(57)【要約】【課題】均一磁場領域が狭くても、均一磁場領域が広いものと同等の撮像領域を確保できる核磁気共鳴イメージング装置を提供する。【解決手段】ＭＲＩ装置１は、検査空間４に均一磁場領域を実現する主磁場発生用コイル２と、検査空間４に傾斜磁場を発生させる傾斜磁場発生用コイル３と、検査空間４の被験体５に対し、ＲＦ電波を送受信するプローブ６と、クライオスタット２５と、被験体５を保持し、少なくともＸ、Ｙ、Ｚ方向のいずれかに移動自在なステージ７と、ステージ７の移動距離を計測する移動距離計測手段８と、傾斜磁場発生用コイル３の電源９と、ステージ７を移動させるための電源１０と、プローブ６に高周波の送受信を行う高周波送受信機１１と、主磁場発生用コイル２の電源１２と、電源９、１０、１２と高周波送受信機１１とを制御するシーケンサ１３と、画像処理装置１４とを備えてなる。【選択図】図１
2005137437.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査空間に均一な磁場領域を実現する主磁場発生手段と、
前記検査空間に傾斜磁場を発生させる傾斜磁場発生用コイルと、
前記検査空間の被験体に対し、ＲＦ電波を送受信するプローブと、
被験体を水平に保持し、かつ、少なくともＸ、Ｙ、Ｚ方向のいずれかに移動自在なステージと、
前記ステージの移動距離を計測する移動距離計測手段と、
前記移動距離計測手段によって計測された前記ステージの移動距離を傾斜磁場に基づく共鳴周波数の差に換算し、前記換算された共鳴周波数分を前記ステージの移動方向の座標に対応する前記ステージ移動前の均一磁場領域の一端における共鳴周波数に加算することにより、前記ステージの移動後の位置情報を前記ステージの移動前の位置情報に置き換えて、前記ステージの移動前後それぞれの位置情報を共鳴周波数順に並べて連結する位置情報連結手段と、
前記プローブにより受信されるＲＦ電波の情報を、前記ステージの移動前後それぞれについて、共鳴周波数順に整列させるＲＦ電波情報整列手段と、
前記位置情報連結手段により得られる位置情報と前記ＲＦ電波情報連結手段により得られる整列されたＲＦ電波情報とを整合させて、画像を再構成する画像再構成手段と
を備える磁気共鳴イメージング装置。
【請求項２】
検査空間に均一な磁場領域を実現する主磁場発生手段と、
前記検査空間に傾斜磁場を発生させる傾斜磁場発生用コイルと、
前記検査空間の被験体に対し、ＲＦ電波を送受信するプローブと、
被験体を水平に保持し、かつ、少なくともＸ、Ｙ、Ｚ方向のいずれかに移動自在なステージと、
前記ステージの移動距離を計測する移動距離計測手段と、
前記移動距離計測手段によって計測された前記ステージの移動距離を傾斜磁場に基づく共鳴周波数の差に換算し、前記換算された共鳴周波数分を前記ステージの移動方向の座標に対応する前記ステージ移動前の均一磁場領域の一端における共鳴周波数に加算することにより、前記ステージの移動後の位置情報を前記ステージの移動前の位置情報に置き換えて、前記ステージの移動前後それぞれの位置情報を共鳴周波数順に並べて連結する位置情報連結手段と、
前記プローブにより受信されるＲＦ電波の情報を、前記ステージの移動前後それぞれについて、共鳴周波数順に整列させるＲＦ電波情報整列手段と、
前記ＲＦ電波情報整列手段により得られる整列されたＲＦ電波情報から画像を再構成する画像再構成手段と、
前記画像再構成手段により画像化された前記ステージの移動前後それぞれの画像を、前記位置情報連結手段から得られる位置情報に整合させて連結する画像連結手段と
を備える磁気共鳴イメージング装置。
【請求項３】
前記傾斜磁場発生用コイルが、前記主磁場発生手段との相対位置が変化しないように固定されている請求項１又は２に記載の核磁気共鳴イメージング装置。
【請求項４】
前記プローブが均一磁場領域を囲み、かつ、前記主磁場発生手段との相対位置が変化しないように固定されている請求項１〜３のいずれかに記載の核磁気共鳴イメージング装置。
【請求項５】
検査空間に均一な磁場領域を実現する主磁場発生手段と、前記検査空間に傾斜磁場を発生させる傾斜磁場発生用コイルと、前記検査空間の被験体に対し、ＲＦ電波を送受信するプローブと、被験体を水平に保持し、かつ、少なくともＸ、Ｙ、Ｚ方向のいずれかに移動自在なステージと、前記ステージの移動距離を計測する移動距離計測手段とを備える核磁気共鳴イメージング装置に用いられる断層撮像方法であって、
前記移動距離計測手段によって計測された前記ステージの移動距離を傾斜磁場に基づく共鳴周波数の差に換算し、前記換算された共鳴周波数分を前記ステージの移動方向の座標に対応する前記ステージ移動前の均一磁場領域の一端における共鳴周波数に加算することにより、前記ステージの移動後の位置情報を前記ステージの移動前の位置情報に置き換えて、前記ステージの移動前後それぞれの位置情報を共鳴周波数順に並べて連結する位置情報連結ステップと、
前記プローブにより受信されるＲＦ電波の情報を、前記ステージの移動前後それぞれについて、共鳴周波数順に整列させるＲＦ電波情報整列ステップと、
