(57)【要約】【課題】天板の動きやガントリの摺動に極力影響を受けずに、予めＲＦコイルを適正な位置に設定しておくことができるＭＲＩ装置を提供する。【解決手段】ＭＲＩ装置において、天板１２及び傾斜磁場コイルユニット５を備えたガントリ１と独立してＲＦコイルユニット４を支持する支持アーム１５を設ける。また、支持アーム１５には、制御部６の制御に基づいて、伸縮自在な支持アーム接続部９がを設けられており、これによりＲＦコイルユニット４を被検体に対して遠近方向に移動させる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体を載せる天板を備えた寝台と、前記被検体に静磁場を印加する静磁場コイルと、前記被検体に傾斜磁場を印加する傾斜磁場コイルと、前記被検体にＲＦ磁場を印加するＲＦコイルと、を備えたＭＲＩ装置において、前記寝台、前記静磁場コイルおよび前記傾斜磁場コイルに対して、独立して前記ＲＦコイルを支持するＲＦコイル支持手段を備えたことを特徴とするＭＲＩ装置。
【請求項２】
前記ＲＦコイルは、前記静磁場コイルから被検体に印加される静磁場の略中心に設けられることを特徴とする請求項１記載のＭＲＩ装置。
【請求項３】
前記傾斜磁場コイルを真空状態に保つ真空保持手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１記載のＭＲＩ装置。
【請求項４】
前記寝台、前記静磁場コイルおよび前記傾斜磁場コイルは床に設置され、前記ＲＦコイルは前記ＲＦコイル支持手段を介して天井に支持されることを特徴とする請求項１記載のＭＲＩ装置。
【請求項５】
前記寝台、前記静磁場コイルおよび前記傾斜磁場コイルは床に設置され、前記ＲＦコイルは前記ＲＦコイル支持手段を介して壁に支持されることを特徴とする請求項１記載のＭＲＩ装置。
【請求項６】
前記静磁場コイルに対して前記傾斜磁場コイルを独立して支持する傾斜磁場コイル支持手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１乃至５いずれか１項記載のＭＲＩ装置。
【請求項７】
前記ＲＦコイル支持手段は、前記ＲＦコイルを前記被検体に対する遠近方向に移動可能に支持することを特徴とする請求項１記載のＭＲＩ装置。
【請求項８】
前記ＲＦコイル支持手段は、前記ＲＦコイルを重力に対して略垂直な方向に移動可能に支持することを特徴とする請求項７記載のＭＲＩ装置。
【請求項９】
前記ＲＦコイル支持手段は、前記ＲＦコイルを重力に対して略水平な方向に移動可能に支持することを特徴とする請求項７記載のＭＲＩ装置。
【請求項１０】
前記ＲＦコイルと前記被検体との距離を検知する検知手段をさらに備えたことを特徴とする請求項７記載のＭＲＩ装置。
【請求項１１】
前記ＲＦコイル支持手段は、前記検知手段で検知された前記ＲＦコイルと前記被検体との距離に応じて、前記ＲＦコイルを移動させることを特徴とする請求項１０記載のＭＲＩ装置。
【請求項１２】
前記被検体の第１の領域にＲＦ磁場を印加し第１のＭＲ信号を得た後、前記天板を移動させ、前記第１の領域とは異なる第２の領域にＲＦ磁場を印加し第２のＭＲ信号を得る制御を行う制御手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１１記載のＭＲＩ装置。
【請求項１３】
前記ＲＦコイル支持手段は、
前記ＲＦコイルに接続されるアーム部と、
前記アーム部に取り付けられ伸縮可能な接続部と、
を備えることを特徴とする請求項７記載のＭＲＩ装置。
【請求項１４】
前記ＲＦコイルの位置と前記接続部の伸縮量とを対応させて記憶する記憶手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１３記載のＭＲＩ装置。
【請求項１５】
前記ＲＦコイルは、表面コイルを備えることを特徴とする請求項１記載のＭＲＩ装置。
