(57)【要約】【課題】ガントリー内の環境変化に追随したハウリング抑制をし、被検者の精神的負担を軽減し、快適な対話が可能なＭＲＩ装置を実現する。【解決手段】音声制御部１５は操作者（被検者）からの音声信号をＡＤ変換する送話（受話）ＡＤ変換器２１（２６）と、ハウリング抑制係数２３（２８）を出力する送話（受話）ハウリング検出／抑制２２（２７）と、ＡＤ変換器２１（２６）の出力信号と抑制部２２（２７）の出力信号との加算器３２（３３）と、音声信号をＤＡ変換する送話（受話）ＤＡ変換器２４（２９）と、送話スイッチからの送話切換信号２０により送話可能状態にする送話切換部２５とを備える。抑制部２２（２７）は送受話の互いの音声データを比較し対話に影響を与えない判定可能時間に周波数等を分析しハウリング抑制係数２３（２８）を出力する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シールドルーム内に、静磁場発生手段と、傾斜磁場発生手段と、高周波信号送受信手段と、円筒状のガントリーとが配置され、上記ガントリー内に配置されたマイクロホン及びスピーカーと、上記ガントリー内に配置されたマイクロホン及びスピーカーにより音声の送受信を行う上記シールドルーム外に配置されたマイクロホン及びスピーカーとを備える磁気共鳴イメージング装置において、
上記ガントリー内に配置されたマイクロホンから上記シールドルーム外に配置されたスピーカーへの音声の一方向の伝達である一方向形式とするか、上記ガントリー内に配置されたマイクロホン及びスピーカーと上記シールドルーム外に配置されたマイクロホン及びスピーカーとにより音声の双方向の伝達である対話形式とするかを選択する送話スイッチと、
送話音声と受話音声とを比較し、上記送話スイッチにより選択された一方向形式と対話形式とのそれぞれの形式に応じて、ハウリング抑制係数を算出し、送受される音声を制御するハウリング検出抑制手段と、
を備え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】
請求項１記載の磁気共鳴イメージング装置において、上記ハウリング検出抑制手段は、
上記シールドルーム外に配置されたマイクロホンからの出力信号と上記ガントリー内に配置されたマイクロホンからの出力信号とを比較して、送話時のハウリング抑制係数を算出し、算出したハウリング抑制係数により上記シールドルーム外に配置されたマイクロホンからの出力信号に加算する送話ハウリング検出抑制手段と、
上記シールドルーム外に配置されたマイクロホンからの出力信号と上記ガントリー内に配置されたマイクロホンからの出力信号とを比較して、受話時のハウリング抑制係数を算出し、算出したハウリング抑制係数により上記ガントリー内に配置されたマイクロホンからの出力信号に加算する受話ハウリング検出抑制手段とを備えることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項３】
請求項２記載の磁気共鳴イメージング装置において、送話ハウリング検出抑制手段が算出したハウリング抑制係数を記憶する送話係数記憶手段と、受話ハウリング検出抑制手段が算出した、上記一方向形式での受話ハウリング抑制係数及び上記対話形式での受話ハウリング抑制係数を記憶する受話係数記憶手段とを備え、上記送話ハウリング検出抑制手段及び受話ハウリング検出抑制手段は、上記送話スイッチにより一方向形式が選択されたか対話形式が選択されたかに従って、上記送話係数記憶手段又は受話係数記憶手段に記憶されたハウリング抑制係数を選択し、選択したハウリング抑制係数をマイクロホンからの出力信号に加算することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項４】
