JP6688638B2 - 磁気共鳴イメージング装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、磁気共鳴イメージング装置に関する。

磁気共鳴イメージング装置は、高周波増幅器（ＲＦアンプ）におけるパルス条件で定義された平均電力の閾値を超えないように、撮像パラメータを設定する。しかしながら、上記手法による撮像パラメータの設定では、高効率でのＲＦアンプの使用時においてＲＦパルスのピークが制限され、ＲＦアンプの破損またはシステムダウンを生じさせることがある。

特開平１１−３１８８５４号公報 特許第５６０２１６０号公報

目的は、増幅器を高負荷で使用可能であって、低効率での使用時における増幅器の破損やシステムダウンを防止可能な磁気共鳴イメージング装置を提供することにある。

本実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置は、増幅器と、キャパシタバンクと、判定部とを具備する。増幅器は、高周波磁場を発生させるＲＦコイルに、撮像シーケンスに基づいてＲＦパルスを供給する。キャパシタバンクは、前記増幅器に電力を供給する。判定部は、前記撮像シーケンスにおけるＲＦパルスの条件と前記増幅器の出力効率とに基づいて、前記撮像シーケンスによる撮像の実行の可否を判定する。

図１は、第１の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置の構成の一例を示すブロック図である。 図２は、第１の実施形態に係る送信器の内部構成の一例を示す図である。 図３は、第１の実施形態に係る送信器の回路構成の一例を示す図である。 図４は、第１の実施形態に係り、ＦＥＴ（電界効果トランジスタ）から出力される出力電力に対するＦＥＴの効率の一例を示す図である。 図５は、第１の実施形態に係る動作の処理の流れの一例を示すフローチャートである。 図６は、第１の実施形態に係り、処理回路により計算されたドレイン電圧の時間変化の一例を示す図である。 図７は、図６におけるドレイン電圧の上昇部分と下降部分とを拡大した拡大部分を、パルス大電力の出力の有無とともに示した図である。 図８は、第１の実施形態の第１の変形例に係る送信器と送信コイルとの構成の一例を示す図である。 図９は、第２の実施形態に係り、磁気共鳴イメージング装置の構成の一例を示すブロック図である。 図１０は、第２の実施形態に係る送信器の内部構成の一例を示す図である。 図１１は、第２の実施形態に係り、送信器における回路構成の一例を示す図である。 図１２は、第２の実施形態に係る動作の処理の流れの一例を示す図である。 図１３は、第２の実施形態に係る動作の処理の流れの一例を示す図である。 図１４は、従来技術に係り、の撮像パラメータの設定処理の流れを示す図である。 図１５は、従来技術に係り、パルス条件と平均電力の計算とを示す図である。 図１６は、従来技術に係り、パルス条件と平均電力の計算とを示す図である。

以下、添付図面を用いて、実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置を詳細に説明する。なお、以下の説明において、略同一の機能及び構成を有する構成要素については、同一符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行う。

（第１の実施形態）
図１を用いて、本実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置１００の全体構成について説明する。図１に示すように、磁気共鳴イメージング装置１００は、静磁場磁石１０１と、シムコイル１３０と、傾斜磁場コイル１０２と、傾斜磁場電源１０３と、寝台１０４と、寝台制御回路１０５と、送信コイル１０６と、送信器１０７と、受信コイル１０８と、受信器１０９と、シーケンス制御回路１１０と、計算機システム１２０とを備える。送信コイル１０６と受信コイル１０８とは、まとめて（ＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）コイルと称される。

静磁場磁石１０１は、中空の円筒形状に形成された磁石であり、内部の空間に一様な静磁場を発生する。静磁場磁石１０１は、例えば、永久磁石、超伝導磁石、常伝導磁石等である。

シムコイル１３０は、静磁場磁石１０１の内側において中空の円筒形状に形成されたコイルである。シムコイル１３０は、不図示のシムコイル電源に接続され、シムコイル電源から供給される電源により、静磁場磁石１０１が発生した静磁場を均一化する。

傾斜磁場コイル１０２は、静磁場磁石１０１及びシムコイル１３０の内側に配置される。傾斜磁場コイル１０２は、互いに直交するＸ、Ｙ、Ｚの各軸に対応する３つのコイル（Ｘ軸傾斜磁場コイル、Ｙ軸傾斜磁場コイル、Ｚ軸傾斜磁場コイル）を組み合わせて、中空の円筒形状に形成される。これら３つのコイルは、傾斜磁場電源１０３から個別に電流を受けて、Ｘ、Ｙ、Ｚの各軸に沿って磁場強度が変化する傾斜磁場をそれぞれ発生させる。なお、Ｚ軸方向は、例えば、寝台１０４の長手方向である。また、Ｙ軸方向は、鉛直方向とし、Ｘ軸方向は、Ｚ軸及びＹ軸に垂直な方向とする。

傾斜磁場電源１０３は、シーケンス制御回路１１０による制御のもとで、傾斜磁場コイル１０２に電流を供給する。

寝台１０４は、被検体Ｐが載置される天板１０４ａを備える。通常、寝台１０４は、長手方向が静磁場磁石１０１の中心軸と平行になるように設置される。寝台制御回路１０５は、計算機システム１２０による制御のもと、寝台１０４を駆動させる。寝台１０４の駆動により、天板１０４ａは、長手方向及び上下方向へ移動され、被検体Ｐが載置された状態で傾斜磁場コイル１０２の空洞（撮像口）内へ挿入される。

送信コイル１０６は、傾斜磁場コイル１０２の内側に配置され、送信器１０７からＲＦパルスの供給を受けて、高周波磁場を発生する。送信器１０７は、対象とする原子核の種類及び磁場の強度で決まるラーモア周波数に対応するＲＦパルスを送信コイル１０６に供給する。以下、説明を簡単にするため、送信コイルは、１チャンネルに対応する１つのコイルであるものとする。

図２は、送信器１０７の内部構成の一例を示す図である。図２に示すように、送信器１０７は、電源回路１０７１と、キャパシタバンク１０７３と、増幅器１０７５と、不図示の分配回路および合成回路を有する。図３は、送信器１０７における回路構成の一例を示す図である。図３に示すように、増幅器１０７５は、複数の増幅素子（１０７５ａ１、…、１０７５ａｍ：ｍは自然数）を有する。分配回路１０７０は、シーケンス制御回路１１０から出力されたＲＦ信号を、複数の増幅素子各々に分配する。なお、送信器１０７の回路構成は、図３のような回路構成に限定されない。

電源回路１０７１は、増幅器１０７５とキャパシタバンク１０７３と増幅器１０７５とに接続する。電源回路１０７１は、増幅器１０７５の動作に合わせて、必要とするエネルギー（電力、電圧、電流等）を増幅器１０７５に供給する。電源回路１０７１は、電源回路１０７１と増幅器１０７５との間に設けられたキャパシタバンク１０７３にエネルギーを供給する。電源回路１０７１の具体例としては、例えば交流電源から出力された交流を整流する所定の直流電源（ＡＣ−ＤＣスイッチング電源）である。ＡＣ−ＤＣスイッチング電源１０７１は、外部電源における交流電圧を直流電圧に変換する。