【請求項１６】
前記ＲＦコイルは、前記表面コイルを複数備え、前記被検体に対して略水平方向及び略垂直方向から前記ＲＦ磁場を印加することを特徴とする請求項１５記載のＭＲＩ装置。
【請求項１７】
前記ＲＦコイル支持手段は、前記複数の表面コイルをそれぞれの独立して移動可能に支持することを特徴とする請求項１６記載のＭＲＩ装置。
【請求項１８】
被検体を載せる天板を備えた寝台と、前記被検体に静磁場を印加する静磁場コイルと、前記被検体に傾斜磁場を印加する傾斜磁場コイルと、前記被検体にＲＦ磁場を印加するＲＦコイルと、を備えたＭＲＩ装置において、
前記ＲＦコイルを前記被検体に対する遠近方向に移動可能に支持するＲＦコイル支持手段を備えたことを特徴とするＭＲＩ装置。
【請求項１９】
前記ＲＦコイルは、表面コイルを備えることを特徴とする請求項１８記載のＭＲＩ装置。
【請求項２０】
前記ＲＦコイルは、前記被検体に対して略水平方向及び略垂直方向から前記ＲＦ磁場を印加する複数の表面コイルを備えることを特徴とする請求項１９記載のＭＲＩ装置。
【請求項２１】
前記ＲＦコイル支持手段は、前記複数の表面コイルをそれぞれの独立して移動可能に支持することを特徴とする請求項２０記載のＭＲＩ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、天板に載せられた被検体を撮影するＭＲＩ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＭＲＩ装置は、静磁場空間に配置された被検体に対し、傾斜磁場を印可した状態で、励起用磁場用コイル（送信ＲＦコイル）から励起用磁場（ＲＦ磁場）を印加すると共に、核磁気共鳴信号用コイル（受信ＲＦコイル）核磁気共鳴信号（ＭＲ信号）を取得する。この取得されたＭＲ信号に基づき、当該被検体に関するＭＲＩ画像（断層像）を再構成する。これによれば、Ｘ線ＣＴ装置のように、取得可能な断層像がＸ線検出器の設置状況によって自ずと制限されてしまうのとは異なり、被検体に関して自由な断面を想定し、その断層像の取得が可能となる等、多くの利点を有するものである。
従来、このようなＭＲＩ装置において、ＲＦコイルは、一般的に天板に設けられていた。（例えば特許文献１参照。）このようなＭＲＩ装置では、ＲＦコイルの位置設定は、例えば被検体を天板に載せ、その状態でＲＦコイルの位置を設定していた。
【０００３】
また、この他にも、従来、ホールボディコイルと呼ばれるＲＦコイルが、被検体に傾斜磁場を印可する傾斜磁場コイルと共にガントリに設けられたＭＲＩ装置もある。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−９５７７７号公報（第４頁、第１図）
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のように、天板上にＲＦコイルが設けられている場合には、天板の動きに伴ってＲＦコイルも動くことになり、天板をガントリの開口部に挿入する前に予めＲＦコイルの位置を適正な個所（例えば静磁場の中心近辺）に設置しておくことができず、患者を天板に載せた状態で、ＲＦコイルの位置を設定しなければならないため、準備に時間がかかるという問題点がある。また、天板を移動させながら、撮影を行うような場合には、天板の摺動によりＲＦコイルも伴って摺動してしまい、撮影上影響を受ける問題がある。
また、ホールボディコイルの場合は、天板の摺動に対しての影響は少ないが、ガントリに設けられる傾斜磁場コイルの振動を強く受け、やはり撮影上影響を受ける問題がある。
