(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
静磁場を発生させる静磁場コイルと、
傾斜磁場を発生させる傾斜磁場コイルと、
前記静磁場コイルと傾斜磁場コイルを収納し、被検者が挿入される開口を有する装置カバーと、
を具備する磁気共鳴イメージング装置において、
前記装置カバーの開口は第１の開口径である第１の領域と、前記第１の開口径よりも大きい第２の開口径である第２の領域とを有し、
前記傾斜磁場コイルのコイル線材は前記第１の領域において前記装置カバーの開口と前記静磁場コイルとの間に設けられ、
被検体の下側に位置する前記装置カバーの開口は前記第１の領域と前記第２の領域とで同じ高さであり、
前記傾斜磁場の線形領域の中心は、前記傾斜磁場コイルの幾何学中心よりも前記静磁場の方向において前記第２の領域側に設けられることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項２】
傾斜磁場の線形領域の中心と静磁場の均一領域の中心とは略一致し、静磁場磁石の幾何学中心もこれらの領域の中心と略一致することを特徴とする請求項１記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項３】
静磁場磁石のコイル線材の配置も静磁場方向において非対称とし、傾斜磁場の線形領域の中心と静磁場の均一領域の中心とは略一致し、静磁場磁石の幾何学中心と静磁場の静磁場の均一領域の中心とは離間していることを特徴とする請求項１記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項４】
被検者の体格データ、撮影部位、撮影方法に関するデータを入力し、被検者が磁気刺激を感じることなく開放感を得られる向きを求め、その向きを表示する手段をさらに具備することを特徴とする請求項１記載の磁気共鳴イメージング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は磁気共鳴イメージング装置に関し、特に被検者に開放感を与える磁気共鳴イメージング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
磁気共鳴イメージング装置においては、静磁場を作るための磁石の内側に傾斜磁場コイルが配置されている。静磁場磁石は、超電導磁石、常伝導磁石、永久磁石のいずれかからなる。傾斜磁場コイルは通常Ｇｘ、Ｇｙ、Ｇｚコイルと呼ばれる３組のコイルより構成され、直交するｘ、ｙ、ｚ軸の各方向に強度が線形に変化する傾斜磁場を作る。ここで、通常は、ｚ軸方向は被検者の軸方向（スライス方向）であり、被検者の左右方向（幅方向）がｘ軸方向（周波数エンコード方向）、被検者の前後方向（厚さ方向）がｙ軸方向（位相エンコード方向）である。
【０００３】
傾斜磁場は任意に撮影断面を決めたり、被検者からのＲＦ信号に位置情報を付加する目的で、静磁場（主磁場）に線形の傾斜をもたせるものである。傾斜磁場コイルの性能としては、正確な位置情報を与えるために、高精度の傾斜磁場の線形性が要求される。傾斜磁場コイルの形状は、静磁場の方向、およびどの方向へ傾斜させるかにより異なるが、通常は、Ｇｚコイルとしては一対のループコイルが、Ｇｘ、Ｇｙコイルとしてはそれぞれ４枚のサドルコイル組が一般的に用いられている。
【０００４】
磁気共鳴イメージング装置の大きさは静磁場磁石の大きさで決まり、中高磁場機種（０．５〜１．５Ｔ）の装置カバーは、２ｍ程度の奥行き、６０ｃｍ程度の内径、２ｍ程度の外径の円筒形状をしている。この内径は人体の幅と同程度の大きさ（直径４０ｃｍ程度）の範囲であり、十分に均一な静磁場を生成し、十分な直線性を有する傾斜磁場を実現するために、必要なサイズと考えられている。
【０００５】
一方で、この円筒形状の中空空間に挿入される被検者は、検査中、暗く、狭い中で静止して待つことを余儀なくされ、閉塞感を感じることがある。個人差はあるが、閉塞感が激しい場合は、検査ができなくなることもある。そのため、できるだけ、患者に開放感を与えるような装置が望まれる傾向にある。
【０００６】
この問題を解決するために、静磁場方向の装置の長さをできるだけ短軸にすることが先ず考えられる。このため、静磁場磁石と傾斜磁場コイルの軸長を短くする必要があるが、この結果、静磁場の均一性や傾斜磁場の直線性を確保すべき領域を小さくせざるを得ず、基本性能を低下させることになる。また、短軸にしてもこの基本性能を維持するためには、コストアップを余儀なくされる欠点がある。
