(57)【要約】【課題】患者に精神的負担をかけずに高質な磁気共鳴画像を得ることができ、しかも構造が非常に簡単なＭＲＩ装置を提供すること。【解決手段】ＭＲＩ装置は、筒型の撮影開口１０ａが形成されたガントリ１０と、前記撮影開口１０ａに対して患者Ｐを進退させる天板２２と、前記撮影開口１０ａ内に静磁場を発生させる静磁場磁石１２と、前記撮影開口１０ａ内に傾斜磁場を発生させる傾斜磁場コイル１３と、前記撮影開口１０ａ内の上側に設けられ、前記撮影開口１０ａ内に配置された患者Ｐから磁気共鳴信号を受信する上部高周波コイル１４と、前記天板２２の下側に設けられ、前記撮影開口１０ａ内に配置された患者Ｐから磁気共鳴信号を受信する下部高周波コイル１５と、前記上部高周波コイル１４と前記下部高周波コイル１５を移動可能に支持する支持機構４０とを具備している。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒型の開口が形成されたガントリと、
前記開口内に設けられ、前記開口に対して被検体を進退させる天板と、
前記開口内に静磁場を発生させる静磁場発生手段と、
前記開口内に傾斜磁場を発生させる傾斜磁場発生手段と、
前記開口内の上側に設けられ、前記開口内に配置された被検体から磁気共鳴信号を受信する上部高周波コイルと、
前記天板の下側に設けられ、前記開口内に配置された被検体から磁気共鳴信号を受信する下部高周波コイルと、
前記上部高周波コイルと前記下部高周波コイルを移動可能に支持する支持機構とを具備していることを特徴とするＭＲＩ装置。
【請求項２】
前記支持機構は、リンク機構であることを特徴とする請求項１に記載されたＭＲＩ装置。
【請求項３】
前記上部高周波コイルと前記下部高周波コイルは、連動することを特徴とする請求項２に記載されたＭＲＩ装置。
【請求項４】
前記上部高周波コイルと前記下部高周波コイルは、互いに反対方向に移動することを特徴とする請求項３に記載されたＭＲＩ装置。
【請求項５】
前記上部高周波コイルと前記下部高周波コイルは、互いに異なる距離だけ移動することを特徴とする請求項４に記載されたＭＲＩ装置。
【請求項６】
前記上部高周波コイルと前記下部高周波コイルの少なくとも一方を前記開口の軸心に沿ってガイドするレールをさらに具備していることを特徴とする請求項１に記載されたＭＲＩ装置。
【請求項７】
前記支持機構は、
前記上部高周波コイル及び前記下部高周波コイルの周囲において、前記開口の軸心を中心に回動自在に支持される第１の回動部材及び第２の回動部材と、
前記第１の回動部材に前記軸心と平行な軸を中心に回動可能に連結され、前記上部高周波コイルを前記軸心と平行な軸を中心に回動可能に支持する第１のアームと、
前記第２の回動部材に前記軸心と平行な軸を中心に回動可能に連結され、前記上部高周波コイルを前記軸心と平行な軸を中心に回動可能に支持する第２のアームと、
前記第１の回動部材に前記軸心と平行な軸を中心に回動可能に連結され、前記下部高周波コイルを前記軸心と平行な軸を中心に回動可能に支持する第３のアームと、
前記第２の回動部材に前記軸心と平行な軸を中心に回動可能に連結され、前記下部高周波コイルを前記軸心と平行な軸を中心に回動可能に支持する第４のアームとを具備し、
前記第１のアームと前記第２のアーム、及び、前記第３のアームと前記第４のアームのいずれかは交差していることを特徴とする請求項１に記載されたＭＲＩ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気共鳴現象を利用して磁気共鳴画像を生成するＭＲＩ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＭＲＩ装置は、固有の磁気モーメントを持つ核の集団が一様な静磁場中に置かれたときに、特定の周波数で回転する高周波磁場エネルギーを共鳴的に吸収する現象を利用して、物質の化学的および物理的な微視的情報を映像化し、あるいは化学シフトスペクトラムを観測する装置である。
