(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）支持プラットフォーム（６０）に取り付けられる大腿部ハーネス（７０）と、
（ｂ）前記支持プラットフォーム（６０）に対して施回可能に取り付けられる脚下部ハーネス（７４）と、
を備える開放型磁気共鳴装置と共に使用する靭帯ローディング装置であって、
前記大腿部ハーネス（７０）が、支持プラットフォーム（６０）に対して、被験者の大腿部の横断方向に移動可能に取り付けられる大腿部押圧往復台（８０）と、前記大腿部往復台（８０）を横方向へ選択的に動かすための少なくとも１つの拡張手段（８４）とを含み、
前記脚下部ハーネス（７４）が、前記支持プラットフォーム（６０）に対して、被験者の脹脛部の横断方向に移動可能に取り付けられる脹脛部押圧往復台（９６）と、前記脹脛部往復台（９６）を横方向へ選択的に動かすための少なくとも１つの拡張手段（１００）とを含み、
前記大腿部往復台（８０）と前記脹脛部往復台（９６）が、反対方向に動くことを特徴とする靭帯ローディング装置。
【請求項２】
空気膨張式の膨張部材（８４ａ、８４ｂ、１００ａ、１００ｂ）に空気圧を選択的に導くスイッチ（１０８）と、
前記空気式膨張部材に加えられる圧力を測定する測定器（１０４）と、
前記空気式膨張部材（８４ａ、８４ｂ、１００ａ、１００ｂ）からの圧力を解放するための圧力解放バルブ（１０６）と、
を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の靭帯ローディング装置。
【請求項３】
前記空気式膨張部材（８４ａ、８４ｂ、１００ａ、１００ｂ）が、空気袋又はベローズの１つから成ることを特徴とする請求項２に記載の靭帯ローディング装置。
【請求項４】
前記膨張部材（８４ａ、８４ｂ、１００ａ、１００ｂ）は４個あり、第１及び第２の膨張部材（８４ａ、８４ｂ）が、大腿部往復台（８０）の左右にそれぞれ配置され、第３及び第４の膨張部材（１００ａ、１００ｂ）が、脚下部ハーネスの左右にそれぞれ配置され、スイッチ（１０８）が、使用時に、第１の位置に設定される場合、第１及び第４の膨張部材を選択し、第２の位置に設定される場合、第２及び第３の膨張部材を選択するよう設けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれ１項に記載の靭帯ローディング装置。
【請求項５】
画像診断領域（１０）を貫通して、一時的に一定の主磁場Ｂ0を発生する磁石組立体（１２、１４）と、
前記画像診断領域（１０）に取り付けられる請求項１から４のいずれか１項に記載される靭帯ローディング装置（５０）と、
前記画像診断領域（１０）中で選択される双極子を共鳴させるよう励起し、共鳴双極子から共鳴信号を受信するためのＲＦコイル組立体（２８、３０）と、
前記ＲＦコイル組立体（２８、３０）に高周波励起信号を印加するための少なくとも１つのＲＦ発信器（３６）と、
前記ＲＦコイル組立体（２８、３０）からの共鳴信号を復調するための少なくとも１つの高周波受信器（５２）と、
前記復調された共鳴信号を表示画像に処理するプロセッサ（５４）と、
を備えることを特徴とする磁気共鳴画像診断装置。
【請求項６】
画像診断領域（１０）を貫通して、一時的に一定の主磁場Ｂ0を発生する磁石組立体（１２、１４）と、
前記画像診断領域（１０）に被験者の脚部を固定するために配置される靭帯ローディング装置（５０）と、
前記画像診断領域（１０）の選択された双極子を共鳴させるよう励起して、共鳴双極子から共鳴信号を受信するためのＲＦコイル組立体（２８、３０）と、
前記ＲＦコイル組立体（２８、３０）に高周波励起信号を印加するための少なくとも１つのＲＦ発信器（３６）と、
前記ＲＦコイル組立体（２８、３０）からの共鳴信号を復調するための少なくとも１つの高周波受信器（５２）と、
前記復調された共鳴信号を表示画像に処理するプロセッサ（５４）と、
を備え、
前記靭帯ローディング装置が、
（ａ）磁気共鳴装置に取り付けるための取付けシステム（６２）を備える支持プラットフォーム（６０）と、
