JP2022112260A - 磁気共鳴イメージング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】平面開放型の磁気共鳴イメージング装置を用いた撮像において、撮像中に被検体が動いても、画像を正常に生成できるようにする。【解決手段】一実施形態の磁気共鳴イメージング装置は、電流駆動型の磁石と、検出部と、制御部とを備える。電流駆動型の磁石は、磁気共鳴周波数を支配的に決定する磁場を生成する。検出部は、前記磁場内において移動可能な状態で撮像される被検体の位置を検出する。制御部は、検出された前記被検体の位置に基づいて前記磁石の駆動電流を制御する。【選択図】 図４

Description

本明細書及び図面に開示の実施形態は、磁気共鳴イメージング装置に関する。

磁気共鳴イメージング装置は、静磁場中に置かれた被検体の原子核スピンをラーモア周波数の高周波（ＲＦ：Radio Frequency）信号で励起し、励起に伴って被検体から発生する磁気共鳴信号（ＭＲ（Magnetic Resonance）信号）を再構成して画像を生成する撮像装置である。

多くの磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ：Magnetic Resonance Imaging）装置は、ガントリと呼ばれる構成を有しており、ガントリには円筒形の空間（この空間はボアと呼ばれる）が形成されている。天板に横臥した被検体（例えば、患者）は円筒形の空間内に搬入された状態で撮像が行われる。ガントリの内部には、円筒状の静磁場磁石、円筒状の傾斜磁場コイル、及び、円筒状のＲＦコイル（即ち、ＷＢ（Whole Body）コイル）が収納されている。従来から多くあるこの種の磁気共鳴イメージング装置では、静磁場磁石、傾斜磁場コイル、ＲＦコイルが円筒形であるため、以下、この種の磁気共鳴イメージング装置を円筒型磁気共鳴イメージング装置と呼ぶものとする。

円筒型磁気共鳴イメージング装置では、ボア内の閉鎖空間で撮像されることになるため、例えば、閉所恐怖症などの一部の患者に対しては撮像が困難となる場合がある。

これに対して、静磁場磁石、傾斜磁場コイル、及び、ＲＦコイルの形状を平板状とし、例えば、２つの平板状の静磁場磁石に挟まれた開放空間において患者等の被検体を撮像するように構成された磁気共鳴イメージング装置が提案、開発されている。この種の磁気共鳴イメージング装置を、以下、平面開放型磁気共鳴イメージング装置と呼ぶものとする。平面開放型の磁気共鳴イメージング装置では、解放された空間で撮像されるため、閉所恐怖症の患者の撮像も可能となる。

一方、円筒型磁気共鳴イメージング装置では狭い閉鎖空間内で撮像されるため患者の動きは制限されているが、平面開放型磁気共鳴イメージング装置では患者を開放空間で撮像するため、動きの自由度が高く、撮像中に患者が動く可能性がある。一般に、磁気共鳴イメージング装置を用いた撮像は比較的長時間を要するため、同じ姿勢を保つのがつらく、このことも、撮像中に患者が動く要因となっている。平面開放型磁気共鳴イメージング装置において患者が動くと、画像を正常に生成することが困難となる。

特表２００２－５３２１２号公報

本明細書及び図面に開示の実施形態が解決しようとする課題の１つは、平面開放型の磁気共鳴イメージング装置を用いた撮像において、撮像中に被検体が動いても、画像を正常に生成できるようにすることである。ただし、本明細書及び図面に開示の実施形態により解決しようとする課題は上記課題に限らない。後述する各実施形態に示す各構成による各効果に対応する課題を他の課題として位置付けることもできる。

一実施形態の磁気共鳴イメージング装置は、電流駆動型の磁石と、検出部と、制御部とを備える。電流駆動型の磁石は、磁気共鳴周波数を支配的に決定する磁場を生成する。検出部は、前記磁場内において移動可能な状態で撮像される被検体の位置を検出する。制御部は、検出された前記被検体の位置に基づいて前記磁石の駆動電流を制御する。

