JP2017086416A - 磁気共鳴イメージング装置及び磁気共鳴イメージング装置用移動型寝台装置 - Google Patents
磁気共鳴イメージング装置及び磁気共鳴イメージング装置用移動型寝台装置 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】天板が架台内へ移動される際の高さを所望の高さに維持することができる磁気共鳴イメージング装置及び磁気共鳴イメージング装置用移動型寝台装置を提供する。【解決手段】磁気共鳴イメージング装置は、寝台装置110と、架台と、検知部と、制御部とを備える。寝台装置110は、被検体を載置する天板111と、天板111を支持する天板支持台とを有する。架台は、静磁場磁石101を有する。検知部は、天板111及び天板支持台のうち少なくとも一方の高さを検知する。制御部は、天板111が架台内へ移動される間、検知部によって検知された高さに応じて、天板支持台の高さが所望の高さになるように天板支持台の高さの制御を行う。【選択図】図1
Description
本発明の実施形態は、磁気共鳴イメージング装置及び磁気共鳴イメージング装置用移動型寝台装置に関する。
磁気共鳴イメージングは、撮像空間に置かれた被検体の原子核スピンを、そのラーモア(Larmor)周波数のRF(Radio Frequency)パルスで磁気的に励起し、この励起に伴って発生する磁気共鳴信号のデータから画像を生成する撮像法である。
磁気共鳴イメージング装置は、架台に形成される撮像空間に被検体を置いて、撮像を行う。磁気共鳴イメージング装置は、撮像空間に被検体を挿入するために、寝台装置を備える。寝台装置は、被検体が横臥する天板を備え、架台の近傍において天板の上下動及び水平動を行う。例えば、寝台装置は、被検体が載置された天板を撮像空間の高さまで上昇させる。そして、寝台装置は、撮像空間の高さで天板を水平に移動させることで、被検体を撮像空間へ挿入する。
本発明が解決しようとする課題は、天板が架台内へ移動される際の高さを所望の高さに維持することができる磁気共鳴イメージング装置及び磁気共鳴イメージング装置用移動型寝台装置を提供することである。
実施形態の磁気共鳴イメージング装置は、寝台装置と、架台と、検知部と、制御部とを備える。寝台装置は、被検体を載置する天板と、前記天板を支持する天板支持台とを有する。架台は、静磁場磁石を有する。検知部は、前記天板及び前記天板支持台のうち少なくとも一方の高さを検知する。制御部は、前記天板が前記架台内へ移動される間、前記検知部によって検知された高さに応じて、前記天板支持台の高さが所望の高さになるように前記天板支持台の高さの制御を行う。
以下、図面を参照して、実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置及び磁気共鳴イメージング装置用移動型寝台装置を説明する。
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態に係るMRI装置100の構成例を示す機能ブロック図である。なお、以下では、磁気共鳴イメージング装置をMRI(Magnetic Resonance Imaging)装置と称する。
図1は、第1の実施形態に係るMRI装置100の構成例を示す機能ブロック図である。なお、以下では、磁気共鳴イメージング装置をMRI(Magnetic Resonance Imaging)装置と称する。
図1に示すように、MRI装置100は、静磁場磁石101と、静磁場電源102と、傾斜磁場コイル103と、傾斜磁場電源104と、寝台制御回路105と、送信コイル106と、送信回路107と、受信コイル108と、受信回路109と、寝台装置110と、シーケンス制御回路120と、計算機130とを備える。なお、MRI装置100に、被検体P(例えば、人体)は含まれない。また、図1に示す構成は一例に過ぎない。
静磁場磁石101は、中空の略円筒形状に形成された磁石であり、内部の空間に静磁場を発生する。静磁場磁石101は、例えば、超伝導磁石等であり、静磁場電源102から電流の供給を受けて励磁する。静磁場電源102は、静磁場磁石101に電流を供給する。なお、静磁場磁石101は、永久磁石でもよく、この場合、MRI装置100は、静磁場電源102を備えなくてもよい。また、静磁場電源102は、MRI装置100とは別に備えられてもよい。
傾斜磁場コイル103は、中空の略円筒形状に形成されたコイルであり、静磁場磁石101の内側に配置される。傾斜磁場コイル103は、互いに直交するx、y、及びzの各軸に対応する3つのコイルが組み合わされて形成されており、これら3つのコイルは、傾斜磁場電源104から個別に電流の供給を受けて、x、y、及びzの各軸に沿って磁場強度が変化する傾斜磁場を発生する。傾斜磁場コイル103によって発生するx、y、及びzの各軸の傾斜磁場は、例えば、スライスエンコード傾斜磁場GSE(若しくはスライス選択傾斜磁場GSS)、位相エンコード傾斜磁場GPE、及び周波数エンコード傾斜磁場GROである。傾斜磁場電源104は、傾斜磁場コイル103に電流を供給する。
寝台制御回路105は、計算機130による制御の下、後述する寝台装置110を駆動して、被検体Pが載置される天板111を長手方向及び上下方向へ移動させる。
送信コイル106は、傾斜磁場コイル103の内側に配置され、送信回路107からRF(Radio Frequency)パルスの供給を受けて、高周波磁場を発生する。送信コイル106は、例えば、中空の略円筒形状に形成されるWB(Whole Body)コイルである。
送信回路107は、対象とする原子の種類及び磁場強度で定まるラーモア周波数に対応するRFパルスを送信コイル106に供給する。
受信コイル108は、撮像空間に置かれた被検体Pに装着され、送信コイル106によって印加される高周波磁場の影響で被検体Pから発せられる磁気共鳴信号(以下、適宜「MR(Magnetic Resonance)信号」と表記する)を受信する。受信コイル108は、受信したMR信号を受信回路109へ出力する。例えば、受信コイル108には、撮像対象の部位ごとに専用のコイルが用いられる。ここでいう専用のコイルは、例えば、頭部用の受信コイル、脊椎用の受信コイル、腹部用の受信コイル等である。
受信回路109は、受信コイル108から出力されるMR信号を検出し、検出したMR信号に基づいてMRデータを生成する。具体的には、受信回路109は、受信コイル108から出力されるMR信号をデジタル変換することによってMRデータを生成する。また、受信回路109は、生成したMRデータをシーケンス制御回路120へ送信する。