【０００３】
ＭＲＩ装置による診断画像の撮影は、例えば次のようにして実行される。
【０００４】
先ず、静磁場磁石によって形成される静磁場と傾斜磁場コイルによって形成される傾斜磁場とからなる合成磁場の中に患者（被検体）がセッティングされる。そして、この様にセッティングされた患者に対して、所定周波数の高周波が印加される。これによって、患者から磁気共鳴信号が発生する。患者からの磁気共鳴信号は、受信用高周波コイルによって受信され、画像処理装置によって画像化される。
【０００５】
ところで、このようなＭＲＩ装置において、患者からの磁気共鳴信号は、非常に小さなものである。そのため、磁気共鳴信号を受信するための受信用高周波コイルは、患者（被検体）に近いほど好ましい。そこで近年、受信用高周波コイルを患者に取付けるタイプのＭＲＩ装置が開示された。
【０００６】
ところで、近年の全身撮影の増加に伴い、患者の全身に受信用高周波コイルを装着する必要がでてきた。しかしながら、全身に受信用高周波コイルが装着されると、患者に大きな精神的負担がかかる。そのため、患者に精神的負担をかけないで、鮮明な磁気共鳴画像が得られるＭＲＩ装置が求められていた。そこで近年、ガントリの開口内に受信用高周波コイルを据え付けたＭＲＩ装置が開発された（例えば、特許文献１を参照。）。
【０００７】
このＭＲＩ装置において、受信用コイルは、位置調整機構によって上下に駆動される。そのため、必要なときだけ患者に受信用高周波コイルを近づけることができる。その結果、患者に精神的負担をかけることなく、高質な磁気共鳴画像が得られる。
【特許文献１】特開２００５−２６１９２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に記載されたＭＲＩ装置では、患者の上側に配置される受信用高周波コイルだけが移動するように構成されている。すなわち、患者の下側に配置される受信用高周波コイルは、事前に決められた固定位置にて、患者からの磁気共鳴信号を受信している。
【０００９】
そこで、患者の下側に配置される受信用高周波コイルも患者に接近できるようにすることが思いつく。しかしながら、このような構成すると、ＭＲＩ装置が大型化するばかりか、構造が複雑化することになる。すなわち、特許文献１に記載されたＭＲＩ装置では、患者への精神的負担の軽減と、ＭＲＩ装置の構造の簡単化とを同時に実現することができなかった。
【００１０】
本発明は、患者に精神的負担をかけずに高質な磁気共鳴画像を得ることができ、しかも構造が非常に簡単なＭＲＩ装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明におけるＭＲＩ装置は、次のように構成されている。
【００１２】
（１）ＭＲＩ装置において、筒型の開口が形成されたガントリと、前記開口に対して被検体を進退させる天板と、前記開口内に静磁場を発生させる静磁場発生手段と、前記開口内に傾斜磁場を発生させる傾斜磁場発生手段と、前記開口内の上側に設けられ、前記開口内に配置された被検体から磁気共鳴信号を受信する上部高周波コイルと、前記天板の下側に設けられ、前記開口内に配置された被検体から磁気共鳴信号を受信する下部高周波コイルと、前記上部高周波コイルと前記下部高周波コイルを移動可能に支持する支持機構とを具備している。
【００１３】
（２）（１）に記載されたＭＲＩ装置において、前記支持機構は、リンク機構である。
【００１４】
（３）（２）に記載されたＭＲＩ装置において、前記上部高周波コイルと前記下部高周波コイルは、連動する。
【００１５】
（４）（３）に記載されたＭＲＩ装置において、前記上部高周波コイルと前記下部高周波コイルは、互いに反対方向に移動する。
【００１６】
（５）（４）に記載されたＭＲＩ装置において、前記上部高周波コイルと前記下部高周波コイルは、互いに異なる距離だけ移動する。
【００１７】
（６）（１）に記載されたＭＲＩ装置において、前記上部高周波コイルと前記下部高周波コイルの少なくとも一方を前記開口の軸心に沿ってガイドするレールをさらに具備している。