前記位置情報連結手段により得られる位置情報と前記ＲＦ電波情報連結手段により得られる整列されたＲＦ電波情報とを整合させて、画像を再構成する画像再構成ステップと
を備えている断層撮像方法。
【請求項６】
検査空間に均一な磁場領域を実現する主磁場発生手段と、前記検査空間に傾斜磁場を発生させる傾斜磁場発生用コイルと、前記検査空間の被験体に対し、ＲＦ電波を送受信するプローブと、被験体を水平に保持し、かつ、少なくともＸ、Ｙ、Ｚ方向のいずれかに移動自在なステージと、前記ステージの移動距離を計測する移動距離計測手段とを備える核磁気共鳴イメージング装置に用いられる断層撮像方法であって、
前記移動距離計測手段によって計測された前記ステージの移動距離を傾斜磁場に基づく共鳴周波数の差に換算し、前記換算された共鳴周波数分を前記ステージの移動方向の座標に対応する前記ステージ移動前の均一磁場領域の一端における共鳴周波数に加算することにより、前記ステージの移動後の位置情報を前記ステージの移動前の位置情報に置き換えて、前記ステージの移動前後それぞれの位置情報を共鳴周波数順に並べて連結する位置情報連結ステップと、
前記プローブにより受信されるＲＦ電波の情報を、前記ステージの移動前後それぞれについて、共鳴周波数順に整列させるＲＦ電波情報整列ステップと、
前記ＲＦ電波情報整列手段により得られる整列されたＲＦ電波情報から画像を再構成する画像再構成ステップと、
前記画像再構成手段により画像化された前記ステージの移動前後それぞれの画像を、前記位置情報連結手段から得られる位置情報に整合させて連結する画像連結ステップと
を備えている断層撮像方法。
【請求項７】
検査空間に均一な磁場領域を実現する主磁場発生手段と、前記検査空間に傾斜磁場を発生させる傾斜磁場発生用コイルと、前記検査空間の被験体に対し、ＲＦ電波を送受信するプローブと、被験体を水平に保持し、かつ、少なくともＸ、Ｙ、Ｚ方向のいずれかに移動自在なステージと、前記ステージの移動距離を計測する移動距離計測手段とを備える核磁気共鳴イメージング装置で得られる情報を用いて画像化する断層撮像プログラムであって、コンピュータを、
前記移動距離計測手段によって計測された前記ステージの移動距離を傾斜磁場に基づく共鳴周波数の差に換算し、前記換算された共鳴周波数分を前記ステージの移動方向の座標に対応する前記ステージ移動前の均一磁場領域の一端における共鳴周波数に加算することにより、前記ステージの移動後の位置情報を前記ステージの移動前の位置情報に置き換えて、前記ステージの移動前後それぞれの位置情報を共鳴周波数順に並べて連結する位置情報連結手段と、
前記プローブにより受信されるＲＦ電波の情報を、前記ステージの移動前後それぞれについて、共鳴周波数順に整列させるＲＦ電波情報整列手段と、
前記位置情報連結手段により得られる位置情報と前記ＲＦ電波情報連結手段により得られる整列されたＲＦ電波情報とを整合させて、画像を再構成する画像再構成手段と
して機能させるための断層撮像プログラム。
【請求項８】
検査空間に均一な磁場領域を実現する主磁場発生手段と、前記検査空間に傾斜磁場を発生させる傾斜磁場発生用コイルと、前記検査空間の被験体に対し、ＲＦ電波を送受信するプローブと、被験体を水平に保持し、かつ、少なくともＸ、Ｙ、Ｚ方向のいずれかに移動自在なステージと、前記ステージの移動距離を計測する移動距離計測手段とを備える核磁気共鳴イメージング装置で得られる情報を用いて画像化する断層撮像プログラムであって、コンピュータを、
前記移動距離計測手段によって計測された前記ステージの移動距離を傾斜磁場に基づく共鳴周波数の差に換算し、前記換算された共鳴周波数分を前記ステージの移動方向の座標に対応する前記ステージ移動前の均一磁場領域の一端における共鳴周波数に加算することにより、前記ステージの移動後の位置情報を前記ステージの移動前の位置情報に置き換えて、前記ステージの移動前後それぞれの位置情報を共鳴周波数順に並べて連結する位置情報連結手段と、
前記プローブにより受信されるＲＦ電波の情報を、前記ステージの移動前後それぞれについて、共鳴周波数順に整列させるＲＦ電波情報整列手段と、
前記ＲＦ電波情報整列手段により得られる整列されたＲＦ電波情報から画像を再構成する画像再構成手段と、
前記画像再構成手段により画像化された前記ステージの移動前後それぞれの画像を、前記位置情報連結手段から得られる位置情報に整合させて連結する画像連結手段と
して機能させるための断層撮像プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、均一磁場領域の体積よりも大きな被験体領域の計測が可能な核磁気共鳴イメージング装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、核磁気共鳴イメージング装置は公知となっている。
