(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＭＲレオロジのための振動アプリケータであって、
複数のトランスデューサであって、各々が所与の周波数で往復運動を生じさせる複数のトランスデューサと、
患者の身体の周囲に巻き付けられるように設計され、前記トランスデューサに機械的に結合されるベルトであって、前記トランスデューサと前記患者の身体との間で機械的な結合をもたらす、ベルトと
を有し、複数のトランスデューサの各々が、前記ベルトの長さ方向に沿う異なる場所で前記ベルトに結合され、前記ベルトの幅が、前記ベルトの長さ方向に沿って変化している、振動アプリケータ。
【請求項２】
前記トランスデューサにより生じる前記往復運動は、前記ベルトの長軸に平行に、前記身体の表面に接するように行われる、請求項１に記載の振動アプリケータ。
【請求項３】
前記トランスデューサにより生じる前記往復運動は、前記ベルトの長軸に垂直に、前記身体の表面に直交するように行われる、請求項１に記載の振動アプリケータ。
【請求項４】
少なくとも１つのトランスデューサは、前記ベルトに取り付けられる振動ハウジング内に配置される、請求項１〜３のうちの何れか１項に記載の振動アプリケータ。
【請求項５】
各々のトランスデューサにより生じる前記往復運動は、制御可能な振幅及び/又は位相及び/又は周波数を有する、請求項４に記載の振動アプリケータ。
【請求項６】
少なくとも１つのクッションが前記ベルトに取り付けられ、前記クッションは前記ベルトと前記患者の身体との間に配置される、請求項１〜５のうちの何れか１項に記載の振動アプリケータ。
【請求項７】
前記トランスデューサは駆動部と伝達要素とを有し、前記伝達要素を介して前記駆動部は前記ベルトに結合される、請求項１〜６のうちの何れか１項に記載の振動アプリケータ。
【請求項８】
前記伝達要素はボーデンケーブル又は柔軟性のあるシャフトである、請求項７に記載の振動アプリケータ。
【請求項９】
検査空間内に一様で安定した磁場を生成する少なくとも１つのメイン磁気コイルと、
前記検査空間内の異なる空間方向において、切り替えられる磁場勾配を生成する複数のグラジエントコイルと、
前記検査空間の中でＭＲ共鳴周波数でＲＦパルスを生成し、及び/又は、前記検査空間内に配置された患者の身体からＭＲ信号を受信する少なくとも１つのＲＦコイルと、
一時的な一連のＲＦパルスと切り替えられる磁場勾配とを制御する制御部と、
受信した前記ＭＲ信号からＭＲ画像を再構築する再構築部と、
請求項１〜８のうち何れか１項に記載の振動アプリケータであって、前記ベルトが前記身体の周囲に巻き付けられるように設計されている、振動アプリケータと
を有するＭＲ装置。
【請求項１０】
前記ベルトに結合される駆動部が、前記検査空間の外に配置される、請求項９に記載のＭＲ装置。
【請求項１１】
ＭＲ装置の前記検査空間における磁場の中に配置された身体の少なくとも一部分についてのＭＲ画像を取得するための方法であって、
請求項１〜８のうち何れか１項に記載の振動アプリケータを利用することにより、前記身体の一部分を、振動する機械的な刺激に委ねるステップであって、前記トランスデューサにより生じる前記往復運動は前記ベルトを介して前記患者の身体に作用し、前記ベルトが前記身体の周囲に巻き付けられている、ステップと、
前記身体の一部分を、１つ以上のＲＦパルス及び切り替えられる磁場勾配によるＭＲ画像取得シーケンスに委ねるステップであって、前記身体の一部分からＭＲ信号が取得される、ステップと、
取得された前記ＭＲ信号から、前記身体の組織の弾性及び/又は粘性を反映する空間的に区別されたパラメータを導出するステップと
を有する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は磁気共鳴(MR)画像診断の技術分野に関連する。本発明はMRレオロジ(MR  rheology)のための振動アプリケータ(oscillation  applicator)に関連する。更に、本発明はMR装置及びMR画像診断方法にも関連する。
【背景技術】
【０００２】
2次元画像又は3次元画像を形成するために磁場と核スピンとの間の相互作用を利用する画像形成MR方法は、今日幅広く使用されており、特に医療診断の分野で使用されており、その理由は、柔らかい組織の画像診断に関し、画像形成MR方法は、多くの点で他の方法より優れており、イオン化放射を必要とせず、しかも、通常は侵入(invasive)を要しないからである。
【０００３】