【００１８】
（７）（１）に記載されたＭＲＩ装置において、前記支持機構は、前記上部高周波コイル及び前記下部高周波コイルの周囲において、前記開口の軸心を中心に回動自在に支持される第１の回動部材及び第２の回動部材と、前記第１の回動部材に前記軸心と平行な軸を中心に回動可能に連結され、前記上部高周波コイルを前記軸心と平行な軸を中心に回動可能に支持する第１のアームと、前記第２の回動部材に前記軸心と平行な軸を中心に回動可能に連結され、前記上部高周波コイルを前記軸心と平行な軸を中心に回動可能に支持する第２のアームと、前記第１の回動部材に前記軸心と平行な軸を中心に回動可能に連結され、前記下部高周波コイルを前記軸心と平行な軸を中心に回動可能に支持する第３のアームと、前記第２の回動部材に前記軸心と平行な軸を中心に回動可能に連結され、前記下部高周波コイルを前記軸心と平行な軸を中心に回動可能に支持する第４のアームとを具備し、前記第１のアームと前記第２のアーム、及び、前記第３のアームと前記第４のアームのいずれかは交差している。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、被検体に精神的負担をかけずに、高質な磁気共鳴画像を得ることができる。しかも、構造が非常に簡単である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を参照しながら、本発明における一実施形態について説明する。
【００２１】
図１は本発明の一実施形態にかかるＭＲＩ装置の斜視図である。図１に示すように、ＭＲＩ装置は、ガントリ１０と寝台２０と制御装置３０を備える。
【００２２】
ガントリ１０は、撮影開口１０ａが形成されたガントリ筐体１１を備え、ガントリ筐体１１内には、静磁場磁石（静磁場発生手段）１２と、傾斜磁場コイル（傾斜磁場発生手段）１３と、上部高周波コイル１４（図２、３を参照）と、下部高周波コイル１５（図２、３を参照）とが配置される。
【００２３】
静磁場磁石１２は、ほぼ円筒状に形成されていて、静電磁場電源からの電流供給を受けて、撮影開口１０ａ内に静磁場を発生させる。静磁場磁石１２の内周面は、ガントリ１０の撮影開口１０ａと共通の軸心を備えたマグネットボアを構成している。なお、静磁場磁石１２としては、例えば超電導磁石などが使用される。
【００２４】
傾斜磁場コイル１３は、静磁場磁石１２のマグネットボアの内側に配置されていて、傾斜磁場電源からの電流供給を受けて、撮影開口１０ａ内にＸＹＺ各軸に関する傾斜磁場を発生させる。
【００２５】
上部高周波コイル１４と下部高周波コイル１５は、ガントリ１０に形成される撮影開口１０ａの内側に配置されていて、ガントリ１０に配設された支持機構４０（後述する）によって支持されている。すなわち、上部高周波コイル１４と下部高周波コイル１５は、ガントリ１０の外部に露呈している。なお、支持機構４０については、後で詳細に説明する。
【００２６】
上部高周波コイル１４は、矩形板型に形成されていて、撮影開口１０ａの上側の位置に、ほとんど水平に配設されている。上部高周波コイル１４の高さは、撮影開口１０ａ内に配置された天板２２（後述する）に横たわる患者Ｐよりも高い。
【００２７】
下部高周波コイル１５は、矩形板型に形成されていて、撮影開口１０ａの下側であって、かつ、上部高周波コイル１４に対応する位置に、ほとんど水平に配設されている。下部高周波コイル１５の高さは、撮影開口１０ａ内に配置された天板２２（後述する）の下面よりも低い。
【００２８】
従って、天板２２が撮影開口１０ａ内に侵入していくと、図２、図３に示すように、上部高周波コイル１４は、天板２２に横たわる患者Ｐの上側に位置し、下部高周波コイル１５は、天板２２の下面と撮影開口１０ａの内面との隙間、すなわち天板２２に横たわる患者Ｐの下側に位置する。
【００２９】
