JP2000102518A - 磁気共鳴イメージング装置 - Google Patents

磁気共鳴イメージング装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】被検者に与える閉塞感を少なくすることができ
る磁気共鳴イメージング装置を提供すること。 【解決手段】傾斜磁場コイル（１４）のコイル線材の配
置を静磁場方向において非対称とし、傾斜磁場コイルの
幾何学中心（１４ｃ）を静磁場磁石の幾何学中心（１２
ｃ）から有意に離すことにより、傾斜磁場コイル（１
４）の一端を静磁場磁石（１２）の一端より内側に配置
し、この端部の開放感を向上した。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は磁気共鳴イメージン
グ装置に関し、特に被検者に開放感を与える磁気共鳴イ
メージング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】磁気共鳴イメージング装置においては、
静磁場を作るための磁石の内側に傾斜磁場コイルが配置
されている。静磁場磁石は、超電導磁石、常伝導磁石、
永久磁石のいずれかからなる。傾斜磁場コイルは通常Ｇ
ｘ、Ｇｙ、Ｇｚコイルと呼ばれる３組のコイルより構成
され、直交するｘ、ｙ、ｚ軸の各方向に強度が線形に変
化する傾斜磁場を作る。ここで、通常は、ｚ軸方向は被
検者の軸方向（スライス方向）であり、被検者の左右方
向（幅方向）がｘ軸方向（周波数エンコード方向）、被
検者の前後方向（厚さ方向）がｙ軸方向（位相エンコー
ド方向）である。
【０００３】傾斜磁場は任意に撮影断面を決めたり、被
検者からのＲＦ信号に位置情報を付加する目的で、静磁
場（主磁場）に線形の傾斜をもたせるものである。傾斜
磁場コイルの性能としては、正確な位置情報を与えるた
めに、高精度の傾斜磁場の線形性が要求される。傾斜磁
場コイルの形状は、静磁場の方向、およびどの方向へ傾
斜させるかにより異なるが、通常は、Ｇｚコイルとして
は一対のループコイルが、Ｇｘ、Ｇｙコイルとしてはそ
れぞれ４枚のサドルコイル組が一般的に用いられてい
る。
【０００４】磁気共鳴イメージング装置の大きさは静磁
場磁石の大きさで決まり、中高磁場機種（０．５〜１．
５Ｔ）の装置カバーは、２ｍ程度の奥行き、６０ｃｍ程
度の内径、２ｍ程度の外径の円筒形状をしている。この
内径は人体の幅と同程度の大きさ（直径４０ｃｍ程度）
の範囲であり、十分に均一な静磁場を生成し、十分な直
線性を有する傾斜磁場を実現するために、必要なサイズ
と考えられている。
【０００５】一方で、この円筒形状の中空空間に挿入さ
れる被検者は、検査中、暗く、狭い中で静止して待つこ
とを余儀なくされ、閉塞感を感じることがある。個人差
はあるが、閉塞感が激しい場合は、検査ができなくなる
こともある。そのため、できるだけ、患者に開放感を与
えるような装置が望まれる傾向にある。
【０００６】この問題を解決するために、静磁場方向の
装置の長さをできるだけ短軸にすることが先ず考えられ
る。このため、静磁場磁石と傾斜磁場コイルの軸長を短
くする必要があるが、この結果、静磁場の均一性や傾斜
磁場の直線性を確保すべき領域を小さくせざるを得ず、
基本性能を低下させることになる。また、短軸にしても
この基本性能を維持するためには、コストアップを余儀
なくされる欠点がある。
【０００７】図５は、このような従来の磁気共鳴イメー
ジング装置（傾斜磁場アンプ、制御部を除く）の概観を
横から示した図である。静磁場磁石（ここでは、超電導
磁石、または常伝導磁石からなる）１のコイル線材の配
置、傾斜磁場コイル２のコイル線材の配置は、ともに静
磁場方向（以下、ｚ方向と称する）に対称になってい
る。このため、静磁場の均一領域Ｓの中心Ｓ１、傾斜磁
場の線形領域Ｇの中心Ｇ１は静磁場磁石１の幾何学中心
１ｃ、傾斜磁場コイル２の幾何学中心２ｃとも略一致す
る。勿論、静磁場の均一領域Ｓと傾斜磁場の線形領域Ｇ
とは略一致している。また、これらをまとめて撮影領域
と称する。
【０００８】図５には示していないが、傾斜磁場コイル
２は実際には３チャンネルを有し、それぞれ直交３軸方
向に傾斜磁場を生成する。ｚ方向に垂直な２軸（ｘ軸、
ｙ軸）の傾斜磁場を生成する傾斜磁場コイル（Ｇｘコイ