実施形態に係る平面開放型の磁気共鳴イメージング装置の第１の動作概念を示す図。 実施形態に係る平面開放型の磁気共鳴イメージング装置の第２の動作概念を示す図。 実施形態の磁石の内部構成の一例を示す図。 第１の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置の構成例を示すブロック図。 第１の実施形態の第１変形例に係る磁気共鳴イメージング装置の構成例を示すブロック図。 第１の実施形態の第２変形例に係る磁気共鳴イメージング装置の構成例を示すブロック図。 第２の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置の構成例を示すブロック図。 磁場センサの配置と撮像領域の推定磁場強度とを説明する第１の図。 磁場センサの配置と撮像領域の推定磁場強度とを説明する第２の図。 他の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置の磁石の構造例を示す図。

以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る平面開放型の磁気共鳴イメージング装置１の第１の構成例を示す図である。図１に例示するように、磁気共鳴イメージング装置１は、例えば、円形平板状（言い換えれば、薄い円筒形状）の２つの磁石１０を有している。

夫々の磁石１０は、磁石１０の中心軸、即ち、円筒形状の両端面の円の中心を通る軸が、例えば床面に対して平行となるように配置される。また、２つの磁石１０は、被検体を挟むように配置される。このような磁石１０の配置により、２つの磁石１０の間の解放された空間に磁場が形成されることになる。被検体は、この開放空間において、例えば、立位の状態で撮像される。

従来の円筒型の磁気共鳴イメージング装置では、磁気共鳴周波数を支配的に決定する磁場は、静磁場と呼ばれており、静磁場磁石によって生成される。静磁場磁石は、常に一定の強度の磁場を生成するように構成されている。例えば、静磁場磁石を超電導コイルで構成する場合、励磁モードにおいて静磁場用電源から供給される電流を超電導コイルに印加することで静磁場を発生し、その後、永久電流モードに移行すると、静磁場用電源は切り離され、常に一定の強度の磁場を発生させる。静磁場磁石を永久磁石として構成することもできる。この場合にも、静磁場磁石としての永久磁石によって生成される磁場の強度は常に一定である。

一方、実施形態の磁石１０も、磁気共鳴周波数を支配的に決定する磁場を生成する点においては、従来の静磁場磁石と同じである。しかしながら、後述するように、実施形態の磁石１０は、動作中（即ち、撮像中）においても電流で駆動される電磁石として構成されている点において、従来の静磁場磁石とは大きく異なっている。実施形態の磁石１０は、駆動電流の大きさに依存して磁場強度を変化させることができるため、磁石１０で生成する磁場は、厳密には「静磁場」ではない。そこで、以下では、実施形態の磁石１０が生成する磁場を「主磁場」、或いは、単に「磁場」と呼ぶものとする。

図２は、第１の実施形態に係る平面開放型の磁気共鳴イメージング装置１の第２の構成例を示す図である。図１が立位の被検体を撮像する構成例を示しているの対して、図２は、寝台８１から延出した天板８０に横臥する臥位の被検体を撮像する構成例を示している。臥位の被検体の撮像する場合、２つの磁石１０は、図２に示すように、その中心軸が鉛直方向となるように配置され、例えば、一方の磁石１０は天板８０の下方に配置され、他方の磁石１０は天板８０の上方に配置される。

図１及び図２に示すように、実施形態の磁石１０を用いた撮像では、被検体は開放された磁場空間の撮像が可能となるため、例えば、閉所恐怖症の患者でも撮像することができる。その一方で、開放空間での撮像となるため、動きの自由度が高く、撮像中に被検体が動く可能性が高くなる。

そこで、前述したように、実施形態の磁石１０を電流駆動型の磁石（即ち、電磁石）として構成するものとしている。そして、被検体の動きに応じて、或いは、被検体の位置に応じて、磁石１０に印加する駆動電流を制御することにより、磁気共鳴周波数を支配的に決定する磁場の空間分布を変化させている。この結果、所定の磁気共鳴周波数の信号が被検体から得られる領域、即ち、被検体の撮像領域を、被検体の動きに応じて、或いは、被検体の位置に応じて移動させることを可能にしている。