寝台２０は、ガントリ１０に隣接して配置されていて、床面に固定される駆動台２１と、駆動台２１によって駆動される天板２２とを具備している。駆動台２１は、天板２２を上下移動させる上下移動機構と、天板２２を水平移動させる水平移動機構とを備える。
【００３０】
制御装置３０は、ガントリ１０に配設された各セクションや駆動台２１などの動作を制御するとともに、上部高周波コイル１４及び下部高周波コイル１５によって受信された磁気共鳴信号を処理する制御処理部（コンピュータシステム）を具備している。
【００３１】
シーケンサ、コントローラ、演算ユニット、記憶ユニット、表示器、送信器、及び受信器も、この制御装置３０に含まれる。シーケンサは、装置全体を管理するコントローラの制御の下に置かれている。コントローラには、入力器が接続される。オペレータは、入力器を通して、スピンエコー法（ＳＥ）やエコープラナー法（ＥＰＩ）などの複数種類のパルスシーケンスから所望とするパルスシーケンスを選択することができる。コントローラは、選択されたパルスシーケンスをシーケンサにセットする。シーケンサは、セットされたパルスシーケンスに従って、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸方向の各傾斜磁場の印加タイミング、その強度、高周波磁場の印加タイミング、振幅、及び継続時間などを制御する。
【００３２】
演算ユニットは、受信器で形成された磁気共鳴信号を入力して、内蔵するメモリで形成される２次元フーリエ空間への実測データの配置、画像再構成のためのフーリエ変換などの処理を行い、画像データやスペクトルデータを発生する。記憶ユニットは、演算された画像データを保管する。表示器は、画像を表示する。
【００３３】
送信器及び受信器は、上部高周波コイル１４と下部高周波コイル１５に接続されている。送信器は、シーケンサの制御の下、核磁気共鳴（ＮＭＲ）を励起させるためのラーモア周波数で振動する電流パルスを高周波コイルに供給する。受信器は、上部高周波コイル１４及び下部高周波コイル１５を通して磁気共鳴信号を受信し、種々の信号処理を施して、対応するデジタル信号を形成する。
【００３４】
（支持機構４０の構造）  
図２は同実施形態にかかる支持機構４０を正面側から示す概略図、図３は同実施形態にかかる支持機構４０を側面側から示す概略図である。図２、図３に示すように、支持機構４０は、いわゆるリンク機構であって、第１のリング４１と、第２のリング４２と、非クロス機構４３と、クロス機構４４と、上部レール４５と、下部レール４６とを備える。
【００３５】
第１のリング４１及び第２のリング４２は、ガントリ１０の内側において、撮影開口１０ａの軸心を中心に回動自在に支持されている。第１のリング４１及び第２のリング４２は、天板２２の移動方向に対して僅かにずれていて、ガントリ１０の内側に配置された駆動装置（図示しない）によって、互いに反対方向に回転される。なお、第２のリング４２の直径は、第１のリング４１の直径よりも大きい。
【００３６】
非クロス機構４３は、第１のアーム４３１と第２のアーム４３２とを備える。第１のアーム４３１と第２のアーム４３２は、帯板状に形成されていて、ガントリ１０の正面から見て、逆八の字となるように配置されている。
【００３７】
第１のアーム４３１は、長手方向に対して互いに離間した位置に、それぞれ第１のリング４１に接続される部分４３１ａと、上部レール４５に接続される部分４３１ｂとを備える。これらの部分４３１ａ、４３１ｂは、それぞれ第１のリング４１及び上部レール４５に対して、ガントリ１０の撮影開口１０ａの軸心と平行な軸を中心に回動可能となっている。
【００３８】
第２のアーム４３２は、第１のアーム４３１よりも長く、長手方向に対して互いに離間した位置に、第２のリング４２に接続される部分４３２ａと、上部レール４５に接続される部分５４２ｂとを備える。これらの部分４３２ａ、４３２ｂは、それぞれ第２のリング４２及び上部レール４５に対して、ガントリ１０の撮影開口１０ａの軸心と平行な軸を中心に回動可能となっている。
