JP2002078701A - 医用診察装置 - Google Patents

医用診察装置

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JP2002078701A
JP2002078701A JP2001234446A JP2001234446A JP2002078701A JP 2002078701 A JP2002078701 A JP 2002078701A JP 2001234446 A JP2001234446 A JP 2001234446A JP 2001234446 A JP2001234446 A JP 2001234446A JP 2002078701 A JP2002078701 A JP 2002078701A
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Hartmut Sklebitz
スクレビッツ ハルトムート
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Siemens AG
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 Ｘ線管の位置が変化した際にもＸ線管内の電
子軌道がＭＲ磁石の磁束線によって影響されることな
く、オンラインＸ線システムがＭＲ装置の直ぐ近くで可
能になるようにする。 【解決手段】 Ｘ線システム（２，５〜１１，１７）が
３つの空間軸におけるＭＲシステム（１，２，１３〜１
６）の漂遊磁界の位置依存性を検出するセンサ２８と、
漂遊磁界を補償するコイル２９〜３１と、センサ２８の
出力信号からコイル２９〜３１に対する電流を算出する
コンピュータ３２とを有し、その電流に基づいてＸ線管
１８の電子ビーム２３の範囲における漂遊磁界が減らさ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＭＲシステムと、
Ｘ線システムとを備え、Ｘ線システムがＸ線撮影を行な
うためにＸ線管を持つＸ線放射器と固体Ｘ線像検出器と
を有する医用診察装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】インターベンション侵襲には、侵襲が患
者の絶対に正しい部位で確実に行なわれるようにする処
置をリアルタイムにコントロールすることが必要であ
る。
【０００３】核磁気共鳴（ＭＲ）は、断層像および３次
元（３Ｄ）再構成を可能にする信頼できる診断法であ
る。しかしながら、診察時間が比較的長く数分かかる。
特定の診察にとっては、撮影時間を短縮するために及び
／又はＭＲ診察のその他の経過を計画するためにＸ線撮
影をＭＲ診察前及び／又はＭＲ診察中に行なうことが有
効である。これによって追加的に診断質が高められる。
【０００４】この種のＭＲシステムは確かに原理的にこ
のために必要な３Ｄ位置情報を利用できるが、侵襲中
に、超伝導磁石を備えたＭＲシステムのガントリ又はＣ
形磁石装置（オープン形）さえもが可能にするよりも良
好に患者へアクセスしたいという場面がある。患者がイ
ンターベンションの時間の間にガントリ又はＭＲ装置の
内部磁石範囲から運び出されると、例えば開放性の外科
的侵襲又は生検針の導入が可能又は簡単になる。さら
に、患者に対するコントロール（例えば、注入チューブ
からの呼気の導入ならびに患者の一般的な状態コントロ
ール）が改善される。
【０００５】何れにしても器官は侵襲時にインターベン
ション器具又は外科器具（例えば生検針又はカテーテ
ル）の圧力を受け、それゆえ現在の器官状態はＭＲ像を
獲得した以前の時点での状態とは異なっている。
【０００６】このような理由から、追加的なＸ線システ
ムを、Ｘ線透視モード時に又はＸ線透視中にできる限り
リアルタイムに像獲得できるようにＭＲ装置内に組み込
み、それにより獲得されたＸ線像の位置情報をＭＲ像に
関係付けることが可能になると有利である。それによっ
て、侵襲を確実に遅れることなくしかも両方式による像
