JP2012115299A - 磁気共鳴イメージング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 被検体の移動等を好適にモニタリングすることができる磁気共鳴イメージング装置を提供する。
【解決手段】 被検体が配置される撮影空間に均一な静磁場を発生させる静磁場発生手段と、前記静磁場に重畳して傾斜磁場を発生させる傾斜磁場発生手段と、前記被検体へ高周波磁場を発生する高周波コイルと、前記被検体から発生するNMR信号を検出する検出手段と、前記検出された信号を画像化する画像化手段と、を備えた磁気共鳴イメージング装置であって、前記被検体の所望部位を前記撮影空間へ移動する移動手段と、該移動手段による移動の際に、前記磁気共鳴イメージング装置の第1の所定の器具が、第2の所定の器具に接触する危険性がないかを監視する監視手段を備える。
【選択図】 図3

Description

本発明は、被検体中の水素や燐等からの核磁気共鳴(以下、NMRという)信号を測定し、核の密度分布や緩和時間分布等を画像化する核磁気共鳴イメージング(以下、MRIという)装置に関し、特に被検体の移動等を好適にモニタリングする技術に関する。

MRI装置は、被検体、特に人体の組織を構成する原子核スピンが発生するNMR信号を計測し、その頭部、腹部、四肢等の形態や機能を2次元的に或いは3次元的に画像化する装置である。撮影においては、NMR信号には、傾斜磁場によって異なる位相エンコードが付与されるとともに周波数エンコードされて、該NMR信号は時系列データとして計測される。計測されたNMR信号は、2次元又は3次元フーリエ変換されることにより画像に再構成される。

MRI計測では、計測の前準備の段階で、被検体の所望の関心領域をガントリの撮影空間内に移動させる作業がある。特に、被検体の各部位を部位毎に撮影するマルチステーションと呼ばれる手法(特許文献1参照。)では、被検体をテーブルに載せた状態で、段階的にテーブル内に挿入しなければならない。

一方、医用画像診断装置において、撮影中に被検体(患者)が撮影に影響を与えるような動作を行なったかをカメラにてモニタリングできるようにする技術が特許文献2に開示されている。

米国特許第6311085号公報 特開平10-179569号公報

しかしながら、特許文献2記載の従来技術では、テレビカメラが被検体に対して上方に被検体を観察するために配置されていたため、テーブルがぶつかりそうかどうか等を検知できない問題があった。

本発明の目的は、被検体の移動等を好適にモニタリングすることが可能なMRI装置を提供することにある。

上記の課題を解決するために、本発明は、被検体が配置される撮影空間に均一な静磁場を発生させる静磁場発生手段と、前記静磁場に重畳して傾斜磁場を発生させる傾斜磁場発生手段と、前記被検体へ高周波磁場を発生する高周波コイルと、前記被検体から発生するNMR信号を検出する検出手段と、前記検出された信号を画像化する画像化手段と、を備えた磁気共鳴イメージング装置であって、
前記被検体の所望部位を前記撮影空間へ移動する移動手段と、該移動手段による移動の際に、前記磁気共鳴イメージング装置の第1の所定の器具が、第2の所定の器具に接触する危険性がないかを監視する監視手段を備える。

また、前記第1の所定の器具は前記被検体を載せる寝台であり、前記第2の所定の器具は、シールドルームの内壁である。
前記監視手段は、監視カメラである。
前記監視カメラは、シールドルームの内壁に設置され、撮像空間の方向を向いている。
前記監視カメラは、寝台の挿入に対して奥方のシールドルームの内壁に撮影空間を向いて配置されている。

本発明によれば、被検体の移動等を好適にモニタリングすることができるMRI装置が提供できる。

本発明の実施例1を示す図 本発明の実施例2を示す図 本発明に係るMRI装置の概観図

以下、添付図面に従って本発明のMRI装置の好ましい実施形態について詳説する。なお、発明の実施形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。

最初に、本発明の実施例1を図1に基づいて説明する。図1は、本発明の実施例1を示すブロック図である。このMRI装置は、NMR現象を利用して被検体の断層画像を得るもので、図1に示すように、MRI装置は静磁場発生系2と、傾斜磁場発生系3と、送信系5と、受信系6と、信号処理系7と、シーケンサ4と、中央処理装置(CPU)8とを備えて構成される。

静磁場発生系2は、垂直磁場方式であれば、被検体1の周りの空間にその体軸と直交する方向に、水平磁場方式であれば、体軸方向に均一な静磁場を発生させるもので、被検体1の周りに永久磁石方式、常電導方式あるいは超電導方式の静磁場発生源が配置されている。

