JP2010088849A - Ｍｒｉ装置の磁場歪除去クッション - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、被検者に圧迫感や不安を与えることなく簡単に装着が可能で、しかも、磁場の歪を除去することにより、鮮明な画質が得られる磁場歪除去クッションを提供することを目的としている。
【解決手段】 ＲＦコイルから被検体に向けて高周波パルスを印加し、収集されたＮＭＲ信号を再構成して磁気共鳴画像を得るＭＲＩ装置に用いる磁場歪除去具であって、前記磁場歪除去具は、ガスバリア性を有し空気を内包する袋体の内部に、鉄あるいはコバルト系の材料を溶解した水溶性溶液と、該水溶性溶液を袋体の内部で均一に分散分布させるための粒状体を内蔵した磁場歪除去クッションである。
【選択図】図１

Description

本発明は、核磁気共鳴（ＮＭＲ）現象を用いて、被検者の任意の断層像を得るＭＲＩ装置に係るもので、より詳しくは、磁場の歪を除去することにより、鮮明な画質が得られるＭＲＩ装置に用いる磁場歪除去クッションに関するものである。

従来、ＭＲＩ装置においては被検者（体）の断層像を撮影した際に、その被検者が均質であっても画像の濃度ムラや不鮮明が発生する。このような濃度ムラや不鮮明が発生する原因としては、ＲＦコイルで形成する高周波磁場の不均一性に起因するものがある。これは、ＲＦコイルの導体パターンの形状及びそのパターンを流れる電流の分布の違いにより、３次元空間的な各位置でＲＦコイルの形成する送受信感度の強度及び向きが異なること、即ち、高周波磁場ベクトルが変化することによるものである。

被検者が設置される空間内においてＲＦコイルの形成する高周波磁場が不均一であった場合、送信時には送信コイルの形成する磁場が空間的に不均一であるので被検者内の各部位で高周波磁場ベクトルが異なり、このため磁化の倒れる角度が各部位毎に異なることになる。一方、受信時には高周波磁場ベクトル強度の空間分布がそのまま受信感度の分布に反映される。そして、これらの原因により画像に濃度ムラが発生してしまう。また、画像の不鮮明が発生する原因として、被検者中の高周波磁場の伝搬の状態に起因するものがある。これは、被検者と電磁波との相互作用による被検者内での電磁波の変化によるものであり、被検者自体の体形による磁場の歪などが要因となる。

また、被検者の体形の違いによって被検者とＲＦコイルとの距離が一定とならないため、コイルの特性が不安定となり、被検者の体動により画像の劣化を招いている。これを解決する手段としては、ＭＲＩ装置に使用する画像撮影用の受信コイルをもつボディープローブがある。これは、前記受信コイルを上側コイルと下側コイルとに分離し、それぞれのコイルを独立させ、また、前記下側コイルを、本体部とその内部に設けられるコイル部とにより構成し、コイル部を本体部内で前後方向に移動可能とするようにしたＭＲＩ装置用ボディープローブが開示されている（例えば、特許文献１参照）。また、被検者の頭部を確実に固定位置決めし、ＭＲＩ装置による検査であっても該装置内の磁場分布に影響を与えることのないという頭部固定具が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
特許第３４９７９５３号公報 特開２０００−１１６６４５号公報

しかしながら、特許文献１に示すＭＲＩ装置用ボディープローブは、ベッドに仰臥した被検者の胴部に上側コイルと下側コイルを挟着して、該上側コイルと下側コイルをベルトで締結して使用するものである。したがって、取り付け取り外しに手間が係るだけでなく、胴部以外には適用できないという問題点や、被検者には前記ボディープローブによって胴部を締め付けられることによる圧迫感があった。一方、特許文献２に示す頭部固定具は、被検者の頭部を確実に固定位置決めすることを目的としたものであり、ＭＲＩ装置における画像の濃度ムラや不鮮明さを改善できるものではなかった。

本発明は、上記問題を解決するために成されたものであり、被検者に圧迫感や不安を与えることなく簡単に装着が可能で、しかも、磁場の歪を除去することにより鮮明な画質が得られる、ＭＲＩ装置に用いる磁場歪除去クッションを提供することを目的としている。

