JP2010057700A - 磁気共鳴イメージング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】寝台の巨大化を抑制しつつ全身イメージングを可能とするために、垂直磁場方式の空間を確保したまま短い天板で長ストロークが実現でき、MRＩ装置を設置する部屋の大小にかかわることなく操作性を損なうことの無いMRＩ装置用患者寝載天板の駆動機構を提供する。
【解決手段】患者寝載天板に駆動力を伝達する補助天板を、天板に対して水平方向に展開して設け、ベルト機構により該補助天板が移動させ、該移動に伴い天板がさらに補助天板に対して移動することにより短い天板で長いストロークの天板移動を実現可能とするMRＩ装置用患者寝載天板の駆動機構。
【選択図】図２

Description

本発明は、磁気共鳴イメージング装置に係り、特に、磁気共鳴イメージング装置において患者を寝載する天板がより大きな距離を移動でき、また精度よく移動するための機構に関する。

磁気共鳴イメージング装置（以下に、ＭＲＩ装置と称す）において、撮影のため患者を寝載してMRの撮像空間内に搬送する天板が必要である。
従来は、撮像空間外で撮像位置を決定し、寝載した患者を撮像空間内に移動させ、ある程度の大きさを持つ撮像空間に撮影部位を移動させることで撮影を可能としていた。

ところで、患者を寝載した天板を精度良く撮像空間内に送るには、天板を支持する機構が必要となる。天板支持する機構には、ある程度の剛性が必要となるので、剛性の高い金属部材を使うことが望ましい（例えば、特許文献１を参照）。

しかし、MR装置の性能上磁石内に金属製の天板支持機構を設置することは画像を取得する上で望ましくないので、天板を支持する機構は磁石の外側に設置されることになる。
今後、磁場強度を高くした高性能MR装置に移行しつつあるが、磁場強度を高めるため磁石が大型化していくと、大型化した磁石の磁場中心まで患者を寝載した天板を送らなければならず、ストローク確保のため寝台も大型化していくことになる。そうなると天板もある程度の長さが必要となり、装置のコストアップになると共に、設置する部屋も大きくしなければならず、建築改造費用が発生する。部屋を広く改造できない場合も想定されるので、大型化した高性能磁石を用いたMR装置を設置できないことになる。

特開２００３−１８０６５２号公報

ＭＲＩ装置の医療用寝台に関して、水平磁場方式を採用したＭＲＩ装置においては、全身イメージングのために複数段のスライド機構を使用してストロークを実現したものがある。
水平磁場方式においては磁場空間が円筒状に確保されており、円筒下部の空間を利用して上記の機構部を収納することができる。

しかし、この機構は鉛直方向に大きくなるため、垂直磁場方式いわゆるオープンタイプＭＲＩ装置においては、撮像空間確保のため同方式を使用することはできない。さらに、磁石の強力化にともない、磁石が大きくなり、それに対応して寝台の巨大化が必要となる。

そこで、本発明の目的は、寝台の巨大化を抑制しつつ全身イメージングを可能とするために、垂直磁場方式の空間を確保したまま長ストロークが実現でき、かつ磁場空間内で横移動も可能な寝台の機構部を提供することである。

上記の問題を解決するため、本発明の磁気共鳴イメージング装置の主要な構成は、患者を寝載する天板と、その天板を載置するテーブルと、そのテーブルに設けられ天板に駆動力を伝達する補助天板と、補助天板上に設けられ、天板に駆動力を伝達する第１の駆動力伝達機構と、補助天板に駆動力を伝達する第２の駆動力伝達機構と、第２の駆動力伝達機構に駆動力を与える駆動部とを有し、補助天板は、テーブルが載置された面上で前記天板の両側に並置され、補助天板の移動により、第１の駆動力伝達機構を介して天板を移動させ、天板上に寝載された患者の所望の検査部位を撮像空間内まで移動することを特徴とする。