キャパシタバンク１０７３は、増幅器１０７５の非動作時、すなわちＲＦパルスが送信コイル１０６に供給されていない時において、電源回路１０７１から流入した電荷を蓄積する。キャパシタバンク１０７３は、増幅器１０７５の動作時における電圧降下を補うために、必要に応じて増幅器１０７５に電力を供給する。すなわち、キャパシタバンク１０７３は、電源回路１０７１では補うことのできない電力供給を負担する電池の役割として機能する。キャパシタバンク１０７３は、例えば、並列的に接続された複数のコンデンサ（Ｃ１、Ｃ２、…、Ｃｎ：ｎは自然数）を有する。キャパシタバンク１０７３は、大容量のコンデンサに相当する。

ここで、キャパシタバンク１０７３の役割としては、以下の通りである。送信コイル１０６に大電力パルスが出力される場合、キャパシタバンク１０７３から複数の増幅素子１０７５ａ１乃至１０７５ａｍ各々に、ドレイン電流が流れる。このとき、キャパシタバンク１０７３に蓄えられた電荷が少なくなるため、コンデンサの両端の電圧を示すドレイン電圧Ｖｄｄは、降下する。

また、送信コイル１０６に大電力パルスが出力されない場合、ＡＣ−ＤＣスイッチング電源１０７１から複数のコンデンサ（Ｃ１、…、Ｃｎ）各々に電流（充電電流）が供給される。このとき、ドレイン電圧Ｖｄｄは、ＡＣ−ＤＣスイッチング電源１０７１の電圧値を示す定格値まで上昇可能となる。本磁気共鳴イメージング装置１００は増幅器１０７５をＲＦ信号の増幅として間欠的に使用するため、キャパシタバンク１０７３に対して充電と放電とが繰り返される。以上のことから、短時間に送信コイル１０６に大電流を流すために必要な電力供給量が電源回路１０７１により供給される電力を一時的に上回る場合であっても、キャパシタバンク１０７３が存在することで、送信コイル１０６に安定して電力が供給される。

増幅器１０７５は、ＲＦ波（パルス波または連続波の高周波磁場）を送信する送信コイル１０６にＲＦ信号を増幅して供給する。具体的には、増幅器１０７５は、ＲＦ信号を大電力パルスに変換する。増幅器１０７５は、ＲＦ信号を増幅して、合成回路１０７７に出力する。例えば、複数の増幅素子１０７５ａ１乃至１０７５ａｍ各々は、シーケンス制御回路１１０から受信したＲＦ信号を大電力パルスに増幅して変換し、変換した大電力パルスを合成回路１０７７に出力する。増幅素子１０７５ａ１乃至１０７５ａｍ各々は、例えば、ＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：電界効果トランジスタ）である。

合成回路１０７７は、複数の増幅素子１０７５ａ１乃至１０７５ａｍ各々から出力された出力電力（大電力パルス）を合成して、送信コイル１０６に出力する。すなわち、合成回路１０７７は、増幅器１０７５で増幅されたＲＦ信号を、１つの出力に合成し、後段の送信コイル１０６に出力する。

受信コイル１０８は、傾斜磁場コイル１０２の内側に配置され、高周波磁場の影響によって被検体Ｐから発せられるＭＲ（Ｍａｇｎｅｔｉｃ ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）信号を受信する。受信コイル１０８は、ＭＲ信号を受信すると、受信したＭＲ信号を受信器１０９へ出力する。例えば、受信コイル１０８は、１以上、典型的には複数のコイル素子を有するコイルアレイである。なお、送信コイル１０６と受信コイル１０８とは、一つのＲＦコイルとして兼用されてもよい。受信コイル１０８の各コイル素子から出力されるＭＲ信号は、適宜分配合成されることで、チャンネル等と呼ばれる単位で受信器１０９に出力される。

受信器１０９は、受信コイル１０８から出力されるＭＲ信号に基づいてＭＲデータを生成する。受信器１０９は、生成したＭＲデータをシーケンス制御回路１１０へ送信する。なお、受信器１０９は、静磁場磁石１０１や傾斜磁場コイル１０２等を備える架台装置側に備えられていてもよい。ＭＲデータは、受信器１０９以降の後段の処理においてチャンネル毎に取り扱われる。

シーケンス制御回路１１０は、計算機システム１２０から送信される撮像シーケンスの情報に基づいて、傾斜磁場電源１０３、送信器１０７及び受信器１０９等を駆動し、被検体Ｐに対する撮像を行う。撮像シーケンスの情報は、傾斜磁場電源１０３が傾斜磁場コイル１０２に供給する電圧の強さやタイミング、送信器１０７が送信コイル１０６に送信するＲＦ信号の強さやタイミング、受信器１０９がＭＲ信号を検出するタイミング等を有する。シーケンス制御回路１１０は、受信器１０９から受信したＭＲデータを計算機システム１２０へ転送する。シーケンス制御回路１１０は、シーケンス制御部の一例である。

計算機システム１２０は、磁気共鳴イメージング装置１００の全体制御や、データ収集、画像生成等を行う。計算機システム１２０は、処理回路１５０、記憶回路１２３、入力インタフェース回路１２４、表示回路１２５を備える。また、処理回路１５０は、画像生成機能１５１、制御機能１５２、ＲＦレベル決定機能１５３、取得機能１５４、判定機能１５５、撮像条件変更機能１５６等の各種機能を有する。処理回路１５０は、処理部の一例である。

記憶回路１２３は、ＭＲデータ、画像生成機能１５１により生成された画像データ、撮像条件、撮像シーケンスの情報等を記憶する。撮像条件とは、例えば、フリップアングル、ＴＲ（ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎ ｔｉｍｅ）、スライス枚数などの各種撮像パラメータである。記憶回路１２３は、被検体Ｐに対する本スキャンの前に実行されるプリスキャンの情報を記憶する。記憶回路１２３は、例えば、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子、ハードディスク、光ディスク等に相当する。記憶回路１２３は、処理回路１５０で実行される各種処理機能を、プログラムの形態で記憶する。記憶回路１２３は、記憶部の一例である。

入力インタフェース回路１２４は、操作者からの各種指示や情報入力を受け付ける。入力インタフェース回路１２４は、例えば、マウスやトラックボール等のポインティングデバイス、あるいはキーボード等の入力デバイスである。なお、入力インタフェース回路１２４は、マウス、キーボードなどの物理的な操作部品を備えるものだけに限らない。例えば、磁気共鳴イメージング装置１００とは別体に設けられた外部の入力機器から入力操作に対応する電気信号を受け取り、受け取った電気信号を種々の回路へ出力するような電気信号の処理回路も入力インタフェース回路１２４の例に含まれる。入力インタフェース回路１２４は、入力部の一例である。

表示回路１２５は、処理回路１５０における制御機能１５２による制御のもと、画像データ等の各種の情報をディスプレイに表示させる。ディスプレイは、例えば、液晶表示器等の表示デバイスである。表示回路１２５は、表示部の一例である。

