本發(fā)明涉及一種測(cè)定來自被檢體中的氫、磷等的核磁共振信號(hào)(以下，稱作nmr信號(hào))，并對(duì)核的密度分布、緩和時(shí)間分布等進(jìn)行成像的核磁共振成像(以下，稱作mri)裝置，尤其涉及一種使測(cè)量區(qū)域內(nèi)的靜磁場(chǎng)均勻化的技術(shù)。

背景技術(shù)：

mri裝置是測(cè)量被檢體，尤其是構(gòu)成人體組織的原子核自旋產(chǎn)生的nmr信號(hào)，將其頭部、腹部、四肢等的形態(tài)或功能二維或三維成像的裝置。

在測(cè)量nmr信號(hào)的區(qū)域要求空間上均勻的靜磁場(chǎng)。這是因?yàn)殪o磁場(chǎng)的均勻度對(duì)畫質(zhì)(圖像的失真、亮度不均、snr等)產(chǎn)生影響。為了使測(cè)量區(qū)域內(nèi)的靜磁場(chǎng)均勻化，進(jìn)行將鐵片等具有預(yù)定大小的磁矩的物質(zhì)(以下，簡(jiǎn)稱為磁矩)配置于預(yù)定位置的磁場(chǎng)調(diào)整(勻場(chǎng)：shimming)。在勻場(chǎng)中，例如有利用奇異值分解，決定磁矩的配置的方法(例如，參照專利文獻(xiàn)1)。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本專利第4902787號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的課題

在專利文獻(xiàn)1所公開的方法中，從靜磁場(chǎng)不均勻的磁場(chǎng)分布(誤差磁場(chǎng))求出產(chǎn)生用于抵消誤差磁場(chǎng)的磁場(chǎng)分布的磁矩的配置。該計(jì)算是根據(jù)磁場(chǎng)求出磁矩的配置的逆向問題，為了解決該問題，利用截?cái)嗥娈愔捣纸?。在截?cái)嗥娈愔捣纸庵?，為了在現(xiàn)實(shí)的范圍內(nèi)降低誤差磁場(chǎng)，從通過奇異值分解獲得的各固有模式中的影響大的固有模式開始優(yōu)先進(jìn)行修正，在被制約的磁矩量中獲得最大的修正效果。

然而，當(dāng)增加1個(gè)作為修正對(duì)象的固有模式時(shí)，修正所需要的鐵量階段性地變化。因此，在以有限的磁矩量進(jìn)行修正時(shí)，僅能修正預(yù)定的固有模式數(shù)量，有時(shí)磁矩量富裕。這樣，在現(xiàn)有方法中，無法有效地運(yùn)用必須準(zhǔn)備的磁矩量，有時(shí)在所準(zhǔn)備的磁矩量的范圍內(nèi)無法實(shí)現(xiàn)最有效的勻場(chǎng)。

本發(fā)明是鑒于上述問題而提出的，提供一種技術(shù)，在修正靜磁場(chǎng)的不均勻時(shí)，實(shí)現(xiàn)最大限度地使用了所賦予的磁矩量的有效的勻場(chǎng)。

用于解決課題的手段

在本發(fā)明中，在計(jì)算用于修正靜磁場(chǎng)的不均勻的磁場(chǎng)分布的磁矩配置時(shí)，將誤差磁場(chǎng)分布分解為通過奇異值分解得到的固有模式的成分，通過對(duì)高次的固有模式成分的修正量進(jìn)行調(diào)整，計(jì)算出最大限度使用了預(yù)先準(zhǔn)備的可使用的磁矩量的磁矩配置。例如，也可以根據(jù)主線圈數(shù)進(jìn)行固有模式的低次、高次的區(qū)分。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明，在修正靜磁場(chǎng)的不均勻時(shí)，最大限度使用所賦予的磁矩量，實(shí)現(xiàn)有效的勻場(chǎng)。

附圖說明

圖1是第一實(shí)施方式的mri裝置的整體結(jié)構(gòu)圖。

圖2(a)是第一實(shí)施方式的mri裝置的靜磁場(chǎng)發(fā)生系統(tǒng)120的xy截面圖，(b)是(a)的aa截面圖。

圖3是第一實(shí)施方式的奇異值分布的圖表。

圖4是第一實(shí)施方式的誤差磁場(chǎng)的固有模式分布的圖表。

圖5是用于說明勻場(chǎng)時(shí)的使用鐵量的變化以及均勻度的變化的圖表。

圖6是用于說明勻場(chǎng)時(shí)的使用鐵量的變化以及均勻度的變化的圖表。

圖7是第一實(shí)施方式的控制系統(tǒng)的功能框圖。

圖8(a)～(g)是用于說明主線圈數(shù)為6時(shí)的對(duì)稱基底的形狀的說明圖。

圖9是第一實(shí)施方式的勻場(chǎng)處理的流程圖。

圖10是第一實(shí)施方式的高低次決定處理的流程圖。

圖11是第一實(shí)施方式的磁矩配置計(jì)算處理的流程圖。

圖12是現(xiàn)有方法的勻場(chǎng)處理后的固有模式分布的圖表。

圖13是通過第一實(shí)施方式的方法進(jìn)行勻場(chǎng)處理后的固有模式分布的圖表。

圖14是第二實(shí)施方式的強(qiáng)度系數(shù)的圖表。

圖15是第二實(shí)施方式的高低次決定處理的流程圖。

圖16是第二實(shí)施方式的磁矩配置計(jì)算處理的流程圖。

具體實(shí)施方式

根據(jù)本發(fā)明，提供一種磁場(chǎng)調(diào)整用磁矩配置計(jì)算方法，其測(cè)量具備磁場(chǎng)調(diào)整機(jī)構(gòu)的磁場(chǎng)發(fā)生裝置內(nèi)的預(yù)先決定的評(píng)價(jià)區(qū)域的磁場(chǎng)分布，該磁場(chǎng)調(diào)整機(jī)構(gòu)通過配置磁矩來調(diào)整靜磁場(chǎng)，并且在該磁場(chǎng)調(diào)整用磁矩配置計(jì)算方法中，計(jì)算上述測(cè)量的磁場(chǎng)分布與上述評(píng)價(jià)區(qū)域的預(yù)先決定的目標(biāo)磁場(chǎng)強(qiáng)度的差即誤差磁場(chǎng)分布，將誤差磁場(chǎng)分布分解為通過奇異值分解得到的由上述磁場(chǎng)發(fā)生裝置產(chǎn)生的磁場(chǎng)的各固有模式的成分，通過組合上述固有模式中的低次模式成分的修正與高次模式成分的修正，計(jì)算對(duì)上述誤差磁場(chǎng)分布近似地進(jìn)行修正的上述磁矩的配置，上述低次模式為按照奇異值從大到小的順序向各固有模式賦予的固有模式編號(hào)從第1固有模式編號(hào)至通過第一閾值確定的固有模式編號(hào)為止的固有模式群，上述高次模式為比上述第一閾值大的固有模式編號(hào)的固有模式群，上述高次模式成分的修正量小于上述低次模式成分的修正量。

此外，提供一種磁場(chǎng)調(diào)整用磁矩配置計(jì)算方法，其特征在于，將基于上述計(jì)算出的磁矩配置的總磁矩量即計(jì)算磁矩量與預(yù)先準(zhǔn)備的可使用的磁矩量即可使用磁矩量進(jìn)行比較，使上述高次模式成分的修正量增加來重復(fù)進(jìn)行上述磁矩配置的計(jì)算，直至上述計(jì)算磁矩量超過上述可使用磁矩量為止。

此外，提供一種磁場(chǎng)調(diào)整用磁矩配置計(jì)算方法，其特征在于，上述磁場(chǎng)發(fā)生裝置具備n個(gè)主線圈，n為1以上的整數(shù)，根據(jù)上述磁場(chǎng)發(fā)生裝置具備的主線圈的數(shù)量n決定上述第一閾值。

此外，提供一種磁場(chǎng)調(diào)整用磁矩配置計(jì)算方法，其特征在于，針對(duì)上述各固有模式中的、該固有模式的基底相對(duì)于上述磁場(chǎng)發(fā)生裝置產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向?yàn)檩S對(duì)稱，并且，相對(duì)于與該磁場(chǎng)方向正交的面為面對(duì)稱的固有模式，按照上述奇異值從大到小的順序賦予識(shí)別編號(hào)，將相比從上述識(shí)別編號(hào)小的一方開始第n個(gè)固有模式的上述固有模式編號(hào)小1個(gè)的固有模式編號(hào)設(shè)為上述第一閾值。

此外，提供一種磁場(chǎng)調(diào)整用磁矩配置計(jì)算方法，其特征在于，在重復(fù)進(jìn)行上述磁矩的配置的計(jì)算時(shí)，通過使組合上述高次模式的成分的次數(shù)增加，而使上述高次模式的成分的修正量增加。

此外，提供一種磁場(chǎng)調(diào)整用磁矩配置計(jì)算方法，其特征在于，上述高次模式為從相比通過上述第一閾值確定的固有模式編號(hào)大1個(gè)的固有模式編號(hào)開始至通過比上述第一閾值大的第二閾值確定的固有模式編號(hào)為止的固有模式群。

此外，提供一種磁場(chǎng)調(diào)整用磁矩配置計(jì)算方法，其特征在于，上述第二閾值為上述固有模式編號(hào)的最大值，在重復(fù)進(jìn)行上述磁矩的配置的計(jì)算時(shí)，對(duì)上述固有模式的成分乘以預(yù)先決定的強(qiáng)度系數(shù)，決定上述強(qiáng)度系數(shù)使得隨著上述重復(fù)的次數(shù)增加，上述高次模式的成分的修正量增加。

此外，提供一種磁場(chǎng)調(diào)整用磁矩配置計(jì)算方法，其特征在于，上述磁場(chǎng)發(fā)生裝置具備n個(gè)的主線圈，n為1以上的整數(shù)，對(duì)上述各固有模式中的、該固有模式的基底相對(duì)于上述磁場(chǎng)發(fā)生裝置產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向?yàn)檩S對(duì)稱，并且，相對(duì)于與該磁場(chǎng)方向正交的面為面對(duì)稱的固有模式，按照上述奇異值從大到小的順序賦予識(shí)別編號(hào)，將相比從上述識(shí)別編號(hào)小的一方開始第n個(gè)固有模式的上述固有模式編號(hào)小1個(gè)的固有模式編號(hào)設(shè)為上述第一閾值，將上述各固有模式中的、相比從上述識(shí)別編號(hào)小的一方開始第n+1個(gè)固有模式的上述固有模式編號(hào)小1個(gè)的固有模式編號(hào)設(shè)為上述第二閾值。