を考えに入れて行なうことが可能になる。特に、Ｘ線シ
ステムが３Ｄ情報を持つ像を利用でき、この像がＭＲ像
と相関関係を有すると有利である。
【０００７】国際公開第９６／００５２０号公報（＝特
表平９−５０２３８１号公報）から、ＭＲシステムとＸ
線システムとを備え、ＭＲ装置の横にＸ線装置が配置さ
れている医用診察装置が知られている。Ｘ線装置は電圧
供給装置と、Ｘ線源およびＸ線検出器を備えたＣアーム
とを有し、Ｘ線源とＸ線検出器とがＸ線ユニットを構成
している。患者寝台上に横たわっている患者はＭＲ装置
からＸ線装置へ及びその逆に搬送される。Ｘ線検出器は
大面積の固体像変換器であってよい。
【０００８】Ｘ線管を備えた従来のＸ線リアルタイム像
システムはＭＲシステムに条件付きで設置可能である。
何故ならば、磁気的に偏向される電子は道程が短い場合
には高速度を有するにも拘わらず、ＭＲ装置の漂遊磁界
がＸ線管の擾乱のない作動を許容しないからである。
【０００９】それゆえ、例えば上述の国際公開第９６／
００５２０号公報においては、Ｘ線管内の電子軌道をＭ
Ｒ磁石の近くにおける磁束線に合うように調整すること
が提案されている。電子軌道のこの調整はＭＲ装置とＸ
線管との間隔が不変である場合にのみ有効である。何故
ならば、磁束線の角度はＭＲ装置からの距離に応じて変
化するからである。さらに、ＭＲ装置の軸線に対するＸ
線管の軸線の傾斜がＸ線管の有効放射角、従って像領域
を減少させる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、医用
診察装置を、Ｘ線管の位置が変化した際にもＸ線管内の
電子軌道がＭＲ磁石の磁束線によって影響されることな
く、オンラインＸ線システムがＭＲ装置の直ぐ近くで可
能になるように構成することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】この課題は本発明によれ
ば請求項１の特徴部に記載された構成要件によって解決
される。本発明は、センサが３つの空間軸におけるＭＲ
システムの、位置に依存する漂遊磁界を決定し、コンピ
ュータがコイル電流を求め、コイルによって漂遊磁界が
補償されることに基づいている。
【００１２】その際、Ｘ線システムが、３つの空間軸に
おけるＭＲシステムの、位置に依存する漂遊磁界を検出
するための磁界センサを有していると有利であることが
判明している。
【００１３】Ｘ線システムが、Ｘ線管のための磁気遮蔽
体を有し、この磁気遮蔽体の内部に、残留漂遊磁界の位
置依存性を検出するためのセンサとコイルとが配置され
ている場合、漂遊磁界は予め減らされる。
【００１４】３つのコイル対が、それらの軸線がそれぞ
れ互いに垂直に位置するように配置され、コイル対が有
利なやり方で３つの空間軸に配置されていると有利であ
ることが判明している。
【００１５】又は、３つの空間軸におけるＭＲシステム
の漂遊磁界の位置依存性を検出するためのセンサが、Ｍ
Ｒシステムに対するＸ線管の位置を求め、コンピュータ
内に記憶されている磁界分布に基づいてＸ線管の位置に
おけるＭＲシステムの、位置に依存する漂遊磁界を算出
する位置センサであってもよい。
【００１６】Ｘ線システムが直接ＭＲ装置に取付けら
れ、Ｘ線放射器と固体Ｘ線像検出器とがＭＲシステムに
取付けられたＣアームに結合されていると、コンパクト
な構成が得られる。しかし、Ｘ線システムはＭＲ装置の
直ぐ横の支持台に取付けられていてもよい。
【００１７】それとは異なり、Ｘ線放射器と固体Ｘ線像
検出器とが互いに関係なく固定され、位置および角度を
決定するための位置センサがＸ線放射器と固体Ｘ線像検
出器とに取付けられ、Ｘ線放射器と固体Ｘ線像検出器と
が電動式駆動装置および電子式制御装置によって互いに
一列に整列させられかつ互いに追従させられ、Ｘ線放射
器と固体Ｘ線像検出器との位置および向きが位置センサ
によって制御されるようにしてもよく、それによりいわ
ゆる“電子式Ｃアーム”が構成される。変位センサと回
転角センサとを用いた測定センサ技術によって、ＭＲ装