ルとＧｙコイル）の電流分布を図６に示す。傾斜磁場コ
イル２は２つのコイルからなり、両コイルの中間部が傾
斜磁場の線形領域Ｇとなるように構成されている。その
ため、電流リターン部６が傾斜磁場コイル２の両軸端に
位置し、傾斜磁場の線形領域Ｇからｚ軸方向に傾斜磁場
コイルが張り出しているので、たとえ軸長の短い傾斜磁
場コイル２を用いたとしても、被検者に与える開放感に
は限界があった。静磁場磁石の短軸化も同様な限界が存
在していた。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】このように従来の磁気
共鳴イメージング装置には、傾斜磁場コイルの電流リタ
ーン部分の配置、静磁場磁石の線材配置に起因し、被検
者が挿入される円筒形状の中空空間は狭く、被検者に与
える開放感は十分ではなかったという欠点がある。
【００１０】本発明の目的は、上記した従来の欠点を解
決すべくなされたもので、傾斜磁場コイルの電流リター
ン部分の配置／静磁場磁石の線材配置を工夫することに
よりい、被検者が挿入される円筒形状の中空空間の開放
感を高めることができる磁気共鳴イメージング装置を提
供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決し目的を
達成するために、本発明は以下に示す手段を用いてい
る。 （１）本発明の磁気共鳴イメージング装置は、傾斜磁場
コイルのコイル線材の配置を静磁場方向において非対称
とし、傾斜磁場コイルの幾何学中心と傾斜磁場の線形領
域の中心は離間している。
【００１２】（２）本発明の磁気共鳴イメージング装置
は、（１）に記載した装置であり、かつ傾斜磁場の線形
領域の中心と静磁場の均一領域の中心とは略一致し、静
磁場磁石の幾何学中心もこれらの領域の中心と略一致す
るものである。
【００１３】（３）本発明の磁気共鳴イメージング装置
は、（１）に記載した装置であり、かつ静磁場磁石のコ
イル線材の配置も静磁場方向において非対称とし、傾斜
磁場の線形領域の中心と静磁場の均一領域の中心とは略
一致し、静磁場磁石の幾何学中心と静磁場の静磁場の均
一領域の中心とは離間しているものである。
【００１４】（４）本発明の磁気共鳴イメージング装置
は、（１）に記載した装置であり、かつ被検者の体格デ
ータ、撮影部位、撮影方法に関するデータを入力し、被
検者が磁気刺激を感じることなく開放感を得られ向きを
求め、その向きを表示する手段をさらに具備するもので
ある。
【００１５】（１）、（２）の発明によれば、撮影領域
を傾斜磁場コイルの一方の端部に寄せることができ、コ
ストアップ、基本性能の劣化を伴うことなく、傾斜磁場
コイルを短軸化することができ、この端部の開口径を大
きくとることができ、被検者に与える閉塞感を低減する
ことができる。
【００１６】（３）の発明によれば、（１）の発明の作
用に加えて、さらに、撮影領域を静磁場磁石の一方の端
部に寄せることができ、被検者に与える閉塞感をさらに
低減することができる。 （４）の発明によれば、磁気刺激を感じない範囲で、開
放感を得られる向きに被検者を寝台上に載置できる。
【００１７】
【発明の実施の形態】第１実施形態 以下、図面を参照して本発明による磁気共鳴イメージン
グ装置の第１の実施形態を説明する。
【００１８】図１は本発明の第１実施形態に係る磁気共
鳴イメージング装置（傾斜磁場アンプ、制御部を除く）
の概観を横から示した図である。静磁場磁石（ここで
は、超電導磁石、または常電導磁石からなる）１２のコ
イル線材がｚ軸方向に対称に配置され、静磁場磁石１２
の幾何学中心１２ｃは静磁場の均一領域Ｓの中心Ｓ１と
略一致している。
【００１９】傾斜磁場コイル１４のコイル線材の配置は
ｚ軸方向に非対称とされ、傾斜磁場コイル１４の幾何学
中心１４ｃは傾斜磁場の線形領域Ｇの中心Ｇ１から有意
に離れている。なお、傾斜磁場の線形領域Ｇの中心Ｇ１
は静磁場の均一領域Ｓの中心Ｓ１と略一致している。傾
斜磁場コイル１４の３チャンネルのうち、少なくともｘ
コイルとｙコイルはこのような非対称分布を有する必要
がある。ｚコイルは対称型ｚコイル、ないし非対称型ｚ
コイルのいずれかが利用可能である。いずれを利用する
かは、線形領域の大きさとその中心位置の条件に依存す