此外，提供一種磁場(chǎng)調(diào)整用磁矩配置計(jì)算方法，其特征在于，在計(jì)算上述磁矩的配置時(shí)，以上述磁場(chǎng)調(diào)整機(jī)構(gòu)的上述磁矩的收容量為制約條件來進(jìn)行搜索。

此外，提供一種磁場(chǎng)調(diào)整裝置，其特征在于，具備：磁場(chǎng)分布測(cè)量部，其測(cè)量具備磁場(chǎng)調(diào)整機(jī)構(gòu)的磁場(chǎng)發(fā)生裝置內(nèi)的預(yù)先決定的評(píng)價(jià)區(qū)域的磁場(chǎng)分布，該磁場(chǎng)調(diào)整機(jī)構(gòu)通過配置磁矩來調(diào)整靜磁場(chǎng)；配置計(jì)算部，其計(jì)算修正誤差磁場(chǎng)分布的上述磁矩的配置，該誤差磁場(chǎng)分布為上述測(cè)量的磁場(chǎng)分布與上述評(píng)價(jià)區(qū)域的預(yù)先決定的目標(biāo)磁場(chǎng)強(qiáng)度的差；以及低高次決定部，其將上述磁場(chǎng)發(fā)生裝置產(chǎn)生的磁場(chǎng)的各固有模式區(qū)分為低次模式和高次模式，低次模式為按照奇異值從大到小的順序向各固有模式賦予的固有模式編號(hào)從第1固有模式編號(hào)至通過第一閾值確定的固有模式編號(hào)為止的固有模式群，高次模式為比上述第一閾值大的固有模式編號(hào)的固有模式群，上述配置計(jì)算部將上述誤差磁場(chǎng)分布分解為通過奇異值分解得到的上述各固有模式的成分，組合上述低次模式的成分的修正和上述高次模式的成分的修正來計(jì)算對(duì)上述誤差磁場(chǎng)分布近似地進(jìn)行修正的上述磁矩的配置，上述高次模式成分的修正量小于上述低次模式成分的修正量。

此外，提供一種磁場(chǎng)調(diào)整裝置，其特征在于，上述磁場(chǎng)發(fā)生裝置為磁共振成像裝置的靜磁場(chǎng)發(fā)生系統(tǒng)。

此外，提供一種磁場(chǎng)調(diào)整裝置，其特征在于，上述高次模式為從相比通過上述第一閾值確定的固有模式編號(hào)大1的固有模式編號(hào)開始至通過比上述第一閾值大的第二閾值確定的固有模式編號(hào)為止的固有模式群。

此外，提供一種程序，其使計(jì)算機(jī)作為如下各部而發(fā)揮功能：磁場(chǎng)分布測(cè)量單元，其測(cè)量具備磁場(chǎng)調(diào)整機(jī)構(gòu)的磁場(chǎng)發(fā)生裝置內(nèi)的預(yù)先決定的評(píng)價(jià)區(qū)域的磁場(chǎng)分布，該磁場(chǎng)調(diào)整機(jī)構(gòu)通過配置磁矩來調(diào)整靜磁場(chǎng)；配置計(jì)算單元，其計(jì)算修正誤差磁場(chǎng)分布的上述磁矩的配置，該誤差磁場(chǎng)分布為上述測(cè)量的磁場(chǎng)分布與上述評(píng)價(jià)區(qū)域的預(yù)先決定的目標(biāo)磁場(chǎng)強(qiáng)度的差；以及低高次決定單元，其將上述磁場(chǎng)發(fā)生裝置產(chǎn)生的磁場(chǎng)的各固有模式區(qū)分為低次模式和高次模式，低次模式為按照奇異值從大到小的順序向各固有模式賦予的固有模式編號(hào)從第1固有模式編號(hào)至通過第一閾值確定的固有模式編號(hào)為止的固有模式群，高次模式為比上述第一閾值大的固有模式編號(hào)的固有模式群，該程序的特征在于，上述配置計(jì)算部將上述誤差磁場(chǎng)分布分解為通過奇異值分解得到的上述各固有模式的成分，組合上述低次模式的成分的修正和上述高次模式的成分的修正來計(jì)算對(duì)上述誤差磁場(chǎng)分布近似地進(jìn)行修正的上述磁矩的配置，上述高次模式成分的修正量小于上述低次模式成分的修正量。

此外，提供一種程序，其特征在于，上述高次模式為從相比通過上述第一閾值確定的固有模式編號(hào)大1的固有模式編號(hào)開始至通過比上述第一閾值大的第二閾值確定的固有模式編號(hào)為止的固有模式群。

《第一實(shí)施方式》

以下，使用附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式的一例進(jìn)行說明。另外，在用于說明本發(fā)明實(shí)施方式的所有附圖中，只要沒有特別限定，對(duì)具有同一功能的部件賦予同一符號(hào)，并省略其重復(fù)的說明。

[mri裝置結(jié)構(gòu)]

首先，對(duì)本實(shí)施方式的mri裝置的一例的整體概要進(jìn)行說明。圖1是表示本實(shí)施方式的mri裝置100的整體結(jié)構(gòu)的框圖。本實(shí)施方式的mri裝置100利用nmr現(xiàn)象獲得被檢體的斷層圖像，如圖1所示，具備靜磁場(chǎng)發(fā)生系統(tǒng)120、傾斜磁場(chǎng)發(fā)生系統(tǒng)130、發(fā)送系統(tǒng)150、接收系統(tǒng)160、控制系統(tǒng)170、序列器140以及傳感器180。

關(guān)于靜磁場(chǎng)發(fā)生系統(tǒng)120，若為垂直磁場(chǎng)方式，則在圍繞被檢體101的空間中在與其體軸正交的方向上產(chǎn)生均勻的靜磁場(chǎng)，若為水平磁場(chǎng)方式，則在體軸方向上產(chǎn)生均勻的靜磁場(chǎng)，具備配置于被檢體101周圍的永磁鐵方式、常導(dǎo)方式或超導(dǎo)方式的靜磁場(chǎng)發(fā)生源。以后，在mri裝置100的坐標(biāo)系(裝置坐標(biāo)系)中，將靜磁場(chǎng)方向設(shè)為z方向。

傾斜磁場(chǎng)發(fā)生系統(tǒng)130具備在mri裝置100的坐標(biāo)系(裝置坐標(biāo)系)的x、y、z這3軸方向上卷繞的傾斜磁場(chǎng)線圈131、以及驅(qū)動(dòng)各傾斜磁場(chǎng)線圈的傾斜磁場(chǎng)電源132，按照來自序列器140的命令驅(qū)動(dòng)各傾斜磁場(chǎng)線圈131的傾斜磁場(chǎng)電源132，從而在x、y、z這3軸方向施加傾斜磁場(chǎng)gx、gy、gz。通過對(duì)流過傾斜磁場(chǎng)線圈131的電流值進(jìn)行控制，使傾斜磁場(chǎng)強(qiáng)度變化。

在拍攝時(shí)，例如在與切片面(拍攝截面)正交的方向上施加傾斜磁場(chǎng)脈沖gs來設(shè)定針對(duì)被檢體101的切片面，并且在與該切片面正交且彼此正交的剩余的2個(gè)方向上施加傾斜磁場(chǎng)脈沖gp和傾斜磁場(chǎng)脈沖gf，在回波信號(hào)中編碼各個(gè)方向的位置信息。以下，在本說明書中，將為了決定切片面而施加的傾斜磁場(chǎng)脈沖稱為切片選擇傾斜磁場(chǎng)脈沖，為了在回波信號(hào)中編碼位置信息，讀出在讀出回波信號(hào)時(shí)施加的傾斜磁場(chǎng)并將其稱為傾斜磁場(chǎng)脈沖。

發(fā)送系統(tǒng)150為了使構(gòu)成被檢體101的生物組織的原子的原子核自旋產(chǎn)生核磁共振，向被檢體101照射高頻磁場(chǎng)脈沖(rf脈沖)，其具備具有高頻振蕩器(合成器)、調(diào)制器、高頻放大器等的發(fā)送處理部152和發(fā)送側(cè)的高頻線圈(發(fā)送線圈)151。高頻振蕩器生成并輸出rf脈沖。調(diào)制器在基于來自序列器140的指令的定時(shí)，對(duì)輸出的rf脈沖進(jìn)行振幅調(diào)制，高頻放大器將該振幅調(diào)制后的rf脈沖放大后提供給與被檢體101接近地配置的發(fā)送線圈151。發(fā)送線圈151對(duì)被檢體101照射被提供的rf脈沖。

接收系統(tǒng)160檢測(cè)通過構(gòu)成被檢體101的生物組織的原子核自旋的核磁共振而釋放的核磁共振信號(hào)(nmr信號(hào)、回波信號(hào))，其具備接收側(cè)的高頻線圈(接收線圈)161、以及具有信號(hào)放大器、正交相位檢波器和a/d變換器等的接收處理部162。接收線圈161與被檢體101接近地配置，檢測(cè)通過從發(fā)送線圈151照射的電磁波而感應(yīng)出的被檢體101的響應(yīng)的回波信號(hào)。檢測(cè)出的回波信號(hào)在通過信號(hào)放大器進(jìn)行放大后，在基于來自序列器140的指令的定時(shí)，通過正交相位檢波器被分割為正交的雙系統(tǒng)的信號(hào)，并分別通過a/d變換器被變換為數(shù)字量后發(fā)送至控制系統(tǒng)170。

序列器140按照預(yù)定的脈沖序列反復(fù)施加rf脈沖和傾斜磁場(chǎng)脈沖。另外，脈沖序列記述了高頻磁場(chǎng)脈沖、傾斜磁場(chǎng)脈沖、信號(hào)接收的定時(shí)和強(qiáng)度，預(yù)先保持在控制系統(tǒng)170中。序列器140按照來自控制系統(tǒng)170的指示進(jìn)行動(dòng)作，將收集被檢體101的斷層圖像的數(shù)據(jù)所需要的各種命令發(fā)送至發(fā)送系統(tǒng)150、傾斜磁場(chǎng)發(fā)生系統(tǒng)130以及接收系統(tǒng)160。

