JP2010540062A - 回転する中間部分を用いることにより慣性前進力を軽減する機械的ピックアップ - Google Patents

Abstract

患者が診断走査のために画像診断装置内に置かれているとき、患者支持体（２６）は、屡々停止又は減速することなく途中で付属台（２４）をピックアップする。患者支持体（２６）、付属台（２４）及び患者自体へのストレスを低減するため、付属台（２４）を患者支持体（２６）の速度まで次第に加速する装置及び方法が提供される。カム表面（６０）は、スナップ・ブロック（５２）のピン（５４ｂ）に係合し、並進運動を回転運動に変換し、付属台（２４）の加速を距離（ｄ−ｄ１）に渡って拡張する。

Description

以下の記載は画像診断の分野に関連する。本願発明は、患者支持体と共に、付属装置の磁気共鳴撮像装置の撮像領域の内外への挿入及び除荷にも特に適用されうる。また、本願発明は特定の例と共に説明される。理解されるべき点は、本願が、ある可動システムが別の可動システムの速度まで滑らかに加速される必要のある他の状況にも適用可能であること、及び上述の例である適用を制限しないことである。

磁気共鳴撮像の環境では、磁気共鳴信号を受信するために全身ＲＦコイルと共に局所専用受信コイルを用いることが屡々有利である。屡々、このような局所コイルは、患者支持体と共に移動する別個の付属台内に統合される。別の例は、患者が最適なＸ線画像のために位置付けられているときに、患者支持体と共に移動するＸ線フィルム・カートリッジである。付属装置が常に用いられないので、又は付属台を除去することは屡々有利なので、それらは患者支持体に恒久的に添えられていない。

患者が撮像される準備ができると、患者支持体は移動し始め、患者支持体が撮像領域へ入る途中で付属台も一緒に移動する。正しい場所に到達すると、付属台は患者支持体から解放され静止した構成要素により固定される。このように付属台を解放するときに幾つかの問題が生じる。付属台の重量が無視できず、解放中に患者支持体の動きを混乱させてしまう。この突然の付属台の速度変化は、患者が解放点の上近く配置されているときは、騒々しく患者にとって不快である。患者支持体は付属台が解放するとき急激に揺さぶられ、結果として、行われている撮像走査を既に心配している患者を更に不安にしてしまう。患者の心配とは別に、突然の速度変化は付属台の上に置かれている装置に損傷を与えうる。例えば、コイル電子機器の一部であってよいプリント基板は損傷又は故障しうる。走査が完了した後、患者支持体は最初の位置に戻り、付属台は再び持ち上げられる。

スプリングのような機械的吸収材は、付属台の解放及び持ち上げ中の遷移を容易にするために用いられている。ヒステリシス問題は機械的吸収材に関連しうる。更に、スプリングが元の圧縮に戻らない場合、患者支持体に対する付属台の位置決めに伴う問題が生じうる。また、雑音及び患者の急激な動揺に伴う問題は全く除去されない。

以下に、上述の及び他の問題を克服する新たな改良された装置及び方法を提供する。

一態様によると、診断用撮像装置が提供される。ガントリは撮像領域を定める。付属装置台は、画像診断走査中の撮像領域内の選択的使用のための付属装置を収容する。台は回転可能スナップ・ブロックを有する。患者支持体は、患者を支持し、患者を撮像領域の中及び外へ移動させる。患者支持体は、付属装置台の回転可能スナップ・ブロックに係合し付属装置台を患者支持体の速度まで次第に加速又は減速する第１の台ピックアップ素子を有する。

別の態様によると、診断用撮像装置が提供される。ガントリは撮像領域を定める。付属装置台は、画像診断走査中の撮像領域内の選択的使用のための付属装置を収容する。台は固定スナップ・ブロックを有する。患者支持体は、患者を支持し、患者を撮像領域の中及び外へ移動させる。患者支持体は、付属装置台の固定スナップ・ブロックに係合し付属装置台を患者支持体の速度まで次第に加速する第１の回転可能台ピックアップ素子を有する。