そのようなMR方法では、一般に、検査される患者の身体は強力な一様な磁場の中に配置され、同時にその磁場の方向は、測定の基となる座標系の軸(通常は、z軸)を規定する。磁場は、個々の核スピンの異なるエネルギ順位を、磁場強度に依存して生成し、それは所定の周波数(いわゆるラーモア(Larmor)周波数又はMR周波数)の交番電磁場(RF磁場)を印加することにより励起されることが可能である。巨視的か観点から言えば、個々の核スピンが分散していることは、適切な周波数の電磁パルス(RFパルス)を印加することにより平衡状態から逸脱する可能性がある全体的な磁化(magnetization)をもたらし、そのRFパルスの磁場はz軸に関して垂直であり、磁化はz軸の周りに歳差運動を行う。磁化のこの運動は、頂角がフリップ角(flip  angle)として言及される円錐表面を描く。フリップ角の大きさは、印加される電磁パルスの強度及び持続時間に依存する。いわゆる90度パルスの場合、スピンは、z軸から横断面の方にずれる(フリップ角は90度)。RFパルスは、MR装置のRFコイル配置により、患者身体に向けて放射される。RFコイル配置は、典型的には、患者の身体が配置される検査空間を包囲する。
【０００４】
RFパルスが終了した後に、磁化は元の平衡状態に戻り、第1の時定数T1(スピン格子又は縦緩和時間)とともにz軸方向の磁化が再び生じ、第2の時定数T2(スピン-スピン又は横緩和時間)とともにz軸に垂直な方向における磁化が緩和する。z軸に垂直な方向で磁化の変動が測定されるような形式で、MR装置の検査空間内に配置及び方向付けられた受信RFアンテナ又はコイルにより、磁化の変動が検出されることが可能である。例えば90度パルスを印加した後に、「同じ位相で並んだ状態」から「全ての位相角が一様に分布した状態(デフェージング状態(dephasing))」への核スピンの遷移によって、横磁化(traverse  magnetization)の減衰が生じる。デフェージング状態は、リフォーカシングパルス(refocusing  pulse)(例えば、180度パルス)を利用して補償されることが可能である。これは、受信コイルでエコー信号(スピンエコー)を生じさせる。
【０００５】
身体内での空間解像度を得るため、3つの主軸に沿う線形な磁場勾配(磁場グラジエント)が、一様な磁場に重ね合わせられ、スピン共鳴周波数の線形な空間依存性をもたらす。従って、受信コイルで取得される信号は、身体の様々な場所に関連する様々な周波数の成分を含む。受信RFアンテナ又はコイルにより取得される信号データは、空間周波数領域に対応し、k空間データと呼ばれる。k空間データは、通常、様々な位相エンコーディングとともに取得される複数のラインを含む。各々のラインは、多数のサンプルを収集することによりディジタル化される。一群のk空間データは、フーリエ変換を利用することにより、又は、既存の他の再構築技術により、MR画像に変換される。
【０００６】
最近、組織の特徴に関する診断に有用な更なる情報であって(発明者等にとって)従来のMR画像診断方法だけでは得られない情報を収集する有望な技術として、MRレオロジが知られつつある。MRレオロジ(MR  rheology)は、検査される対象のMR画像のMR信号位相が、検査対象に作用する機械的又は力学的な振動の影響を受けて変化する、という事実を活用する。変化の程度は、機械的な振動に起因する組織の局所的な変位(又は偏位)に依存する。例えば、粘性や弾性のような組織の機械的なパラメータに関する情報は、機械的な振動が対象に作用している間に、検査対象から取得されるMR位相画像から導出されることが可能である。この文脈において、MR位相画像(MR  phase  image)は、核磁化の位相の空間分布を再構築するMR画像を意味する。
【０００７】
MRレオロジにより取得可能な上記の機械的なパラメータ(例えば、組織の粘性や弾性等)は、MRレオロジが利用されない場合には、生体検査(biopsy)及び/又は生物組織学(histology)を利用することにより、侵入(invasively)を要する方法でしか特定できない。一方、これらのパラメータは、例えば、肝臓、胸部又は脳の組織における肝硬変(cirrhotic)又は癌性(cancerous)の変化に直結していることが知られている。MRレオロジは、肝硬変(liver  cirrhosis)の診断及び肝硬変の進捗のステージの判断に特に有用であることが、立証されている。更に、MRレオロジは、乳癌の診断に有用であることも立証されている。退行性脳疾患の診断の初診にMRレオロジを利用することも報告されている。
