、画像再構成の精度を向上できる結果、画質を向上できる。なお、装置座標系のＹ軸又はＺ軸を読み出し方向に合致させる場合も、上記同様にリグリッディングを行うことができる。
【０１３０】
次に、撮像シーケンスの実行可否の第２の判定アルゴリズムについて説明する。図４において、各傾斜磁場アンプ１２８、１２８’、１２８”は、例えばＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）、ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ−Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）、ダイオードなどのスイッチング素子を有する。
【０１３１】
傾斜磁場アンプ１２８の消費電力Ｐａｍｐｘ（ｔ）は、スイッチング素子での消費電力が主たるものであるため、一般的には次式で近似できる。
【０１３２】
Ｐａｍｐｘ（ｔ）＝Ｗａ×｛Ｉｏｕｔ（ｔ）｝２＋Ｗｂ×Ｉｏｕｔ（ｔ）＋Ｗｃ
…（３１）
【０１３３】
（３１）式において、Ｗａ、Ｗｂ、Ｗｃは、スイッチング素子の特性で決まる定数であり、予め測定して、判定部１０２に記憶させておく。但し、Ｗａ、Ｗｂ、Ｗｃは、シミュレーションによって理論値として予め算出し、判定部１０２に記憶させてもよい。
【０１３４】
傾斜磁場アンプ１２８への入力電力Ｐｉｎｘ（ｔ）は、およそ傾斜磁場アンプ１２８内の消費電力Ｐａｍｐｘ（ｔ）と、Ｘ軸傾斜磁場コイル２６ｘでの消費電力Ｐｘｃｏｉｌとの和である。即ち、以下の近似式が成り立つ。
【０１３５】
Ｐｉｎｘ（ｔ）＝Ｐａｍｐｘ（ｔ）＋Ｐｘｃｏｉｌ（ｔ） …（３２）
【０１３６】
（３２）式において、Ｘ軸傾斜磁場コイル２６ｘの消費電力Ｐｘｃｏｉｌ（ｔ）は前記（２８）式で算出でき、傾斜磁場アンプ１２８の消費電力Ｐａｍｐｘ（ｔ）は（３１）式で算出できるから、傾斜磁場アンプ１２８への入力電力Ｐｉｎｘ（ｔ）を算出できる。
【０１３７】
Ｙチャネルについても同様の手法によって、Ｙ軸傾斜磁場コイル２６ｙの消費電力Ｐｙｃｏｉｌ（ｔ）と、傾斜磁場アンプ１２８’の消費電力Ｐａｍｐｙ（ｔ）と、傾斜磁場アンプ１２８’への入力電力Ｐｉｎｙ（ｔ）を算出する。
【０１３８】
Ｚチャネルについても同様の手法によって、Ｚ軸傾斜磁場コイル２６ｚの消費電力Ｐｚｃｏｉｌ（ｔ）と、傾斜磁場アンプ１２８”の消費電力Ｐａｍｐｚ（ｔ）と、傾斜磁場アンプ１２８”への入力電力Ｐｉｎｚ（ｔ）を算出する。
【０１３９】
そして、３つのチャネルへの各入力電力Ｐｉｎｘ（ｔ）、Ｐｉｎｙ（ｔ）、Ｐｉｎｚ（ｔ）の合算値を合計入力電力Ｐｉｎ（ｔ）として算出する。
【０１４０】
そうすると、交流電源１２０からの出力電圧と、交流電源１２０の出力電力の力率とを一定と仮定すれば、合計入力電力Ｐｉｎ（ｔ）を力率で割った値を、交流電源１２０の出力電圧の実効値で割ることで、ブレーカ１２２に流れる電流値の時間変化を算出できる。なお、交流電源１２０の出力電圧の実効値は、所定値で一定であると仮定して、それを判定部１０２に記憶させておく。また、その都度測定した値を用いてもよい。
【０１４１】
撮像シーケンスの全期間を通して、ブレーカ１２２を流れる電流が、ブレーカ１２２の定格電流値を超える時間帯がある場合、撮像シーケンスに必要な電力が傾斜磁場アンプ１２８の定格を超える。この場合、設定されている撮像シーケンスは実行不能であると、判定部１０２は判定する。以上が第２の判定アルゴリズムの説明である。
ブレーカ１２２を流れる電流が前記定格電流値を超えない場合、第１及び第３の判定アルゴリズムにおいても実行不能と判定されなければ、撮像シーケンスは実行可能であると判定される。
【０１４２】
次に、撮像シーケンスの実行可否の第３の判定アルゴリズムについて説明する。第３の判定アルゴリズムでは、撮像シーケンスの実行時における直流電源１２４の出力電圧Ｖｂｕｓ（ｔ）の降下を考慮する。即ち、直流電源１２４の定格出力電力Ｐｐｓよりも傾斜磁場アンプ１２８の消費電力Ｐａｍｐ（ｔ）と、Ｘ軸傾斜磁場コイル２６ｘの消費電力Ｐｘｃｏｉｌ（ｔ）との和が大きい場合、足りない電力は電解コンデンサ１２６から放電電流として傾斜磁場アンプ１２８に供給される。
【０１４３】
直流電源１２４の出力電圧Ｖｂｕｓ（ｔ）は電解コンデンサ１２６の充電電圧に等しいので、電解コンデンサ１２６から放電電流が流れてその充電電圧が下がれば、出力電圧Ｖｂｕｓ（ｔ）は降下する。この出力電圧Ｖｂｕｓ（ｔ）が所定値を下回る場合、判定部１０２は、撮像シーケンスが実行不能と判定する。そこで、電圧降下後の出力電圧Ｖｂｕｓ（ｔ）の値Ｖｆｉｎを算出するため、各部の電流波形及び電圧波形の一例（図１０参照）を参考に、第３の判定アルゴリズムを説明する。
【０１４４】
図４のＸ軸傾斜磁場電源４４ｘ及びＸ軸傾斜磁場コイル２６ｘの回路における出力電圧Ｖｏｕｔ（ｔ）は、図５の１次側のみを考慮する場合、以下の（３３）式で表される。
【０１４５】
【数１４】
【０１４６】
図１０は、図４、図５における出力電圧Ｖｏｕｔ（ｔ）の波形について、（３３）式に従うものと仮定して単純化した場合の一例を示す模式図である。なお、（２７）式等に基づいて正確に計算した場合の波形については、図１１として後述する。図４及び図１０において、直流電源１２４の出力電流をＩｐｓ（ｔ）としている。以下、回路動作を簡単に説明する。
【０１４７】
図４において傾斜磁場電源４４への電源投入後、電解コンデンサ１２６はすぐに充電完了電圧まで充電される。このため、撮像シーケンスの開始時刻をｔ＝ｔ１とすれば、ｔ＝０以降、少なくとも時刻ｔ１までの暫くの期間、直流電源１２４の出力電圧Ｖｂｕｓ（ｔ）は一定となり、直流電源１２４の出力電流Ｉｐｓ（ｔ）はゼロで一定となる。
【０１４８】
この後、時刻ｔ＝ｔ１において、シーケンスコントローラ５６からの制御電圧信号（図示せず）が一定の傾きで上昇し始める。前述のように、傾斜磁場アンプ１２８は、＋側入力端子（＋ｉｎ）への入力電圧に比例する電流を出力端子からＩｏｕｔ（ｔ）として出力するため、図１０におけるＩｏｕｔ（ｔ）の時間波形は、上記制御電圧信号にほぼ等しい。
【０１４９】
これに同期して、（３３）式の左辺第２項のＩｏｕｔ（ｔ）の時間微分は、時刻ｔ１より前ではゼロであるが、時刻ｔ１以降、一定の傾きで上昇している期間では一定の正の値となる。このため、時刻ｔ１において、傾斜磁場アンプ１２８の出力電圧Ｖｏｕｔ（ｔ）は、（３３）式の左辺第２項の分だけ瞬間的に上昇する。
【０１５０】
一方、時刻ｔ１において（３３）式の左辺第１項（Ｒ×Ｉｏｕt（ｔ））はゼロであるが、時刻ｔ１以降、Ｉｏｕｔ（ｔ）の上昇に伴って（３３）式の左辺第１項も上昇するため、出力電圧Ｖｏｕｔ（ｔ）も上昇する。
【０１５１】
また、時刻ｔ１以降、傾斜磁場アンプ１２８から出力電流Ｉｏｕｔ（ｔ）が供給され始めるので、その電流供給源として、直流電源１２４及び電解コンデンサ１２６から傾斜磁場アンプ１２８に電流が供給される。このため、時刻ｔ１において直流電源１２４の出力電流Ｉｐｓ（ｔ）も立ち上がり、その後、一定値となる。
【０１５２】
また、時刻ｔ１以降、直流電源１２４の出力電圧Ｖｂｕｓ（ｔ）、即ち、電解コンデンサ１２６の充電電圧は減少する。これは、直流電源１２４のＸチャネルに対する定格出力電力Ｐｐｓよりも、傾斜磁場アンプ１２８の消費電力Ｐａｍｐ（ｔ）と、Ｘ軸傾斜磁場コイル２６ｘの消費電力Ｐｘｃｏｉｌ（ｔ）との和（Ｐｉｎｘ（ｔ））が大きい場合である。
【０１５３】
時刻ｔ２において、一定の傾きで上昇していた出力電流Ｉｏｕｔ（ｔ）が一定電圧に切り替わる。出力電流Ｉｏｕｔ（ｔ）が上昇から一定値に切り替わるため、その時間微分はゼロに切り替わるから、（３３）式の左辺第２項はゼロとなる。このため、出力電圧Ｖｏｕｔ（ｔ）は、時刻ｔ２において瞬間的に下がり、出力電流Ｉｏｕｔ（ｔ）が一定値である時刻ｔ３までの期間において一定値を保つ。
【０１５４】
時刻ｔ３において、一定であった出力電流Ｉｏｕｔ（ｔ）が一定の傾きで下がり始める。これにより、（３３）式の左辺第２項において出力電流Ｉｏｕｔ（ｔ）の時間微分はゼロから負の一定値に切り替わるから、出力電流Ｉｏｕｔ（ｔ）は、時刻ｔ３において瞬間的に下がる。一方、（３３）式の左辺第１項は、時刻ｔ３以降、Ｉｏｕｔ（ｔ）の下降に伴って下降するため、出力電圧Ｖｏｕｔ（ｔ）も時刻ｔ３以降では下降する。