る。
【００２０】図２は傾斜磁場コイル１４の電流パターン
を示した図である。図６の従来例では、２つのコイルの
中間部分が傾斜磁場の線形領域Ｇとなるように傾斜磁場
コイル２を構成したが、本実施形態では、図２に示すよ
うに、単一のコイルの片側が傾斜磁場の線形領域Ｇとな
るように傾斜磁場コイル１４を構成したので、電流リタ
ーン部１８は傾斜磁場コイル１４のｚ軸方向の一方の側
に片寄って配置されている。
【００２１】このため、傾斜磁場コイル１４の一方の端
部１４ａが静磁場の均一領域Ｓに近づくことができ、静
磁場磁石１２、傾斜磁場コイル１４、ＲＦコイル１６を
収納する装置カバーの開口部を広げることができる。従
来では、図５に示したように、被検者の顔に近い端部の
装置カバー内にも傾斜磁場コイル２（のリターン部６）
を配置する必要があり、開口部は顔面から３００ｍｍ位
しか離れていない。これに対して、本実施形態ではリタ
ーン部１８は傾斜磁場の線形領域Ｇの片側にしか存在し
ないので、一方の端部の装置カバー内には傾斜磁場コイ
ル１４（のリターン部１８）が存在しないので、従来例
に比べて開口部を広げることができ、寝台２２上の被検
者２０の顔面から４００ｍｍ位離すことができる。この
ため、被検者は従来例に比べてより開放感を得ることが
できる。しかも、傾斜磁場の線形領域Ｇの中心Ｇ１は静
磁場の均一領域Ｓの中心Ｓ１と略一致しているので、傾
斜磁場の線形性や静磁場の均一性を損なうことなく、開
放感を高めることができる。
【００２２】以下、本発明による磁気共鳴イメージング
装置の他の実施形態を説明する。他の実施形態の説明に
おいて第１の実施形態と同一部分は同一参照数字を付し
てその詳細な説明は省略する。
【００２３】第２実施形態 図３は本発明の第２実施形態に係る磁気共鳴イメージン
グ装置の概観を横から示した図である。第１実施形態で
は、傾斜磁場コイル１４のみのコイル線材の配置をｚ軸
方向に対して非対称としたが、第２実施形態では、さら
に静磁場磁石１２のコイル線材もｚ軸方向に対称に配置
する。このため、傾斜磁場コイル１４の幾何学中心１４
ｃが傾斜磁場の線形領域Ｇの中心Ｇ１（静磁場の均一領
域Ｓの中心Ｓ１と略一致する）から有意に離れていると
ともに、静磁場磁石１２の幾何学中心１２ｃも静磁場の
均一領域Ｓの中心Ｓ１から有意に離れている。すなわ
ち、傾斜磁場コイル１４の幾何学中心１４ｃは静磁場磁
石１２の幾何学中心１２ｃから有意に離れている。
【００２４】このような構成によれば、静磁場の均一領
域Ｓを静磁場磁石１２の一方の端部１２ａに、第１の実
施形態よりもさらに近づけることができ、被検者に与え
る閉塞感を大幅に低減することができる。
【００２５】第３実施形態 第１、第２実施形態は装置カバーの一方の端部のみが従
来例に比べて開放感を高めた構造であり、他方の端部の
閉塞度は従来例と同じである。そのため、被検者の閉塞
感を低減するためには、被検者を寝台２２上へ寝かす際
に、被検者の向き（顔、足のいずれかが装置内部に向
く）を考慮する必要がある。第１、第２実施形態では、
医師、技師等の勘に頼っていた。第３実施形態は、被検
者に与える開放感を高めるとともに、被検者に対する磁
気刺激の危険を回避するような、被検者の寝台２２への
載置方向を、医師等に知らせることができるシステムを
提供する。
【００２６】第３実施形態のシステムはシーケンサ内の
ホストコンピュータにより実現される。図４は第３実施
形態の動作手順を示すフローチャートである。ステップ
Ｓ２で、被検者の身長、体重等の体格データ、及び被検
者の向き（寝台上へ載置する向き）を入力し、ステップ
Ｓ４で、撮影部位、撮影方法・シーケンスを入力する。
ステップＳ６で、これらの入力データに基づいて、寝台
への被検者の載置方向を決定する。載置方向は、被検者
の開放感を高めることと、磁気刺激を回避することが可
能なように決定される。例えば、図１、図３において、
被検者の肝臓を検査する場合、図示の向きに被検者を載
置するよりも、逆向きに被検者の足を傾斜磁場コイルの
電流リターン部側に載置する方が開放感がより増すこと
が分かる。同様に、磁気刺激はコイルの幾何学的中心付
近でｄＢ／ｄｔ値が大きくなることが知られている。し
たがって、図１、図３のような向きで撮影を行うと、被