【０００８】
通常のMRレオロジでは、所与の周波数で往復運動を行わせる少なくとも1つのトランスデューサにより、セットアップの準備がなされる。トランスデューサは、患者の身体の組織における機械的な振動を活性化させる。更に、身体構造の背景によるMR画像を生成するために適切なRFコイル配置が準備される。基本的には、トランスデューサは、身体組織の内部で伝播する力学的な波動を励起又は活性化し、伝播する方向は、トランスデューサが取り付けられる身体表面に垂直である。トランスデューサと患者の身体との間に適切な機械的な結合又はカップリングが存在することが、重要な前提条件である。
【０００９】
MRレオロジに利用可能な振動アプリケータ(振動を提供する装置)は例えば米国特許第6833703(B2)号(特許文献1)により知られている。この公知のアプリケータは、MRレオロジのためのマンモグラフィアクセサリとして設計されており、検査される患者の乳房(mammae)における縦方向に沿う縦振動を生成することが可能である。公知のアプリケータは、MR装置の患者タブレットに一体化され、トランスデューサと身体との適切なカップリングを提供する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】米国特許第6833703号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第2010/049029号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第2006/253020号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
MRレオロジのための既存の振動アプリケータの欠点の1つは、必要な全ての画像診断位置について、患者身体にアプリケータを配置することが不可能なことである。別の問題は、電磁駆動部(例えば、電気モータ又は電磁振動部)に基づくトランスデューサが、メイン磁場B0と相互作用してしまうことである。従って、そのようなトランスデューサは、MR装置の検査空間内において、電磁駆動部により生成される磁場がメイン磁場B0の磁力線に垂直に向く形式でしか配置できない。これは、振動アプリケータの配置場所制限し、ひいては、身体領域にMRレオロジを応用することを制限してしまう。
【００１２】
‘Effects  of  gadoxetic  acid  on  liver  elasticity  measurement  by  using  magnetic  resonance  elastography’by  U.  Motosugi  et  al.  in  Magn.Res.  Im.  30(2011)128-132のような論文は、患者の胸部や肝臓に振動を伝えるために、弾性ベルトに取り付けられた受動的な駆動部を利用することに言及している。
【００１３】
以上により、MRレオロジのための改善された振動アプリケータが望まれていることが分かる。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
一実施形態による振動アプリケータは、
ＭＲレオロジのための振動アプリケータであって、
所与の周波数で往復運動を生じさせる少なくとも１つのトランスデューサと、
患者の身体の周囲に巻き付けられるように設計され、前記トランスデューサに機械的に結合されるベルトと
を有し、複数のトランスデューサの各々が、前記ベルトの長さ方向に沿う異なる場所で前記ベルトに結合される、振動アプリケータである。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明によるMR装置を概略的に示す図。
【図２】本発明による振動アプリケータを用いて振動を促す様子を示す図。
【図３】幅が変化しているベルトを利用する本発明による振動アプリケータを示す図。
【図４】一体化されたクッションを有する本発明による振動アプリケータを示す図。
【図５】伝達用としてボーデンケーブルを利用する本発明による振動アプリケータを示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
＜実施形態の概要＞
本発明によれば、MRレオロジのための振動アプリケータが開示される。本発明による振動アプリケータは、
所与の周波数で往復運動を生じさせる少なくとも１つのトランスデューサと、
患者の身体の周囲に巻き付けられるように設計され、前記トランスデューサに機械的に結合されるベルトと