【０１５５】
時刻ｔ４以降、減少していた出力電流Ｉｏｕｔ（ｔ）がゼロで一定に切り替わると、（３３）式に従って出力電圧Ｖｏｕｔ（ｔ）もゼロで一定となる。この出力電流Ｉｏｕｔ（ｔ）がゼロで一定の期間では、直流電源１２４の出力電圧Ｖｂｕｓ（ｔ）は、電解コンデンサ１２６が直流電源１２４の出力電流Ｉｐｓ（ｔ）で充電されるため、上昇する。
【０１５６】
時刻ｔ５において、ゼロで一定だった出力電流Ｉｏｕｔ（ｔ）が一定の傾きで下がり始め、直流電源１２４の出力電圧Ｖｂｕｓ（ｔ）も再び下降し始める。これにより、（３３）式の左辺第２項において出力電流Ｉｏｕｔ（ｔ）の時間微分はゼロから負の一定値に切り替わるから、出力電流Ｉｏｕｔ（ｔ）は、時刻ｔ５において瞬間的に下がる。一方、（３３）式の左辺第１項は、時刻ｔ５以降、Ｉｏｕｔ（ｔ）の下降に伴って下降するため、出力電圧Ｖｏｕｔ（ｔ）も時刻ｔ５以降では下降する。
【０１５７】
時刻ｔ６において、下降していた出力電流Ｉｏｕｔ（ｔ）が負の値で一定に切り替わる。これにより、出力電流Ｉｏｕｔ（ｔ）の時間微分は負の値からゼロに切り替わるから、出力電流Ｉｏｕｔ（ｔ）は、時刻ｔ６において瞬間的に上昇する。このように、（３３）式及び出力電流Ｉｏｕｔ（ｔ）に従って、出力電圧Ｖｏｕｔ（ｔ）が変化する。
【０１５８】
時刻ｔ７において、出力電流Ｉｏｕｔ（ｔ）の供給が停止すると、下降していた直流電源１２４の出力電圧Ｖｂｕｓ（ｔ）は、上昇し始める。これは、時刻ｔ７以降、傾斜磁場アンプ１２８への供給電流が不要となるために、電解コンデンサ１２６の充電電圧が直流電源１２４の出力電流Ｉｐｓ（ｔ）によって充電されて上昇し始めるからである。
【０１５９】
直流電源１２４の出力電流Ｉｐｓ（ｔ）は、電解コンデンサ１２６の充電完了に近づくと下がり始め、時刻ｔ８において電解コンデンサ１２６の充電が完了すると直流電源１２４の出力電流Ｉｐｓ（ｔ）は０となる。以上が回路動作の説明である。
【０１６０】
直流電源１２４の定格出力電力Ｐｐｓよりも傾斜磁場アンプ１２８の消費電力Ｐａｍｐｘ（ｔ）と、Ｘ軸傾斜磁場コイル２６ｘの消費電力Ｐｘｃｏｉｌ（ｔ）との和（Ｐｉｎｘ（ｔ））が大きい場合、足りない電力は電解コンデンサ１２６から放電電流として傾斜磁場アンプ１２８に供給される。この場合、電解コンデンサ１２６の充電電圧、即ち、直流電源１２４の出力電圧Ｖｂｕｓ（ｔ）は低下する。
【０１６１】
前記したように直流電源１２４は、負荷が軽い場合には定電圧源として動作し、負荷が重い場合には定電流源として動作する。このように、（電解コンデンサ１２６からの放電電流が必要な程度に）負荷が重い場合、即ち、傾斜磁場アンプ１２８の電源が定電流源である場合について、直流電源１２４のＸチャネルに対する定格出力電力Ｐｐｓの値と、直流電源１２４の出力に接続される電解コンデンサ１２６の容量値Ｃｂａｎｋとを、判定部１０２に予め記憶させておく。
【０１６２】
電圧低下前における直流電源１２４の出力電圧をＶｉｎｉとし、電圧低下前における直流電源１２４の出力電圧をＶｆｉｎとし、電圧降下の傾きを直線に近似すると、直流電源１２４及び電解コンデンサ１２６から傾斜磁場アンプ１２８に供給されるエネルギーＥｓｕｐは、以下の（３４）式で表現される。
【０１６３】
【数１５】
【０１６４】
（３４）式の右辺の第２項は、電圧降下前の電解コンデンサ１２６の蓄積エネルギーから、電圧降下後の電解コンデンサ１２６の蓄積エネルギーを引いた値である。即ち、（３４）式の右辺の第２項は、電解コンデンサ１２６の蓄積エネルギーの減少量を示し、この減少エネルギー分が電解コンデンサ１２６の放電電流として傾斜磁場アンプ１２８に供給される。
【０１６５】
（３４）式の右辺の第１項は、Δｔの期間に直流電源１２４から傾斜磁場アンプ１２８に供給されるエネルギー量を示す。ここで、Δｔの期間において、直流電源１２４の出力電圧Ｖｂｕｓ（ｔ）が１次関数的に下がると仮定しているため、Δｔの期間の直流電源１２４の出力電圧Ｖｂｕｓ（ｔ）の平均値は、（Ｖｉｎｉ＋Ｖｆｉｎ）／２となる。
【０１６６】
この電圧低下前後（Δｔの期間）において、（３４）式における直流電源１２４からのＸチャネルに対する出力電流Ｉｐｓ（ｔ）は、直流電源１２４の諸特性で決まる一定値であり、予め判定部１０２に記憶させておく。直流電源１２４は、（電解コンデンサ１２６からの放電電流が必要な程度に）負荷が重い場合には、前述のように定電流源として動作するからである。
【０１６７】
従って、傾斜磁場アンプ１２８と、Ｘ軸傾斜磁場コイル２６ｘとで消費されるエネルギーは、次式で表される。
【０１６８】
Ｅｄｉｓｓ（ｔ）＝Ｐｉｎｘ（ｔ）×Δｔ …（３５）
【０１６９】
ここで、エネルギー保存則により、Ｅｓｕｐ（ｔ）＝Ｅｄｉｓｓ（ｔ）であるので、以下の（３６）式が成り立つ。
【０１７０】
【数１６】
【０１７１】
（３６）式において、Ｐｉｎｘ（ｔ）は（３２）式から算出できるので、電圧降下前の直流電源１２４の出力電圧Ｖｉｎｉを定めれば、電圧降下後の直流電源１２４の出力電圧Ｖｆｉｎを算出できる。以下、Δｔの期間の定め方、及び、電圧降下前の直流電源１２４の出力電圧Ｖｉｎｉの定め方について説明する。
【０１７２】
Δｔとしては、撮像シーケンスの開始時刻から終了時刻までの期間を例えば一定の間隔でｎ等分することにより、Δｔ１、Δｔ２・・・Δｔｎを定める。ここでは撮像シーケンスの開始時刻から終了時刻までの期間を等間隔で分けるとしたが、等間隔である必要はなく、間隔を変えてもよい。
【０１７３】
このようにΔｔを定めれば、時間的に最初のΔｔ１の終了時刻が、次のΔｔ２の開始時刻に合致する。即ち、Δｔ１の期間において、電圧降下後の、即ち、Δｔ１の最終時刻の直流電源１２４の出力電圧Ｖｆｉｎを算出すれば、これが次のΔｔ２の電圧降下前の直流電源１２４の出力電圧Ｖｉｎｉに等しくなる。
【０１７４】
そして、最初のΔｔ１における電圧降下前の直流電源１２４の出力電圧Ｖｉｎｉは、電解コンデンサ１２６の充電完了時の電圧であり、既知の値として判定部１０２に予め記憶させておく。そうすると、（３６）式によって、Δｔ１の期間における電圧降下後の直流電源１２４の出力電圧Ｖｆｉｎを算出できる。
【０１７５】
この出力電圧Ｖｆｉｎを、次のΔｔ２の期間における電圧降下前の直流電源１２４の出力電圧Ｖｉｎｉとすることで、（３６）式によって、次のΔｔ２の期間における電圧降下後の直流電源１２４の出力電圧Ｖｆｉｎを算出できる。以下、同様にして、Δｔｎの期間まで、電圧降下前後の直流電源１２４の出力電圧Ｖｉｎｉ、Ｖｆｉｎを算出できる。
【０１７６】
ここで、Δｔ１〜Δｔｎの各期間の長さの最小値及び最大値について補足する。
Δｔ１〜Δｔｎの各期間の長さは、その期間の逆数（１／Δｔ）が、傾斜磁場アンプ１２８の最大動作周波数よりも十分大きくなる程度に、短い期間に設定することが望ましい。電解コンデンサ１２６からの１回の放電は、傾斜磁場アンプ１２８の最大動作周波数の逆数の時間内に行われるので、上記のようにΔｔ１〜Δｔｎの各期間の長さを設定すれば、十分正確に計算できるからである。例えば、１／Δｔが傾斜磁場アンプ１２８の最大動作周波数の２倍、又は、３倍、又は、５倍となるように、Δｔを設定することができる。
【０１７７】
また、Δｔ１〜Δｔｎの各期間の長さは、判定部１０２の計算負荷の観点から、許容される時間内に演算が終わる程度に、大きく設定することが望ましい。Δｔ１〜Δｔｎの期間が短いほど、分割数ｎが多くなり、計算負荷が増大するからである。
【０１７８】
ここでは一例として、傾斜磁場アンプ１２８がＰＷＭアンプ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ：パルス幅変調増幅器）であるものとする。この場合、判定部１０２は、Δｔ１〜Δｔｎの各期間に対してそれぞれ、以下の判定対象値を算出する。即ち、判定対象値は、Δｔ１〜Δｔｎの各期間における電圧降下後の直流電源１２４の出力電圧Ｖｆｉｎに、傾斜磁場アンプ１２８内のスイッチング素子の最大デューティ比（１周期におけるオン期間の割合）を乗じた値である。
【０１７９】
