(57)【要約】  【課題】  MRI装置操作者が被検体をセッティングすることなく、MRI装置の状態を確認できるようにする。  【解決手段】  疑似NMR信号発生回路をMRI装置内に備え、サポートセンター等の遠隔地側から制御して、疑似NMR信号による診断画像を取得し、取得された診断画像をサポートセンター等の遠隔地側に転送して診断することにより、MRI装置操作者が被検体をセッティングすることなく、装置の動作確認と故障の有無を診断する。疑似NMR信号発生回路には位相制御器を備えて、診断目的に応じた診断画像を生成できるように、疑似NMR信号の位相を制御する。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体からの核磁気共鳴信号を受信する受信手段と、
前記核磁気共鳴信号を用いて画像再構成演算を行う信号処理手段と、
装置全体の動作を制御する装置制御手段と、
擬似核磁気共鳴信号を発生させる手段と、
前記核磁気共鳴信号と前記擬似核磁気共鳴信号の入力を切り換える信号切換手段と、
装置の動作をリモート制御するための制御信号を受け付けるリモート制御受付手段と、
を備え、
前記リモート制御受付手段が、前記核磁気共鳴信号によるイメージングモードと前記擬似核磁気共鳴信号による診断モードとを切り換える磁気共鳴イメージング装置において、
前記擬似核磁気共鳴信号発生手段は、前記擬似核磁気共鳴信号の位相を変調する手段を備えた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】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検体中の水素や燐等からの核磁気共鳴(以下、「NMR」という)信号を測定し、核の密度分布や緩和時間分布等を画像化する核磁気共鳴イメージング(以下、「MRI」という)装置に関、特に装置のリモート診断を行う技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
病院などの遠隔地サイトに設置されたMRI装置と、この装置が正常に動作しているか否かをリモートで診断・管理するサポートセンターとを電話回線等のネットワークで結んだリモート診断・保守サービスが行われている。通常は、サポートセンター側からの制御により、遠隔地にある装置から運転データまたはその履歴をサポートセンター側に転送して、サポートセンター内に存する診断者がそのデータを解析して装置の診断を行う。この場合は、その時の装置の状態を診断するために、実際に装置を運転して、その際の運転データを取得する必要がある。
【０００３】
リモート制御で装置を運転し、その時の運転データを取得するには、実際にスキャンを行うか、又は、［特許文献1］に記載の方法の様に事前に所定の検査用データを用意しておく方法がある。
【０００４】
実際にスキャンを行う方法は、サポートセンター内に存する診断者が装置の操作者に直接指示して、受信用コイルを信号発生源である擬似被検体(ファントム)の関心領域中心部に装着し、その後被検体を撮像用の寝台にセットした状態で関心領域が静磁場発生部の中心に来るように、操作しセッティングしてもらわなければならない。その後、リモート制御又は操作者の制御により実際にスキャンが行われて運転データ(診断画像等)が取得される。サポートセンター内に存する診断者が、この運転データを装置からサポートセンターに転送し、サポートセンター内で解析して装置状態を診断する。
【０００５】
一方、［特許文献1］に記載の方法は、装置の磁気ディスクに所定の検査用データを用意しておき、これを用いて所望の処理を行い、その処理結果を取得する。診断は装置自身がこの処理結果と上記検査用データに関する正常結果とを比較して装置の正常・異常を判断するか、処理結果をサポートセンターに転送して、サポートセンター側で処理結果と正常結果を比較して診断する。特に［特許文献1］では、X線CT装置の場合が記載されており、検査用データとしてX線透過データを事前に用意しておき、これを画像再構成することにより、画像生成手段の診断を行っている。この方法は、上記実際のスキャンを行う方法の様に装置の操作者の手を煩わせることなく装置の診断を行うことができる。
