(57)【要約】【課題】ポジショニングライトなどを使用することなく、自動的に被検体の撮影対象部位を磁場中心に対して正確に合わせることができる磁気共鳴イメージング装置を提供する。【解決手段】ＭＲＩ装置を構成するボアの前面部であって、ＲＦコイルと対向する所定の位置に位置検出用受信手段を備え、ＲＦコイルには、位置検出用受信手段に対して、所定のレーザ信号を送信する位置検出用送信手段を備え、位置検出用送信手段と位置検出用受信手段との距離Ｌ１を算出する距離算出制御手段により算出された距離Ｌ１に基づいて、被検体の撮影対象部位をマグネットアセンブリの磁場中心に一致させる。【選択図】      図２
2004202143.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
勾配磁場を発生する勾配磁場発生手段と、静磁場を発生する静磁場発生手段とからなるマグネットアセンブリと、当該静磁場中に載置された被検体に対して所定の電磁波を照射する照射コイルとから構成されるガントリを備え、前記被検体に装着されたＲＦコイルを介して被検体の撮影対象部位から放出される磁気共鳴信号に基づいて磁気共鳴イメージを作成する磁気共鳴イメージング装置において、
前記ガントリを構成するボア部の前面部であって、前記ＲＦコイルと対向する位置には位置検出用受信手段が備えられ、
前記ＲＦコイルには、前記位置検出用受信手段に対して、所定の信号を送信する位置検出用送信手段が備えられ、
前記位置検出用送信手段と前記位置検出用受信手段との離隔距離を算出する距離算出制御手段が備えられ、
前記距離算出制御手段により算出された離隔距離に基づいて、前記被検体の撮影対象部位を前記マグネットアセンブリの磁場中心に一致させ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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、静磁場中に載置された被検体に装着したＲＦコイルに対して所定の周波数の電磁波を照射する照射コイルと、被検体が放出する磁気共鳴信号を受信することにより磁気共鳴イメージを撮影するＭＲＩ（Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ  Ｉｍａｇｉｎｇ）装置に関し、特に、自動的に被検体の撮影対象部位を磁場の中心位置（スキャンセンター）に対して確実に位置合わせをおこなうことができる磁気共鳴イメージング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、核磁気共鳴現象を用いて撮影対象物の内部構造を画像化する磁気共鳴イメージング装置（以下、「ＭＲＩ装置」と言う）が知られている。核磁気共鳴現象は生体に対して無害であるため、ＭＲＩ装置は、特に医療用として有用であり、全身の精密検査や脳腫瘍の診断などに用いられている。
【０００３】
この核磁気共鳴現象とは、一様な静磁場が印加された物体において、物体を構成する原子の原子核のスピン方向が揃い、静磁場の強度に比例した周波数（以下、『共鳴周波数』と称する）の電磁波を吸収、放出する現象である。ＭＲＩ装置は、特定の核種（主に水素原子）に対して核磁気共鳴現象を利用することで、撮影対象物の任意の断層面を任意の厚さで画像化することができる。
【０００４】
核磁気共鳴現象を用いて撮影対象物の内部構造を画像化する場合、位置情報を調べるために、静磁場とは別に空間的および時間的に変動する勾配磁場を撮影対象物に対して印加する。このように撮影対象部位に勾配磁場を印加することによって、撮影対象物に印加される磁場は場所によって異なることとなり、撮影対象物を構成する各原子の共鳴周波数は場所によって変化する。
【０００５】
したがって、勾配磁場を印加して共鳴周波数を調べることで、撮影対象物のどの位置にどのような原子が存在するかを知ることができる。具体的には、一様な静磁場に置かれた被検体に対して、所定のパルスシーケンスで高周波磁場、傾斜磁場を印加させ、この印加により発生した磁気共鳴信号を受信し、この磁気共鳴信号に基づいて磁気共鳴イメージを作成することができる。