判定部１０２は、判定対象値が、「出力電流Ｉｏｕｔ（ｔ）の時間変化ｄＩｏｕｔ（ｔ）／ｄｔの実現に必要な電圧Ｖｏｕｔ（ｔ）」より小さくないという判定条件を満たすか否かをΔｔ１〜Δｔｎの各期間に対してそれぞれ判定する。上記の「出力電流Ｉｏｕｔ（ｔ）の時間変化ｄＩｏｕｔ（ｔ）／ｄｔの実現に必要な電圧Ｖｏｕｔ（ｔ）」は、撮像シーケンスの条件によって定まる出力電流Ｉｏｕｔ（ｔ）を前記（２７）式に代入して解くことで、第１の判定アルゴリズムで述べたように得られる出力電圧Ｖｏｕｔ（ｔ）を指す。
【０１８０】
Δｔ１〜Δｔｎの各期間の内、上記判定条件を満たさないものが１つでもある場合、判定部１０２は、撮像シーケンスが実行不能であると判定する。実行不能と判定される場合、出力電流Ｉｏｕｔ（ｔ）の波形がオーバーシュートし、画質が低下する可能性があるためである。
【０１８１】
判定部１０２は、Ｙチャネル、Ｚチャネルについても、上記のＸチャネルの場合と同様に（３６）式等に基づいて、Δｔ１〜Δｔｎの各期間において上記判定条件を満たすか否かを判定する。
【０１８２】
Ｘ、Ｙ、Ｚの各チャネルにおいて、Δｔ１〜Δｔｎのどの期間に対しても、上記判定条件を満たす場合、判定部１０２は、撮像シーケンスが第３の判定アルゴリズムの判定条件を満たすと判定する。
撮像シーケンスが第３の判定アルゴリズムの判定条件を満たす場合、前記第１及び第２の判定アルゴリズムのいずれにおいても撮像シーケンスが実行不能と判定されなければ、撮像シーケンスが実行可能と判定される。
【０１８３】
なお、上記では「出力電流Ｉｏｕｔ（ｔ）の時間変化ｄＩｏｕｔ（ｔ）／ｄｔの実現に必要な電圧Ｖｏｕｔ（ｔ）」との比較により判定したが、判定対象値が予め設定した閾値より低い場合、撮像シーケンスが実行不能であると判定してもよい。
【０１８４】
また、上記では傾斜磁場アンプ１２８がＰＷＭアンプであると仮定して、電圧降下後の直流電源１２４の出力電圧Ｖｆｉｎに、スイッチング素子の最大デューティ比を乗じた値を判定の比較対象としたが、これは一例に過ぎない。傾斜磁場アンプ１２８、１２８’、１２８”がＰＷＭアンプ以外の増幅器である場合、当該増幅器に関して「ＰＷＭアンプにおけるスイッチング素子の最大デューティ比」に相応する値を代わりに用いればよい。
【０１８５】
また、ここでは計算の簡単化のため、図１０の時刻ｔ１近辺における直流電源１２４の出力電流Ｉｐｓ（ｔ）の立ち上がり時間Ｔｒｉｓｅをゼロとして計算したが、これは一例に過ぎない。実際には、一定値になるまでの立ち上がり時間Ｔｒｉｓｅはゼロではない。立ち上がり時間Ｔｒｉｓｅを考慮して出力電流Ｉｐｓ（ｔ）を正確に算出することで、上記判定対象値を算出してもよい。
【０１８６】
図１１は、図４における出力電圧Ｖｏｕｔ（ｔ）の波形について、図５の等価回路モデル１４０ｘ及び前記（１）式〜（２７）式に基づいて計算した場合の一例を示す模式図である。図１１に示すように、出力電流Ｉｏｕｔ（ｔ）の波形は、曲線的になる（なまる）ことはなく、シーケンスコントローラ５６から傾斜磁場アンプ１２８の＋側入力端子に入力される制御電圧波形と殆ど同じになる。シーケンスコントローラ５６と、傾斜磁場アンプ１２８との間の配線において、大きな容量成分やインダクタンス成分は存在しないからである。
【０１８７】
一方、出力電圧Ｖｏｕｔ（ｔ）の波形は、最終的には（２７）式で算出できる。出力電圧Ｖｏｕｔ（ｔ）の波形は、（３３）式のように抵抗とコイルの直列回路で簡単化して図１０に示した波形（複数の直線を連結した波形）よりも、曲線的になる（なまる）。
【０１８８】
例えば、時刻ｔ１〜時刻ｔ２の期間において、図１０では（３３）式の左辺第１項（Ｒ×Ｉｏｕt（ｔ））がゼロからＩｏｕｔ（ｔ）の上昇に伴って直線的に増加するため、出力電圧Ｖｏｕｔ（ｔ）の波形も直線的となっている。
【０１８９】
しかし、実際には、周波数が高いと、表皮効果などの影響により、Ｘ軸傾斜磁場コイル２６ｘの抵抗成分２６ｘＲの抵抗値も変化する。その抵抗値の変化分や、渦電流で発生する磁場の影響、チョークコイルなどの影響が（１）式左辺の第３項（Ｍ１×ｄＩ１／ｄｔ）、第４項（Ｍ２×ｄＩ２／ｄｔ）として、抵抗とコイルの直列回路で簡単化した（３３）式に対して追加されている。このため、図１１の出力電圧Ｖｏｕｔ（ｔ）では、各部において波形がなまり、これが実際のＸ軸傾斜磁場コイル２６ｘに対する出力電圧にほぼ等しい。
【０１９０】
次に、撮像シーケンスが実行不能と判定された場合の撮像シーケンスの条件の再設定方法について、以下のケース１〜３に分けて説明する。
なお、「撮像シーケンス」とは、例えば、静磁場、傾斜磁場を撮像空間でどのように印加して、スピンエコーやＥＰＩなどの内のどのような種類のパルスシーケンスにより、どのような条件でＲＦ信号等を送信して、被検体からＭＲ信号を収集するシーケンスであるか、の意味である。
「撮像シーケンスの条件」としては、例えば、フリップ角、繰り返し時間ＴＲ（Ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎ Ｔｉｍｅ）、スライス数、撮像領域であるＦＯＶ（Ｆｉｅｌｄ Ｏｆ Ｖｉｅｗ）、位相エンコード方向及び周波数エンコード方向のステップ数、ＥＰＩやスピンエコー法などのパルスシーケンスの種類、などが挙げられる。
【０１９１】
［ケース１］まず、第１の判定アルゴリズムにおいて撮像シーケンスが実行不能と判定された場合について説明する。例えば、繰り返し時間ＴＲを長くする、スライス数を減らす、撮像領域であるＦＯＶを広げる、位相エンコード方向及び周波数エンコード方向のステップ数を減らす、の少なくとも１つにより、傾斜磁場電源４４に対する電気的負荷を軽減できる。
【０１９２】
即ち、上記のいずれかに従って撮像シーケンスの条件を修正することで、傾斜磁場コイル２６の上昇温度を減らすことができ、第１の判定アルゴリズムにおいて実行不能と判定されないようになる。なお、第２及び第３の判定アルゴリズムについても、上記のいずれかに従って撮像シーケンスの条件を修正することで、実行不能と判定されないようになる。
【０１９３】
第１の判定アルゴリズムでは、撮像シーケンスの実行直後におけるＸ軸傾斜磁場コイル２６ｘの推定温度が閾値よりも例えば５℃高くなった場合、条件設定部１００は、例えば（２９）式を以下のように逆算する。即ち、撮像シーケンスの実行後におけるＸ軸傾斜磁場コイル２６ｘの推定温度が閾値になるように、撮像シーケンスの開始時刻から終了時刻までの消費電力Ｐｘｃｏｉｌ（ｔ）の時間積分値を算出する。
【０１９４】
次に、条件設定部１００は、消費電力Ｐｘｃｏｉｌ（ｔ）の時間積分値が上記の算出値となるように、（２８）式等に基づいて、出力電流Ｉｏｕｔ（ｔ）及び出力電圧Ｖｏｕｔ（ｔ）の各振幅をどの程度の割合で下げればよいかを逆算する。このような逆算結果に基づいて、撮像シーケンスの実行直後におけるＸ軸傾斜磁場コイル２６ｘの推定温度が閾値となるように撮像シーケンスの条件の修正候補を算出することで、傾斜磁場発生システムの電力的使用限界近くまで撮像シーケンスの条件を設定可能にする。
【０１９５】
具体的には、条件設定部１００は、繰り返し時間ＴＲをどの程度の割合で長くすればよいか、スライス数を何％減らせばよいか、ＦＯＶをどの程度広げればよいか、位相エンコード方向及び周波数エンコード方向のステップ数をどの程度減らせばよいかを算出する。撮像シーケンス実行後におけるＹ軸傾斜磁場コイル２６ｙ又はＺ軸傾斜磁場コイル２６ｚの温度が閾値を超えた場合に関しても、上記同様である。
【０１９６】
ここで、画像再構成時の２次元フーリエ変換に際しては、位相エンコード方向及び周波数エンコード方向のステップ数は、ｎを自然数として、２のｎ乗であることが望ましい。従って、位相エンコード方向及び周波数エンコード方向のステップ数については、上記のステップ数をどの程度減らせばよいかの算出結果を満たすように、半分にする、１／４にする、１／８にする、といった修正をすることが望ましい。
【０１９７】
なお、撮像シーケンスの実行直後におけるＸ軸傾斜磁場コイル２６ｘの推定温度が閾値となるように撮像シーケンスの条件の修正候補を算出するとしたが、これは一例に過ぎない。撮像シーケンスの実行後におけるＸ軸傾斜磁場コイル２６ｘの推定温度が閾値より例えば１℃あるいは３℃低くなるように、傾斜磁場電源４４に対して電気的負荷の観点から余裕を含ませた撮像シーケンスの条件の修正候補を算出してもよい。
【０１９８】
また、温度センサ７０ｘ１〜７０ｘ３、７０ｙ１〜７０ｙ３、７０ｚ１〜７０ｚ３から送信されるＸ、Ｙ、Ｚ軸傾斜磁場コイル２６ｘ、２６ｙ、２６ｚの温度が、（例えば室温に設定される）所定値よりも十分高い場合、条件設定部１００は、撮像シーケンスの条件の修正候補の表示指令に代えて、必要な冷却期間を算出して表示させてもよい。