控制系統(tǒng)170進(jìn)行mri裝置100整體動(dòng)作的控制、信號(hào)處理、圖像重構(gòu)等各種運(yùn)算、處理結(jié)果的顯示及保存等，其具備cpu171、存儲(chǔ)裝置172、顯示裝置173以及輸入裝置174。存儲(chǔ)裝置172由硬盤、rom、ram等內(nèi)部存儲(chǔ)裝置、以及外置硬盤、光盤、磁盤等外部存儲(chǔ)裝置構(gòu)成。顯示裝置173為crt、液晶等顯示裝置。輸入裝置174為mri裝置100的各種控制信息、通過控制系統(tǒng)170進(jìn)行的處理的控制信息的輸入接口，例如具備軌跡球或鼠標(biāo)和鍵盤。輸入裝置174接近顯示裝置173地配置。操作者一邊看著顯示裝置173，一邊通過輸入裝置174互動(dòng)地輸入mri裝置100的各種處理所需要的指示、數(shù)據(jù)。

cpu171按照操作者輸入的指示，執(zhí)行預(yù)先保存在存儲(chǔ)裝置172中的程序，由此來實(shí)現(xiàn)mri裝置100的動(dòng)作控制、各種數(shù)據(jù)的處理等控制系統(tǒng)170的各處理、各功能。例如，當(dāng)向控制系統(tǒng)170輸入了來自接收系統(tǒng)160的數(shù)據(jù)時(shí)，cpu171執(zhí)行信號(hào)處理、圖像重構(gòu)等處理，將作為其結(jié)果的被檢體101的斷層像顯示在顯示裝置173，并且存儲(chǔ)在存儲(chǔ)裝置172中。

另外，也可以通過asic(applicationspecificintegratedcircuit：專用集成電路)、fpga(field-programmablegatearray：現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列)等硬件實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)170的全部或一部分功能。此外，將各功能處理所使用的各種數(shù)據(jù)、處理中生成的各種數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到存儲(chǔ)裝置172中。

傳感器180測(cè)量靜磁場(chǎng)發(fā)生系統(tǒng)120生成的靜磁場(chǎng)。將測(cè)量結(jié)果通知給控制系統(tǒng)170。

在插入被檢體101的靜磁場(chǎng)發(fā)生系統(tǒng)120的靜磁場(chǎng)空間內(nèi)，若為垂直磁場(chǎng)方式則與被檢體101相對(duì)地設(shè)置發(fā)送線圈151和傾斜磁場(chǎng)線圈131，若為水平磁場(chǎng)方向則以包圍被檢體101的方式設(shè)置發(fā)送線圈151和傾斜磁場(chǎng)線圈131。此外，與被檢體101相對(duì)地或者以包圍被檢體101的方式設(shè)置接收線圈161。

當(dāng)前，作為mri裝置的拍攝對(duì)象核素在臨床中普遍使用的是被檢體101的主要構(gòu)成物質(zhì)即氫原子核(質(zhì)子)。在mri裝置100中，通過將與質(zhì)子密度的空間分布、激發(fā)狀態(tài)的緩和時(shí)間的空間分布相關(guān)的信息進(jìn)行成像，來二維或三維地拍攝人體頭部、腹部、四肢等的形態(tài)或功能。

[勻場(chǎng)處理]

如上所述，靜磁場(chǎng)的均勻度對(duì)畫質(zhì)(圖像的失真、亮度不均、snr等)產(chǎn)生影響，因此在測(cè)量nmr信號(hào)的區(qū)域需求空間上均勻的靜磁場(chǎng)。靜磁場(chǎng)的均勻度(homogeneity)用ppm(partspermillion：1/1000000)的單位表現(xiàn)，例如，用以下的式(1)計(jì)算。

其中，bmax為評(píng)價(jià)空間中的最大磁場(chǎng)強(qiáng)度，bmin為評(píng)價(jià)空間中的初始磁場(chǎng)強(qiáng)度，bave為評(píng)價(jià)空間中的平均磁場(chǎng)強(qiáng)度。通常，對(duì)評(píng)價(jià)空間指定球或橢圓的表面。

在為在臨床中使用的平均磁場(chǎng)強(qiáng)度為1.5[t]的mri裝置的情況下，在直徑400[mm]的球的表面需求3[ppm]程度的均勻度。也就是說，要求式(1)的bmax與bmin的差在直徑400[mm]的球的表面為4.5[μt]程度以下。

為了實(shí)現(xiàn)這樣的靜磁場(chǎng)空間，在mri裝置100中，進(jìn)行被稱為勻場(chǎng)的使誤差磁場(chǎng)降低的作業(yè)。另外，誤差磁場(chǎng)為評(píng)價(jià)空間中測(cè)量出的磁場(chǎng)與作為目標(biāo)的磁場(chǎng)的差。在勻場(chǎng)中，通過將鐵片等具有磁矩的物質(zhì)(以下，簡(jiǎn)稱為磁矩)配置于預(yù)定位置，使誤差磁場(chǎng)降低。因此，在勻場(chǎng)中，需要決定有效地降低誤差磁場(chǎng)的磁矩的配置位置以及配置量(以下，簡(jiǎn)稱為磁矩配置)。

[靜磁場(chǎng)發(fā)生系統(tǒng)]

圖2(a)和圖2(b)表示水平磁場(chǎng)方式的mri裝置100的靜磁場(chǎng)發(fā)生系統(tǒng)120的代表性的結(jié)構(gòu)的概要。圖2(a)是xy截面圖，圖2(b)是圖2(a)的aa截面圖。

靜磁場(chǎng)發(fā)生系統(tǒng)120具備超導(dǎo)磁鐵121、用于配置磁矩的容器122、鐵片等磁矩123、構(gòu)成超導(dǎo)磁鐵121的主線圈125。此外，124為評(píng)價(jià)空間(評(píng)價(jià)區(qū)域)。

使本實(shí)施方式的靜磁場(chǎng)發(fā)生系統(tǒng)120具備n個(gè)主線圈125。另外，設(shè)n為1以上的整數(shù)。

容器122是通過配置磁矩123來調(diào)整靜磁場(chǎng)的磁場(chǎng)調(diào)整機(jī)構(gòu)。因此，具備插入磁矩123的多個(gè)凹部。

如上所述，在勻場(chǎng)中，通過在容器122中的適當(dāng)位置配置適當(dāng)量的磁矩123，調(diào)整(修正)評(píng)價(jià)空間124中的靜磁場(chǎng)分布。依據(jù)該勻場(chǎng)的精度即磁矩123的配置的適當(dāng)性，決定能夠達(dá)成的靜磁場(chǎng)的均勻度。因此，重要的是決定在容器122的各凹部配置的磁矩的量。以下，將決定在各凹部配置的磁矩量稱為磁矩配置的決定。

[利用了奇異值分解的勻場(chǎng)]

說明基于上述專利文獻(xiàn)1所公開的技術(shù)的使用奇異值分解來決定磁矩配置的方法。在該方法中，從靜磁場(chǎng)的不均勻的磁場(chǎng)分布(誤差磁場(chǎng))求出產(chǎn)生用于抵消該誤差磁場(chǎng)的磁場(chǎng)分布的磁矩的配置。該計(jì)算是從磁場(chǎng)求出磁矩配置的逆向問題。在該方法中，為了解決該逆向問題而利用截?cái)嘈推娈愔捣纸狻?/p>

根據(jù)容器122上的電流電位針對(duì)與評(píng)價(jià)空間124的磁場(chǎng)對(duì)應(yīng)的響應(yīng)矩陣a進(jìn)行奇異值分解，結(jié)果獲得容器122上的電流電位分布的基底vj和評(píng)價(jià)空間124上的磁場(chǎng)分布的基底u(yù)j。2個(gè)基底vj和uj之間存在以下的式(2)的關(guān)系。

λj·uj＝a·vj…(2)

其中，λj為奇異值，表示每單位的電流電位產(chǎn)生的磁場(chǎng)的大小。此外，下標(biāo)j為按照奇異值λj從大到小的順序而分配的編號(hào)，被稱為固有模式編號(hào)或固有模式的次數(shù)。uj為對(duì)響應(yīng)函數(shù)a進(jìn)行特異分解而得的磁場(chǎng)分布的基底。此外，uj和vj為向量。

即，式(2)是將容器122上的磁場(chǎng)分布與評(píng)價(jià)空間124表面上的磁場(chǎng)分布的關(guān)系對(duì)應(yīng)起來的公式。另外，可以將電流電位換算為磁矩配置。

圖3是針對(duì)mri裝置100的靜磁場(chǎng)發(fā)生系統(tǒng)120產(chǎn)生的磁場(chǎng)，表示每個(gè)固有模式編號(hào)j的奇異值λj的分布(奇異值分布)200。如上所述，固有模式編號(hào)j為按照奇異值λj的從大到小的順序分配的編號(hào)，因此奇異值λj隨著固有模式編號(hào)j變大而變小。另外，根據(jù)容器122和評(píng)價(jià)空間124的位置關(guān)系決定每個(gè)固有模式編號(hào)j的奇異值λj。

勻場(chǎng)對(duì)象為在評(píng)價(jià)區(qū)域124測(cè)量出的磁場(chǎng)(測(cè)量磁場(chǎng))與作為目標(biāo)的磁場(chǎng)分布的差即誤差磁場(chǎng)。可以將誤差磁場(chǎng)分解為固有模式編號(hào)的成分來表示。從以下的式(3)計(jì)算出誤差磁場(chǎng)be具有的各固有模式編號(hào)j的成分的強(qiáng)度cj。

cj＝be·uj…(3)

即，通過取得誤差磁場(chǎng)be與磁場(chǎng)分布的基底u(yù)j的內(nèi)積，來求出固有模式編號(hào)j的成分的強(qiáng)度(以下，稱為固有模式強(qiáng)度)cj。另外，be為向量。另外，將取得誤差磁場(chǎng)be與磁場(chǎng)分布的基底u(yù)j的內(nèi)積，獲得各固有模式編號(hào)j的成分的強(qiáng)度cj稱為將誤差磁場(chǎng)分布be分解為固有模式的成分。

圖4表示誤差磁場(chǎng)be的每個(gè)固有模式編號(hào)j的固有模式強(qiáng)度cj的分布300。以下，將該分布稱為固有模式分布300。此外，將該分布的各點(diǎn)(固有模式編號(hào)j的固有模式強(qiáng)度cj)簡(jiǎn)單稱為固有模式。

