(57)【要約】      （修正有）【課題】被検体を水平方向へセットした状態で被検体の鉛直方向への高さを調整することが可能なMRI装置を提供する。【解決手段】被検体を収容する空間に均一な静磁場を発生させる静磁場発生部２と、前記静磁場へ重畳して傾斜磁場を発生させる傾斜磁場発生部と、前記被検体へ照射する高周波磁場を発生する高周波発生部と、前記被検体から発生するNMR信号を検出する検出部１４ｂと、前記検出された信号を画像化する画像化部と、前記空間へ水平方向に被検体を移動させる水平方向移動部１０２と、前記被検体を鉛直方向に移動させる鉛直方向移動部１０４を備える。【選択図】図２
2015027314.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体を収容する空間に均一な静磁場を発生させる静磁場発生部と、前記静磁場へ重畳して傾斜磁場を発生させる傾斜磁場発生部と、前記被検体へ照射する高周波磁場を発生する高周波発生部と、前記被検体から発生するＮＭＲ信号を検出する検出部と、前記検出された信号を画像化する画像化部と、前記空間へ水平方向に被検体を移動させる水平方向移動部と、前記被検体を鉛直方向に移動させる鉛直方向移動部を備えたことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項２】
前記被検体を搭載する天板と、前記被検体及び前記天板を搭載する寝台を備え、前記水平方向移動部は、前記寝台が前記被検体を搭載した天板を水平へ移動させることにより、前記空間へ水平方向に被検体を移動させ、前記鉛直方向移動部は、前記水平方向移動部が、前記空間へ水平方向に被検体を移動させた後、前記被検体を鉛直方向に移動させ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。
【請求項３】
前記被検体を搭載する天板と、前記被検体及び前記天板を搭載する寝台を備え、前記鉛直方向移動部は、前記静磁場発生部の外において、前記被検体を寝台により鉛直方向に動かし、その後、前記水平方向移動部により、前記空間へ水平方向に被検体を移動させ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。
【請求項４】
前記天板の前記静磁場発生部内での高さを変更する変更部を備えたことを特徴とする請求項３に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項５】
前記変更部は、前記天板を走らせる部分の高さを、板を重ねることにより高くすることを特徴とする請求項４に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項６】
（１）静磁場発生手段の外において被検体を、寝台に配置する工程と、
（２）前記被検体を、前記静磁場発生手段の中へ移動させる工程と、
（３）前記被検体の配置高さを調整する工程と、
（４）前記被検体の撮像を行う工程と
を備えたことを特徴とする磁気共鳴イメージング方法。
【請求項７】
（５）静磁場発生手段の外において被検体を、寝台に配置する工程と、
（６）前記被検体の配置高さを、前記静磁場発生手段の外において、調整する工程と、
（７）前記被検体を、前記静磁場発生手段の中へ移動させる工程と、
（８）前記被検体の撮像を行う工程と
を備えたことを特徴とする磁気共鳴イメージング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気共鳴イメージング(以下、MRIという。)装置に係り、特に、撮影空間において被検体を上下動することが可能なMRI装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
MRI装置は、被検体、特に人体の組織を構成する原子核スピンが発生するNMR信号を計測し、その頭部、腹部、四肢等の形態や機能を2次元的に或いは3次元的に画像化する装置である。撮影においては、NMR信号には、傾斜磁場によって異なる位相エンコードが付与されるとともに周波数エンコードされて、時系列データとして計測される。傾斜磁場によって異なる位相エンコードが付与されるとともに周波数エンコードされて、時系列データとして計測される。計測されたNMR信号は、2次元又は3次元フーリエ変換することにより、画像に再構成される。
【０００３】