さらに、天板のテーブルに対する移動距離は、補助天板のテーブルに対する移動距離より大きいことを特徴とする。

このように、補助天板のテーブルに対する移動距離より大きいできることは、上記のベルト機構を用いることにより達成できる。すなわち、駆動部からの駆動力を補助天板に伝達する第１のベルトと、補助天板上に設けられ、その一部をその補助天板に固定された第２のベルトとを有し、第１のベルトの一部は、その補助天板に固定され、第２のベルトは、天板の一部とさらに固定され、その補助天板の移動に応じて第２のベルトがその補助天板上に設けられた一対の回転体を介して回転し、その回転に伴い天板は補助天板の移動の方向に移動するように構成されていることにより達成できるものである。

本発明によれば、垂直磁場方式の空間を確保したまま長ストロークが実現でき、かつ磁場空間内で横移動も可能な寝台の機構部を提供することができる。それにより、垂直磁場方式によって得られた開放空間を有効に利用でき、患者に圧迫感を与えずに、検査をすることができる。

以下に、図面を用いて本発明の実施例を説明する。
図1に、水平磁場方式寝台200の概略を示す。

水平磁場方式のＭＲＩ装置の場合、磁場空間が円筒状となりその部分に患者を寝載した天板を送り込み、撮像する。患者の撮像部位を円筒状部分の中央部になるように配置するので、円筒状部分下側の空間に複数段機構を配置することができる。

患者を寝載する天板100は、MR磁石300の磁場空間内で使用するものなので、ＭＲＩ装置の静磁場に影響を与えない樹脂などの非磁性材で製作する必要がある。患者を寝載した天板100の下側にできる空間を利用できるので、樹脂材料を使用しても患者の体重を支える機構を十分配置することが可能となる。

図２に、本発明の一例である垂直磁場方式寝台の概略を示す。
寝台30は、患者を寝載する天板1と、その天板1を載置するためのテーブル本体4と、そのテーブル本体4を支持する支持部7とから構成される。当該支持部7は、通常、上下方向に移動させる機能を有するテーブルリフト部（図示せず）で構成される。さらに、天板1の左右両側に天板1を駆動するための駆動ベルト2を介して補助天板3、3’が設けられている。
この補助天板3、3’は、天板１の上面上に載置され、テーブル本体4に内装された駆動部5による駆動力が、ベルト6を有するベルト機構を介してこの補助天板3，3’に伝達される。

このベルト機構の詳細は、図３および図４で詳述するが、テーブル4上を補助天板3が移動する距離と同じ距離だけ、天板1は補助天板3に対してテーブル本体4上を移動する仕組みになっている。そのため、テーブル4に対して天板1は、補助天板3の２倍の距離を移動することが可能となっている。
従って、従来の方式に比べて、患者を寝載した天板1は、図５で示すように撮像空間22まで容易に到達できる。

上述したように、構成は簡単であるが、装置を設置する部屋が広くなくとも、全身撮像可能な長ストロークを実現できる。さらに、ベルト６に歯付のベルトを使用することで、位置の再現性も実現できる。

図３に、補助天板3および天板1を動かすための機構部分の俯瞰図を示す。
まず、補助天板3は、補助天板支柱16に第２ベルト6の一部が固定され、第２ベルト6の駆動力が補助天板支柱16を介して補助天板3に伝達される。一方、天板1は、補助天板3上に設けられた第１ベルト2と第１ベルト−天板固定具14により固定され、第１ベルトの駆動力が天板1に伝達される。
また、テーブル4は、第１ベルト−天板固定具14と相対する第１ベルトの位置に取り付けられた第１ベルト−補助天板固定具15により固定されている。

モータ5が電気信号を受けると、駆動力伝達軸9を介してモータ5の回転が第２ベルト用プーリー12に伝達され、第２ベルト用プーリー12の回転に合わせて第2ベルトが所定の方向に回転を開始する。第2ベルトの回転が補助天板支柱16を介して補助天板3を移動させる。この移動により、第２ベルトは第１ベルト−補助天板固定具15により、テーブル1に固定されているため、補助天板の移動と反対方向に回転を開始する。この回転により、天板1は、第１ベルト−天板固定具14で固定されているので、第２ベルトの移動に応じて、移動を開始する。
なお、上記では、天板1の片側に配置された補助天板3に関して説明したが、もう一方に配置された補助天板3’についても同様なことが言える。