処理回路１５０は、入力インタフェース回路１２４を介したプリスキャンの開始指示に応答して、本実施形態に係る動作に関する各種プログラムを、記憶回路１２３から読み出す。処理回路１５０は、プログラムに対応する機能を実現するプロセッサである。各プログラムを読みだした状態の処理回路１５０は、図１の処理回路１５０内に示された各機能を有する。なお、図１においては単一の処理回路１５０にて、画像生成機能１５１、制御機能１５２、ＲＦレベル決定機能１５３、取得機能１５４、判定機能１５５、撮像条件変更機能１５６等の各種処理機能が実現されるものとして説明したが、複数の独立したプロセッサを組み合わせて処理回路１５０を構成し、各プロセッサがプログラムを実行することにより機能を実現するものとしても構わない。換言すると、上述の各種機能がプログラムとして構成され、１つの処理回路が各種機能に対応するプログラムを実行する場合であってもよいし、専用の独立したプログラム実行回路に特定の機能が実装される場合であってもよい。

上記説明において用いた「プロセッサ」という文言は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）或いは、特定用途向け集積回路（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ：ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理デバイス（例えば、単純プログラマブル論理デバイス（Ｓｉｍｐｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ：ＳＰＬＤ）、複合プログラマブル論理デバイス（Ｃｏｍｐｌｅｘ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ：ＣＰＬＤ）、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ：ＦＰＧＡ））等の回路を意味する。

プロセッサは、記憶回路１２３に保存されたプログラムを読み出し実行することで各種機能を実現する。なお、記憶回路１２３にプログラムを保存する代わりに、プロセッサの回路内にプログラムを直接組み込むよう構成しても構わない。この場合、プロセッサは回路内に組み込まれたプログラムを読み出し実行することで各種機能を実現する。なお、寝台制御回路１０５、送信器１０７、受信器１０９、シーケンス制御回路１１０等も同様に、上記のプロセッサなどの電子回路を有していてもよい。

処理回路１５０は、撮像シーケンスの情報をシーケンス制御回路１１０へ送信し、シーケンス制御回路１１０からＭＲデータを受信する。処理回路１５０は、ＭＲデータを受信すると、受信したＭＲデータを記憶回路１２３に格納する。処理回路１５０は、画像生成機能１５１により、受信したＭＲデータや記憶回路１２３に保管されたデータを用いて画像の生成を行う。処理回路１５０は、画像生成機能１５１によって得られた画像を、必要に応じてディスプレイや記憶回路１２３に送信する。画像生成機能１５１を実現する処理回路１５０は、画像生成部の一例である。処理回路１５０は、制御機能１５２により、磁気共鳴イメージング装置１００の全体制御を行う。例えば、処理回路１５０は、入力インタフェース回路１２４を介して操作者から入力される撮像条件に基づいて撮像シーケンスの情報を生成する。制御機能１５２を実現する処理回路１５０は、制御部の一例である。

処理回路１５０は、本スキャンに関する撮像シーケンスのプリスキャンの実行後において、ＲＦレベル決定機能１５３により、ＲＦコイルを介したＲＦ波の送受信結果に基づいて、送信コイル１０６に供給されるパワーのレベルを示すＲＦレベルを決定する。ＲＦレベルとは、例えば、被検体Ｐにおける原子のスピンを９０°倒すための電力を示すレベルである。処理回路１５０は、ＲＦレベルと所定の数式とに基づいて、スピンを任意の角度で倒すためのパワーを計算する。ＲＦレベル決定機能１５３を実現する処理回路１５０は、ＲＦレベル決定部の一例である。

以上、本実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置１００の構成等について説明した。このような構成のもと、本実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置１００では、ドレイン電圧と後述のジャンクション温度とを計算し、計算されたドレイン電圧と第１閾値との比較および計算されたジャンクション温度と第２閾値との比較により、本スキャンの実行の可否を判定する。以下、本実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置１００について詳述する。

図４は、増幅器１０７５におけるＦＥＴから出力される出力電力に対するＦＥＴの効率の一例を示す図である。ＦＥＴの効率とは、電源回路１０７１およびキャパシタバンク１０７３からＦＥＴに入力される入力電力に対する出力電力の比であって、電力効率に相当する。ＦＥＴは、図４に示すような電力効率に伴う電力損失の特性を有する。ＦＥＴの電力効率は増幅器１０７５に用いられるＦＥＴに依存するが、送信器１０７において、入力電力に対する電力効率の特性は一定である。ＦＥＴの電力効率は、例えば、ＦＥＴから出力電力が出力される出力期間に出力電力を乗じた乗算値を、出力期間におけるＦＥＴの電力損失に乗算値を加算した加算値で除算した値の百分率で表される。すなわち、ＦＥＴの電力損失は、１００を電力効率で除算した値と１との差分値に、乗算値を乗じた値となる。

記憶回路１２３は、出力電力に対する電力損失を計算する損失計算式を記憶する。損失計算式は、例えば、１００を電力効率で除算した値と１との差分値に、上記乗算値を乗じた式となる。なお、記憶回路１２３は、損失計算式の代わりに、出力電力に対する電力損失の対応表を示す損失ＬＵＴ（ｌｏｏｋ ｕｐ ｔａｂｌｅ）を記憶してもよい。記憶回路１２３は、ＦＥＴの電力損失と、増幅器１０７５の周辺温度と、増幅器１０７５の熱抵抗とを記憶する。記憶回路１２３は、電力損失と周辺温度と熱抵抗とを用いて増幅器１０７５の温度を計算する温度計算式を記憶する。増幅器１０７５の温度とは、例えばＦＥＴとＦＥＴの外装等との接続部分におけるジャンクション温度である。周辺温度とは、例えば、ＦＥＴの外装に設けられた放熱板の近傍の温度である。増幅器１０７５の熱抵抗とは、例えば、ＦＥＴの熱抵抗に相当する。温度計算式とは、例えば、熱抵抗に電力損失を乗じた値に周辺温度を加算する式である。なお、記憶回路１２３は、温度計算式の代わりに、電力損失に対するジャンクション温度の対応表を示す温度ＬＵＴを記憶してもよい。

記憶回路１２３は、電源回路１０７１とキャパシタバンク１０７３との間の抵抗Ｒとキャパシタバンク１０７３の静電容量Ｃとの積ＣＲで表される時定数と、放電開始時点のドレイン電圧Ｖｄｄ_０とを記憶する。放電開始時点のドレイン電圧Ｖｄｄ_０は、キャパシタバンク１０７３が完全に充電されている場合、電源回路１０７１の定電圧Ｖ_０に対応する。また、放電開始時点のドレイン電圧Ｖｄｄ_０は、放電後に再度キャパシタバンク１０７３が充電された場合、後述する充電計算式で計算された充電後ドレイン電圧Ｖｄｄ_ｆｃｈに対応する。

