(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁場発生手段が設置されているＭＲ撮影室の天井または床に設けられた複数の人感センサと、
該複数の人感センサにより検出される前記ＭＲ撮影室内に居る人の位置と、前記ＭＲ撮影室内において磁場強度が所定レベル以上である領域を特定する情報とに基づいて、警報を発する条件を満たしているか否かを判定する判定手段とを備えており、
前記複数の人感センサは、その設置密度が前記磁場発生手段からの距離に応じて変化するように配置されているＭＲ装置用安全システム。
【請求項２】
磁場発生手段が設置されているＭＲ撮影室の天井または床に設けられた複数の人感センサと、
該複数の人感センサにより検出される前記ＭＲ撮影室内に居る人の位置と、前記ＭＲ撮影室内において磁場強度が所定レベル以上である領域を特定する情報とに基づいて、警報を発する条件を満たしているか否かを判定する判定手段とを備えており、
前記条件は、しきい値となる磁場強度と該磁場強度の領域に居る人の数とを含んでいるＭＲ装置用安全システム。
【請求項３】
前記複数の人感センサは、格子状に配置されている請求項１または請求項２に記載のＭＲ装置用安全システム。
【請求項４】
前記複数の人感センサは、赤外線センサである請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のＭＲ装置用安全システム。
【請求項５】
前記複数の人感センサは、床に配置された圧力センサである請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のＭＲ装置用安全システム。
【請求項６】
前記判定手段により前記条件を満たすと判定されたとき、前記磁場発生手段を有するガントリに設けられたディスプレイおよび／またはスピーカを介して警報を発する警報手段をさらに備えている請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のＭＲ装置用安全システム。
【請求項７】
前記判定手段により前記条件を満たすと判定されたとき、前記ＭＲ撮影室の外に居る人に対して警報を発する警報手段をさらに備えている請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のＭＲ装置用安全システム。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のＭＲ装置用安全システムを備えたＭＲ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＭＲ（Magnetic Resonance）撮影室内の強磁場領域への人の進入を検知するＭＲ装置用安全システム（system）およびその安全システムを備えたＭＲ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気共鳴装置、いわゆるＭＲ装置の使用における安全に対する意識は、ＭＲ装置の主磁場（静磁場）の強度が上がるにつれて増々高まっている。
【０００３】
ＭＲ装置の設置施設によっては、心臓ペースメーカ（pacemaker）装着者の立入禁止区域の境界である５ガウス−ライン（5 Gauss
line）が視覚的に分かるように、床に目印を置くことも考えられている。
【０００４】
また、特許文献１では、計測ユニット（unit）により超音波等を用いて磁場発生手段と被計測体との距離を計測し、その計測結果に基づいて警報を発するＭＲ装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１９２８５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１のＭＲ装置では、磁場発生手段と被計測体との距離を計測し、その計測結果に基づいて警報を発するので、医療器具などの人以外の物体が被計測体となって誤検出が起こったり、物陰に隠れた人を検出できなかったりすることもあり、ＭＲ撮影室内の強磁場領域への人の進入を精度よく検知することができない。
【０００７】
このような事情により、ＭＲ撮影室内の強磁場領域への人の進入を精度よく検知する技術の提供が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の観点の発明は、磁場発生手段が設置されているＭＲ撮影室の天井または床に設けられた複数の人感センサ（sensor）と、該複数の人感センサにより検出される前記ＭＲ撮影室内に居る人の位置と、前記ＭＲ撮影室内において磁場強度が所定レベル（level）以上である領域を特定する情報とに基づいて、警報を発する条件を満たしているか否かを判定する判定手段とを備えたＭＲ装置用安全システムを提供する。
