(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体の置かれる空間に均一な静磁場を発生する静磁場発生手段と、前記空間に被検体を搬入・搬出する搬送手段と、前記被検体の所望の部位を前記空間の中心に移動するための複数のガイド手段と、を備えて前記被検体の断層画像を得るＭＲＩ装置であって、前記静磁場発生手段は、前記空間の上下に配置された磁場発生源と、上下の磁場発生源を所定の間隔を持って保持する１つの構造体とを備えた開放型ＭＲＩ装置において、
前記ガイド手段は、一方の前記磁場発生源の前記空間に対向する側に配置され、前記空間の中心を通る直線上の線分光と該線分光に垂直に交差する線分光を前記被検体上に照射する第一のガイド手段と、前記構造体の前記空間側の面上に配置され、前記空間の中心と前記第一のガイド手段の交差点を内部に含む範囲の角度で、前記磁場発生源の前記空間側の面に略平行な面状のガイド光を照射する第二のガイド手段とを備え、
前記搬送手段は、前記第一のガイド手段と第二のガイド手段の前記空間外の交差点の位置が前記空間の中心に来るように前記被検体を搬入することを特徴とする開放型ＭＲＩ装置。
【請求項２】
請求項１に記載の開放型ＭＲＩ装置において、
前記第二のガイド手段は、前記構造体の中心に取り付けられることを特徴とする開放型ＭＲＩ装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の開放型ＭＲＩ装置において、
前記第二のガイド手段が一つであることを特徴とする開放型ＭＲＩ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
この発明は磁気共鳴イメージング装置(以下、MRI装置という)に係わり、特に、被検者に圧迫感を与えない開放型の磁石を採用し、かつ、被検者の磁石内セッティングに好適な手段を有する開放型MRI装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
核磁気共鳴(NMR)現象を利用して人体の断層像を得るMRI検査法は広く医療機関で利用されている。このMRI検査法は正確に被検体の検査部位の内部構造を反映する必要から、検査部位を含む空間に均一な磁場強度を発生する磁石を必要としている。均一な磁場空間は無限長のソレノイドコイル内で得られることから、MRI装置に用いられる磁石の多くは細長い筒状の空芯ソレノイドコイルと磁場均一度を改善するシム機構が組み込まれた構造となっている。
【０００３】
細長い空間に被検者を配設する磁石構造のMRI装置は被検者に対して圧迫感を与えるので閉所恐怖症者や小児の検査に対して適当ではなかった。そこで、側面に開口部を設けたり、磁石前面の被検者搬入部を広くした磁石を採用したMRI装置が開発され近年普及している。
【０００４】
この開放型のMRI装置の磁石としては、開放構造の作りやすさから比較的磁場強度が低い常電導磁石や永久磁石が用いられている。これらの磁石は鉄ヨークによる磁気回路を構成しており、その開放型構造を支持する構造物を構成すると共に、その磁気的特性である起磁力と漏洩磁場の向上の働きをしている。これらに関する公知の技術として、特許第2759185号公報がある。
【０００５】
一方で、検査部位の位置精度高めるため、被検者の検査部位を正確に磁石の中心に配設する必要がある。磁石の中心で被検者の検査部位の位置合わせをすることは実質的に困難である。その理由は比較的狭い磁石空間内で被検者の体を動かすことが困難なこと、また磁石の周辺部に立つオペーレータからは磁石中心付近まで距離があること、磁石中心を検査部位が占めることになり磁石中心を特定できないことによる。そこで、磁石の周辺位置に磁石の中心をガイドする投光機が複数取り付けられ、この投光機のガイド光に合わせて被検者の検査部位を合わせる。この合わせ作業後、磁石周辺位置と磁石中心位置のオフセット距離を取除く移動過程を経て被検者の検査部位を磁石中心に合わせている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
開放構造の磁石を用いたMRI装置の有用性が確立されるにつれ、被検者を磁石に搬入するときに感ずる圧迫感を更に低減するためや、検査中の小児の被検者を看護しやすいように磁石の前面や側面の開口を出来るだけ広くした開放構造の磁石構造が提案されている。この様に被検者の搬入口を大きくすることによって、磁石周辺に取り付けられていた投光機の取り付け場所が制約され、最適な位置に取り付けられない問題が生じた。これは磁石の前面位置で被検者の検査部位と検出コイルをセットするオフセット位置合わせに対して、横方向からのガイド光を発する投光機を取り付ける構造物が存在しないことや、あるいは投光機自体で磁石の側面の開放空間を犠牲にしたくないとする配慮もある。
【０００７】
この問題の解決策の1つとして、投光機を磁石が設置される部屋の壁面に取り付ける提案もなされている。この場合は、磁石と部屋の相対位置を正確に測定する作業が必要になることと、投光機と磁石の間にオペレータが介在した場合にはガイド光が遮られ被検者の目的部位に投影されない問題が生じた。
【０００８】