記憶回路１２３は、時定数とドレイン電圧Ｖｄｄ_０とを用いて、撮像シーケンスによるキャパシタバンク１０７３の放電の影響を計算する放電計算式を記憶する。放電の影響とは、例えば、キャパシタバンク１０７３の放電によるドレイン電圧Ｖｄｄの時間的な変化である。なお、記憶回路１２３は、放電計算式の代わりに放電時間ｔ_ｄｃに対するドレイン電圧Ｖｄｄの対応表を示す放電ＬＵＴを記憶してもよい。放電計算式は、例えば、ネイピア数（自然対数の底）を底とし、時定数ＣＲに対する放電時間ｔ_ｄｃの比のマイナスを指数部分とする指数関数に、放電前のドレイン電圧Ｖｄｄ_ｂを乗じた式である。なお、記憶回路１２３は、放電計算式の代わりに放電時間ｔ_ｄｃに対するドレイン電圧Ｖｄｄの対応表を記憶してもよい。記憶回路１２３は、時系列に沿って放電計算式により計算された複数のドレイン電圧を記憶する。以下、キャパシタバンク１０７３の放電が終了した時点におけるドレイン電圧を、放電後ドレイン電圧Ｖｄｄ_ｆｄｃと称する。

記憶回路１２３は、定電圧Ｖ_０と、定電圧Ｖ_０に対する定電圧Ｖ_０と放電後ドレイン電圧Ｖｄｄ_ｆｄｃとの差分の比で表される充電可能割合とを記憶する。記憶回路１２３は、時定数と定電圧Ｖ_０と充電可能割合とを用いて撮像シーケンスによるキャパシタバンク１０７３の充電の影響を計算する充電計算式を記憶する。充電の影響とは、例えば、キャパシタバンク１０７３の充電によるドレイン電圧Ｖｄｄの時間的な変化である。なお、記憶回路１２３は、充電計算式の代わりに充電時間ｔ_ｃｈに対するドレイン電圧Ｖｄｄの対応表を示す充電ＬＵＴを記憶してもよい。充電計算式は、例えば、ネイピア数（自然対数の底）を底とし、時定数ＣＲに対する受電時間ｔ_ｃｈの比のマイナスを指数部分とする指数関数と充電可能割合との積を１から差分した項に定電圧Ｖ_０を乗じた式である。なお、記憶回路１２３は、充電計算式の代わりに充電時間ｔ_ｃｈに対するドレイン電圧Ｖｄｄの対応表を記憶してもよい。記憶回路１２３は、時系列に沿って充電計算式により計算された複数のドレイン電圧を記憶する。充電後ドレイン電圧Ｖｄｄ_ｆｃｈは、キャパシタバンク１０７３に対する充電が終了した時点におけるドレイン電圧である。充電計算式と放電計算式とは、撮像シーケンスによるキャパシタバンク１０７３の充放電特性を示している。

記憶回路１２３は、放電後ドレイン電圧Ｖｄｄ_ｆｄｃに対する第１閾値と、ジャンクション温度に対する第２閾値とを記憶する。第１閾値と第２閾値とは、撮像シーケンスによる撮像の実行の可否を判定するための値である。具体的には、第１閾値は、撮像シーケンスによる撮像の実行において、撮像シーケンスにより要求される大電力パルスの出力の可否を判定するための閾値である。また、第２閾値は、撮像シーケンスによる撮像の実行において、ＦＥＴの破損の可能性の可否またはＦＥＴの保護回路の動作によるシステムダウンの可能性の可否を判定するための閾値である。

入力インタフェース回路１２４は、ＲＦレベル決定機能１５３、取得機能１５４、判定機能１５５、撮像条件変更機能１５６等を包括的に実行させる動作の開始指示を入力する。入力インタフェース回路１２４は、操作者の指示により、撮像条件を示す撮像パラメータの値等を入力する。

処理回路１５０は、取得機能１５４により、ＲＦレベルに基づく本スキャンの撮像シーケンスに応じて、ジャンクション温度を取得する。具体的には、処理回路１５０は、撮像パラメータとＲＦレベルとに基づいて、損失計算式を用いてＦＥＴの電力損失を計算する。次いで、処理回路１５０は、周辺温度と熱抵抗と電力損失とに基づいて、温度計算式を用いてジャンクション温度を計算する。すなわち、処理回路１５０は、撮像パラメータと、ＲＦレベルと、周辺温度と、熱抵抗と、電力損失式とに基づいて、温度計算式を用いることにより、撮像シーケンスが仮に実行された場合のジャンクション温度を推定する。処理回路１５０は、本スキャンの撮像シーケンスに応じて、キャパシタバンク１０７３の電圧を取得する。具体的には、処理回路１５０は、本スキャンに関する撮像シーケンスによるキャパシタバンクの充放電特性に基づいて、ドレイン電圧を計算する。すなわち、処理回路１５０は、撮像パラメータとＲＦレベルと充放電特性とを用いて、撮像シーケンスが仮に実行された場合のドレイン電圧を推定する。取得機能１５４を実現する処理回路１５０は、取得部の一例である。

処理回路１５０は、判定機能１５５により、ジャンクション温度とドレイン電圧とに基づいて、本スキャンの実行の可否を判定する。具体的には、処理回路１５０は、第１閾値を記憶回路１２３から読み出し、第１閾値と取得されたドレイン電圧とを比較する。加えて、処理回路１５０は、第２閾値を記憶回路１２３から読み出し、第２閾値と取得されたジャンクション温度とを比較する。ドレイン電圧が第１閾値以下である場合またはジャンクション温度が第２閾値以上である場合、処理回路１５０は、撮像シーケンスにおける撮像条件を変更する必要があると判定する。ドレイン電圧が第１閾値を超過し、かつジャンクション温度が第２閾値未満である場合、処理回路１５０は、撮像シーケンスによる本スキャンが実行可能であると判定する。このとき、処理回路１５０は、本スキャンを実行するために、シーケンス制御回路１１０を制御する。判定機能１５５を実現する処理回路１５０は、判定部の一例である。

撮像シーケンスにおける撮像条件を変更する必要があると判定された場合、処理回路１５０は、撮像条件変更機能１５６により、撮像条件を変更する。具体的には、処理回路１５０は、ディスプレイに表示されたフリップアングル、ＴＲ、およびスライス枚数などの撮像条件を、操作者により入力された値に変更する。処理回路１５０は、変更された撮像条件を用いて、取得機能１５４および判定機能１５５を再度実行する。撮像条件変更機能１５６を実現する処理回路１５０は、撮像条件変更部の一例である。

表示回路１２５は、撮像シーケンスによる撮像の実行が不可であると判定機能１５５により判定された場合、撮像条件の変更の入力画面を表示する。なお、表示回路１２５は、所定の警告、判定機能１５５による判定結果、ドレイン電圧、ジャンクション温度、第１閾値、第２閾値をさらに表示してもよい。

（動作）
本実施形態に係る動作について説明する。図５は、本実施形態に係る動作の処理の流れの一例を示すフローチャートである。入力インタフェース回路１２４を介した操作者の指示により、プリスキャンが開始される（ステップＳａ１）。プリスキャンにおけるテストＲＦ波の送受信結果に基づいて、ＲＦレベルが決定される（ステップＳａ２）。具体的には、シーケンス制御回路１１０の制御のもとで、異なる送信電力の複数のテストＲＦ波が被検体Ｐに送信され、複数のテストＲＦ波に対応する複数の自由誘導減衰（ｆｒｅｅ ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ ｄｅｃａｙ：ＦＩＤ信号）の振幅が収集される。次いで、処理回路１５０により、複数の送信電力に対応する複数のＦＩＤの振幅のうち最大振幅に対応する送信電力が、ＲＦレベルとして決定される。