【０００９】
第２の観点の発明は、前記複数の人感センサが、格子状に配置されている上記第１の観点のＭＲ装置用安全システムを提供する。
【００１０】
第３の観点の発明は、前記複数の人感センサが、赤外線センサである上記第１の観点または第２の観点のＭＲ装置用安全システムを提供する。
【００１１】
第４の観点の発明は、前記複数の人感センサが、床に配置された圧力センサである上記第１の観点または第２の観点のＭＲ装置用安全システムを提供する。
【００１２】
第５の観点の発明は、前記複数の人感センサが、その設置密度が前記磁場発生手段からの距離に応じて変化するように配置されている上記第１の観点から第４の観点のいずれか一つの観点のＭＲ装置用安全システムを提供する。
【００１３】
第６の観点の発明は、前記判定手段により前記条件を満たすと判定されたとき、前記磁場発生手段を有するガントリ（gantry）に設けられたディスプレイ（display）および／またはスピーカ（speaker）を介して警報を発する警報手段をさらに備えている上記第１の観点から第５の観点のいずれか一つの観点のＭＲ装置用安全システムを提供する。
【００１４】
第７の観点の発明は、前記判定手段により前記条件を満たすと判定されたとき、前記ＭＲ撮影室の外に居る人に対して警報を発する警報手段をさらに備えている上記第１の観点から第６の観点のいずれか一つの観点のＭＲ装置用安全システムを提供する。
【００１５】
第８の観点の発明は、前記所定レベルが、５ガウスである上記第１の観点から第７の観点のいずれか一つの観点のＭＲ装置用安全システムを提供する。
【００１６】
第９の観点の発明は、前記情報が、シミュレーション（simulation）または実測により得られたものである上記第１の観点から第８の観点のいずれか一つの観点のＭＲ装置用安全システムを提供する。
【００１７】
第１０の観点の発明は、前記条件が、しきい値となる磁場強度と該磁場強度の領域に居る人の数とを含んでいる上記第１の観点から第９の観点のいずれか一つの観点のＭＲ装置用安全システムを提供する。
【００１８】
第１１の観点の発明は、上記第１の観点から第１０の観点のいずれか一つの観点のＭＲ装置用安全システムを備えたＭＲ装置を提供する。
【発明の効果】
【００１９】
上記観点の発明によれば、ＭＲ撮影室内での人の位置の検出に、天井または床に設けられた複数の人感センサを用いるので、人以外の物体の誤検出や、物陰に隠れた人の検出漏れなどを抑えることができ、ＭＲ撮影室内の強磁場領域への人の進入を精度よく検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】発明の実施形態に係るＭＲ装置の構成を概略的に示す図である。
【図２】撮影室および操作室と磁場強度分布とを示す図である。
【図３】ＭＲ装置による安全監視処理のフロー（flow）図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、発明の実施形態について説明する。なお、これにより発明が限定されるものではない。
【００２２】
図１に、本実施形態に係るＭＲ装置用安全システムを備えたＭＲ装置の構成を概略的に示す。同図に示すように、ＭＲ装置は、マグネットシステム（magnet system）であるガントリ１００と、クレードル（cradle）５００と、ガントリ制御部２００と、操作コンソール（console）３００とを有している。ガントリ１００およびクレードル５００は、磁気シールド（shield）された撮影室４０１内に設置されている。ガントリ制御部２００は、撮影室４０１の外にある制御室に設置されている。また、操作コンソール３００は、撮影室４０１の外にある操作室４０３に設置されている。
【００２３】
ガントリ１００は、主磁場コイル（coil）部１０２、勾配コイル部１０６およびＲＦコイル部１０８を有している。これら各コイル部は概ね円筒状の形状を有しており、互いに同軸的に配置されている。ガントリ１００の概ね円柱状の内部空間（ボア：bore）に、撮影の対象１がクレードル５００に搭載されて図示しない搬送手段により搬入および搬出される。対象１の頭部はＲＦコイル部１０８内に収容されている。
【００２４】