【０００７】
図５は、このような従来の磁気共鳴イメージング装置（傾斜磁場アンプ、制御部を除く）の概観を横から示した図である。静磁場磁石（ここでは、超電導磁石、または常伝導磁石からなる）１のコイル線材の配置、傾斜磁場コイル２のコイル線材の配置は、ともに静磁場方向（以下、ｚ方向と称する）に対称になっている。このため、静磁場の均一領域Ｓの中心Ｓ１、傾斜磁場の線形領域Ｇの中心Ｇ１は静磁場磁石１の幾何学中心１ｃ、傾斜磁場コイル２の幾何学中心２ｃとも略一致する。勿論、静磁場の均一領域Ｓと傾斜磁場の線形領域Ｇとは略一致している。また、これらをまとめて撮影領域と称する。
【０００８】
図５には示していないが、傾斜磁場コイル２は実際には３チャンネルを有し、それぞれ直交３軸方向に傾斜磁場を生成する。ｚ方向に垂直な２軸（ｘ軸、ｙ軸）の傾斜磁場を生成する傾斜磁場コイル（ＧｘコイルとＧｙコイル）の電流分布を図６に示す。傾斜磁場コイル２は２つのコイルからなり、両コイルの中間部が傾斜磁場の線形領域Ｇとなるように構成されている。そのため、電流リターン部６が傾斜磁場コイル２の両軸端に位置し、傾斜磁場の線形領域Ｇからｚ軸方向に傾斜磁場コイルが張り出しているので、たとえ軸長の短い傾斜磁場コイル２を用いたとしても、被検者に与える開放感には限界があった。静磁場磁石の短軸化も同様な限界が存在していた。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
このように従来の磁気共鳴イメージング装置には、傾斜磁場コイルの電流リターン部分の配置、静磁場磁石の線材配置に起因し、被検者が挿入される円筒形状の中空空間は狭く、被検者に与える開放感は十分ではなかったという欠点がある。
【００１０】
本発明の目的は、上記した従来の欠点を解決すべくなされたもので、傾斜磁場コイルの電流リターン部分の配置／静磁場磁石の線材配置を工夫することによりい、被検者が挿入される円筒形状の中空空間の開放感を高めることができる磁気共鳴イメージング装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決し目的を達成するために、本発明は以下に示す手段を用いている。
（１）本発明の磁気共鳴イメージング装置は、静磁場を発生させる静磁場コイルと、傾斜磁場を発生させる傾斜磁場コイルと、前記静磁場コイルと傾斜磁場コイルを収納し、被検者が挿入される開口を有する装置カバーと、を具備する磁気共鳴イメージング装置において、前記装置カバーの開口は第１の開口径である第１の領域と、前記第１の開口径よりも大きい第２の開口径である第２の領域とを有し、前記傾斜磁場コイルのコイル線材は前記第１の領域において前記装置カバーの開口と前記静磁場コイルとの間に設けられ、被検体の下側に位置する前記装置カバーの開口は前記第１の領域と前記第２の領域とで同じ高さであり、前記傾斜磁場の線形領域の中心は、前記傾斜磁場コイルの幾何学中心よりも前記静磁場の方向において前記第２の領域側に設けられることを特徴とする。
【００１２】
（２）本発明の磁気共鳴イメージング装置は、（１）に記載した装置であり、かつ傾斜磁場の線形領域の中心と静磁場の均一領域の中心とは略一致し、静磁場磁石の幾何学中心もこれらの領域の中心と略一致するものである。
【００１３】
（３）本発明の磁気共鳴イメージング装置は、（１）に記載した装置であり、かつ静磁場磁石のコイル線材の配置も静磁場方向において非対称とし、傾斜磁場の線形領域の中心と静磁場の均一領域の中心とは略一致し、静磁場磁石の幾何学中心と静磁場の静磁場の均一領域の中心とは離間しているものである。
【００１４】
（４）本発明の磁気共鳴イメージング装置は、（１）に記載した装置であり、かつ被検者の体格データ、撮影部位、撮影方法に関するデータを入力し、被検者が磁気刺激を感じることなく開放感を得られ向きを求め、その向きを表示する手段をさらに具備するものである。
【００１５】
（１）、（２）の発明によれば、撮影領域を傾斜磁場コイルの一方の端部に寄せることができ、コストアップ、基本性能の劣化を伴うことなく、傾斜磁場コイルを短軸化することができ、この端部の開口径を大きくとることができ、被検者に与える閉塞感を低減することができる。
【００１６】
（３）の発明によれば、（１）の発明の作用に加えて、さらに、撮影領域を静磁場磁石の一方の端部に寄せることができ、被検者に与える閉塞感をさらに低減することができる。