置に関係する、特にその患者寝台と個々の構成要素（Ｘ
線放射器および固体Ｘ線像検出器）との位置に対する、
Ｘ線システムのその都度の正確な位置を知ることが保証
される。これによって、個々の構成要素（Ｘ線放射器お
よび固体Ｘ線像検出器）は所望の軌道上を確実かつ正確
に移動させられる。
【００１８】Ｘ線システムが、トモシンセシス断層像の
ための多数の投影から成る撮影を行なうためにＸ線放射
器及び／又は固体Ｘ線像検出器がこれらに対して平行な
平面上を移動するように構成され、ワークステーション
がトモシンセシス断層像とＭＲ像とを重畳させるように
構成されている場合、トモシンセシス像の三次元情報
を、いわゆる画像融合技術に基づいて、記憶されている
ＭＲ像の内容に結び付けることができる。
【００１９】固体Ｘ線像検出器が患者寝台内に移動可能
に配置されていると有利であることが判明している。
【００２０】
【発明の実施の形態】本発明を以下において図面に示さ
れた実施例に基づいて詳細に説明する。図１は種々の患
者位置を有する本発明による医用診察装置、図２は図１
に示された医用診察装置のブロック回路図、図３は図１
に示された本発明によるＸ線放射器を示す。
【００２１】図１には、患者３が横たわっている患者寝
台２を有するＭＲ装置１が概略的に示されている。患者
寝台２はその長手方向に沿ってＭＲ装置１の内部に矢印
４の方向へ移動可能に配置されている。ＭＲ装置１に
は、Ｘ線を発生するためにＣアーム５を備えたＸ線装置
が設けられている。Ｃアーム５にはその一端部にＸ線撮
影を行なうためにディジタル式Ｘ線像検出器６（図示さ
れていない）が固定され、その他端部にＸ線放射器７が
固定されている。ディジタル式Ｘ線像検出器６は例え
ば、マトリックス状に配置された像点を有するアモルフ
ァスシリコンパネルを基礎にする平らな固体Ｘ線像検出
器である。ディジタル式Ｘ線撮影を行なうために、患者
寝台２はＭＲ装置１からＸ線装置内へ、患者が体位転換
を行なうことなく移動できる。
【００２２】アモルファスシリコンパネルは磁界に依存
しないで動作するので、このアモルファスシリコンパネ
ル自身はＭＲ装置１の近くで作動可能であり、それゆえ
アモルファスシリコンパネルはＸ線放射器と共にＭＲ装
置１に固定できる。
【００２３】アモルファスシリコンパネルとＸ線放射器
７とをＣアーム５を用いてＭＲ装置１に固定することに
よって、患者への良好なアクセスが保証される。
【００２４】ＭＲ装置１は患者に側方から近づくことの
できるオープンシステムであっても良く、図示されてい
るようにクローズドシステム、又は軸線方向に互いに間
隔をおいて配置された２つの部品を備え両部品間に患者
を導入することが可能であるシステム（いわゆるインタ
ーベンショナルＭＲシステム）であってもよい。例えば
これらの両部品間でＸ線を使用することによって肺撮影
を行なうことが可能である。
【００２５】図２はＸ線装置を備えたＭＲ装置１の異な
る構成のブロック回路図を示す。ディジタル式Ｘ線撮影
を行なうために、ディジタル式Ｘ線像検出器６が患者寝
台２内に矢印１２の方向へ移動可能に配置されている。
Ｘ線放射器７は天井支持台８に高さ調整可能に支持され
ている。天井支持台８は診察室の天井１３に移動可能に
取付けられている。
【００２６】ディジタル式Ｘ線像検出器６は支持台によ
って診察室の壁又は床に自由に移動可能に取付けること
ができ、それゆえ高さ調整可能に及び／又は診察面に対
して平行に移動可能に支持されている。
【００２７】図示されている医用診察装置はさらにＸ線
発生器９と、検出器を制御し像作成の準備をする検出器
エレクトロニクス１０と、Ｘ線発生器９を制御するＸ線
エレクトロニクス１１と、高周波信号の制御、増幅、発
生及び変調を行ないかつ勾配磁場の勾配制御を行なうＭ
Ｒエレクトロニクス１４と、ＭＲ像コンピュータ１５
と、ＭＲ装置コンピュータ１６とを有している。さら
に、ワークステーション１７がＭＲ診察およびＸ線診察
用の所見モニタを備えＭＲ像およびＸ線像を再生するた