なお、ここでは、送信コイル106が高周波磁場を印加し、受信コイル108がMR信号を受信する場合の例を説明するが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、送信コイル106が、MR信号を受信する受信機能を更に有していてもよいし、受信コイル108が、高周波磁場を印加する送信機能を更に有していてもよい。送信コイル106が受信機能を有している場合には、受信回路109は、送信コイル106によって受信されたMR信号からもMRデータを生成する。また、受信コイル108が送信機能を有している場合には、送信回路107は、受信コイル108にもRFパルスを供給する。
寝台装置110は、被検体Pが載置される天板111を備え、寝台制御回路105による制御の下、被検体Pが載置された状態で、静磁場磁石101を備える架台内へ天板111を挿入する。寝台装置110は、長手方向が静磁場磁石101の中心軸と平行になるように設置される。
ここで、第1の実施形態に係る寝台装置110は、被検体Pを天板111に載置したまま移動可能な移動型寝台装置である。これにより、例えば、撮像中に被検体Pの症状が悪化した場合に、撮像を中断し、天板111に横臥したままの被検体Pを速やかに退避させることが可能である。また、例えば、撮像前の架台側の準備(例えば、磁石及びコイルのセッティング等)と、寝台装置110側の準備(例えば、被検体Pに受信コイル108を装着する等)とを、それぞれ異なる場所で平行して行うことにより、検査にかかる工程を短縮することが可能である。
シーケンス制御回路120は、計算機130から送信されるシーケンス情報に基づいて、傾斜磁場電源104、送信回路107及び受信回路109を駆動することによって、被検体Pの撮像を行う。ここで、シーケンス情報は、撮像を行うための手順を定義した情報である。シーケンス情報には、傾斜磁場コイル103に供給する電流の強さや電流を供給するタイミング、送信回路107が送信コイル106に供給するRFパルスの強さやRFパルスを印加するタイミング、受信回路109がMR信号を検出するタイミング等が定義される。
また、シーケンス制御回路120は、傾斜磁場電源104、送信回路107及び受信回路109を制御して被検体Pを撮像した結果、受信回路109からMRデータを受信すると、受信したMRデータを計算機130へ転送する。
計算機130は、MRI装置100の全体制御や、MR画像の生成等を行う。例えば、計算機130は、操作者から入力される撮像条件に基づいてシーケンス制御回路120に撮像シーケンスを実行させる。また、計算機130は、シーケンス制御回路120から送信されたMRデータに基づいて画像を再構成する。計算機130は、再構成された画像を記憶部に格納したり、表示部に表示したりする。なお、計算機130は、例えば、コンピュータ等の情報処理装置である。
なお、図1に示した寝台制御回路105、送信回路107、受信回路109、及びシーケンス制御回路120等の各処理回路は、各々の機能を実現するための各プログラムを所定の記憶回路から読み出し、実行することで各プログラムに対応する機能を実現するプロセッサである。なお、図1において、寝台制御回路105、送信回路107、受信回路109、及びシーケンス制御回路120は、それぞれ単一の処理回路にて実現されるものとして説明するが、複数の独立したプロセッサを組み合わせて処理回路を構成し、各プロセッサがプログラムを実行することにより実現されるものとしても構わない。
上記説明において用いた「プロセッサ」という文言は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、GPU(Graphics Processing Unit)、或いは、特定用途向け集積回路(Application Specific Integrated Circuit:ASIC)、プログラマブル論理デバイス(例えば、単純プログラマブル論理デバイス(Simple Programmable Logic Device:SPLD)、複合プログラマブル論理デバイス(Complex Programmable Logic Device:CPLD)、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ(Field Programmable Gate Array:FPGA))等の回路を意味する。プロセッサは記憶回路に保存されたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。なお、記憶回路にプログラムを保存する代わりに、プロセッサの回路内にプログラムを直接組み込むよう構成しても構わない。この場合、プロセッサは回路内に組み込まれたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。なお、本実施形態の各プロセッサは、プロセッサごとに単一の回路として構成される場合に限らず、複数の独立した回路を組み合わせて1つのプロセッサとして構成し、その機能を実現するようにしてもよい。更に、各図における複数の構成要素を1つのプロセッサへ統合してその機能を実現するようにしてもよい。
ここで、第1の実施形態に係るMRI装置100は、寝台装置110として、MRI装置用移動型寝台装置を備える。この寝台装置110は、被検体Pを天板111に載置したまま移動可能な装置である。これにより、例えば、撮像中に被検体Pの症状が悪化した場合に、撮像を中断し、天板111に横臥したままの被検体Pを速やかに退避させることが可能となる。また、例えば、撮像前の架台側の準備(例えば、磁石及びコイルのセッティング等)と、寝台装置110側の準備(例えば、被検体Pに受信コイル108を装着する等)とを、それぞれ異なる場所で平行して行うことにより、検査にかかる工程を短縮することが可能となる。
ところで、従来のMRI装置では、天板が架台内へ移動される際の高さを所望の高さに維持することができない場合があった。このため、従来のMRI装置では、天板の架台内への移動が阻害されてしまう場合があった。
図2A及び図2Bは、従来技術を説明するための図である。図2A及び図2Bに示すように、従来のMRI装置において、移動型寝台装置210は、天板211と、天板211を水平動可能に支持する天板支持台212と、天板支持台212を上下動可能に支持するXリンク213とを備える。また、移動型寝台装置210は、天板支持台212の上下動を行う上下動ポンプユニット214と、天板211の水平動を行う天板水平動モーター215と、天板211が水平動可能な高さ(以下、適宜「UPLIMIT位置」と表記)まで上昇したことを検知するセンサ216とを備える。また、従来のMRI装置において、架台240は、架台240内へ送り込まれた天板211を支持するレール241を備える。
