JP3756582B2 - 磁気共鳴イメージング装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気共鳴イメージング装置に関し、特に被検体を測定空間に配置する手段および被検体等の支持固定手段の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
磁気共鳴イメージング（以下、ＭＲＩという）法は、固有の磁気モーメントを持つ原子核の集団が、ある一定の静磁場中に置かれたときに、特定の高周波磁場に対して磁気共鳴（ＮＭＲ）現象を起すことを利用して、物質の化学的および物理的な情報を計測し、これらの情報から画像データを作成する手法である。このような手法を利用したＭＲＩ装置においては、被検体の関心領域が静磁場の中心（測定空間）に位置するように配置され、またこの静磁場中心位置に基づきＮＭＲ信号に位置情報を付与するための傾斜磁場が付与される。
【０００３】
従ってかかる物理的化学的情報の計測中に、被検体や信号検出用のコイルの静磁場中の位置が数ミリメートル程度でも変化すると画像データに流れや偽像が現れ、正確かつ鮮明な画像データを得ることができない。そのため被検体および信号検出手段の静磁場中での位置が変化しないように、これらを十分に支持固定する必要がある。このような目的のため、被検体を測定空間に移送し配置するための寝台には被検体および検出コイルを寝台に支持固定するための手段としてベルト等が取付けられている。
【０００４】
図１２は、被検体60を固定するために設けられた従来の固定ベルト70'の一例を示すもので、この固定ベルトは両端が被検体を載せる寝台天板80'の一定の位置に固定されている。従って被検体の体形が異なっている場合でも支持固定する位置を変更できないために被検体によっては十分に固定することができず、固定ベルト自体が操作や撮像の邪魔になることがある。
【０００５】
これに対し、図１３（ａ）及び（ｂ）に示す固定ベルト70"は、寝台天板80'に設けられた溝85に支持具（図示せず）を介して取付けられており、固定ベルト70"の位置は寝台天板80'の溝85に沿って移動することができる。この場合、被検体60の固定すべき部位に合わせて固定ベルト70"の位置を変えることができるが、同図（ａ）に示すように被検体60が寝台天板80'の溝85に対して平行な方向に動いた場合は、固定ベルト70"も被検体60とともに溝85に沿ってスライドしてしまうため、この方式では被検体を十分に固定することができない。また、この固定ベルト70"を図１３（ｂ）に示したように寝台天板80'に対して斜め方向に固定しようとした場合にも、固定ベルト70"の取付位置が動いてしまい被検体を十分に固定することができない。
【０００６】
尚、図１２及び図１３では省略されているが、これら従来の固定ベルトは面ファスナーやシートベルトタイプの結合部材或いは締結部材が備えられ、これら結合部材等で被検者を固定するように構成されている。この場合、被検者の動きを十分に抑制するためには、被検者をかなり強い力で支持固定する必要があるが、これら従来の結合部材等で締付けただけでは被検体を十分に支持固定することができない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、従来のＭＲＩ装置では、支持固定する対象物の様々な違いによって対象物を十分に支持固定することができないために、画像データに流れや偽像が発生するという問題があった。
【０００８】
そこで本発明はこのような問題点を解決し、流れや偽像のない鮮明な画像データを取得することができるＭＲＩ装置を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明のＭＲＩ装置は上記課題を解決するために、測定空間に静磁場、傾斜磁場、高周波磁場をそれぞれ発生する各磁場発生手段と、測定空間に被検体を配置する被検体配置手段と、被検体から発生した磁気共鳴信号を検出する信号検出手段と、磁気共鳴信号を処理して被検体の任意部位の画像データを表示する画像処理手段と、被検体および／又は信号検出手段を被検体配置手段に固定するための固定手段と、前記固定手段を前記被検体配置手段に対し移動可能に支持する支持手段とを備えた磁気共鳴イメージング装置において、前記支持手段は、前記被検体配置手段の長手方向に沿った両側端であって前記被検体配置手段の内部に形成された２本の溝であり、前記固定手段は、前記２本の溝内を摺動可能な、前記溝の開口より広い幅を有する支持具と、当該支持具に固定され、結合手段を介して結合される少なくとも２つの部材とを有し、前記溝は、前記支持具を溝の所望の位置に係止するための切欠きを備え、前記結合手段は２つの部材の任意の一方を固定的に、他方を位置可変に支持し、前記他方の部材に作用する力の略２倍の締結力を付与するものである。
【００１１】
このような結合手段を備えることにより、結合した固定手段の全体的な形状を固定する対象物に合せて調整でき、且つ作用する力を増すことなく固定手段の固定する力を増加させることができるので、比較的小さな力で容易且つ確実に対象物を固定できる。