【０１９９】
具体的には、例えば、温度センサから送信されるＺ軸傾斜磁場コイル２６ｚの温度が所定値よりも１０℃高く、第１のアルゴリズムの判定の結果、撮像シーケンスの実行後におけるＺ軸傾斜磁場コイル２６ｚの温度算出値が閾値よりも５℃高い場合を考える。この場合、Ｚ軸傾斜磁場コイル２６ｚの温度が５℃以上下がるのを待ってから、撮像シーケンスを実行すれば、第１のアルゴリズムにおいて実行不能とは判定されない。
【０２００】
［ケース２］次に、第２の判定アルゴリズムにおいて撮像シーケンスが実行不能と判定された場合について説明する。条件設定部１００は、判定部１０２の算出結果に基づいて、撮像シーケンスの全期間を通してブレーカ１２２に流れる電流値が最大の時間帯において、当該電流値がブレーカ１２２の定格電流をどの程度の割合で超過しているかを算出する。
【０２０１】
条件設定部１００は、上記算出結果に基づいて、ブレーカ１２２に流れる電流値が最大の時間帯において、合計入力電力Ｐｉｎ（ｔ）をどの程度の割合で減らせば、当該時間帯にブレーカ１２２に流れる電流値が定格電流に等しくなるかを算出する。
【０２０２】
この算出結果に基づいて、条件設定部１００は、（３２）式、（３１）式、（２８）式、（２７）式等から、出力電流Ｉｏｕｔ（ｔ）及び出力電圧Ｖｏｕｔ（ｔ）の各振幅をどの程度の割合で下げればよいかを逆算する。条件設定部１００は、このような逆算結果に基づいて、ブレーカ１２２に流れる電流値が最大の時間帯において、当該電流値がブレーカ１２２の定格電流となるように、撮像シーケンスの条件の修正候補を算出する。
【０２０３】
なお、ブレーカ１２２に流れる電流値が最大の時間帯において、当該電流値がブレーカ１２２の定格電流に等しくなるように撮像シーケンスの条件の修正候補を算出するとしたが、これは一例に過ぎない。ブレーカ１２２に流れる電流値が最大の時間帯において、当該電流値がブレーカ１２２の定格電流の例えば９５％或いは９０％となるように、撮像シーケンスの条件の修正候補を算出してもよい。
【０２０４】
［ケース３］次に、第３の判定アルゴリズムにおいて撮像シーケンスが実行不能と判定された場合について説明する。まず、Ｘチャネルにおいて、前記判定条件を満たさなかった場合を考える。条件設定部１００は、判定部１０２の算出結果に基づいて、判定対象値が最大の割合で出力電圧Ｖｏｕｔ（ｔ）を下回った期間（Δｔ）を判定し、どの程度の割合で下回ったかを算出する。
【０２０５】
この算出結果と、傾斜磁場アンプ１２８内のスイッチング素子の最大デューティ比と、（３６）式、（３４）式、（２８）式、（２７）式等に基づいて、条件設定部１００は、出力電流Ｉｏｕｔ（ｔ）及び出力電圧Ｖｏｕｔ（ｔ）の各振幅をどの程度の割合で下げればよいかを逆算する。
【０２０６】
条件設定部１００は、このような逆算結果に基づいて、前記判定対象値が、Ｘ軸傾斜磁場コイル２６ｘへの出力電圧Ｖｏｕｔ（ｔ）を下回らないように、撮像シーケンスの条件の修正候補を算出する。条件設定部１００は、Ｙチャネル又はＺチャネルについて前記判定条件を満たさなかった場合についても、上記同様にして撮像シーケンスの条件の修正候補を算出する。
【０２０７】
条件設定部１００は、以上のようにして撮像シーケンスの条件の修正候補を算出し、これを表示制御部９８に入力し、表示装置６４（モニタ）に表示させる。
【０２０８】
図１２は、第１〜第３の判定アルゴリズムの実行前における、撮像シーケンスの条件の設定用の表示画面の一例を示す模式図である。図１２に示すように、位置決め画像１８０上には、現在設定されている本スキャンのＦＯＶの太枠１８２が重畳表示される。
【０２０９】
図１２において、ボックス１８４の表示内容は、ＦＯＶの縦横のサイズ（ミリメートル）を示す。ボックス１９０の表示内容は、本スキャンのスライス数を示す。ボックス１９２の表示内容は、本スキャンの繰り返し時間の長さを示す。ボックス１９４の表示内容は、本スキャンの位相エンコード方向のステップ数を示す。ボックス１９６の表示内容は、本スキャンの周波数エンコード方向のステップ数を示す。ボックス１９８の表示内容は、本スキャンのフリップ角を示す。
【０２１０】
また、ボタン２０８は、これをクリックすることで、撮像シーケンスの条件についての複数の設定画面の内の前の画面を表示させるものである。ボタン２１０は、これをクリックすることで、撮像シーケンスの条件についての複数の設定画面の内の次の画面を表示させるものである。
【０２１１】
図１３は、第１〜第３の判定アルゴリズムの少なくとも１つにおいて撮像シーケンスが実行不能と判定された場合における、撮像シーケンスの条件の設定用の表示画面の一例を示す模式図である。
【０２１２】
撮像シーケンスが実行不能と判定部１０２が判定した場合、条件設定部１００は、撮像シーケンスの各条件の内、変更すべき条件の表示態様を変え、識別表示にする。具体的に例えば、変更すべき撮像シーケンスの条件のボックス１８４、１９０、１９２、１９４、１９６の表示色を赤色などの周囲とは異なる有彩色にするか、それらボックス内の数値を点滅表示させるか、図１３のようにそれらボックスの枠を太く表示する。
【０２１３】
図１３の例では、ボックス１８４において、ＦＯＶを１２５ｍｍ×１２５ｍｍから２５０ｍｍ×２５０ｍｍにすることが、撮像シーケンスの条件の一修正候補として表示されている。また、ボックス１９０において、スライス数を１００枚から５０枚に減らすことが、撮像シーケンスの条件の一修正候補として表示されている。
【０２１４】
また、ボックス１９２において、繰り返し時間ＴＲを５００ｍｓから１０００ｍｓに延長することが、撮像シーケンスの条件の一修正候補として表示されている。また、ボックス１９４及び１９６において、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をそれぞれ２５６から１２８に減らすことが、撮像シーケンスの条件の一修正候補として表示されている。
【０２１５】
ユーザは、入力装置６２を介して、表示装置６４に表示されている撮像シーケンスの条件の修正候補のいずれか又は複数を選択することで、当該撮像シーケンスの条件を変更し、当該撮像シーケンスを実行可能にすることができる。
【０２１６】
図１４は、本実施形態におけるＭＲＩ装置２０の動作の流れ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１４に示すステップ番号に従って、ＭＲＩ装置２０の動作を説明する。
【０２１７】
［ステップＳ１］ＭＰＵ８６（図３参照）は、入力装置６２を介してＭＲＩ装置２０に対して入力された撮像シーケンスの条件（前述したように、例えば、パルスシーケンスの種類や、フリップ角、ＦＯＶなど）に基づいて、ＭＲＩ装置２０の初期設定を行う。また、プレスキャンなどによってＲＦパルスの中心周波数等が設定される。この後、ステップＳ２に進む。
【０２１８】
［ステップＳ２］位置決め画像の撮像が行われる。具体的には、寝台３２（図１参照）に被検体ＱＱがセットされ、静磁場電源４０により励磁された静磁場用磁石２２によって撮像空間に静磁場が形成される。また、シムコイル電源４２からシムコイル２４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。
【０２１９】
そして、入力装置６２からＭＰＵ８６に撮像開始指示が入力されると、ＭＰＵ８６は、傾斜磁場の印加などがパルスシーケンスとして含まれる撮像シーケンスの条件をシーケンスコントローラ５６に入力する。シーケンスコントローラ５６は、入力されたパルスシーケンスに従って傾斜磁場電源４４、ＲＦ送信器４６及びＲＦ受信器４８を駆動させることで、撮像領域に傾斜磁場を形成させると共に、ＲＦコイル２８からＲＦ信号を発生させる。
【０２２０】
このため、被検体ＱＱの内部の核磁気共鳴により生じたＭＲ信号がＲＦコイル２８により受信されて、ＲＦ受信器４８により検出される。ＲＦ受信器４８は、検出したＭＲ信号に所定の信号処理を施した後、これをＡ／Ｄ変換することで、デジタル化したＭＲ信号である生データ（ＲＡＷデータ）を生成する。ＲＦ受信器４８は、生成した生データをシーケンスコントローラ５６に入力する。シーケンスコントローラ５６は、生データを画像再構成部９０に入力し、画像再構成部９０は、ｋ空間データベース９２に形成されたｋ空間において、生データをｋ空間上のマトリクスデータとして配列する。