（ａ）前記支持プラットフォーム（６０）に取り付けられる大腿部ハーネス（７０）と、
（ｂ）前記支持プラットフォーム（６０）に対して施回可能に取り付けられる脚下部ハーネス（７４）と、
を備え、
前記大腿部ハーネス（７０）が、前記支持プラットフォーム（６０）に対して、被験者の大腿部の横断方向に移動可能に取り付けられる大腿部押圧往復台（８０）と、前記大腿部往復台（８０）を横方向へ選択的に動かすための少なくとも１つの拡張手段（８４）とを含み、
前記脚下部ハーネス（７４）が、前記支持プラットフォーム（６０）に対して、被験者の脹脛部の横断方向に移動可能に取り付けられる脹脛部押圧往復台（９６）と、前記脹脛部往復台（９６）を横方向へ選択的に動かすための少なくとも１つの拡張手段（１００）とを含み、
前記大腿部往復台（８０）を動かすための拡張部材（８４）が、横方向に沿って大腿部往復台（８０）をそれぞれ前後方向へ付勢するための原動力を加えるための第１の及び第２の流体膨張部材（８４ａ、８４ｂ）を含み、
前記脹脛部往復台（９６）を動かすための拡張部材（１００）が、横方向に沿って大腿部往復台（９６）をそれぞれ前後方向へ付勢するための原動力を加えるための第３の及び第４の流体膨張部材（１００ａ、１００ｂ）を含み、
流体圧力供給源（１０３）と、
前記第１、第２、第４及び第４の流体膨張部材（８４ａ、８４ｂ、１００ａ、１００ｂ）に前記流体圧力供給源を選択的に接続するための流体圧力制御スイッチ（１０８）と、
を含み、
前記流体圧力制御スイッチ（１０８）は、使用時に、前記流体膨張部材（８４ａ、８４ｂ、１００ａ、１００ｂ）が前記大腿部及び脹脛部往復台（８０、９６）を反対方向に動かす複数のモードの間で選択されることを特徴とする磁気共鳴画像診断装置。
【請求項７】
前記流体膨張部材（８４ａ、８４ｂ、１００ａ、１００ｂ）が、空気式膨張部材であることを特徴とする請求項６に記載の磁気共鳴画像診断装置。
【請求項８】
前記流体圧力供給源（１０３）が、手動式スクイズポンプ（１０３）を含み、加えられた圧力の触覚フィードバックをもたらすことを特徴とする請求項７に記載の磁気共鳴画像診断装置。
【請求項９】
前記流体圧力供給源（１０３）によって加えられた圧力を測定するための圧力計（１０４）を更に含むことを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の磁気共鳴画像診断装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は画像診断の分野に関する。本発明は、膝部靭帯の画像診断を行う場合の開放型ＭＲＩ装置に関する特別な応用例を見出し、特定の態様を説明するものである。しかし、本発明は、Ｘ線、ＣＴ、及び他の画像診断の態様に関して同様に有用であることを理解されたい。
【０００２】
【従来技術】
磁気共鳴画像診断装置において、均一な主磁場は、検査を受ける被験者が置かれる検査領域を貫通して発生される。開放型磁気共鳴装置により、主磁場は上側磁極と下側磁極との間で垂直方向に発生する。一連の高周波（ＲＦ）パルス及び傾斜磁場を印加して磁気共鳴を励起して作動する。傾斜磁場は、通常、空間位置及び励起共鳴に関する他の情報をコード化するために印加される。
【０００３】
患者が膝部を痛めると、医者は膝部の靭帯が受ける損傷に関心を示すことが多い。残念なことに、身体の靭帯は骨に対してぴったりくっついており、結果として非観血的画像診断技術を用いて画像診断を行うのは難しい。撮像される靭帯と周辺組織との間に、許容できるコントラストを得るために、膝部の骨は靭帯から引き離す必要がある。
【０００４】
磁気共鳴画像診断装置を使用する場合、検査中に被験者は動かないでいる。主磁場は、正確に画像診断区域をマップ化する３次元の傾斜磁場を用いてコード化される。全ての画像診断処理過程にわたって、同じ画像診断区域の中に被験者の同じ部位を置いておくことが重要である。画像診断の途中で被験者が動くと、撮像される身体部分は、間違った空間位置に対応し、結果としての画像は、被験者の生体組織の正しくない、二重露光の、又は不鮮明な表示となる場合がある。結果的に、撮像される患者の部位は、処理過程中に動かないままでいる必要がある。