検者の胴においてｄＢ／ｄｔ値が大きくなり、ＥＰＩ法
等の高速イメージング法の際に、磁気刺激を感じること
がある。そのため、被検者の向きを逆にすることが好ま
しい。このように、撮影シーケンス、被検者の向き等か
ら開放感を感じることができるが、磁気刺激を感じるこ
とがない載置方向を決定し、それを表示し、医師等へ報
知する。
【００２７】ステップＳ８で、この表示に従った向きに
被検者を載置した後、ステップＳ１０で撮影を開始す
る。このような構成によれば、磁気刺激を受けない範囲
で閉塞感を低減できる被検者の向き（寝台上の載置方
向）を設定することができる。なお、これらの手順は、
シーケンサのホストコンピュータとは別のコンピュータ
で実行することも可能であるが、処理量はさほど多くな
いので、上記のホストコンピュータに含まれるほうがコ
スト等の観点から望ましい。
【００２８】本発明は上述した実施形態に限定されず、
種々変形して実施可能である。例えば、上述の説明で
は、ＲＦコイル１６が装置カバー内に収納されている全
身用の磁気共鳴イメージング装置を例に取り説明した
が、本発明は局所用の装置にも適用可能である。
【００２９】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、傾
斜磁場コイルのコイル線材の配置を静磁場方向において
非対称とし、傾斜磁場コイルの幾何学中心を傾斜磁場の
線形領域（静磁場の均一領域）から有意に離間したの
で、撮影領域を傾斜磁場コイルの一方の端部に寄せるこ
とができ、コストアップ、基本性能の劣化を伴うことな
く、傾斜磁場コイルを短軸化することができ、この端部
の開口径を大きくとることができ、被検者に与える閉塞
感を低減することができる。さらに、静磁場磁石のコイ
ル線材の配置も静磁場方向において非対称とし、静磁場
磁石の幾何学中心を傾斜磁場の線形領域（静磁場の均一
領域）から有意に離間すれば、撮影領域を静磁場磁石の
一方の端部に寄せることができ、被検者に与える閉塞感
をさらに低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による磁気共鳴イメージング装置の第１
の実施形態の構成を示すブロック図。
【図２】第１の実施形態の傾斜磁場コイルの電流分布を
示す図。
【図３】本発明による磁気共鳴イメージング装置の第２
の実施形態の構成を示すブロック図。
【図４】本発明による磁気共鳴イメージング装置の第３
の実施形態の動作を示すフローチャート。
【図５】磁気共鳴イメージング装置の従来例の構成を示
すブロック図。
【図６】従来例の傾斜磁場コイルの電流分布を示す図。
【符号の説明】
１２…静磁場磁石 １４…傾斜磁場コイル １６…ＲＦコイル ２０…被検者 ２２…寝台

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 傾斜磁場コイルのコイル線材の配置を静
    磁場方向において非対称とし、傾斜磁場コイルの幾何学
    中心と傾斜磁場の線形領域の中心は離間していることを
    特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
  2. 【請求項２】 傾斜磁場の線形領域の中心と静磁場の均
    一領域の中心とは略一致し、静磁場磁石の幾何学中心も
    これらの領域の中心と略一致することを特徴とする請求
    項１記載の磁気共鳴イメージング装置。
  3. 【請求項３】 静磁場磁石のコイル線材の配置も静磁場
    方向において非対称とし、傾斜磁場の線形領域の中心と
    静磁場の均一領域の中心とは略一致し、静磁場磁石の幾
    何学中心と静磁場の静磁場の均一領域の中心とは離間し
    ていることを特徴とする請求項１記載の磁気共鳴イメー
    ジング装置。
  4. 【請求項４】 被検者の体格データ、撮影部位、撮影方
    法に関するデータを入力し、被検者が磁気刺激を感じる
    ことなく開放感を得られる向きを求め、その向きを表示
    する手段をさらに具備することを特徴とする請求項１記
    載の磁気共鳴イメージング装置。
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