そこで、本発明は上記課題を解決し、天板の動きやガントリの摺動に極力影響を受けずに、予めＲＦコイルを適正な位置に設定しておくことができるＭＲＩ装置を提供することを目的する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、被検体を載せる天板を備えた寝台と、前記被検体に静磁場を印加する静磁場コイルと、前記被検体に傾斜磁場を印加する傾斜磁場コイルと、前記被検体にＲＦ磁場を印加するＲＦコイルと、を備えたＭＲＩ装置において、前記寝台、前記静磁場コイルおよび前記傾斜磁場コイルに対して、独立して前記ＲＦコイルを支持するＲＦコイル支持手段を備えたことを特徴とする。
また、請求項１８に記載の発明は、被検体を載せる天板を備えた寝台と、前記被検体に静磁場を印加する静磁場コイルと、前記被検体に傾斜磁場を印加する傾斜磁場コイルと、前記被検体にＲＦ磁場を印加するＲＦコイルと、を備えたＭＲＩ装置において、前記ＲＦコイルを前記被検体に対する遠近方向に移動可能に支持するＲＦコイル支持手段を備えたことを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るＭＲＩ装置の種々の実施の形態について、図１ないし図３を参照して詳細に説明する。図１は、本実施形態に係るＭＲＩ装置のガントリ１の横断面図、図２はＭＲＩ装置のガントリ１の縦断面図、図３はＭＲＩ装置のブロック図をそれぞれ示している。なお、被検体Ｐの体軸方向をＺ方向、重力と平行な方向をＹ方向、Ｚ方向と垂直な方向でかつをＹ方向とも垂直な方向をＸ方向とする。
ガントリ１は、その中央部に略略円筒形状の撮影領域２１を有し、この撮影領域２１にそれぞれ静磁場、傾斜磁場、ＲＦ磁場を印可する静磁場コイルユニット３、傾斜磁場コイルユニット５、ＲＦコイルユニット４を備えている。静磁場磁石ユニット３は、超伝導タイプであれば、超伝導コイルと、その超伝導コイルを収容する液体ヘリウム容器と、さらに液体ヘリウム容器を収容する真空容器とを備える。また、傾斜磁場コイルユニット５は、主コイルの外側をシールドコイルで囲んだいわゆるアクティブシールド型傾斜磁場コイルを用いると良い。この傾斜磁場コイルユニット５は、その振動による騒音を外側に伝搬させないように、真空容器４１に収容されている。この真空容器４１の内部空気を、真空配管６１を介して真空ポンプ７１により強制排出することにより、真空容器４１内部を真空状態に維持するようになっている。なお、この真空容器４１の真空度は、完全真空は必要ではなく、空気伝播を遮音する程度、例えば数トル（ｔｏｒｒ）程度で良い。なお、遮音効果Ｓは、真空容器３の真空度をＰ１とすると、Ｓ＝２０ｌｏｇ１０（Ｐ１／７６０）で与えられ、真空度Ｐ１を７トルとすると、約４０ｄＢの遮音効果が得られることになる。この約４０ｄＢという十分な遮音効果が得られる７トルを真空容器４１の内部圧力が越えないように、真空ポンプ７１の動作が制御されている。また、傾斜磁場コイルユニット５は、さらにその振動の伝播を防ぐため、傾斜磁場コイル支持ユニット１３を介して、静磁場磁石ユニット３とは独立して直接床２２に設けられている。
【０００７】
ＲＦコイルユニット４は、撮影領域２１に載置された被検体ＰにＲＦ磁場を印加すると共に、被検体から放出されるＭＲ信号を検出する。なお、ＲＦ磁場を印可するＲＦコイルとＭＲ信号を検出するＲＦコイルは同一のコイルでも良いし、別々のコイルを用いても良い。ＲＦコイルユニット４は、静磁場磁石ユニット３及び傾斜磁場コイルユニット５とは独立してＲＦコイル支持ユニットを介して、直接天井２３に取り付けられている。なお、ＲＦコイルユニット４は、この状態で、静磁場コイルユニット３から被検体Ｐに印加された静磁場の略中心に配置される。ＲＦコイル支持ユニットは、８本の支持アーム１５、支持アーム１５同士をそれぞれ接続する４つの支持アーム接続部９、支持アーム１５を天井に取り付ける４つの支持アーム取付部１４、支持アーム１５をＲＦコイルユニット４に取りつける４つの支持アーム取付部１６を備える。より具体的に説明すると、ＲＦコイルユニット４は、Ｚ方向の両端にそれぞれ２箇所の合計４箇所で支持されている。