ここで、センサ216は、例えば、フォトカプラを用いた遮光センサである。例えば、センサ216は、LED(Light Emitting Diode)と受光素子とを有し、LEDから発せられた光を受光可能な位置に受光素子が置かれる。そして、センサ216は、天板支持台212の上下動に連動して動作するXリンク213により、LEDの光が遮光されるか否かを検知する。つまり、センサ216は、例えば、天板支持台212がUPLIMIT位置に達した時にXリンク213により遮光される位置に設置されることで、天板支持台212がUPLIMIT位置に達したか否かを検知する。
図2Aに示すように、天板211の上下動は、Xリンク213に取付けられた上下動ポンプユニット214のアームの伸縮によって行われる。例えば、撮像前には、上下動ポンプユニット214のアームが縮み、天板211が下限位置に設定されている(図3A参照)。ここで、天板211を上昇させる旨の天板上昇指示を操作者(検査者)が入力すると、上下動ポンプユニット214のアームが伸び、天板211が上昇する。そして、天板211がUPLIMIT位置に達すると、これをXリンク213の脚部に設置されたセンサ216が検出する。ここで、UPLIMIT位置は、例えば、天板支持台212の高さとレール241の高さとが一致する位置であり、天板211が両者の間をスムースに移動可能な位置である(図2A参照)。天板211がUPLIMIT位置に達したことが検出されると、上下動ポンプユニット214の動作が停止され、天板211がUPLIMIT位置で停止する。そして、天板211を架台240へ挿入する旨の天板IN動作指示を操作者が入力すると、天板水平動モーター215が駆動され、天板211が架台240内へ水平移動される。
ここで、天板211が天板支持台212の上にある場合と、架台240内に移動した場合とでは、Xリンク213にかかる重量が異なるため、Xリンク213の撓み方も異なり、結果として天板支持台212の高さも変化する。例えば、図2Aに示すように、天板211が天板支持台212の上にある場合、Xリンク213には、被検体P、天板211、天板支持台212、及び天板水平動モーター215等の支持物の重量がかかるため、撓んだ状態となる。具体的には、Xリンク213の「X」形状を形成する所定の長さの2つの板部材それぞれが、支持物の重量により下方向に撓んでいる。
図2Bに示すように、天板211が被検体Pとともに架台240内へ送られると、上記の支持物の重量がXリンク213へかからなくなるので、Xリンク213の撓みが戻り、その分、天板支持台212の高さが高くなる。すなわち、天板211が天板支持台212から架台240内へ移動される過程で、Xリンク213にかかる重量が徐々に軽減されるため、撓んでいたXリンク213が徐々に戻る結果、天板支持台212の高さが徐々に高くなってしまう。
このように、天板支持台212の高さとレール241の高さに違いが生じると、天板211の水平移動を妨げる場合がある。具体的には、天板211の先端がレール241に擦れてしまったり、天板211の裏面が天板支持台212の角に擦れてしまったりする。この結果、天板水平動モーター215を停止させて天板211の水平移動を停止させたり、天板211の位置が指定位置からずれてしまったりするといった不具合を発生させる。
上記のような撓み戻りに起因する高さの変化を軽減するには、Xリンク213の剛性を上げることが考えられる。しかしながら、剛性を上げるとXリンク213自体の重量も増加してしまうため、可搬性向上のために軽量化が要求されている移動型寝台装置210では、剛性を上げるのは難しい。むしろ、移動型寝台装置210では、Xリンク213の剛性を落とさざるを得ないと言える。したがって、撓み戻りに起因する高さの変化は、移動型寝台装置210において顕著に現れる。
そこで、第1の実施形態に係るMRI装置100は、天板111が架台内へ移動される際の高さを所望の高さに維持するために、以下の構成を備える。
なお、以下の実施形態では、寝台装置110が移動型寝台装置である場合を説明するが、これに限定されるものではない。例えば、寝台装置110は、架台の近傍に固定される形態であってもよい。
図3Aから図3Cは、第1の実施形態に係る寝台装置110の構成例を示す図である。図3Aには、寝台装置110が架台140から分離した状態を例示し、図3Bには、天板支持台112の上下動が行われている状態を例示し、図3Cには、天板支持台112の水平動が行われている状態を例示する。
図3Aから図3Cに示すように、寝台装置110は、例えば、天板111と、天板支持台112と、Xリンク113と、上下動ポンプユニット114と、天板水平動モーター115と、コネクタ116と、センサ117と、センサ118とを備える。また、架台140は、レール141と、操作パネル142と、コネクタ143とを備える。
天板111は、被検体Pが載置される。例えば、天板111は、寝台装置110の上面に設置され、被検体Pが載置された状態で上下動及び水平動されることにより、被検体Pを架台140内へ挿入する。
天板支持台112は、天板111を支持する。例えば、天板支持台112は、Xリンク113の上段に設置され、天板111を水平動可能に支持したままXリンク113の動作により上下動される。
Xリンク113は、台車の上段に設置され、天板支持台112を上下動可能に支持する構造体である。例えば、Xリンク113は、所定の長さを有する2つの板部材が「X」形状に形成された構造体である。これら2つの板部材は、「X」形状の交点(Xの略中心位置)で固定されており、交点を中心として互いに角度変更可能な状態である。つまり、Xリンク113は、2つの板部材の角度を床面に対して浅い角度とすることで(水平に近づける)、天板支持台112を下降させる(図3A参照)。言い換えると、Xリンク113は、2つの板部材のそれぞれが台車と接する位置を、天板111の長手方向に広げることで、天板支持台112を下降させる。また、Xリンク113は、2つの板部材の角度を床面に対して深い角度とすることで(垂直に近づける)、天板支持台112を上昇させる(図3C参照)。言い換えると、Xリンク113は、2つの板部材のそれぞれが台車と接する位置を、天板111の長手方向に狭めることで、天板支持台112を上昇させる。