を有し、複数のトランスデューサの各々が、前記ベルトの長さ方向に沿う異なる場所で前記ベルトに結合される。
【００１７】
本発明によれば、ベルトを利用してトランスデューサが患者の身体の上に置かれた状態で保持されるように、ベルトがトランスデューサに力学的又は機械的に結合され、ベルトは患者の身体の周囲に巻き付けられる。ベルトは自らトランスデューサと患者の身体との間の機械的な結合(カップリング)を提供する。トランスデューサにより生成される往復運動は、ベルトを介して患者の身体に作用する。機械的な振動を身体に効率的に及ぼすように、ベルトは伸縮しないことが好ましい。振動アプリケータの機械的な支え又は何らかの質量又は重量は、本発明では懸念される必要がない。本発明による振動アプリケータは、患者の身体の事実上すべての部分についてのMRレオロジ診断に使用可能である。更に、MRレオロジ診断のワークフローは本発明による振動アプリケータにより改善されることが可能であり、その理由は、準備の最中に、すなわち患者がMR信号取得用のMR装置の検査空間内に配置される前に、本発明は、患者に振動アプリケータを固定できるようにするからである。
【００１８】
本発明によれば、少なくとも１つのトランスデューサが所与の周波数で往復運動を生じさせる。これは、様々な周波数成分を有するスペクトルをもたらす往復運動がトランスデューサにより生成される可能性を含む。
【００１９】
本発明の好ましい実施形態によれば、前記ベルトの幅が、前記ベルトの長さ方向に沿って変化している。このように、ベルトは、身体表面にはたらく圧力又は応力を制御するように意図された形状に形成されることが可能である。これは、組織に対する必要な振動を実現する、又は、影響を受けやすい身体部分を保護するために使用可能である。
【００２０】
公知の設計例では(上記のUS6,833,703B2)、身体表面に垂直な往復運動が生成される。身体表面に平行な運動を生成する振動アプリケータは、或る程度の量の接着剤を必要とするが、常には用意されない。本発明により提案されるベルトは、トランスデューサの平行な振動を、患者の身体表面の少なくとも一部分に垂直な運動に変換する。これは、振動アプリケータを設計する自由度を増やす。アプリケータのサイズ(大きさ、寸法)は、ワークフロー及び患者の付け心地等の観点からは重要である。ベルトの端部がトランスデューサの振動する部分に取り付けられる場合(すなわち、身体表面に沿って伸びる長さが周期的に変化する場合)、ベルトはその振動を(身体に対して)出入りする方向に変え、その理由は、閉ループを形成するベルトの外周長の変化は、対応する半径の変化になるからである。
【００２１】
可能な変形例によれば、前記トランスデューサにより生じる前記往復運動は、前記ベルトの長軸に平行に、前記身体の表面に接するように行われてもよい。代替的な変形例では、前記トランスデューサにより生じる前記往復運動は、前記ベルトの長軸に垂直に、前記身体の表面に直交するように行われてもよい。このように、縦方向又は横方向の何れかの方向に支配的に、身体組織内に伝わる力学的な波動を生成することが可能である。これにより、テンソル特性(tensor  property)を有する機械的なパラメータを調べることが可能になる。
【００２２】
本発明の好ましい別の実施形態によれば、振動アプリケータの前記少なくとも１つのトランスデューサは、前記ベルトに取り付けられる振動ハウジング内に配置される。ハウジングは、トランスデューサの構成要素を包囲して保護する。更に、ハウジングは、トランスデューサをベルトに機械的に結合する部分として使用されることが可能である。
【００２３】
本発明によれば、複数のトランスデューサがベルトに取り付けられ、それらはベルトの長さ方向に沿う異なる位置に取り付けられる。様々なトランスデューサは、それぞれ、身体組織内に伝播する機械的波動の複雑なパターンを実現するように駆動されることが可能である。この目的のため、各々のトランスデューサにより生じる前記往復運動は、個々に制御することが可能な振幅、位相及び周波数を有する。振幅は、個々の波動による建設的/非建設的な重ね合わせ/干渉により局所的に最適化されることが可能である。初期値として予め定められた値を使用する反復的なソフトウェアアルゴリズムが、準備期間の最中に実行される。MRシーケンスの最中に、振幅、周波数及び位相は、人体の動き又は他の理由に起因して変化する可能性があり、診断関連パラメータの再構築を支援する。
【００２４】
