JP2013075060A - 医用装置および磁気共鳴装置 - Google Patents

Abstract

【課題】省電力化が図られた医用装置を提供する。
【解決手段】ＭＲ装置は電力計測装置を有している。電力計測装置はＭＲ装置の消費電力Ｗを計算する。消費電力Ｗが閾値を超えた場合、電力計測装置は、消費電力Ｗが閾値を超えたことを、中央処理装置に知らせる。この知らせを受け取ると、調整手段は、ＭＲ装置の消費電力Ｗが閾値を超えないように、調整前の勾配パルスＧ_ｆの高さＨをΔＨだけ低くし、幅ＷをΔＷだけ広げる。
【選択図】図５

Description

本発明は、被検体を撮影する医用装置および磁気共鳴装置に関する。

近年、日本では、地震などの影響で、電力事情が悪化しており、病院でも節電対策を取らざるを得ない状況となっている。病院では、患者さんの画像診断を行うに当たって、磁気共鳴装置を使用しているところも多い。しかし、磁気共鳴装置は消費電力が大きく、節電対策の上で大きな問題となっている。磁気共鳴装置の消費電力を低減する方法として、例えば、特許文献１の方法がある。

特開２００２−１５９４６５号公報

節電の方法として、磁気共鳴装置の使用頻度を減らすことも考えられるが、磁気共鳴装置は、患者さんの診断には、もはや欠かすことができない装置であるので、使用頻度を減らすことは現実的ではない。したがって、磁気共鳴装置の使用頻度を減らさずに、節電できることが望まれている。

本発明の第１の態様は、被検体を撮影する医用装置であって、
前記医用装置の消費電力が閾値を超えた場合、前記消費電力が低下するように動作する、医用装置である。

本発明の第２の態様は、被検体を撮影する磁気共鳴装置であって、
前記磁気共鳴装置の消費電力が閾値を超えた場合、前記消費電力が低下するように動作する、磁気共鳴装置である。

消費電力が閾値を超えた場合、消費電力を低下させるので、撮影を続行したままで省電力化を実現することができる。

本発明の一形態の磁気共鳴装置の概略図である。 本形態で実行されるスキャンの説明図である。 ＭＲ装置１００の動作フローを示す図である。 被検体を撮影しているときのＭＲ装置全体の消費電力の時間変化を概略的に示す図である。 勾配パルスＧ_ｆの調整方法の一例の説明図である。

以下、発明を実施するための形態について説明するが、本発明は、以下の形態に限定されることはない。

図１は、本発明の一形態の磁気共鳴装置の概略図である。
磁気共鳴装置（以下、「ＭＲ装置」と呼ぶ。ＭＲ：Magnetic Resonance）１００は、マグネット２、テーブル３、受信コイル４、クーリング装置５などを有している。

マグネット２は、被検体１４が収容されるボア２１と、超伝導コイル２２と、勾配コイル２３と、送信コイル２４とを有している。超伝導コイル２２は静磁場を印加し、勾配コイル２３は勾配パルスを印加し、送信コイル２４はＲＦパルスを送信する。尚、超伝導コイル２２の代わりに、永久磁石を用いてもよい。

テーブル３は、クレードル３ａを有している。クレードル３ａは、ボア２１内に移動できるように構成されている。クレードル３ａによって、被検体１４はボア２１に搬送される。

受信コイル４は、被検体１４の頭部に取り付けられている。受信コイル４は、被検体１４からの磁気共鳴信号を受信する。

クーリング装置５は、勾配コイル２３などを一定の温度に冷却する。
ＭＲ装置１００は、更に、シーケンサ６、送信器７、勾配磁場電源８、受信器９、電力計測装置１０、中央処理装置１１、操作部１２、表示部１３、などを有している。

シーケンサ６は、中央処理装置１１の制御を受けて、パルスシーケンスの情報を送信器７および勾配磁場電源８に送る。

送信器７は、シーケンサ６から送られた情報に基づいて、ＲＦコイル２４を駆動する駆動信号を出力する。

勾配磁場電源８は、シーケンサ６から送られた情報に基づいて、勾配コイル２３を駆動する駆動信号を出力する。

受信器９は、受信コイル４で受信された磁気共鳴信号を信号処理し、中央処理装置１１に出力する。

電力計測装置１０は、ＭＲ装置１００の消費電力を計算する。
中央処理装置１１は、シーケンサ６および表示部１３に必要な情報を伝送したり、受信器９から受け取ったデータに基づいて画像を再構成するなど、ＭＲ装置１００の各種の動作を実現するように、ＭＲ装置１００の各部の動作を制御する。中央処理装置１１は、例えばコンピュータ（computer）によって構成される。中央処理装置１１は、消費電力算出手段１１Ａおよび調整手段１１Ｂなどを有している。