請求項３記載の磁気共鳴イメージング装置において、送話ハウリング検出抑制手段及び受話ハウリング検出抑制手段は、ハウリングが発生しているか否かを判断し、ハウリングが発生したと判断した場合は、ハウリング抑制係数を算出し、算出したハウリング抑制係数を、上記送話係数記憶手段又は受話係数記憶手段に記憶されたハウリング抑制係数と置き換えることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【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装置（ＭＲＩ装置）に係り、特に被検者と操作者との対話を快適とするＭＲＩ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＭＲＩ装置では、静磁場に置かれた被検者に対し高周波パルスを照射することで、原子核のスピンが励起され核磁気共鳴信号が発生する。このとき、傾斜磁場を所定のシーケンスで印加することにより、核磁気共鳴信号は位置的な情報が与えられ、この核磁気共鳴信号を再構成することにより被検者内の断層像を得ることができる。このようなＭＲＩ装置において、外部ノイズによる偽像発生の防止のため、ＭＲＩ装置の内、静磁場発生源、傾斜磁場コイル、高周波コイル、シムコイル等の計測系はシールドルーム内に設置される。
【０００３】
シールドルーム外の操作者とシールドルーム内の被検者との間で何らかの対話を行おうとする場合には、例えば、特許文献１に記載された技術のようにして、スピーカーやマイクロホンを用いて対話する。
【０００４】
クローズ型ガントリーにおいては、操作者側からの送話を明瞭に被検者へ伝えるためにはガントリー内に非磁性のスピーカー及びマイクロホンを配置する必要がある（例えば、特許文献２に記載の技術参照）。スピーカーとマイクロホンの配置位置については、被検者の撮影空間への挿入方向、状態を考慮して、スピーカーとマイクロホンとを組合せたものをクローズ型ガントリーの磁石軸長方向の両端部近辺に配置される。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１０２２０３号公報
【特許文献２】特開２００６−４３０７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上述したクローズ型ガントリーにおいては、ガントリー内に形状を考慮し、操作者及び被検者の聴覚、声音に合わせ音量調整が必要とされ、音声の低い操作者及び被検者に対しては、音量を上げる必要がある。
【０００７】
また、スピーカーとマイクロホンとが非常に隣接していることから、音量を上げると、ハウリングが発生する。ハウリングが発生すると、被検者に不快感を与えるのみならず、操作者と被検者との正確な意思伝達が阻害される可能性がある。
【０００８】
そこで、一般のハウリング防止技術（スピーカーからマイクロホンに入力されるエコー成分を推定し、その推定成分をマイクロホンへの入力成分から減算する）をＭＲＩ装置に適用することが考えられる。
【０００９】
しかし、ＭＲＩ装置においては、ガントリー内の被検者から、シールドルーム外の操作者への一方向のみの通話形式と、被検者と操作者との対話形式との２つの形式が切り替えられて使用されている。この２つの形式では、マイクロホンとスピーカーが置かれる環境が異なるため、反響条件も異なるものとなる。
【００１０】
このため、一般的なハウリング技術を単にＭＲＩ装置に適用しても、有効にハウリングを抑制することは困難である。
【００１１】
本発明の目的は、ガントリー内の環境の変化に追随したハウリングの抑制ができ、被検者に安心感を与えて精神的負担を軽減し、快適な対話が可能な磁気共鳴イメージング装置を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の磁気共鳴イメージング装置は、シールドルーム内に円筒状のガントリーが配置され、このガントリー内にマイクロホン及びスピーカーが配置されるとともに、シールドルーム外にマイクロホン及びスピーカーが配置される。そして、ガントリー内に配置されたマイクロホンからシールドルーム外に配置されたスピーカーへの音声の一方向の伝達である一方向形式とするか、ガントリー内に配置されたマイクロホン及びスピーカーとシールドルーム外に配置されたマイクロホン及びスピーカーとによる対話形式とするかが送話スイッチにより選択され、ハウリング検出抑制手段が送話音声と受話音声とを比較し、送話スイッチにより選択された一方向形式と対話形式とのそれぞれの形式に応じて、ハウリング抑制係数を算出し、送受される音声を制御する。