ＲＦレベルの決定に応じて、撮像条件の入力画面がディスプレイに表示される。入力インタフェース回路１２４を介した操作者の指示により、フリップアングル、ＴＲ、スライス枚数などの撮像条件が設定される（ステップＳａ３）。設定された撮像条件と決定されたＲＦレベルとを反映した撮像シーケンスに基づいて、キャパシタバンク１０７３のドレイン電圧が計算される（ステップＳａ４）。具体的には、入力インタフェース回路１２４を介して入力された撮像パラメータとＲＦレベルとを、放電計算式（または放電ＬＵＴ）と充電計算式（または充電ＬＵＴ）とに適用することにより、ＦＥＴのドレイン電圧Ｖｄｄが計算される。

図６は、処理回路１５０により計算されたドレイン電圧Ｖｄｄの時間変化の一例を示す図である。図７は、図６におけるドレイン電圧Ｖｄｄの上昇部分と下降部分とを拡大した拡大部分を、パルス大電力の出力の有無とともに示した図である。図６、図７に示すように、送信コイル１０６に大電力パルスがパルス幅Ｔｐｗに亘って出力される場合、ドレイン電流がＦＥＴに流れることによりキャパシタバンクの電荷が減るため、ドレイン電圧Ｖｄｄは降下する。一方、送信コイル１０６に大電力パルスが出力されない充電期間において、ＡＣ−ＤＣスイッチング電源１０７１からの充電電流の供給により、ドレイン電圧Ｖｄｄは上昇する。一定間隔でパルス大電力が出力される際には、ドレイン電圧Ｖｄｄの最低値は、図６に示すように、時間の経過とともに、ある一定の漸近値に漸近する。ドレイン電圧の計算を終了させる時点は、例えば、時間的に変動するドレイン電圧が漸近値に収束する時点、すなわちドレイン電圧が略一定に到達した時点である。

ドレイン電圧が第１閾値以下である場合（ステップＳａ５のＮｏ）、ステップＳａ３とステップＳａ４との処理が繰り返される。ドレイン電圧が第１閾値を超える場合（ステップＳａ５のＹｅｓ）、増幅器１０７５における電力損失を用いて、増幅器１０７５の発熱量を示すジャンクション温度が計算される（ステップＳａ６）。具体的には、処理回路１５０は、入力された撮像パラメータとＲＦレベルとを損失計算式（または損失ＬＵＴ）に適用することにより、ＦＥＴの電力損失が計算される。次いで、周辺温度と熱抵抗と電力損失とを温度計算式（または温度ＬＵＴ）に適用することにより、ジャンクション温度が計算される。処理回路１５０によるジャンクション温度の計算期間は、撮像シーケンスの全域に亘るものではなく、例えば、時間的に変動するジャンクション温度が略一定に到達した時点である。

ジャンクション温度が第２閾値以上である場合（ステップＳａ７のＮｏ）、ステップＳａ３乃至ステップＳａ６の処理が繰り返される。ジャンクション温度が第２閾値未満である場合（ステップＳａ７のＹｅｓ）、本スキャンが開始される（ステップＳａ８）。なお、ステップＳａ４およびステップＳａ５の処理と、ステップＳａ６およびステップＳａ７の処理とは、処理手順を入れ替えてもよい。また、処理回路１５０は、ドレイン電圧とジャンクション温度とのうち先に閾値に到達する方を契機として、撮像条件を変更してもよい。

以下、本実施形態による効果を、従来技術と対比させて説明する。
従来、磁気共鳴イメージング装置における撮像シーケンスの撮像パラメータは、図１４に示すように、高周波増幅器で定義されている平均電力の閾値を超えないように設定される。一般に、高周波増幅器の出力可能な平均電力やワンパルスエネルギーは、１つのパルス条件に基づいて定義されている。パルス条件によって高周波増幅器の効率が変化するため、同じ平均電力であったとしても、高周波増幅器の電源負荷やＦＥＴの温度上昇が異なり、高周波増幅器の消費電力は異なる。例えば、図１５に示すパルス条件の平均電力は２ＡＢ／Ｃ ｋＷであるが、平均電力の閾値がＡＢ／Ｃ ｋＷの場合、図１６に示すようにピーク電力をＡ ｋＷに制限して平均電力がＡＢ／Ｃ ｋＷになるようにフリップアングルが制御される。このため、平均電力の閾値により、ＲＦパルスが出力できる場合または出力できない場合が存在する。例えば、高効率でのＲＦアンプの使用時においてＲＦパルスのピークが制限される場合、電源回路は、電力マージンを有した状態で使用されることがある。また、低効率でのＲＦアンプの使用時において、ＲＦアンプに対する電源負荷やＲＦアンプ内のＦＥＴの温度上昇により、ＲＦアンプの破損または保護回路動作によりシステムダウンが発生する可能性がある。

一方、本実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置１００によれば、プリスキャンにより決定されたＲＦレベルと撮像条件とに基づいてＦＥＴのジャンクション温度とドレイン電圧とを計算し、ドレイン電圧が第１閾値以下である場合またはジャンクション温度が第２閾値以上である場合、撮像条件を変更することができる。すなわち、本実施形態によれば、増幅器１０７５で定義される電力閾値を用いることなく、撮像条件を変更することができる。以上のことから、本実施形態によれば、送信器１０７における増幅器１０７５を高負荷で使用可能となり、効率の悪いパルス条件で増幅器１０７５を使用する際に増幅器１０７５の破損やシステムダウンのリスクを解消することができる。

（第１の変形例）
第１の実施形態との相違は、複数のチャンネルでＲＦ波を送信可能な送信器１０７を有し、複数のチャンネルに対応する複数の増幅回路のドレイン電圧の電圧降下の合計が第１閾値以下である場合、または複数の増幅回路のうち少なくとも一つのジャンクション温度が第２閾値以上である場合、撮像条件を変更する必要があると判定することにある。

図８は、本変形例に係る送信器１０７と送信コイル１０６との構成の一例を示す図である。図８に示すように、送信コイル１０６は、複数のコイル素子を有する。また、増幅器１０７５は、複数のチャンネルに対応する複数の増幅回路を有する。複数の増幅回路各々は、図３に示すように、複数の増幅素子（ＦＥＴ）を有する。複数の増幅回路は、複数のコイル素子に接続されている。なお、複数の増幅回路と複数のコイル素子との接続関係は、図８の接続関係に限定されない。すなわち、送信コイル１０６におけるコイル素子の総数とチャンネルの総数との関係は、同一の場合もあれば、コイル素子の総数に対してチャンネルの総数が少ない場合、あるいは反対に、コイル素子の総数に対してチャンネルの総数が多い場合もある。

複数の増幅回路は、ＡＣ−ＤＣスイッチング電源１０７１とキャパシタバンク１０７３とから出力されるドレイン電流を共通して使用する。複数のチャンネルを用いたＲＦ波の送信時において、複数の増幅回路各々からの大電力パルスの出力は変動する。