上下動ポンプユニット114は、天板支持台112の上下動を行う。例えば、上下動ポンプユニット114は、油圧式ポンプであり、上下動ポンプユニット114とXリンク113とを繋ぐアームを伸縮させることにより、Xリンク113を動作させる。図示の例では、上下動ポンプユニット114は、アームを伸ばすことにより天板支持台112を上昇させ、アームを縮めることにより天板支持台112を下降させる。
天板水平動モーター115は、天板111の水平動を行う。例えば、天板水平動モーター115は、プーリやベルトを介してその動力を天板111に伝達させ、天板111を長手方向に水平に移動させることにより、天板111を架台140内へ挿入する。
コネクタ116は、架台140に連結(ドッキング)する。例えば、コネクタ116は、架台140のコネクタ143と連結可能な形状を有し、コネクタ143と対向して組み合わされることにより、コネクタ143と連結する。また、コネクタ116は、寝台装置110と架台140との間で通信を行うための配線や、架台140から寝台装置110へ給電するための配線を有し、コネクタ143との連結によりこれらの配線も一挙に連結される。
センサ117は、天板111が上下動可能な位置(以下、適宜「OUTLIMIT位置」と表記)にあることを検知する。例えば、センサ117は、フォトカプラを用いた遮光センサである。具体的には、センサ117は、LEDから受光素子の方へ発せされた光が天板111の水平動により遮光されるか否かを検知する。つまり、センサ117は、例えば、天板111がOUTLIMIT位置にある時に遮光される位置に設置されることで、天板111がOUTLIMIT位置にあるか否かを検知する。なお、遮光センサの説明は、上述したセンサ216の説明と同様であるので、省略する。
センサ118は、天板111の高さを検知する。例えば、センサ118は、レーザー光を用いた変位センサである。具体的には、センサ118は、天板支持台112に対してレーザー光を照射し、天板支持台112の下面で反射した光を受光レンズで集約し、受光素子上で結像される像の位置に基づいて、天板支持台112の下面との距離を計測する。具体的には、センサ118は、天板支持台112の下面との距離の変動により、受光素子上で結像される位置に変位が生じるので、この変位量から天板支持台112の下面との距離を計測する。ここで、センサ118の設置位置(高さ)、及び、天板111と天板支持台112との位置関係は既知である。このため、センサ118は、センサ118の設置位置(高さ)、及び、天板111と天板支持台112との位置関係に基づいて、天板支持台112の下面との距離から天板111の高さを算出する。
そして、センサ118は、天板111の高さに応じて、GO信号、HIGH信号、LOW信号といった3種類の信号を発生させる。ここで、GO信号は、天板111を架台140内へ挿入可能であることを示す。また、HIGH信号は、天板111がUPLIMIT位置より高いことを示す。また、LOW信号は、天板111がUPLIMIT位置より低いことを示す。具体的には、センサ118には、特定の高さを設定することができ、この設定値を検出した時にGO信号を発生させる。第1の実施形態では、センサ118にUPLIMIT位置の高さを設定しておくことにより、天板111がUPLIMIT位置へ達した時にGO信号を発生する。また、UPLIMIT位置より高くなった場合、センサ118は、HIGH信号を発生させ、逆に、UPLIMIT位置より低くなった場合、センサ118はLOW信号を発生させる。センサ118により発生された各種の信号は、寝台制御回路105に送信される。
なお、ここで設定されるUPLIMIT位置の高さは、例えば、天板111が天板支持台112とレール141との間をスムースに移動可能な高さが設定される値であり、天板支持台112の高さとレール141の高さとが一致する位置であるのが好ましい。一例としては、UPLIMIT位置の高さは、A[cm]という所定値が設定されるが、B[cm]〜C[cm]という範囲を有する値として設定されてもよい。この範囲は、例えば、天板111が天板支持台112とレール141との間をスムースに移動可能な範囲内で設定される。また、各種の信号を受信した場合の寝台制御回路105の処理は、図4を用いて後述する。
レール141は、架台140内で天板111を支持する。例えば、レール141は、天板111に載置された被検体Pが架台140内に形成される撮像空間に位置するように設置される。
操作パネル142は、操作者により操作される入力装置である。例えば、操作パネル142は、天板111を上昇させる旨の天板上昇指示を操作者が入力すると、入力された天板上昇指示を寝台制御回路105に出力する。また、例えば、操作パネル142は、天板111を架台140へ挿入する旨の天板IN動作指示を操作者が入力すると、入力された天板IN動作指示を寝台制御回路105に出力する。
コネクタ143は、寝台装置110に連結する。例えば、コネクタ143は、寝台装置110のコネクタ116と連結可能な形状を有し、コネクタ116と対向して組み合わされることにより、コネクタ116と連結する。また、コネクタ143は、寝台装置110と架台140との間で通信を行うための配線や、架台140から寝台装置110へ給電するための配線を有し、コネクタ116との連結によりこれらの配線も一挙に連結される。
なお、図3Aから図3Cは一例に過ぎない。例えば、センサ118は、必ずしも天板支持台112との距離を計測するものでなくてもよい。例えば、センサ118は、天板111の高さを直接的に計測するものであってもよい。すなわち、センサ118は、天板111及び天板支持台112のうち少なくとも一方の高さを検知する。
また、例えば、センサ118としては、上述した変位センサに限らず、他の検知方式のセンサが適宜適用可能である。例えば、センサ118は、照射したレーザー光と受光した光との位相差に基づいて距離を測定する位相差測距方式のセンサや、距離に応じた時間差に基づいて計測するパルス伝播方式のセンサであってもよい。
図4は、第1の実施形態に係る寝台制御回路105の処理手順を示すフローチャートである。図4に示す処理手順は、例えば、寝台装置110と架台140との連結(ドッキング)を契機として開始される。なお、図4の説明では、図5Aから図5Cを適宜参照しつつ説明する。図5Aから図5Cは、第1の実施形態に係る寝台制御回路105の処理を説明するための図である。図5Aには、天板111がUPLIMIT位置にある場合を例示し、図5Bには、天板111がUPLIMIT位置より高い場合を例示し、図5Cには、天板111がUPLIMIT位置より低い場合を例示する。