例えば、下記特許文献１や下記特許文献２に開示されるものがある。特許文献１のものは、計測空間を挟んで上下方向に対向して配置された対向型磁場発生装置と、その内側に対向して上下方向に配置されたアクティブシールド方式の傾斜磁場コイルを備えている核磁気共鳴イメージング装置である。
特許文献２のものは、略円筒状に形成され且つ上記ボアを実質的に形成する静磁場用磁石と、この磁石のボア内に配置された略円筒状の傾斜磁場コイルと、この傾斜磁場コイルの例えば外周面に取り付けられたシムコイルと、傾斜磁場コイルのボア内に配置されたＲＦコイルとを備える核磁気共鳴イメージング装置である。
【特許文献１】特開２００２−１０２２０５号公報
【特許文献２】特開２００１−２１２１０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
最近、ＭＲＩに使用されるマグネットは、信号強度と分解能を上げるために高磁場化の傾向にある。しかし、例えば、特許文献１及び２の核磁気共鳴イメージング装置の磁場強度を２倍に高磁場化するには、コイルの巻線を倍以上にすることが必要である。特に、同じ大きさの均一磁場領域を維持したまま高磁場化するには、コイルの巻線厚みと共に巻線長さ自体も長くしなければならず、コストアップしてしまう。
また、このように高磁場化する場合には、特許文献１の核磁気共鳴イメージング装置のようなオープンタイプでは、対向磁極の平板半径が大きくなり、開放感が損なわれてしまう。特許文献２の核磁気共鳴イメージング装置のようなトンネルタイプにおいて高磁場化する場合にも、軸方向及び径方向に大きいコイルを用いることになるので、患者はより深い穴の中に閉じ込められる感覚を抱くことになる。
【０００４】
そこで、本発明の目的は、被験者への負担を増すことなく、均一磁場領域が狭くても、均一磁場領域が広いものと同等の撮像領域を確保できる核磁気共鳴イメージング装置を提供することである。
【課題を解決するための手段及び効果】
【０００５】
本発明の核磁気共鳴イメージング装置は、検査空間に均一な磁場領域を実現する主磁場発生手段と、前記検査空間に傾斜磁場を発生させる傾斜磁場発生用コイルと、前記検査空間の被験体に対し、ＲＦ電波を送受信するプローブと、被験体を水平に保持し、かつ、少なくともＸ、Ｙ、Ｚ方向のいずれかに移動自在なステージと、前記ステージの移動距離を計測する移動距離計測手段と、前記移動距離計測手段によって計測された前記ステージの移動距離を傾斜磁場に基づく共鳴周波数の差に換算し、前記換算された共鳴周波数分を前記ステージの移動方向の座標に対応する前記ステージ移動前の均一磁場領域の一端における共鳴周波数に加算することにより、前記ステージの移動後の位置情報を前記ステージの移動前の位置情報に置き換えて、前記ステージの移動前後それぞれの位置情報を共鳴周波数順に並べて連結する位置情報連結手段と、前記プローブにより受信されるＲＦ電波の情報を、前記ステージの移動前後それぞれについて、共鳴周波数順に整列させるＲＦ電波情報整列手段と、前記位置情報連結手段により得られる位置情報と前記ＲＦ電波情報連結手段により得られる整列されたＲＦ電波情報とを整合させて、画像を再構成する画像再構成手段とを備えるものである。
また、本発明の断層撮像方法は、検査空間に均一な磁場領域を実現する主磁場発生手段と、前記検査空間に傾斜磁場を発生させる傾斜磁場発生用コイルと、前記検査空間の被験体に対し、ＲＦ電波を送受信するプローブと、被験体を水平に保持し、かつ、少なくともＸ、Ｙ、Ｚ方向のいずれかに移動自在なステージと、前記ステージの移動距離を計測する移動距離計測手段とを備える核磁気共鳴イメージング装置に用いられる断層撮像方法であって、前記移動距離計測手段によって計測された前記ステージの移動距離を傾斜磁場に基づく共鳴周波数の差に換算し、前記換算された共鳴周波数分を前記ステージの移動方向の座標に対応する前記ステージ移動前の均一磁場領域の一端における共鳴周波数に加算することにより、前記ステージの移動後の位置情報を前記ステージの移動前の位置情報に置き換えて、前記ステージの移動前後それぞれの位置情報を共鳴周波数順に並べて連結する位置情報連結ステップと、前記プローブにより受信されるＲＦ電波の情報を、前記ステージの移動前後それぞれについて、共鳴周波数順に整列させるＲＦ電波情報整列ステップと、前記位置情報連結手段により得られる位置情報と前記ＲＦ電波情報連結手段により得られる整列されたＲＦ電波情報とを整合させて、画像を再構成する画像再構成ステップとを備えるものである。
