JP2005131103A

JP2005131103A - Ｍｒｉ装置

Info

Publication number: JP2005131103A
Application number: JP2003370504A
Authority: JP
Inventors: Masaru Yoshida; 大吉田
Original assignee: GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Current assignee: GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Priority date: 2003-10-30
Filing date: 2003-10-30
Publication date: 2005-05-26

Abstract

【課題】垂直方向に距離を保って対向する１対の壁面の間の空間に撮影の対象を搬入して撮影するＭＲＩ装置において、撮影の品質を改善する。
【解決手段】垂直方向に距離を保って対向する１対の壁面の間の空間に静磁場、勾配磁場および高周波磁場を形成して、この空間に搬入装置により水平方向に搬入された撮影の対象からＲＦコイルを通じて磁気共鳴信号を収集し、この磁気共鳴信号に基づいて画像を再構成するＭＲＩ装置であって、搬入装置は、ＲＦコイル（１１０）が取り付けられ撮影の対象を載置する水平な天板（２００）と、天板を水平方向に移動させる水平移動手段（４０２）と、天板を垂直方向に移動させる垂直移動手段（４０４）とを具備する。
【選択図】図２

Description

本発明は、ＭＲＩ（ＭａｇｎｅｔｉｃＲｅｓｏｎａｎｃｅＩｍａｇｉｎｇ）装置に関し、特に、垂直方向に距離を保って対向する１対の壁面の間の空間に静磁場、勾配磁場および高周波磁場を形成して、この空間に搬入された撮影の対象から磁気共鳴信号を収集して画像を再構成するＭＲＩ装置に関する。

ＭＲＩ装置の一方式として、垂直方向に距離を保って対向する１対の壁面の間の空間に静磁場、勾配磁場および高周波磁場を形成して、この空間に搬入された撮影の対象から磁気共鳴信号を収集し、この磁気共鳴信号に基づいて画像を再構成するようにしたものがある。対象の搬入は水平方向に進退可能な天板（クレードル：ｃｒａｄｌｅ）によって行われる（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−１５３８７４号公報（第４頁、図１）

上記方式のＭＲＩ装置では、垂直方向に対向する１対の壁面の距離をできるだけ大きく取り、かつ、天板は下側の壁面上を進退するようになっているので、頭部用のＲＦコイルのように天板の表面からコイル中心までの距離が比較的短いものを用いた場合は、コイル中心が磁場中心よりもかなり下に位置することになる。磁場中心から離れたところでは磁場の均一性が悪いので撮影の品質が悪くなる。

そこで、本発明の課題は、垂直方向に距離を保って対向する１対の壁面の間の空間に撮影の対象を搬入して撮影するＭＲＩ装置であって、撮影の品質が改善されたＭＲＩ装置を実現することである。

上記の課題を解決するための本発明は、垂直方向に距離を保って対向する１対の壁面の間の空間に静磁場、勾配磁場および高周波磁場を形成して、この空間に搬入装置により水平方向に搬入された撮影の対象からＲＦコイルを通じて磁気共鳴信号を収集し、この磁気共鳴信号に基づいて画像を再構成するＭＲＩ装置であって、前記搬入装置は、前記ＲＦコイルが取り付けられ撮影の対象を載置する水平な天板と、前記天板を水平方向に移動させる水平移動手段と、前記天板を垂直方向に移動させる垂直移動手段と、を具備することを特徴とするＭＲＩ装置である。

前記搬入装置は、前記１対の壁面のうちの上側の壁面への対象の衝突を防止する衝突防止手段を有することが、安全性を確保する点で好ましい。前記衝突防止手段は、前記１対の壁面のうちの上側の壁面に設けられた近接センサを有することが、対象の接近を検出する点で好ましい。前記近接センサは光学的センサであることが非接触検出が可能な点で好ましい。前記近接センサは静電容量センサであることが構成が簡素な点で好ましい。

前記搬入装置は、前記空間における対象の水平方向および垂直方法の位置決めを行う位置決め手段を有することが、ＲＦコイルの中心を磁場中心に一致させる点で好ましい。前記位置決め手段は自動的位置決めを行うことが省力の点で好ましい。前記位置決め手段は使用者の手動操作に基づく位置決めを行うことが、位置決めをインタラクティブに行う点で好ましい。

本発明では、搬入装置が、ＲＦコイルが取り付けられ撮影の対象を載置する水平な天板と、天板を水平方向に移動させる水平移動手段と、天板を垂直方向に移動させる垂直移動手段とを具備するので、ＲＦコイルの中心を磁場中心に合わせることができる。

このため、垂直方向に距離を保って対向する１対の壁面の間の空間に撮影の対象を搬入して撮影するＭＲＩ装置であって、撮影の品質が改善されたＭＲＩ装置を実現することができる。