【０００５】
磁気共鳴に適合するナイロン又はアルミニウム製取付け具とフォームパッドとは、画像診断中に患者の膝部を任意の角度で保持するのに使用されている。しかし、そのような取付け具及びパッドは、単に動きを制限又は妨げるものであり、前方又は後方のローディングを加えるように設計されていない。
【０００６】
「Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｓｐｏｒｔｓ  Ｍｅｄｉｃｉｎｅ」（１３巻、４０１−４０７頁、１９８５年）に掲載されている、Ｍ．Ｌ．Ｓｔｏｎｅ他に帰属する装置は、十字靭帯にローディングを与えるように設計されている。しかし、この装置はＭＲＩに適合するものではなかった。患者の膝部と脚部は、それぞれ、アンビルブロック又は旋回ブロックと脚部固定ブロックによって支持される。関節測定器は、脛骨に押し付けられた脛骨センサ及び膝蓋骨の端部に押し付けられる膝蓋骨センサと一緒に脹脛部に固定される。オペレータは、片方の手で関節測定器上端のフォースハンドルを、他方の手で膝蓋骨センサをつかむ。１つの形態では、オペレータはハンドルを引き上げて、ゲージ又は音声信号が７ｋｇ又は９Ｋｇを示すまで膝蓋骨センサを押し下げる。関節測定器は、微小、精密なステップで、膝部にかかる力を高めることができない。更に、一連の増分ローディングステップで膝部を画像診断するのに適していない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、ＭＲＩと相性が良く、画像診断のために膝部をしっかりと固定することができる靭帯ローディング装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の１つの形態によれば、靭帯ローディング装置は、画像診断領域に配置され、画像診断中に患者の脚部を固定する。この装置では、膝部の骨を引き離して、画像診断のために膝部の靭帯がよく見えるようにする目的で、患者の脚部に前方／後方の圧力を加えることが可能になる。
【０００９】
本発明の他の形態によれば、患者の脚部を靭帯ローディング装置に配置し、主磁場を領域に発生させ、脚部の上部及び下部に反対方向の圧力を加え、磁気共鳴をこの領域で励起し、磁気共鳴信号を受信して復調し、患者の膝部の表示画像に加工するようになった磁気共鳴画像診断方法が提供される。
【００１０】
本発明の他の形態によれば、ＭＲＩスキャナは、被験者が配置される画像診断領域を貫通する主磁場を発生する。スキャナは、傾斜磁場を主磁場上に重ね合わせることによって被験者の双極子をコード化する。選択された双極子における磁気共鳴が励起され、高周波コイルで検出され、被験者の選択領域の表示画像に処理される。
本発明を実施する方法は、添付の図を参照して、例示的に、以下に詳細に説明されている。
【００１１】
【実施例】
図１を参照すると、開放型ＭＲＩ装置において、画像診断領域１０は上側磁極組立体１２と下側磁極組立体１４との間に形成される。開放型ＭＲＩ装置は、種々の磁極部品を備えることができるが、全く磁極部品を備えない場合もあることを理解されたい。随意的に、鉄製磁束リターンパスは、画像診断領域１０から離れた各々の磁極組立体の間に設けられる。一対の環状の抵抗磁石又は超伝導性磁石は、上側及び下側磁極部品２０、２２を取り囲み、一時的に画像診断領域１０を貫通して一定の主磁場Ｂ0を発生する。また、他の部位に取り付けられる永久磁石及び活性磁石も考慮されている。
【００１２】
画像診断のために、傾斜磁場コイル２４、２６は、磁極片２０、２２に隣接して画像診断領域１０の反対側に配置される。好適な実施形態において、勾配コイル２４、２６は、勾配増幅器３２を介して傾斜磁場制御装置３４に接続される平面コイル構造体である。傾斜磁場制御装置３４は、傾斜磁場が画像診断領域１０を横切る一定かつ均一な一時的磁場Ｂ0に重なり合うように、勾配コイルに印加される電流パルスを引き起こす。典型的に、傾斜磁場は、縦方向即ちＺ軸、垂直方向即ちＹ軸、及び横方向即ちＸ軸に沿って発生する。
【００１３】