消費電力算出手段１１Ａは、勾配コイル２３の消費電力Ｗｇを計算する。
調整手段１１Ｂは、電力計測装置１０が計測した消費電力が閾値を超えた場合、パルスシーケンスを調整する。

中央処理装置１１は、消費電力算出手段１１Ａおよび調整手段１１Ｂの一例であり、所定のプログラムを実行することにより、これらの手段として機能する。

操作部１２は、オペレータにより操作され、種々の情報を中央処理装置１１に入力する。表示部１３は種々の情報を表示する。

ＭＲ装置１００は、上記のように構成されている。尚、図２に、本形態で実行されるスキャンを示す。本形態では、スキャンＳＣ１およびＳＣ２が実行される。スキャンＳＣ１では、スピンエコー法のパルスシーケンスＰＳ１が繰り返し実行され、スキャンＳＣ２では、グラディエントエコー法のパルスシーケンスＰＳ２が繰り返し実行される。尚、使用されるパルスシーケンスは、図２に示されるパルスシーケンスに限定されることはなく、種々のパルスシーケンスを使用することができる。

本形態では、ＭＲ装置１００は、被検体１４の撮影中におけるＭＲ装置１００の消費電力を計測し、消費電力が一定値を超えると、ＭＲ装置１００の消費電力が低下するように動作する。以下に、ＭＲ装置１００の消費電力をどのようにして制御するかについて説明する。

図３は、ＭＲ装置１００の動作フローを示す図、図４は、被検体を撮影しているときのＭＲ装置全体の消費電力の時間変化を概略的に示す図である。

ステップＳＴ１では、電力計測装置１０が、ＭＲ装置１００の消費電力Ｗを計算する。ここでは、時点ｔ_１における消費電力Ｗ＝Ｗ_１を計算したとする。消費電力Ｗ_１を計算したら、ステップＳＴ２に進む。

ステップＳＴ２では、電力計測装置１０が、消費電力Ｗ_１と閾値Ｗ_ｔｈとを比較し、消費電力Ｗ_１が閾値Ｗ_ｔｈを超えたか否かを判断する。閾値Ｗ_ｔｈは、ＭＲ装置１００の消費電力として許容されている値を表している。

消費電力Ｗ_１が閾値Ｗ_ｔｈを超えていないと判断された場合、ステップＳＴ１に戻る。一方、消費電力Ｗ_１が閾値Ｗ_ｔｈを超えたと判断された場合、ステップＳＴ３に進む。ここでは、消費電力Ｗ_１は閾値Ｗ_ｔｈを超えていないので、ステップＳＴ１に戻る。そして、再び、消費電力Ｗを計算する。図４では、スキャンＳＣ１の間（時間ｔ_１〜ｔ_２）は、消費電力Ｗは閾値Ｗ_ｔｈを超えていないので、ステップＳＴ１およびステップＳＴ２のループが繰り返し実行される。また、スキャンＳＣ１が終了した後の時間ｔ_２〜ｔ_３の間も、消費電力Ｗは閾値Ｗ_ｔｈを超えていないので、ステップＳＴ１およびステップＳＴ２のループが繰り返し実行される。

しかし、次のスキャンＳＣ２が開始されると（開始時点ｔ_３）、消費電力Ｗは増加し、閾値Ｗ_ｔｈを超える。したがって、電力計測装置１０は、消費電力Ｗが閾値Ｗ_ｔｈを超えたと判断し、ステップＳＴ３に進む。

ステップＳＴ３では、電力計測装置１０は、中央処理装置１１に、消費電力Ｗが閾値Ｗ_ｔｈを超えたことを知らせる。そして、ステップＳＴ４に進む。

ステップＳＴ４では、中央処理装置１１の消費電力算出手段１１Ａ（図１参照）が、スキャンＳＣ２においてパルスシーケンスＰＳ２を実行したときに消費される勾配コイル２３の消費電力Ｗｇを計算する。勾配コイル２３の消費電力Ｗｇを計算したら、ステップＳＴ５に進む。