図３は、磁石１０の内部構成の一例を示す図である。図３（ａ）は、磁石１０を中心軸に直交する方向から見た内部断面を例示する図である。また、３（ｂ）は、磁石１０を中心軸方向から見た内部断面を例示する図であり、図３（ａ）のＡ－Ａ’断面図である。

磁石１０は、１つ以上のコイルユニットから構成され、この１つ以上のコイルユニットは、図３に示すように、例えば、所定の厚みを有する平板状の磁石筐体に収納される。図３に示す例では、磁石筐体の中に、例えば、断面積の異なる２つの円形のコイルユニット（コイルユニット１１及びコイルユニット１２）が収納されている。

各コイルユニット１１、１２は、駆動電流の大きさに依存して磁場強度が変化する電磁石として構成される。コイルユニット１１、１２は、超電導電磁石として構成してもよいし、常電動電磁石として構成してもよい。コイルユニット１１、１２によって、磁気共鳴周波数を支配的に決定する磁場（即ち、主磁場）が生成される。

磁石筐体に隣接して、主磁場に重畳される傾斜磁場を生成する傾斜磁場コイル６０と、被検体にＲＦ（Radio Frequency）パルスを印加すると共に被検体から発せられる磁気共鳴信号（ＭＲ信号）を受信するＲＦコイル６２が配設される。

傾斜磁場コイル６０は、例えば、Ｘ方向傾斜磁場コイル、Ｙ方向傾斜磁場コイル、Ｚ方向傾斜磁場コイルを含んで構成される。各方向の傾斜磁場コイルは、例えば、平板状コイルとして構成される。また、ＲＦコイル６２も、例えば、平板状コイルとして構成される。

図４は、上述した磁石１０を具備する、第１の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置１の構成例を示すブロック図である。この磁気共鳴イメージング装置１は、図３に示した磁石１０、傾斜磁場コイル６０、及び、ＲＦコイル６２で構成される磁石ユニットを２つ有している。そして、２つの磁石ユニットは、被検体を挟んで対向するように配置される。また、磁気共鳴イメージング装置１は、上記の磁石ユニットの他、検出装置２０、制御回路３０、及び、磁石電源４０を少なくとも備える。検出装置２０は、磁石１０で生成される磁場内において、移動可能な状態で撮像される被検体の位置を検出する。

制御回路３０は、検出装置２０で検出された被検体の位置に基づいて磁石１０に印加する駆動電流の電流値を算出する。図４に例示する磁石１０は、２つのコイルユニット１１、１２を有しているので、コイルユニット１１、１２に対する電流値（１）と電流値（２）を夫々算出する。電流値（１）、（２）を制御することにより、被検体の動きに応じて、被検体の撮像領域を設定することができる。

磁石電源４０は、制御回路３０で算出された電流値（１）、（２）に対応する電流（１）、（２）を生成し、２つのコイルユニット１１、１２に駆動電流として印加する電源である。

磁石電源４０で生成された電流（１）、（２）は、コイルユニット（１）、（２）に夫々印加され、磁石１０は、電流（１）、（２）に対応する磁場強度の分布を有する磁場を生成する。
図４に示す構成例では、電流（１）、（２）を、被検体を挟む左右の２つの磁石１０の夫々に供給し、夫々の磁石１０のコイルユニット（１）、（２）に電流（１）、（２）を印加しているが、実施形態の磁気共鳴イメージング装置１は、この構成に限定されない。例えば、被検体を挟む左右の２つの磁石１０のうち、一方の磁石１０のみに（例えば、図４における右側の磁石１０のみに）、被検体の位置に応じて変化するように制御された電流値の電流（１）、（２）が供給され、他方の磁石１０には、電流値が一定の電流を供給するように構成してもよい。或いは、他方の磁石１０は、励磁モードで所定の静磁場を発生させた後電源と切り離し、永久電流モードに移行させて運転させるように構成してもよい。
また、図４に示す構成例では、電流（１）、（２）をコイルユニット（１）、（２）に夫々印加しているが、この構成に限定されない。例えば、コイルユニット（１）とコイルユニット（２）とを直列又は並列に接続し、コイルユニット（１）及びコイルユニット（２）に、１つの電流（例えば、電流（１））を印加するように構成してもよい。