【０００６】
ここで、ＭＲＩ装置による撮影をおこなう場合には、マグネットアセンブリ内における磁場強度の均一な領域（マグネットセンターである磁場中心）に被検体の撮影対象部位を位置させることが重要となるため、ＲＦコイルの感度中心（中心位置）をＭＲＩ装置に認識させるための位置合わせが必要となる。このＲＦコイルの中心位置は、被検体の撮影対象部位とほぼ同一の位置となる。
【０００７】
具体的には、通常、ＭＲＩ装置にはテーブルに載置された被検体にレーザ光やハロゲン光などの光束を照射して、被検体の位置合わせをおこなうポジショニングライト（Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｌｉｇｈｔ）が設けられている。そして、ポジショニングライトが交差する交点とＲＦコイルの中心部（感度中心）とが一致するまで、被検体の位置を移動させ、一致した部位に目印（ランドマーク）を付けて、この位置を磁場中心に一致させて撮影をおこなうものとなる。
【０００８】
すなわち、先ず、前準備としてテーブルのクレードル上に載置された被検体の撮影対象部位にＲＦコイルを装着するとともに、ＭＲＩ装置の装置本体（ガントリ）に設けられた位置合わせ用のポジショニングライトやレーザー光を点灯させる。次いで、ポジショニングライトの照射位置と被検体に装着されたＲＦコイルの中心位置（撮影対象部位）とが一致するようにテーブルを移動させる。
【０００９】
ここで、ポジショニングライトからマグネットアセンブリにおける磁場中心との距離Ｌ２（図２）は、予め設定された固定の数値であるため、この距離Ｌ２分だけテーブルの位置を移動（搬入）させることにより、被検体の撮影対象部位を磁場中心に一致させることができる（例えば、特許文献１参照）。
【００１０】
【特許文献１】
特開２００１−７８９８０号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来技術におけるＭＲＩ装置での位置合わせの場合には、以下のような問題があった。すなわち、前述したように、従来では、ポジショニングライトやレーザ光の照射位置とＲＦコイル中心位置（感度中心）とを目視による確認で合わせていたが、この肉眼による位置合わせは視認性の観点から手間がかかるうえ、位置合わせの都度、撮影者はＭＲＩ装置が設置されたスキャンルームと撮影操作室との間を行き来しなくてはならないという問題がある。
【００１２】
また、ポジショニングライトによる位置合わせが不正確であった場合には、コントラストが適正（均一）で分解能が高い良好なＭＲＩ画像を取得できなくなるという問題がある。
【００１３】
本発明は、上記従来技術の欠点に鑑みてなされたものであって、位置合わせ用のポジショニングライトなどを使用することなく、自動的に被検体の撮影対象部位をマグネットアセンブリの磁場中心に対して正確に合わせ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を目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、第１の観点にかかる発明は、勾配磁場を発生する勾配磁場発生手段と、静磁場を発生する静磁場発生手段とからなるマグネットアセンブリと、当該静磁場中に載置された被検体に対して所定の電磁波を照射する照射コイルとから構成されるガントリを備え、前記被検体に装着されたＲＦコイルを介して被検体の撮影対象部位から放出される磁気共鳴信号に基づいて磁気共鳴イメージを作成する磁気共鳴イメージング装置において、前記ガントリを構成するボア部の前面部であって、前記ＲＦコイルと対向する位置には位置検出用受信手段が備えられ、前記ＲＦコイルには、前記位置検出用受信手段に対して、所定の信号を送信する位置検出用送信手段が備えられ、前記位置検出用送信手段と前記位置検出用受信手段との離隔距離を算出する距離算出制御手段が備えられ、前記距離算出制御手段により算出された離隔距離に基づいて、前記被検体の撮影対象部位を前記マグネットアセンブリの磁場中心に一致させることを特徴とする。