図４ａ）は、図３で示す機構部分の横断面を示し、図４ｂ）は、図３で示す機構部分の横断面と直交する方向の断面を示す断面図である。

この図を用いて、天板と補助天板の移動機構に関して説明する。
モーター5からの回転駆動力は、駆動伝達軸9を介してプーリー12に伝達される。第２ベルト用プーリー12が回転することにより、第２ベルト6が所定の方向に移動する。第２ベルト6は、第２ベルト−補助天板固定金具15により補助天板3に固定されている。従って、第２ベルト6の移動に伴って、補助天板3は第２ベルト6と同方向に移動する。一方、第１ベルト2は、補助天板3と第１ベルト−補助天板固定金具14によって固定されている。よって、補助天板3が移動すると第１ベルト2は、第１ベルト用プーリー13、13’を介して回転する。第１ベルト−天板固定金具14の移動方向と第１ベルト−補助天板固定金具15の移動方向とは互いに逆の方向に移動する。その移動により第１ベルト−天板固定金具14に固定された天板1は第１ベルト−天板固定金具14と同じ方向に移動を開始する。以上から、補助天板3と天板1は、同じ方向に移動することがわかる。

ここで、第１ベルトが回転しない場合を想定すると、天板1は、補助天板3と第１ベルトを介して連結されているので、補助天板3の移動と天板1の移動は同じ方向で、かつ同じ距離になる。さらに、実際には、第１ベルトは、補助天板3の移動により、図４ｂ）に示すように固定具15は、テーブル1と補助天板3を固定しているので、補助天板3の移動に伴い、第１ベルトの固定具15は補助天板と反対方向に移動せざるを得ない。これにより、第１ベルトは第１ベルト用プーリー13、13’の周りに回転する。補助天板の移動距離と固定具15の移動距離は同じになるので、結局、上述の第１ベルトが回転しない場合の天板の移動距離と合わせると、天板1はテーブルに対して補助天板3が動く距離の倍動作することになる。

また、テーブル4上で補助天板3および天板1を並置する構造を採用することにより、天板1を長手方向に対して縦、横、斜めの移動を可能とした。その理由は、補助天板3の駆動力により、天板1は縦方向に移動が可能であり、また一方、補助天板3を長手方向に垂直な方向にも別の駆動機構を設けることにより、移動可能である。これにより、天板1は横方向にも実質移動可能となる。この横移動機構は、補助天板3および第２ベルト６を含む駆動系を横方向に移動させる機構であり、テーブル内に内装することができる（図示せず）。

以上の説明が示すように、本願発明では、天板1に並置してテーブル4の同一平面上に補助天板3、3’を設けることにより、水平磁場方式のＭＲＩ装置に比べて、垂直磁場方式のＭＲＩ装置が有する課題を解消することができる。すなわち、水平磁場方式のＭＲＩ装置の場合、患者の撮像部位を円筒状部分の中央部になるように配置できるので、円筒状部分下側の空間に天板を移動させるための複数段機構を配置することができるが、垂直磁場方式のＭＲＩ装置の場合は、この空間領域が存在しないため、該複数段機構を配置することができない。しかし、本願発明のように、テーブル4と同一面上に天板1と補助天板3を並置しているので、縦方向に天板移動機構を積層する必要はない。

さらに、上述したように、補助天板および第１および第２ベルトを含むベルト機構を設けることにより、天板1の移動距離を補助天板の移動距離の２倍とすることができ、装置をコンパクト化できる効果を有する。

図５は、本発明になる垂直磁場方式寝台をＭＲＩ装置に適用した例を示している。
天板1上に寝載された患者20は、天板1が移動することにより撮像空間22まで搬送されることになる。このとき、補助天板3はガントリー21の入り口まで移動するが、天板1は、その入り口よりさらに奥にある撮像空間22まで移動することができる。その理由は、上述したように、補助天板3の移動距離より、天板1はテーブル4に対して倍移動可能である。