そして、本発明の断層撮像プログラムは、検査空間に均一な磁場領域を実現する主磁場発生手段と、前記検査空間に傾斜磁場を発生させる傾斜磁場発生用コイルと、前記検査空間の被験体に対し、ＲＦ電波を送受信するプローブと、被験体を水平に保持し、かつ、少なくともＸ、Ｙ、Ｚ方向のいずれかに移動自在なステージと、前記ステージの移動距離を計測する移動距離計測手段とを備える核磁気共鳴イメージング装置で得られる情報を用いて画像化する断層撮像プログラムであって、コンピュータを、前記移動距離計測手段によって計測された前記ステージの移動距離を傾斜磁場に基づく共鳴周波数の差に換算し、前記換算された共鳴周波数分を前記ステージの移動方向の座標に対応する前記ステージ移動前の均一磁場領域の一端における共鳴周波数に加算することにより、前記ステージの移動後の位置情報を前記ステージの移動前の位置情報に置き換えて、前記ステージの移動前後それぞれの位置情報を共鳴周波数順に並べて連結する位置情報連結手段と、前記プローブにより受信されるＲＦ電波の情報を、前記ステージの移動前後それぞれについて、共鳴周波数順に整列させるＲＦ電波情報整列手段と、前記位置情報連結手段により得られる位置情報と前記ＲＦ電波情報連結手段により得られる整列されたＲＦ電波情報とを整合させて、画像を再構成する画像再構成手段として機能させるものである。
上記各構成により、ステージの移動距離や傾斜磁場による位置情報を用いて、ステージの移動前後の被験体のＲＦ電波の情報を周波数順に並べて連結するので、均一磁場領域が狭くても、均一磁場領域が広いものと同等の撮像領域を確保できる。また、小型で軽量な核磁気共鳴イメージング装置を提供できる。
【０００６】
本発明の磁気共鳴イメージング装置は、検査空間に均一な磁場領域を実現する主磁場発生手段と、前記検査空間に傾斜磁場を発生させる傾斜磁場発生用コイルと、前記検査空間の被験体に対し、ＲＦ電波を送受信するプローブと、被験体を水平に保持し、かつ、少なくともＸ、Ｙ、Ｚ方向のいずれかに移動自在なステージと、前記ステージの移動距離を計測する移動距離計測手段と、前記移動距離計測手段によって計測された前記ステージの移動距離を傾斜磁場に基づく共鳴周波数の差に換算し、前記ステージの移動方向の座標に対応する前記ステージ移動前の均一磁場領域の一端における共鳴周波数に加算することにより、前記ステージの移動後の位置情報を前記ステージの移動前の位置情報に置き換えて、前記ステージの移動前後それぞれの位置情報を共鳴周波数順に並べて連結する位置情報連結手段と、前記プローブにより受信されるＲＦ電波の情報を、前記ステージの移動前後それぞれについて、共鳴周波数順に整列させるＲＦ電波情報整列手段と、前記ＲＦ電波情報整列手段により得られる整列されたＲＦ電波情報から画像を再構成する画像再構成手段と、前記画像再構成手段により画像化された前記ステージの移動前後それぞれの画像を、前記位置情報連結手段から得られる位置情報に整合させて連結する画像連結手段とを備えるものである。
また、本発明の断層撮像方法は、検査空間に均一な磁場領域を実現する主磁場発生手段と、前記検査空間に傾斜磁場を発生させる傾斜磁場発生用コイルと、前記検査空間の被験体に対し、ＲＦ電波を送受信するプローブと、被験体を水平に保持し、かつ、少なくともＸ、Ｙ、Ｚ方向のいずれかに移動自在なステージと、前記ステージの移動距離を計測する移動距離計測手段とを備える核磁気共鳴イメージング装置に用いられる断層撮像方法であって、前記移動距離計測手段によって計測された前記ステージの移動距離を傾斜磁場に基づく共鳴周波数の差に換算し、前記ステージの移動方向の座標に対応する前記ステージ移動前の均一磁場領域の一端における共鳴周波数に加算することにより、前記ステージの移動後の位置情報を前記ステージの移動前の位置情報に置き換えて、前記ステージの移動前後それぞれの位置情報を共鳴周波数順に並べて連結する位置情報連結ステップと、前記プローブにより受信されるＲＦ電波の情報を、前記ステージの移動前後それぞれについて、共鳴周波数順に整列させるＲＦ電波情報整列ステップと、前記ＲＦ電波情報整列手段により得られる整列されたＲＦ電波情報から画像を再構成する画像再構成ステップと、前記画像再構成手段により画像化された前記ステージの移動前後それぞれの画像を、前記位置情報連結手段から得られる位置情報に整合させて連結する画像連結ステップとを備えるものである。
そして、本発明の断層撮像プログラムは、検査空間に均一な磁場領域を実現する主磁場発生手段と、前記検査空間に傾斜磁場を発生させる傾斜磁場発生用コイルと、前記検査空間の被験体に対し、ＲＦ電波を送受信するプローブと、被験体を水平に保持し、かつ、少なくともＸ、Ｙ、Ｚ方向のいずれかに移動自在なステージと、前記ステージの移動距離を計測する移動距離計測手段とを備える核磁気共鳴イメージング装置で得られる情報を用いて画像化する断層撮像プログラムであって、コンピュータを、前記移動距離計測手段によって計測された前記ステージの移動距離を傾斜磁場に基づく共鳴周波数の差に換算し、前記ステージの移動方向の座標に対応する前記ステージ移動前の均一磁場領域の一端における共鳴周波数に加算することにより、前記ステージの移動後の位置情報を前記ステージの移動前の位置情報に置き換えて、前記ステージの移動前後それぞれの位置情報を共鳴周波数順に並べて連結する位置情報連結手段と、前記プローブにより受信されるＲＦ電波の情報を、前記ステージの移動前後それぞれについて、共鳴周波数順に整列させるＲＦ電波情報整列手段と、前記ＲＦ電波情報整列手段により得られる整列されたＲＦ電波情報から画像を再構成する画像再構成手段と、前記画像再構成手段により画像化された前記ステージの移動前後それぞれの画像を、前記位置情報連結手段から得られる位置情報に整合させて連結する画像連結手段として機能させるものである。