【００１５】
この第１の観点にかかる発明によれば、被検体をテーブル上に載置するとＲＦコイルに埋設された位置検出用送信手段から位置検出用受信手段に対して所定の信号が送信され、この信号は、位置検出用受信手段により受信されるとともに、距離算出制御手段により位置検出用送信手段と位置検出用受信手段との離隔距離が算出され、この算出された離隔距離に基づいて、自動的に被検体の撮影対象部位をＭＲＩ装置に認識させるとともに、テーブルの移動量を制御して撮影対象部位を磁場の中心位置に合わせることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態にかかる磁気共鳴イメージング装置について詳細に説明する。
【００１７】
図１は、ＭＲＩ装置とＲＦコイルが装着された被検体との位置構成を示す斜視図である。また、図２は、本発明の実施の形態にかかるＭＲＩ装置の内部構成および機能ブロックの概要を示す図である。また、図３は、ＲＦコイルの内部構成および被検体に対する装着状態を示す説明図である。ここで、ＭＲＩ装置によるＭＲＩ撮影は、ＭＲＩ装置が設置されたスキャンルームに隣接した撮影室で撮影者（オペレータ）が操作用コンソールを操作することによりおこなわれる。
【００１８】
図１、２に示すように、ＭＲＩ装置１０を構成するガントリ１５の内部には、外側から順に、静磁場を発生する静磁場発生磁石１６と、勾配磁場を発生する勾配磁場発生コイル１７と、前記静磁場中に載置された被検体に対して所定の電磁波を照射する照射コイル１８とを有している。静磁場発生磁石１６および勾配磁場発生コイル１７によりマグネットアセンブリを構成する。
【００１９】
また、勾配磁場発生コイル１７の内側に円筒状の照射コイル１８が配設されている。そして、この照射コイル１８の内部に被検体１９（患者）を載置したテーブル２０を搬入可能としている。
【００２０】
ここで、本発明の特徴は、自動的に被検体１９に装着されたＲＦコイル３０の位置（感度中心）をＭＲＩ装置１０に認識させることにより、被検体１９を搬送するテーブル２０の移動量を制御して撮影対象部位を磁場の中心位置（図１のＡ点）まで正確に移動させて、一致させることにある。
【００２１】
このため、ＭＲＩ装置１０のガントリ１５を構成するボア部１５ａ（Bore）の前面部であって、ＲＦコイル３０と対向する位置には一対のフォトダイオード３１、３１（位置検出用受信手段）が備えられている。
【００２２】
一方、図３に示すように被検体１９に装着されるＲＦコイル３０の内部には、フォトダイオード３１に対して、赤外線レーザを出射する赤外線レーザダイオード３２（位置検出用送信手段）が埋設されている。すなわち、ＲＦコイル３０は、上側と下側に２個のコイル部３０ａ、３０ｂを有しており、コイル部３０ａのほぼ中央部に赤外線レーザダイオード３２が埋設されている。また、これらコイル部３０ａ、３０ｂには４チャンネル型のＴＯＲＳＯコイルが採用されている。
【００２３】
また、ＭＲＩ装置１０の制御をおこなうＭＲＩ制御装置４０は、ＲＦ送信部４１、磁気制御部４２、ＲＦ受信部４３、イメージ処理部４４、信号送信駆動部４５、位置検出制御部４６、テーブル駆動制御部４７とを有している。ここで、このＭＲＩ制御装置４０は、撮影操作室内に据置されたＭＲＩ装置１０を操作をするための操作用コンソールに備えることができる。
【００２４】
ＲＦ送信部４１は、人体などの生体組織を構成する原始核に核磁気共鳴現象を起こさせるために照射コイル１８から高周波の電磁波を照射する機能を有している。磁気制御部４２は、静磁場発生磁石１６および勾配磁場発生コイル１７にそれぞれ接続され、静磁場発生磁石１６および勾配磁場発生コイル１７に対して電力を供給してマグネットアセンブリ内に静磁場および勾配磁場を印加する処理をおこなう。