【００１３】
好ましくは、ハウリング検出抑制手段は、算出したハウリング抑制係数を記憶する係数記憶手段を備え、一方向形式か対話形式かに従って記憶したハウリング抑制係数を用いる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ガントリー内に互いに近接したマイクロホンとスピーカーとが配置されたＭＲＩ装置において、対話形式の場合と一方向形式の場合とにおけるガントリー内の環境の変化に追随してハウリングを抑制することが可能な磁気共鳴イメージング装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。
【００１６】
図１は、本発明が適用されるＭＲＩ装置の概略構成図である。図１において、ＭＲＩ装置は、撮影空間に均一な静磁場を発生する磁石２と、静磁場空間に位置情報を印加する傾斜磁場コイル３と、高周波磁場を発生する照射コイル４と、被検者から発生する核磁気共鳴信号を受信する受信コイル５とを有する計測系を備えている。ただし、図１に示した例においては、磁石２は水平磁場タイプの円筒状の磁石を示し、磁石２、傾斜磁場コイル３、照射コイル４はデザイン性、安全性の点からガントリーカバー６に覆われている。なお、ガントリーカバー６で覆ったもの全体を総称してガントリーとも呼ぶ。
【００１７】
撮影空間には被検者８がテーブル７に配置される。計測系、テーブル７は、外部環境や装置自身が発するＲＦノイズを遮断するためにシールドルーム１内に設置される。スピーカー及びマイクロホンの配置については、磁石２に対して、図１の右側に位置するテーブル７側を被検者側、左側をサービス側と呼ぶことにする。
【００１８】
撮影空間への被検者の挿入方向を考慮して、操作者から被検者に音声を伝えさせる為にスピーカー１３を磁石軸長方向の異なる位置の２箇所（１３ａ、１３ｂ）に配置する。また、被検者から操作者側に音声を伝える為にマイクロホン１４を磁石軸長方向の異なる位置の２箇所（１４ａ、１４ｂ）に配置する。
【００１９】
また、サービス側磁石開口部周辺に配置されたスピーカー１３ａ及びマイクロホン１４ａと、被検者側磁石開口部周辺に配置されたスピーカー１３ｂ及びマイクロホン１４ｂとは、それぞれの向きを磁石内側（鉛直方向下側）に向けて置く。
【００２０】
スピーカー１３ａとマイクロホン１４ａ、スピーカー１３ｂとマイクロホン１４ｂは、それぞれ互いに近傍に位置している。このスピーカー１３ａとマイクロホン１４ａとが近傍に配置されていること、スピーカー１３ｂとマイクロホン１４ｂとが近傍に配置されていること及び、ガントリーが円筒状であることなどからハウリングは発生しやすい状態となる。
【００２１】
ガントリー内及び近傍に配置するスピーカーは非磁性スピーカーを必要とし、一般的に知られている圧電現象を利用するものである。スピーカーは、デザイン性、安全性の点からガントリーカバー６の中に配置する。
【００２２】
ここで、本発明の一実施形態における主要機能を図２に示したブロックを用いて説明する。図２において、操作者側から被検者８への送話を行うためには、シールドルーム１外の操作側から送話スイッチ１１を操作しながら音声を入力する。入力された音声は、マイクロホン９により電気信号に変換され、増幅器１６で増幅された後、ハウリングの抑制などを行う音声信号制御部１５に供給される。
【００２３】
そして、音声信号制御部１５から出力された音声電気信号は、増幅器１７により増幅され、シールドルーム１の内外を仲介するラインフィルター１２を介して、音声電気信号を音声変換するスピーカー１３ａ、１３ｂに供給される。
【００２４】
また、被検者８から操作者側への音声受話をするには、ガントリー内または、その近傍においてマイクロホン１４ａ、１４ｂに音声を入力する。マイクロホン１４ａ、１４ｂに入力された音声信号は、シールドルーム１の内外を仲介するラインフィルター１２と、増幅器１８と、音声信号制御部１５と、増幅器１９とを介してスピーカー１０に供給され、このスピーカー１０から操作者側に伝達される。