実施形態の磁気共鳴イメージング装置１は、図４に示すように、上述した構成に加えて、傾斜磁場電源５１、送受信回路５２、シーケンスコントローラ５３、撮像条件設定回路５４、及び、再構成処理回路５５を備えている。

撮像条件設定回路５４は、図示しないユーザインタフェースを介して入力されたパルスシーケンスの種類や各種パラメータの値等の撮像条件をシーケンスコントローラ５３に対して設定する。

シーケンスコントローラ５３は、設定された撮像条件に基づいて、傾斜磁場電源５１及び送受信回路５２をそれぞれ駆動することによって被検体のスキャンを行う。傾斜磁場電源５１は、シーケンスコントローラ５３からの駆動信号に基づいて、傾斜磁場コイル６０に傾斜磁場電流を印加する。

送受信回路５２は、シーケンスコントローラ５３からの駆動信号に基づいて、ＲＦパルスを生成し、ＲＦパルスをＲＦコイル６２に印加する。ＲＦコイル６２は、ＲＦパルスを被検体に印加する一方、この印加に応じて被検体から発せられるＭＲ信号を受信する。ＲＦコイル６２で受信されたＭＲ信号は、送受信回路５２にてアナログ信号からデジタル信号に変換される。デジタル信号に変換されたＭＲ信号は、ｋ空間データとして再構成処理回路５５に供給される。
再構成処理回路５５は、ｋ空間データに対して逆フーリエ変換処理等の再構成処理を施して、磁気共鳴画像を生成する。

なお、撮像条件設定回路５４、シーケンスコントローラ５３、及び、再構成処理回路５５は、例えば所定のプログラムを実行するプロセッサや、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等のハードウェアで構成される。

第１の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置１では、検出装置２０は、カメラ２１と位置検出回路２２を備えている。カメラ２１は、被検体、又は、被検体に装着される、受信用の表面コイルに付されたマーカ２５を撮影する。位置検出回路２２は、カメラ２１で撮影されたマーカ２５の画像からマーカ２５の位置を検出し、更には、マーカ２５の位置に基づいて、被検体の撮像対象位置、例えば、心臓や肺といった臓器の位置や、肩や膝のような器官の位置を検出する。

被検体の位置をＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３次元で検出する場合には、１つ以上のカメラ２１を設け、マーカ２５を１以上の方向から撮影した画像から被検体の位置を検出すればよい。一方、被検体の動きを治具等で限定することにより、被検体の位置が１軸方向、例えば、Ｚ軸方向のみに限定される場合には、１つのカメラ２１で被検体の位置を検出することが可能である。

検出装置２０は、撮像中も動作を継続しており、被検体が撮像空間内を動く場合においても、移動前後の撮像対象の位置だけでなく、移動中の撮像対象の位置も継続的に検出し続ける。

制御回路３０及び磁石電源４０は、検出装置２０によって検出された撮像対象の位置に基づいて、磁石１０（図４の例では、コイルユニット１１、１２）で生成する磁場強度が、検出された撮像対象の位置において所望の磁場強度となるように、コイルユニット１１、１２に印加する電流（１）、（２）を制御する。

磁石１０が２つ以上のコイルユニットを持つことにより、そして、各コイルユニットに印加する電流の値と電流の向きを各コイルユニット毎に独立に設定することにより、磁場分布を自由度の高い形状に形成することが可能となる。ただし、磁石１０が備えるコイルユニットの数を１つとすることも可能である。