以下、図面を参照して発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。なお、本発明は、発明を実施するための最良の形態に限定されるものではない。図１に、ＭＲＩ装置のブロック（ｂｌｏｃｋ）図を示す。本装置は発明を実施するための最良の形態の一例である。本装置の構成によって、ＭＲＩ装置に関する本発明を実施するための最良の形態の一例が示される。

同図に示すように、本装置はマグネットシステム（ｍａｇｎｅｔｓｙｓｔｅｍ）１００を有する。マグネットシステム１００は主磁場マグネット部１０２、勾配コイル部１０６および送信コイル部１０８を有する。これら主磁場マグネット部１０２および各コイル部は、いずれも空間を挟んで互いに対向する１対のものからなる。また、いずれも概ね円盤状の形状を有し中心軸を共有して配置されている。

マグネットシステム１００の内部空間に、撮影の対象１がクレードル２００に搭載されて搬入および搬出される。クレードル２００はクレードル駆動部１２０によって駆動される。対象１の頭部は受信コイル部１１０内に挿入されている。受信コイル部１１０はクレードル２００に取り付けられている。

クレードル２００およびクレードル駆動部１２０からなるものは本発明における搬入装置の一例である。クレードル２００は本発明における天板の一例である。受信コイル部１１０は本発明におけるＲＦコイルの一例である。

主磁場マグネット部１０２はマグネットシステム１００の内部空間に静磁場を形成する。静磁場の方向は概ね対象１の体軸方向と直交する。すなわちいわゆる垂直磁場を形成する。主磁場マグネット部１０２は例えば永久磁石を用いて構成される。なお、永久磁石に限らず超伝導電磁石あるいは常伝導電磁石等を用いて構成してもよい。

勾配コイル部１０６は、互いに垂直な３軸すなわちスライス（ｓｌｉｃｅ）軸、位相軸および周波数軸の方向において、それぞれ静磁場強度に勾配を持たせるための３つの勾配磁場を生じる。

静磁場空間における互いに垂直な座標軸をｘ，ｙ，ｚとしたとき、いずれの軸もスライス軸とすることができる。その場合、残り２軸のうちの一方を位相軸とし、他方を周波数軸とする。なお、本装置では対象１の体軸の方向をｚ軸方向とする。このような勾配磁場の発生を可能にするために、勾配コイル部１０６は図示しない３系統の勾配コイルを有する。

送信コイル部１０８は静磁場空間に対象１の体内のスピン（ｓｐｉｎ）を励起するためのＲＦ磁場を形成する。以下、ＲＦ磁場を形成することをＲＦ励起信号の送信ともいう。また、ＲＦ励起信号をＲＦパルス（ｐｕｌｓｅ）ともいう。励起されたスピンが生じる電磁波すなわち磁気共鳴信号は、受信コイル部１１０によって受信される。

磁気共鳴信号は、周波数ドメイン（ｄｏｍａｉｎ）すなわちフーリエ（Ｆｏｕｒｉｅｒ）空間の信号となる。位相軸方向および周波数軸方向の勾配により、磁気共鳴信号のエンコードを２軸で行うので、磁気共鳴信号は２次元フーリエ空間における信号として得られる。フェーズエンコード勾配およびリードアウト勾配は、２次元フーリエ空間における信号のサンプリング位置を決定する。２次元フーリエ空間はｋスペース（ｋ−ｓｐａｃｅ）とも呼ばれる。

勾配コイル部１０６には勾配駆動部１３０が接続されている。勾配駆動部１３０は勾配コイル部１０６に駆動信号を与えて勾配磁場を発生させる。勾配駆動部１３０は、勾配コイル部１０６における３系統の勾配コイルに対応して、図示しない３系統の駆動回路を有する。

送信コイル部１０８にはＲＦ駆動部１４０が接続されている。ＲＦ駆動部１４０は送信コイル部１０８に駆動信号を与えてＲＦパルスを送信し、対象１の体内のスピンを励起する。受信コイル部１１０にはデータ（ｄａｔａ）収集部１５０が接続されている。データ収集部１５０は、受信コイル部１１０が受信した受信信号をディジタルデータ（ｄｉｇｉｔａｌｄａｔａ）として収集する。

クレードル駆動部１２０、勾配駆動部１３０、ＲＦ駆動部１４０およびデータ収集部１５０にはシーケンス（ｓｅｑｕｅｎｃｅ）制御部１６０が接続されている。シーケンス制御部１６０は、クレードル駆動部１２０ないしデータ収集部１５０をそれぞれ制御して磁気共鳴信号の収集を遂行する。