処理回路１５０は、取得機能１５４により、複数の増幅回路各々において、ジャンクション温度とドレイン電圧とを計算する。例えば、処理回路１５０は、複数の増幅回路に対応する複数のドレイン電圧の降下量を同期させて加算することにより、電圧降下の合計を計算する。

処理回路１５０は、判定機能１５５により、増幅回路各々のジャンクション温度と電圧降下の合計とに基づいて、本スキャンの実行の可否を判定する。具体的には、処理回路１５０は、第１閾値を記憶回路１２３から読み出し、第１閾値と電圧降下の合計とを比較する第１比較を実行する。本変形例における第１閾値は、第１の実施形態における第１閾値にコイル素子の総数を乗じた値となる。加えて、処理回路１５０は、第２閾値を記憶回路１２３から読み出し、第２閾値と増幅回路各々のジャンクション温度とを比較する第２比較を実行する。

電圧降下の合計が第１閾値以下である場合、または複数の増幅回路のうち少なくとも一つのジャンクション温度が第２閾値以上である場合、処理回路１５０は、撮像シーケンスにおける撮像条件を変更する必要があると判定する。なお、時系列に沿った第１比較と第２比較とにおいて、電圧降下の合計が第１閾値以下となるより先にジャンクション温度が第２閾値以上となる場合、処理回路１５０は、第２閾値以上であって第２閾値より最も離れたジャンクション温度に対応する増幅回路を特定してもよい。このとき、本変形例に係る動作の繰り返しの処理において、処理回路１５０は、再設定された撮像条件を用いて、特定された増幅回路についてのジャンクション温度を再計算する。

また、処理回路１５０は、複数の増幅回路に対応する複数のドレイン電圧各々と第１閾値とを比較してもよい。このとき、本変形例における第１閾値は、第１の実施形態における第１閾値に相当する。なお、処理回路１５０は、第１閾値以下の複数のドレイン電圧のうち最も低いドレイン電圧に対応する増幅回路を特定してもよい。このとき、本変形例に係る動作の繰り返しの処理において、処理回路１５０は、再設定された撮像条件を用いて、特定された増幅回路についてのドレイン電圧を再計算する。

撮像シーケンスにおける撮像条件を変更する必要があると判定された場合、処理回路１５０は、撮像条件変更機能１５６により、増幅回路各々に対応するジャンクション温度のうち第２閾値未満であって第２閾値より最も離れたジャンクション温度と、第１閾値以下の電圧降下の合計とに基づいて、撮像条件を変更する。なお、処理回路１５０は、増幅回路各々に対応するジャンクション温度とドレイン電圧とにおいて、第１閾値以下であって第１閾値より最も離れたドレイン電圧と、第２閾値未満であって第２閾値より最も離れたジャンクション温度とに基づいて、撮像条件を変更してもよい。

以上に述べた構成によれば、以下に示す効果を得ることができる。
本変形例に係る磁気共鳴イメージング装置１００によれば、複数のチャンネルでＲＦ波を送信可能な送信器１０７において、複数の増幅回路ごとに取得されたジャンクション温度とドレイン電圧の電圧降下の合計とに基づいて、本スキャンの実行の可否を判定することできる。また、本変形に係る磁気共鳴イメージング装置１００によれば、最も厳しい条件の増幅回路を特定し、本スキャンの実行の可否を判定することもできる。これにより、本変形例によれば、チャンネルごとに増幅回路を高負荷で使用可能となり、また効率の悪いパルス条件で増幅回路を使用する際に増幅回路の破損やシステムダウンのリスクを解消することができる。

（第２の変形例）
第１の実施形態および第１の変形例との相違は、増幅器１０７５における電力効率と、ドレイン電圧と、第１の実施形態の動作により決定された本スキャンの撮像条件とに基づいて本スキャンの撮像条件を用いた撮像シーケンスに関する電力効率を計算し、撮像シーケンスに関する電力効率に基づいて撮像条件を変更することにある。

記憶回路１２３は、本スキャンの撮像条件を記憶する。第１の変形例のように増幅器１０７５が複数の増幅回路を有する場合、記憶回路１２３は、複数の増幅回路における複数のＦＥＴ各々に対する電力効率を記憶する。記憶回路１２３は、撮像シーケンスに関する電力効率を計算するプログラムを記憶する。撮像シーケンスに関する電力効率とは、例えば、本スキャンの撮像条件を用いた撮像シーケンスの実行期間（撮像期間）に亘る入力電力に対する出力電力の比の平均値である。記憶回路１２３は、本スキャンの撮像条件が変更可能であるか否かを判定するための第３閾値を記憶する。

処理回路１５０は、取得機能１５４により、増幅器１０７５における電力効率とドレイン電圧と本スキャンの撮像条件とに基づいて、上記プログラムを実行することにより、撮像シーケンスに関する電力効率を計算する。具体的には、処理回路１５０は、本スキャン撮像条件とＲＦレベルと本スキャンに関する撮像シーケンスとを用いた所定の計算により、撮像シーケンスに関する電力効率を計算する。撮像シーケンスに関する電力効率の計算に係る処理は、例えば、図５のステップＳａ７の処理の後に実行される。処理回路１５０は、判定機能１５５により、シーケンス効率と第３閾値とを比較する。処理回路１５０は、シーケンス効率が第３閾値未満であるとき、本スキャンの撮像条件を変更可能であると判定する。撮像シーケンスに関する電力効率が第３閾値未満である場合、処理回路１５０は、撮像条件変更機能１５６により、撮像シーケンスに関する電力効率に基づいて本スキャンの撮像条件を変更する。例えば、処理回路１５０は、入力電力の電力値を上昇させるように、本スキャンの撮像条件を変更する。

表示回路１２５は、判定機能１５５による判定結果、撮像シーケンスに関する電力効率、第３閾値等をさらに表示する。なお、表示回路１２５は、撮像条件の変更に伴って再度計算されたドレイン電圧、ジャンクション温度を更新して表示してもよい。

以上に述べた構成によれば、以下に示す効果を得ることができる。
本変形例に係る磁気共鳴イメージング装置１００によれば、増幅器１０７５の電力効率とドレイン電圧と本スキャン撮像条件とに基づいて撮像シーケンスに関する電力効率を計算し、撮像シーケンスに関する電力効率に基づいて撮像条件を変更することができる。これにより、本変形例に係る磁気共鳴イメージング装置１００によれば、本スキャンの撮像シーケンスの実行時における電力効率を向上させることができ、より効率的に増幅器を使用することができる。

（第３の変形例）
第１の実施形態および第１、第２の変形例との相違は、ドレイン電圧と第１閾値との第１差分値およびジャンクション温度と第２閾値との第２差分値とに基づいて撮像条件を自動的に設定することにある。

記憶回路１２３は、第１差分値に対する撮像パラメータのパラメータ値の変更量の対応を示す第１対応表を記憶する。記憶回路１２３は、第２差分値に対する撮像パラメータのパラメータ値の変更量の対応を示す第２対応表を記憶する。パラメータ値の変更量とは、例えば、フリップアングルを減少させる角度、ＴＲを増加させる時間幅、スライス枚数を減少させる枚数などである。