主磁場コイル部１０２は、ガントリ１００の内部空間に静磁場を形成する。静磁場の方向は、概ね対象１の体軸の方向に平行である。すなわち、いわゆる水平磁場が形成される。主磁場コイル部１０２は、例えば超伝導コイルを用いて構成されている。なお、超伝導コイルに限らず常伝導コイル等を用いて構成してもよい。あるいは、このようなコイルを用いずに、永久磁石を用いて静磁場を形成させてもよい。
【００２５】
ガントリ１００は、さらに、ガントリディプレイ１１０と、ガントリスピーカ１１１とを備えている。
【００２６】
ガントリ制御部２００は、勾配駆動部１３０と、ＲＦ駆動部１４０と、データ（data）収集部１５０とを備えている。
【００２７】
また、操作コンソール３００は、シーケンス（sequence）制御部１６０と、データ処理部１７０と、表示部１８０と、コンソールスピーカ１８１と、操作部１９０とを備えている。
【００２８】
勾配コイル部１０６には、勾配駆動部１３０が接続されている。勾配駆動部１３０は、勾配コイル部１０６に駆動信号を与えて勾配磁場を発生させる。勾配駆動部１３０は、勾配コイル部１０６における３系統の勾配コイルに対応して、図示しない３系統の駆動回路を有している。
【００２９】
ＲＦコイル部１０８には、ＲＦ駆動部１４０が接続されている。ＲＦ駆動部１４０はＲＦコイル部１０８に駆動信号を与えてＲＦパルス（pulse）を送信し、対象１の体内のスピン（spin）を励起する。
【００３０】
ＲＦコイル部１０８には、データ収集部１５０が接続されている。データ収集部１５０は、ＲＦコイル部１０８が受信した受信信号をサンプリング（sampling）によって取り込み、それをディジタルデータ（digital data）として収集する。なお、ＲＦコイル部１０８は、送信用と受信用とを分けて設置してもよい。
【００３１】
勾配駆動部１３０、ＲＦ駆動部１４０およびデータ収集部１５０には、シーケンス制御部１６０が接続されている。シーケンス制御部１６０は、勾配駆動部１３０、ＲＦ駆動部１４０およびデータ収集部１５０をそれぞれ制御して磁気共鳴信号の収集を遂行する。
【００３２】
シーケンス制御部１６０は、例えばコンピュータ（computer）等を用いて構成されている。シーケンス制御部１６０は、図示しないメモリ（memory）を有している。メモリは、シーケンス制御部１６０用のプログラムおよび各種のデータを記憶している。シーケンス制御部１６０の機能は、コンピュータがメモリに記憶されたプログラム（program）を実行することにより実現される。
【００３３】
データ収集部１５０の出力側は、データ処理部１７０に接続されている。データ収集部１５０が収集したデータが、データ処理部１７０に入力される。
【００３４】
データ処理部１７０は、シーケンス制御部１６０に接続されている。データ処理部１７０は、シーケンス制御部１６０の上位にあってそれを統括する。ＭＲ装置の機能は、データ処理部１７０がメモリに記憶されたプログラムを実行することによりを実現される。
【００３５】
データ処理部１７０は、データ収集部１５０が収集したデータに基づいて画像を再構成する。
【００３６】
データ処理部１７０には、表示部１８０、コンソールスピーカ１８１および操作部１９０が接続されている。表示部１８０は、グラフィックディスプレー（graphic display）等で構成されている。操作部１９０は、ポインティングデバイス（pointing-device）を備えたキーボード（keyboard）等で構成されている。
【００３７】
表示部１８０は、データ処理部１７０から出力される信号やデータに基づいて、再構成画像、患者情報、撮影条件、警報などの各種の情報を表示する。
【００３８】
コンソールスピーカ１８１は、データ処理部１７０から出力される信号やデータに基づいて、指示、案内、警報などを音声または音により出力する。
【００３９】
操作部１９０は、操作者によって操作され、各種の指令や情報等をデータ処理部１７０に入力する。操作者は表示部１８０および操作部１９０を通じてインタラクティブ（interactive）にＭＲ装置を操作する。
【００４０】
データ処理部１７０には、さらに、ガントリ１００に設けられたガントリディスプレイ１１０およびガントリスピーカ１１１が接続されている。
【００４１】
ガントリディスプレイ１１０は、データ処理部１７０から受け取った信号やデータに基づいて、患者情報や撮影条件、警報などの必要な情報を表示する。
【００４２】
ガントリスピーカ１１１は、データ処理部１７０から出力される信号やデータに基づいて、指示、案内、警報などを音声または音により出力する。
【００４３】
図２に、撮影室および操作室を上から見たときの透視図と、撮影室内の所定の水平面における磁場強度分布とを示す。
