(57)【要約】【課題】被検体の状態や個体差にかかわらず、被検体への薬物の注入量を適正に制御する。【解決手段】ＭＲＩ装置１００は、被検体ＨのＭＲ画像を連続して撮影し解析する。薬物インジェクター２００は、被検体Ｈへの薬物の注入を開始する。ＭＲＩ装置１００は、ＭＲ画像の解析結果に応じて薬物インジェクター２００を制御し、薬物の注入を自動停止する。【効果】薬物負荷ファンクショナル磁気共鳴イメージング方法を好適に実施できる。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体のＭＲ画像を連続して撮影し解析するＭＲＩ装置と、被検体へ薬物を注入しうる薬物注入手段と、操作者の指示に基づいて薬物の注入を開始すると共に前記解析結果に応じて自動的に薬物の注入を停止するように前記薬物注入手段を制御する薬物注入制御手段とを具備したことを特徴とする薬物注入装置。
【請求項２】
請求項１に記載の薬物注入装置において、前記薬物注入制御手段は、ＭＲ画像中に設定した関心領域内の信号強度の変化に応じて薬物の注入を停止することを特徴とする薬物注入装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の薬物注入装置において、操作者の指示により直ちに薬物の注入を停止する緊急停止手段を備えることを特徴とする薬物注入装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の薬物注入装置において、薬物の注入量が上限値を超えないようにする過注入防止手段を備えることを特徴とする薬物注入装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の薬物注入装置において、注入を所定時間続けても前記解析結果に変化を生じない時に操作者に報知する警報手段を備えることを特徴とする薬物注入装置。
【請求項６】
被検体のＭＲ画像を連続して撮影し解析しながら、被検体への薬物の注入を開始し、ＭＲ画像の解析結果に応じて薬物の注入を停止することを特徴とする薬物注入方法。
【請求項７】
請求項６に記載の薬物注入方法において、操作者の指示に基づいて薬物の注入を開始し、ＭＲ画像の解析結果に応じて自動的に薬物の注入を停止することを特徴とする薬物注入方法。
【請求項８】
請求項６または請求項８に記載の薬物注入方法において、ＭＲ画像中に設定した関心領域内の平均信号強度がしきい値を通過した時に薬物の注入を停止することを特徴とする薬物注入方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、薬物注入装置および薬物注入方法に関し、更に詳しくは、被検体への薬物の注入量を適正にすることが出来る薬物注入装置および薬物注入方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＭＲ（Ｍａｇｎｅｔｉｃ　Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）画像を連続的に撮影しながら一定量の薬物注入を行い、ＭＲ画像の時間変化を解析する薬物負荷ｆＭＲＩ（ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ　Ｍａｇｎｅｔｉｃ　Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ　Ｉｍａｇｉｎｇ：磁気共鳴機能画像法）方法が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の薬物負荷ｆＭＲＩ方法では、薬物の注入量を予め経験的に決めていた。
しかし、被検体の状態や個体差に応じて適正な薬物の注入量が異なってくるため、予め経験的に決めた薬物の注入量がしばしば不十分になったり過剰になったりする問題点があった。
そこで、本発明の目的は、被検体への薬物の注入量を適正にすることが出来る薬物注入装置および薬物注入方法を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