撮像条件変更機能１５６を実現する処理回路１５０は、ドレイン電圧が第１閾値以下である場合、第１差分値と第１対応表とに基づいて撮像条件を決定する。処理回路１５０は、ジャンクション温度が第２閾値以上である場合、第２差分値と第２対応表とに基づいて撮像条件を決定する。なお、処理回路１５０は、ドレイン電圧とジャンクション温度とのうち先に閾値に到達する方の値と閾値との差に基づいて撮像条件を決定してもよい。

以上に述べた構成によれば、以下に示す効果を得ることができる。
本変形例に係る磁気共鳴イメージング装置１００によれば、ドレイン電圧と第１閾値との第１差分値およびジャンクション温度と第２閾値との第２差分値とに基づいて撮像条件を自動的に設定することができる。これにより、本変形例に係る磁気共鳴イメージング装置１００によれば、本実施形態に係る効果に加えて、操作者の負担を軽減でき、検査効率を向上させることができる。

（第２の実施形態）
第１の実施形態との相違は、本スキャンに関する撮像シーケンスの一部を実行する計測プリスキャンの実行中において、キャパシタバンク１０７３に設けられた分圧回路における分圧電圧を用いてドレイン電圧を取得し、増幅器１０７５の外装の外装温度を用いてジャンクション温度を取得することにある。

図９は、本実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置１００の構成の一例を示す図である。図１０は、送信器１０７の内部構成の一例を示す図である。図１１は、送信器１０７における回路構成の一例を示す図である。図９乃至図１１に示すように、送信器１０７は、分圧回路１６０と電圧計測器１６１と温度計測器１６３とをさらに有する。

シーケンス制御回路１１０は、ＲＦレベルを決定するためのプリスキャンに続いて、計測プリスキャンを実行するように、送信器１０７を制御する。計測プリスキャンとは、本スキャンに関する撮像シーケンスの一部を実行するスキャンである。シーケンス制御回路１１０は、計測プリスキャンを、分圧電圧と外装温度とがともに略一定になるまで、実行する。

分圧回路１６０は、キャパシタバンク１０７３の電圧を、電圧計測器１６１により計測可能な電圧まで降下させる。電圧計測器１６１は、分圧回路により降下された分圧電圧を計測する。

記憶回路１２３は、分圧電圧を用いてドレイン電圧を換算する電圧換算式を記憶する。

温度計測器１６３は、増幅器１０７５の外装に設けられる。なお、送信器１０７における温度計測器１６３の設置位置は、増幅器１０７５の外装に限定されず、増幅器１０７５近傍であれば、いかなる位置であってもよい。温度計測器１６３は、増幅器１０７５の外装における外装温度を計測する。外装の温度は、第１の実施形態における周辺温度に相当する。

処理回路１５０は、取得機能１５４により、計測プリスキャンによる撮像シーケンスの一部の実行において計測された分圧電圧に基づいて、ドレイン電圧を取得する。具体的には、処理回路１５０は、電圧換算式を用いて、分圧電圧をドレイン電圧に換算する。処理回路１５０は、熱抵抗と電力損失と外装温度と温度計算式とを用いて、ジャンクション温度を計算する。

処理回路１５０は、換算されたドレイン電圧に基づいて、放電計算式、充電計算式、放電ＬＵＴおよび充電ＬＵＴを更新する。また、処理回路１５０は、外装温度と換算されたドレイン電圧とに基づいて、温度計算式および温度ＬＵＴを更新する。処理回路１５０は、更新された各種計算式および各種ＬＵＴを、記憶回路１２３に記憶させる。このとき、処理回路１５０は、本実施形態に係る動作の繰り返し処理において、更新された各種計算式または各種ＬＵＴを用いて、ドレイン電圧およびジャンクション温度を決定する。分圧電圧と外装温度とがともに略一定に到達した場合、処理回路１５０は、計測プリスキャンを終了するようにシーケンス制御回路１１０を制御する。

（動作）
第１の実施形態との相違は、計測プリスキャンにおいて取得した分圧電圧を用いてドレイン電圧を計算し、計測プリスキャンにおいて取得した外装温度を用いてジャンクション温度を計算することにある。図１２および図１３は、本実施形態に係る動作の処理の流れの一例を示す図である。ステップＳｂ４、ステップＳｂ８、ステップＳｂ１２、およびステップＳｂ１４の処理は、図５のステップＳａ３、ステップＳａ５、ステップＳａ７、およびステップＳａ８とそれぞれ同様な処理のため、説明は省略する。

プリスキャンによるＲＦレベルの決定後、計測プリスキャンが実行される（ステップＳｂ１）。計測プリスキャンの実行中において、分圧電圧と外装温度とが、連続して計測される（ステップＳｂ２）。分圧電圧と外装温度とがともに略一定に到達した時点において、計測プリスキャンは、終了する（ステップＳｂ３）。充電ＬＵＴおよび放電ＬＵＴが更新されていなければ（ステップＳｂ５のＮｏ）、電圧変換式を用いて分圧電圧がドレイン電圧に変換される（ステップＳｂ６）。充電ＬＵＴおよび放電ＬＵＴが更新されていれば（ステップＳｂ５のＹｅｓ）、充電ＬＵＴおよび放電ＬＵＴを用いてドレイン電圧が決定される（ステップＳｂ７）。ドレイン電圧が第１閾値を超える場合（ステップＳｂ５のＹｅｓ）であって、温度ＬＵＴが更新されていない場合（ステップＳｂ９のＮｏ）、換算されたドレイン電圧に基づく増幅器１０７５の電力損失と外装温度とを用いて、ジャンクション温度が計算される（ステップＳｂ１０）。ドレイン電圧が第１閾値を超える場合（ステップＳｂ５のＹｅｓ）であって、温度ＬＵＴが更新されている場合（ステップＳｂ９のＹｅｓ）、温度ＬＵＴを用いて、ジャンクション温度が決定される（ステップＳｂ１１）。

ドレイン電圧が第１閾値以下である場合（ステップＳｂ８のＮｏ）、およびジャンクション温度が第２閾値以上である場合（ステップＳｂ１２のＮｏ）、実測に基づくドレイン電圧を用いて充電ＬＵＴと放電ＬＵＴとが更新され、外装温度により計算されたジャンクション温度と実測に基づくドレイン電圧とを用いて温度ＬＵＴが更新される（ステップＳｂ１３）。ステップＳｂ１３の処理の後、ステップＳｂ４と、ステップＳｂ７と、ステップＳｂ８と、ステップＳｂ１１と、ステップＳｂ１２との処理が繰り返される。ジャンクション温度が第２閾値以上である場合（ステップＳｂ１２のＹｅｓ）、ステップＳｂ１４の処理が実行される。なお、上記一連の処理において、各種ＬＵＴを用いて説明したが、各種ＬＵＴの代わりに各種計算式が用いられてもよい。また、ステップＳｂ５乃至ステップＳｂ８の処理と、ステップＳｂ９乃至ステップＳｂ１２の処理のとは、処理手順を入れ替えてもよい。