ステップＳＴ５では、ＭＲ装置１００の消費電力Ｗを閾値Ｗ_ｔｈよりも小さくするための処理が行われる。以下に、この処理の手順の一例について説明する。

調整手段１１Ｂ（図１参照）は、先ず、スキャンＳＣ２で使用されるパルスシーケンスＰＳ２に基づいて、スキャンＳＣ２におけるＭＲ装置１００の消費電力Ｗを計算する。そして、調整手段１１Ｂは、ＭＲ装置１００の消費電力Ｗを閾値Ｗ_ｔｈよりも小さくするには、ステップＳＴ４で計算された勾配コイル２３の消費電力Ｗｇをどれだけ削減すればよいかを計算する。

次に、調整手段１１Ｂは、計算した勾配コイル２３の消費電力の削減量に基づいて、ＭＲ装置１００の消費電力Ｗが閾値Ｗ_ｔｈよりも小さくなるように、パルスシーケンスＰＳ２（図２参照）を調整する。以下に、パルスシーケンスＰＳ２の調整方法の一例について説明する。

図５は、パルスシーケンスＰＳ２の調整方法の一例の説明図である。
図５（ａ）は、調整前のパルスシーケンスＰＳ２を示す図、図５（ｂ）は、調整後のパルスシーケンスＰＳ２を示す図である。

調整手段１１Ｂは、パルスシーケンスＰＳ２の勾配パルスＧ_ｆの高さＨおよび幅Ｗを調整する。図５（ｂ）には、調整前の勾配パルスＧ_ｆを破線で示し、調整後の勾配パルスＧ_ｆ′を実線で示してある。図５（ｂ）に示すように、調整前の勾配パルスＧ_ｆの高さＨをΔＨだけ低くし、幅ＷをΔＷだけ広げることによって、調整後の勾配パルスＧ_ｆ′が得られる。調整後の勾配パルスＧ_ｆ′の高さおよび幅は、それぞれ、符号「Ｈ′」および「Ｗ′」で示されている。調整後の勾配パルスＧ_ｆ′の幅Ｗ′は広くなっているので、パルスシーケンスＰＳ２の繰り返し時間ＴＲ２′も、ΔＴＲだけ長くなっている。尚、本形態では、調整後の勾配パルスＧ_ｆ′は、調整前の勾配パルスＧ_ｆと同じ面積Ｓになるように調整されている。

調整後の勾配パルスＧ_ｆ′の高さＨ′は、調整前の勾配パルスＧ_ｆよりも、ΔＨだけ低くなっているので、勾配コイル２３に流れるコイル電流が低下する。したがって、勾配コイル２３の消費電力Ｗｇが低下するので、ＭＲ装置１００の消費電力Ｗを低下させることができる。

また、調整手段１１Ｂは、調整後の勾配パルスＧ_ｆ′の幅Ｗ′を、調整前の勾配パルスＧ_ｆよりもΔＷだけ広くして、勾配パルスの面積がＳのままで変化しないようにしている。したがって、調整後の勾配パルスＧ_ｆ′の中心時点ｔ_２でスピンを収束させることができる。

本形態では、調整手段１１Ｂは、ＭＲ装置１００の消費電力Ｗが閾値Ｗ_ｔｈよりも小さくなるように、調整後の勾配パルスＧ_ｆ′の高さＨ′および幅Ｗ′を設定する。したがって、図４に示すように、時点ｔ_５において、ＭＲ装置１００の消費電力Ｗを、閾値Ｗ_ｔｈよりも小さくすることができる。このように勾配パルスを調整し、スキャンを続行する。そして、ステップＳＴ６に進む。

ステップＳＴ６では、被検体の撮影が終了したか否かを判断する。撮影が終了していない場合は、ステップＳＴ１に戻り、ステップＳＴ１〜ＳＴ６を繰り返し実行する。一方、撮影が終了した場合は、フローを終了する。

本形態では、勾配パルスの高さを小さくすることによって、ＭＲ装置１００の消費電力を低減することができるので、省電力化を図ることができる。

また、ＭＲ装置１００は、時点ｔ_５以降も、ＭＲ装置１００の消費電力Ｗを計測し続け、消費電力Ｗが閾値Ｗ_ｔｈを超えた場合は、図３に示すフローに従って、勾配パルスを調整する。したがって、スキャンＳＣ２の間に、ＭＲ装置１００の消費電力Ｗが再び閾値Ｗ_ｔｈを超えても、ＭＲ装置１００の消費電力Ｗを閾値Ｗ_ｔｈ以下に戻すことができる。