ステップS101において、寝台制御回路105は、寝台装置110と架台140とがドッキングしたか否かを判定する。例えば、被検体Pが天板111に載置された寝台装置110を操作者が移動させ、コネクタ116をコネクタ143にドッキングさせると、寝台制御回路105は、寝台装置110と架台140とがドッキングしたと判定する。ここで、寝台装置110と架台140とがドッキングすると、寝台制御回路105は、ステップS102以降の処理を開始する。なお、ステップS101が否定される場合には、ステップS102以降の処理は開始されず、寝台制御回路105は待機状態である。
ステップS101が肯定されると、ステップS102において、寝台制御回路105は、天板支持台112の上昇を開始する。例えば、操作者が天板上昇指示を操作パネル142に入力すると、寝台制御回路105は、入力された天板上昇指示を操作パネル142から受け付ける。そして、寝台制御回路105は、受け付けた天板上昇指示に従って、天板支持台112の上昇を開始する。具体的には、寝台制御回路105は、上下動ポンプユニット114のアームを伸ばすことで、天板支持台112を上昇させる。
ここで、寝台装置110と架台140とのドッキングを契機として天板支持台112の上下動が行われるのは、不用意に天板111が上昇されてしまう可能性を低減するためである。つまり、寝台装置110は、架台140とのドッキングを解除条件とする上下動のロック機能(インタロック)を備える。すなわち、寝台装置110は、架台140とのドッキングによって上下動のロック機能が解除されることにより、天板支持台112の上下動が可能となる。
ステップS103において、寝台制御回路105は、天板111がUPLIMIT位置まで上昇したか否かを判定する。例えば、寝台制御回路105は、天板支持台112の上昇を開始すると、センサ118を動作させ、天板111の高さを検知する。具体的には、寝台制御回路105は、センサ118から出力されるGO信号を受け付けると、天板111がUPLIMIT位置まで上昇したと判定する。そして、寝台制御回路105は、上下動ポンプユニット114の動作を停止させることで、天板111をUPLIMIT位置で停止させる。なお、ステップS103が否定される場合には、ステップS104以降の処理は開始されず、寝台制御回路105はステップS102の処理へ移行する。
ステップS103が肯定されると、ステップS104において、寝台制御回路105は、天板111を架台140内へ移動させる。例えば、操作者が天板IN動作指示を操作パネル142に入力すると、寝台制御回路105は、入力された天板IN動作指示を操作パネル142から受け付ける。そして、寝台制御回路105は、受け付けた天板IN動作指示に従って、天板111を架台140内へ挿入する。具体的には、寝台制御回路105は、天板水平動モーター115を動作させることで、天板111を所定距離水平方向に移動させる。この所定距離は、例えば、被検体Pの撮像部位が撮像空間の中心に位置するように、予め設定される。寝台制御回路105は、センサ117によって、天板111が架台140内に挿入されていることを認識する。つまり、寝台制御回路105は、天板111がOUTLIMIT位置に無い旨の信号をセンサ117から受け付けることで、天板111が架台140内に挿入されていることを認識する。
ここで、天板111がUPLIMIT位置に達したことを契機として天板111の水平動が行われるのは、レール141に隣接しないところで天板111の水平動が行われることにより、天板111が転落してしまう可能性を低減するためである。具体的には、寝台装置110は、寝台装置110と架台140とのドッキング、及び、天板111のUPLIMIT位置への到達を解除条件とする水平動のロック機能(インタロック)を備える。すなわち、寝台装置110は、ステップS101において架台140とドッキングし、かつ、ステップS103において天板111がUPLIMIT位置に到達することで、水平動のロック機能が解除され、天板111の水平動が可能となる。
寝台制御回路105は、天板111の挿入を開始すると、以下のステップS105〜ステップS108の処理により、天板111がUPLIMIT位置に維持されるように制御する。ここで、GO信号をセンサ118から受け付ける間、寝台制御回路105は、図5Aに示すように、天板111の挿入を行う。
ステップS105において、寝台制御回路105は、天板111がUPLIMIT位置より高いか否かを判定する。例えば、寝台制御回路105は、HIGH信号をセンサ118から受け付けると、天板111がUPLIMIT位置より高いと判定する。なお、ステップS105が否定される場合には、寝台制御回路105は、ステップS107の処理へ移行する。
ステップS105が肯定されると、ステップS106において、寝台制御回路105は、天板支持台112を下降させる。例えば、図5Bに示すように、寝台制御回路105は、HIGH信号に応じて、天板支持台112を下降させる旨のDOWN指示を上下動ポンプユニット114へ出し、天板支持台112を下降させる。これにより、寝台制御回路105は、天板111をUPLIMIT位置へ戻す。
ステップS107において、寝台制御回路105は、天板支持台112がUPLIMIT位置より低いか否かを判定する。例えば、寝台制御回路105は、LOW信号をセンサ118から受け付けると、天板111がUPLIMIT位置より低いと判定する。なお、ステップS107が否定される場合には、寝台制御回路105は、ステップS109の処理へ移行する。
ステップS107が肯定されると、ステップS108において、寝台制御回路105は、天板支持台112を上昇させる。例えば、図5Cに示すように、寝台制御回路105は、LOW信号に応じて、天板支持台112を上昇させる旨のUP指示を上下動ポンプユニット114へ出し、天板支持台112を上昇させる。これにより、寝台制御回路105は、天板111をUPLIMIT位置へ戻す。
ステップS109において、寝台制御回路105は、天板111の挿入が完了したか否かを判定する。例えば、寝台制御回路105は、天板111が所定距離水平方向に移動されると、天板111の挿入が完了したと判定し、処理を終了する。一方、ステップS109が否定される場合には、寝台制御回路105は、ステップS104の処理へ移行し、天板111の移動を継続させる。
なお、図4は一例に過ぎない。例えば、上記の処理手順では、操作者が操作パネル142を操作することで天板111の上下動及び水平動を行う場合を説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、寝台制御回路105は計算機130とも接続されているため、操作者は、計算機130側から指示を行うことで天板111の上下動及び水平動を行うこともできる。