上記各構成により、ステージの移動距離や傾斜磁場による位置情報を用いて、ステージの移動前後の被験体のＲＦ電波の情報を周波数順に並べて連結するので、均一磁場領域が狭くても、均一磁場領域が広いＭＲＩ装置と同等の撮像領域を確保できる。また、小型で軽量な核磁気共鳴イメージング装置を提供できる。
【０００７】
本発明の核磁気共鳴イメージング装置は、前記傾斜磁場発生用コイルが、前記主磁場発生手段との相対位置が変化しないように固定されていることが好ましい。
上記構成により、均一磁場発生空間に対して常に意図した磁場勾配を形成し、共鳴周波数と位置との関係を確実に対応させることができる。
【０００８】
本発明の核磁気共鳴イメージング装置は、前記プローブが均一磁場領域を囲み、かつ、前記主磁場発生手段との相対位置が変化しないように固定されていることが好ましい。
上記構成により、均一磁場領域内にある被験体からの信号を選択的に取り出し、かつ、その領域からの信号を極大化し、感度を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下に、図を参照しながら本発明の一実施形態に係る核磁気共鳴イメージング装置（以下、ＭＲＩ装置とする）を説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るＭＲＩ装置１の構成概略図である。
ＭＲＩ装置１は、検査空間４に均一な磁場領域を実現する主磁場発生用コイル２と、検査空間４に傾斜磁場を発生させる傾斜磁場発生用コイル３と、検査空間４の被験体５に対し、ＲＦ電波を送受信するプローブ６と、低温容器であるクライオスタット２５と、被験体を水平に保持し、かつ、少なくともＸ、Ｙ、Ｚ方向のいずれかに移動自在なステージ７と、ステージ７の移動距離を計測する移動距離計測手段８と、傾斜磁場発生用コイル３の電源９と、ステージ７を移動させるための電源１０と、プローブ６に高周波の送受信を行う高周波送受信機１１と、主磁場発生用コイル２の電源１２と、これら電源９、１０、１２と高周波送受信機１１とを制御するシーケンサ１３と、画像処理装置１４とを備えてなる。
【００１０】
主磁場発生用コイル２は、電源１２に接続されている巻きコイル型の超電導コイルであり、クライオスタット２５に設けられる冷却機（図示せず）や液体ヘリウム漕（図示せず）における液体ヘリウムなどとの接触によって４．２Ｋ程度まで冷却されている。また、シーケンサ１３からの制御信号に従って電源１２を駆動して、強磁場を発生でき、かつ、コイル中央付近に均一な磁場を発生することができるものでもある。なお、この主磁場発生用コイル２は、電源１２によって通電された後、永久電流モードで運転し、電源１２を切り離すようにしてもよい。
【００１１】
傾斜磁場発生用コイル３は、主磁場発生用コイル２との相対位置が変化しないように固定され、互いに直交するＸ、Ｙ、Ｚの３軸方向に磁束密度を変化させるように巻かれた３組のコイルからなり、それぞれ電源９に接続されている。さらに、シーケンサ１３からの制御信号に従って電源９を駆動して傾斜磁場発生用コイル３に流れる電流値を変化させることにより３軸からなる傾斜磁場Ｇｘ、Ｇｙ、Ｇｚを被験体５のいる検査空間４の主磁場に重畳するようになっている。この傾斜磁場は、被験体５の検査部位から得られるＲＦ電波（ＭＲＩ信号）の空間的な分布を識別するのに用いられる。
【００１２】
プローブ６は、ＲＦ電波を送受信するコイルからなり、送信時は、プローブ６に高周波電流を流すための高周波送受信機１１に接続され、被験体５の検査部位の水素原子核を共鳴励起するための高周波電波を発生する。また、プローブ６は、均一磁場領域を囲み、かつ、主磁場発生用コイル２との相対位置が変化しないように固定されている。均一磁場領域のＭＲＩ信号の送受信に対して、均一磁場領域のプロトンを一様に励起し、かつ、できるだけ均一磁場領域からのＭＲＩ信号を選択的にかつ高感度で検出できるように、均一磁場領域外のプロトンからの信号が受信プローブに届きにくくするために、プローブの両端に鉢巻状の電気の良導体（例えば銅など）で被験物を覆うように配置した遮蔽板によって遮蔽することが好ましい。なお、プローブ６の代わりに、送信コイルと受信コイルが分かれているタイプのものを用いてもよい。
高周波送受信機１１は、シーケンサ１３の制御信号で制御されている。また、この高周波送受信機１１は、検出したＭＲＩ信号を増幅・検波するとともに、高速フーリエ変換素子などの画像処理装置１４による処理が可能なディジタル信号に変換できる機能を有している。さらに、高周波送受信機１１は、シーケンサ１３でその動作タイミングが制御されている。
【００１３】
クライオスタット２５は、その全体が円筒状に形成されており、内側の検査空間４が診断用空間として機能し、診断時にはこの検査空間４内に被験体５が挿入可能になっている。
【００１４】