シーケンス制御部１６０は、例えばコンピュータ（ｃｏｍｐｕｔｅｒ）等を用いて構成される。シーケンス制御部１６０は図示しないメモリ（ｍｅｍｏｒｙ）を有する。メモリはシーケンス制御部１６０用のプログラムおよび各種のデータを記憶している。シーケンス制御部１６０の機能は、コンピュータがメモリに記憶されたプログラムを実行することにより実現される。

データ収集部１５０の出力側はデータ処理部１７０に接続されている。データ収集部１５０が収集したデータがデータ処理部１７０に入力される。データ処理部１７０は、例えばコンピュータ等を用いて構成される。データ処理部１７０は図示しないメモリを有する。メモリはデータ処理部１７０用のプログラムおよび各種のデータを記憶している。

データ処理部１７０はシーケンス制御部１６０に接続されている。データ処理部１７０はシーケンス制御部１６０の上位にあってそれを統括する。本装置の機能は、データ処理部１７０がメモリに記憶されたプログラムを実行することによりを実現される。

データ処理部１７０は、データ収集部１５０が収集したデータをメモリに記憶する。メモリ内にはデータ空間が形成される。このデータ空間はｋスペースに対応する。データ処理部１７０は、ｋスペースのデータを２次元逆フ−リエ変換することにより画像を再構成する。

データ処理部１７０には表示部１８０および操作部１９０が接続されている。表示部１８０は、グラフィックディスプレー（ｇｒａｐｈｉｃｄｉｓｐｌａｙ）等で構成される。操作部１９０はポインティングデバイス（ｐｏｉｎｔｉｎｇｄｅｖｉｃｅ）を備えたキーボード（ｋｅｙｂｏａｒｄ）等で構成される。

表示部１８０は、データ処理部１７０から出力される再構成画像および各種の情報を表示する。操作部１９０は、使用者によって操作され、各種の指令や情報等をデータ処理部１７０に入力する。使用者は表示部１８０および操作部１９０を通じてインタラクティブ（ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ）に本装置を操作する。

図２に、クレードル位置調節に着目した本装置のブロック図を示す。同図に示すように、マグネットシステム１００は上部構造３０２および下部構造３０４を有する。上部構造３０２は図示しない支柱によって支えられている。

上部構造３０２および下部構造３０４の内部には、主磁場マグネット部１０２、勾配コイル部１０６および送信コイル部１０８の対の、一方および他方がそれぞれ収容されている。上部構造３０２および下部構造３０４は垂直方向に距離を保って対向する１対の壁面３１２および３１４をそれぞれ有する。以下、壁面３１２を上面ともいい、壁面３１４を下面ともいう。

１対の壁面が対向する空間にクレードル２００が送り込まれる。以下、１対の壁面が対向する空間を撮影空間ともいう。クレードル２００には受信コイル部１１０が取り付けられている。受信コイル部１１０はクレードル２００に例えば作りつけ等により一体化されている。

受信コイル部１１０は例えば頭部専用のヘッドコイル（ｈｅａｄｃｏｉｌ）であるが、それに限るものではない。受信コイル部１１０がヘッドコイルである場合は、撮影の対象が頭部を受信コイル部１１０に挿入した状態でクレードル２００に載置される。

クレードル２００は進退機構４０２で駆動されて撮影空間に対し進入および退出を行う。進退機構４０２は本発明における水平移動手段の一例である。以下、クレードル２００の進退方向を水平方向ともいう。

クレードル２００は、また、上下機構４０４で駆動されて撮影空間内で上下する。上下機構４０４は本発明における垂直移動手段の一例である。以下、クレードル２００が上下する方向を垂直方向ともいう。

クレードル２００の水平方向および垂直方向の位置はセンサ（ｓｅｎｓｏｒ）５０２および５０４でそれぞれ検出される。また、マグネットシステム１００の上部構造３０２の壁面（上面）３１２には物体の接近を検出するセンサ５０６が設けられている。センサ５０６は本発明における近接センサの一例である。

センサ５０２−５０６の検出信号はコントローラ（ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）６００に入力される。コントローラ６００はそれら入力信号に基づいて進退機構４０２および上下機構４０４を制御する。センサ５０２，５０４、進退機構４０２および上下機構４０４は図１に示したクレードル駆動部１２０に属する。

コントローラ６００は図１に示したシーケンス制御部１６０およびデータ処理部１７０を合わせたものに相当する。コントローラ６００には表示部１８０および操作部１９０が接続され、使用者によるインタラクティブな操作が可能になっている。