図６は、ＭＲＩ装置を上方から見た時の平面図を示す。円形部分23は、ガントリー21を示す。

患者を寝載した時点での天板１の位置は、図６の実線部で示すように、ガントリー21の外側にある。その後、モータ5の回転により第２ベルト6および第１ベルト２を介して補助天板3がガントリー21の内部に移動し、最終的には天板１の先端部は、ガントリー21の円形部分23より外側に張り出している。患者20の足部が、ガントリー21の中心部に位置していることが分かる。

以上に示したように、本発明による垂直磁場方式寝台を用いることにより、垂直磁場方式の空間を確保したまま、短い天板で長いストロークの天板移動を実現可能とする。

水平磁場方式寝台を示す概略図。 本発明の垂直磁場方式寝台を示す概略図。 本発明の補助天板駆動機構部分を示す俯瞰図。 ａ）は、本発明の補助天板駆動機構部分の横断面を示す断面図であり、ｂ）はその横断面に直交する断面を示す断面図。 本発明の垂直磁場方式寝台の適用例を示す俯瞰図。 本発明の垂直磁場方式寝台の適用例を示す平面図。

符号の説明

１…天板、
２,２’…第１ベルト、
３,３’…補助天板、
４…テーブル、
５…駆動部、
６,6’…第２ベルト、
７…テーブルリフト部、
８……第２ベルト−補助天板固定金具、
９,９’…駆動力伝達軸、
１１…ガントリー下部、
１２,１２’…第２ベルト用プーリー、
１３,１３’…第１ベルト用プーリー、
１４…第１ベルト−天板固定具、
１５…第１ベルト−補助天板固定具、
１６…補助天板支柱、
２０…患者、
２１,２３…ガントリー、
２２…撮像空間、
３０…寝台、
１００…天板、
２００…寝台、
３００…ガントリー。

Claims (9)

1. 患者を寝載する天板と、
   前記天板を載置するテーブルと、
   前記テーブル上に設けられ前記天板に駆動力を伝達する補助天板と、
   前記補助天板上に設けられ、前記天板に駆動力を伝達する第１の駆動力伝達機構と、
   前記補助天板に駆動力を伝達する第２の駆動力伝達機構と、
   前記第２の駆動力伝達機構に駆動力を与える駆動部とを有し、
   前記補助天板は、前記テーブルが載置された面上で前記天板の両側に並置され、
   前記補助天板の移動により、前記第１の駆動力伝達機構を介して前記天板を移動させることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
2. 前記第１の駆動力伝達機構は、前記補助天板に設けられた一対の回転体の周りを前記補助天板の移動に伴い回転するベルトを有し、
   前記ベルトの回転に伴い前記天板を並進させ、さらに前記補助天板の移動により前記天板を並進させることにより、前記天板を、該回転による並進距離および該前記補助天板による並進距離を合成した距離だけ移動させ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. 前記第１の駆動力伝達機構は、前記補助天板上に設けられ、一対の回転体の周りを回転する第１のベルトを有し、
   前記第２の駆動力伝達機構は、前記駆動部からの駆動力を前記補助天板に伝達する第２のベルトを有し、
   前記第１のベルトは、その一部が前記天板に固定され、他の一部が前記テーブルに固定され、
   前記第２のベルトの回転により前記補助天板が移動し、
   該移動に応じて前記第１のベルトが、前記補助天板上に設けられた前記一対の回転体を介して回転し、
   該回転に伴い前記天板は前記補助天板の移動の方向に移動するように構成され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. 前記天板の前記テーブルに対する移動距離は、前記補助天板の前記テーブルに対する移動距離より大きい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。
5. 前記天板の長手方向の長さ以上に前記天板が移動することができ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。
6. 前記天板は、前記天板の長手方向と、前記長手方向に垂直な方向と、および前記長手方向と前記垂直な方向が合成された斜め方向に移動可能な手段を有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。
7. 前記テーブルは、支持部材で支持され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。
8. 前記支持部材は、前記テーブルを上下方向に移動する機構を有することを特徴とする請求項７記載の磁気共鳴イメージング装置。
9. 撮像後に、撮像した画像をもとに前記天板を前記移動可能な手段を用いて長手方向に対して縦、横、斜めの所望の位置に精度よく移動することができ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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