本発明の請求項１に係る磁場歪除去クッションは、ＲＦコイルから被検者に向けて高周波パルスを印加し、収集されたＮＭＲ信号を再構成して磁気共鳴画像を得るＭＲＩ装置に用いる磁場歪除去具であって、前記磁場歪除去具を、ＭＲＩ装置のベッドに仰臥または伏臥した被検者の身体下面部、上面部あるいは首部に巻着する等して設けていることを特徴としている。

ＭＲＩ装置において画像の不鮮明が発生する原因は、被検者中の高周波磁場の伝搬の状態に起因するものである。これは被検者と電磁波との相互作用による被検者内での電磁波の変化によるものであり、被検者自体の体形による磁場の歪などが要因となる。この解決策として、ＲＦコイルと被検者との間に歪を補正する磁場歪除去体を設けることにより、磁場の歪を除去することができる。本発明では、ＭＲＩ装置のベッドに仰臥または伏臥した被検者の身体下面部、上面部あるいは首に巻着する等して磁場歪除去クッションを設けている。磁場歪除去クッションは、ＭＲＩ装置で撮像する被検者の身体に接する部分であれば何れの部位でも設けることができる。これにより、被検者の体形の個人差に関係なくＭＲＩ装置の画像入手のための重要な機能である脂肪抑制パルスを、高い確率で機能させることが可能となり、脂肪部位の抑制された画像入手が可能となる。

本発明の請求項２に係る磁場歪除去クッションは、ＲＦコイルから被検体に向けて高周波パルスを印加し、収集されたＮＭＲ信号を再構成して磁気共鳴画像を得るＭＲＩ装置に用いる磁場歪除去具であって、前記磁場歪除去具は、ガスバリア性を有し空気を内包する袋体の内部に、鉄あるいはコバルト系の材料を溶解した水溶性溶液と、該水溶性溶液を袋体の内部で均一に分散分布させるための粒状体を内蔵したクッション体であることを特徴としている。

本発明に係る磁場歪除去クッションを、ＭＲＩ装置のＲＦコイルと被検者との間に位置する部分、すなわち、被検者の身体下面部、上面部あるいは首に巻着する等して設ける。すると、この磁場歪除去クッションは、被検者の荷重を受けて、その被検者の外形（形状）に沿って凹状に変形するので、被検者の体形の個人差に関係なくＭＲＩ装置の画像入手のための重要な機能である脂肪抑制パルスを、高い確率で機能させることが可能となり、脂肪部位の抑制された画像入手が可能となる。

本発明の請求項３に係る磁場歪除去クッションは、粒状体が発泡樹脂であり、その粒径は０．３ｍｍ〜２ｍｍの中実体又は中空体であることを特徴としている。発泡樹脂としては発泡ポリスチレンを用いているが、他の熱可塑性樹脂を用いることは当然可能である。また、磁場歪除去クッションに水溶性溶液中に均一に分散分布させた粒状体を内蔵させることにより、被検者の荷重を受けたときに、その形状に沿って、水溶性溶液と粒状体がスムーズに流動して凹状に変形する。これにより、被検者の体形の個人差に関係なく、体形に沿って磁場歪除去クッションを設けることができるので、ＭＲＩ装置の画像入手のための重要な機能である脂肪抑制パルスを、高い確率で機能させることが可能となり、脂肪部位の抑制された画像入手が可能となる。

本発明の請求項４に係る磁場歪除去クッションは、前記粒状体は、被検体の荷重に対する５％圧縮強度が１．５ｋｇｆ／ｃｍ^２〜２５ｋｇｆ／ｃｍ^２であることを特徴としている。磁場歪除去クッションは、繰り返し使用されるものであるから、特に耐久性が要求される。そこで、被検体の荷重に対する５％圧縮強度が１．５ｋｇｆ／ｃｍ^２〜２５ｋｇｆ／ｃｍ^２としている。これにより、長期間繰り返して使用することができる。