【００２５】
ＲＦコイル３０は、核磁気共鳴現象によって被検体が放出した電磁波を受信しＲＦ受信部４３に送信する機能を有している。イメージ処理部４４は、ＲＦ受信部４３が受信した電磁波に基づいて、ＭＲＩ画像を作成する機能を有している。
【００２６】
位置検出制御部は４６は、フォトダイオード３１と赤外線レーザダイオード３２との離隔距離Ｌ１（図２）を算出する機能を有している。このフォトダイオード３１と赤外線レーザダイオード３２との離隔距離Ｌ１は、三角測量の原理により算出することができる。ここで、予め距離Ｌ２は固定の数値として決まっているため、磁気中心Ａ（図２）までの距離Ｌは、「Ｌ＝Ｌ１＋Ｌ２」により算出することができ、この距離Ｌ分だけテーブル２０が移動し、被検体が搬送されるものとなる。
【００２７】
テーブル駆動制御手段４７は、距離算出制御手段４６により算出された距離Ｌに基づいて、被検体１９に装着されたＲＦコイル３０の中心位置がマグネットアセンブリの磁場中心に一致するまで、テーブル２０の搬送をおこなう機能を有している。
【００２８】
なお、本例では、位置検出用送信手段を赤外線レーザダイオードとしているが、この位置検出用送信手段を無線装置とした場合には、この無線装置は、ＲＦコイル３０の共振周波数とは異なるＲＦ波を発生する無線装置を使用するものとする。また、この位置検出用送信手段は、本例で使用する赤外線レーザダイオード以外に、指向性を有する電磁波発生手段とし、これに対する位置検出用受信手段は、電磁波センサなどを使用することができる。
【００２９】
以下、本発明の磁気共鳴イメージング装置による処理手順について図４に示すフローチャートを参照して説明する。すなわち、先ず、ＭＲＩ装置１０によるＭＲＩ撮影をおこなう前準備を実施する。具体的に説明すると、この前準備は、被検体１９をテーブル２０上に載置するとともに、この被検体２０の撮影対象部位となる部分（本例では、腹部）にＲＦコイル３０を装着する作業である（ステップＳ４１０）。
【００３０】
次いで、撮影室では、ＲＦコイル３０を装着が完了したことを判断し（ステップＳ４２０肯定）、制御用コンソールの操作（操作パネル）によりＲＦコイル３０のセットコマンドを入力する（ステップＳ４３０）。このコマンドは、被検体に対してＲＦコイル３０の装着が完了したことを示すコマンドである。
【００３１】
これにより、赤外線レーザダイオード３２の駆動電源である信号送信駆動部４５から駆動ＯＮ信号が送信され（ステップＳ４４０）、この駆動ＯＮ信号の送出により、ＲＦコイル３０に埋設された赤外線レーザダイオード３２から赤外線レーザがフォトダイオード３１に向けて射出され、（ステップＳ４５０）、この赤外線レーザダイオード３２によるレーザ信号は、フォトダイオード３１により受信される（ステップＳ４６０）。
【００３２】
これにより、ＲＦコイル３０の位置が検出されるとともにＲＦコイル３０とフォトダイオード３１との離隔距離Ｌ１が算出される（ステップＳ４７０）。前述したように、この離隔距離Ｌ１の算出は、位置検出制御部４６において三角測量の原理を利用しておこなわれる。
【００３３】
ここで、図５を参照して本発明において採用している三角測量の原理について簡単に説明する。すなわち、図５に示すように、一対のフォトダイオード３１間を２等分した距離Ｆ１と、既知の角度θとに基づいて離間距離Ｌ１は、
Ｌ１＝Ｆ１・ｔａｎθにより算出することができる。ここで、フォトダイオード３１から測定点である赤外線レーザダイオード３２までの距離ｄは、赤外線が往復する時間をｔとし、この赤外線が伝搬速度をｃとすると、
この距離ｄは、ｄ＝ｃ・ｔ／２から算出されため、この距離ｄと距離Ｆ１とにより角度θは算出される。
【００３４】
図４のフローチャートに戻り、次いで、ステップＳ４８０において位置検出制御部４６により算出された離隔距離Ｌ１に基づいて、駆動信号によりテーブル駆動制御部４７が駆動され、被検体１９の撮影対象部位をマグネットアセンブリの磁場中心Ａまでテーブル２０の移動がおこなわれる。