第１の観点では、本発明は、被検体のＭＲ画像を連続して撮影し解析するＭＲＩ装置と、被検体へ薬物を注入しうる薬物注入手段と、操作者の指示に基づいて薬物の注入を開始すると共に前記解析結果に応じて自動的に薬物の注入を停止するように前記薬物注入手段を制御する薬物注入制御手段とを具備したことを特徴とする薬物注入装置を提供する。
上記第１の観点による薬物注入装置では、被検体のＭＲ画像を連続して撮影し解析しながら、被検体への薬物の注入を開始し、ＭＲ画像の解析結果に応じて薬物の注入を自動的に停止する。すなわち、薬物注入に対する被検体の反応に応じて薬物注入量が調節されるから、薬物注入量を常に適正にすることが出来る。
【０００５】
第２の観点では、本発明は、上記構成の薬物注入装置において、前記薬物注入制御手段は、ＭＲ画像中に設定した関心領域内の信号強度の変化に応じて薬物の注入を停止することを特徴とする薬物注入装置を提供する。
上記第２の観点による薬物注入装置では、例えば、関心領域内の平均信号強度がしきい値を通過した時に薬物の注入を停止する、あるいは、関心領域内の最大信号強度がしきい値より大きくなった時に薬物の注入を停止する、あるいは、関心領域内の最小信号強度がしきい値より小さくなった時に薬物の注入を停止する。このように、薬物注入に対する被検体の反応に応じて薬物注入を停止するから、薬物注入量を常に適正にすることが出来る。
【０００６】
第３の観点では、本発明は、上記構成の薬物注入装置において、操作者の指示により直ちに薬物の注入を停止する緊急停止手段を備えることを特徴とする薬物注入装置を提供する。
上記第３の観点による薬物注入装置では、任意に薬物の注入を停止できるため、安全性を向上することが出来る。
【０００７】
第４の観点では、本発明は、上記構成の薬物注入装置において、薬物の注入量が上限値を超えないようにする過注入防止手段を備えることを特徴とする薬物注入装置を提供する。
上記第４の観点による薬物注入装置では、薬物の過注入を防止できるため、安全性を向上することが出来る。
【０００８】
第５の観点では、本発明は、上記構成の薬物注入装置において、注入を所定時間続けても前記解析結果に変化を生じない時に操作者に報知する警報手段を備えることを特徴とする薬物注入装置を提供する。
例えば、関心領域を不適切に設定した場合、薬物をいくら注入しても被検体の反応を検出できない。
このような場合、上記第５の観点による薬物注入装置では、操作者に警報するため、安全性を向上することが出来る。
【０００９】
第６の観点では、本発明は、被検体のＭＲ画像を連続して撮影し解析しながら、被検体への薬物の注入を開始し、ＭＲ画像の解析結果に応じて薬物の注入を停止することを特徴とする薬物注入方法を提供する。
上記第６の観点による薬物注入方法では、薬物注入に対する被検体の反応に応じて薬物注入量を調節できるから、薬物注入量を常に適正にすることが出来る。
【００１０】
第７の観点では、本発明は、上記構成の薬物注入方法において、操作者の指示に基づいて薬物の注入を開始し、ＭＲ画像の解析結果に応じて自動的に薬物の注入を停止することを特徴とする薬物注入方法を提供する。
上記第７の観点による薬物注入方法では、薬物注入に対する被検体の反応に応じて薬物注入量が自動調節されるから、薬物注入量を常に適正にすることが出来る。
【００１１】
第８の観点では、本発明は、上記構成の薬物注入方法において、ＭＲ画像中に設定した関心領域内の信号強度の変化に応じて薬物の注入を停止することを特徴とする薬物注入方法を提供する。
上記第８の観点による薬物注入方法では、例えば、関心領域内の平均信号強度がしきい値を通過した時に薬物の注入を停止する、あるいは、関心領域内の最大信号強度がしきい値より大きくなった時に薬物の注入を停止する、あるいは、関心領域内の最小信号強度がしきい値より小さくなった時に薬物の注入を停止する。このように、薬物注入に対する被検体の反応に応じて薬物注入を停止するから、薬物注入量を常に適正にすることが出来る。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図に示す実施形態により本発明をさらに詳しく説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
【００１３】