更に、機械的な振動は、アプリケータを配置し直すことなく、身体表面の様々な場所に適用されることが可能である。
【００２５】
本発明の更に別の好ましい実施形態によれば、少なくとも1つのクッションが前記ベルトに取り付けられ、前記クッションは前記ベルトと前記患者の身体との間に配置される。クッションは、クッションの場所にある身体表面にはたらく圧力を制御する機能を発揮する。より柔軟性の高いクッションは、所定の身体部分における機械的なカップリングを妨げるために使用可能である。より柔軟性の低いクッションは、所定の身体部分における機械的な振動の適用を集中させるために使用可能である。このようにして、トランスデューサと身体との間で最強の機械的なカップリングをなす場所を調整することが可能である。最強の力/動きが必要とされる場所に振動子(振動アプリケータ)を配置することは必須でない。そうではなく、力を集中させるためにクッションが使用されてもよい。ベルトは、トランスデューサから、集中のためのクッションへ、力/運動を伝達する。
【００２６】
更に異なる好ましい実施形態によれば、前記トランスデューサは駆動部と伝達要素とを有し、前記伝達要素を介して前記駆動部は前記ベルトに結合される。前記伝達要素はボーデンケーブル又は柔軟性のあるシャフトである。伝達要素は、駆動部による駆動力をベルトに伝え、伝達要素(伝達ライン)の長さは、伝達要素の摩擦、抵抗及び/又は損失によって制限されるのみである。電気モータ又はリニア電磁ドライブ(例えば、通常の拡声スピーカの設計例等の中に存在するようなコイル及び永久磁石を有する)が、使用されるMR装置の検査空間の外に配置されることが可能である等の観点から、本発明の実施形態は利点を有する。このようにして、駆動部の磁場とMR装置のメイン磁場B0と間の望まれない相互作用が回避される。駆動部は、MR装置のメイン磁石の共通する中心から1メートル以上離れた場所に配置されてもよい。
【００２７】
本発明は振動アプリケータに関連するだけでなく、MR画像診断装置にも関連する。MR画像診断装置は、
検査空間内に一様で安定した磁場を生成する少なくとも1つのメイン磁気コイルと、
前記検査空間内の異なる空間方向において、切り替えられる磁場勾配を生成する複数のグラジエントコイルと、
前記検査空間の中でMR共鳴周波数でRFパルスを生成し、及び/又は、前記検査空間内に配置された患者の身体からMR信号を受信する少なくとも1つのRFコイルと、
一時的な一連のRFパルスと切り替えられる磁場勾配とを制御する制御部と、
受信した前記MR信号からMR画像を再構築する再構築部と、
上記のように形成されたタイプの振動アプリケータとを有する。
【００２８】
本発明による振動アプリケータは、有利なことに、診断業務に現在使用されているほとんどのMR画像診断装置と組み合わせて使用されることが可能であり、振動アプリケータのベルトは、検査される患者の一部分の周囲に巻き付けられる。
【００２９】
更に、本発明は、MR装置の前記検査空間における磁場の中に配置された身体の少なくとも一部分についてのMR画像診断のための方法にも関連する。
【００３０】
本方法は、
上記のように形成されたタイプの振動アプリケータを利用することにより、前記身体の一部分を、振動する機械的な刺激に委ねるステップであって、前記ベルトが前記身体の周囲に巻き付けられている、ステップと、
前記身体の一部分を、１つ以上のＲＦパルス及び切り替えられる磁場勾配による画像診断シーケンスに委ねるステップであって、前記身体の一部分からＭＲ信号が取得される、ステップと、
取得された前記ＭＲ信号から、前記身体の組織の弾性及び/又は粘性を反映する空間的に区別されたパラメータを導出するステップとを有する。
【００３１】
＜図面＞
添付図面は本発明の好適な実施形態に関連する。しかしながら、図面は説明を意図して作成されているに過ぎず本発明の限定事項を定めるようには意図されていないことが理解されるべきである。
【００３２】
図1は本発明によるMR装置を概略的に示す。
【００３３】
図2は本発明による振動アプリケータを用いて振動を促す様子を示す。
【００３４】
図3は幅が変化しているベルトを利用する本発明による振動アプリケータを示す。
【００３５】
図4は一体化されたクッションを有する本発明による振動アプリケータを示す。
【００３６】
図5は伝達用としてボーデンケーブルを利用する本発明による振動アプリケータを示す。
【００３７】
＜実施形態の詳細な説明＞
図1を参照すると、MR画像診断装置(又はMR画像処理装置)1が示されている。装置は、実質的に一様な(又は均一な)時間的に一定のメイン磁場が検査空間のz軸に沿って形成されるように、超電導又は抵抗性メイン磁気コイル2を有する。