【０２２１】
画像再構成部９０は、ｋ空間データベース９２からｋ空間上のマトリクスデータを取り込み、これ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画像データベース９４に保存する。
【０２２２】
画像処理部９６は、画像データベース９４から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装置６６に保存する。この後、ステップＳ３に進む。
【０２２３】
［ステップＳ３］ＭＰＵ８６は、位置決め画像の表示用画像データを記憶装置６６から表示制御部９８に転送させ、表示装置６４に位置決め画像を表示させる。
【０２２４】
この後、入力装置６２を介してＭＲＩ装置２０に対して入力された撮像シーケンスの条件（前述したように、例えば、パルスシーケンスの種類や、フリップ角、ＦＯＶなど）に基づいて、条件設定部１００は、本スキャンの撮像シーケンスの各条件を設定する。
ここで設定する「本スキャンの撮像シーケンス」とは、静磁場の印加が含まれると共に、前記した装置座標系の傾斜磁場Ｇｘ、Ｇｙ、Ｇｚの印加がパルスシーケンスとして含まれるＭＲＩのシーケンスである。なお、傾斜磁場Ｇｘは、Ｘ軸傾斜磁場コイル２６ｘを流れる出力電流Ｉｏｕｔ（例えば図１１参照）により定まり、傾斜磁場Ｇｙ、Ｇｚはそれぞれ、Ｙ、Ｚ軸傾斜磁場コイル２６ｙ、２６ｚを流れる電流により定まる。
即ち、後述のステップＳ１１の本スキャンでは、上記の傾斜磁場Ｇｘ、Ｇｙ、Ｇｚの合成により、論理軸としての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、読み出し方向傾斜磁場Ｇｒｏ（例えば図９参照）が撮像空間に形成される。この後、ステップＳ４に進む。
【０２２５】
［ステップＳ４］温度センサ７０ｘ１〜７０ｘ３（図２参照）は、Ｘ軸傾斜磁場コイル２６ｘの温度をそれぞれ検出し、シーケンスコントローラ５６を介して判定部１０２に検出温度をそれぞれ入力する。同様に、温度センサ７０ｙ１〜７０ｙ３は、Ｙ軸傾斜磁場コイル２６ｙの温度を、温度センサ７０ｚ１〜７０ｚ３はＺ軸傾斜磁場コイル２６ｚの温度を、それぞれ検出して判定部１０２に入力する。
【０２２６】
ここでは一例として、判定部１０２は、温度センサ７０ｘ１〜７０ｘ３の各検出温度の内、最大の温度をＸ軸傾斜磁場コイル２６ｘのシーケンス前温度ＴＢｘとして記憶する。また、判定部１０２は、温度センサ７０ｙ１〜７０ｙ３の各検出温度の内、最大の温度をＹ軸傾斜磁場コイル２６ｙのシーケンス前温度ＴＢｙとして記憶する。また、判定部１０２は、温度センサ７０ｚ１〜７０ｚ３の各検出温度の内、最大の温度をＺ軸傾斜磁場コイル２６ｚのシーケンス前温度ＴＢｚとして記憶する。
このように制御装置３０内の判定部１０２は、シーケンス前温度ＴＢｘ、ＴＢｙ、ＴＢｚを（ＭＲＩ装置２０の各温度センサから）取得する。この後、ステップＳ５に進む。
【０２２７】
［ステップＳ５］判定部１０２は、ステップＳ３で設定された本スキャンの撮像シーケンスの各条件に基づいて、第１の判定アルゴリズムを実行する。即ち、判定部１０２は、等価回路モデル１４０ｘと、シーケンス前温度ＴＢｘ、ＴＢｙ、ＴＢｚとに基づいて、本スキャンを実行したと仮定した場合における本スキャン実行直後のＸ、Ｙ、Ｚ軸傾斜磁場コイル２６ｘ、２６ｙ、２６ｚの各推定温度ＴＡｘ、ＴＡｙ、ＴＡｚをシーケンス後温度として算出する。
【０２２８】
算出した推定温度ＴＡｘ、ＴＡｙ、ＴＡｚの内、閾値を超えるものがある場合、判定部１０２は、現在設定されている撮像シーケンスを実行不能と判定する。なお、第１の判定アルゴリズムの詳細は、前述した通りである。この後、ステップＳ６に進む。
【０２２９】
［ステップＳ６］判定部１０２は、ステップＳ３で設定された本スキャンの撮像シーケンスの各条件に基づいて、第２の判定アルゴリズムを実行する。即ち、判定部１０２は、等価回路モデル１４０ｘと、傾斜磁場アンプ１２８、１２８’、１２８”及びＸ、Ｙ、Ｚ軸傾斜磁場コイル２６ｘ、２６ｙ、２６ｚの各消費電力に基づいて、ブレーカ１２２に流れる電流を算出する。
【０２３０】
ブレーカ１２２に流れる電流が、ブレーカ１２２の定格電流を超える時間帯がある場合、判定部１０２は、現在設定されている撮像シーケンスを実行不能と判定する。なお、第２の判定アルゴリズムの詳細は、前述した通りである。この後、ステップＳ７に進む。
【０２３１】
［ステップＳ７］判定部１０２は、ステップＳ３で設定された本スキャンの撮像シーケンスの各条件に基づいて、第３の判定アルゴリズムを実行する。即ち、判定部１０２は、等価回路モデル１４０ｘに基づいて、Ｘ、Ｙ、Ｚの各チャネル毎に、撮像シーケンスの実行した場合における直流電源１２４の電圧降下後の出力電圧Ｖｆｉｎを算出し、これが傾斜磁場コイルに印加されるべき出力電圧Ｖｏｕｔ（ｔ）を下回る時間帯Δｔがあるか否かを判定する。
【０２３２】
Ｘ、Ｙ、Ｚの各チャネルの内、１つでも下回ると判定された時間帯Δｔがあれば、判定部１０２は、現在設定されている撮像シーケンスを実行不能と判定する。なお、第３の判定アルゴリズムの詳細は、前述した通りである。
【０２３３】
なお、便宜上、ステップＳ５〜Ｓ７において第１、第２、第３の判定アルゴリズムの順に実行する例を述べたが、これは一例にすぎず、ステップＳ５〜Ｓ７の順番は順不同である。また、例えば判定部１０２内に演算処理機構として第１判定部、第２判定部、第３判定部の３つを設けて、第１〜第３の判定アルゴリズムを第１〜第３判定部にそれぞれ同時に並行して実行させてもよい。この後、ステップＳ８に進む。
【０２３４】
［ステップＳ８］判定部１０２は、第１、第２、第３の判定アルゴリズムのどれにおいても撮像シーケンスが実行不能と判定されなかった場合のみ、撮像シーケンスを実行可能と判定し、それ以外の場合には撮像シーケンスを実行不能と判定する。撮像シーケンスが実行可能と判定された場合、ステップＳ１１に進み、撮像シーケンスが実行不能と判定された場合、ステップＳ９に進む。
【０２３５】
［ステップＳ９］条件設定部１００は、判定部１０２の演算結果に基づいて、ここでは一例として以下の第１〜第７の場合に分けて撮像シーケンスの条件の修正候補を算出する。
【０２３６】
第１に、第１の判定アルゴリズムにおいてのみ、撮像シーケンスが実行不能と判定された場合、条件設定部１００は、第１の判定アルゴリズムにおいて撮像シーケンスが実行不能と判定されないように、撮像シーケンスの条件の修正候補を算出する（ケース１参照）。
【０２３７】
第２に、第２の判定アルゴリズムにおいてのみ、撮像シーケンスが実行不能と判定された場合、条件設定部１００は、第２の判定アルゴリズムにおいて撮像シーケンスが実行不能と判定されないように、撮像シーケンスの条件の修正候補を算出する（ケース２参照）。
【０２３８】
第３に、第３の判定アルゴリズムにおいてのみ、撮像シーケンスが実行不能と判定された場合、条件設定部１００は、第３の判定アルゴリズムにおいて撮像シーケンスが実行不能と判定されないように、撮像シーケンスの条件の修正候補を算出する（ケース３参照）。
【０２３９】
第４に、第１及び第２の判定アルゴリズムにおいて実行不能と判定された場合、条件設定部１００は、例えばまず、第１の判定アルゴリズムにおいて撮像シーケンスが実行不能と判定されないように、撮像シーケンスの条件の修正候補を算出する。次に、条件設定部１００は、修正候補に従って修正された撮像シーケンスの条件に基づいて、第２の判定アルゴリズムを実行し、修正された撮像シーケンスの実行可否を判定する。実行不能と判定された場合のみ、条件設定部１００は、修正された撮像シーケンスの条件に対し、さらに第２の判定アルゴリズムにおいて実行不能と判定されないように、撮像シーケンスの条件の修正候補を再算出する（次のステップＳ１０では再算出後の修正候補が表示される）。
【０２４０】