なお、Ｚ方向の両端それぞれの取付け方はほぼ対称であるため、ここではＺ方向の一端の２箇所の取りつけのみについて説明する。図２に示すように、ＲＦコイルユニット４には、それぞれ支持アーム取付部１６を介して、ＸＹ平面上で略１０時と略２時の位置に、２本の支持アーム１５が取りつけられる。この支持アーム取付部１６は、支持アーム１５がＸＹ平面上で回転可能な構成、いわゆる回転軸受けを備えている。それぞれの支持アーム１５は、支持アーム接続部９の一端に取り付けられている。また、支持アーム接続部９の他端には支持アーム１５が取り付けられており、さらに支持アーム取付部１４を介して、天井２３に取り付けられている。この支持アーム接続部９は例えば、油圧式の機構を備え、後述する制御部６の制御によりその圧力を変化させることができる。また、支持アーム取付部１４も、同様にＸＹ平面上で支持アーム１５を回転可能なように回転軸受けを備えている。つまり、支持アーム接続部９の油圧を変化させることにより、ＲＦコイルユニット４の位置を上下、左右に変化させることができる。
【０００８】
次に、図３を参照して、ＭＲＩ装置の全体構成について説明する。ＭＲＩ装置は、上記したガントリ１の傾斜磁場コイルユニット５に所定のタイミングで電力を供給するための傾斜磁場電源２、ＲＦコイルユニット４に所定のタイミングで電力を供給する送信器８、ＲＦコイルユニット４から所定のタイミングでＭＲ信号を受信する受信器２２を備える。また、傾斜磁場電源２、送信器８及び受信器２２には、これらのタイミングを一括して制御するためのシーケンサ７が接続されている。また、寝台１０には、天板１２の駆動を制御する寝台駆動部８１が接続されている。さらに収集されたＭＲ信号から再構成されたＭＲＩ画像を表示するための表示手段Ｄが設けられている。シーケンサ７、支持アーム接続部９、寝台駆動部８１、表示手段Ｄには、これらを一括して制御するための制御部６が設けられている。なお、制御部６は、収集したＭＲ信号から画像を再構成する機能も備えている。また、制御部６には、操作者が各種の設定を行うための情報を入力する入力部８２が接続されている。
【０００９】
次に、本実施形態に係るＭＲＩ装置の動作に関して、図３乃至図５を参照して、撮影の前に操作者が行う設定に関する動作と撮影中の動作についてそれぞれ説明する。撮影の前に操作者は、撮影の種類、撮影範囲、ＲＦコイルの位置などの設定を入力部８２を介して行う。ここで撮影の種類とは、例えば、パルスシーケンスの種類が含まれる。また、撮影範囲とは撮影される被検体の範囲を示すものである。
操作者は、入力部８２を用いて、上記撮影の種類、撮影範囲の設定を行う。設定された撮影の種類、及び撮影範囲は、制御部６において、一連のパルスシーケンスとしての信号に変換され、一時的に保存される。
また、ＲＦコイルの位置調整とは、ＲＦコイルユニット４の位置を事前に調整することをいう。操作者は、被検体Ｐが天板１２に載る前、あるいは載った後、被検体Ｐの体格に合わせて、被検体Ｐがガントリの開口部に挿入された場合でも、ＲＦコイルユニット４にぶつからないように、ＲＦコイルユニット４の位置を目視しながら調整する。なお、この調整においては、入力部８２に設けられた例えば上下左右のボタンを備えた十字キーにより行うことができる。ここで、更に詳しくＲＦコイルユニット４の位置調整について図４を参照して説明する。なお、図４（ａ）乃至（ｃ）は、それぞれ支持アーム接続部９の伸縮動作によるＲＦコイルユニット４の動きを体軸方向Ｚから見た場合の概略図である。各図における点線円は移動前のＲＦコイルユニット４の位置、矢印は移動方向、実線円は移動後のＲＦコイルユニット４の位置を示している。なお、支持アーム接続部９は、上記のように、合計４つの箇所に設けられているが、同じＸ・Ｙ位置にある支持アーム接続部９（Ｚ方向のみ異なる）は同様の動きを行うため、ここでは２つの支持アーム接続部９のみについて説明する。