このMRI装置は、静磁場発生源の形状が、円筒型であるか開放型であるかにより、水平磁場方式MRI装置と、垂直磁場方式MRI装置に大別される。水平磁場方式MRI装置では、被検体を配置する撮影空間をとり囲うように静磁場発生源が配置され、被検体は、円筒形状の静磁場発生源の外側において、寝台に搭載され、寝台を水平方向へ動かすことにより、被検体が撮影空間へ配置される。
【０００４】
反対に、垂直磁場方式MRI装置では、被検体を配置する撮影空間を上下から挟むように、静磁場発生手段が配置されるが、被検体は、やはり上下に配置された静磁場発生源の外側において、寝台に搭載され、寝台の移動方向を決定した後、その決定された方向に寝台を動かすことにより、被検体が撮影空間へ配置される。
【０００５】
このようなMRI装置において、被検体を撮影空間に配置するための架台(寝台)の位置を検出し、正確に制御する技術が特許文献1に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開2007-515998号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献1では、被検体を水平方向へ移動することについては配慮がされているが、被検体を鉛直方向に動かすことについては配慮されていない。
【０００８】
本発明の目的は、被検体を水平方向へセットした状態で被検体の鉛直方向への高さを調整することが可能なMRI装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、本発明によれば、被検体を収容する空間に均一な静磁場を発生させる静磁場発生部と、前記静磁場へ重畳して傾斜磁場を発生させる傾斜磁場発生部と、前記被検体へ照射する高周波磁場を発生する高周波発生部と、前記被検体から発生するNMR信号を検出する検出部と、前記検出された信号を画像化する画像化部と、前記空間へ水平方向に被検体を配置する水平方向配置部と、前記被検体を鉛直方向に動かす鉛直方向移動部を備えたことを特徴とするMRI装置が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、被検体を鉛直方向に移動させることが可能なMRI装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係るMRI装置の一例の全体概要
【図２】MRI装置を水平方向から見た図であり、被検体を静磁場発生系2の外に配置した場合の図
【図３】MRI装置を水平方向から見た図であり、被検体を静磁場発生系2の中に配置した場合の図
【図４】上下動機構部104の構造の詳細を示す図
【図５】図2と同様に、被検体1'を大きな撮像空間60に配置出来るが小さな撮像空間61に配置できない場合の図
【図６】天板102を102'の位置に動かす前に天板受けその1(103)の上に天板受けその2(110)を配置する図
【図７】天板受けその1(103)の斜視図
【図８】天板受けその1(103)に、天板受けその2(110)上に配置する様子を示した図
【図９】天板受けその2(110)を天板受けその1(103)に重なり合わせた状態を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付図面に従って本発明のMRI装置の好ましい実施形態について詳説する。なお、発明の実施形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
【００１３】
最初に、本発明に係るMRI装置の一例の全体概要を図1に基づいて説明する。図1は、本発明に係るMRI装置の一実施例の全体構成を示すブロック図である。このMRI装置は、NMR現象を利用して被検体の断層画像を得るもので、図1に示すように、MRI装置は静磁場発生系2と、傾斜磁場発生系3と、送信系5と、受信系6と、信号処理系7と、シーケンサ4と、中央処理装置(CPU)8とを備えて構成される。
静磁場発生系2は、被検体を収容する空間に均一な静磁場を発生させる静磁場発生部であり、垂直磁場方式であれば、被検体1の周りの空間にその体軸と直交する方向に、水平磁場方式であれば、体軸方向に均一な静磁場を発生させるもので、被検体1の周りに永久磁石方式、常電導方式あるいは超電導方式の静磁場発生源が配置されている。
【００１４】