本発明は上述の観点に鑑みてなされたもので、その目的は開放的な磁石構造でもその開放構造を阻害することなく、被検体の検査部位の位置合わせに好適な投光機の配置を行ない検査部位の位置精度を向上することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明の開放型MRI装置は、被検体の置かれる空間に均一な静磁場を発生する静磁場発生手段と、前記空間に被検体を搬入・搬出する搬送手段と、前記被検体の所望の部位を前記空間の中心に移動するための複数のガイド手段と、を備えて前記被検体の断層画像を得るMRI装置であって、前記静磁場発生手段は、前記空間の上下に配置された磁場発生源と、上下の磁場発生源を所定の間隔を持って保持する1つの構造体とを備えた開放型MRI装置において、前記ガイド手段は、一方の前記磁場発生源の前記空間に対向する側に配置され、前記空間の中心を通る直線上の線分光と該線分光に垂直に交差する線分光を前記被検体上に照射する第一のガイド手段と、前記構造体の前記空間側の面上に配置され、前記空間の中心と前記第一のガイド手段の交差点を内部に含む範囲の角度で、前記磁場発生源の前記空間側の面に略平行な面状のガイド光を照射する第二のガイド手段とを備え、前記搬送手段は、前記第一のガイド手段と第二のガイド手段の前記空間外の交差点の位置が前記空間の中心に来るように前記被検体を搬入することで上記目的を達成した。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳述する。
【００１１】
図1は本発明が適用されるオープン構造のMRI装置の全体概要を示す図である。このMRI装置は、被検者1が設置される空間に均一な磁場を発生する静磁場発生磁石2と、この静磁場発生磁石2の内側に配置された傾斜磁場コイル3と、さらにその内側に配置された高周波コイル5と、被検者1から発生するNMR信号を検出する検出コイル7とを備えている。被検者1を静磁場発生磁石2の中心空間に配設する患者テーブル13を備えている。さらに上述の各コイルを駆動する電源やNMR信号の増幅器や、それらの動作タイミングを制御するシーケンサ9(これら電源とシーケンサ9は一体の筐体16に収納されている)と装置の制御を行うと共にNMR信号を処理し画像化するコンピュータ10とで構成される。通常、静磁場発生磁石2と各コイルと患者テーブル13は電磁波遮蔽効果の有するシールド部屋14に設置され、外部やMRI装置のコンピューター10などが発生する電磁波ノイズが検出コイル7に混入するのを防いでいる。このため各コイルを駆動する電源やNMR信号の増幅器との接続(図では接続ケーブルは描かれていない)はシールド部屋14の一部に組み込まれたフィルター回路15を介して行われる。
【００１２】
静磁場発生磁石2は、図示する実施形態では、上下一対の永久磁石からなり、これらは被検体1の配設される空間に上下方向の均一な静磁場を発生する。更に、これら一対の永久磁石2はそれぞれ鉄プレートを外側に有し、上下鉄プレートを接続する支柱とからなる鉄ヨークが組み合わされ磁気回路を構成している。例えば静磁場強度は0.4テスラで、  被検者の配設される空間に均一な磁場を発生するように調整されている。本実施例の静磁場発生磁石2は上下の永久磁石を支持する1本の支柱から構成される。更に、磁石周囲と支柱の一箇所にガイド光を発する投光機25、28が取り付けられている。
【００１３】
傾斜磁場コイル3は、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、それぞれ傾斜磁場電源4に接続されている。シーケンサ9からの制御信号に従って傾斜磁場電源4（ｘ軸4a、ｙ軸4b、z軸4c）を駆動して傾斜磁場コイル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を被検者1の配設空間の静磁場に重畳するようになっている。この傾斜磁場は、被検者1の検査部位から得られるNMR信号の空間的な分布を識別するのに用いられる。この傾斜磁場コイル3は静磁場発生磁石2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され上下の磁石に組み込まれている。
【００１４】
高周波コイル5は、高周波コイル5に高周波電流を流すための高周波電力アンプ6に接続され、被検者1の検査部位の原子核を共鳴励起するための高周波磁場を発生する。原子核としては、通常、水素原子核が用いられるため、高周波コイル5と高周波電力アンプ6は17MHzにチューニングされている。高周波電力アンプ6もシーケンサ9の制御信号で制御されている。更に、高周波コイル5も静磁場発生磁石2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され傾斜磁場コイル3の内側にそれぞれ組み込まれている。
【００１５】
検出コイル7は高周波増幅器8に接続されており、高周波増幅器8は検出コイル7で検出したNMR信号を増幅・検波するとともに、コンピュータ10による処理が可能なディジタル信号に変換する。高周波増幅器8もシーケンサ9でその動作タイミングが制御されている。
【００１６】