【００２５】
操作者側から被検者８へは、通常、音声送信はされない状態にあり、送話スイッチ１１を操作することで送話を可能としている。これは、シールドルーム１外の操作者及び医師の会話が、無意識にシールドルーム１内の被検者８に聞こえると、会話の内容によっては被検者８に不安感や不信感を与えないための機能である。
【００２６】
送話スイッチ１１が操作されていない状態では、被検者８の音声がマイクロホン１４ａ、１４ｂから操作者側のスピーカー１０に出力される。
【００２７】
ここで、本発明の一実施形態の主要部であるハウリング抑制を行う音声信号制御部１５について、図３を用いて説明する。
【００２８】
図３において、音声制御部１５は、操作者からのアナログ音声信号をデジタル信号処理するためにアナログデジタル変換する送話ＡＤコンバータ２１と、送話と受話の音声を比較し、ハウリングの検出と音声の制御をするための送話係数２３を出力する送話ハウリング検出／抑制部２２と、送話ＡＤコンバータ２１からの出力信号と送話ハウリング検出／抑制部２２からの出力信号とを加算する加算器３２と、デジタル信号処理された音声データをＤＡ変換する送話ＤＡコンバータ２４と、操作者が被検者に送話するための送話スイッチ１１からの送話切換信号２０により送話可能状態にする送話切換部２５とを備える。
【００２９】
また、音声制御部１５は、被検者８からのアナログ音声信号をデジタル信号に変換処理する受話ＡＤコンバータ２６と、送話と受話の音声を比較し、ハウリングの検出と音声の制御をするための受話係数２８を出力する受話ハウリング検出／抑制部２７と、受話ＡＤコンバータ２６からの出力信号と受話ハウリング検出／抑制部２７からの出力信号とを加算する加算器３３と、デジタル信号処理された音声データをＤＡ変換する受話ＤＡコンバータ２９とを備え、音声信号が被検者８から操作者側へと伝達される。
【００３０】
係数を加算するということは、ハウリング現象により発生した発振の性質を計測し、計測により割り出されたハウリング抑制値を係数とし、その係数をハウリング音に掛け合わせる、すなわち、発振音にフィルタを掛けることをいう。
【００３１】
ハウリングは、マイクロホンからの音声信号が増幅器で増幅され、スピーカーから出力する際に発生する。スピーカーからの出力が十分に大きい場合、マイクロホンとスピーカーとを互いに近づけると振幅の大きな規則的な電気信号が得られる。これはスピーカーからの出力の一部がマイクロホンに帰還されることにより生ずる発振現象である。
【００３２】
この発振現象の発振状態をハウリングであると判定するために、送話受話ハウリング検出／抑制部（２２、２７）は、送話の音声データと受話の音声データとを比較し、周波数及び電圧を分析し、ハウリングであると判定した直後、ハウリングを抑制するための係数（２３、２８）を算出し、ハウリングを抑制するための係数（２３、２８）を出力する。出力された係数（２３、２８）を即座に発信音に帰還させることによりハウリングを抑制することができる。
【００３３】
係数は、ハウリングの発振周波数を抑制するために常に音声に帰還させることもできるが、係数をハウリングが発生しうる音量にいたるまで、音声への帰還をしないことで音声の全帯域を有効にすることもできる。
【００３４】
ハウリング検出／抑制部（２２、２７）を送話側、受話側に設置することで、音声の双方向におけるハウリングの抑制ができる。また、送話、受話の音声を比較、分析をし、係数（２３、２８）を音声データに帰還させているが、送話スイッチ１１の操作により出力される送話切換信号２０によって送話切換部２５を切換え、操作者側と被検者側との対話をする対話形式（音声の双方向伝達）の場合と、通常状態にある被検者側から操作者側への単一方向形式の場合とを切換えている。
【００３５】
したがって、対話形式の場合と、単一方向形式の場合とにおけるガントリー内の環境の変化に追随したハウリングの抑制ができ、被検者に安心感を与えて精神的負担を軽減し、快適な対話が可能な磁気共鳴イメージング装置を実現することができる。
【００３６】