第５に、第１及び第３の判定アルゴリズムにおいて実行不能と判定された場合、条件設定部１００は、同様に第１の判定アルゴリズムで実行不能と判定されないように、撮像シーケンスの条件の修正候補を算出する。次に、条件設定部１００は、この修正候補に従って修正された撮像シーケンスの条件に基づいて、第３の判定アルゴリズムにより実行可否を判定する。実行不能と判定された場合のみ、条件設定部１００は、修正された撮像シーケンスの条件に対して、第３の判定アルゴリズムにおいて実行不能と判定されないように撮像シーケンスの条件の修正候補を再算出する。
【０２４１】
第６に、第２及び第３の判定アルゴリズムにおいて実行不能と判定された場合、条件設定部１００は、同様に第２の判定アルゴリズムで実行不能と判定されないように、撮像シーケンスの条件の修正候補を算出する。次に、条件設定部１００は、この修正候補に従って修正された撮像シーケンスの条件に基づいて、第３の判定アルゴリズムにより実行可否を判定する。実行不能と判定された場合のみ、条件設定部１００は、修正された撮像シーケンスの条件に対して、第３の判定アルゴリズムにおいて実行不能と判定されないように撮像シーケンスの条件の修正候補を再算出する。
【０２４２】
第７に、第１〜第３の全判定アルゴリズムにおいて実行不能と判定された場合、条件設定部１００は、第１の判定アルゴリズムにおいて実行不能と判定されないように、撮像シーケンスの条件の修正候補を算出する。次に、条件設定部１００は、修正候補に従って修正された撮像シーケンスの条件に基づいて、第２の判定アルゴリズムにより、その実行可否を判定する。実行可能と判定された場合、そのままステップＳ１０に移行するが、実行不能と判定された場合、条件設定部１００は、修正された撮像シーケンスの条件に対し、さらに第２の判定アルゴリズムにおいて実行不能と判定されないように、撮像シーケンスの条件の修正候補を再算出する。
【０２４３】
この後、条件設定部１００は、再算出後の修正候補に従って再修正された撮像シーケンスの条件に基づいて、第３の判定アルゴリズムを実行し、その実行可否を判定する。実行可能と判定された場合、そのままステップＳ１０に移行するが、実行不能と判定された場合、条件設定部１００は、再修正された撮像シーケンスの条件に対し、さらに第３の判定アルゴリズムにおいて実行不能と判定されないように、撮像シーケンスの条件の修正候補を再度算出する。
【０２４４】
条件設定部１００は、以上のように第１〜第７の場合に分けて、第１〜第３の全判定アルゴリズムにおいて実行不能と判定されないように、撮像シーケンスの条件の修正候補を算出する。この後、ステップＳ１０に進む。
【０２４５】
［ステップＳ１０］条件設定部１００は、ステップＳ９で最終的に算出された撮像シーケンスの条件の修正候補を表示制御部９８に入力し、表示装置６４上で識別表示させる（図１３参照）。
【０２４６】
この後、ユーザにより撮像シーケンスの条件が再設定される。このとき、入力装置６２及び表示装置６４の表示態様は、ユーザが撮像シーケンスの条件の修正候補のいずれを選択することも、任意の撮像シーケンスの条件を入力することもできるように構成される。この後、ステップＳ５に戻る。
【０２４７】
［ステップＳ１１］設定された本スキャンの撮像シーケンスの条件に従って、位置決め画像の撮像時と同様にデータ収集が行われ、シーケンスコントローラ５６は、生データを画像再構成部９０に入力する。この後、画像再構成部９０は、ｋ空間データベース９２に形成されたｋ空間において、生データをｋ空間上のマトリクスデータとして配列する。マトリクスデータの生成後、撮像シーケンスがＥＰＩの場合のみ、画像再構成部９０は、図８及び図９を用いて説明したリグリッディングを行う。
【０２４８】
次に、画像再構成部９０は、ｋ空間データベース９２からｋ空間データを取り込み、以下、位置決め画像の場合と同様に表示用画像データが生成されて記憶装置６６に保存される。この後、ＭＰＵ８６は、表示用画像データを記憶装置６６から表示制御部９８に転送させ、表示装置６４に本スキャンの撮像画像を表示させる。
以上が本実施形態のＭＲＩ装置２０の動作説明である。
【０２４９】
このように本実施形態では、表皮効果や渦電流などの影響を加味して、１次側との相互誘導を生じる２次側回路を備えた等価回路モデル１４０ｘを用いる。傾斜磁場コイルへの出力電圧Ｖｏｕｔ（ｔ）の算出に際しては、等価回路モデル１４０ｘにより導出された（２７）式を用い、（２７）式におけるＲｌｏａｄ等の各定数の値を予め求めて判定部１０２に記憶させておく。従って、撮像シーケンスにより規定される傾斜磁場波形を与える出力電流Ｉｏｕｔ（ｔ）と、（２７）式等に基づいて、その出力電流Ｉｏｕｔ（ｔ）の実現に必要な出力電圧Ｖｏｕｔ（ｔ）を正確に算出できる。
【０２５０】
上記のように正確に算出された出力電圧Ｖｏｕｔ（ｔ）に基づいて、第１〜第３の判定アルゴリズムを実行し、３つの観点から撮像シーケンスの実行可否を判定する。即ち、撮像シーケンス実行直後の傾斜磁場コイル２６の温度が閾値を超えないか、ブレーカ１２２を流れる電流がブレーカ１２２の定格電流を超えないか、直流電源１２４の電圧降下後の電圧Ｖｆｉｎが出力電圧Ｖｏｕｔ（ｔ）を下回らないか、の３つの観点から判定する。このため、撮像シーケンスが実行可能か否かを正確に判定できる（ステップＳ５〜Ｓ８）。
【０２５１】
上記の判定結果に基づいて、第１〜第３の判定アルゴリズムにおいて実行不能と判定されないように撮像シーケンスの条件の修正候補を算出し、表示する（ステップＳ９、Ｓ１０）。このため、ユーザは、撮像シーケンスの条件の修正候補を選択するだけで、その撮像シーケンスを実行可能にすることができる。即ち、極めて利便性のよい撮像シーケンスの設定用コンソールを提供することができる。
【０２５２】
傾斜磁場コイル２６への出力電流Ｉｏｕｔ（ｔ）の実現に必要な出力電圧Ｖｏｕｔ（ｔ）を正確に算出できるため、傾斜磁場発生システムの電力的使用限界近くまでの撮像シーケンスの条件を設定可能にすることができる。
【０２５３】
具体的には例えば、第１の判定アルゴリズムにおいて実行不能と判定された場合、撮像シーケンスの実行直後の傾斜磁場コイルの推定温度が閾値となるように撮像シーケンスの条件の修正候補を算出する。これにより、傾斜磁場発生システムの電力的使用限界近くまでの負荷がかかる撮像シーケンスの条件を設定可能にすることができる。第２又は第３の判定アルゴリズムにおいて実行不能と判定された場合も同様である（前記ケース２、ケース３参照）。
【０２５４】
さらに、撮像シーケンスがＥＰＩの場合、各サンプリング間隔ΔＴｓの長さが、各サンプリング間隔ΔＴｓに含まれるＭＲ信号の受信時刻での傾斜磁場強度に応じた長さとなるように、サンプリング間隔ΔＴｓの長さを変更し、リグリッディングを行う。ＥＰＩのように短い時間間隔で各ラインのＭＲ信号を受信する場合、上記リグリッディングを行うことで、画像再構成の精度を向上できる結果、画質を向上できる。
以上説明した実施形態によれば、ＭＲＩの傾斜磁場発生システムの電気的負荷の観点から、撮像シーケンスの実行可否を正確に判定できる。
【０２５５】
傾斜磁場コイル２６のインピーダンスの測定値としては、傾斜磁場コイル２６だけに対する測定値ではなく、ラインフィルタや出力ケーブルなどを含めた測定値を使用してもよい。その場合、図５の等価回路モデル１４０ｘとは別の回路モデルに基づいて、上記第１〜第３の判定アルゴリズムを実行してもよい。
【０２５６】
図１５は、ラインフィルタを考慮した場合における、傾斜磁場電源４４及び傾斜磁場コイル２６のブロック図である。即ち、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸傾斜磁場コイル２６ｘ、２６ｙ、２６ｚと、傾斜磁場アンプ１２８、１２８’、１２８”との間にそれぞれ、ノイズ除去用のラインフィルタ２５０、２５０’、２５０”が挿入される。その他の点は、図４に示した回路構成と同様である。
【０２５７】
図１６は、撮像シーケンスの実行可否を判定する演算において用いられる傾斜磁場発生システムの等価回路モデルの別の一例を示す回路図である。
【０２５８】
図１６に示す等価回路モデル１４０ｘ’は、第３の２次側回路を図５の等価回路モデル１４０ｘに追加した構成である。第３の２次側回路は、ラインフィルタ（２５０、２５０’、２５０”のいずれか）の容量成分に相当するコンデンサ１４３Ｃと、ラインフィルタのインダクタンス成分に相当する仮想コイルとしてのコイル１４３Ｌと、ラインフィルタの抵抗成分に相当する抵抗１４３Ｒとを直列に接続した構成である。コイル１４３Ｌは、コイル２６ｘＬと磁気的に結合している。