別の態様によると、磁気共鳴撮像スキャナが提供される。ガントリは、ガントリの撮像領域内に実質的に均一な主磁場を生成する主磁気コイルを収容する。患者支持体は患者を撮像領域内に位置付ける。傾斜磁場コイル組立品は、傾斜磁場を主磁場に印加する。ＲＦコイル組立品は、ＲＦ信号を撮像領域内へ送信し、撮像領域からの磁気共鳴信号を検出する。局所ＲＦ受信コイルは、付属台により運ばれる。付属台は、少なくとも１つの台ピックアップ装置を患者支持体に係合する回転可能スナップ・ブロックを有する。回転可能スナップ・ブロックは、スナップ・ブロックが少なくとも１つの台ピックアップ装置に係合するとき、付属台を患者支持体の速度まで加速する。

別の態様によると、画像診断方法が提供される。患者支持体は、画像診断装置の撮像領域内へ平行移動される。付属台は、患者支持体に取り付けられた第１の台ピックアップ素子を有する付属台に取り付けられたスナップ・ブロックに係合することにより、患者支持体の速度まで加速される。第１の台ピックアップ素子がスナップ・ブロックに係合した後、第１の患者支持体の並進運動は、回転運動に変換される。

１つの利点は、繊細な付属台の構成要素に与えるストレスが低減されることである。

別の利点は、付属台の持ち上げが一層静かなことである。

別の利点は、患者に与えるストレスが低減されることである。

更に別の利点は、以下の好適な実施例の詳細な説明を読み理解することにより当業者に明らかである。

本発明は、種々の構成要素及び構成要素の配置並びに種々の動作及び動作の配置の形式を取ってよい。図は、好適な実施例の説明のみを目的とし、従って、本発明を限定するものと見なされるべきではない。

磁気共鳴システムの図式的説明である。 第１の台係合素子がスナップ・ブロックを係合する前の、図１のシステムのピックアップ装置の方位を示す。 第１の台素子がスナップ・ブロックを係合するときの、ピックアップ装置の素子の位置を示す。 付属台が患者支持体の速度まで加速された後の、ピックアップ装置の素子の方位を示す。

図１を参照する。磁気共鳴スキャナ１０は円筒型主磁石組立体１２を有する。図示された主磁石組立体１２は、患者が撮像のために配置される穴１４を定める超電導超低温遮蔽ソレノイドを有する。主磁石組立体１２は、穴１４の長手（ｚ）軸に沿って傾斜された実質的に一定の主磁場を生成する。円筒型主磁石組立体１２が図示されるが、垂直磁場、オープン磁石、非超電導磁石及び他の構成のような他の磁石配置も考えられる。また、ＣＴ、ＰＥＴ、ＳＰＥＣＴ、Ｘ線、超音波等の他の診断用撮像システムが用いられてもよい。

傾斜磁場コイル１６は、磁気共鳴信号を空間符号化する、磁化スポイリング傾斜磁場を生成する等のため、穴１４内に傾斜磁場を生成する。幾つかの実施形態では、傾斜磁場コイル１６は、長手又はｚ方向、横又はｘ方向及び垂直又はｙ方向のような３つの直交する方向に傾斜磁場を生成するよう構成されたコイル部分を有する。

任意の全身無線周波数コイル組立体１８は、患者の双極子に磁気共鳴を励起するために無線周波数パルスを生成する。或いは、局所コイル又はコイル・アレイは、磁気共鳴を励起するために用いられてよい。任意的に、全身無線周波数コイル組立体１８は、撮像領域から発する磁気共鳴信号を検出するために動作する。或いは、局所コイル又はコイル・アレイは、この目的のために用いられてよい。図１では、無線周波数遮蔽体２０は、ＲＦコイル１８と傾斜磁場コイル１６との間に配置される。