為了完全消除誤差磁場(chǎng)be，對(duì)于圖4所示的全部的固有模式編號(hào)j，需要使作為其成分的固有模式強(qiáng)度cj成為零。然而，為了完全消除誤差磁場(chǎng)be需要大量的磁矩123。因?yàn)槿萜?22的大小是有限的，因此這并不現(xiàn)實(shí)。因此，需要在考慮容器122的磁矩123的配置位置以及配置量的制約后，計(jì)算最有效的磁矩配置的解，即靜磁場(chǎng)的均勻度最佳的解。

一般，在勻場(chǎng)中進(jìn)行優(yōu)先選擇小的固有模式編號(hào)j，使固有模式強(qiáng)度cj接近零的修正。這是因?yàn)閺膱D3中可知，越小的固有模式編號(hào)j的成分奇異值λj越大，單位磁矩可修正的磁場(chǎng)越大。

具體地說，如圖4所示，設(shè)定作為修正對(duì)象的固有模式編號(hào)j的最大值的閾值301，并決定閾值301以下的固有模式編號(hào)j的固有模式強(qiáng)度cj成為固有模式強(qiáng)度的閾值302以下的磁矩配置。

如上所述，在專利文獻(xiàn)1所公開的技術(shù)中，以閾值301以下的固有模式編號(hào)j作為修正對(duì)象，進(jìn)行勻場(chǎng)計(jì)算使得修正對(duì)象的固有模式編號(hào)j的固有模式強(qiáng)度cj全部成為閾值302以下。

越增加修正對(duì)象的固有模式，需要更多的磁矩，能夠進(jìn)一步修正誤差磁場(chǎng)。因此，需要在可使用的磁矩量的范圍內(nèi)，決定設(shè)為修正對(duì)象的固有模式以便獲得最大的修正效果。然而，如上所述，在專利文獻(xiàn)1所公開的方法中，有時(shí)可使用的磁矩量有富余。即，在固有模式編號(hào)j與固有模式編號(hào)j+1之間，有時(shí)需要的磁矩量急劇變化，根據(jù)設(shè)為修正對(duì)象的固有模式編號(hào)j的選擇方法，有可能產(chǎn)生在固有模式編號(hào)j，需要的磁矩量少于可使用的磁矩量，在下一個(gè)固有模式編號(hào)j+1需要的磁矩量不足的情況。

以該情況為實(shí)例進(jìn)行說明。圖5和圖6是通過專利文獻(xiàn)1公開的方法使閾值301(設(shè)為修正對(duì)象的固有模式編號(hào)的最大值)變化時(shí)的磁矩量與均勻度[ppm]的關(guān)系的實(shí)例的圖表。

圖5是使閾值301從10到110以刻度10變化時(shí)的鐵量的變化的圖表310以及均勻度的變化的圖表320。圖6是使閾值301從90到100以刻度1變化時(shí)的鐵量的變化的圖表311以及均勻度的變化的圖表312。

在圖5和圖6的各圖表中，將磁矩量換算為鐵量[cc]來顯示。在從磁矩量向鐵量的換算中，將飽和的純鐵(2.15t)的磁矩123計(jì)算為1.711[am²/cc]。

從圖5和圖6可知，需要的磁矩量的變化是階梯狀的而不是連續(xù)的。因此，可能存在沒有將可使用的磁矩量全部使用的閾值301的情況。

作為具體例，考慮可使用的鐵量為1000[cc]的情況。此時(shí)，在將設(shè)為修正對(duì)象的固有模式編號(hào)j的最大值即閾值301設(shè)為96時(shí)，該修正使用的鐵量約為737[cc]，小于可使用的鐵量1000[cc]的全部量。當(dāng)把閾值301增加1而設(shè)為97時(shí)，修正所需要的鐵量大約為1070[cc]，超過可使用的鐵量1000[cc]。

這樣，在從低次的固有模式編號(hào)的強(qiáng)度開始按照順序進(jìn)行修正的以往的方法中，難以有效地用盡所準(zhǔn)備的可使用的磁矩量。即，在現(xiàn)有方法中，無法在所賦予的磁矩量的制約下達(dá)成最佳的靜磁場(chǎng)均勻度。

[控制系統(tǒng)]

在本實(shí)施方式中，在勻場(chǎng)中，將誤差磁場(chǎng)分布的各固有模式以固有模式編號(hào)為基準(zhǔn)分為低次區(qū)域和高次區(qū)域，低次區(qū)域的固有模式(低次模式)如以往那樣修正成為預(yù)定的閾值以下，關(guān)于高次區(qū)域的固有模式(高次模式)在可使用的磁矩的范圍內(nèi)盡可能地進(jìn)行修正。

為了實(shí)現(xiàn)上述的勻場(chǎng)，本實(shí)施方式的控制系統(tǒng)170如圖7所示那樣，作為與勻場(chǎng)處理相關(guān)的功能具備進(jìn)行勻場(chǎng)的勻場(chǎng)部700。并且，勻場(chǎng)部700一邊使高次模式的修正量增加，一邊進(jìn)行磁矩配置計(jì)算直到用盡預(yù)先準(zhǔn)備的磁矩量vset為止。因此，勻場(chǎng)部700具備實(shí)測(cè)評(píng)價(jià)空間124的磁場(chǎng)分布的磁場(chǎng)測(cè)量部710、決定低次模式和高次模式各自的上限的固有模式編號(hào)j的低高次決定部720、以及決定磁矩配置的配置計(jì)算部730。

[磁場(chǎng)測(cè)量部]

本實(shí)施方式的磁場(chǎng)測(cè)量部710測(cè)量靜磁場(chǎng)發(fā)生系統(tǒng)120內(nèi)的預(yù)先決定的評(píng)價(jià)區(qū)域124的磁場(chǎng)分布(測(cè)量磁場(chǎng)分布)bm。通過傳感器180進(jìn)行測(cè)量，磁場(chǎng)測(cè)量部710從傳感器180接收測(cè)量結(jié)果。

[低高次決定部]

本實(shí)施方式的低高次決定部720

本實(shí)施方式的低高次決定部720取得用于確定靜磁場(chǎng)發(fā)生系統(tǒng)120的固有模式的基底u(yù)j，并且根據(jù)主線圈125的數(shù)量n對(duì)其進(jìn)行區(qū)分。關(guān)于區(qū)分，如以往那樣，設(shè)為進(jìn)行修正使得固有模式強(qiáng)度cj成為預(yù)定閾值以下的低次模式和在可使用的磁矩量的范圍內(nèi)盡可能地進(jìn)行修正的高次模式的修正范圍。作為區(qū)分的結(jié)果，輸出低次模式以及高次模式的修正范圍各自的上限的固有模式編號(hào)j。將低高次決定處理所需要的各種信息作為裝置信息預(yù)先存儲(chǔ)在存儲(chǔ)裝置172中。

具體地，本實(shí)施方式的低高次決定部720，首先，將磁場(chǎng)發(fā)生裝置(靜磁場(chǎng)發(fā)生系統(tǒng)120)產(chǎn)生的磁場(chǎng)的各固有模式區(qū)分為低次模式和高次模式，其中，低次模式是按照奇異值從大到小的順序向各個(gè)上述固有模式賦予的固有模式編號(hào)從第1固有模式編號(hào)到通過第一閾值tl確定的固有模式編號(hào)為止的固有模式群，高次模式是從比通過第一閾值tl確定的固有模式編號(hào)大1個(gè)的固有模式編號(hào)到通過比第一閾值tl大的第二閾值th確定的固有模式編號(hào)為止的固有模式群。

即，第一閾值tl是屬于低次模式的固有模式群的固有模式編號(hào)j的上限值。此外，第二閾值th是屬于高次模式的固有模式群的固有模式編號(hào)j的上限值。

本實(shí)施方式的低高次決定部720根據(jù)磁場(chǎng)發(fā)生系統(tǒng)120所具備的主線圈125的數(shù)量n來決定這些第一閾值以及第二閾值。

具體地說，針對(duì)各固有模式中的該固有模式的基底u(yù)j相對(duì)于磁場(chǎng)發(fā)生系統(tǒng)120產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向?yàn)檩S對(duì)稱，并且相對(duì)于與該磁場(chǎng)方向正交的面為面對(duì)稱的固有模式，按照奇異值從大到小的順序賦予識(shí)別編號(hào)#p，將相比從識(shí)別編號(hào)#p小的一方起第n個(gè)固有模式的固有模式編號(hào)j小1個(gè)的固有模式編號(hào)(j－1)設(shè)為第一閾值tl。并且，將各固有模式中的相比從識(shí)別編號(hào)#p小的一方起第n+1個(gè)固有模式的固有模式編號(hào)j小1個(gè)的固有模式編號(hào)(j－1)設(shè)為第二閾值th。

以下，將相對(duì)于磁場(chǎng)方向的軸為軸對(duì)稱，并且，相對(duì)于與該磁場(chǎng)方向正交的面為面對(duì)稱的固有模式的基底稱為對(duì)稱基底u(yù)j。如上所述，在本實(shí)施方式中，將磁場(chǎng)方向設(shè)為z軸方向。由此，對(duì)稱基底u(yù)j是相對(duì)于z軸為軸對(duì)稱，相對(duì)于xy平面為面對(duì)稱的基底u(yù)j。

向圖4所示的誤差磁場(chǎng)be中的與對(duì)稱基底u(yù)j對(duì)應(yīng)的固有模式編號(hào)j的固有模式強(qiáng)度cj賦予識(shí)別編號(hào)#p來進(jìn)行表示。

例如，圖8(a)～圖8(g)示出了主線圈125的數(shù)量n為6時(shí)的各識(shí)別編號(hào)#p的對(duì)稱基底u(yù)j的形狀。另外，圖8(a)～圖8(g)是超導(dǎo)磁鐵121的主線圈125的數(shù)量為6時(shí)的例子。各圖示出了基底所具有的評(píng)價(jià)空間中的各點(diǎn)的向量集合。圖8(a)～圖8(g)中所記載的#1～#7的識(shí)別編號(hào)對(duì)應(yīng)于圖4所示的固有模式分布中記載的編號(hào)。另外，在圖8(a)～圖8(g)的各對(duì)稱基底的形狀中，橫軸為z軸方向的距離(位置)(橫軸位置)，縱軸為xy平面上的以z軸為起點(diǎn)的半徑距離(徑向位置)。