磁場の空間分布は、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向に３次元状の分布となる。ここで、Ｚ方向は、磁石１０の中心軸方向に対応し、例えば、床面に平行な方向に対応する。Ｙ方向は中心軸に直交する方向であり、例えば、鉛直方向に対応する。Ｘ方向は、Ｚ方向とＹ方向の双方に直交し、例えば、紙面の奥行方向に対応する。

コイルユニット１１、１２に印加する電流を変化させると磁場分布が変化し、同一磁場強度の位置も変化する。

周知のように、磁気共鳴周波数は磁場強度によって決定される。また、正常に画像を生成するためには、被検体の撮像対象部位に対応する領域、即ち、撮像領域の磁気共鳴周波数を、撮像中も同じ値に維持する必要がある。一方、磁石１０によって生成される磁場強度は必ずしも一様な空間分布とはならず、位置によって異なる値を示す。このため、被検体が、例えば、２つの磁石１０に挟まれた開放空間内を撮像中に移動した場合、撮像対象部位に対応する領域の磁気共鳴周波数が被検体の動きに応じて変化することになり、正常な画像形成が困難となる。

そこで、実施形態の磁気共鳴イメージング装置１では、被検体が撮像中に移動した場合であっても被検体の位置を検出装置２０で逐次検出する。そして、検出された被検体の位置に基づいてコイルユニット１１、１２の印加電流を制御することにより、撮像領域（即ち、磁場強度が一定となるような領域、言い換えれば、磁気共鳴周波数が一定となるような領域）を、被検体の動きに追従するように動的に設定するようにしている。
検出した被検体の位置からコイルユニット１１、１２の印加電流を決定する方法には種々のものが考えられる。

例えば、コイルユニット１１、１２によって生成される磁場の空間分布を、多数の異なる駆動電流に対して予め算出しておき、駆動電流に関連付けられた磁場分布を、データベースとして磁気共鳴イメージング装置１の適宜の記憶回路に保存しておく。一方、撮像の初期条件として、所望の磁気共鳴周波数ｆ_ｒ、或いは、磁気共鳴周波数ｆ_ｒに対応する所望の磁場強度Ｂ_０を予め設定しておく。

そして、検出した被検体の位置（ｘ、ｙ、ｚ）において磁場強度Ｂ_０が得られる磁場分布をデータベースから抽出し、抽出した磁場分布に関連付けられた印加電流を、コイルユニット１１、１２に印加する電流として決定することができる。

この場合において、被検体の位置（ｘ、ｙ、ｚ）を、所定の装置座標における絶対値として検出し、印加電流を電流の絶対値として算出してもよい。ここで、装置座標の取り方は特に限定するものではないが、例えば、コイルユニット１１、１２のコイル面の重心位置を原点とし、コイル面に垂直な方向（即ち、磁石１０の中心軸方向）をＺ方向とし、Ｚ方向に垂直で床面から鉛直に延びる方向をＹ方向とし、Ｚ方向及びＹ方向の双方に垂直な方向をＸ方向とする座標を装置座標とすることができる。

或いは、例えば、撮像開始時における被検体の位置（ｘ、ｙ、ｚ）を基準位置とし、撮像開始時の印加電流の値を基準電流Ｉ_０としてもよい。そして、撮像開始時後の被検体の移動量（Δｘ、Δｙ、Δｚ）から、印加電流の基準電流に対する増減量ΔＩを求めてもよい。

また、データベースを用いて電流値を求める手法に替えて、電流値を所定の計算式を用いてリアルタイムに計算して求めることもできる。例えば、ビオサバールの法則に基づく計算式を用いて、被検体の位置（ｘ、ｙ、ｚ）において所望の磁場強度Ｂ_０を得るためのコイルユニット１１、１２の電流値をリアルタイムで算出することができる。

（第１の実施形態の第１変形例）
図５は、第１の実施形態の第１変形例に係る磁気共鳴イメージング装置１の構成例を示すブロック図である。第１の実施形態（図４）と第１変形例との差異は検出装置２０の構成にある。第１変形例の検出装置２０は、重量センサ２３と位置検出回路２２とを備える。重量センサ２３は、例えば床面に設置され、被検体の位置（例えば重心位置）を検出する。或いは、重量センサ２３は、例えば寝台８１の天板８０に設置され、被検体の身長、体重に基づいて被検体の重心位置を算出するようにしてもよい。
重量センサ２３の他、例えば、赤外線センサや圧力センサ等の各種のセンサを用いて、被検体の位置を検出することもできる。