【０２５９】
コンデンサ１４３Ｃの容量値をＣ３、コイル１４３Ｌの自己インダクタンス値をＬ３、抵抗１４３Ｒの抵抗値をＲ３、第３の２次側回路内で図の矢印方向に流れる電流値をＩ３（ｔ）、コイル１４３Ｌ−コイル２６ｘＬ間の相互インダクタンス値をＭ３とする。このとき、以下の（３７）式、（３８）式、（３９）式、（４０）式が成り立つ。
【０２６０】
【数１７】
【０２６１】
（３７）式〜（４０）式に基づいて、上記実施形態と同様に第１〜第３の判定アルゴリズムを実行してもよい。
【０２６２】
図１７は、撮像シーケンスの実行可否を判定する演算において用いられる傾斜磁場発生システムの等価回路モデルのさらに別の一例を示す回路図である。図１７の等価回路モデル１４０ｘ”は、第３の２次側回路のコンデンサ１４３Ｃ、仮想コイルとしてのコイル１４３Ｌ、抵抗１４３Ｒの接続を並列接続に変更した点を除き、上記等価回路モデル１４０ｘ’と同様である。
【０２６３】
この場合、第３の２次側回路においてコイル１４３Ｌを図の矢印方向に流れる電流値をＩ３（ｔ）とし、同方向にコンデンサ１４３Ｃを流れる電流値をＩ３１（ｔ）とし、同方向に抵抗１４３Ｒを流れる電流値をＩ３２（ｔ）とする。これにより、Ｉ３（ｔ）は、Ｉ３１（ｔ）と、Ｉ３２（ｔ）との和になる。そうすると、以下の（４１）式、（４２）式、（４３）式、（４４）式、（４５）式、（４６）式が成り立つ。
【０２６４】
【数１８】
【０２６５】
（４１）式〜（４６）式に基づいて、上記実施形態と同様に第１〜第３の判定アルゴリズムを実行してもよい。
【０２６６】
撮像シーケンスがＥＰＩの場合に限って、図８、図９を用いて説明したリグリッディングを行う例を述べた。本発明の実施形態は、かかる態様に限定されるものではない。ＥＰＩではない撮像シーケンスの場合にリグリッディングを行ってもよい。
【０２６７】
撮像シーケンスの実行前に充電されて、撮像シーケンスの実行時に傾斜磁場アンプ１２８、１２８’、１２８”に放電電流を流す電力供給源として、電解コンデンサ１２６、１２６’、１２６”を用いる例を述べた。本発明の実施形態は、かかる態様に限定されるものではない。
【０２６８】
電解コンデンサ１２６、１２６’、１２６”の代わりに、２次電池や電気二重層コンデンサなどの充放電素子を用いてもよい。ここでの充放電素子とは、コンデンサや２次電池などのように、充電及び放電の繰り返しが可能な回路素子の意味である。
【０２６９】
ステップＳ９において、撮像シーケンスの条件の修正候補を算出して表示する例を述べた。本発明の実施形態は、かかる態様に限定されるものではない。撮像シーケンスの条件の修正候補を算出は、必須ではなく、省略してもよい。
【０２７０】
例えば、ステップＳ８において、撮像シーケンスが実行不能と判定された場合、表示装置６４において、修正すべき撮像シーケンスの条件のパラメータのボックス（１８４、１９０、１９２、１９４、１９６）の表示態様を変化させ、識別的にしてもよい。この後、撮像シーケンスの条件が修正された場合には、ステップＳ５に戻ればよい。そのように撮像シーケンスの条件の修正と、撮像シーケンスの実行可否の判定とを繰り返し、ステップＳ８において撮像シーケンスが実行可能と判定された時点で始めて、本スキャンの実行に処理を移行できるようにすればよい。
【０２７１】
ＭＲＩ装置２０では、例えば、静磁場用磁石２２、シムコイル２４、傾斜磁場コイル２６などが図２に記載のガントリ２１と呼ばれる円筒状の構造体の中に収納される。図１では、静磁場用磁石２２、シムコイル２４、傾斜磁場コイル２６の外側に、即ち、ガントリ２１の外にＲＦ受信器４８が存在する例を述べた。本発明の実施形態は、かかる態様に限定されるものではない。ＲＦ受信器４８がガントリ２１内に含まれる態様でもよい。
具体的には例えば、ＲＦ受信器４８に相当する電子回路基盤をガントリ２１内に配設する。そして、受信用ＲＦコイル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信号を、当該電子回路基盤内のプリアンプによって増幅し、デジタル信号としてガントリ２１外に出力し、シーケンスコントローラ５６に入力してもよい。
【０２７２】
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。
【符号の説明】
【０２７３】
２０ ＭＲＩ装置
２６ 傾斜磁場コイル
３０ 制御装置
１００ 条件設定部
１０２ 判定部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気共鳴イメージング装置で実行される撮像シーケンスの条件に基づいて、前記撮像シーケンスを設定する条件設定部と、
前記磁気共鳴イメージング装置の傾斜磁場コイルに供給される電流値を前記撮像シーケンスの条件に基づいて算出すると共に、前記傾斜磁場コイルとの間に相互誘導を生じる仮想コイルが存在するとの仮定の上で、前記傾斜磁場コイルと前記仮想コイルとの間の相互インダクタンスに基づいて、前記電流値を与えるように前記傾斜磁場コイルに印加されるべき電圧値を算出し、前記電圧値に基づいて前記撮像シーケンスの実行可否を前記撮像シーケンスの実行前に判定する判定部と
を備えることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置の制御装置。
【請求項２】
前記判定部は、前記電流値及び前記電圧値に基づいて前記傾斜磁場コイルの消費電力を算出し、前記消費電力の時間積分値に基づいて前記撮像シーケンスを実行した場合における前記傾斜磁場コイルの上昇温度を算出し、前記上昇温度に基づいて前記撮像シーケンスの実行可否を判定する
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の制御装置。
【請求項３】
前記判定部は、前記撮像シーケンスの実行前の前記傾斜磁場コイルの温度をシーケンス前温度として前記磁気共鳴イメージング装置から取得し、前記シーケンス前温度及び前記上昇温度に基づいて前記撮像シーケンスの実行後の前記傾斜磁場コイルの温度をシーケンス後温度として算出し、前記シーケンス後温度が所定値を上回る場合には前記撮像シーケンスを実行不能と判定する
ことを特徴とする請求項２に記載の磁気共鳴イメージング装置の制御装置。
【請求項４】
前記傾斜磁場コイルに電力供給をする傾斜磁場アンプと、外部電源から前記傾斜磁場アンプへの電力供給経路に挿入されたブレーカとを有し、
前記判定部は、前記電流値及び前記電圧値に基づいて、前記傾斜磁場コイルの消費電力と、前記傾斜磁場アンプ内の消費電力とを算出して合算し、この合算した消費電力に基づいて前記ブレーカを流れる電流値を算出し、前記ブレーカを流れる電流値と、前記ブレーカの定格電流値とに基づいて前記撮像シーケンスの実行可否を判定する
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の制御装置。
【請求項５】
前記傾斜磁場コイルに電力供給をする傾斜磁場アンプと、前記傾斜磁場アンプに電力供給をする直流電源と、前記直流電源により充電されると共に放電電流として前記傾斜磁場アンプに電力供給をする充放電素子とを有し、
前記判定部は、前記電流値及び前記電圧値に基づいて、前記傾斜磁場コイルの消費電力と、前記傾斜磁場アンプの消費電力とを算出して合算し、この合算した消費電力と、前記直流電源及び前記充放電素子の各供給電力とに基づいて、前記撮像シーケンスを実行した場合における前記直流電源の出力電圧を算出し、前記傾斜磁場コイルに印加されるべき電圧値よりも前記直流電源の出力電圧が小さい時間帯がある場合には前記撮像シーケンスを実行不能と判定する
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の制御装置。
【請求項６】
前記撮像シーケンスの実行により複数のサンプリング期間においてそれぞれ受信された複数の磁気共鳴信号のラインを、サンプリング間隔で周波数エンコードステップ数に分けることで、ｋ空間上のマトリクスデータを生成する画像再構成部をさらに備え、