【特許文献１】特開2002-301030号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記実際にスキャンを行う方法では、MRI装置の操作者の手を煩わせることになり、手間がかかる。また、［特許文献1］に記載の方法では、事前に用意する検査用データを処理する箇所以降の診断しかできず、上記実際のスキャンを行う場合の様に、受信系から実際に信号を取得することによる受信系を含めた装置の診断を行うことができない。特に、検査用データとしてX線透過データを用意した場合、信号処理系の診断は可能であるが、X線透過データを取得する受信系の診断はできない。
【０００７】
そこで本発明は、遠隔地に存するMRI装置の操作者の手を煩わせることなく、装置の受信系の一部までを含めた診断をより広範にできるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
このような目的を達成するために、本発明のMRI装置は、以下の様に構成される。即ち、被検体からの核磁気共鳴信号を受信する受信手段と、前記核磁気共鳴信号を用いて画像再構成演算を行う信号処理手段と、装置全体の動作を制御する装置制御手段と、擬似核磁気共鳴信号を発生させる手段と、前記核磁気共鳴信号と前記擬似核磁気共鳴信号の入力を切り換える信号切換手段と、装置の動作をリモート制御するための制御信号を受け付け、その制御信号に応じて前記核磁気共鳴信号によるイメージングモードと前記擬似核磁気共鳴信号による診断モードとを切り換えるリモート制御受付手段と、を備え、前記擬似核磁気共鳴信号発生手段は、前記擬似核磁気共鳴信号の位相を変調する手段を備える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のMRI装置によれば、擬似NMR信号を発生することにより、静磁場発生系内に被検体をセッティングすることなく、受信系の一部を含めた装置の診断を、遠隔地又はその場で行うことができる。特に、擬似核磁気共鳴信号発生手段が、擬似核磁気共鳴信号の位相を変調する手段を備えているので、診断目的に応じた診断画像を生成することにより、より広範に診断を行うことが出来るようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、添付図面に従って本発明のMRI装置の好ましい実施形態について詳説する。なお、発明の実施形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
【００１１】
図1は本発明に係る磁気共鳴イメージング(以下、「MRI」という)装置の全体を示す模式図である。図1においてMRI装置は大別して静磁場発生磁気回路2と、傾斜磁場発生系3と、送信系4と、受信系5と、信号処理系6と、シーケンサ７(パルスシーケンス制御系)と、中央処理装置(以下、「CPU」という)8とから構成されている。
【００１２】
静磁場発生系2は、被検体1の周りに所定の方向の均一な静磁場を発生させるためのものである。この静磁場発生系2の内部には、永久磁石などの静磁場発生源(図示せず)と、送信系4の高周波コイル(以下、「照射用コイル」という)14と、傾斜磁場発生系3の傾斜磁場コイル9と、受信系5の高周波コイル(以下、「受信用コイル」という)15とが配置されている。
【００１３】
傾斜磁場発生系3は、X，Y，Zの3方向に巻かれた傾斜磁場コイル9と、それぞれのコイルを駆動する傾斜磁場電源10とから成る。シーケンサ7からの命令にしたがって3方向のコイルの傾斜磁場電源10が駆動されることにより、それぞれの方向の傾斜磁場パルスが被検体1に印加される。より具体的には、X，Y，Zのいずれかの1方向にスライス傾斜磁場パルス(Gs)を印加して被検体1に対するスライス面を設定し、残り2つの方向に位相エンコード傾斜磁場パルス(Gp)と周波数エンコード傾斜磁場パルス(Gr)を印加して、エコー信号にそれぞれの方向の位置情報をエンコードする。
【００１４】
送信系4は、高周波発振器11と、変調器12と、増幅器13と、照射用コイル14とを備え、シーケンサ7の司令により、高周波発振器11からの基準高周波パルスを変調器12で振幅変調し、この振幅変調された高周波パルスを増幅器13により増幅して照射用コイル14に供給することにより、所定のパルス状の高周波磁場を被検体1に照射する。
【００１５】
受信系5は受信用コイル15とオペアンプ16と、直交位相検波器17と、アナログ・ディジタル変換器(以下、「A/D」という)18とを備え、被検体1からの核磁気共鳴(以下、「NMR」という)信号を受信用コイル15が検出すると、そのNMR信号をオペアンプ16で増幅し、直交位相検波器17で直交する二系統の信号に分割して、それぞれをA/D変換器18を介してデジタル量に変換してCPU8に送る。
【００１６】