傾斜磁場発生系3は、静磁場に重畳して傾斜磁場を発生させる傾斜磁場発生部であり、MRI装置の座標系(静止座標系)であるX，Y，Zの3軸方向に傾斜磁場を発生する傾斜磁場コイル9と、それぞれの傾斜磁場コイルを駆動する傾斜磁場電源10とから成り、後述のシ−ケンサ4からの命令に従ってそれぞれのコイルの傾斜磁場電源10を駆動することにより、X，Y，Zの3軸方向に傾斜磁場Gx，Gy，Gzを印加する。撮影時には、スライス面(撮影断面)に直交する方向にスライス方向傾斜磁場パルス(Gs)を印加して被検体1に対するスライス面を設定し、そのスライス面に直交して且つ互いに直交する残りの2つの方向に位相エンコード方向傾斜磁場パルス(Gp)と周波数エンコード方向傾斜磁場パルス(Gf)を印加して、エコー信号にそれぞれの方向の位置情報をエンコードする。
【００１５】
シーケンサ4は、高周波磁場パルス(以下、「RFパルス」という)と傾斜磁場パルスをある所定のパルスシーケンスで繰り返し印加する制御手段で、CPU8の制御で動作し、被検体1の断層画像のデータ収集に必要な種々の命令を送信系5、傾斜磁場発生系3、および受信系6に送る。
【００１６】
送信系5は、被検体へ照射する高周波磁場を発生する高周波発生部であり、被検体1の生体組織を構成する原子の原子核スピンに核磁気共鳴を起こさせるために、被検体1にRFパルスを照射するもので、高周波発振器11と変調器12と高周波増幅器13と送信側の高周波コイル(送信コイル)14aとから成る。高周波発振器11から出力された高周波パルスをシーケンサ4からの指令によるタイミングで変調器12により振幅変調し、この振幅変調された高周波パルスを高周波増幅器13で増幅した後に被検体1に近接して配置された高周波コイル14aに供給することにより、RFパルスが被検体1に照射される。
【００１７】
受信系6は、被検体から発生するNMR信号を検出する検出部であり、被検体1の生体組織を構成する原子核スピンの核磁気共鳴により放出されるエコー信号(NMR信号)を検出するもので、受信側の高周波コイル(受信コイル) 14bと信号増幅器15と直交位相検波器16と、A/D変換器17とから成る。送信側の高周波コイル14ａから照射された電磁波によって誘起された被検体1の応答のNMR信号が被検体1に近接して配置された高周波コイル14bで検出され、信号増幅器15で増幅された後、シーケンサ4からの指令によるタイミングで直交位相検波器16により直交する二系統の信号に分割され、それぞれがA／D変換器17でディジタル量に変換されて、信号処理系7に送られる。
【００１８】
信号処理系7は、各種データ処理と処理結果の表示及び保存等を行うもので、光ディスク19、磁気ディスク18等の外部記憶装置と、CRT等からなるディスプレイ20とを有し、受信系6からのデータが、検出された信号を画像化する画像化部でもあるCPU8に入力されると、CPU8が信号処理、画像再構成等の処理を実行し、その結果である被検体1の断層画像をディスプレイ20に表示すると共に、外部記憶装置の磁気ディスク18等に記録する。
【００１９】
操作部25は、MRI装置の各種制御情報や上記信号処理系7で行う処理の制御情報を入力するもので、トラックボール又はマウス23、及び、キーボード24から成る。この操作部25はディスプレイ20に近接して配置され、操作者がディスプレイ20を見ながら操作部25を通してインタラクティブにMRI装置の各種処理を制御する。
【００２０】
寝台部52は、被検体1をガントリ内撮像可能空間に移動するものであり、寝台部52の操作は操作盤55により操作入力を行い、制御回路56にて動作が制御される。また制御回路56とCPU8は接続され寝台の位置情報を認識している。
【００２１】
なお、図1において、送信側の高周波コイル14aと傾斜磁場コイル9は、被検体1が挿入される静磁場発生系2の静磁場空間内に、垂直磁場方式であれば被検体1に対向して、水平磁場方式であれば被検体1を取り囲むようにして設置されている。また、受信側の高周波コイル14bは、被検体1に対向して、或いは取り囲むように設置されている。
【００２２】
現在MRI装置の撮像対象核種は、臨床で普及しているものとしては、被検体の主たる構成物質である水素原子核(プロトン)である。プロトン密度の空間分布や、励起状態の緩和時間の空間分布に関する情報を画像化することで、人体頭部、腹部、四肢等の形態または、機能を2次元もしくは3次元的に撮像する。
【実施例１】
【００２３】
次に、本発明の実施例1について図2〜図4を用いて説明する。ただし、図2及び図3はMRI装置を水平方向から見た図であり、図2は被検体を静磁場発生系2の外に配置した場合、図3は被検体を静磁場発生系2の中に配置した場合である。
【００２４】
まず、図2において、52は、寝台部であり、被検体及び後述する天板を搭載する寝台101と被検体を搭載する天板102より構成され、空間へ水平方向に被検体を移動させる水平方向移動部でもあるものである。水平方向移動部は、寝台が被検体を搭載した天板を水平へ移動させることにより、空間へ水平方向に被検体を移動させる。