以上に述べた構成によれば、以下に示す効果を得ることができる。
本実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置１００によれば、実測された分圧電圧に基づくドレイン電圧が第１閾値以下である場合、または実測された外装温度に基づくジャンクション温度が第２閾値以上である場合、撮像条件を変更することができる。加えて、本磁気共鳴イメージング装置１００によれば、実測に基づくドレイン電圧を用いて、充電ＬＵＴと放電ＬＵＴ、または放電計算式と充電計算式とを更新することができる。また、本磁気共鳴イメージング装置１００によれば、実測に基づくドレイン電圧と外装温度とを用いて、温度ＬＵＴまたは温度計算式を更新することができる。これにより、本磁気共鳴イメージング装置１００によれば、実測値を反映させた最適な各種ＬＵＴまたは各種計算式を用いて、キャパシタバンクの電圧降下量および増幅器１０７５の負荷を精度よく計算することができる。以上のことから、本実施形態によれば、増幅器１０７５を更なる高負荷で使用可能となり、また効率の悪いパルス条件で増幅器１０７５を使用する際に増幅器１０７５の破損やシステムダウンのリスクの可能性をさらに低減することができる。

以上述べた実施形態および少なくとも一つの変形例等の磁気共鳴イメージング装置１００によれば、増幅器１０７５を高負荷で使用すること、および低効率での使用時における増幅器の破損やシステムダウンを防止することが可能となる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、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ともに、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。

１００…磁気共鳴イメージング装置、１０１…静磁場磁石、１０２…傾斜磁場コイル、１０３…傾斜磁場電源、１０４…寝台、１０４ａ…天板、１０５…寝台制御回路、１０６…送信コイル、１０７…送信器、１０８…受信コイル、１０９…受信器、１１０…シーケンス制御回路、１２０…計算機システム、１２３…記憶回路、１２４…入力インタフェース回路、１２５…表示回路、１３０…シムコイル、１５０…処理回路、１５１…画像生成機能、１５２…制御機能、１５３…ＲＦレベル決定機能、１５４…取得機能、１５５…判定機能、１５６…撮像条件変更機能、１６０…分圧回路、１６１…電圧計測器、１６３…温度計測器、１０７０…分配回路、１０７１…電源回路、１０７３…キャパシタバンク、１０７５…増幅器、１０７５ａ１〜１０７５ａｍ…増幅素子、１０７７…合成回路、Ｖ_０…定電圧、Ｖｄｄ…ドレイン電圧。

Claims (10)

1. 高周波磁場を発生させるＲＦコイルに、撮像シーケンスに基づいてＲＦパルスを供給する増幅器と、
   前記増幅器に電力を供給するキャパシタバンクと、
   前記撮像シーケンスにおけるＲＦパルスの条件と前記増幅器の出力効率とに基づいて、前記撮像シーケンスによる撮像の実行の可否を判定する判定部と、
   前記ＲＦパルスの条件と前記出力効率とに基づいて、前記キャパシタバンクにおける電圧降下を取得する取得部と、
   を備え、
   前記取得部は、前記出力効率に基づいて前記増幅器における熱損失量を取得し、
   前記判定部は、前記熱損失量と前記電圧降下とに基づいて前記撮像の実行可否を判定する、
   磁気共鳴イメージング装置。
2. 前記ＲＦパルスの条件は、前記ＲＦコイルに供給されるパワーのレベルを示すＲＦレベルであって、
   前記ＲＦコイルを介して被検体に対して送受信された高周波磁場に基づいて、前記ＲＦレベルを決定するＲＦレベル決定部をさらに具備する、
   請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
3. 前記取得部は、前記撮像シーケンスによる前記キャパシタバンクの充放電特性に基づいて、前記電圧降下を計算する、
   請求項１または２に記載の磁気共鳴イメージング装置。
4. 前記キャパシタバンクに設けられた分圧回路における分圧電圧を計測する電圧計測器をさらに具備し、
   前記取得部は、前記撮像シーケンスの一部の実行において計測された前記分圧電圧に基づいて、前記電圧降下を計算する、
   請求項１または２に記載の磁気共鳴イメージング装置。
5. 前記判定部は、前記電圧降下が第１閾値以下である場合または前記熱損失量が第２閾値以上である場合、前記撮像シーケンスにおける撮像条件を変更する必要があると判定し、 前記撮像条件を変更する必要があると判定された場合、前記撮像条件を変更する撮像条件変更部と、
   前記撮像条件を変更する必要があると判定された場合、前記撮像条件を表示する表示部とをさらに具備する、
   請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
6. 前記第１閾値と前記第２閾値とは、前記撮像の実行の可否の判定に関する値である、 請求項５に記載の磁気共鳴イメージング装置。
7. 前記ＲＦコイルは、複数のチャンネルに対応する複数のコイル素子を有し、
   前記増幅器は、前記複数のチャンネルに対応する複数の増幅回路を有し、
   前記取得部は、前記増幅回路各々において前記熱損失量と前記電圧降下とを計算し、 前記撮像条件変更部は、前記増幅回路各々に対応する前記熱損失量と前記電圧降下とにおいて、前記第１閾値以下であって前記第１閾値より最も離れた電圧降下と、前記第２閾値未満であって前記第２閾値より最も離れた熱損失量とに基づいて、前記撮像条件を変更する、
   請求項５または６に記載の磁気共鳴イメージング装置。
8. 前記ＲＦコイルは、複数のチャンネルに対応する複数のコイル素子を有し、
   前記増幅器は、前記複数のチャンネルに対応する複数の増幅回路を有し、
   前記取得部は、前記増幅回路各々において前記熱損失量を計算し、前記増幅回路に対応する前記電圧降下を同期させて加算することにより電圧降下の合計を計算し、
   前記判定部は、前記電圧降下の合計が第１閾値以下である場合または前記熱損失量が第２閾値以上である場合、前記撮像シーケンスにおける撮像条件を変更する必要があると判定し、
   前記撮像条件変更部は、前記増幅回路各々に対応する前記熱損失量のうち前記第２閾値未満であって前記第２閾値より最も離れた熱損失量と、前記第１閾値以下の前記電圧降下の合計とに基づいて、前記撮像条件を変更する、
   請求項５または６に記載の磁気共鳴イメージング装置。
9. 前記取得部は、前記出力効率と前記電圧降下と前記撮像条件とに基づいて、前記撮像シーケンスに関する電力効率を計算し、
   前記判定部は、前記撮像シーケンスにおける電力効率が第３閾値未満か否かを判定し、 前記撮像条件変更部は、前記撮像シーケンスにおける電力効率が第３閾値未満である場合、前記撮像シーケンスにおける電力効率に基づいて、撮像条件を変更する、
   請求項５乃至８のうちいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
10. 前記増幅器の外装における外装温度を計測する温度センサをさらに具備し、
    前記取得部は、前記撮像シーケンスの一部の実行において計測された前記外装温度を用いて、前記熱損失量を求める、
    請求項１および５乃至９のうちいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング装置。