【００４４】
撮影室３０１の天井には、複数の人感センサ２０１が格子状に配置されている。人感センサ２０１は、例えば、赤外線を用いてセンサ直下の周辺温度を略リアルタイム（real time）で検出するものである。これにより、格子状に配置された人感センサ２０１のそれぞれにて検出された温度やその時間的変化などから、人の体温や動きを捉え、どの位置に人が居るかを検出することができる。
【００４５】
人感センサ２０１の配置間隔は、例えば、３０ｃｍ〜１００ｃｍ程度であり、撮影室４０１が標準的な広さ（例えば６ｍ×８ｍ）であって主磁場の強度が３テスラ（Ｔ）ほどであれば、例えばその配置間隔は５０ｃｍ程度とすることができる。
【００４６】
なお、人感センサ２０１は、主磁場中心Ｃに近い場所では、配置間隔を狭くして密度を高め、主磁場中心Ｃから遠い場所では、配置間隔を広くして密度を低くするようにしてもよい。主磁場中心Ｃの近くでは磁場強度が急激に変化するが、主磁場中心Ｃから遠い場所では磁場強度の変化が緩やかである。そのため、主磁場中心Ｃから遠い場所については、人感センサ２０１の設置密度を相対的に低くして検出分解能を下げることができ、これにより、人感センサ２０１の設置個数を抑えてコスト（cost）を低減することができる。
【００４７】
操作コンソール３００は、さらに、磁場強度分布情報記憶部２０２と、警報条件設定部２０３と、警報判定部２０４とを備えている。
【００４８】
磁場強度分布情報記憶部２０２は、撮影室４０１内における磁場強度分布を示す磁場強度分布情報を記憶する。この磁場強度分布情報は、シミュレーションまたは実測により求められたものである。図２には、撮影室内における磁場強度分布の一例も示してある。
【００４９】
警報条件設定部２０３は、操作者の操作に応じて、警報を発するときの条件を設定する。ここでは、深刻度の異なる複数の警報条件を設定することにする。警報条件は、例えば、しきい値となる磁場強度やその磁場強度の領域に居る人の数などにより設定する。本例では、磁場強度が「５ガウス」以上の領域Ｒ１に「２人」以上の人が居るときを第１の警報条件とする。また、磁場強度が「２０ガウス」以上の領域Ｒ２に「１人」以上の人が居るときを第２の警報条件とする。「５ガウス」ラインは、ガイドライン（guideline）により、心臓ペースメーカ保持者の立入禁止区域の境界とされている。なお、この警報条件において、所定の磁場強度の領域に居る人の数を「２人」以上にすると、撮影技師や助手などの操作者を予め除いた誰かが所定の強磁場領域に居るとき警報を発するようにすることができ、操作者自身の存在で警報が発せられる事態を避けることができる。
【００５０】
警報判定部２０４は、複数の人感センサ２０１の出力に基づいて人の位置を検出し、磁場強度分布情報が示す強度分布と照らし合わせて、設定された警報条件を満たすか否かを判定する。これにより、強磁場領域に人が進入しているか否かを判定することができる。この判定結果は、データ処理部１７０に送られる。
【００５１】
データ処理部１７０は、警報判定部２０４から受け取った判定結果が、警報条件設定部２０３により設定されたいずれかの警報条件を満たすときに、警報を発するよう各部を制御する。本例では、データ処理部１７０は、警報を発するときは、撮影室４０１内のガントリ１００に設けられたガントリディプレイ１１０やガントリスピーカ１１１に加え、操作室４０３内の操作コンソール３００の表示部１８０やコンソールスピーカ１８１に信号を送り、警報音や警報表示を出力させる。これにより、撮影室４０１内に居る者だけでなく、撮影室４０１外に居る者にも注意喚起を行うことができる。
【００５２】
データ処理部１７０は、警報判定部２０４の判定結果に応じて、警報音、警報音声、警報表示などを発する。本例では、第１の警報条件のみを満たすときは、「ピッ」という短い警報音を小音量により１秒間隔で出力させ、警報表示を点灯させる。また、第２の警報条件を満たすときは、警報音を大音量により０．５秒間隔で出力させ、警報表示を点滅させる。
【００５３】
これより、本実施形態に係るＭＲ装置による安全監視処理について説明する。
【００５４】
図３に、本実施形態に係るＭＲ装置による安全監視処理のフロー（flow）図を示す。
【００５５】
ステップ（step）Ｓ１では、磁場強度分布情報を入力して、磁場強度分布情報記憶部２０２に記憶させる。
【００５６】
ステップＳ２では、警報条件を設定する。
【００５７】
ステップＳ３では、安全監視処理の中断コマンド（command）が入力されたか否かを判定する。入力された場合には、安全監視処理を中断し、入力されていない場合には、ステップＳ４に進む。