（４）の発明によれば、磁気刺激を感じない範囲で、開放感を得られる向きに被検者を寝台上に載置できる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
第１実施形態
以下、図面を参照して本発明による磁気共鳴イメージング装置の第１の実施形態を説明する。
【００１８】
図１は本発明の第１実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置（傾斜磁場アンプ、制御部を除く）の概観を横から示した図である。静磁場磁石（ここでは、超電導磁石、または常電導磁石からなる）１２のコイル線材がｚ軸方向に対称に配置され、静磁場磁石１２の幾何学中心１２ｃは静磁場の均一領域Ｓの中心Ｓ１と略一致している。
【００１９】
傾斜磁場コイル１４のコイル線材の配置はｚ軸方向に非対称とされ、傾斜磁場コイル１４の幾何学中心１４ｃは傾斜磁場の線形領域Ｇの中心Ｇ１から有意に離れている。なお、傾斜磁場の線形領域Ｇの中心Ｇ１は静磁場の均一領域Ｓの中心Ｓ１と略一致している。傾斜磁場コイル１４の３チャンネルのうち、少なくともｘコイルとｙコイルはこのような非対称分布を有する必要がある。ｚコイルは対称型ｚコイル、ないし非対称型ｚコイルのいずれかが利用可能である。いずれを利用するかは、線形領域の大きさとその中心位置の条件に依存する。
【００２０】
図２は傾斜磁場コイル１４の電流パターンを示した図である。図６の従来例では、２つのコイルの中間部分が傾斜磁場の線形領域Ｇとなるように傾斜磁場コイル２を構成したが、本実施形態では、図２に示すように、単一のコイルの片側が傾斜磁場の線形領域Ｇとなるように傾斜磁場コイル１４を構成したので、電流リターン部１８は傾斜磁場コイル１４のｚ軸方向の一方の側に片寄って配置されている。
【００２１】
このため、傾斜磁場コイル１４の一方の端部１４ａが静磁場の均一領域Ｓに近づくことができ、静磁場磁石１２、傾斜磁場コイル１４、ＲＦコイル１６を収納する装置カバーの開口部を広げることができる。従来では、図５に示したように、被検者の顔に近い端部の装置カバー内にも傾斜磁場コイル２（のリターン部６）を配置する必要があり、開口部は顔面から３００ｍｍ位しか離れていない。これに対して、本実施形態ではリターン部１８は傾斜磁場の線形領域Ｇの片側にしか存在しないので、一方の端部の装置カバー内には傾斜磁場コイル１４（のリターン部１８）が存在しないので、従来例に比べて開口部を広げることができ、寝台２２上の被検者２０の顔面から４００ｍｍ位離すことができる。このため、被検者は従来例に比べてより開放感を得ることができる。しかも、傾斜磁場の線形領域Ｇの中心Ｇ１は静磁場の均一領域Ｓの中心Ｓ１と略一致しているので、傾斜磁場の線形性や静磁場の均一性を損なうことなく、開放感を高めることができる。
【００２２】
以下、本発明による磁気共鳴イメージング装置の他の実施形態を説明する。他の実施形態の説明において第１の実施形態と同一部分は同一参照数字を付してその詳細な説明は省略する。
【００２３】
第２実施形態
図３は本発明の第２実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置の概観を横から示した図である。第１実施形態では、傾斜磁場コイル１４のみのコイル線材の配置をｚ軸方向に対して非対称としたが、第２実施形態では、さらに静磁場磁石１２のコイル線材もｚ軸方向に非対称に配置する。このため、傾斜磁場コイル１４の幾何学中心１４ｃが傾斜磁場の線形領域Ｇの中心Ｇ１（静磁場の均一領域Ｓの中心Ｓ１と略一致する）から有意に離れているとともに、静磁場磁石１２の幾何学中心１２ｃも静磁場の均一領域Ｓの中心Ｓ１から有意に離れている。すなわち、傾斜磁場コイル１４の幾何学中心１４ｃは静磁場磁石１２の幾何学中心１２ｃから有意に離れている。
【００２４】
このような構成によれば、静磁場の均一領域Ｓを静磁場磁石１２の一方の端部１２ａに、第１の実施形態よりもさらに近づけることができ、被検者に与える閉塞感を大幅に低減することができる。
【００２５】
第３実施形態
第１、第２実施形態は装置カバーの一方の端部のみが従来例に比べて開放感を高めた構造であり、他方の端部の閉塞度は従来例と同じである。そのため、被検者の閉塞感を低減するためには、被検者を寝台２２上へ寝かす際に、被検者の向き（顔、足のいずれかが装置内部に向く）を考慮する必要がある。第１、第２実施形態では、医師、技師等の勘に頼っていた。第３実施形態は、被検者に与える開放感を高めるとともに、被検者に対する磁気刺激の危険を回避するような、被検者の寝台２２への載置方向を、医師等に知らせることができるシステムを提供する。