【００２５】
2は静磁場発生系であり、撮像空間を鉛直方向上側と下側から挟んで、あるいはトンネル状に囲んで配置されるものである。
【００２６】
103は、静磁場発生系2に配置された天板受けその1である。これは、後述する上下動駆動部104によって支えられ、被検体を搭載した天板102を、その上に滑らせて静磁場発生系2内に配置するものである。
【００２７】
104は、上下動駆動部であり、後述するモータ105に接続され、モータ105によって駆動されるものであり、被検体を鉛直方向に移動させる鉛直方向移動部でもある。鉛直方向移動部は、水平方向移動部が、空間へ水平方向に被検体を移動させた後、被検体を鉛直方向に移動させる。
【００２８】
105は、モータであり、上下動駆動部104を駆動するものであり、後述する制御回路56に接続されているものである。
【００２９】
56は、後述する操作盤55、CPU8に接続され、モータを駆動する制御回路である。
【００３０】
55は、操作盤であり、操作盤55から上下／下降信号が制御回路56を介してモータへ伝達されるようになっている。
【００３１】
8は、CPUであり、制御回路56及び後述する操作部25に接続されている。
25は、操作部であり、操作者が撮像画像から被検体の高さを確認し、それに基づいて位置を変更するように操作部を操作すると、その指令をCPU8と制御回路56を介してモータを伝えるために用いられる。
【００３２】
図2において、実際のMRI装置による撮像の際には、被検体1は天板102に配置され、天板102が移動され、被検体が大きな撮像空間60の関心領域に入る。移動後の被検体を1’、天板を102’とする。
【００３３】
図2の場合、天板移動後の被検体1’は、大きな撮像空間60への配置はできるが、高さ方向において小さな撮像空間61に配置できていない。正確には、被検体は撮影空間61の鉛直方向下側に配置されている。
【００３４】
この場合、静磁場発生系2と被検体1’との距離62は広く取れるため閉所感が低減され居住性が向上するが、脂肪抑制撮像や機能撮像など磁場均一性を特に必要とする撮像において、被検体の撮像部位が撮像空間61から離れているため、質の良い画像が得られない。
【００３５】
そこで図3において天板102および102’が走行する面である天板受けその1(103)を、モータ105と上下動駆動部104によって鉛直方向上側に移動することにより、被検体1’の高さを撮像空間61と同じ高さに配置する。
【００３６】
次に、上下動機構部104の構造の詳細を図4を用いて説明する。ただし、上下動機構部104は、撮像空間61を挟む静磁場発生系2の前後に配置される。以下、その前側についてのみ記述するが、後側も前側と同じ構成からなる。
【００３７】
図4において、106はシザーズ機構である。107は、支持部である。105は、モータであり、電動シリンダや油圧シリンダによって構成される。
【００３８】
シリンダ105が伸びるとシザーズ機構106が上昇し、縮むとシザース機構は下降する。被検体1’、天板102’、天板受けその1(103)は、上下動機構部104の上に乗っているため、一体となって上下動が可能となる。
【００３９】
ここで、被検体1'と天板102の間に例えばマットやタオル等を用いることで被検体の高さを調整し磁場均一空間に被検体の関心領域を配置することで対応可能な場合もある。しかしながら受信コイル14bが天板102(102’)に内蔵され、天板と受信コイルを一体化構造としている場合は、コイルと被検体との距離を空けることは画質が低下する影響がある。その点、上述した本実施例では画質を下げることなく関心領域を磁場均一空間に配置できる。
【００４０】
一方、被検体によっては閉所感を嫌われる場合や体型が大きいことから高さを上げる必要が無い場合もある。その場合は天板を上げない、もしくは下げることで居住性を上げることもできる。
【００４１】
本実施例によれば、被検体を一度水平方向にセットした後、鉛直方向に被検体を移動させることができる。本実施例によれば、(1)静磁場発生手段の外において被検体を、寝台に配置する工程と、(2)前記被検体を、前記静磁場発生手段の中へ移動させる工程と、(3)前記被検体の配置高さを調整する工程と、(4)前記被検体の撮像を行う工程とを備える磁気共鳴イメージング方法も提供できる。
【実施例２】
【００４２】
次に、実施例2について図5〜図9を用いて説明する。実施例1と異なる点は、被検体の高さ調整に駆動系を伴う機械部品を使用しないことである。以下、異なる箇所のみ説明し、同じ箇所の説明は省略する。