シーケンサ7は、高周波磁場パルスと傾斜磁場パルスをある所定のパルスシーケンスで繰り返し印加する制御手段で、CPU8の制御で動作し、被検体1の断層画像のデータ収集に必要な種々の命令を送信系4、傾斜磁場発生系3、および受信系5に送る。
【００１７】
信号処理系6は、光ディスク20a、磁気ディスク20bなどを含む外部記憶装置20と、CRTなどのディスプレイ21と、キーボード22と、マウス23を備え、受信系5の受信用コイル15からのデータがCPU8に入力されると、CPU8が信号処理、画像再構成などの処理を実行し、その結果である被検体1の所望の断層面の画像をディスプレイ21に表示すると共に、外部記憶装置20の磁気ディスク20bなどに記憶する。
【００１８】
CPU8は、予め定められたプログラムに従って、シーケンサ7、送信系4、受信系5、信号処理系6を制御する。シーケンサ7はCPU8からの制御指令に基づいて動作し、被検体1の断層面の画像のデータ収集に必要な種々の命令を送信系4、傾斜磁場発生系3、受信系5に送る。
【００１９】
このようなMRI装置において撮像をおこなう場合は、MRI装置操作者が受信用コイル15を被検体1の関心領域を中心にして装着する。その後、被検体を撮像用の寝台19にセットした状態で関心領域が静磁場発生系2の中心に来るように送り込まれる。送り込まれた被検体に対し任意のシーケンスにしたがって傾斜磁場発生系3、送信系4から電磁波を照射し、受信系5で信号を受信してCPU8、信号処理系6によって得られた信号を画像化し、ディスプレイ21に表示すると共に外部記憶装置20の磁気ディスク20bなどに記憶する。
【００２０】
次に、本発明の実施例を説明する。図2は擬似NMR信号を発生するための回路構成のブロック図である。図3は、図2の回路構成を含み、擬似NMR信号と実際のNMR信号とを切り換えるリレー(信号切換手段)36を備えて、そのリレー36の切り換えが、例えばサポートセンター等の遠隔地からリモート制御される(図3のホストPCからCPU8間の右向き矢印(→))と共に、擬似NMR信号から得られた診断画像がサポートセンター等の遠隔地側に転送されるための構成(図3のCPU8からホストPC間の左向き矢印(←))を追加したものである。そして、リレー36を介して図1の直交位相検波器17に接続されることにより、実際のNMR信号による通常のイメージングモードと擬似NMR信号による診断モードが切り換えられる。
【００２１】
尚、図3において、CPU8より右側部分がMRI装置であり、Fire Wall37より右側部分が病院等のMRI装置が設置されている施設である。一方、ホストPC38より左側部分がサポートセンター等の遠隔地にある施設である。
より具体的には、通常のイメージングモードでは、リレー36がオペアンプ16側に接続されて、被検体1を撮影して取得された実際のNMR信号がオペアンプ16から直交検波器17に流される。これに対して、診断モードでは、リレー36がオペアンプ16’側に接続されて、図2の擬似NMR信号発生回路で擬似生成された擬似NMR信号がオペアンプ16’から直交検波器17に流される。直交検波器17以降は図1と同じである。
【００２２】
このリレー36の切り換えは、例えばサポートセンター等の遠隔地側の施設内に存在するホストPC38からインターネット39を通してCPU8(リモート制御受付手段を含む)に指示される(図3のホストPCからCPU8間の右向き矢印(→))。その際、ネットワークは図3に示す様に、MRI装置が設置された病院等の施設におけるインターネット39との接続箇所に設けられた Fire Wall37を経由してMRI装置のCPU8に接続される。
【００２３】
次に、図2と図3における各構成要素の機能について説明する。マイクロコンピュータ31は、アキュムレータ(周波数変更手段)32に対して加算期間を指定することにより、発生する擬似NMR信号の周波数を指定する。また、マイクロコンピュータ31は、リレー36に対してどちらの信号を選択するかの制御を行う。
【００２４】
アキュムレータ32は、発生する擬似NMR信号の周波数を決定するためのもので、発振器30からの基準信号を基に単位時間間隔を取得し、その単位時間間隔を積算するものである。アキュムレータ32は、マイクロコンピュータ31から上限積算回数が指定され、単位時間間隔の積算回数がこの上限積算回数に達したときに、サイン波波形ROM33に対してどの様な強度の信号を出力するかをアドレスを指定して制御する。
【００２５】