また、図5B及び図5Cでは、天板支持台112とレール141の高さが異なるように図示したが、これは天板111の高さを維持する制御を説明するためのものであり、MRI装置100の実装により高さが異なることを意図したものではない。つまり、MRI装置100が実際に適用される場合には、天板支持台112とレール141の高さが異なることはほとんどなく、天板111の高さは上記の制御によりUPLIMIT位置の範囲内で維持される。
上述してきたように、第1の実施形態に係るMRI装置100は、寝台装置110と、架台140と、センサ118と、寝台制御回路105とを備える。寝台装置110は、被検体Pを載置する天板111と、天板111を支持する天板支持台112を有する。架台140は、静磁場磁石101を有する。センサ118は、天板111及び天板支持台112のうち少なくとも一方の高さを検知する。寝台制御回路105は、天板111が架台140内へ移動される間、センサ118によって検知された高さに応じて、天板支持台112の高さが所望の高さになるように天板支持台112の高さの制御を行う。これによれば、第1の実施形態に係るMRI装置100は、天板111が架台140内へ移動される際の高さを所望の高さに維持することができる。
例えば、MRI装置100は、Xリンク113への荷重が変化して天板111の高さが変動しても、常に、天板111の位置をUPLIMIT位置に保つことができる。この結果、MRI装置100は、天板支持台112とレール141の高さがほとんど異ならないので、架台140内へ送り込まれた天板111の水平動作を妨げることが低減される。
また、例えば、MRI装置100は、撓み戻りに起因する高さの変化を軽減するので、Xリンク113の撓みをある程度許容することが可能となる。このため、MRI装置100においては、剛性の低い素材をXリンク113に適用することができ、寝台装置110の軽量化に寄与することができる。
(第2の実施形態)
第1の実施形態では、センサ118が天板支持台112との距離を計測する変位センサである場合を説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、センサ118は、センサ自体の位置を検知する位置センサであってもよい。
第1の実施形態では、センサ118が天板支持台112との距離を計測する変位センサである場合を説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、センサ118は、センサ自体の位置を検知する位置センサであってもよい。
第2の実施形態に係る寝台装置110は、図3Aから図3Cに例示した寝台装置110と同様の構成を備え、センサ118に代えて3つのセンサを備える点と、寝台制御回路105における処理の一部が相違する。そこで、第2の実施形態では、第1の実施形態と相違する点を中心に説明することとし、第1の実施形態において説明した構成と同様の機能を有する点については、説明を省略する。
図6Aから図6Cは、第2の実施形態に係るセンサについて説明するための図である。図6Aから図6Cのうち、各図の左側には架台140の内部構造を表し、右側には寝台装置110の構造を表す。また、図6Aには、天板111がUPLIMIT位置にある場合を例示し、図6Bには、天板111がUPLIMIT位置より高い場合を例示し、図6Cには、天板111がUPLIMIT位置より低い場合を例示する。
第2の実施形態に係る寝台装置110は、UPLIMITセンサ118Aと、HIGHセンサ118Bと、LOWセンサ118Cとを備える。各センサは、天板支持台112に備えられ、レール141の所定の位置に取り付けられた反射板144を検知することで、各センサの位置を検知する。具体的には、各センサは、レーザー光を発生させ、反射板144で反射した光を受光することで、各センサが反射板144による反射光を受光可能な位置にあることを検知する。
図6Aに示すように、UPLIMITセンサ118Aは、天板111がUPLIMIT位置に達した時に、反射板144からの反射光を受光可能な位置に取り付けられる。これにより、UPLIMITセンサ118Aは、天板111がUPLIMIT位置であることを検出する。反射板144からの反射光を受光すると、UPLIMITセンサ118Aは、寝台制御回路105へ信号を出力する。寝台制御回路105は、UPLIMITセンサ118Aから出力された信号をGO信号として受け付ける。
図6Bに示すように、HIGHセンサ118Bは、天板111がUPLIMIT位置より高い場合に、反射板144からの反射光を受光可能な位置に取り付けられる。これにより、HIGHセンサ118Bは、天板111がUPLIMIT位置よりも高い位置であることを検出する。反射板144からの反射光を受光すると、HIGHセンサ118Bは、寝台制御回路105へ信号を出力する。寝台制御回路105は、HIGHセンサ118Bから出力された信号をHIGH信号として受け付ける。
図6Cに示すように、LOWセンサ118Cは、天板111がUPLIMIT位置より低い場合に、反射板144からの反射光を受光可能な位置に取り付けられる。これにより、LOWセンサ118Cは、天板111がUPLIMIT位置よりも低い位置であることを検出する。反射板144からの反射光を受光すると、LOWセンサ118Cは、寝台制御回路105へ信号を出力する。寝台制御回路105は、LOWセンサ118Cから出力された信号をLOW信号として受け付ける。
このように、寝台制御回路105は、高さの異なる位置に取り付けられる3つの位置センサを用いて、天板111の高さを検出する。
図7は、第2の実施形態に係る寝台制御回路105の処理手順を示すフローチャートである。図7のステップS201〜ステップS204までの処理は、図4に示したステップS101〜ステップS104までの処理と同様であるので、説明を省略する。
第2の実施形態に係る寝台制御回路105は、天板111の挿入を開始すると、以下のステップS205〜ステップS208の処理により、天板111がUPLIMIT位置に維持されるように制御する。ここで、UPLIMITセンサ118Aから信号を受け付ける間、寝台制御回路105は、図6Aに示すように、天板111の挿入を行う。
ステップS205において、寝台制御回路105は、HIGHセンサ118Bからの信号を受け付けたか否かを判定する。なお、ステップS205が否定される場合には、寝台制御回路105は、ステップS207の処理へ移行する。
ステップS205が肯定されると、ステップS206において、寝台制御回路105は、天板支持台112を下降させる。例えば、図6Bに示すように、寝台制御回路105は、HIGH信号に応じてDOWN指示を上下動ポンプユニット114へ出し、天板支持台112を下降させる。これにより、寝台制御回路105は、天板111をUPLIMIT位置へ戻す。