局所コイル・アレイ２２のような更なる付属装置２２は、更なる繊細な、局所的な空間符号化、励起及び磁気共鳴信号の受信のために、付属台２４内に位置付けられる。１つの無線周波数結合を有する表面ＲＦコイル、２つの無線周波数結合を有する直行コイル組立体、幾つかの結合を有する位相配列、複数の無線周波数結合を有するＳＥＮＳＥコイル、結合ＲＦ及び傾斜磁場コイル等のような種々の局所コイル・アレイが考えられる。幾つかの適用では、付属台２２はスパイン・コイルである。より一般的には、付属装置２２は、Ｘ線透視装置の場合にはＸ線フィルム・カートリッジ等のような所与の適用のために患者の下に適切に配置される如何なる装置であってもよい。患者は、付属台２４の上に位置付けられたテーブル天板のような患者支持体２６の上に配置される。テーブル天板２６及び付属台２４は、最初に長いす、台車又は他の患者準備台２８の上に位置付けられる。ここで、患者支持テーブル天板２６は、磁気共鳴スキャナ１０の穴の中へそして外へ滑るように動くように構成され、患者の挿入及び除荷を達成する。

磁気共鳴システムの図示された例では、傾斜磁場パルス増幅器３０は、制御された電流を傾斜磁場コイル１６へ分配し、選択された傾斜磁場を生成する。傾斜磁場増幅器は、傾斜磁場コイルを備えられた局所コイル・アレイの傾斜磁場コイルに電気パルスを分配する。無線周波数送信機３２は、望ましくはデジタルで、無線周波数パルス又はパルス・パケットを無線周波数コイル組立体１８に又は別の励起コイル若しくはコイル・アレイに印加し、選択された傾斜磁場励起を生成する。無線周波数受信機３４は、局所コイル２２に又は別の受信コイル又はコイル・アレイに結合され、誘起された磁気共鳴信号を受信し復調する。

患者の磁気共鳴撮像データを得るために、患者は、撮像領域を主磁場のアイソセンタ又はその近くにして、磁石穴１４の内側に配置される。シーケンス制御部４０は、傾斜磁場増幅器３０及び無線周波数送信機３２と通信し、選択された過渡又は定常状態の磁気共鳴シーケンスを生成し、このような磁気共鳴を空間符号化し、磁気共鳴を選択的にスポイルするか又は患者の選択された磁気共鳴信号特性を生成する。生成された磁気共鳴信号は、局所コイル２２及び全身コイル１８により検出され、無線周波数受信機３４へ伝達され、そしてｋ空間メモリ４２に格納される。撮像データは、画像メモリ４６に格納される画像表現を生成するために、再構成プロセッサ４４により再構成される。ある好適な実施形態では、再構成プロセッサ４４は逆フーリエ変換再構成を実行する。

結果として生じた画像表現は、ビデオ・プロセッサ４８により処理され、人間が読み取れるディスプレイに備えられたユーザ・インタフェース５０に表示される。インタフェース５０は望ましくはパーソナル・コンピュータ又はワークステーションである。ビデオ画像を生成するのではなく、画像表現はプリンタ・ドライバにより処理され印刷され、コンピュータ・ネットワーク又はインターネット等を介して送信されてもよい。図１に示した実施形態では、ユーザ・インタフェース５０は、Ｘ線技師又は他のオペレータが磁気共鳴シーケンス制御部４０と通信し、磁気共鳴撮像シーケンスを選択し、撮像シーケンスを変更し、撮像シーケンスを実行すること等を可能にする。

全ての撮像走査が局所コイル２２の使用を必要とするのではなく、走査毎に走査に対して決定される。背骨の撮像シーケンスのような幾つかのシーケンスでは、患者の下にある局所コイル２２を適切に利用する。一方で、他のシーケンスは局所コイル２２の使用を必要としなくてよい。局所コイル２２が用いられるべき場合、付属台２４は患者支持体２６の下に配置される。幾つかの実施形態では、台２４は、台２４が患者支持体２６により持ち上げられるよう位置合わせされていることにユーザが気付くよう、柵又は外れ止めに係合する。

付属台２４は、患者支持体２６に取り付けられ、スキャナ穴内に移動され、機械的ピックアップ／解放機構を用いて正しい位置で解放される。機械的ピックアップ／解放機構は、所定の曲面に対して運動の方向を変え、コイル台２４をテーブル天板の速度から停止まで徐々に減速するよう構成された少なくとも１つの回転可能素子を用いる。種々の構成の回転可能素子が用いられてよく、１又は複数のカム表面の曲率又は形状は付属台に選択された前進的加速を与えるように選択されてよい。更に、同一の機構は、付属台２４を加速するため及び患者支持体２６に付属台２４を取り付けるために用いられる。続けて、患者支持体２６及び付属台２４は、スキャナ１０の外側にある長いす又は台車２８の上方の停止位置に近づく。一式のローラ、ボール・ベアリング等がカム機構を置換してもよい。