めの共通制御卓として設けられている。
【００２８】図３には、Ｘ線管１８と、容器１９と、陰
極２０と、陽極モータ２１に取付けられた回転陽極板２
２とを備えたＸ線システムのＸ線放射器７が示されてい
る。陰極２０から公知のようにして電子ビーム２３が発
せられ、この電子ビーム２３が回転陽極板２２に当たる
ことによってＸ線束２４を発生する。
【００２９】Ｘ線管１８は磁気遮蔽体２５によって取囲
まれており、磁気遮蔽体２５は主として高電圧接続装置
を導入するための２つの開口部２６と、Ｘ線束２４を妨
害なく貫通させるためのＸ線出射窓２７とを有してい
る。Ｘ線管１８とＸ線束２４との近辺には、磁界センサ
２８が３つの空間軸（Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸）におけるＭＲ
システム１，２，１４〜１７の、位置に依存する残留漂
遊磁界を検出するために配置されている。
【００３０】磁界センサ２８の代わりに、ＭＲシステム
に対するＸ線管１８の位置を求め記憶されている磁界分
布に基づいてＸ線管１８の位置におけるＭＲシステム
の、位置に依存する残留漂遊磁界を検出する位置センサ
を使用することもできる。
【００３１】残留漂遊磁界を補償するために、３つの空
間軸に配置された３つのコイル対２９〜３１が磁気遮蔽
体２５の内部に配置されている。コイル対２９〜３１の
電流は、これらのコイル対によって発生された磁界が各
空間軸における残留漂遊磁界をＸ線管の電子ビームの範
囲においては相殺して零にするように設定される。コイ
ル対２９はＹ軸方向における残留漂遊磁界を補償するた
めに作用し、分割されているコイル３０はＸ軸方向にお
ける残留漂遊磁界を補償するために作用し、コイル対３
１（但し上側のコイルしか示されていない）はＺ軸方向
における残留漂遊磁界を補償するために作用する。
【００３２】磁界センサ２８によって、磁気遮蔽体２５
の内部に残留する、３つの空間軸におけるＭＲシステム
１，２，１４〜１７の、位置に依存する残留漂遊磁界が
検出され、その検出値が図２に示されているコンピュー
タ３２に供給される。コンピュータ３２はこの検出値か
らコイル対２９〜３１に対する電流を求める。それに基
づいて再び磁界センサ２８によって、まだ残留漂遊磁界
が存在するか否かが検査され、必要に応じてコイル対２
９〜３１に対する電流値が新たに設定され、３つの全て
の空間軸において磁界が相殺されて零になるようにされ
る。
【００３３】図示されているＸ線装置の代わりに、Ｘ線
放射器７と固体Ｘ線像検出器６とが互いに関係なく固定
される“電子式Ｃアーム”を備えたＸ線装置も使用でき
る。Ｘ線放射器７と固体Ｘ線像検出器６とに取付けられ
た位置センサは位置および角度を決定するために使用さ
れる。Ｘ線放射器７と固体Ｘ線像検出器６とは電動式駆
動装置および電子式制御装置によって互いに一列に整列
させられかつ互いに追従されられる。その際、変位セン
サと回転角センサとを用いた測定センサ技術によって、
Ｘ線放射器７と固体Ｘ線像検出器６とを備えたＸ線シス
テムのその都度の正確な位置および向きがＭＲ装置１に
関係して、特にその患者寝台の位置に対して制御され
る。これによって、Ｘ線放射器７と固体Ｘ線像検出器６
とは互いに一列に整列させられしかも所望の軌道上を確
実かつ正確に移動させられる。
【００３４】“電子式Ｃアーム”は非使用時にはＭＲ装
置に簡単に待機させておくことができ、しかも、Ｘ線管
とＸ線像検出器との両構成要素を機械的に結合する必要
がないので、特にインターベンション侵襲の際には相当
なフレキシビリティを生じる。
【００３５】機械式Ｃアーム又は電子式Ｃアームを用い
るか否かに関係なく、Ｃアームは互いに垂直に位置する
３つの方向においておよび互いに垂直に位置する一方の
方向から他方の方向に至るまで空間内で自由に患者の周
りを揺動可能である。すなわち、その都度の侵襲にとっ
て最適なＸ線像投影を生じさせることができる。
【００３６】しかしながら、重要なことは、ＭＲ装置１
の像獲得位置に関係するＸ線装置５〜８の投影ジオメト