図４（ａ）は、図２において、紙面左側の支持アーム接続部９の動きを固定し、紙面右側の支持アーム接続部９のみを伸ばした場合のＲＦコイルユニット４の動きを示している。この場合、ＲＦコイルユニット４は、左側の支持アーム接続部９の動きを固定しているため、支点Ｃの位置は変わらない。一方、右側の支持アーム接続部９が伸びる動作を行うため、支点Ｄは支点Ｄ’へ移動する。この結果、ＲＦコイルユニット４は、紙面で左下側へ動くことになる。より具体的には、支点Ｃを中心とし、ＣＤ＝ＣＤ’の関係を保つ円弧運動を行うことになる。次にこの状態で、図４（ｂ）に示すように、右側の支持アーム接続部９の伸縮運動を固定し、一方左側の支持アーム接続部９を縮ませる動作を行うと、支点Ｄ’を中心にＣＤ’＝Ｃ’Ｄ’という関係を保ちながら、同様に円弧運動を行い、矢印で示すような上側へ移動することになる。結果として、これら図４（ａ）及び（ｂ）の動作を組み合わせると、図４（ｃ）に示すように、ＲＦコイルユニット４は矢印で示すように左側に移動したことになる。つまり、支持アーム接続部９の伸縮動作でＲＦコイルユニット４を上下左右方向へ移動させることができる。
【００１０】
ある所定の初期位置を図５に示すように、Ｘ位置＝０、Ｙ位置＝０とおき、この時の右及び左側の支持アーム接続部９の伸縮量を０とする。この状態からＲＦコイルユニット４のＸ方向およびＹ方向へ移動させ、その移動量と、それぞれの支持アーム接続部９の伸縮量を、実験又は計算により求め、記憶テーブルとして例えば制御部６に記憶しておくと良い。なお、図５にはパターン１乃至４が示されている。制御部６は、各支持アーム接続部９の伸縮量をチェックし、この伸縮量と操作者が入力部８２を介して希望する移動量から伸縮量を決定する。
より具体的には、例えば、操作者が入力部８２を介してＲＦコイルユニット４の上側に１ｃｍの移動を指示すると、制御部６は現状の各支持アーム接続部９の伸縮量をチェックする。例えば、この時左側の支持アーム接続部９の伸縮量が＋１．２ｃｍ、右側が−１．４ｃｍ（パターン２）だとすると、Ｘ位置は１ｃｍ、Ｙ位置は０ｃｍであることになる。操作者はＹ方向に１ｃｍの移動を希望しており、つまり、結果としてＸ位置が１ｃｍ、Ｙ位置が１ｃｍ、左側伸縮量−１．５ｃｍ、右側伸縮量−１．５ｃｍ（パターン３）となればよい。従って、左側の支持アーム接続部９は、２．７ｃｍ縮める動作を行うことになり、一方右側の支持アーム接続部９は、−０．１ｃｍ縮める動作を行うことになる。
【００１１】
このように、ＲＦコイルユニット４とそれぞれの支持アーム接続部９の関係を示した記憶テーブルを作成しておくことにより、より適正な移動制御を行うことが可能となる。
次に、本実施形態に係るＭＲＩ装置の撮影中の動作について説明する。撮影の前の設定が終了すると、操作者は入力部８２を介して、寝台駆動部８１を介して、天板１２を移動させ、被検体Ｐを初期位置に設定する。また、制御部６は、撮影前に設定された撮影の種類、及び撮影範囲を読み出し、シーケンサ７を介して、送信器８及び傾斜磁場電源２に所定のタイミングで信号を送信する。このタイミング信号を受けて、傾斜磁場コイルユニット５及びＲＦコイルユニット４から被検体Ｐに所定の傾斜磁場及びＲＦ磁場が印加される。また、シーケンサ７からは受信器２２に信号が送られ、上記傾斜磁場及びＲＦ磁場の印加により発生したＭＲ信号が受信される。ＭＲ信号が一旦受信された後、制御部６は寝台駆動部８１を介して、天板１２を移動させ、再度、傾斜磁場及びＲＦ磁場を印加し、ＭＲ信号を得ることにより、被検体Ｐの広い範囲からＭＲ信号を得る。受信されたＭＲ信号は、制御部６へ送信され、ＭＲ画像が作成される。作成されたＭＲ画像は表示手段Ｄで表示される。
【００１２】
本実施の形態におけるＭＲＩ装置は、ＲＦコイルユニットを、天板及びガントリと独立して設けることにより、天板の動きやガントリの摺動に極力影響を受けずに、予めＲＦコイルを適正な位置に設定しておくことができる。