（第１の実施形態の第２変形例）
図６は、第１の実施形態の第２変形例に係る磁気共鳴イメージング装置１の構成例を示すブロック図である。第１の実施形態（図４）との差異は、第１変形例と同様に検出装置２０の構成にある。第２変形例の検出装置２０は、被検体の磁気共鳴信号を撮像前及び撮像中に入力し、入力した磁気共鳴信号を用いて被検体の位置を検出するように構成されている。

第２変形例の位置検出回路２２は、磁気共鳴信号を用いてリアルタイムで被検体の画像を再構成することによって、被検体の位置を検出してもよい。或いは、被検体の位置が特定の１方向（例えば、Ｚ方向）に限定される場合には、入力した磁気共鳴信号に対して、特定の１方向の一次元フーリエ変換をリアルタイムで実施し、フーリエ変換後の信号のピーク位置から被検体の位置を検出してもよい。

（第２の実施形態）
図７は、第２の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置１の構成例を示すブロック図である。第２の実施形態の磁気共鳴イメージング装置１は、第１の実施形態の構成、或いはその各変形例の構成に、磁場センサ７０と磁場測定／判定回路７２とを付加した構成になっている。

磁場センサ７０は、磁石１０で生成される磁場の強度を測定するセンサであり、ＮＭＲ（Nuclear Magnetic Resonance）プローブや、ガウスメータなどを磁場センサ７０として用いることができる。磁場センサ７０の位置は特に限定するものではなく、磁石１０を収納する磁石筐体から離れた磁場空間に配置してもよいし、図７に示すように、磁石筐体に近接する位置、例えば、傾斜磁場コイル６０やＲＦコイル６２の一部の領域に配設してもよい。

磁石１０は、電流の印加を開始してから所望の磁場強度になるまでに時間を要する場合がある。この場合、磁場測定／判定回路７２は、磁場センサ７０で検出した磁場強度に基づいて、磁石１０が生成する磁場強度が所定の範囲なったか否かを判定する。磁場の強度が所定の範囲内になったと判定されると、磁場測定／判定回路７２は、シーケンスコントローラ５３に対して撮像開始の指令を出す。シーケンスコントローラ５３はこの指令に基づいて、撮像を自動的に開始する。或いは、磁場の強度が所定の範囲内になったと判定された後、例えば、心電同期撮像の同期信号とＡＮＤをとって撮像を開始しても良い。或いは、磁場の強度が所定の範囲内になったと判定された場合、その旨を磁気共鳴イメージング装置１が具備する適宜の表示装置や表示デバイス等を用いて検査技師などのユーザに通知し、ユーザの判断によって撮像を開始してもよい。

また、磁場測定／判定回路７２は、駆動電流によって生成される磁場の校正を行う機能を有してもよい。校正は、撮像開始前に撮像の都度行ってもよいし、磁気共鳴イメージング装置１を病院等の医療機関に据え付けるとき行ってもよい。
図８及び図９は、磁場センサ７０の配置、例えば、校正を行うときの磁場センサ７０の配置と、撮像領域の推定磁場強度とを説明する図である。

図８は、磁石１０に含まれる複数のコイルユニット、例えば、２つのコイルユニット１１、１２のコイル面を互いに平行とし、かつ、磁石１０の中心軸９０に対して垂直になるように配置したケース、即ち、２つのコイルユニット１１、１２を中心軸９０に対して対称に配置したケースの磁場強度のふるまいを例示する図である。ここで、コイル面とは、各コイルユニット１１、１２を構成するループ状の導線の周全体を包含する平面のことである。また、図８では、被検体を挟む２つの磁石１０のうち、一方の磁石１０（紙面に向かって右側の磁石１０）のコイルユニット１１、１２のみに、可変の電流を印加し、他方の磁石１０のコイルユニット１１、１２に印加する電流は一定とした場合の磁場強度のふるまいを例示している。