傾斜磁場発生系3は、MRI装置の座標系(静止座標系)であるX，Y，Zの3軸方向に巻かれた傾斜磁場コイル9と、それぞれの傾斜磁場コイルを駆動する傾斜磁場電源10とから成り、後述のシ−ケンサ4からの命令に従ってそれぞれのコイルの傾斜磁場電源10を駆動することにより、X，Y，Zの3軸方向に傾斜磁場Gx，Gy，Gzを印加する。撮影時には、スライス面(撮影断面)に直交する方向にスライス方向傾斜磁場パルス(Gs)を印加して被検体1に対するスライス面を設定し、そのスライス面に直交して且つ互いに直交する残りの2つの方向に位相エンコード方向傾斜磁場パルス(Gp)と周波数エンコード方向傾斜磁場パルス(Gf)を印加して、エコー信号にそれぞれの方向の位置情報をエンコードする。

シーケンサ4は、高周波磁場パルス(以下、「ＲＦパルス」という)と傾斜磁場パルスをある所定のパルスシーケンスで繰り返し印加する制御手段で、CPU8の制御で動作し、被検体1の断層画像のデータ収集に必要な種々の命令を送信系5、傾斜磁場発生系3、および受信系6に送る。

送信系5は、被検体1の生体組織を構成する原子の原子核スピンに核磁気共鳴を起こさせるために、被検体1にRFパルスを照射するもので、高周波発振器11と変調器12と高周波増幅器13と送信側の高周波コイル(送信コイル)14aとから成る。高周波発振器11から出力された高周波パルスをシーケンサ4からの指令によるタイミングで変調器12により振幅変調し、この振幅変調された高周波パルスを高周波増幅器13で増幅した後に被検体1に近接して配置された高周波コイル14aに供給することにより、RFパルスが被検体1に照射される。

受信系6は、被検体1の生体組織を構成する原子核スピンの核磁気共鳴により放出されるエコー信号(NMR信号)を検出するもので、受信側の高周波コイル(受信コイル)14bと信号増幅器15と直交位相検波器16と、A/D変換器17とから成る。送信側の高周波コイル14ａから照射された電磁波によって誘起された被検体1の応答のNMR信号が被検体1に近接して配置された高周波コイル14bで検出され、信号増幅器15で増幅された後、シーケンサ4からの指令によるタイミングで直交位相検波器16により直交する二系統の信号に分割され、それぞれがA／D変換器17でディジタル量に変換されて、信号処理系7に送られる。

信号処理系7は、各種データ処理と処理結果の表示及び保存等を行うもので、光ディスク19、磁気ディスク18等の外部記憶装置と、CRT等からなるディスプレイ20とを有し、受信系6からのデータがCPU8に入力されると、CPU8が信号処理、画像再構成等の処理を実行し、その結果である被検体1の断層画像をディスプレイ20に表示すると共に、外部記憶装置の磁気ディスク18等に記録する。

操作部25は、MRI装置の各種制御情報や上記信号処理系7で行う処理の制御情報を入力するもので、トラックボール又はマウス23、及び、キーボード24から成る。この操作部25はディスプレイ20に近接して配置され、操作者がディスプレイ20を見ながら操作部25を通してインタラクティブにMRI装置の各種処理を制御する。

寝台52は、被検体1と受信コイル59をガントリ51内の撮像空間へ移動するものであり、寝台52の操作は操作盤55の操作により入力を行い、制御回路56にて動作が制御される。また制御回路56とCPU8は接続され寝台の位置情報や受信コイル59の情報を認識するために用いられている。

監視カメラ58は、ガントリ内の撮像空間や寝台の可動範囲に関する情報を収集できる位置、すなわちガントリ近傍や撮像室の壁や天井に取り付けられる。

モニタ57には、寝台52の位置情報、接続されている受信コイル59の種類に関する情報、被検体1の生態信号を検出する心電計などの同期計測器60による情報、寝台の可動範囲や撮像空間に配置された被検体1を監視できる監視カメラ58による情報が表示される。

モニタ57の配置場所は、MRI装置の操作者が寝台操作を行なう際に、操作者に対して対向した面であるガントリ51の表面やガントリから離れた場所に設置しても良く、操作者が見易い位置に設置される。

なお、図1において、送信側の高周波コイル14aと傾斜磁場コイル9は、被検体1が挿入される静磁場発生系2により発生される静磁場空間内に、垂直磁場方式であれば被検体1に対向して、水平磁場方式であれば被検体1を取り囲むようにして設置されている。また、受信側の高周波コイル14bは、被検体1に対向して、或いは取り囲むように設置されている。