【００２６】
第３実施形態のシステムはシーケンサ内のホストコンピュータにより実現される。図４は第３実施形態の動作手順を示すフローチャートである。ステップＳ２で、被検者の身長、体重等の体格データ、及び被検者の向き（寝台上へ載置する向き）を入力し、ステップＳ４で、撮影部位、撮影方法・シーケンスを入力する。ステップＳ６で、これらの入力データに基づいて、寝台への被検者の載置方向を決定する。載置方向は、被検者の開放感を高めることと、磁気刺激を回避することが可能なように決定される。例えば、図１、図３において、被検者の肝臓を検査する場合、図示の向きに被検者を載置するよりも、逆向きに被検者の足を傾斜磁場コイルの電流リターン部側に載置する方が開放感がより増すことが分かる。同様に、磁気刺激はコイルの幾何学的中心付近でｄＢ／ｄｔ値が大きくなることが知られている。したがって、図１、図３のような向きで撮影を行うと、被検者の胴においてｄＢ／ｄｔ値が大きくなり、ＥＰＩ法等の高速イメージング法の際に、磁気刺激を感じることがある。そのため、被検者の向きを逆にすることが好ましい。このように、撮影シーケンス、被検者の向き等から開放感を感じることができるが、磁気刺激を感じることがない載置方向を決定し、それを表示し、医師等へ報知する。
【００２７】
ステップＳ８で、この表示に従った向きに被検者を載置した後、ステップＳ１０で撮影を開始する。
このような構成によれば、磁気刺激を受けない範囲で閉塞感を低減できる被検者の向き（寝台上の載置方向）を設定することができる。なお、これらの手順は、シーケンサのホストコンピュータとは別のコンピュータで実行することも可能であるが、処理量はさほど多くないので、上記のホストコンピュータに含まれるほうがコスト等の観点から望ましい。
【００２８】
本発明は上述した実施形態に限定されず、種々変形して実施可能である。例えば、上述の説明では、ＲＦコイル１６が装置カバー内に収納されている全身用の磁気共鳴イメージング装置を例に取り説明したが、本発明は局所用の装置にも適用可能である。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、傾斜磁場コイルのコイル線材の配置を静磁場方向において非対称とし、傾斜磁場コイルの幾何学中心を傾斜磁場の線形領域（静磁場の均一領域）から有意に離間したので、撮影領域を傾斜磁場コイルの一方の端部に寄せることができ、コストアップ、基本性能の劣化を伴うことなく、傾斜磁場コイルを短軸化することができ、この端部の開口径を大きくとることができ、被検者に与える閉塞感を低減することができる。さらに、静磁場磁石のコイル線材の配置も静磁場方向において非対称とし、静磁場磁石の幾何学中心を傾斜磁場の線形領域（静磁場の均一領域）から有意に離間すれば、撮影領域を静磁場磁石の一方の端部に寄せることができ、被検者に与える閉塞感をさらに低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による磁気共鳴イメージング装置の第１の実施形態の構成を示すブロック図。
【図２】第１の実施形態の傾斜磁場コイルの電流分布を示す図。
【図３】本発明による磁気共鳴イメージング装置の第２の実施形態の構成を示すブロック図。
【図４】本発明による磁気共鳴イメージング装置の第３の実施形態の動作を示すフローチャート。
【図５】磁気共鳴イメージング装置の従来例の構成を示すブロック図。
【図６】従来例の傾斜磁場コイルの電流分布を示す図。
【符号の説明】
１２…静磁場磁石
１４…傾斜磁場コイル
１６…ＲＦコイル
２０…被検者
２２…寝台
【図１】
0003702106.tif 000002
【図２】
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【図３】
0003702106.tif 000004
【図４】
0003702106.tif 000005
【図５】
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【図６】
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