このケースでは、印加電流の大きさに応じて、磁場強度は中心軸９０の方向に沿って変化することになり、同一磁場強度に対応する撮像領域の位置は、中心軸９０の方向に沿って移動する。そして、このケースでは、１つの磁場センサ７０によって、撮像領域の磁場強度を推定することが可能である。したがって、１つの磁場センサ７０によって、駆動電流によって生成される撮像領域の磁場を校正することができる。

一方、図９は、複数のコイルユニット、例えば、２つのコイルユニット１１、１２のコイル面を互い傾斜させ、かつ、少なくとも１つのコイル面を磁石１０の中心軸９０に対して傾斜するように配置したケース、即ち、２つのコイルユニット１１、１２を中心軸９０に対して非対称に配置したケースの磁場強度のふるまいを例示する図である。なお、図９においても、被検体を挟む２つの磁石１０のうち、一方の磁石１０（紙面に向かって右側の磁石１０）のコイルユニット１１、１２のみに、可変の電流を印加し、他方の磁石１０のコイルユニット１１、１２に印加する電流は一定とした場合の磁場強度のふるまいを例示している。

このケースでは、各コイルユニットの印加電流の大きさや向きに応じて、磁場強度の分布の形状をＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向に変化させることが可能となり、同一磁場強度に対応する撮像領域の位置も、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向の３次元方向に移動させることが可能となる。このケースでは、２つ以上の磁場センサ７０によって、磁場強度の空間分布を測定することにより、駆動電流によって生成される磁場を３次元で推定する。これにより、駆動電流によって生成される撮像領域の磁場強度の空間分布を校正することができる。

（その他の実施形態）
図１０は、その他の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置１の磁石１０の構造例を示す図である。ここまでは、図３等に示すような平板状の磁石１０について説明してきたが、磁気共鳴イメージング装置１の磁石１０は、平板状の形状に限定されない。またこの場合、傾斜磁場コイル６０やＲＦコイル６２も、平板状の形状に限定されない。

例えば、図１０（ａ）に示すように、２つの磁石１０の夫々を、片方の端面が開放され、他方の端面が塞がれた円筒状の形状とすることができる。また、図１０（ｂ）に示すように、磁石１０の数を１つとし、従来の円筒型磁気共鳴イメージング装置が具備する、両方の端面が開放された円筒状の形状とすることもできる。

図１０（ａ）の上段に示す図は、図１０（ａ）の下段に示す図のＡ－Ａ’断面である。図１０（ａ）に示す磁石は、複数のコイルユニット、例えば、コイルユニット１１、１２、１３を備えて構成されている。このような磁石１０において、撮像空間は、磁石１０の円筒の内側の閉塞空間１００でもよいし、２つの磁石１０の間の開放空間１０２でもよい。

一方、図１０（ｂ）の上段に示す図は、図１０（ｂ）の下段に示す図のＢ－Ｂ’断面である。図１０（ｂ）に示す磁石は、複数のコイルユニット、例えば、コイルユニット１１、１２、１３、１４を備えて構成されている。このような磁石１０において、撮像空間は、磁石１０の円筒の内側の閉塞空間１００でもよいし、磁石１０の円筒から離れた開放空間１０２でもよい。
なお、ここまでは、図１、図２、図４乃至図９に例示したように、実施形態の磁気共鳴イメージング装置１が、被検体を挟む２つの磁石１０を有する構成について説明してきたが、実施形態の磁気共鳴イメージング装置１は、このような構成に限定されるものではない。例えば、被検体を挟む２つの磁石１０のうち、一方の磁石１０のみを有する構成も可能である。この構成においても、上述した技術的効果を得ることが可能である。

以上説明した各実施形態の説明における検出回路は、特許請求の範囲の記載における検出部の一例である。また、各実施形態の説明における制御回路、或いは、制御回路と磁石電源の組み合わせは、特許請求の範囲の記載における制御部の一例である。