本発明の請求項５に係る磁場歪除去クッションは、前記袋体の外被部に、袋体内部と外部の空気を流通させる開閉弁を取り付けたものであり、本発明の請求項６に係る磁場歪除去クッションは、前記開閉弁は逆止空気弁である。磁場歪除去クッションは袋体外部からの荷重を受けて、袋体内部の空気を袋体外部に排出しながら変形し、袋体の形状保持を可能としたことを特徴としている。これにより、被検者の荷重を受けたときに、その形状に沿って、水溶性溶液と粒状体がスムーズに流動して凹状に変形し、その形状を維持することができる。これにより、被検者への装着が簡単、かつ、容易となるので、ＭＲＩ装置の操作者および被検者の双方の精神的および身体的負担を軽減することができる。なお、逆止空気弁の逆止機構を解除することにより、磁場歪除去クッションを原形に復帰させることができる。

本発明の磁場歪除去クッションによれば、ＭＲＩ装置で撮像する被検者に接する部分であれば、いずれの部位でも設けることができる。また、被検者の荷重を受けて、その身体形状に沿って凹状に変形するので、被検者の体形の個人差に関係なくＭＲＩ装置の画像入手のための重要な機能である脂肪抑制パルスを、高い確率で機能させることが可能となり、脂肪部位の抑制された画像入手が可能となる。

本発明の磁場歪除去クッションは、水溶性溶液中に均一に分散分布させた粒状体を内蔵させることにより、被検者の荷重を受けたときに、その形状に沿って、水溶性溶液と粒状体がスムーズに流動して凹状に変形するので、被検者の体形の個人差に関係なく、体形に沿って磁場歪除去クッションを変形させることができるので、ＭＲＩ装置の画像入手のための重要な機能である脂肪抑制パルスを、高い確率で機能させることが可能となり、脂肪部位の抑制された画像入手が可能となる。また、前記粒状体は、被検体の荷重に対する５％圧縮強度が１．５ｋｇｆ／ｃｍ^２〜２５ｋｇｆ／ｃｍ^２であることを特徴としているので、長期間繰り返し使用することができる。

本発明の磁場歪除去クッションは、開閉弁として逆止空気弁を設けているので、袋体外部からの荷重により変形して、袋体内部の空気を袋体外部に排出することにより、袋体の形状維持を可能としたことを特徴としている。これにより、被検者の荷重を受けたときに、その形状に沿って、水溶性溶液と粒状体がスムーズに流動して凹状に変形し、その形状を維持することができる。これにより、被検者への装着が簡単、かつ、容易となるので、ＭＲＩ装置操作者および被検者双方の精神的および身体的負担を軽減することができる。

本発明の実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明に係る磁場歪除去クッションであり、（ａ）はＵ字形の平面図、（ｂ）は長方形の平面図、（ｃ）は、（ｂ）のＸ−Ｘ線断面図である。図２は頸部を撮像したＭＲＩ画像例１を示したもので、（ａ）は従来の撮像であり、（ｂ）は本発明による磁場歪除去クッションを用いて撮像したものである。図３は頸部を撮像したＭＲＩ画像例２を示したもので、（ａ）は従来の撮像であり、（ｂ）は本発明による磁場歪除去クッションを用いて撮像したものである。なお、本発明の磁場歪除去クッションはこれらに限定されるものではなく、形状やサイズは、当接する身体の部位に合せて適宜変更が可能なものである。

図１において、（ａ）は主として頸部に用いるためＵ字形に形成されており、（ｂ）は長方形であり被検者の何れの場所にも用いることができる。図１（ｃ）において、磁場歪除去クッション１、１１は、ガスバリア性を有する袋体２と、該袋体２の内部に空気と共に収容された鉄あるいはコバルト系の材料を溶解した水溶性溶液３と、該水溶性溶液３を袋体２の内部で均一に分散分布させた粒状体４より構成されている。

ガスバリア性を有する袋体２は、身体等の外形に沿って変形する柔軟性と、水溶性溶液３と粒状体４が流動して形状変化が可能な程度の伸縮性を合わせてもつ合成樹脂シートを用いている。該合成樹脂シートを２枚重畳し、内部に空気と共に水溶性溶液３と粒状体４を収容できる空間を設けて、その周縁部をホットメルト等で加熱加圧して、シール２１することにより形成されている。なお、袋体２には、当初、水溶性溶液３と粒状体４を入れるための開口部が設けられているが、前記水溶性溶液３と粒状体４を袋体２の内部に収容した後に、シール２１して閉塞されるため図示されていない。