ステージ７は、Ｘ、Ｙ、Ｚ方向に移動可能な板状のもので、被験体５の被験部位が動かないように保持できるものであり、電源１０に接続されている。シーケンサ１３からの制御信号に従って電源１０を駆動して、ステージ７を移動させることができる。
移動距離計測手段８は、被験体５の被験部位が磁場領域内にあるときのステージ７の移動距離を計測するものであって、例えば、レーザー変位計を用いた移動距離測定装置などがある。
【００１５】
画像処理装置１４は、本体部１５と、オペレータ１９が観察可能なディスプレイ１６と、オペレータ１９が操作可能なキーボード１７及びマウス１８とを備えてなる。
【００１６】
本体部１５は、高周波送受信機１１内の高速フーリエ変換素子によって高速フーリエ変換され、ディジタル量に変換されたＭＲＩ信号のデータ（実際の位置情報、緩和時間を反映した信号強度）や移動距離計測手段８で得た移動距離のデータを記憶するデータ記憶部２０と、ステージ７の移動前後のステージ７の位置情報を連結する位置情報連結部２１と、ステージ７の移動前後の受信したＲＦ電波（ＭＲＩ信号）の情報を連結するＲＦ電波情報連結部２２と、位置情報連結部２１とＲＦ電波情報連結部２２とから得たディジタル量に変換されたＲＦ電波（ＭＲＩ信号）の情報を用いて画像再構成を行う画像再構成部２３とを備えている。この本体部１５は、シーケンサ１３を介してＭＲＩ装置の各部の動作を定められたタイミングで制御する。
なお、本体部１５は、ＣＰＵやＲＡＭ、ＲＯＭ、ハードディスクなどを有する汎用コンピュータによって構成されていてよい。そして、ＲＯＭ又はハードディスクなどの記録媒体には、汎用コンピュータを画像処理装置１４の本体部１５として機能させるための本実施形態による断層撮像プログラムが記憶させられている。このプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭやフロッピー（登録商標）ディスクなどのリムーバブルな各種記録媒体に記録することにより、任意のコンピュータにインストールすることが可能である。
【００１７】
位置情報連結部２１は、移動距離計測手段８によって計測されたステージ７の移動距離を傾斜磁場に基づく共鳴周波数の差に換算し、ステージ７の移動方向の座標に対応するステージ７移動前の均一磁場領域の一端における共鳴周波数に加算することにより、ステージ７の移動後の実際の位置情報をステージ７の移動前の位置情報に置き換えて、ステージ７の移動前後それぞれの位置情報を共鳴周波数順に並べて連結する処理を行うものである。なお、均一磁場領域の一端における共鳴周波数に加算するとは、均一磁場領域における最大周波数に加算する場合や均一磁場領域における最小周波数に加算（負の値を加算）する場合を含むものである。
また、移動距離情報を周波数差とみなす場合を説明しているが、スピンの回転角度の大小が位相差に反映されることから、移動距離情報を位相差情報としてとらえて処理することも本発明の思想の範疇に含まれる。
【００１８】
ＲＦ電波情報連結部２２は、プローブ６により受信され、ステージ７の移動前後の位置情報に対応するそれぞれのＲＦ電波（ＭＲＩ信号）の情報を、ステージ７の移動前後それぞれについて、共鳴周波数順に整列させる処理を行うものである。
【００１９】
画像再構成部２３は、位置情報連結部２１により得られる、連結されたステージ７移動前後の位置情報に対応するように、ＲＦ電波情報連結部２２によって整列されているステージ７移動前後で測定されたそれぞれのＲＦ電波情報を整合させた上で、各座標ピクセル（ｘ、ｙ、ｚ）における信号強度を明淡に変換することにより、画像を再構成処理するものである。
【００２０】
次に、図１のＭＲＩ装置１の動作について説明する。なお、矢印は、特に断りがない限り、各部位などの作用方向を示し、中央付近の太い矢印は、被験体５の挿入方向を示すものである。図２は被験体５がステージ７（図示せず）によって均一磁場領域２４内を移動させられる前後を示す図である。
まず、オペレータ１９が、キーボード１７やマウス１８を用いて、コンピュータ１５によりシーケンサ１３に命令し、ステージ移動電源１０を駆使してステージ７を移動させ、図２（ａ）に示すように、被験体５の頭部上半分を均一磁場領域２４に挿入する。次に、コンピュータ１５によりシーケンサ１３に命令し、傾斜磁場電源９を駆使して傾斜磁場発生用コイル３に一時的に電流を流し、検査空間４に傾斜磁場を一時的に発生させる。そして、高周波送受信機１１に接続されていて、被験体５に高周波を送信でき、かつ、被験体５からのＭＲＩ信号を受信できるプローブ６で、頭部上半分のＭＲＩ信号を測定する。測定されたＭＲＩ信号のデータは、高周波送受信機１１内の高速フーリエ変換素子によって高速フーリエ変換処理され、その後、シーケンサ１３によって高速フーリエ変換されたデータ（ディジタル信号）の取り込みタイミングを命令されたデータ記憶部２０に、均一磁場領域の一端（位置情報の原点）から均一磁場領域の他端までのデータとして記憶される。