【００３５】
一方、撮影室では、撮影対象部位と磁場中心とが一致したかの判定をおこない（ステップＳ４９０）、撮影対象部位と磁場中心とが一致した場合には（ステップＳ４９０肯定）、操作用コンソールの操作パネル上にあるスキャンボタンのＯＮ操作により（ステップＳ４９１）、ＭＲＩ装置１０によるＭＲＩ撮影がおこなわれる（ステップＳ４９２）。以上のように、本発明では、被検体をテーブルに載置する作業をおこなうだけで、以降の作業は撮影室内の操作用コンソールによる操作のみでＭＲＩ撮影をおこなうことができる。
【００３６】
なお、位置検出用受信手段であるフォトダイオード３１をガントリ１５の内部に設けた場合には、被検体１９の動きなどをモニタなどを利用することにより把握することができる。
【００３７】
また、本実施の形態では、ＲＦコイルを被検体の腹部に装着する例で説明したが、本発明は腹部用だけでなく、頭部用のヘッド用のＲＦコイル、腕を撮影するためのアーム用のＲＦコイルなど任意の用途で使用されるＲＦコイルを装着する際に適用することができる。
【００３８】
また、本例では、核磁気共鳴現象を利用するＭＲＩ装置を対象として説明したが、本発明は、ＭＲＩ装置以外にも、例えば、Ｘ線により断層撮影をおこなうＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置などにも好ましく適用することができる。この場合、赤外線レーザダイオードは、被検体が着用する検査着に取付けることにより、本例のＭＲＩ装置と同様に自動的な被検体の位置合わせをおこなうことができる。
【００３９】
以上説明したように、本実施の形態にかかる磁気共鳴イメージング装置では、ＲＦコイルには赤外線レーザダイオードが埋設されているため、このＲＦコイルを被検体の撮影対象部位にセットするだけで自動的に被検体の位置合わせをおこなうことができる。この自動による位置合わせの場合、ＲＦコイルの中心位置と磁場中心（スキャンセンタ）とが確実に一致するため、この撮影位置で取得されるＭＲＩ画像は、撮影ムラのないコントラストおよび画像品質が良好なＭＲＩ画像を取得することができる。
【００４０】
【発明の効果】
上述したように、本発明によれば、磁気共鳴イメージング装置による撮影をおこなう場合、被検体をテーブルに載置する作業をおこなうだけで、自動的に被検体の撮影対象部位を磁場中心の位置に合わせることができるため、ランドマークを取付ける手間などがなくＭＲＩ検査時の操作性を向上することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるＭＲＩ装置とＲＦコイルが装着された被検体との位置構成を示す斜視図である。
【図２】本発明にかかるＭＲＩ装置の内部構成および機能ブロックを示す全体概要図である。
【図３】ＲＦコイルの内部構成および被検体に対する装着状態を示す説明図である。
【図４】本発明による磁気共鳴イメージング装置における処理手順を示すフローチャートである。
【図５】三角測量の原理を説明する図である。
【符号の説明】
１０  ＭＲＩ装置
１５  ガントリ
１５ａ  ボア部
１６  静磁場発生磁石
１７  勾配磁場発生コイル
１８  照射コイル
１９  被検体
２０  テーブル
３０  ＲＦコイル
３０ａ、３０ｂ  コイル部
３１  フォトダイオード
３２  赤外線レーザダイオード
４０  ＭＲＩ制御装置
４１  ＲＦ送信部
４２  磁気制御部
４３  ＲＦ受信部
４４  イメージ処理部
４５  信号送信駆動部
４６  位置検出制御部
４７  テーブル駆動制御部
【図１】
2004202143.tif 000003
【図２】
2004202143.tif 000004
【図３】
2004202143.tif 000005
【図４】
2004202143.tif 000006
【図５】
2004202143.tif 000007