袋体２の適宜な位置には、袋体２の内部と外部を貫通する開閉弁２０が取付けられている。この開閉弁２０は、逆止空気弁を用いることが望ましい。逆止空気弁の内側開口部（袋体側にある開口部）には、水溶性溶液が袋体の外部に流出しないようにするためのフィルターを設けてもよい。なお、逆止空気弁を設けない構造とすることも可能である。また、水溶性溶液３と粒状体４を中袋（図示しない）に入れて、この中袋を袋体２に挿入する構造としてもよい。

前記袋体２を形成する合成樹脂シートとしては、ポリウレタン、ポリエステル、ポリ塩化ビニール等が用いられている。ただし、これに限定されるものではなく、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィンも、優れた成形性と安全性を有しているので好適に用いられている。また、ガスバリア性があれば他の合成樹脂も使用が可能であり、例えば、空気に対して高い非透過性を有する、エチレン−ビニルアルコール共重合体フィルム、ポリ塩化ビニリデンフィルムの層を有する三層ラミネートフィルム、およびアルミニウム層を有するラミネートフィルムがある。三層ラミネートフィルムでは、エチレン−ビニルアルコール共重合体フィルムの内層には、未延伸のポリプロピレンフィルムや未延伸のポリエチレンフィルムをラミネートすることが好ましく、熱融着性が良好となる。さらにエチレン−ビニルアルコール共重合体フィルムの外層には、二軸延伸ポリプロピレンフィルム、ポリエステルフィルム等をラミネートすることが好ましい。また、ポリエチレン、ポリプロピレン等のオレフィン系樹脂、ポリウレタン、ポリアミド等の厚みの大きな材料を用いることもできる。

袋体２の内部に、鉄あるいはコバルト系の材料を溶解した水溶性溶液３は、以下のようにして生成する。まず、十分に酸素を除去した純水を作る。ここで、純水からの酸素の除去には、Ｎ_２ガスを用いたバブリングを用いることができる。この純水に、例えば、塩化第一鉄などを加え、２価の鉄イオンを溶解させる。その後、後述する発泡ポリスチレンの粒状体４を加えて室温にて撹拌すればよい。なお、水溶性溶液中の２価鉄イオンは、ＦｅＣ_１２やＦｅＳＯ_４など、２価鉄イオンを有する金属塩を加えることにより供給することができる。また、前記生成方法に代えて純水に２価マンガンイオンを溶解させるか、または、２価鉄イオンと２価マンガンイオンを混合して溶解して水溶性溶液としてもよい。

粒子体４は、発泡樹脂を用いて粒子径を０．３ｍｍ〜２ｍｍの発泡体としている。粒子体４は、身体等の荷重を受けて袋体２内部を流動するが、空気の排出により袋体２の容量が減少するので塊状になる。身体等に対する快適な装着感は、粒子径が０．５ｍｍ〜１ｍｍのときに最適となる。また、粒子体４は発泡体であるから、磁場歪除去クッション１、１１の全体重量を軽量化することができる。なお、粒子径が小さすぎると摩擦力が減少して形状維持ができにくくなり、粒子径が大きすぎると、磁場歪除去クッション１、１１の表面に身体等の形状に沿わない凹凸が生じるため、装着感が低下する。

また、粒子体４は、被検者の荷重に対する５％圧縮強度が１．５ｋｇｆ／ｃｍ^２〜２５ｋｇｆ／ｃｍ^２である。磁場歪除去クッション１、１１が被検者の荷重を受ける度に、粒子体３は圧縮応力を繰り返し受けている。被検者の荷重に耐えるために、５％圧縮強度を１．５ｋｇｆ／ｃｍ^２〜２５ｋｇｆ／ｃｍ^２にすると、繰り返し利用することができる。圧縮強度が不足すると、被検者の荷重を繰り返し受けることにより粒子体４に変形、磨耗および破損が生じる。すると、流動性が悪くなり、形状維持が不十分となるので、快適な装着感が得られなくなる。