リの正確な位置が知られていることである。その場合、
記憶されているＭＲ像の表示において、Ｘ線管の焦点と
アモルファスシリコンパネルの２つの任意の像点とによ
って与えられる選定されたＸ線投影面、又は直線もしく
は点がＸ線像内の何処にそれぞれ存在するのかがはっき
り見えるようになる。
【００３７】アモルファスシリコンパネルを基礎にする
Ｘ線像検出器はＸ線像検出器の平らな表面を有し、従っ
てＲＢＶ−ＦＳシステムとは異なり像ジオメトリの歪曲
を持たない。この理由から、かかる像撮影システムはＸ
線断層像撮影に非常に良く適している。典型的なトモグ
ラフィの発展は、獲得された一連の個別投影像から後で
ほぼ任意の断層位置および断層高さの断層像を再構成で
きるトモシンセシスである。いわゆる画像融合技術によ
って、トモシンセシス像の三次元情報が記憶されている
ＭＲ像の内容に重畳される。これによって、インターベ
ンション侵襲の際の間違いを回避でき、速い作業テンポ
にも拘わらずインターベンション精度が向上したために
治療チャンスが増大する。
【００３８】トモシンセシスに必要な例えば４〜３０回
の多重投影を獲得するために、少なくともＸ線放射器が
移動しなければならない。このためにＸ線放射器がセン
サ平面に対して平行に位置する１つの平面上を移動する
と有利である。何故ならば、その場合には個々の投影の
拡大尺度は異ならないからである。このＸ線放射器移動
方式は、Ｘ線源とＸ線像検出器との間に強固な機械的結
合が存在していない上述の“電子式Ｃアーム”を用いて
非常に簡単に実現できる。診察の目標対象物（Ｒｅｇｉ
ｏｎ ｏｆ Ｉｎｔｅｒｅｓｔ，ＲＯＩ）の位置は通常
知られているので、像受信器をＸ線放射器の移動とは逆
に移動させることができる。これによって、ＲＯＩを中
心にした拡大像領域が得られる。
【００３９】完全な空間利用の際にＭＲ像獲得をＸ線像
獲得に直接に空間的に結び付けることによって、インタ
ーベンショナルに治療すべき患者の治療管理を改善でき
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】種々の患者位置を有する本発明による医用診察
装置を示す概略図
【図２】図１に示された医用診察装置のブロック回路図
【図３】図１に示された本発明によるＸ線放射器の概略
図
【符号の説明】
１ ＭＲ装置 ２ 患者寝台 ３ 患者 ４ 矢印 ６ Ｘ線像検出器 ７ Ｘ線放射器 ８ 天井支持台 ９ Ｘ線発生器 １０ 検出器エレクトロニクス １１ Ｘ線エレクトロニクス １２ 矢印 １３ 天井 １４ ＭＲエレクトロニクス １５ ＭＲ像コンピュータ １６ ＭＲ装置コンピュータ １７ ワークステーション １８ Ｘ線管 １９ 容器 ２０ 陰極 ２１ 陽極モータ ２２ 回転陽極板 ２３ 電子ビーム ２４ Ｘ線束 ２５ 磁気遮蔽体 ２６ 開口部 ２７ Ｘ線出射窓 ２８ 磁界センサ ２９〜３１ コイル対
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０５Ｇ 1/52 Ｇ０１Ｎ 24/02 ５４０Ａ Ｆターム(参考） 4C092 AA01 AC01 BD01 BD15 BD16 4C093 AA01 AA11 CA06 CA13 CA41 EA02 EA20 EB13 EC16 4C096 AA18 AB50 AD08 CA29 CA38

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ＭＲシステム（１，２，１３〜１６）
    と、Ｘ線システム（２，５〜１１，１７）とを備え、Ｘ
    線システムがＸ線撮影を行なうためにＸ線管（１８）を
    持つＸ線放射器（７）と固体Ｘ線像検出器（６）とを有
    する医用診察装置において、Ｘ線システム（２，５〜１
    １，１７）が、３つの空間軸におけるＭＲシステム
    （１，２，１３〜１６）の漂遊磁界の位置依存性を検出
    するためのセンサ（２８）と、漂遊磁界を補償するため
    のコイル（２９〜３１）と、センサ（２８）の出力信号