サイン波波形ROM33は、擬似NMR信号としてサイン波を出力する場合、そのサイン波の波形を記憶したROMで、サイン波波形の振幅のデジタル値を一連のアドレスに対応づけて記憶したROMである。そして、サイン波波形ROM33は、アキュムレータ32から指定されたアドレスに従って、そのアドレスに対応する振幅のデジタル信号を出力する。
【００２６】
位相制御器40は、サイン波波形ROM33で出力されたデジタル信号に、CPU8の制御の下に必要とする位相を持つデジタル信号に変換して出力する。この様に位相制御することにより、診断目的に応じた診断画像を生成させることが可能になり、より広範に診断を行うことが出来るようになる。
【００２７】
D/Aコンバータ34は、サイン波波形ROM33からのデジタル信号をアナログ信号(擬似NMR信号)に変換するものであり、この変換されたアナログ信号が振幅可変器35に入力される。
【００２８】
振幅可変器35は、D/Aコンバータ34の出力信号の振幅を変更するためのもので、マイクロコンピュータ31によってその変更率が制御される。
【００２９】
オペアンプ16’は、振幅可変器35からのアナログ信号を増幅するためのもので、増幅されたアナログ信号がリレー36を通して直交検波器17に供給される。以降は図1と同様であり、CPU8により擬似NMR信号から再構成された診断画像が磁気ディスク20bに記憶される。
【００３０】
エラー検出器41には、信号処理系6にて処理された疑似NMR信号に対応して、その疑似NMR信号の処理結果として得られるであろう擬似NMR信号の数値データが予め格納されている。また、エラーを判定するための閾値も予め格納されている。そして、CPU8が、信号処理系6にて処理された擬似NMR信号と得られるであろう擬似NMR信号との差分を行い、その差分値とエラーを判定するための閾値との比較を行い、差分値が閾値を越えた場合にエラーが発生したと判定する。このエラー情報は、サポートセンターに通知される。
【００３１】
磁気ディスク20bに記憶された診断画像は、必要に応じてサポートセンター等の遠隔地側の施設内に存在するホストPC38からの指示により、CPU8(画像転送手段を含む)からFire Wall37とインターネット39を経由して、このホストPC38に転送され(図3のホストPC38からCPU8間の左向き矢印(←))、サポートセンター等の遠隔地側の施設内に存する診断者によって、装置の動作状況と装置における故障の有無が診断される。
【００３２】
以上の様な構成にすることによって、MRI装置の操作者に被検体1をMRI装置にセッティングしてもらうことをせずに、擬似NMR信号を発生させて診断画像を取得し、得られた診断画像をネットワークを介してサポートセンター等の遠隔地側に転送して、MRI装置の動作確認と故障の有無を診断することができる。そのため、他の装置との比較や不具合発見を容易に行うことができる。
【００３３】
以上の説明は、擬似NMR信号としてサイン波を用いた場合であるが、本発明のMRI装置は上記実施形態に限定されず、種々の変更が可能である。例えば、擬似NMR信号としてコサイン波を用いた場合や複数の周波数を持つサイン波とコサイン波を異なる重み付けで重ね合わせた波形でも良い。これらの波形をデジタル化してROMに記憶させ、図2のサイン波波形ROMに置き換えて使用すれば良い。また、遠隔地からのリモート診断でなく、装置が配置された病院内又は装置の近くで上記診断をおこなってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明が適用されるMRI装置の構成例を示す図。
【図２】本発明の位相制御された疑似NMR信号発生回路とNMR信号選択器を示す図。
【図３】MRI装置に本発明の位相制御された疑似NMR信号発生回路を取り入れた状態を示す図。
【符号の説明】
【００３５】
１  被検体、２  静磁場発生磁気回路、３  傾斜磁場発生系、４  送信系、５  受信系、６  信号処理系、７  シーケンサ、８  中央処理装置(CPU)、９  傾斜磁場コイル、１０  傾斜磁場電源、１１  高周波発信器、１２  変調器、１３  増幅器、１４  照射用コイル、１５  受信用コイル、１６  増幅器、１７  直交位相検波器、１８  アナログ・ディジタル変換器、１９  寝台、２０a 光ディスク、２０b 磁気ディスク、２１  ディスプレイ、２２  キーボード、４０  位相制御器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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