【００４３】
本実施例である図6は、天板102を102’の位置に動かす前に天板受けその1(103)の上に天板受けその2(110)を設置する図である。図2における上下動機構部104、モータ105は使用しない。
【００４４】
図5は、図2と同様、被検体1’を大きな撮像空間60に配置出来るが小さな撮像空間61に配置出来ない場合の図である。
【００４５】
実施例1と異なり、モータや上下動機構部を設けないことから磁場均一空間に配置するため、天板102、102’の走行面の高さを上げる。より具体的には、天板102を移動させる前に天板受けその2(110)を天板受けその1(103)に配置し、固定する。手動での取り付けの為、天板受けその2(110)はブロック上で持ち運びを容易なものとする。そして、寝台101の高さをその分上げ、天板102(102')を天板受けその2(110)の走行面上で移動させるようにする。
【００４６】
天板受けその2(110)の走行面上で移動させた図は、図6である。このようにしても、被検体の配置位置を、所定位置より鉛直方向上側に配置できる。
【００４７】
以下、天板受けその1(103)の天板受けその2(110)への接続の詳細を図7、図8、図9を用いて説明する。
【００４８】
図7は、天板受けその1(103)の斜視図である。図7において、111は、天板102のローラーを走らすための、ローラーガイドである。112aは、天板受けその2(110)を天板受けその1(103)に固定するための天板受けその2ガイド受けである。113aは、天板受けその2(110)を天板受けその1(103)に固定するためのストッパー穴である。
【００４９】
図8は、天板受けその1(103)に、天板受けその2(110)上に配置する様子を示した図である。112bは、天板受けその2(110)に設けられた、突起であり、112aと対応するものであり、113bは、ストッパー穴であり、113aに対応するものである。
【００５０】
天板受けその2(110)の挿入は、矢印114の方向に、ローラガイド111と天板受けその2ガイド受け112aに沿いながら挿入できるようになっている。
【００５１】
天板受けその2ガイド受け112aと突起112bが接触するまで挿入する。
【００５２】
図9は、天板受けその2(110)を天板受けその1(103)に重なり合わせた状態を示す図である。ストッパー穴113a、113bにストッパー115を挿入し、天板受けその2(110)の設置が完了する。
【００５３】
本実施例では、鉛直方向移動部は、静磁場発生部の外において、被検体を寝台により鉛直方向に動かし、その後、水平方向移動手段により、空間へ水平方向に被検体を移動させる。すなわち、天板の静磁場発生部内の高さを変更する変更部を備え、変更部は、天板の走らせる部分の高さを、板の重ねることにより高くする。
【００５４】
本実施例では、高さを調整する操作性や自由度は下がるが、装置規模を大きくする必要がないという利点がある。ただし、本実施例は天板受けその2(110)上に天板102を配置する構造となっているため、寝台自身の高さ位置をその分上げることが必要である。
【００５５】
本実施例によれば、(5)静磁場発生手段の外において被検体を、寝台に配置する工程と、(6)前記被検体の配置高さを、前記静磁場発生手段の外において、調整する工程と、(7)前記被検体を、前記静磁場発生手段の中へ移動させる工程と、(8)前記被検体の撮像を行う工程とを備える磁気共鳴イメージング方法も提供できる。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明は、MRI装置に適用される。
【符号の説明】
【００５７】
1、1'  被検体、2  静磁場発生系、8  演算処理部、14b  高周波コイル(受信コイル)、25  操作部、52  寝台部、55  操作盤、56  制御回路、60、61  撮像空間、62  距離、101  寝台、102、102'  天板、103  天板受けその1、104  上下駆動機構、105モータ
【図１】
2015027314.tif 000003
【図２】
2015027314.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2015027314.tif 000008
【図７】
2015027314.tif 000009
【図８】
2015027314.tif 000010
【図９】
2015027314.tif 000011