図２を参照する。付属台２４の説明のためのピックアップが例として記載されている。図示されたスナップ・ブロック５２のような回転素子は、付属台２４に取り付けられる。図示された実施形態では、スナップ・ブロックは、種々の周囲の表面に係合する５本のピン５４ａ−ｅに動作可能なように接続される。スナップ・ブロック５４は、付属台２４にヘッド・ピン５４ａにより回転可能に取り付けられる。第１の台ピックアップ素子５６は、患者支持体２６に固定して取り付けられ、穴１４の長手（ｚ）軸に沿って一緒に平行移動する。図２に示されたように、第２の台ピックアップ装置５８は、長いす又は台車２８に固定され、スナップ・ブロック５２に対してアンカ又は開始点として機能する。図示された実施形態では、固定素子５６は、患者支持体、例えばテーブル天板２６に留め具２６_Ｆにより固定される。一方で、固定素子５８は長いす又は台車に留め具２８_Ｆにより固定される。或いは、固定素子５６、５８は、テーブル天板２６及び／又は長いす若しくは台車２８と一体的に形成されてもよい。

除荷中、患者支持体２６は、図２に示された方向へ動く。図３に示されるように、患者支持体２６に固定された第１の台ピックアップ素子５６が十分遠くに移動すると、第１のカム表面６０はスナップ・ブロック５２のピン５４ｂに係合する。第１の台ピックアップ素子５６が穴１４の長手（ｚ）軸と平行に進み続けるとき、第１のカム表面６０はピン５４ｂを同一の方向に向かわせる。しかし、スナップ・ブロック５２はピン５４ａの周りを回転可能なので、第１のカム表面６０は、図３中の矢印により示されるように、ピン５４ｂを上方に向かわせる。従って、ピン５４ｅは、第１の台ピックアップ素子５６内の引き継ぎ溝６２に入る。同様に、ピン５４ｄは、第２の台ピックアップ素子５８内の引き継ぎ溝６４から出始める。ピン５４ｂの前方構成要素は、ピン５４ａ並びにスナップ・ブロック５２及び付属台２４により合わせられる。スナップ・ブロックの動きの開始時に、患者支持体２６と付属台２４の先端との間には距離ｄがある。

第１の台ピックアップ素子５６が一定速度で進むとき、スナップ・ブロック５２（及びピン５４ａに取り付けられた付属台２４）は同一の方向に徐々に加速される。図４を参照する。ピン５４ｅは、もはや動けなくなるまで、引き継ぎ溝６２を上に進む。また、ピン５４ｄは溝６４を出て、スナップ・ブロック５２が回転するのを助ける。ピン５４ｄが溝６４を完全に出ると、スナップ・ブロック５２の回転動作が止まる。並進運動がもはや回転運動に変換されないので、スナップ・ブロック５２（及びスナップ・ブロック５２に取り付けられた付属台２４）は、第１の台ピックアップ素子５６及び患者支持体２６の前進速度に一致する。この位置で、スナップ・ブロック５２はもはや回転せず、距離ｄ_１まで減少する。第１の台ピックアップ素子５６の並進運動は、スナップ・ブロック５２により部分的に回転運動に変換される。結果として、付属台の加速度は、異なる距離ｄ及びｄ１に広げられる。従って、付属台２４のピックアップの影響は、急激ではなく段階的である。

一実施形態では、走査が実行されている間、スナップ・ブロック５２、第１の台ピックアップ素子５６及び第２の台ピックアップ素子５８は装置１０の撮像領域の外側に存在したままである。光学符号化装置は、患者支持体２６の位置を決定するために用いられてよい。ピックアップ機構がスプリングのような弾性構成要素を用いないので、如何なるヒステリシス又は他の位置を不確定にする他の要素がなく、従って付属台２４の位置は患者支持体２６の位置から正確に推定できる。ラッチ装置（図示されない）が用いられ、撮像走査中に患者支持体２６が静止したままであることを保証してよい。