【００３８】
磁気共鳴生成及び処理システムは、一連のRFパルス及び切り替わる磁場勾配を印加し、核磁気スピンを反転又は励起させ、磁気共鳴を誘発し、磁気共鳴をリフォーカスし、磁気共鳴を操作し、磁気共鳴を空間的に及び他の方法でエンコードし、スピンを飽和させること等を促し、MR画像診断を行う。
【００３９】
より具体的に言えば、グラジエントパルス増幅部3は、検査空間のx、y、z軸に沿って全身グラジエントコイル4、5、6のうちの選択されたものに電流パルスを印加する。ディジタルRF周波数送信部7は、RFパルス又はパルスパケットを、送受信スイッチ8を介して、全身空間RFコイル9に送信し、RFパルスを検査空間内に送信する。典型的なMR画像診断シーケンスは、互いに一緒に処理される短期間のRFパルスセグメントのパケットにより形成され、何らかの適用される磁場勾配(又は磁場グラジエント)により、核磁気共鳴の選択的な操作を可能にする。磁気共鳴を飽和させ、磁気共鳴を励起させ、磁化を反転させ、磁気共鳴をリフォーカスし、磁気共鳴を操作し、及び/又は、検査空間内に配置される身体10の一部分を選択するために、RFパルスは使用される。MR信号は、全身空間RFコイル9により取得される。
【００４０】
身体10の限られた領域のMR画像を生成するために、一群のローカルアレイRFコイル11、12、13が、画像診断のために選択される領域に連続的に配置される。アレイコイル11、12、13は、身体コイルのRF送信により生じるMR信号を受信する並列的な画像診断に使用されることが可能である。
【００４１】
結果的に生じるMR信号は、全身空間RFコイル9により及び/又はアレイRFコイル11、12、13により拾われ(取得され)、好ましくは(不図示の)前段増幅部(プリアンプ)を含む受信部14により復調される。受信部14は、送/受スイッチ8を介してRFコイル9、11、12、13に接続される。
【００４２】
ホストコンピュータ15は、複数のMR画像診断シーケンスのうちの任意のものを行うように、グラジエントパルス増幅部3及び送信部7を制御し、複数のMR画像診断シーケンスは、例えば、エコープレーナ画像診断(echo  planar  imaging：EPI)、エコーボリューム画像診断(echo  volume  imaging)、グラジエント及びスピンエコー画像診断(gradient  and  spin  echo  imaging)、高速スピンエコー画像診断(fast  spin  echo  imaging)等である。選択されたシーケンスに関し、受信部14は、RF励起パルスが後続する間断なく到来する1つ以上のMRデータラインを受信する。データ取得システム16は、受信信号についてのアナログディジタル変換を実行し、MRデータを、以後の処理に相応しいディジタルフォーマットに変換する。最近のMR装置の場合、データ取得システム16は、処理前の画像データの取得に特化した別個のコンピュータである。
【００４３】
最終的に、ディジタルの未処理の画像データは、適切な再構築アルゴリズムを適用する再構築プロセッサ17により画像表現に再構築される。MR画像は、患者を横切る平面的なスライス、平面的で平行なスライス群(スライス配列)、3次元的な空間等を表現してよい。画像は画像メモリに保存され、画像メモリは、例えば結果のMR画像を目視可能にする表示を与えるビデオモニタ18により、画像表現のスライス、投影又は他の部分を、視覚化に相応しいフォーマットに変換するためにアクセスされてもよい。
【００４４】
本発明においては、MR装置1はMRレオロジのための振動アプリケータを更に有する。本発明の可能な実施形態では、振動アプリケータの動作は電気機械コンバータ(又は電気機械変換部)に基づいていてもよく、電気機械コンバータは、例えばメイン磁場B0と相互作用することにより、電気信号を機械的な振動に変換する。
【００４５】
振動アプリケータは、患者の身体10の周囲に巻かれたベルト19を有する。所与の周波数で往復運動を生じさせるトランスデューサは、振動アプリケータの一部である。トランスデューサは、ドライブ又は駆動部20と伝達要素21とを有し、伝達要素21を通じて駆動部20はベルト19に結合される。駆動部20はMR装置1のホストコンピュータ15により制御され、駆動部20はMR装置1の検査空間の外に配置され、駆動部20により生じる磁場がメイン磁気コイル2により生成されるメイン磁場と相互作用しないようにする。
【００４６】