ステップS207において、寝台制御回路105は、LOWセンサ118Cからの信号を受け付けたか否かを判定する。なお、ステップS207が否定される場合には、寝台制御回路105は、ステップS209の処理へ移行する。
ステップS207が肯定されると、ステップS208において、寝台制御回路105は、天板支持台112を上昇させる。例えば、図6Cに示すように、寝台制御回路105は、LOW信号に応じてUP指示を上下動ポンプユニット114へ出し、天板支持台112を上昇させる。これにより、寝台制御回路105は、天板111をUPLIMIT位置へ戻す。
ステップS209において、寝台制御回路105は、天板111の挿入が完了したか否かを判定する。例えば、寝台制御回路105は、天板111が所定距離水平方向に移動されると、天板111の挿入が完了したと判定し、処理を終了する。一方、ステップS209が否定される場合には、寝台制御回路105は、ステップS204の処理へ移行し、天板111の移動を継続させる。
このように、第2の実施形態に係るMRI装置100は、変位センサに代えて複数の位置センサを適用することができる。これによれば、MRI装置100は、例えば、高価な変位センサを用いることなく、第1の実施形態と同様にXリンク113への荷重が変化して天板111の高さが変化しても、常に天板111の位置をUPLIMIT位置に保つことができる。
(その他の実施形態)
上述した実施形態以外にも、種々の異なる形態にて実施されてもよい。
上述した実施形態以外にも、種々の異なる形態にて実施されてもよい。
(移動型寝台装置以外への適用)
上記の実施形態では、寝台装置110が移動型寝台装置である場合を説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、上記の実施形態は、架台140の近傍に固定される形態(据え付け型)の寝台装置に適用されてもよい。
上記の実施形態では、寝台装置110が移動型寝台装置である場合を説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、上記の実施形態は、架台140の近傍に固定される形態(据え付け型)の寝台装置に適用されてもよい。
(オープン型のMRI装置への適用)
また、上記の実施形態では、MRI装置100が円筒型である場合を説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、上記の実施形態は、オープン型のMRI装置に適用されてもよい。
また、上記の実施形態では、MRI装置100が円筒型である場合を説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、上記の実施形態は、オープン型のMRI装置に適用されてもよい。
(他の医用画像診断装置への適用)
また、上記の実施形態では、MRI装置100に適用される場合を説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、上記の実施形態は、MRI装置100以外の医用画像診断装置に適用可能である。医用画像診断装置としては、例えば、X線診断装置、X線CT(Computed Tomography)装置、MRI(Magnetic Resonance Imaging)装置、SPECT(Single Photon Emission Computed Tomography)装置、PET(Positron Emission computed Tomography)装置、SPECT装置とX線CT装置とが一体化されたSPECT−CT装置、PET装置とX線CT装置とが一体化されたPET−CT装置、又はこれらの装置群等が適用可能である。
また、上記の実施形態では、MRI装置100に適用される場合を説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、上記の実施形態は、MRI装置100以外の医用画像診断装置に適用可能である。医用画像診断装置としては、例えば、X線診断装置、X線CT(Computed Tomography)装置、MRI(Magnetic Resonance Imaging)装置、SPECT(Single Photon Emission Computed Tomography)装置、PET(Positron Emission computed Tomography)装置、SPECT装置とX線CT装置とが一体化されたSPECT−CT装置、PET装置とX線CT装置とが一体化されたPET−CT装置、又はこれらの装置群等が適用可能である。
(寝台装置110側での制御)
また、上記の実施形態では、天板111の上下動及び水平動を制御する寝台制御回路105が架台140に設置される場合を説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、寝台制御回路105は、寝台装置110に設置されてもよい。この場合、上下動及び水平動にかかる電力を供給するバッテリや操作パネル142も寝台装置110に設置される。すなわち、寝台装置110は、架台140との通信や架台140からの給電を行うことなく、上記の実施形態にて説明した処理を実行することができる。
また、上記の実施形態では、天板111の上下動及び水平動を制御する寝台制御回路105が架台140に設置される場合を説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、寝台制御回路105は、寝台装置110に設置されてもよい。この場合、上下動及び水平動にかかる電力を供給するバッテリや操作パネル142も寝台装置110に設置される。すなわち、寝台装置110は、架台140との通信や架台140からの給電を行うことなく、上記の実施形態にて説明した処理を実行することができる。
(UPLIMIT位置以外の高さ設定)
また、上記の実施形態では、天板111の高さをUPLIMIT位置に維持する場合を説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、MRI装置100は、操作者の所望の高さで天板111を挿入してもよい。例えば、操作者は、撮像部位の大きさや形状に応じて、撮像部位が撮像空間の中心に位置するように天板111の高さを所望の高さに設定する。そして、MRI装置100は、操作者により設定された高さに天板111を維持しつつ、天板111を挿入することができる。一例としては、小さな撮像部位(腕、足、痩せている人の胴体など)に対しては、天板111を高い位置に設定することが望ましい。これによれば、MRI装置100は、撮像部位の大きさや形状に応じて柔軟に天板111の高さを設定することができる。なお、この場合、必要に応じてレール141の高さも変更されてよい。