以上説明した少なくとも１つの実施形態によれば、平面開放型の磁気共鳴イメージング装置を用いた撮像において、撮像中に被検体が動いても、画像を正常に生成できる。

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、実施形態同士の組み合わせ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。

１ 磁気共鳴イメージング装置
１０ 磁石
１１ コイルユニット１
１２ コイルユニット２
２０ 検出装置
２１ カメラ
２２ 位置検出回路
２３ 重量センサ
３０ 制御回路
４０ 磁石電源
７０ 磁場センサ
７２ 磁場測定／判定回路

Claims (13)

1. 磁気共鳴周波数を支配的に決定する磁場を生成する電流駆動型の磁石と、
   前記磁場内において移動可能な状態で撮像される被検体の位置を検出する検出部と、
   検出された前記被検体の位置に基づいて前記磁石の駆動電流を制御することにより、前記被検体の動きに応じて、前記被検体の撮像領域を設定する制御部と、
   を備える磁気共鳴イメージング装置。
2. 前記磁石は、１つ以上のコイルユニットから構成され、
   前記１つ以上のコイルユニットは、平板状筐体に収納され、
   前記被検体は、撮像時において、前記磁石の中心軸方向において前記平板状筐体から離れた位置に配置される、
   請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
3. 前記磁石は、１つ以上のコイルユニットから構成され、
   前記１つ以上のコイルユニットは、両端面又は片端面が開放された円筒状筐体に収納され、
   前記被検体は、撮像時において、前記円筒状筐体の内部空間の位置、又は、前記磁石の中心軸方向において前記円筒状筐体から離れた位置に配置される、
   請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
4. 前記１つ以上のコイルユニットは、前記コイルユニットの夫々のコイル面が前記磁石の中心軸に垂直になるように配置され、
   前記撮像領域は、前記磁石の中心軸方向に沿って移動可能に設定される、
   請求項２または３に記載の磁気共鳴イメージング装置。
5. 前記１つ以上のコイルユニットは、２以上のコイル面を有する平面コイルを備えて構成され、
   前記２以上のコイル面は互いに傾斜するように配置され、
   前記撮像領域は、前記磁石の中心軸方向、前記中心軸方向に垂直な第１の方向、及び、前記中心軸方向と前記第１の方向に垂直な第２の方向の３方向に独立に移動可能に設定される、
   請求項２または３に記載の磁気共鳴イメージング装置。
6. 前記検出部は、前記被検体、又は、前記被検体に装着されるＲＦ（radio Frequency）コイルに付されたマーカの位置を検出するカメラ、を備えて構成される、
   請求項１乃至５のいずれか１項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
7. 前記検出部は、被検体の位置を検出するセンサ、を備えて構成される、
   請求項１乃至５のいずれか１項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
8. 前記検出部は、前記被検体から発せられる磁気共鳴信号に基づいて前記被検体の位置を検出する位置検出回路、を備えて構成される、
   請求項１乃至５のいずれか１項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
9. 前記制御部は、前記磁場の空間分布と前記駆動電流とが関連付けられたデータベースであって、前記被検体の撮像前に予め求められた前記データベースに基づいて、前記被検体の動きに応じた前記被検体の撮像領域を設定する、
   請求項１乃至８のいずれか１項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
10. 前記制御部は、設定しようとする前記撮像領域の位置に基づいて、前記駆動電流をリアルタイムに算出する、
    請求項１乃至８のいずれか１項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
11. 前記磁石が生成する磁場の強度を測定する少なくとも１つの磁場センサ、
    を更に備える、
    請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
12. 前記制御部は、前記磁場センサが測定した前記磁場の強度が所定の範囲になったとき、前記被検体の撮像を開始する、
    請求項１１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
13. 前記制御部は、前記磁場センサが測定した前記磁場の強度を用いて、前記駆動電流によって生成される前記磁場の校正を行う、
    請求項１１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
    

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