現在MRI装置の撮像対象核種は、臨床で普及しているものとしては、被検体の主たる構成物質である水素原子核(プロトン)である。プロトン密度の空間分布や、励起状態の緩和時間の空間分布に関する情報を画像化することで、人体頭部、腹部、四肢等の形態または、機能を2次元もしくは3次元的に撮像する。

ガントリ内撮像空間の映像や寝台を更にどれくらい動かすことが可能かを示す範囲に関する情報を監視カメラが得るとその情報はCPUによる制御のもとに、モニタに表示される。CPUにより制御を行なうのは、モニタに映す情報が監視カメラの情報以外の寝台の位置情報、受信コイルの種類に関する情報、被検体の生態信号を検出する同期計測器による情報などを含むことがあり、その際の表示の切り替えを行う為である。

表示の切り替えタイミングは、例えば寝台の移動の操作盤から制御回路を介して行なわれる。制御回路の信号はCPUにも伝えている為、CPUは寝台の動作状況を把握でき、寝台の移動に併せてモニタ表示を自動で監視カメラ画像に切り替えることが出来る。

表示の切り替えは、上記の自動切り替えの他に手動切り替えとすることも出来る。これはガントリに設けた操作盤による切り替えやモニタ自身に切り替えスイッチを設けて、それによる場合で可能となる。

本実施例によれば、被検体の寝台による移動等を好適にモニタリングでき、寝台等がシールドルームにぶつかってしまわないかを好適に確認できる利点がある。

次に、実施例2について図2を用いて説明する。実施例1と異なる点は、監視カメラがCPUに介さず直接モニタに接続されていることである。

本実施例では、監視カメラの情報をCPUに介さないためMRI装置の装置構成を簡素化できる。モニタに映し出す情報は実施例1と同様に監視カメラの情報以外の寝台の位置情報、受信コイルの種類に関する情報、被検体の生態信号を検出する同期計測器による情報などを含むのでモニタ自身やガントリ操作盤に切り替えスイッチを設ける。

監視カメラの情報は寝台を動かす際のモニタのみならず計測中にもガントリ内の状態をディスプレイに映し出すことで計測中の被検体のケアーをしても良い。
本実施例によれば、被検体の寝台による移動等を好適にモニタリングでき、寝台等がシールドルームにぶつかってしまわないかを好適に確認できる利点がある。

図3は、本発明に係るMRI装置の概観図である。図3において、51はガントリ、52は寝台、57はガントリに配置されたモニタ、57aは後述するシールドルームの外に配置されたモニタ、58は監視カメラ、61はシールドルームの外枠である。図3に示されたように、監視カメラ58は、磁石(水平磁場方式あるいは垂直磁場方式いずれをも含む)における寝台の挿入に対して奥方のシールドルームの内壁に設置され、撮像空間の方向を向いていれば、寝台上の天板(図示せず)が挿入された際に、誤って天板がシールドルームの内壁にぶつからないように監視できることは言うまでもない。

51 ガントリ、52 寝台、57 ガントリに配置されたモニタ、57a シールドルームの外に配置されたモニタ、58 監視カメラ、61 シールドルームの外枠

Claims (5)

1. 被検体が配置される撮影空間に均一な静磁場を発生させる静磁場発生手段と、前記静磁場に重畳して傾斜磁場を発生させる傾斜磁場発生手段と、前記被検体へ高周波磁場を発生する高周波コイルと、前記被検体から発生するＮＭＲ信号を検出する検出手段と、前記検出された信号を画像化する画像化手段と、を備えた磁気共鳴イメージング装置であって、
   前記被検体の所望部位を前記撮影空間へ移動する移動手段と、該移動手段による移動の際に、前記磁気共鳴イメージング装置の第１の所定の器具が、第２の所定の器具に接触する危険性がないかを監視する監視手段を備えたこと特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
2. 前記第１の所定の器具は前記被検体を載せる寝台であり、前記第２の所定の器具は、シールドルームの内壁であることを特徴とする請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
3. 前記監視手段は、監視カメラであることを特徴とする請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
4. 前記監視カメラは、シールドルームの内壁に設置され、撮像空間の方向を向いていることを特徴とする請求項３に記載の磁気共鳴イメージング装置。
5. 前記監視カメラは、寝台の挿入に対して奥方のシールドルームの内壁に撮影空間を向いて配置されていることを特徴とする請求項４に記載の磁気共鳴イメージング装置。

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