ところで、上述した対話形式と単一方向形式との切換えによりスピーカーとマイクロホンの環境が変わり、送話、受話ハウリング検出／抑制部（２２、２７）の比較、分析する音声データも変わる。このため、比較、分析で割出されたハウリング抑制の係数（２３、２８）は、送話スイッチ１１の操作の度に再割出しが必要となる。
【００３７】
係数再割出しからハウリングの抑制までの時間は短時間ではあるがハウリングが発生することがある。
【００３８】
そこで、本発明の他の実施形態においては、上述した短時間のハウリングをも抑制できる構成となっている。図４は、本発明の他の実施形態における音声信号制御部１５の機能ブロック図である。
【００３９】
図３に示した例と、図４に示した例との相違点は、図４の例においては、送話ハウリング検出／抑制部２２が算出した送話係数を記憶する送話係数記憶部３０と、受話ハウリング検出／抑制部２８が算出した受話係数を記憶する受話係数記憶部３１とが備えられ、これら送話係数記憶部３０と受話係数記憶部３１とに、送話切換信号２０が供給される点である。その他の構成は、図３の例と図４の例は同様となっている。
【００４０】
図４に示した例においては、送話スイッチ１１の操作がされていない場合と操作されている場合とで、それぞれ、ハウリング抑制されている時の係数２３を、送話係数記憶部３０に書き込み記憶する。そして、送話切換信号２０の切換えに対応し、送話係数記憶部３０から係数２３が読み出され、瞬時に送話ハウリング検出／抑制部２２に設定する。これにより、係数２３の帰還の時間を短縮し、係数再割出しに必要な時間内の発生するハウリングを抑制することができる。
【００４１】
受話についても、送話スイッチ１１の操作がされていない場合と操作されている場合とで、それぞれ、ハウリング抑制されている時の係数２８を、受話係数記憶部３１に書き込み記憶する。受話係数２８を記憶する記憶部３１を設けることで、係数再割出しに必要な時間内の発生するハウリングを抑制することができる。
【００４２】
なお、送話ハウリング検出／抑制部２２及び受話ハウリング検出／抑制部２７は、送話係数２３、受話係数２８が決定され、その係数によりハウリング抑制動作中にも、ハウリングが発生したか否かを判断するように構成することができる。この場合、ハウリングが発生したと判断したときは、現在の送話係数２３又は受話係数２８では不適切であると判断し、新たな係数を算出して、記憶部３０又は３１に記憶させる。それ以降は、新たな係数が送話ハウリング検出／抑制部２２又は受話ハウリング検出／抑制部２７から出力される。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明が適用されるＭＲＩ装置の概略構成図である。
【図２】本発明の一実施形態における主要機能ブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態における音声制御部のブロック図である。
【図４】本発明の他の実施形態における音声制御部のブロック図である。
【符号の説明】
【００４４】
１・・・シールドルーム、２・・・磁石、３・・・傾斜磁場コイル、４・・・照射コイル、５・・・受信コイル、６・・・ガントリーカバー、７・・・被検者テーブル、８・・・被検者、９・・・マイクロホン、１０・・・スピーカー、１１・・・送話スイッチ、１２・・・フィルターボックス、１３ａ、１３ｂ・・・スピーカー、１４ａ、１４ｂ・・・マイクロホン、１５・・・音声制御部、１６〜１９・・・増幅器、２０・・・送話切換信号、２１・・・送話ＡＤコンバータ、２２・・・送話ハウリング検出／抑制部、２３・・・送話係数、２４・・・送話ＤＡコンバータ、２５・・・送話切換部、２６・・・受話ＡＤコンバータ、２７・・・受話ハウリング検出／抑制部、２８・・・受話係数、２９・・・受話ＤＡコンバータ、３０・・・送話係数記憶部、３１・・・受話係数記憶部、３２、３３・・・加算器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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