本発明に係る磁場歪除去クッション１，１１の使用方法について説明する。ＭＲＩ装置では、屈曲率の高い身体部位の皮膚付近で磁場に大きな歪が生じている。そこで、ＭＲＩ装置のＲＦコイルが形成する高周波磁場を補正するために、ＲＦコイルと被検者との間に位置する部分、より具体的には、仰臥または伏臥した被検者の身体下面部、上面部あるいは首に巻着する等して磁場歪除去クッション１，１１を配設する。この磁場歪除去クッション１，１１は、被検者の荷重を受けて、その身体形状に沿って凹状に変形する。これにより、被検者の体形の個人差に関係なくＭＲＩ装置の画像入手のための重要な機能である脂肪抑制パルスを、高い確率で機能させることが可能となり、脂肪部位の抑制された画像入手が可能となる。

図２は被検者の頸部を撮像したＭＲＩ画像例１を示したもので、（ａ）は従来の撮像であり、（ｂ）は本発明による磁場歪除去クッションを用いて撮像したものである。図２（ａ）は全体的に不鮮明な画像であり判読が困難であるが、図２（ｂ）では非常に鮮明な画像を得ることができた。図３は被検者の頸部を撮像したＭＲＩ画像例２を示したもので、（ａ）は従来の撮像であり、（ｂ）は本発明による磁場歪除去クッションを用いて撮像したものである。図３（ａ）は全体的に不鮮明な画像であり判読が困難であるが、図３（ｂ）では非常に鮮明な画像を得ることができた。

本発明は、核磁気共鳴（ＮＭＲ）現象を用いて、被検体の任意の断層像を得るＭＲＩ装置に用いる磁場歪除去クッションであり、この磁場歪除去クッションを用いると、磁場の歪を除去することができるので、鮮明なＭＲＩ画像を得ることができる。この磁場歪除去クッションは、既設または新設を問わず、殆どのＭＲＩ装置に広く適用が可能である。

本発明に係る磁場歪除去クッションであり、（ａ）はＵ字形の平面図、（ｂ）は長方形の平面図、（ｃ）は、（ｂ）のＸ−Ｘ線断面図である。 頸部を撮像したＭＲＩ画像例１を示したもので、（ａ）は従来の撮像であり、（ｂ）は本発明による磁場歪除去クッションを用いて撮像したものである。 頸部を撮像したＭＲＩ画像例２を示したもので、（ａ）は従来の撮像であり、（ｂ）は本発明による磁場歪除去クッションを用いて撮像したものである。

符号の説明

１、１１ 磁場歪除去クッション
２ 袋体
３ 水溶性溶液
４ 粒子体
２０ 開閉弁
２１ シール

Claims (6)

1. ＲＦコイルから被検者に向けて高周波パルスを印加し、収集されたＮＭＲ信号を再構成して磁気共鳴画像を得るＭＲＩ装置に用いる磁場歪除去具であって、前記磁場歪除去具は、ＭＲＩ装置のベッドに仰臥または伏臥した被検者の身体下面部、上面部あるいは首部に巻着する等して設けられることを特徴とするＭＲＩ装置の磁場歪除去クッション。
2. ＲＦコイルから被検体に向けて高周波パルスを印加し、収集されたＮＭＲ信号を再構成して磁気共鳴画像を得るＭＲＩ装置に用いる磁場歪除去具であって、前記磁場歪除去具は、ガスバリア性を有し空気を内包する袋体の内部に、鉄あるいはコバルト系の材料を溶解した水溶性溶液と、該水溶性溶液を袋体の内部で均一に分散分布させるための粒状体を内蔵したクッション体であることを特徴とするＭＲＩ装置の磁場歪除去クッション。
3. 前記粒状体は、発泡樹脂であり、その粒径は０．３ｍｍ〜２ｍｍの中実体又は中空体であることを特徴とする請求項２に記載のＭＲＩ装置の磁場歪除去クッション。
4. 前記粒状体は、被検体の荷重に対する５％圧縮強度が１．５ｋｇｆ／ｃｍ^２〜２５ｋｇｆ／ｃｍ^２であることを特徴とする請求項２または３に記載のＭＲＩ装置の磁場歪除去クッション。
5. 前記袋体の外被部に、袋体内部と外部の空気を流通させる開閉弁を取り付けたことを特徴とする請求項２に記載のＭＲＩ装置の磁場歪除去クッション。
6. 前記開閉弁は逆止空気弁であり、袋体外部からの荷重により変形して、袋体内部の空気を袋体外部に排出することにより、袋体の形状保持を可能としたことを特徴とする請求項５に記載のＭＲＩ装置の磁場歪除去クッション。