画像診断領域１０に置かれた被験者の選択された双極子に磁気共鳴を励起するために、高周波コイル２８、３０は、勾配コイル２４、２６と画像診断領域１０との間に配置される。デジタル発信器であることが望ましい少なくとも１つの高周波発信器３６は、高周波コイルから、高周波パルス制御装置３８が要求する高周波パルスを画像診断領域１０に向けて発信する。シーケンス制御装置４０は、オペレータの制御の下で、シーケンスメモリ４２から画像診断シーケンスを読み出す。シーケンス制御装置４０は、選択されたシーケンス情報を勾配制御装置３４及び高周波パルス制御装置３８に供給し、選択されたシーケンスに応じて高周波及び傾斜磁場パルスが発生する。典型的に、高周波コイル２８、３０は汎用コイルであり、発信モード及び受信モードの両方で作動する。もしくは、表面コイル又は局部コイルを設けてもよい。
【００１４】
高周波コイル２８、３０により拾い上げられる磁気共鳴信号は、デジタル受信器であることが望ましい１つ又はそれ以上の受信器５２によって復調される。デジタル化信号は、再構成プロセッサ５４によって、ボリューム又は他の画像表示に処理され、ボリューム画像メモリ５６に格納される。ビデオ処理装置５８は、オペレータの制御の下で、ボリュームメモリ５６から選択された画像データを取り出し、ビデオモニタ、アクティブ・マトリックスモニタ、液晶表示装置等の人間が読み取り可能な表示装置６０に表示するのに適切なデータにフォーマットする。
【００１５】
取り外し可能な靭帯ローディング装置５０は、上側磁極組立体１２と下側磁極組立体１４との間の画像診断領域１０に配置される。靭帯ローディング装置５０は、被験者の脚部を靭帯ローディング装置５０に挿入する際に、被験者の一方の膝部が画像診断領域の照射中心又はその近傍にあるように位置決めされる。被験者は横臥位状態にされる。一旦ボリューム画像が生成されると、オペレータは観察方向を選択できる。
【００１６】
図２を参照すると、靭帯ローディング装置５０において、支持プラットフォーム６０は、下方へ延びる取付け支柱６２を備えている。取付け支柱６２は、靭帯ローディング装置５０を磁気共鳴装置に固定し、照射中心に向けて膝部を下側磁極組立体から離して保持する。
【００１７】
大腿部固定ハーネス７０は、靭帯ローディング装置５０の上部に配置され、被験者の脚部を支えるようになっている。被験者の大腿部は、被験者の膝部が靭帯ローディング装置５０の固定中心旋回軸７２上にある状態で、大腿部ハーネス７０により支持される。脚部の膝部から下の部分は、被験者の脚下部を受け入れるように位置決めされている、可動式脚下部ハーネス７４に固定される。
【００１８】
好適な実施形態において、大腿部ハーネス７０は、相互に平行な固定式垂直外側プレート７８を有する矩形ベース部７６を備えている。スライド可能な大腿部押圧往復台８０は、一対の固定式外側プレート７８と平行であり且つその間に配置される垂直押圧プレート８２を備える。可動式押圧プレート８２と固定式外側プレート７８との間には、各々の端部にあるベローズ又は空気袋８４ａ、８４ｂ等の空気式膨張可能部材が設けられている。患者の大腿部は、押圧往復台８０にベルクロストラップ８６又は他の取替え可能な取付け具によって固定され、大腿部は、押圧往復台８０と共に動くように拘束される。
【００１９】
好適な実施形態において、脚下部又は脹脛部ハーネス７４は、固定ベース部９２と、該ベース部９２の端に沿って互いに平行でありベース部９２に固定される２枚の垂直外側プレート９４とを備える。回転式脹脛部押圧往復台９６は、固定式外側プレート９４と平行であり且つその間に配置される２枚の押圧プレート９８を備える。押圧プレート９８は、互いに平行であり、ベース部９２に対して垂直であり、各々の外側プレート９４の間にある。診断者は、手動でハンドル１１０を押して脚下部ハーネス７４を旋回させる。ベローズ又は空気袋等の空気式装置１００ａ及び１００ｂは、可動式押圧プレート９８と固定式外側プレート９４との間の領域に取り付けられる。空気式装置１００ａ及び１００ｂは、膨張可能な容積を持っている。１つ又はそれ以上のベルクロストラップ１０１又は他の適切な取付け具は、脹脛部押圧往復台９６中の患者の脹脛部をしっかりと位置決めする。脚下部ハーネス７４は、中心旋回軸７２によって一端で支持プラットフォームに取り付けられており、中心旋回軸の回りを支持サポート６０に沿って回転する。