次に、コンピュータ１５によりシーケンサ１３に命令し、ステージ移動電源１０を駆使して、図２（ｂ）に示すように、ステージ７を最初に測定した部位である頭部上半分が均一磁場領域２４外にくるようにさらに被験体５の身長方向に挿入する。この際、コンピュータ１５により命令される移動距離計測手段８によって移動距離を正確に計測して、移動距離情報をデータ記憶部２０に記憶させておく。
そして、位置情報連結部２１において、移動距離計測手段８によって計測されたステージ７の移動距離を傾斜磁場に基づく共鳴周波数の差に換算し、ステージ７の移動方向の座標に対応する前記ステージ移動前の均一磁場領域の一端における共鳴周波数に加算することにより、ステージ７の移動後の位置情報をステージ７の移動前の位置情報に置き換えて、ステージ７の移動前後それぞれの位置情報を共鳴周波数順に並べて連結する演算を行う。
次に、移動後の被験体５の頭部下半分のＭＲＩ信号を測定する。測定されたＭＲＩ信号のデータは、高周波送受信機１１内の高速フーリエ変換素子によって高速フーリエ変換処理され、その後、シーケンサ１３によって高速フーリエ変換されたデータ（ディジタル信号）の取り込みタイミングを命令されたデータ記憶部２０に、均一磁場領域の一端（位置情報の原点）から均一磁場領域の他端までのデータとして記憶される。
次に、ＲＦ電波情報連結部２２において、データ記憶部２０に記憶されているステージ７の移動前後の位置情報に対応するそれぞれのＲＦ電波（ＭＲＩ信号）の情報を、ステージ７の移動前後それぞれについて、共鳴周波数順に整列させる演算を行う。
そして、画像再構成部２３において、位置情報連結部２１により得られる連結されたステージ７移動前後の位置情報に対応するように、ＲＦ電波情報連結部２２により得られる整列されたＲＦ電波情報を整合させて、画像を再構成する演算を行う。その結果、オペレータ１９の操作により、ディスプレイ１６に被験体５の頭部全体の各断層画像を表示することができることとなる。
なお、上記では画像再構成を全位置情報及び全ＲＦ電波情報から一度に行う場合を説明したが、ステージ７の移動前の位置情報及びＲＦ電波情報から移動前の画像を再構成する演算と、ステージ７の移動後の位置情報及びＲＦ電波情報から移動後の画像を再構成する演算とを画像再構成部２３により行い、その後、これらの画像を位置情報に合わせて連結する演算をコンピュータ１５内にさらに備えられる画像連結部などで行って、ディスプレイ１６に表示するものとしてもよい。
【００２１】
本実施形態によれば、ステージの移動距離や傾斜磁場による位置情報を用いて、ステージの移動前後の被験体のＲＦ電波の情報を共鳴周波数順に並べて連結するので、均一磁場領域が狭くても、均一磁場領域が広いＭＲＩ装置と同等の撮像領域を確保できる。また、小型で軽量なＭＲＩ装置を提供できる。
また、均一磁場発生空間に対して常に意図した磁場勾配を形成し、共鳴周波数と位置との関係を確実に対応させることができる。
さらに、均一磁場領域内にある被験体からの信号を選択的に取り出し、かつ、その領域からの信号を極大化し、感度を高めることができる。
【００２２】
なお、上記実施形態では、一方向にのみステージを移動させて測定したが、Ｘ、Ｙ、Ｚ方向全てにステージを移動させて測定することも可能である。このときも上記と同様の動作を行い、各情報を連結すればよい。また、移動と同期して測定及び画像処理することも可能である。さらに、図２に示すような頭部の測定だけでなく、全身の測定にも同様に適用できる。
【００２３】
また、上記実施形態では、主磁場発生手段として、いわゆるトンネル型マグネットを用いたＭＲＩ装置について説明したが、このトンネル型マグネットの代わりに、例えば、スプリット型マグネットを用いたＭＲＩ装置であってもよい。ＭＲＩ装置に用いるスプリット型マグネットとしては、図３（ａ）に示す垂直磁場（いわゆるハンバーガ型）のマグネットや、図３（ｂ）、（ｃ）に示す水平磁場（いわゆるダブルドーナッツ型）のマグネットなどが挙げられる。なお、図３（ｂ）、（ｃ）の違いはコイルの中央を被験体５を移動させるか、２つのコイル間に横から被験体５を挿入するかの違いである。
【００２４】
さらに、上記実施形態においては、主磁場発生用コイルに超電導線材を用いているが、常電導線材を用いてもよい。また、ＭＲＩ装置に超電導線材、常電導線材どちらのスプリット型マグネットを用いる場合でも、コイル型だけでなくバルク型のマグネットを用いてもよい。
【００２５】
また、ＭＲＩ装置にスプリット型マグネットを用いる場合には、傾斜磁場コイルをスプリット型マグネットの開放構造を阻害することが無いように一対からなる平板で構成して、上下のマグネットに組み込む構造としてもよい。また、上記実施形態におけるＲＦ電波送受信用のプローブの代わりに、スプリット型マグネットの開放構造を阻害することが無いように一対からなる平板で構成し、傾斜磁場発生用コイルの内側にそれぞれ組み込む構造としてもよい。
【００２６】
以下に、実施例１及び比較例１のＭＲＩ装置について説明する。なお、実施例１は、上記実施形態と同様の構成のＭＲＩ装置であり、比較例１は、従来方式で設計されたＭＲＩ装置である。