尚、本形態では、ＭＲ装置１００の消費電力Ｗが閾値Ｗ_ｔｈを超えた場合、勾配コイル２３の消費電力を削減しているので、勾配コイル２３に流れるコイル電流が小さくなり、この結果、勾配コイル２３における発熱量が低下する。したがって、勾配コイル２３の冷却に使用されるクーリング装置５の冷却能力を下げても、勾配コイル２３を十分に冷却することが可能となる。そこで、勾配コイル２３の消費電力だけでなく、クーリング装置５の消費電力を低下させてもよい。この場合、クーリング装置５の消費電力を下げることができるので、勾配コイル２３の消費電力のみを下げる場合と比較して、勾配コイル２３における消費電力の削減量が少なくて済む。したがって、勾配パルスの高さの減少分ΔＨ（図５（ｂ）参照）を小さくすることができる。勾配パルスの高さの減少分ΔＨを小さくすることができれば、勾配パルスの幅の増加分ΔＷ（図５（ｂ）参照）を狭めることができるので、パルスシーケンスＰＳ２の繰り返し時間の延長分ΔＴＲを短くすることができる。したがって、スキャン時間の延長を最小限に抑えることができる。

また、本形態では、勾配コイル２３の消費電力を削減しているが、勾配コイル２３の消費電力を削減する代わりに、ＲＦコイル２４の消費電力を削減してもよいし、勾配コイル２３の消費電力と、ＲＦコイル２４の消費電力との両方を削減してもよい。

尚、本形態では、ＭＲ装置を取り上げて、消費電力を低下させる方法について説明しているが、本発明は、ＭＲ装置だけでなく、消費電力の大きい他の医用装置にも適用することができる。

２ マグネット
３ テーブル
３ａ クレードル
４ 受信コイル
５ クーリング装置
６ シーケンサ
７ 送信器
８ 勾配磁場電源
９ 受信器
１０ 電力計測装置
１１ 中央処理装置
１２ 操作部
１３ 表示部
１００ ＭＲ装置

Claims (11)

1. 被検体を撮影する医用装置であって、
   前記医用装置の消費電力が閾値を超えた場合、前記消費電力が低下するように動作する、医用装置。
2. 被検体を撮影する磁気共鳴装置であって、
   前記磁気共鳴装置の消費電力が閾値を超えた場合、前記消費電力が低下するように動作する、磁気共鳴装置。
3. 前記磁気共鳴装置の消費電力を計測する計測手段、を有する請求項２に記載の磁気共鳴装置。
4. 前記計測手段が計測した消費電力が閾値を超えた場合、前記磁気共鳴装置が実行するパルスシーケンスを調整する調整手段、を有する、請求項３に記載の磁気共鳴装置。
5. 前記調整手段は、
   前記計測手段が計測した消費電力が閾値を超えた場合、前記磁気共鳴装置の勾配コイルの消費電力が低下するように、前記パルスシーケンスを調整する、請求項４に記載の磁気共鳴装置。
6. 前記計測手段が計測した消費電力が閾値を超えた場合、前記磁気共鳴装置の勾配コイルの消費電力を算出する消費電力算出手段を有し、
   前記調整手段は、
   前記勾配コイルの消費電力に基づいて、前記パルスシーケンスの勾配パルスを調整する、請求項５に記載の磁気共鳴装置。
7. 前記調整手段は、前記勾配パルスの高さを調整する、請求項６に記載の磁気共鳴装置。
8. 前記調整手段は、前記勾配パルスの幅を調整する、請求項７に記載の磁気共鳴装置。
9. 前記調整手段は、調整前の勾配パルスの面積と、調整後の勾配パルスの面積が等しくなるようにする、請求項８に記載の磁気共鳴装置。
10. 前記勾配コイルを冷却するためのクーリング装置を有し、
    前記磁気共鳴装置の消費電力が閾値を超えた場合、前記勾配コイルの消費電力と、前記クーリング装置の消費電力とを低下させる、請求項５〜９のうちのいずれか一項に記載の磁気共鳴装置。
11. 前記調整手段は、前記パルスシーケンスのＲＦパルスを調整する、請求項４〜１０のうちのいずれか一項に記載の磁気共鳴装置。
    

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