振動アプリケータを利用することにより、ベルト19が巻き付けられる身体10の部分は、MR信号の取得の最中に、振動する機械的な刺激(excitation)に委ねられる。身体10の組織の弾性及び/又は粘性を反映する空間的に区別されるパラメータは、再構築プロセッサ17を利用することにより、取得されたMR信号から導出される。
【００４７】
図2には、本発明による振動アプリケータを利用して振動を促す様子が示されている。図示の実施形態では、振動アプリケータのトランスデューサは、ベルト19に取り付けられる振動ハウジングに設けられている。「振動ハウジング」は、「振動子筐体」、「オシレータハウジング」等と言及されてもよい。図2は、ベルト19が巻き付けられている患者の身体10の断面部分(輪切りにしたときの断面)を示す。図2の左側の画像では、トランスデューサにより引き起こされる(矢印で示されている)往復運動は、ベルト19の長軸に平行に、身体10の表面に接するように行われている。図2の右側の画像に示されている例では、トランスデューサにより引き起こされる往復運動は、ベルト19の長軸に垂直に、身体10の表面に直交するように行われている。
【００４８】
図3は、ベルト19に沿う身体表面に働く力が、意図される方法で、どのようにして制御することが可能であるかを示す。図示の例において、ベルト19は幅広部分23を有する。幅広部分の作用又は効果は、患者の身体表面に働く圧力が、その部分で弱くなることである。狭い幅の部分(幅狭部分)24では、逆に、強い圧力が患者の身体表面にはたらく。ベルトの形状は、実際には、個別具体的なレオロジの適用分野や、患者の生体構造(体つき)等に依存するであろう。患者の身体の組織の中に所定の振動パターンをもたらすため、又は、影響を受けやすい身体領域を保護するために、変化する幅及び長さとともに個別的に形成されるベルトが使用されてもよい。ベルト19の一部分25においては、ギャップ又は隙間26が設けられている。ギャップ26は、介入又は介入治療の際に、患者の身体に到達するために使用されてもよい。
【００４９】
図4は、クッション27が設けられる本発明の実施形態を示す。クッション27は、振動アプリケータが患者の身体10に及ぼす圧力を制御するために使用される。「クッション」は「振動緩和部材」等と言及されてもよい。柔軟性の高いクッションがベルト19に結合されると、クッション27が身体10の表面に接する部分において、力学的なカップリング(結合)が妨げられる。個々の身体の部分において圧力を集中させるために、柔軟性の低いクッションが使用されてもよい。
【００５０】
図5は本発明の設計によるベルトとともに適切に動作する振動アプリケータの設計例を示す。(図1の)伝達要素21として、ボーデンケーブル(Bowden  cable)が使用されている。ボーデンケーブルの鞘部28は、硬いハウジング29に強固に接続されている。ボーデンケーブルのフィラメント30は、ベルト19の端部31に取り付けられる。「フィラメント」は、「細線要素」、「細い繊維状の要素」等と言及されてもよい。ベルト19の端部31は、ハウジング29に対して相対的に可動である。ベルト19の他方端32は、ハウジング29に堅固に取り付けられる。ボーデンケーブルの進退に沿う矢印34で示される方向における直線状に振動する往復運動は、(図1の)駆動部20を利用することにより生じる。この運動は、フィラメント20を通じてベルト19の端部31に伝達される。ベルト19が巻き付けられている患者の身体10において、対応する力がはたらく。そして、圧縮された身体組織により復元力が生じ、所望の振動が患者の身体10の中で生じる。選択的に、振動する力にバイアスを加えるため、或いは、身体組織の復元力を補助するため、ベルト19の端部とハウジング29との間にスプリング33が設けられてもよい。
【００５１】
(不図示の)代替的な実施形態では、所与の方向に所与の振幅で所望の往復運動を生じさせるために、別々に設けられた複数のスプリング及びレバー(又は「てこ」)がハウジング29の中に備えられてもよい。
【００５２】
(不図示の)別の実施形態では、伝達要素21は、駆動部20からベルト19へ回転運動を伝える弾性シャフトであってもよい。必要な振動を生じさせるために、偏心部(eccentric)がハウジング29内に組み込まれてもよい。
【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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