在本實(shí)施方式中，如上所述，靜磁場(chǎng)發(fā)生系統(tǒng)120產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向?yàn)閦軸方向。此外，構(gòu)成磁場(chǎng)分布的磁場(chǎng)中的由主線圈125產(chǎn)生的磁場(chǎng)，從其形狀而言，相對(duì)于z軸為軸對(duì)稱并且相對(duì)于xy平面為面對(duì)稱。

因此，相對(duì)于磁場(chǎng)發(fā)生系統(tǒng)120產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向?yàn)檩S對(duì)稱，并且相對(duì)于與該磁場(chǎng)方向正交的面為面對(duì)稱的該固有模式的基底u(yù)j是與各主線圈125產(chǎn)生的磁場(chǎng)對(duì)應(yīng)的基底u(yù)j。

根據(jù)相對(duì)于z軸對(duì)稱且相對(duì)于xy平面對(duì)稱可知，各對(duì)稱基底u(yù)j的強(qiáng)度由主線圈125的形狀以及位置來決定，不取決于容器122內(nèi)的磁矩123的配置。

在多個(gè)超導(dǎo)磁鐵中，在將讀出的主線圈數(shù)量設(shè)為n時(shí)，設(shè)計(jì)為抑制識(shí)別編號(hào)#p小于n的對(duì)稱基底u(yù)j的固有模式的強(qiáng)度。因此，一般，直到識(shí)別編號(hào)#p小于n的對(duì)稱基底u(yù)j的固有模式為止可以通過較少的磁矩量進(jìn)行勻場(chǎng)。但是，在進(jìn)行將包含n以上的對(duì)稱基底u(yù)j的固有模式作為修正對(duì)象的勻場(chǎng)時(shí)，需要多的磁矩量。

因此，以主線圈數(shù)量n為基準(zhǔn)，將識(shí)別編號(hào)#p為n的對(duì)稱基底u(yù)j設(shè)為用于區(qū)分為固有模式的低次和高次的閾值。即，在本實(shí)施方式中，低高次決定部720如上所述根據(jù)超導(dǎo)磁鐵121的主線圈125的數(shù)量(稱為主線圈數(shù)量)，決定低次模式、高次模式各自的區(qū)分。

因此，本實(shí)施方式的低高次決定部720使用該對(duì)稱基底u(yù)j來決定低次模式和高次模式。即，將識(shí)別編號(hào)#p為主線圈數(shù)量n的對(duì)稱基底u(yù)j設(shè)為用于區(qū)分為固有模式的低次模式和高次模式的閾值。

具體地，將作為識(shí)別編號(hào)具有#n的對(duì)稱基底u(yù)j的下標(biāo)(固有模式編號(hào)j)減去1后的值(j－1)設(shè)為tl，并設(shè)為低次模式的上限值。此外，將作為識(shí)別編號(hào)具有#(n+1)的對(duì)稱基底的下標(biāo)(固有模式編號(hào)j)減去1后的值(j－1)設(shè)為th，并設(shè)為高次模式的上限值。

本實(shí)施方式的低高次決定部720決定低次模式的上限值tl。即，將具有比tl小的固有模式編號(hào)j的固有模式設(shè)為低次的固有模式。將低次模式的上限值設(shè)為在特定固有模式編號(hào)的識(shí)別編號(hào)#p中比從小的開始第n個(gè)識(shí)別編號(hào)#p所對(duì)應(yīng)的固有模式編號(hào)j小1個(gè)的固有模式編號(hào)，即j－1。

另一方面，低高次決定部720一并決定高次模式的上限值th。將高次模式的上限值th設(shè)為比第n+1個(gè)識(shí)別編號(hào)#p所對(duì)應(yīng)的固有模式編號(hào)j小1個(gè)的固有模式編號(hào)，即j－1。

通過圖4所示的固有模式分布300的例子具體進(jìn)行說明。測(cè)定出固有模式分布300的超導(dǎo)磁鐵的主線圈125的數(shù)量n為6。與識(shí)別編號(hào)#6對(duì)應(yīng)的固有模式編號(hào)j為97。并且，與識(shí)別編號(hào)#7對(duì)應(yīng)的固有模式編號(hào)j為121。在該情況下，將低次模式的上限值即tl決定為97－1即96。在該情況下，將高次模式的上限值th決定為121－1即120。

通過以上處理，本實(shí)施方式的低高次決定部720以超導(dǎo)磁鐵121的形狀為基礎(chǔ)，將固有模式區(qū)分為低次模式和高次模式這2個(gè)區(qū)域。

另外，x、y、z各軸的方向如圖2所示。即，mri裝置的磁鐵的磁場(chǎng)方向?yàn)閦軸，其他軸為x軸和y軸。另外，圖2為水平磁場(chǎng)型mri裝置，但在垂直磁場(chǎng)型mri裝置中也能夠進(jìn)行同樣的定義。

另外，低次模式以及高次模式的決定方法并不限于此。例如，也可以構(gòu)成為由用戶指定上述第一閾值和/或第二閾值。

[配置計(jì)算部]

配置計(jì)算部730計(jì)算用于對(duì)所測(cè)量的磁場(chǎng)分布(測(cè)量磁場(chǎng)分布bm)與評(píng)價(jià)區(qū)域124的預(yù)先決定的目標(biāo)磁場(chǎng)強(qiáng)度btarget的差即誤差磁場(chǎng)分布be進(jìn)行修正的磁矩配置。另外，決定磁矩配置是指決定在容器122的各凹部中配置的磁矩量。即，決定每個(gè)凹部的磁矩量。

計(jì)算磁矩配置時(shí)，本實(shí)施方式的配置計(jì)算部730將誤差磁場(chǎng)分布be分解為通過奇異值分解得到的磁場(chǎng)發(fā)生裝置(靜磁場(chǎng)發(fā)生系統(tǒng)120)所產(chǎn)生的磁場(chǎng)的各固有模式的成分，組合低次模式的成分的修正和高次模式的成分的修正來計(jì)算對(duì)上述誤差磁場(chǎng)分布進(jìn)行近似修正的上述磁矩的配置。并且，此時(shí)使高次模式成分的修正量小于低次模式成分的修正量。

此時(shí)，本實(shí)施方式的配置計(jì)算部730將基于計(jì)算出的磁矩配置的總磁矩量即計(jì)算磁矩量vsum與預(yù)先準(zhǔn)備的可使用的磁矩量即可使用磁矩量vset進(jìn)行比較，直到計(jì)算磁矩量vsum超過可使用磁矩量vset為止使高次模式的成分的修正量增加來重復(fù)進(jìn)行磁矩配置的計(jì)算。

本實(shí)施方式的配置計(jì)算部730在重復(fù)進(jìn)行磁矩配置的計(jì)算時(shí)，使針對(duì)被區(qū)分為高次模式的固有模式群成分進(jìn)行組合的次數(shù)增加，由此增加被區(qū)分為高次模式的固有模式群成分的修正量。

另外，在本實(shí)施方式中，配置計(jì)算部730在計(jì)算磁矩配置時(shí)，以作為磁場(chǎng)調(diào)整機(jī)構(gòu)的容器122的各凹部的磁矩收容量為制約條件搜索最佳解。

[勻場(chǎng)処理]

以下，按照?qǐng)D9的處理流程，與處理流程一起對(duì)本實(shí)施方式的勻場(chǎng)部700的各部進(jìn)行的勻場(chǎng)處理的詳細(xì)內(nèi)容進(jìn)行說明。

首先，低高次決定部720使用靜磁場(chǎng)發(fā)生系統(tǒng)120的固有模式(基底u(yù)j)和主線圈125的數(shù)量n，進(jìn)行將固有模式區(qū)分為低次模式和高次模式的低高次決定處理(步驟s1101)。另外，若本處理位于磁矩配置計(jì)算處理之前，則可以在任意定時(shí)進(jìn)行。

此外，磁場(chǎng)分布測(cè)量部測(cè)量評(píng)價(jià)空間(評(píng)價(jià)區(qū)域)124的磁場(chǎng)分布(測(cè)量磁場(chǎng)分布)bm(步驟s1102)。

然后，配置計(jì)算部730使用測(cè)量磁場(chǎng)分布bm、確定低次模式的第一閾值tl、確定高次模式的第二閾值th，以容器122的各凹部的磁矩收容量作為約束條件，進(jìn)行計(jì)算磁矩配置的磁矩配置計(jì)算處理(步驟s1103)。在磁矩配置計(jì)算處理中，一邊增加針對(duì)被區(qū)分為高次模式的固有模式群成分進(jìn)行組合的次數(shù)，一邊搜做磁矩配置的最佳解，從而計(jì)算磁矩配置。

[低高次決定處理]

按照?qǐng)D10的處理流程對(duì)低高次決定部720進(jìn)行的低高次決定處理的流程進(jìn)行說明。

首先，低高次決定部72讀出對(duì)響應(yīng)矩陣a進(jìn)行奇異值分解而獲得的磁場(chǎng)分布的基底u(yù)j(步驟s1201)。并且，在讀出的基底u(yù)j中確定對(duì)稱基底u(yù)j。如上所述，針對(duì)對(duì)稱基底u(yù)j按照對(duì)應(yīng)的固有模式的固有模式編號(hào)j的順序(奇異值從大到小的順序)賦予識(shí)別編號(hào)#p(步驟s1202)。

此外，低高次決定部720讀出主線圈125的數(shù)量n(步驟s1203)。預(yù)先保存主線圈數(shù)量作為裝置信息等。

接著，低高次決定部720在對(duì)稱基底u(yù)j中，使用識(shí)別編號(hào)#p為n的基底的下標(biāo)j，通過上述方法計(jì)算低次模式的上限值tl(步驟s1204)。此外，在對(duì)稱基底u(yù)j中，使用識(shí)別編號(hào)#p為n+1的基底的下標(biāo)j，通過上述方法計(jì)算高次模式的上限值th(步驟s1205)。

[配置計(jì)算處理]

按照?qǐng)D11的處理流程，對(duì)本實(shí)施方式的配置計(jì)算部730進(jìn)行的磁矩配置計(jì)算處理的流程進(jìn)行說明。

如上所述，在本實(shí)施方式的磁矩配置計(jì)算處理中，有第一處理循環(huán)和第二處理循環(huán)這兩個(gè)處理循環(huán)。

第一處理循環(huán)是直到最大限度地使用可使用的磁矩量為止，增大被區(qū)分為高次模式的固有模式成分的組合次數(shù)的重復(fù)處理。即，是增加高次模式的修正量的重復(fù)處理。直到滿足結(jié)束條件或者直到重復(fù)次數(shù)成為上限值為止重復(fù)本處理循環(huán)。