前記画像再構成部は、前記仮想コイルに流れる電流値を算出することにより、前記仮想コイルが発生する仮想磁場波形と、前記傾斜磁場コイルが発生する磁場波形との合算磁場波形を算出後、各々の前記サンプリング間隔の各長さが、各々の前記サンプリング間隔に含まれる前記磁気共鳴信号の各受信時刻での前記合算磁場強度に応じた長さとなるように、前記サンプリング間隔の長さを変更することで、前記マトリクスデータの再配列を行う
ことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の磁気共鳴イメージング装置の制御装置。
【請求項７】
前記撮像シーケンスを実行不能と前記判定部が判定した場合に、前記条件設定部は、前記判定部により実行可能と判定されるように前記撮像シーケンスの条件の修正候補を算出し、前記修正候補を表示装置に表示させる
ことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に磁気共鳴イメージング装置の制御装置。
【請求項８】
前記撮像シーケンスを実行不能と前記判定部が判定した場合に、前記撮像シーケンスの各条件の内、修正すべき条件の表示態様を変更して前記表示装置に表示させる
ことを特徴とする請求項７に記載の磁気共鳴イメージング装置の制御装置。
【請求項９】
前記条件設定部は、繰り返し時間の延長、画像化する領域であるＦＯＶの拡大、スライス数の削減、位相エンコード方向及び周波数エンコード方向のマトリクスサイズの縮小の少なくとも１つを前記修正候補として算出する
ことを特徴とする請求項７に記載の磁気共鳴イメージング装置の制御装置。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の制御装置と、
前記制御装置の制御によって被検体が置かれる撮像空間に傾斜磁場を印加する傾斜磁場コイルと
を備えることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１】
磁気共鳴イメージング装置で実行される撮像シーケンスの条件に基づいて、前記撮像シーケンスを設定する条件設定部と、
前記磁気共鳴イメージング装置の傾斜磁場コイルに供給される電流値を前記撮像シーケンスの条件に基づいて算出すると共に、前記傾斜磁場コイルとの間に相互誘導を生じる仮想コイルが存在するとの仮定の上で、前記傾斜磁場コイルと前記仮想コイルとの間の相互インダクタンスに基づいて、前記電流値を与えるように前記傾斜磁場コイルに印加されるべき電圧値を算出し、前記電圧値に基づいて前記撮像シーケンスの実行可否を前記撮像シーケンスの実行前に判定する判定部と
を備えることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置の制御装置。
【請求項２】
前記判定部は、前記電流値及び前記電圧値に基づいて前記傾斜磁場コイルの消費電力を算出し、前記消費電力の時間積分値に基づいて前記撮像シーケンスを実行した場合における前記傾斜磁場コイルの上昇温度を算出し、前記上昇温度に基づいて前記撮像シーケンスの実行可否を判定する
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の制御装置。
【請求項３】
前記判定部は、前記撮像シーケンスの実行前の前記傾斜磁場コイルの温度をシーケンス前温度として前記磁気共鳴イメージング装置から取得し、前記シーケンス前温度及び前記上昇温度に基づいて前記撮像シーケンスの実行後の前記傾斜磁場コイルの温度をシーケンス後温度として算出し、前記シーケンス後温度が所定値を上回る場合には前記撮像シーケンスを実行不能と判定する
ことを特徴とする請求項２に記載の磁気共鳴イメージング装置の制御装置。
【請求項４】
前記傾斜磁場コイルに電力供給をする傾斜磁場アンプと、外部電源から前記傾斜磁場アンプへの電力供給経路に挿入されたブレーカとを有し、
前記判定部は、前記電流値及び前記電圧値に基づいて、前記傾斜磁場コイルの消費電力と、前記傾斜磁場アンプ内の消費電力とを算出して合算し、この合算した消費電力に基づいて前記ブレーカを流れる電流値を算出し、前記ブレーカを流れる電流値と、前記ブレーカの定格電流値とに基づいて前記撮像シーケンスの実行可否を判定する
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の制御装置。
【請求項５】
前記傾斜磁場コイルに電力供給をする傾斜磁場アンプと、前記傾斜磁場アンプに電力供給をする直流電源と、前記直流電源により充電されると共に放電電流として前記傾斜磁場アンプに電力供給をする充放電素子とを有し、
前記判定部は、前記電流値及び前記電圧値に基づいて、前記傾斜磁場コイルの消費電力と、前記傾斜磁場アンプの消費電力とを算出して合算し、この合算した消費電力と、前記直流電源及び前記充放電素子の各供給電力とに基づいて、前記撮像シーケンスを実行した場合における前記直流電源の出力電圧を算出し、前記傾斜磁場コイルに印加されるべき電圧値よりも前記直流電源の出力電圧が小さい時間帯がある場合には前記撮像シーケンスを実行不能と判定する
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の制御装置。
【請求項６】
前記撮像シーケンスの実行により複数のサンプリング期間においてそれぞれ受信された複数の磁気共鳴信号のラインを、サンプリング間隔で周波数エンコードステップ数に分けることで、ｋ空間上のマトリクスデータを生成する画像再構成部をさらに備え、
前記画像再構成部は、前記仮想コイルに流れる電流値を算出することにより、前記仮想コイルが発生する仮想磁場波形と、前記傾斜磁場コイルが発生する磁場波形との合算磁場波形を算出後、各々の前記サンプリング間隔の各長さが、各々の前記サンプリング間隔に含まれる前記磁気共鳴信号の各受信時刻での前記合算磁場強度に応じた長さとなるように、前記サンプリング間隔の長さを変更することで、前記マトリクスデータの再配列を行う
ことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の磁気共鳴イメージング装置の制御装置。
【請求項７】
前記撮像シーケンスを実行不能と前記判定部が判定した場合に、前記条件設定部は、前記判定部により実行可能と判定されるように前記撮像シーケンスの条件の修正候補を算出し、前記修正候補を表示装置に表示させる
ことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に磁気共鳴イメージング装置の制御装置。
【請求項８】
前記撮像シーケンスを実行不能と前記判定部が判定した場合に、前記撮像シーケンスの各条件の内、修正すべき条件の表示態様を変更して前記表示装置に表示させる
ことを特徴とする請求項７に記載の磁気共鳴イメージング装置の制御装置。
【請求項９】
前記条件設定部は、繰り返し時間の延長、画像化する領域であるＦＯＶの拡大、スライス数の削減、位相エンコード方向及び周波数エンコード方向のマトリクスサイズの縮小の少なくとも１つを前記修正候補として算出する
ことを特徴とする請求項７に記載の磁気共鳴イメージング装置の制御装置。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の制御装置と、
前記制御装置の制御によって被検体が置かれる撮像空間に傾斜磁場を印加する傾斜磁場コイルと
を備えることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２０１３−１７３（Ｐ２０１３−１７３Ａ）
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１３１３８８（Ｐ２０１１−１３１３８８）
【出願日】平成２３年６月１３日（２０１１．６．１３）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【出願人】（５９４１６４５４２）東芝メディカルシステムズ株式会社 (4,066)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月１３日（２０１１．６．１３）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【出願人】（５９４１６４５４２）東芝メディカルシステムズ株式会社 (4,066)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]