【００２０】
好適な実施形態において、大腿部ハーネス７０及び脚下部ハーネス７４のベース部は同一平面上にあり支持サポート６０の上に置かれている。
一旦、患者の脚部が靭帯ローディング装置５０に置かれると、診断者は、被験者の脚部が画像診断のための所望の角度になるまで旋回軸７２を中心に脚下部ハーネス７４を回転させる。好適な実施形態において、脚下部ハーネス７４は自由に回転するが、５°間隔で緩やかにロックされる。受信コイルはコイル支持部材１０２に取り付けられる。
【００２１】
最大の画像コントラストを得るため、又は靭帯の動きを検査するために、膝部の骨は靭帯から引き離される。一旦、所望の膝部の角度が得られると、診断者は遠隔操作で対角線上に向かい合う空気式装置８４ａ及び１００ｂ、又は８４ｂ及び１００ａに対してハンドポンプ１０３で圧力を加えながら計測器１０４で圧力を監視する。これにより、診断者は抵抗を感知しながら同時に圧力を監視できる。手動式の圧力解放部１０６は、診断者が圧力を解放することを可能にする。随意的に、圧力解放部１０６は、圧力が設定限界を超えるのを防止する過圧バルブを含む。ポンプからの空気は、４つの空気式装置の２つに送られ、空気式装置は膨張し、結果としてそれぞれの押圧往復台８０、９６を反対方向に脚部に向けて押し付ける。前方／後方スイッチ１０８は、２つの空気式装置８４ａ及び１００ｂ、又は８４ｂ及び１００ａのいずれを膨張させるか選択するために切換えられる。１つのモードにおいて、靭帯ローディング装置５０は、膝上部の脚部の前方に圧力を加え、同時に膝下部の脚部の後方に圧力を加える。他のモードにおいて、靭帯ローディング装置５０は、膝上部の脚部の後方に圧力を加え、同時に膝下部の脚部の前方に圧力を加える。いずれのモードの圧力適用例も膝部の骨を引き離すので、膝部の靭帯が画像診断のために更に露出される。モードの選択は、どの靭帯を調べるかによって決定される。
【００２２】
シネモードにおいて、画像は、複数の圧力増分の各々で撮影され、膝部の動きがアニメ化又は映画表現で表示される一連の画像を得る。この機能は、所定の力が傷害を受けた靭帯に及ぼす影響を調べる際に有用であり得る。
【００２３】
別の好適な実施形態において、空気式装置は油圧式装置に置き換えることができる。他の実施形態として、機械的リンケージを使用して膝部の位置を変えてもよい。しかし、流体システムは、診断者が、加えられた圧力を感知できるので好適である。
【００２４】
【発明の効果】
前述の好適な実施形態の１つの利点は、ＭＲＩと相性が良いことである。別の利点は、画像診断のために膝部をしっかりと固定することである。別の利点は、加えた力の大きさを容易に安全レベルに制限することである。別の利点は、加えた力を数字で読むことができることである。別の利点は、医者が、加えられた力の大きさを物理的に感知することができることである。別の利点は、放射線照射をすることなく膝部の障害を画像診断できることである。別の利点は、所定の圧力範囲にわたるマルチフレーム画像診断を可能にして映画表示ができることである。更に、別の利点は、設計が簡単で維持費が安いことである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による磁気共鳴画像診断装置の概略図である。
【図２】本発明による十字形の靭帯ローディング装置の斜視図である。
【符号の説明】
１０  画像診断領域
１２  上側磁石組立体
１４  下側磁石組立体
２４  傾斜磁場コイル
２６  傾斜磁場コイル
２８  ＲＦコイル組立体
３６  ＲＦ発信器
５０  靭帯ローディング装置
５２  ＲＦ受信器
５４  プロセッサ
６０  支持サポート
７０  大腿部ハーネス
７４  脚下部ハーネス
８０  大腿部押圧往復台
８４  膨張部材
９６  脹脛部往復台
１００  膨張部材
【図１】
0004252242.tif 000002
【図２】
0004252242.tif 000003