此外，第二處理循環(huán)在磁矩配置計(jì)算處理內(nèi)，基于容器122的各凹部的收容量這樣的約束條件。直到收斂為止或者直到重復(fù)次數(shù)成為上限值為止重復(fù)本處理循環(huán)。

以下，將兩個(gè)處理循環(huán)的重復(fù)次數(shù)的上限值設(shè)為rmax(rmax為1以上的整數(shù))，將第一處理循環(huán)的重復(fù)計(jì)數(shù)器(磁矩量調(diào)整計(jì)數(shù)器)設(shè)為r，將第二處理循環(huán)的重復(fù)計(jì)數(shù)器(重復(fù)計(jì)數(shù)器)設(shè)為i。另外，關(guān)于重復(fù)次數(shù)的上限值rmax，預(yù)先保持磁矩配置計(jì)算充分收斂的次數(shù)。例如，設(shè)為500左右。

首先，配置計(jì)算部730對(duì)磁矩量調(diào)整計(jì)數(shù)器進(jìn)行初始化(設(shè)為r＝0)(步驟s1301)。

然后，配置計(jì)算部730在勻場(chǎng)中計(jì)算成為修正對(duì)象的誤差磁場(chǎng)be。按照以下的式(4)計(jì)算誤差磁場(chǎng)be(步驟s1302)。

be＝bm-btarget…(4)

其中，btarget為設(shè)為目標(biāo)的靜磁場(chǎng)的強(qiáng)度。be、bm分別為向量。

接著，配置計(jì)算部730對(duì)重復(fù)計(jì)數(shù)器i進(jìn)行初始化(i＝0)(步驟s1303)。

配置計(jì)算部730將誤差磁場(chǎng)分布分解為通過奇異值分解獲得的各固有模式的成分。在此，計(jì)算誤差磁場(chǎng)be的各固有模式的強(qiáng)度cj(步驟s1304)。如上述式(3)所示那樣，可以通過取得誤差磁場(chǎng)be和磁場(chǎng)分布的基底u(yù)j的內(nèi)積，來計(jì)算誤差磁場(chǎng)be的各固有模式強(qiáng)度cj。

配置計(jì)算部730將重復(fù)計(jì)數(shù)器i與磁矩量調(diào)整計(jì)數(shù)器r進(jìn)行比較(步驟s1305)。

作為比較的結(jié)果，當(dāng)重復(fù)計(jì)數(shù)器i小于磁矩量調(diào)整計(jì)數(shù)器r的情況下，使用直到高次模式的上限值th為止的固有模式編號(hào)j的固有模式強(qiáng)度cj，來計(jì)算磁矩配置vk(步驟s1306)。另一方面，作為比較的結(jié)果，當(dāng)重復(fù)計(jì)數(shù)器i為磁矩量調(diào)整計(jì)數(shù)器r以上的情況下，使用直到低次模式的上限值tl為止的固有模式編號(hào)j的固有模式強(qiáng)度cj，來計(jì)算磁矩配置vk(步驟s1307)。

在此，使用上述專利文獻(xiàn)1所記載的方法來計(jì)算磁矩配置vk。即，計(jì)算在容器122的各凹部k配置的磁矩量vk。k是向各凹部賦予的編號(hào)(凹部編號(hào))。

通過向通過式(3)求出的固有模式強(qiáng)度cj乘以容器122上的電流電位分布的基底vj，并除以奇異值λj來獲得磁矩的配置vk。

在將電流電位置換為在勻場(chǎng)中使用的鐵片量時(shí)，只要將電流電位除以飽和的鐵片的磁矩123的大小m(例如1.711[am2/cc)即可。即，按照以下的式(5)成為下式。

在此，考慮重復(fù)計(jì)數(shù)器i以及磁矩量調(diào)整計(jì)數(shù)器r，將通過式(5)計(jì)算出的vk記載為v(i，r)k。

接著，配置計(jì)算部730對(duì)于計(jì)算出的各凹部k的磁矩量v(i，r)k賦予基于容器122(的各凹部k)的收容量的制約(步驟s1308)。

容器122的各凹部k具有可存放的磁矩量的上限值vmax和下限値vmin?？紤]這些按照以下的式(6)，計(jì)算賦予了制約后的磁矩量v(i，r)k’。另外，以下將賦予了制約后的磁矩量v(i，r)k’稱為制約后磁矩量。

其中，v(i－1，r)k’為第i－1次制約后磁矩量，即在第二處理循環(huán)中，上一次計(jì)算出的制約后磁矩量。另外，i為0時(shí)，將v(i－1，r)k’設(shè)為0。

配置計(jì)算部730按照求出的制約后磁矩量v(i，r)k’計(jì)算在各凹部配置的磁矩123的磁場(chǎng)分布bv(步驟s1309)。使用響應(yīng)矩陣a，按照下式(7)進(jìn)行計(jì)算。

bv=-σk(a·v(i，r)k′×m)…(7)

在此，關(guān)于各凹部k，計(jì)算對(duì)于在該凹部配置的磁矩量v(i)k’與響應(yīng)矩陣a的內(nèi)積乘以各鐵片的磁矩的大小m而得到的值，并計(jì)算這些值的和。由于賦予了上述那樣的制約，因此該磁場(chǎng)分布bv與第二處理循環(huán)的前一次(i為i－1時(shí))的值不同。另外，bv為向量。

然后，配置計(jì)算部730計(jì)算基于制約后磁矩量v(i，r)k’的磁場(chǎng)分布bv相對(duì)于初始的誤差分布be的比例，判斷磁矩配置計(jì)算是否收斂(步驟s1310)。按照下式(8)進(jìn)行判斷。

eps是在收斂的判斷基準(zhǔn)中使用的閾值。例如，可使用0.001(0.1％)等值。預(yù)先決定eps，并存儲(chǔ)于存儲(chǔ)裝置等中。如此，配置計(jì)算部730根據(jù)磁場(chǎng)分布bv相對(duì)于誤差分布be的比例是否成為固定值eps以下，判斷磁矩配置計(jì)算的基于重復(fù)計(jì)數(shù)器i的第二處理循環(huán)的計(jì)算是否收斂。

然后，在判斷為未收斂的情況下，配置計(jì)算部730首先按照以下的式(9)對(duì)誤差磁場(chǎng)be進(jìn)行更新(步驟s1311)。

be＝be+bv…(9)

然后，對(duì)i增加1，從步驟s1304開始反復(fù)進(jìn)行第二處理循環(huán)的處理直到重復(fù)計(jì)數(shù)器i成為rmax為止。

另一方面，在步驟s1310中判斷為收斂的情況下，配置計(jì)算部730結(jié)束考慮高次模式的次數(shù)為r時(shí)的磁矩配置計(jì)算(步驟s1312)，并計(jì)算在該時(shí)間點(diǎn)計(jì)算出的要使用的磁矩量的總和vsum(步驟s1313)。

要使用的磁矩量的總和vsum為配置在各凹部k的磁矩量v(i)k’的和，可以用以下的式(10)計(jì)算。

vsum=∑kv(i，r)k′…(10)

然后，配置計(jì)算部730將計(jì)算出的要使用的磁矩量的總和vsum與預(yù)先準(zhǔn)備的可使用的鐵量vset進(jìn)行比較(步驟s1314)，在vsum大于vset的情況下(超過的情況下)，將第一處理循環(huán)的前一次計(jì)算出的v(i，r－1)k’作為解進(jìn)行輸出(步驟s1315)，并結(jié)束處理。

另一方面，在vsum為vset以下的情況下，對(duì)r增加1，返回步驟s1302，反復(fù)進(jìn)行第一處理循環(huán)的處理直到磁矩量調(diào)整計(jì)數(shù)器r成為rmax為止。另外，在r成為rmax的情況下，也將第一處理循環(huán)的前一次計(jì)算出的v(i，r－1)k’作為解進(jìn)行輸出，并結(jié)束處理。

＜實(shí)施例＞

為了表示本實(shí)施方式的效果，在圖12和圖13中表示了對(duì)表示圖4的固有模式分布300的靜磁場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行勻場(chǎng)處理后的固有模式分布300a、300b。將可使用的磁矩量(鐵量)指定為900[cc]。

圖12示出了如以往那樣，從低次的固有模式開始依次進(jìn)行修正時(shí)的結(jié)果的固有模式分布300a，圖13示出了應(yīng)用本實(shí)施方式來進(jìn)行修正時(shí)的結(jié)果的固有模式分布300b。

在現(xiàn)有方法中，將設(shè)為修正對(duì)象的固有模式編號(hào)j的最大值的閾值301設(shè)定為96。如圖6所示，這是鐵量大幅增加緊前的固有模式編號(hào)，是與應(yīng)用后述的本實(shí)施方式的方法時(shí)的低次模式上限值tl相同的值。

此外，將固有模式成分的強(qiáng)度下限值的閾值302設(shè)定為10^-10。

此外，取得靜磁場(chǎng)分布數(shù)據(jù)的超導(dǎo)磁鐵的主線圈數(shù)量為6。因此，在使用本實(shí)施方式的方法時(shí)，將識(shí)別編號(hào)#p為6(第6個(gè))的對(duì)稱基底u(yù)j設(shè)為分成低次模式和高次模式的閾值。第6對(duì)稱基底u(yù)j的固有模式編號(hào)j為97。因此，低次模式的上限值tl成為96。此外，第7對(duì)稱基底u(yù)j的固有模式編號(hào)為121，因此高次模式的上限值th成為120。

在作為以往方法的結(jié)果的固有模式分布300a中，如圖12所示，在勻場(chǎng)中使用的鐵量為737[cc]，400[mm]的球表面中的達(dá)到預(yù)想均勻度為9.1[ppm]。

另一方面，在作為采用本實(shí)施方式的方法的結(jié)果的固有模式分布300b中，如圖13所示，在勻場(chǎng)中使用的鐵量為所指定的900[cc]，將可使用的鐵量全部用盡。此外，400[mm]的球表面中的達(dá)到預(yù)想均勻度為8.2[ppm]。如此，得到比圖12所示的現(xiàn)有方法更佳的均勻度。

此外，根據(jù)固有模式分布300a以及300b，對(duì)于圖12、圖13中用虛線的圓303表示的tl和th之間(97～120)的區(qū)域，能夠確認(rèn)與圖12所示的固有模式分布300a相比，在圖13所示的固有模式分布300b中固有模式的強(qiáng)度下降。