また、上記の実施の形態においては、ＲＦコイルユニットを静磁場の略中心付近に設けることにより、より質の高い画像を得ることが可能となる。
なお、上記実施の形態においては、寝台、静磁場コイルおよび傾斜磁場コイルを床に設置し、ＲＦコイルを天井に支持する場合について説明したが、このような構成とすることにより、特に、寝台、傾斜磁場コイルからＲＦコイルへの振動伝播を大きく防止することができ、非常に効果的である。
また、さらに、上記実施の形態では、ＲＦコイルユニットを患者に対して遠近方向に移動させることが可能であり、これによりＲＦコイルユニットを極力患者に近づけることができ、撮影の精度が向上する。
【００１３】
また、上記実施の形態においては、いわゆるムービングベッド機能を備えたＭＲＩ装置について説明したが、撮影中には天板を移動させずに固定するＭＲＩ装置に適応しても良い。
また、上記の実施の形態では、ＲＦコイルユニット４に、ＸＹ平面上で略１０時と略２時の位置に、２本の支持アーム１５が取り付けられる場合を示したが、他の箇所に設けても良い。また、操作者の手動によって、ＲＦコイルユニット４の移動を行う場合について説明したが、ＲＦコイルユニット４にＲＦコイルユニット４と患者との距離を検知する、例えばタッチセンサ等を設け、被検体に接触しないように自動で調整を行っても良い。
さらにムービングベッド機能と距離検知機能を組み合わせると、ＲＦコイルユニットを患者により近づけることができ、撮影の精度が向上する。具体的には、天板の移動時に患者とＲＦコイルユニットの距離を検知し、この距離に応じてＲＦコイルユニットの位置を調整する（極力患者にＲＦコイルを近づけた状態にする）と良い。
【００１４】
以上、本発明における種々の実施の形態について説明を行ったが、本発明は、上記実施の形態を種々組みあせて用いても良く、また趣旨を一脱しない範囲での変形も考えられる。
【００１５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ＲＦコイルを、天板及びガントリと独立して設けることにより、天板の動きやガントリの摺動に極力影響を受けずに、予めＲＦコイルを適正な位置に設定しておくことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１の実施の形態におけるＭＲＩ装置のガントリの横断面図である。
【図２】本発明に係る第１の実施の形態におけるＭＲＩ装置のガントリの縦断面図である。
【図３】本発明に係る第１の実施の形態におけるＭＲＩ装置のブロック図である。
【図４】本発明に係る第１の実施の形態におけるＭＲＩ装置のＲＦコイルユニットの動作を示す概略図である。
【図５】本発明に係る第１の実施の形態におけるＭＲＩ装置の支持アーム接続部の伸縮量とＲＦコイルユニット４の位置を示した表である。
【符号の説明】
１  ガントリ
２  傾斜磁場電源
３  静磁場コイルユニット
４  ＲＦコイルユニット
５  傾斜磁場コイルユニット
６  制御部
７  シーケンサ
８  送信器
９  支持アーム接続部
１０  寝台
１１  基台
１２  天板
１３  傾斜磁場コイル支持ユニット
１４  支持アーム取付部
１５  支持アーム
１６  支持アーム取付部
２１  撮影領域
２２  天井
２３  床
４１  真空容器
６１  真空配管
７１  真空ポンプ
８１  寝台駆動部
８２  入力部
【図１】
2004298303.tif 000003
【図２】
2004298303.tif 000004
【図３】
2004298303.tif 000005
【図４】
2004298303.tif 000006
【図５】
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