挿入中、処理は逆に実行される。図示された例では、静止構成要素５６、５８は、互いの鏡像である。また、スナップ・ブロック５２は左右相称である。従って、引き上げテーブル天板２６及び運搬付属台２４が長いす又は台車２８の停止位置に接近するときの台解放処理は、解放処理に類似している。図４で開始し、患者支持体２６及び付属台２４は、スキャンの前に動いていた方向とは反対方向に動き始める。ピン５４ｃが第２のカム表面６６に接触するとき、第２のカム表面６６はピン５４ｃを押し下げる。これは、スナップ・ブロック５２を反対方向に回転させ始め、ピン５４ｅは引き継ぎ溝６２を出始め、ピン５４ｄは引き継ぎ溝６４に入り始める。もう一度、付属台２４の並進運動がスナップ・ブロック５２の回転運動に変換され、患者支持体２６が一定速度で動き続ける間、付属台２４を減速させる。ピン５４ｄがもはや動けなくなると、つまり系が図３の構成に戻ると、スナップ・ブロック５２は回転を止め、付属台２４は離れて固定された第２の台ピックアップ素子５８の速度、つまりゼロに一致する。再び、実質的に極めて近い距離で急激に揺さぶられる代わりに、付属台は距離ｄ−ｄ_１に渡って減速される。

幾つかの代替の実施形態では、スナップ・ブロック５２は、回転可能に取り付けられる代わりに、付属台２４に固定的に取り付けられることが考えられる。これらの実施形態では、第１及び第２の台ピックアップ素子５６、５８は回転可能に取り付けられる。前述の実施形態のように、並進運動は回転運動に変換されるが、スナップ・ブロック５２が回転する代わりに、第１及び第２の台ピックアップ素子５６、５８が回転する。カム、スライド、ボール・ベアリング又はローラ仲介結合等の他の構成も、患者支持体２４の前進運動の回転運動への変換を達成し、それにより付属台を急激に捉える代わりに距離をかけて付属台を徐々に加速するために考案されうる。

幾つかの実施形態では、カム表面は、湾曲して設計され、静止からテーブル天板速度への実質的に一定の１重力加速度を提供する。１重力より速い又は遅い加速度も考案されうる。更に、カム表面は、静止からテーブル天板速度への一定でない加速度を提供するよう設計されてもよい。一般に、当業者は、如何なる所望の加速度特性を提供するようにカム表面の曲率を直ちに設計しうる。

加速度特性は、ピン、特に回転素子５２を付属台２４に取り付ける駆動ピン５４ａの水平及び垂直位置に関連する。患者支持体２６、付属台２４及び長いす又は台車２８の構成に依存して、患者支持体２６上の患者の重さが十分な垂直の（下方への）患者支持体２６の移動を生じ、駆動ピン５４ａを垂直に動かしうる。従って、付属台２４及び患者支持体２６の相対的な水平位置に誤差が生じうる。このような場合、スキャナ穴内の患者支持体２６の位置から推測される付属台２４の位置は、特定の誤差を有するだろう。患者支持体２６の垂直の（下方の）動きに適合するために、幾つかの実施形態では、駆動ピンは棒のような細長い部材に取り付けられ、駆動ピンを患者支持体の如何なる垂直運動からも分離するために重ね板バネ又は他の弾性要素が用いられる。

本発明は、本発明の好適な実施例に関連して説明された。以上の詳細な説明を読み理解した者は、修正及び変更をなしうる。本発明は、このような修正及び変更が特許請求の範囲又はその等価物の範囲内に属する場合、それら修正及び変更を包含すると見なされる。

Claims (15)