另外，當(dāng)在現(xiàn)有方法中將閾值301設(shè)為97而不是96時(shí)，如上所述，所需要的鐵量為1070[cc]，超過可使用的鐵量900[cc]。

如以上說明的那樣，本實(shí)施方式的mri裝置測(cè)量具備磁場(chǎng)調(diào)整機(jī)構(gòu)的磁場(chǎng)發(fā)生裝置(磁場(chǎng)發(fā)生系統(tǒng)120)內(nèi)的預(yù)先決定的評(píng)價(jià)區(qū)域的磁場(chǎng)分布，上述磁場(chǎng)調(diào)整機(jī)構(gòu)通過配置磁矩來調(diào)整靜磁場(chǎng)，并且mri裝置計(jì)算上述測(cè)量出的磁場(chǎng)分布與上述評(píng)價(jià)區(qū)域的預(yù)先決定的目標(biāo)磁場(chǎng)分布的差即誤差磁場(chǎng)分布，將上述誤差磁場(chǎng)分布分解為通過奇異值分解得到的由上述磁場(chǎng)發(fā)生裝置產(chǎn)生的各固有模式的成分，通過組合上述固有模式中的低次模式的成分的修正與高次模式的成分的修正來計(jì)算對(duì)上述誤差磁場(chǎng)分布近似地進(jìn)行修正的上述磁矩的配置，上述低次模式為按照奇異值從大到小的順序向各上述固有模式賦予的固有模式編號(hào)從第1固有模式編號(hào)至通過第一閾值確定的固有模式編號(hào)為止的固有模式群，上述高次模式為從相比通過上述第一閾值確定的固有模式編號(hào)大一個(gè)的固有模式編號(hào)開始到通過比上述第一閾值大的第二閾值確定的固有模式編號(hào)為止的固有模式群，上述高次模式成分的修正量小于上述低次模式成分的修正量。

此外，將上述計(jì)算出的基于磁矩配置的總磁矩量即計(jì)算磁矩量與預(yù)先準(zhǔn)備的可使用的磁矩量即可使用磁矩量進(jìn)行比較，使上述高次模式成分的修正量增加來重復(fù)進(jìn)行上述磁矩配置的計(jì)算，直至上述計(jì)算磁矩量超過上述可使用磁矩量為止。

在重復(fù)計(jì)算上述磁矩配置時(shí)，可以通過增加上述高次模式成分的組合次數(shù)，而使上述高次模式成分的修正量增加。

此外，上述磁場(chǎng)發(fā)生裝置具備n個(gè)(n為1以上的整數(shù))的主線圈，針對(duì)上述各固有模式中的該固有模式的基底在上述磁場(chǎng)發(fā)生裝置產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向上為軸對(duì)稱，并且，相對(duì)于與該磁場(chǎng)方向垂直的面為面對(duì)稱的固有模式按照上述奇異值從大到小的順序賦予識(shí)別編號(hào)，將相比從上述識(shí)別編號(hào)小的開始第n個(gè)固有模式的上述固有模式編號(hào)小1個(gè)的固有模式編號(hào)設(shè)為上述第一閾值，將上述各固有模式中的相比從上述識(shí)別編號(hào)小的開始第n+1個(gè)固有模式的上述固有模式編號(hào)小1個(gè)的固有模式編號(hào)設(shè)為上述第二閾值。

這樣，根據(jù)本實(shí)施方式，在對(duì)誤差磁場(chǎng)進(jìn)行修正的勻場(chǎng)中，針對(duì)奇異值分解后的各固有模式，切實(shí)地修正影響大的低次模式，盡可能地使用磁矩量來修正影響小的高次模式。因此，按照所使用的磁矩量增加的量，修正精度也提高。

因此，根據(jù)本實(shí)施方式，能夠兼顧修正到盡可能高次的固有模式成分以及有效地利用盡可能得到的磁矩量。即，根據(jù)本實(shí)施方式，能夠有效地使用可使用的磁矩量，實(shí)現(xiàn)高精度的勻場(chǎng)。

《第二實(shí)施方式》

接著，對(duì)本發(fā)明的第二實(shí)施方式進(jìn)行說明。在第一實(shí)施方式中，在計(jì)算磁矩配置的重復(fù)處理中，改變?cè)谟?jì)算中包含被區(qū)分為高次模式的固有模式的次數(shù)，用盡預(yù)先準(zhǔn)備的磁矩(鐵量)。另一方面，在本實(shí)施方式中，將低次模式以外全部設(shè)為高次模式，通過調(diào)整被區(qū)分為高次模式的固有模式強(qiáng)度，來調(diào)整修正量，盡可能使用預(yù)先準(zhǔn)備的磁矩(鐵量)。

本實(shí)施方式的mri裝置具有基本與第一實(shí)施方式的mri裝置100相同的結(jié)構(gòu)。然而，由于修正量的調(diào)整方法不同，因此控制系統(tǒng)170的勻場(chǎng)部700的處理不同。以下，針對(duì)本實(shí)施方式，主要說明與第一實(shí)施方式不同的結(jié)構(gòu)。

在本實(shí)施方式的勻場(chǎng)部700中，一邊使高次的固有模式的修正量增加，一邊直到最大限度地使用預(yù)先準(zhǔn)備的磁矩量vset為止進(jìn)行磁矩配置計(jì)算。此時(shí)，通過調(diào)整固有模式強(qiáng)度來進(jìn)行修正量的調(diào)整。因此，本實(shí)施方式的勻場(chǎng)部700與第一實(shí)施方式同樣地，具備磁場(chǎng)測(cè)量部710、低高次決定部720以及配置計(jì)算部730。

磁場(chǎng)測(cè)量部710的處理與第一實(shí)施方式相同。但是，低高次決定部720以及配置計(jì)算部730的處理不同。

本實(shí)施方式的低高次決定部720僅決定低次區(qū)域的上限值tl。如以上所述，在本實(shí)施方式中，將低次模式以外全部設(shè)為高次模式。換言之，在本實(shí)施方式中，第二閾值th為固有模式編號(hào)j的最大值。

此外，本實(shí)施方式的配置計(jì)算部730在每次一邊通過現(xiàn)有的方法賦予制約一邊決定磁矩配置時(shí)，在計(jì)算出的使用磁矩量vsum小于所準(zhǔn)備的磁矩量vset的情況下，變更高次模式的固有模式強(qiáng)度cj的修正量，直到使用最大限vsum為止重復(fù)進(jìn)行處理。

通過使與高次區(qū)域的固有模式強(qiáng)度cj相乘的系數(shù)變化，來使修正量變化。將相乘的系數(shù)稱作固有模式強(qiáng)度系數(shù)。

即，本實(shí)施方式的配置計(jì)算部730在重復(fù)計(jì)算磁矩配置時(shí)，對(duì)固有模式的成分乘以預(yù)先決定的強(qiáng)度系數(shù)，決定該強(qiáng)度系數(shù)使得隨著重復(fù)次數(shù)的增加，上述高次模式成分的修正量增加。

強(qiáng)度系數(shù)通過固有模式編號(hào)j以及表示使高次模式的修正量增加的重復(fù)處理的重復(fù)次數(shù)的計(jì)數(shù)器(磁矩量調(diào)整計(jì)數(shù)器)r的函數(shù)來表示，例如用以下的式(11)來表示。

其中，scj(r)是在第r次的重復(fù)時(shí)使用的固有模式編號(hào)j的函數(shù)即固有模式強(qiáng)度系數(shù)。

圖14表示用上述式(11)決定的強(qiáng)度系數(shù)的示例。在圖14中，圖表410是r為0時(shí)的強(qiáng)度系數(shù)scj(r)的圖表的示例，圖表420是r為15時(shí)的強(qiáng)度系數(shù)scj(r)的圖表的示例，圖表430是r為30時(shí)的強(qiáng)度系數(shù)scj(r)的圖表的示例。

無論哪個(gè)圖表中，都隨著固有模式編號(hào)j變大，即隨著成為高次，系數(shù)值接近0。由此，隨著固有模式成為高次，修正量變少。

另外，記述強(qiáng)度系數(shù)的式子并不限于使用了指數(shù)函數(shù)的上述式(11)。只要是意圖使高次成分不完全為零的函數(shù)，則也可以使用其他函數(shù)。

此外，預(yù)先準(zhǔn)備與固有模式編號(hào)j以及重復(fù)次數(shù)r對(duì)應(yīng)的強(qiáng)度系數(shù)scj(r)，并保存在存儲(chǔ)裝置172等中。

[處理流程]

本實(shí)施方式的勻場(chǎng)處理的整個(gè)流程與第一實(shí)施方式相同。

[低高次決定處理]

使用圖15對(duì)本實(shí)施方式的低高次決定部720進(jìn)行的低高次決定處理的流程進(jìn)行說明。

首先，低高次決定部72讀出對(duì)響應(yīng)矩陣a進(jìn)行奇異值分解而獲得的磁場(chǎng)分布的基底u(yù)j(步驟s2201)。然后，從讀出的基底u(yù)j中提出對(duì)稱基底u(yù)j(步驟s2202)。如上所述，按照對(duì)應(yīng)的固有模式的固有模式編號(hào)j的順序(奇異值從大到小的順序)，向?qū)ΨQ基底u(yù)j賦予識(shí)別編號(hào)#p。

此外，低高次決定部720讀出主線圈125的數(shù)量n(步驟s2203)。預(yù)先保存主線圈數(shù)量作為裝置信息等。

接著，低高次決定部720在對(duì)稱基底u(yù)j中，使用識(shí)別編號(hào)#p為n的基底的下標(biāo)j，通過上述方法計(jì)算出低次模式的上限值tl(步驟s2204)。然后，結(jié)束處理。

[配置計(jì)算處理]

接著，按照?qǐng)D16的處理流程對(duì)本實(shí)施方式的配置計(jì)算部730進(jìn)行的磁矩配置決定處理的流程進(jìn)行說明。

在本實(shí)施方式中，磁矩配置決定處理包括使高次模式的修正量增大的第一處理循環(huán)以及基于容器122的各凹部的收容量這樣的制約條件進(jìn)行的第二處理循環(huán)。在本實(shí)施方式中，與第一實(shí)施方式同樣地，將兩個(gè)處理循環(huán)的重復(fù)次數(shù)的上限值設(shè)為rmax(rmax為1以上的整數(shù))，將第一處理循環(huán)的重復(fù)計(jì)數(shù)器(磁矩量調(diào)整計(jì)數(shù)器)設(shè)為r，將第二處理循環(huán)的重復(fù)計(jì)數(shù)器(重復(fù)計(jì)數(shù)器)設(shè)為i。另外，關(guān)于重復(fù)次數(shù)的上限值rmax，預(yù)先保持磁矩配置計(jì)算充分收斂的次數(shù)。例如，設(shè)為500左右。