【００３９】
クロス機構４４は、第３のアーム４４１と第４のアーム４４２とを備える。第３のアーム４４１と第４のアーム４４２は、帯板状に形成されていて、ガントリ１０の正面から見ると、互いに交差するように配置されている。
【００４０】
第３のアーム４４１は、長手方向に対して互いに離間した位置に、第１のリング４１に接続される部分４４１ａと、下部レール４６に接続される部分４４１ｂとを備える。これらの部分４４１ａ、４４１ｂは、それぞれ第１のリング４１及び下部レール４６に対して、ガントリ１０の撮影開口１９ａの軸心と平行な軸を中心に回動可能となっている。
【００４１】
第４のアーム４４２は、第３のアーム４４１よりも長く、長手方向に対して互いに離間した位置に、第２のリング４２に接続される部分４４２ａと、下部レール４６に接続される部分４４２ｂとを備える。これらの部分４４２ａ、４４２ｂは、それぞれ第２のリング４２及び下部レール４６に対して、ガントリ１０の撮影開口１０ａの軸心と平行な軸を中心に回動可能となっている。
【００４２】
上部レール４５は、ガントリ１０の撮影開口１０ａの上側となる位置に、撮影開口１０ａの軸心と平行に配置されていて、その下部に形成された案内レール部には、前述の上部高周波コイル１４が支持されている。すなわち、上部レール４５は、撮影開口１０ａの内面と上部高周波コイル１４との隙間に配設されている。上部高周波コイル１４は、上部レール４５に沿って移動可能となっているが、通常時は、上部レール４５の長手方向に対して固定されている。
【００４３】
下部レール４６は、ガントリ１０の撮影開口１０ａの下側となる位置に、撮影開口１０ａの軸心と平行に配置されていて、その上面に形成された案内レール部には、前述の下部高周波コイル１５が支持されている。すなわち、下部レール４６は、撮影開口１０ａの内面と下部高周波コイル１５との隙間に配設されている。下部高周波コイル１５は、下部レール４６に沿って移動可能となっているが、通常時は、下部レール４６の長手方向に対して固定されている。
【００４４】
以上の構成を備えた支持機構４０において、第１のリング４１が時計回りに回動され、かつ、第２のリング４２が反時計回りに回動されると、非クロス機構４３は、上部高周波コイル１４を上部レール４５と共に下降させ、クロス機構４４は、下部高周波コイル１５を下部レール４６と共に上昇させる。これにより、上部高周波コイル１４と下部高周波コイル１５は、患者Ｐに接近する。
【００４５】
逆に、第１のリング４１が反時計回りに回動され、かつ、第２のリング４２が時計回りに回動されると、非クロス機構４３は、上部高周波コイル１４を上部レール４５と共に上昇させ、クロス機構４４は、下部高周波コイル１５を下部レール４６と共に下降させる。これにより、上部高周波コイル１４と下部高周波コイル１５は、患者Ｐから離間する。
【００４６】
なお、ここで述べた「時計回り」と「反時計回り」は、ＭＲＩ装置の正面側から見たときの回転方向である。
【００４７】
このような上部高周波コイル１４と下部高周波コイル１５の動きは、非クロス機構４３とクロス機構４４との組み合せによって実現される。なお、本実施形態では、非クロス機構４３が上側に配置され、クロス機構４４が下側に配置されているが、非クロス機構４３が下側に配置され、クロス機構４４が上側に配置されていても構わない。ただし、この場合、第１、第２のリング４１、４２の回転方向は、前述の説明と反対になる。
【００４８】
（本実施形態による作用）  
本実施形態において、上部高周波コイル１４と下部高周波コイル１５は、必要なときだけ、すなわち撮影の瞬間だけ、撮影開口１０ａ内にセッティングされた患者Ｐに対して接近・離間する。そのため、患者Ｐに精神的負担をかけずに、高質な磁気共鳴画像を得ることができる。
【００４９】