コンピュータ10はディジタル量に変換されたNMR信号を用いて画像再構成等の演算を行うとともに、シーケンサ9を介してMRI装置の各ユニットの動作を定められたタイミングで制御する。コンピュータ10と処理後のデータを表示するディスプレイ装置11と操作入力する操作卓12とで演算処理系が構成される。
【００１７】
図2は図1に示した静磁場発生磁石2と患者テーブル13の外観を示した図である。図において、上部21と下部22の容器内には永久磁石と磁気回路を構成する鉄プレート(図では見えない)が納められている。上部21の鉄プレートと下部22の鉄プレートと磁気回路を構成しかつ上部21と下部22を構造的に支える継鉄(図では見えない)を組み込んだ支柱23より静磁場発生磁石2の外観が構成されている。
【００１８】
下部22の一部は直線の面24を有しており、この面24に対して患者テーブル13が組合わされる。面24の対向する上部21の位置にはレーザー投光機25が取り付けられている。投光機25のレーザー光は十字26のスリットで患者テーブル13の天板27の端部に投影される。一方、支柱23の磁石中心に面する位置にレーザー投光器28が取り付けられている。レーザー投光器28のスリット光(図では描かれていない)は磁石空間の中心を通る水平面と一致するように支柱23の中心に取り付けられ、調整がなされている。
【００１９】
図3aは図2の静磁場発生磁石2と患者テーブル13を側面から見た図面である。レーザー投光機25の光の十字交叉点31は静磁場発生磁石2の空間中心32から例えば65cmオフセットした患者テーブル3側の位置を示す。即ち、レーザー投光機25の1つのスリット光は面33を通過し、他方のスリット光は面34を通過する。点31に検出コイルや被検者の検査部位がおかれると(図3bでは平面35で示した)、点31の位置でスリット光36とスリット光37が交叉し、この交叉する点31が静磁場発生磁石2の空間中心32から65cmの距離を隔てた点であることが解かる。ここで、スリット光の面33や面34はある広がりをもって投影されるようになっている。この広がりにより、面33の投影線を利用して被検者の体軸の曲がりを、面34の投影線を利用して被検者の左右の位置バランスを矯正することが出来る。この矯正により、MRI検査の画像が正確な位置を示すと共に診断精度を高めることになる。特に、マルチスライス撮影法で同時に複数枚の画像を取得するときや、脊椎に沿った画像を取得するときの検査精度の向上には極めて有効な手段となる。
【００２０】
次に図4aは図3aの静磁場発生磁石2のA‐A'断面を示した図を示す。支柱23の磁石に面した曲面41に取り付けられたレーザー投光機28のスリット光は図の斜線で示される面42であり、点31と点32を通過する。点31に検出コイルや被検者の検査部位がおかれると(図3bでは患者テーブルに垂直面43で示した)、点31を通ってスリット光44が表示される。このスリット光44は静磁場発生磁石2の空間中心32を通る水平面に一致している。かつ、スリット光44は静磁場発生磁石2の空間内に存在するので、オペーレータや看護者によってスリット光が遮られることない。
【００２１】
ここで、被検者1を患者テーブル13の天板27上でセットし、その検査部位に好適な検出コイルを取り付ける。この状態で2つのレーザー投光機25、28を動作させると、レーザーの赤色のスリット光のラインは検出コイルの表面に投影される。図5にこの状態の頭部コイルの表面に投影されるレーザー光を示した。図によれば三次元的に、即ち、前後左右上下の中心が検出コイルの表面に表示される。ここで、検査の中心部位がレーザー光の交差する点に合うように患者テーブル13の天板27を移動させることで被検者の検査部位が磁石の空間の中心に配設される。
【００２２】
本実施例に拠れば、最少のレーザー投光機の数量(本実施例では2個)にて三次元の位置を示すことができる。更に、レーザー投光機と検出コイルを含む検査目的部位の間に介在するものが一切なく、オペレータや看護者の位置に関係なく検査部位の中心位置をレーザー光が投影することになり、これらの人の影になることがない。更には、被験者を磁石の中心に搬入するときも、常に被験者の検査部位をレーザー光の少なくとも一つが投影し続けるので、被験者の動き等による位置ずれなどをチェックすることができる。
【００２３】
【発明の効果】
本発明によれば、開放型の磁石構造でも被検者の検査部位の位置あわせに精度高く行なうことができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用されるMRI装置の全体構成を示す図。
【図２】本発明が適用されるMRI装置に用いられる静磁場発生磁石と患者テーブルの外観図。
【図３】レーザー投光機の説明図。
【図４】レーザー投光機の説明図。
【図５】頭部検出コイルによる位置合わせの説明図。
【符号の説明】
1……被検体
2……静磁場発生磁石
3……傾斜磁場コイル
5……高周波コイル
13……患者テーブル
25, 28……レーザー投光機
【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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