1. 撮像領域を定める撮像器；
   回転可能素子を有し、該撮像領域内で選択的に用いられる付属装置を収容する付属装置台；
   該付属装置台の前記回転可能素子を係合し該付属装置台を患者支持体の速度まで次第に加速する第１の台ピックアップ素子を有し、患者を支持し、該患者を前記撮像領域の中及び外へ移動させる患者支持体；
   を有する撮像装置。
2. 前記患者支持体が前記撮像領域内に存在するとき前記回転可能素子を係合し、前記付属装置台を前記患者支持体の速度から停止へ次第に減速する第２の台ピックアップ素子；
   を更に有する請求項１記載の撮像装置。
3. 前記回転可能素子は、前記付属台装置を加速及び減速するときに、並進運動を回転運動に変換する、
   ことを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
4. 前記撮像器は磁気共鳴スキャナであり、前記付属装置は無線周波数コイルを有する、
   ことを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
5. 患者支持体を撮像装置の撮像領域へ平行移動させる段階；
   前記患者支持体に取り付けられた第１の台ピックアップ素子で付属台に取り付けられたスナップ・ブロックに係合することにより、該付属台を前記患者支持体の速度まで加速し、該第１の台ピックアップ素子が該スナップ・ブロックに係合し、前記患者支持体の並進運動が回転運動に変換されるようにする段階；
   を有する画像診断の方法。
6. 前記スナップ・ブロックを加速すると同時に前記スナップ・ブロックを回転する段階；
   を更に有する請求項５記載の方法。
7. 前記スナップ・ブロックを加速すると同時に前記第１の台ピックアップ素子及び第２の台ピックアップ素子を回転する段階；
   を更に有する請求項５記載の方法。
8. 前記患者支持体を前記撮像領域から引き出す段階；及び
   第２の台ピックアップ素子を用いて、停止まで前記付属台を減速する段階；
   を更に有する請求項５記載の方法。
9. 前記付属台を減速する段階は、
   第２のカム表面に対してピンをカムさせ、前記スナップ・ブロックを回転させ、ピンを前記第２の台ピックアップ素子の減速溝に入れる段階；
   を有する、
   ことを特徴とする請求項８記載の方法。
10. ピックアップ機構であって、
    当該ピックアップ機構により、直線的に平行移動する患者支持体が、付属台をピックアップし、該付属台を該患者支持体と共に撮像システム内へ移動させ、
    当該ピックアップ機構は：
    前記患者支持体に結合された第１の構造体；及び
    前記付属台に結合された第２の構造体；
    を有し、
    前記第１及び第２の構造体のうちの１つは、回転可能素子であり、
    前記第１及び第２の構造体は、前記患者支持体の前記撮像システム内への直線的平行移動に応答して共に係合し、
    前記回転可能素子は、該係合中に回転し、前記直線的に平行移動する患者支持体の前記直線的平行移動の速度まで前記付属台を次第に加速する、
    ことを特徴とするピックアップ機構。
11. 前記第２の構造体は、回転可能素子であり、駆動ピンを介して前記付属台に結合される、
    をことを特徴とする請求項１０記載のピックアップ機構。
12. 前記第１及び第２の構造体は、カムにより係合し、前記駆動ピンの周りで前記回転可能素子を回転させ、
    前記カムは、前記付属台の選択された加速特性を提供する湾曲を有する加速溝に沿う、
    ことを特徴とする請求項１１記載のピックアップ機構。
13. 第３の構造体；
    を更に有し、
    前記第２及び第３の構造体の１つは、回転可能素子であり、
    前記第２及び第３の構造体は、前記撮像システムの外の前記患者支持体の直線的平行移動に応じて共に係合し、
    前記回転素子は、前記係合中に回転し、前記直線的に平行移動する患者支持体の前記直線的平行移動の速度から静止まで前記付属台を次第に減速する、
    ことを特徴とする請求項１０記載のピックアップ機構。
14. 前記第１及び第３の構造体は、互いの鏡像であり、
    前記第２の構造体は、左右対称である、
    ことを特徴とする請求項１３記載のピックアップ機構。
15. 磁気共鳴スキャナ；
    長いす又は台；
    前記長いす又は台から前記磁気共鳴スキャナ内へ直線的に平行移動し、患者を前記スキャナ内へ挿入するようにされる患者支持体；
    前記長いす又は台から前記磁気共鳴スキャナ内へ直線的に平行移動し、前記スキャナ内へ挿入するようにされる付属台；及び
    前記患者支持体が前記長いす又は台から前記磁気共鳴スキャナ内へ直線的に平行移動するときに、前記付属台をピックアップするようにされる、請求項１０記載のピックアップ機構；
    を有する磁気共鳴システム。

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