さらに、上部高周波コイル１４と下部高周波コイル１５は、第１のリング４１、第２のリング４２、非クロス機構４３、クロス機構４４を含んでいる１つの支持機構４０によって支持される。そのため、第１のリング４１と第２のリング４２の回転角度を調整するだけで、上部高周波コイル１４と下部高周波コイル１５は、互いに連動しながら、しかも同時に患者Ｐに接近・離間するから、複雑な駆動が不要となる。
【００５０】
また、上部高周波コイル１４が移動する距離は、下部高周波コイル１５が移動する距離よりも大きい。そのため、患者Ｐの体格に応じて上部高周波コイル１４の移動距離が変化しても、下部高周波コイル１５が不適切な位置に設定されることがない。例えば、患者Ｐが大柄であり、上部高周波コイル１４が天板２２から比較的遠い位置に設定されると、下部高周波コイル１５は、上部高周波コイル１４の位置に応じて、天板２２から比較的遠い位置に設定されることになる。しかしながら、下部高周波コイル１５の移動量は、上部高周波コイル１４に比べて少ないため、下部高周波コイル１５と患者Ｐとの距離が不必要に広がることがない。
【００５１】
さらに、上部高周波コイル１４と下部高周波コイル１５は、それぞれガントリ１０の撮影開口１０ａ内に配置された上部レール４５と下部レール４６によって支持されている。そのため、上部高周波コイル１４や下部高周波コイル１５は、ガントリ１０の撮影開口１０ａの正面側もしくは裏面側に移動することができるから、上部高周波コイル１４や下部高周波コイル１５の交換やメンテナンスが必要となったときに、その取り付け・取り外し作業が簡単化する。
【００５２】
なお、本実施形態において、第１のアーム４３１と第２のアーム４３２、及び第３のアーム４４１と第４のアーム４４２は、長さが違っている。しかしながら、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、第１のリング４１の直径と第２のリング４２の直径が等しければ、第１、第２のアーム４３１、４３２、第３、第４のアーム４４１、４４２の長さが等しくても構わない。こうすれば、上部高周波コイル１４と下部高周波コイル１５がより安定することになる。
【００５３】
さらに、本実施形態において、第１のリング４１及び第２のリング４２は、ガントリ１０の内側に配置された駆動装置（図示しない）によって回転されるが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、第１のリング４１及び第２のリング４２は、マニュアル操作によって回転されることもある。こうすれば、高周波コイル１４、１５と患者Ｐとの距離の微妙な調整も可能となる。
【００５４】
また、第１、第２のアーム４３１、４３２、第３、第４のアーム４４１、４４２の長さが変われば、高周波コイル１４、１５の位置が変化する。そのため、患者Ｐの体格に応じて各アームの長さが変動するように構成すれば、さらなる装置バリエーションが生まれる。
【００５５】
本発明は、前記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、前記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の一実施形態にかかるＭＲＩ装置の斜視図。
【図２】同実施形態にかかる支持機構を正面側から示す概略図。
【図３】同実施形態にかかる支持機構を側面側から示す概略図。
【符号の説明】
【００５７】
１０…ガントリ、１０ａ…撮影開口（開口）、１２…静磁場磁石（静磁場発生手段）、１３…傾斜磁場発生コイル（傾斜磁場発生手段）、１４…上部高周波コイル、１５…下部高周波コイル、２２…天板、４０…支持機構、４１…第１のリング（第１の回動部材）、４２…第２のリング（第２の回動部材）、４５…上部レール（レール）、４６…下部レール（レール）、４３１…第１のアーム、４３２…第２のアーム、４４１…第３のアーム、４４２…第４のアーム、Ｐ…患者（被検体）。
【図１】
2008005999.tif 000003
【図２】
2008005999.tif 000004
【図３】
2008005999.tif 000005