図１は、本発明の一実施形態にかかる薬物注入装置３００を示すブロック図である。
この薬物注入装置３００は、ＭＲＩ装置１００と、薬物インジェクター２００とを具備してなる。
【００１４】
ＭＲＩ装置１００において、マグネットアセンブリ１は、テーブルＴに乗った被検体Ｈを内部に挿入するためのボアＢを有し、このボアＢを取りまくように、一定の静磁場を発生する静磁場コイルＭと、Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸の各勾配磁場を発生する勾配磁場コイルＧとを有している。
被検体Ｈの頭部には、ＲＦパルスを送信すると共にＭＲ信号を受信する頭部撮影用コイルＲが被せられている。
静磁場コイルＭは静磁場電源回路２に接続されており、勾配磁場コイルＧは勾配磁場駆動回路３に接続されており、頭部撮影用コイルＲはＲＦ電力増幅器４および前置増幅器５に接続されている。
なお、静磁場コイルＭに代えて、永久磁石を用いてもよい。
【００１５】
シーケンス記憶回路８は、計算機７からの指令に従い、記憶しているパルスシーケンスに基づいて勾配磁場駆動回路３を操作し、勾配磁場コイルＧから勾配磁場を発生させると共に、ゲート変調回路９を操作し、ＲＦ発振回路１０の搬送波出力信号を所定タイミング・所定包絡線形状のパルス状信号に変調し、ＲＦ電力増幅器４でパワー増幅した後、頭部撮影用コイルＲに供給し、ＲＦパルスとして送信し、被検体Ｈの撮像領域を選択励起する。
【００１６】
前置増幅器５は、頭部撮影用コイルＲで受信された被検体ＨからのＭＲ信号を増幅し、位相検波器１２に入力する。位相検波器１２は、ＲＦ発振回路１０の搬送波出力信号を参照信号とし、前置増幅器５からのＭＲ信号を位相検波して、Ａ／Ｄ変換器１１に与える。Ａ／Ｄ変換器１１は、位相検波後のアナログ信号をデジタルデータに変換して、計算機７に入力する。
【００１７】
計算機７は、入力されたデジタルデータを蓄積し、１つの画像を構成するためのデータが収集されたら、画像再構成処理を行ってＭＲ画像を作成する。また、計算機７は、操作卓１３から入力された情報を受け取るなどの全体的な制御を受け持つ。また、計算機７は、ＭＲ画像を連続的に撮影しながら薬物注入を行い、ＭＲ画像の時間変化を解析する薬物負荷ファンクショナルイメージングを行う。
表示装置は、画像やメッセージを表示する。
【００１８】
図２は、薬物インジェクター２００の構成を示すブロック図である。
薬物インジェクター２００は、交換可能な薬液タンクである薬物カートリッジ２０１と、薬物カートリッジ２０１から薬液を送給するポンプ２０２と、ポンプ２０２から送給された薬液を被検体Ｈに注入するシリンジ（ｓｙｒｉｎｇｅ）２０３とを具備している。
【００１９】
ポンプ２０２を駆動するモーター２０４は、操作者が操作する手動送給スイッチ２０６により、モータードライバ２０５を介して、運転開始／運転停止される。また、ＭＲＩ装置１００により、インタフェース２０７およびモータードライバ２０５を介して、制御される。
【００２０】
モータ電源は、操作者が操作する緊急停止スイッチ２０８およびモニタ２１１が制御する安全停止スイッチ２１２を介して、モータードライバ２０５に供給される。
【００２１】
上限値設定ダイヤル２０９は、被検体Ｈに注入する薬液の上限値を操作者が設定するための手段である。
モニタ２１１は、ポンプ２０２の回転量から薬液の送給量を算出し、操作者が設定した上限値を超えたら安全停止スイッチ２１２をオフにし、アラーム２１３を作動させる。
【００２２】
図３は、本発明の一実施形態にかかる薬物負荷ファンクショナルイメージング処理の動作を示すフロー図である。
ステップＶ０では、操作者が上限値を薬物インジェクター２００に設定する。
ステップＶ１では、操作者が観測部位、パルスシーケンス、しきい値、警報値、警報時間をＭＲＩ装置１００に設定する。観測部位は、例えば脳とする。パルスシーケンスは、例えばＥＰＩ（Ｅｃｈｏ　Ｐｌａｎａｒ　Ｉｍａｇｉｎｇ）法のパルスシーケンスとする。
【００２３】
ステップＶ２では、ＭＲＩ装置１００でＭＲ画像を撮影し、画面に表示する。
ステップＶ３では、例えば図４に示すように画面に表示されたＭＲ画像Ｇ１中に操作者が関心領域ＲＯＩを設定する。
【００２４】