【００５８】
ステップＳ４では、人感センサ２０１の出力に基づいて、撮影室４０１内における人の居る位置を検出する。
【００５９】
ステップＳ５では、磁場強度分布情報を読み出す。
【００６０】
ステップＳ６では、検出された人の位置と磁場強度分布とを照らし合わせ、警報条件を満たすか否かを判定する。いずれかの警報条件を満たすときには、強磁場領域に人が進入したと判断し、ステップＳ６に進む。警報条件を満たさないときには、ステップＳ３に戻る。
【００６１】
ステップＳ７では、満たしている警報条件に応じて、警報音や警報表示などを出力させる。そして、ステップＳ３に戻る。
【００６２】
このような本実施形態のＭＲ装置用安全システムによれば、ＭＲ撮影室内での人の位置の検出に、天井に設けられた複数の人感センサを用いるので、人以外の物体の誤検出や、物陰に隠れた人の検出漏れなどを抑えることができ、ＭＲ撮影室内の強磁場領域への人の進入を精度よく検知して警報を発することができる。
【００６３】
また、本実施形態では、人感センサを複数配置しているので、高い空間分解能で人の位置を検出することができる。
【００６４】
また、本実施形態では、人感センサとして赤外線センサを用いているので、温度が人の体温より有意に低いあるいは高い物体などを誤検出することがない。
【００６５】
また、本実施形態では、磁場強度分布情報は、シミュレーションまたは実測により求められたものなので、警報条件を満たすか否かの判定における精度が非常に高い。
【００６６】
以上、発明の実施形態について説明したが、発明の実施形態は、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変形が可能である。
【００６７】
例えば、人感センサ２０１としては、温度を検知する赤外線センサのほか、遮光を検知する光学センサ、超音波の反射波を検知する超音波センサなどを用いることができる。人感センサ２０１は、天井だけでなく、床に配置することもできる。床に配置する場合には、人感センサ２０１として、さらに圧力を検知する圧力センサを用いることもできる。
【００６８】
また例えば、複数の人感センサ２０１は、格子状だけでなく、蜂の巣（ハニカム）状、同心円状など別の態様で配置されてもよい。
【００６９】
また例えば、ＬＥＤ電灯などにより構成される警報灯を撮影室４０１内外に別途設け、警報を行う際にこの警報灯を点灯させてもよい。
【００７０】
また例えば、警報を発する際に、人が進入している領域の磁場強度が感覚的に分かるように、人が進入している領域の磁場強度に応じて、警報の形態を変えるようにしてもよい。
【００７１】
また例えば、通常状態あるいは、警報を発する際に、表示部１８０やガントリディスプレイ１１０に、各磁場強度と、その磁場強度の領域に存在する人の数とを対応付けて表示するようにしてもよい。
【００７２】
また例えば、通常状態あるいは、警報を発する際に、撮影室内の磁場強度分布と人が存在している位置とを重ねたマップを表示するようにしてもよい。
【００７３】
また例えば、警報を発する際に、担当の撮影技師が携帯する携帯端末にも無線で警報信号を送り、携帯端末に警報情報を表示させたり、音や振動で警報を行うようにしてもよい。
【００７４】
また例えば、撮影室内外に３軸の磁気センサを設置し、撮影室内の磁場の変化を観測して、磁性体を持った人が撮影室４０１内に進入あるいは存在しているかを判断し、必要に応じて警報を発するようにしてもよい。
【００７５】
また例えば、この安全システムは、ＭＲ装置と完全に独立して構成されてもよい。
【符号の説明】
【００７６】
１  対象
１００  ガントリ
１０２  主磁場コイル部（磁場発生手段）
１０６  勾配コイル部
１０８  ＲＦコイル部
１１０  ガントリディプレイ（警報手段）
１１１  ガントリスピーカ（警報手段）
１３０  勾配駆動部
１４０  ＲＦ駆動部
１５０  データ収集部
１６０  シーケンス制御部
１７０  データ処理部（警報手段）
１８０  表示部（警報手段）
１８１  コンソールスピーカ（警報手段）
１９０  操作部
２００  ガントリ制御部
２０１  人感センサ
２０２  磁場強度分布情報記憶部
２０３  警報条件設定部
２０４  警報判定部（判定手段）
３００  操作コンソール
４０１  撮影室
４０３  操作室
５００  クレードル
【図１】
0005819688.tif 000002
【図２】
0005819688.tif 000003
【図３】
0005819688.tif 000004