また、上記の実施形態では、天板111の高さをUPLIMIT位置に維持する場合を説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、MRI装置100は、操作者の所望の高さで天板111を挿入してもよい。例えば、操作者は、撮像部位の大きさや形状に応じて、撮像部位が撮像空間の中心に位置するように天板111の高さを所望の高さに設定する。そして、MRI装置100は、操作者により設定された高さに天板111を維持しつつ、天板111を挿入することができる。一例としては、小さな撮像部位(腕、足、痩せている人の胴体など)に対しては、天板111を高い位置に設定することが望ましい。これによれば、MRI装置100は、撮像部位の大きさや形状に応じて柔軟に天板111の高さを設定することができる。なお、この場合、必要に応じてレール141の高さも変更されてよい。
また、図示した各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部又は一部を、各種の負荷や使用状況等に応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。更に、各装置にて行なわれる各処理機能は、その全部又は任意の一部が、CPU及び当該CPUにて解析実行されるプログラムにて実現され、或いは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現され得る。
また、上記の実施形態において説明した各処理のうち、自動的に行なわれるものとして説明した処理の全部又は一部を手動的に行なうこともでき、或いは、手動的に行なわれるものとして説明した処理の全部又は一部を公知の方法で自動的に行なうこともできる。この他、上記文書中や図面中で示した処理手順、制御手順、具体的名称、各種のデータやパラメータを含む情報については、特記する場合を除いて任意に変更することができる。
また、上記の実施形態で説明した制御方法は、予め用意された制御プログラムをパーソナルコンピュータやワークステーション等のコンピュータで実行することによって実現することができる。この制御方法は、インターネット等のネットワークを介して配布することができる。また、この制御方法は、ハードディスク、フレキシブルディスク(FD)、CD−ROM、MO、DVD等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行することもできる。
以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、天板が架台内へ移動される際の高さを所望の高さに維持することができる。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
100 MRI装置
105 寝台制御回路
110 寝台装置
118 センサ
140 架台
105 寝台制御回路
110 寝台装置
118 センサ
140 架台
Claims (7)
- 被検体を載置する天板と、前記天板を支持する天板支持台とを有する寝台装置と、
静磁場磁石を有する架台と、
前記天板及び前記天板支持台のうち少なくとも一方の高さを検知する検知部と、
前記天板が前記架台内へ移動される間、前記検知部によって検知された高さに応じて、前記天板支持台の高さが所望の高さになるように前記天板支持台の高さの制御を行う制御部と
を備える、磁気共鳴イメージング装置。 - 前記寝台装置は、前記架台から移動可能な移動型寝台装置であり、前記架台に連結する連結部を備え、
前記制御部は、前記架台と前記寝台装置とが連結した後に、前記制御を行う、
請求項1に記載の磁気共鳴イメージング装置。 - 前記制御部は、前記架台と前記寝台装置との連結を契機として前記天板支持台の上昇を開始し、当該天板支持台が前記所望の高さに到達したことを契機として前記天板の水平移動を開始し、当該天板が水平移動される間、前記制御を行う、
請求項2に記載の磁気共鳴イメージング装置。 - 前記制御部は、前記天板支持台の高さが前記所望の高さより高い場合に、前記天板支持台の高さを下げ、前記天板支持台の高さが前記所望の高さより低い場合に、前記天板支持台の高さを上げる、
請求項1〜3のいずれか一つに記載の磁気共鳴イメージング装置。 - 前記検知部は、レーザー光により前記天板支持台の高さを検知する変位センサであり、前記天板が前記所望の高さにある場合に、第1信号を出力し、前記天板が前記所望の高さより高い場合に、第2信号を出力し、前記天板が前記所望の高さより低い場合に、第3信号を出力し、
前記制御部は、前記検知部から前記第1信号を受け付けた場合に、前記天板を前記架台内へ移動させ、前記検知部から前記第2信号を受け付けた場合に、前記天板支持台を下降させ、前記検知部から前記第3信号を受け付けた場合に、前記天板支持台を上昇させる、
請求項1〜4のいずれか一つに記載の磁気共鳴イメージング装置。 - 前記検知部は、所定の位置に設置された反射板を用いた位置センサであり、前記天板が前記所望の高さにある場合に、当該反射板からの反射光を受光して信号を出力する第1検知部と、前記天板が前記所望の高さより高い場合に、当該反射板からの反射光を受光して信号を出力する第2検知部と、前記天板が前記所望の高さより低い場合に、当該反射板からの反射光を受光して信号を出力する第3検知部とを有し、
前記制御部は、前記第1検知部から信号を受け付けた場合に、前記天板を前記架台内へ移動させ、前記第2検知部から信号を受け付けた場合に、前記天板支持台を下降させ、前記第3検知部から信号を受け付けた場合に、前記天板支持台を上昇させる、
請求項1〜4のいずれか一つに記載の磁気共鳴イメージング装置。 - 被検体を載置する天板と、
前記天板を支持する天板支持台と
静磁場磁石を有する架台に連結する連結部と
を備え、
前記天板支持台は、前記連結部によって前記架台に連結した後であって、前記天板が前記架台内へ移動される間、前記天板及び前記天板支持台のうち少なくとも一方の高さに応じて、前記天板支持台の高さが所望の高さになるように制御される、
磁気共鳴イメージング装置用移動型寝台装置。
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