首先，配置計(jì)算部730對(duì)磁矩量調(diào)整計(jì)數(shù)器進(jìn)行初始化(r＝0)(步驟s2301)。

接著，配置計(jì)算部730根據(jù)磁矩量調(diào)整計(jì)數(shù)器r設(shè)定預(yù)先決定的固有模式強(qiáng)度系數(shù)scj(r)(步驟s2302)。

然后，配置計(jì)算部730在勻場(chǎng)中計(jì)算成為修正對(duì)象的誤差磁場(chǎng)be(步驟s2303)。與第一實(shí)施方式同樣地，按照上述式(4)計(jì)算誤差磁場(chǎng)be。

接著，配置計(jì)算部730對(duì)重復(fù)計(jì)數(shù)器i進(jìn)行初始化(i＝0)(步驟s2304)。

配置計(jì)算部730通過與第一實(shí)施方式同樣的方法，計(jì)算誤差磁場(chǎng)be的各固有模式的強(qiáng)度cj(步驟s2305)。此時(shí)，本實(shí)施方式的配置計(jì)算部730使用固有模式強(qiáng)度系數(shù)scj(r)以及閾值tl，按照以下的式(12)對(duì)固有模式強(qiáng)度cj進(jìn)行調(diào)整。

cj＝(be·uj)×scj(r)…(12)

接著，配置計(jì)算部730不設(shè)定基于固有模式編號(hào)j的閾值，而是計(jì)算各凹部的磁矩量v(i，r)k(步驟s2306)。磁矩配置的計(jì)算使用與第一實(shí)施方式同樣的方法。

然后，與第一實(shí)施方式同樣地，配置計(jì)算部730按照式(6)針對(duì)計(jì)算結(jié)果v(i，r)k賦予基于容器122的制約，計(jì)算制約后磁矩量v(i，r)k’(步驟s2307)。

使用計(jì)算出的制約后磁矩量v(i，r)k’，配置計(jì)算部730與第一實(shí)施方式同樣地，按照式(7)計(jì)算基于在各凹部配置的磁矩123的磁場(chǎng)分布bv(步驟s2308)，按照上述式(8)判斷是否收斂(步驟s2309)。

然后，在判斷為未收斂的情況下，配置計(jì)算部730與第一實(shí)施方式同樣地，按照式(9)更新誤差磁場(chǎng)be(步驟s2310)，對(duì)i增加1，從步驟s2304開始重復(fù)進(jìn)行第二處理循環(huán)的處理直到重復(fù)計(jì)數(shù)器i成為rmax為止。

另一方面，在判斷為收斂的情況下，配置計(jì)算部730與第一實(shí)施方式同樣地，結(jié)束磁矩配置計(jì)算(步驟s2311)，通過上述式(10)計(jì)算在該時(shí)間點(diǎn)計(jì)算出的要使用的磁矩量的總和vsum，將該總和vsum與預(yù)先準(zhǔn)備的可使用的鐵量vset進(jìn)行比較(步驟s2312)。

然后，在vsum大于vset的情況下(超過的情況下)，將前一次計(jì)算出的v(i，r－1)k’作為解而輸出(步驟s2314)，并結(jié)束處理。另一方面，在vsum為vset以下的情況下，使r增加1，返回到步驟s2302，重復(fù)進(jìn)行第一處理循環(huán)的處理直到磁矩量調(diào)整計(jì)數(shù)器r成為rmax為止。另外，在本實(shí)施方式中，即使在r成為rmax的情況下，將第一處理循環(huán)的前一次計(jì)算出的v(i，r－1)k’作為解而輸出，并結(jié)束處理。

如以上說明的那樣，本實(shí)施方式的mri裝置測(cè)量具備磁場(chǎng)調(diào)整機(jī)構(gòu)的磁場(chǎng)發(fā)生裝置(靜磁場(chǎng)發(fā)生系統(tǒng)120)內(nèi)的預(yù)先決定的評(píng)價(jià)區(qū)域的磁場(chǎng)分布，上述磁場(chǎng)調(diào)整機(jī)構(gòu)通過對(duì)磁矩進(jìn)行配置來調(diào)整靜磁場(chǎng)，mri裝置計(jì)算上述測(cè)量出的磁場(chǎng)分布與上述評(píng)價(jià)區(qū)域的預(yù)先決定的目標(biāo)磁場(chǎng)分布的差即誤差磁場(chǎng)分布，將上述誤差磁場(chǎng)分布分解為通過奇異值分解得到的由上述磁場(chǎng)發(fā)生裝置產(chǎn)生的磁場(chǎng)的各固有模式的成分，通過組合上述固有模式中的低次模式的成分的修正和高次模式的成分的修正，計(jì)算對(duì)上述誤差磁場(chǎng)分布近似地進(jìn)行修正的上述磁矩配置；上述低次模式為按照奇異值從大到小的順序向各上述固有模式賦予的固有模式編號(hào)從第1固有模式編號(hào)至通過第一閾值確定的固有模式編號(hào)為止的固有模式群，上述高次模式為從相比通過上述第一閾值確定的固有模式編號(hào)大1個(gè)的固有模式編號(hào)開始到通過比上述第一閾值大的第二閾值確定的固有模式編號(hào)為止的固有模式群，上述高次模式成分的修正量小于上述低次模式成分的修正量。

此外，將基于上述計(jì)算出的磁矩配置的總磁矩量即計(jì)算磁矩量與預(yù)先準(zhǔn)備的可使用的磁矩量即可使用磁矩量進(jìn)行比較，使上述高次模式成分的修正量增加來重復(fù)計(jì)算上述磁矩配置，直至上述計(jì)算磁矩量超過上述可使用磁矩量為止。

在重復(fù)進(jìn)行上述磁矩配置的計(jì)算時(shí)，對(duì)上述固有模式的成分乘以預(yù)先決定的強(qiáng)度系數(shù)，決定上述強(qiáng)度系數(shù)使得隨著上述重復(fù)次數(shù)的增加，上述高次模式的成分的修正量增加。

這樣，根據(jù)本實(shí)施方式，與第一實(shí)施方式同樣地，切實(shí)地修正影響大的低次模式，盡可能地使用磁矩量來修正影響小的高次模式，因此能夠有效地使用可使用的磁矩量，實(shí)現(xiàn)高精度的勻場(chǎng)。

此外，根據(jù)本實(shí)施方式，能夠指定高次的各固有模式的強(qiáng)度的降低率及其分布。即，能夠以進(jìn)行勻場(chǎng)的作業(yè)者所希望的函數(shù)的形狀，抑制高次的固有模式成分。

另外，本發(fā)明并不限于上述各實(shí)施方式。為了區(qū)別高次和低次，使用與主線圈數(shù)對(duì)應(yīng)的對(duì)稱基底的固有模式編號(hào)，但也可以任意地或者以修正所需要的鐵量為基準(zhǔn)指定固有模式編號(hào)。

此外，在第二處理循環(huán)中，使用上述式(8)，以磁場(chǎng)分布bv的總和值相對(duì)于誤差磁場(chǎng)be的總和值的比例為基準(zhǔn)來進(jìn)行判斷，但并不限于此。例如，也可以將磁場(chǎng)分布bv與誤差磁場(chǎng)be之和(更新后的誤差磁場(chǎng)be的總和值)相對(duì)于誤差磁場(chǎng)be的總和值的比例作為基準(zhǔn)。

此外，表示了指定可使用的磁矩量求出在該制約內(nèi)可能的磁矩配置的方法，但是也可以不指定磁矩量，而僅以任意的重復(fù)次數(shù)在計(jì)算中加入高次模式或者通過任意的強(qiáng)度系數(shù)求出磁矩配置。

此外，也可以將第一實(shí)施方式的方法和第二實(shí)施方式的方法進(jìn)行組合。

另外，在上述各實(shí)施方式中，cpu171將存儲(chǔ)于存儲(chǔ)裝置172中的程序加載至存儲(chǔ)器中并執(zhí)行，由此實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)170的各功能。此外，也可以通過asic(applicationspecificintegratedcircuit：專用集成電路)、fpga(field-programmablegatearray：現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列)等硬件實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)170的全部或一部分功能。此外，將各功能處理所使用的各種數(shù)據(jù)、處理中生成的各種數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到存儲(chǔ)裝置172中。

并且，在上述各實(shí)施方式中，記載為是由mri裝置100的控制系統(tǒng)170實(shí)現(xiàn)勻場(chǎng)部700，但并不限于此。也可以在能夠與mri裝置100進(jìn)行數(shù)據(jù)的收發(fā)的與mri裝置100相獨(dú)立的信息處理裝置上，例如作為磁場(chǎng)調(diào)整裝置等來實(shí)現(xiàn)勻場(chǎng)部700。此外，磁場(chǎng)調(diào)整對(duì)象的裝置也可以不是mri裝置。

符號(hào)說明

100mri裝置、101被檢體、120靜磁場(chǎng)發(fā)生系統(tǒng)、121超導(dǎo)磁鐵、122容器、123磁矩、124評(píng)價(jià)空間(評(píng)價(jià)區(qū)域)、125主線圈、130傾斜磁場(chǎng)發(fā)生系統(tǒng)、131傾斜磁場(chǎng)線圈、132傾斜磁場(chǎng)電源、140序列器、150發(fā)送系統(tǒng)、151發(fā)送線圈、152發(fā)送處理部、160接收系統(tǒng)、161接收線圈、162接收處理部、170控制系統(tǒng)、171cpu、172存儲(chǔ)裝置、173顯示裝置、174輸入裝置、180傳感器、300固有模式分布、300a固有模式分布、300b固有模式分布、301閾值、302閾值、303區(qū)域、310鐵量變化圖表、311均勻度變化圖表、312鐵量變化圖表、320均勻度變化圖表、410強(qiáng)度系數(shù)、420強(qiáng)度系數(shù)、430強(qiáng)度系數(shù)、700勻場(chǎng)部、710磁場(chǎng)測(cè)量部、720低高次決定部、730配置計(jì)算部。