【実施例１】
【００２７】
本実施例のＭＲＩ装置は、直径４０ｃｍ、長さが１５ｃｍの円柱形状の空間における磁場均一度が、５ｐｐｍ（ｐｅａｋ  ｔｏ  ｐｅａｋ）、中心磁場が３テスラ、クライオスタット長さが１６００ｍｍ、クライオスタット外径が２１５０ｍｍ、マグネット部（クライオスタット込み）の重量が６．１トンであった。
【比較例１】
【００２８】
本比較例のＭＲＩ装置は、直径４０ｃｍ、長さが３０ｃｍの円柱形状の空間における磁場均一度が、５ｐｐｍ（ｐｅａｋ  ｔｏ  ｐｅａｋ）、中心磁場が３テスラ、クライオスタット長さが２６００ｍｍ、クライオスタット外径が２３８０ｍｍ、マグネット部（クライオスタット込み）の重量が１３トンであった。
【００２９】
ここで、実施例１と比較例１の各ＭＲＩ装置のＺ軸方向（被験体の身長方向）に磁場勾配０．１Ｇａｕｓｓ／ｍｍを印加してＲＦ電波（ＭＲＩ信号）を測定した。なお、主磁場の強度は１テスラ（１００００Ｇａｕｓｓ）であり、このときのプロトンの共鳴周波数はＺ＝０の平面上では４２．５ＭＨｚである。よって、このときの均一磁場領域における１ｍｍの位置の差は、共鳴周波数換算すると４２５Ｈｚの差となる。
【００３０】
以下に、上記条件での実施例１のＭＲＩ装置における画像再構成例を説明する。
１．被験体の被験部位が均一磁場領域内にあるとき、実際のテーブル移動距離（ここでは１５ｃｍ）を周波数換算（４２５Ｈｚ×１５０ｍｍ＝６３７５０Ｈｚ）して位置情報とし、ステージ移動前の均一磁場領域０≦Ｚ≦１５（ｃｍ）（周波数換算すると４２．５ＭＨｚ〜４２．５ＭＨｚ＋６３７５０Ｈｚの範囲）の位置情報と周波数順に並べて連結する演算（連結後は、周波数換算すると４２．５ＭＨｚ〜４２．５ＭＨｚ＋６３７５０Ｈｚ＋６３７５０Ｈｚの範囲となる）を行う。
２．実施例１のＭＲＩ装置において測定される、ステージ移動前の均一磁場領域０≦Ｚ≦１５（ｃｍ）（周波数換算すると４２．５ＭＨｚ〜４２．５ＭＨｚ＋６３７５０Ｈｚの範囲）の各（ｘ、ｙ、ｚ）座標における被験体の頭部上半分のフーリエ変換されたＭＲＩ信号データに、被験体の乗ったテーブルをＺ軸方向に１５ｃｍ移動後の均一磁場領域０≦Ｚ≦１５（ｃｍ）の各（ｘ、ｙ、ｚ）座標における被験体の頭部下半分のフーリエ変換されたＭＲＩ信号データを、Ｚ軸に対応する移動前の共鳴周波数の順に並ぶように、６３７５０Ｈｚだけシフト（移動前の４２．５ＭＨｚ＋６３７５０Ｈｚ〜４２．５ＭＨｚ＋６３７５０Ｈｚ＋６３７５０Ｈｚの範囲に合わせる）して連結する演算を行う。
３．上記連結されたステージ移動前後の位置情報に対応するように上記ＲＦ電波情報を整合させ、一体化した情報を用いて、画像を再構成する演算を行う。
このようにして、被験体の頭部全体の測定を行って、得られたＭＲＩ信号データからコンピュータによって画像を再構成した。
【００３１】
比較例１のＭＲＩ装置については、一般的な測定方法で被験体の頭部全体の測定を行って、得られたＭＲＩ信号データからコンピュータによって画像を再構成した。
【００３２】
実施例１のＭＲＩ装置で得られた画像と比較例１のＭＲＩ装置で得られた画像とは、ほぼ同一のものであった。
したがって、実施例１のＭＲＩ装置は、比較例１のＭＲＩ装置と同等の撮像領域を有していながら、マグネットを含むクライオスタットが大幅にコンパクト化及び軽量化されていることがわかる。
【００３３】
なお、本発明は、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で設計変更できるものであり、上記実施形態や上記実施例に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の一実施形態に係るＭＲＩ装置の構成概略図。
【図２】（ａ）は被験体の頭部上半分を均一磁場領域に挿入し停止している状態を示す図、（ｂ）は（ａ）の状態からステージを被験体の身長方向に移動させ、被験体の頭部下半分が均一磁場領域内で停止するようにした状態を示す図。
【図３】本発明の一実施形態に係るＭＲＩ装置の変形例のマグネット部を示す図。
【符号の説明】
【００３５】
１      ＭＲＩ装置
２      主磁場発生用コイル
３      傾斜磁場発生用コイル
４      検査空間
５      被験体
６      プローブ
７      ステージ
８      移動距離計測手段
９、１０、１２  電源
１１    高周波送受信機
１３    シーケンサ
１４    画像処理装置
１５    本体部
１６    ディスプレイ
１７    キーボード
１８    マウス
１９    オペレータ
２０    データ記憶部
２１    位置情報連結部
２２    ＲＦ電波情報連結部
２３    画像再構成部
２４    均一磁場領域
２５    クライオスタット
【図１】
2005137437.tif 000003
【図２】
2005137437.tif 000004
【図３】
2005137437.tif 000005