クレードル２００の位置調節を図３−５によって説明する。図３は、クレードル２００がホームポジション（ｈｏｍｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）にある状態を示す。同図に示すように、クレードル２００は撮影空間から完全に退出し、その全長がテーブル（ｔａｂｌｅ）本体５００の上にある。テーブル本体５００の内部には、前述の進退機構４０２、上下機構４０４およびセンサ５０２，５０４が収容されている。

図４は、クレードル２００を撮影空間に送り込んだ状態を示す。送り込みは、コントローラ６００による制御の下で進退機構４０２によって行われる。同図に示すように、クレードル２００は、受信コイル部１１０がある部分がマグネットシステム１００の下部構造３０４の壁面（下面）３１４の上に来る状態となる。この状態では、受信コイル部１１０の中心Ｏは下面３１４の中心の直上にあるが、撮影空間の中心ＩＳＯよりも下にあり、両者は一致しない。

そこで、上下機構４０４によりクレードル２００の位置を高くして、図５に示すように、受信コイル部１１０の中心Ｏを撮影空間の中心ＩＳＯに一致させる。撮影空間の中心ＩＳＯ付近は磁場の均一性が良いので、この状態で撮影を行うことにより品質の良い撮影を行うことができる。進退機構４０２、上下機構４０４、センサ５０２，５０４およびコントローラ６００からなるものは、本発明における位置決め手段の一例である。

撮影の対象が体格の大きな患者等の場合は、クレードル２００の上昇の過程で体の一部が上面３１２に衝突することが考えられるが、そのような事態になる前に、センサ５０６により上面３１２への患者の体の接近が検出されるので、それに対応したコントローラ６００による上下機構４０４の制御によりクレードル２００の上昇が停止され、衝突は防止される。センサ５０６、上下機構４０４およびコントローラ６００からなるものは、本発明における衝突防止手段の一例である。

センサ５０６としては例えば光学的センサが用いられる。光学的センサは非接触で物体の接近を検出することができる点で好ましい。センサ５０６は対象との間の静電容量の変化を利用するものであってよい。この種のセンサは構成が簡素な点で好ましい。

上記のようなクレードル２００の位置決めは、操作部１９０を通じて使用者が入力した指令に基づいてコントローラ６００により自動的に行われる。あるいは、表示部１８０および操作部１９０を通じての使用者の手動操作によって行うようにしてもよい。この場合はインタラクティブな位置調節を行うことができる
なお、クレードル２００の上下に伴ってクレードル２００と下面３１４との間に隙間が生じるので、この隙間に患者や介護者の手先が挟み込まれるのを防止するために、クレードル２００の周縁から適宜の防護膜等を垂らすようにしてもよい。

ＭＲＩ装置のブロック図である。クレードルの位置決めに着目したＭＲＩ装置のブロック図である。クレードルの状態を示す図である。クレードルの状態を示す図である。クレードルの状態を示す図である。

符号の説明

１００マグネットシステム
３０２上部構造
３１２上面
３０４下部構造
３１４下面
２００クレードル
１１０受信コイル部
１２０クレードル駆動部
４０２進退機構
４０４上下機構
５０２−５０６センサ
６００コントローラ

Claims

垂直方向に距離を保って対向する１対の壁面の間の空間に静磁場、勾配磁場および高周波磁場を形成して、この空間に搬入装置により水平方向に搬入された撮影の対象からＲＦコイルを通じて磁気共鳴信号を収集し、この磁気共鳴信号に基づいて画像を再構成するＭＲＩ装置であって、
前記搬入装置は、
前記ＲＦコイルが取り付けられ撮影の対象を載置する水平な天板と、
前記天板を水平方向に移動させる水平移動手段と、
前記天板を垂直方向に移動させる垂直移動手段と、
を具備することを特徴とするＭＲＩ装置。
前記搬入装置は、前記１対の壁面のうちの上側の壁面への対象の衝突を防止する衝突防止手段を有する、
ことを特徴とする請求項１に記載のＭＲＩ装置。
前記衝突防止手段は、前記１対の壁面のうちの上側の壁面に設けられた近接センサを有する、
ことを特徴とする請求項２に記載のＭＲＩ装置。
前記近接センサは光学的センサである、
ことを特徴とする請求項３に記載のＭＲＩ装置。
前記近接センサは静電容量センサである、
ことを特徴とする請求項３に記載のＭＲＩ装置。
前記搬入装置は、前記空間における対象の水平方向および垂直方法の位置決めを行う位置決め手段を有する、
ことを特徴とする請求項１に記載のＭＲＩ装置。
前記位置決め手段は自動的位置決めを行う、
ことを特徴とする請求項６に記載のＭＲＩ装置。
前記位置決め手段は使用者の手動操作に基づく位置決めを行う、
ことを特徴とする請求項６に記載のＭＲＩ装置。