ステップＶ４では、操作者は、薬物を被検体Ｈに注入可能な状態に整える。
ステップＶ５では、ＭＲＩ装置１００でＭＲ画像の連続撮影を開始する。この時刻を、図５に示す時刻ｔ０とする。
ステップＶ６では、操作者は、図５に示す時刻ｔｓにおいて、薬物インジェクター２００で被検体Ｈへの薬物注入を開始する。
【００２５】
ステップＶ７では、ＭＲＩ装置１００の計算機７は、次々に得られるＭＲ画像の関心領域ＲＯＩ内の画素値の平均値（平均信号強度）を次々に算出する。
ステップＶ８では、ＭＲＩ装置１００の計算機７は、平均値がしきい値を通過したか否かを判定し、通過したならステップＶ９へ進み、通過してないならステップＶ１１へ進む。例えば図５の時刻ｔｅ１になるとステップＶ９へ進み、時刻ｔｅ１より前ならステップＶ１１へ進む。
【００２６】
ステップＶ９では、ＭＲＩ装置１００は、薬物インジェクター２００を制御して薬物の注入を自動停止する。
ステップＶ１０では、ＭＲＩ装置１００は、操作者が撮影停止の指示を入力するまで撮影を続ける。例えば図５に示す時刻ｔｆ１において操作者が撮影停止の指示を入力すると、撮影が終了する。
【００２７】
ステップＶ１１では、ＭＲＩ装置１００の計算機７は、薬物注入を開始してからの経過時間が警告時間を超えても平均値の変化が警告値（例えば１０％）以下ならステップＶ１３へ進み、警告値以上ならステップＶ１２へ進む。
【００２８】
ステップＶ１２では、薬物インジェクター２００のモニタ２１１は、薬物注入を開始してからの注入量が上限値を超えか否かを判定し、超えたならステップＶ１３へ進み、超えてないならステップＶ７に戻る。
【００２９】
ステップＶ１３では、ステップＶ１１から進んできた場合はＭＲＩ装置１００が薬物インジェクター２００を制御して薬物の注入を自動停止する。一方、ステップＶ１２から進んできた場合は薬物インジェクター２００のモニター２１１が安全停止スイッチ２１２をオフにして薬物の注入を自動停止する。
【００３０】
ステップＶ１４では、ＭＲＩ装置１００および薬物インジェクター２００は、警告を報知する。
ステップＶ１５では、撮影を停止する。
【００３１】
図６は、被検体Ｈの個体差によって薬物注入に対する被検体Ｈの反応が異なる２つの例ｈ１，ｈ２を示している。
本発明によれば、いずれの例ｈ１，ｈ２でも、薬物注入量が最適に制御され、被検体Ｈの反応が現れた前後のＭＲ画像を好適に収集できる。
【００３２】
なお、上記実施形態では、平均値を評価値としたが、関心領域内の最大画素値（最大信号強度）や最小画素値（最小信号強度）を評価値としてもよい。
【００３３】
【発明の効果】
本発明の薬物注入装置および薬物注入方法によれば、被検体の状態や個体差にかかわらず、被検体への薬物の注入量を適正に制御することが出来る。この結果、薬物負荷ｆＭＲＩ方法を好適に実施できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態にかかる薬物注入装置を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態にかかる薬物インジェクターを示すブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態にかかる薬物負荷ファンクショナルイメージング処理の動作を示すフロー図である。
【図４】関心領域を示す概念図である。
【図５】関心領域内の画素値の平均値の変化を示す例示図である。
【図６】関心領域内の画素値の平均値の変化が個体差により異なることを示す例示図である。
【符号の説明】
７　　　　　　　計算機
１００　　　　　ＭＲＩ装置
２００　　　　　薬物インジェクター
２０２　　　　　ポンプ
２０４　　　　　モーター
２０５　　　　　モータードライバ
２０７　　　　　インタフェース
２０８　　　　　緊急停止スイッチ
２０９　　　　　上限値設定ダイヤル
２１１　　　　　モニタ
２１２　　　　　安全停止スイッチ
２１３　　　　　アラーム
３００　　　　　薬物注入装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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