    からコイル（２９〜３１）に対する電流を算出するコン
    ピュータ（３２）とを有し、その電流に基づいてＸ線管
    （１８）の電子ビーム（２３）の範囲における漂遊磁界
    が減らされることを特徴とする医用診察装置。
  2. 【請求項２】 Ｘ線システム（２，５〜１１，１７）
    が、３つの空間軸におけるＭＲシステム（１，２，１３
    〜１６）の、位置に依存する漂遊磁界を検出するための
    磁界センサ（２８）を有することを特徴とする請求項１
    記載の医用診察装置。
  3. 【請求項３】 Ｘ線システム（２，５〜１１，１７）
    が、Ｘ線管（１８）のための磁気遮蔽体（２５）を有
    し、この磁気遮蔽体の内部に、残留漂遊磁界の位置依存
    性を検出するためのセンサ（２８）とコイル（２９〜３
    １）とが配置されていることを特徴とする請求項１又は
    ２記載の医用診察装置。
  4. 【請求項４】 ３つのコイル対（２９〜３１）が、それ
    らの軸線がそれぞれ互いに垂直に位置するように配置さ
    れていることを特徴とする請求項１乃至３の１つに記載
    の医用診察装置。
  5. 【請求項５】 コイル対（２９〜３１）が３つの空間軸
    に配置されていることを特徴とする請求項４記載の医用
    診察装置。
  6. 【請求項６】 ３つの空間軸におけるＭＲシステム
    （１，２，１３〜１６）の漂遊磁界の位置依存性を検出
    するためのセンサ（２８）が、ＭＲシステムに対するＸ
    線管（１８）の位置を求め、コンピュータ（３２）内に
    記憶されている磁界分布に基づいてＸ線管（１８）の位
    置におけるＭＲシステムの、位置に依存する漂遊磁界を
    算出する位置センサであることを特徴とする請求項１又
    は４に記載の医用診察装置。
  7. 【請求項７】 Ｘ線システム（２，５〜１１，１７）が
    直接ＭＲ装置（１）に取付けられていることを特徴とす
    る請求項１乃至６の１つに記載の医用診察装置。
  8. 【請求項８】 Ｘ線放射器（７）と固体Ｘ線像検出器
    （６）とがＭＲシステムに取付けられたＣアーム（５）
    に結合されていることを特徴とする請求項１乃至７の１
    つに記載の医用診察装置。
  9. 【請求項９】 Ｘ線システム（２，５〜１１，１７）が
    ＭＲ装置（１）の直ぐ横の支持台に取付けられているこ
    とを特徴とする請求項１乃至８の１つに記載の医用診察
    装置。
  10. 【請求項１０】 Ｘ線放射器（７）と固体Ｘ線像検出器
    （６）とが互いに関係なく固定され、位置および角度を
    決定するための位置センサがＸ線放射器（７）と固体Ｘ
    線像検出器（６）とに取付けられ、Ｘ線放射器（７）と
    固体Ｘ線像検出器（６）とが電動式駆動装置および電子
    式制御装置によって互いに一列に整列させられかつ互い
    に追従させられ、Ｘ線放射器（７）と固体Ｘ線像検出器
    （６）との位置および向きが位置センサによって制御さ
    れることを特徴とする請求項１乃至９の１つに記載の医
    用診察装置。
  11. 【請求項１１】 Ｘ線システム（２，５〜１１，１７）
    が、トモシンセシス断層像のための多数の投影から成る
    撮影を行なうためにＸ線放射器（７）及び／又は固体Ｘ
    線像検出器（６）がこれらに対して平行な平面上を移動
    するように構成され、ワークステーションがトモシンセ
    シス断層像とＭＲ像とを重畳させるように構成されてい
    ることを特徴とする請求項１乃至１０の１つに記載の医
    用診察装置。
  12. 【請求項１２】 固体Ｘ線像検出器（６）が患者寝台
    （２）内に移動可能に配置されていることを特徴とする
    請求項１乃至１１の１つに記載の医用診察装置。
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