本発明のＭＲＩ装置は、好適には固定手段は被検体配置手段から脱着可能であり、固定する対象に応じて最適な形状及び数の固定手段を被検体配置手段に取付け可能に構成される。これにより複数且つ任意形状の固定手段を簡単に取付けることができる。
【００１４】
本発明のＭＲＩ装置は、固定手段を被検体配置手段に対し移動可能に支持する支持手段と、固定手段を被検体配置手段の所望の位置に係止する係止手段とを備えることが好ましい。これにより、固定手段を被検体配置手段の所望の位置に移動させて且つ係止することができるので、測定時等に被検体が動いたりして固定手段に何等かの力が加わっても、その加わる力の方向に関らず、固定手段が連動して移動するということがなく、確実に固定できる。
【００１５】
更に本発明のＭＲＩ装置は、好適には固定手段が、固定対象とが接触する部分に緩衝材を備えている。これにより固定のためのかなり強い力が作用しても被検体に苦痛を与えたり、信号検出手段を損傷することを防止できる。
【００１６】
以上のように構成されたＭＲＩ装置においては、ＮＭＲ信号検出中における被検体や信号検出手段の位置変化を十分に抑えることができるため、画像の流れや偽像のない正確かつ鮮明な画像データを取得できる。
【００１７】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１８】
図１は、本発明の一実施例である医用診断用ＭＲＩ装置の構成図である。
【００１９】
このＭＲＩ装置は、磁場発生手段として一定空間に均一な静磁場を発生させる磁石10と、この磁石10が形成する静磁場と同一方向（ｚ方向）およびこれに直交する方向（ｘ方向及びｙ方向）の傾斜磁場を発生させる傾斜磁場コイル21、22、23と、高周波磁場(RF磁場)を発生するとともに被検体60から生ずる磁気共鳴信号を検出するための照射検出兼用のＲＦ信号コイル40とを備えており、更に各装置に種々の命令を一定のタイミングで出力するためのシーケンス制御部51、ＲＦ信号コイル40からの検出信号を処理して画像を再構成する画像処理部52及び演算処理等を行うとともに装置全体を制御する中央処理装置（ＣＰＵ）53を備えている。また磁気共鳴信号を検出するための検出専用のRF信号検出コイル41が被検体60に着脱可能に設けられる。
【００２０】
更に上記磁場発生手段が形成する測定空間内に被検体60を配置する手段として、被検体60を寝かせる寝台天板80と、測定空間内に固定された支持台81と、支持台81上の所定位置に寝台天板80を移動させるための寝台機構部82とを備えており、寝台天板80上に載置された被検体60は、寝台機構部82によって寝台天板80と共に支持台81上を移動し、磁石10が発生する均一な静磁場空間（測定空間）の所望の位置に挿入される。
【００２１】
このようなＭＲＩ装置では、ＲＦ電力増幅器44はＲＦ波形発生器45の出力を増幅し、これをRF信号コイル40に供給する。供給されたＲＦ電力によってＲＦ信号コイル40は高周波磁場を発生し、測定空間に配置された被検体60の所望の領域に磁気共鳴現象を起こさせる。この際、所定のパルスシーケンスで傾斜磁場コイル21、22、23が、それぞれ電源装置30の増幅器31、32、33により駆動される。ＲＦ信号コイル40またはＲＦ信号検出コイル41で検出されたＲＦ信号成分は、ＲＦ信号受信器42を通り、信号処理部43で信号処理後、画像処部52で画像データに変換される。シーケンス制御部52は、この間のＲＦ信号コイル40及び傾斜磁場コイル21、22、23を所定のシーケンスに従って駆動するよう指令する。画像処理部52で得られた画像データは表示器54に医療診断画像として表示される。措置の操作は操作部55により行う。
【００２２】
このような測定の間、被検体60は数分から数１０分の間、測定空間において寝台天板80上に寝かせられた状態であるが、この場合、被検体60から計測される信号の位置情報は静磁場空間における位置情報を傾斜磁場によって与えるため、被検体60及びＲＦ信号検出コイル41が寝台天板80上に確実に固定されていることが必要となる。このため本発明では、被検体60およびRF信号検出コイル41を寝台天板80に確実に支持固定できる固定手段が設けられる。
【００２３】
図２は、このような固定手段の一実施例を示す図で、この実施例では固定手段は固定ベルト70とその端部に固定された支持具75とからなり、この支持具75が寝台天板80に設けられた案内用の溝85（支持手段）に係合することにより、固定ベルト70を寝台天板80の長手方向に沿って移動可能に支持されている。さらに寝台天板80の溝85の内側縁には固定ベルト70の幅とほぼ同寸の切欠き86（係止手段）が設けられている。尚、図では切欠き86は１つしか示されていないが、好適には溝85の長手方向に沿って複数設けられている。
【００２４】
このような構成において固定ベルト70は、溝85に沿って寝台天板80の長手方向に自由を移動させることができ、固定ベルトの位置を任意に変更することができる。そして所望の切欠き86に固定ベルト70を引っ掛けた状態で、被検体60或いはＲＦ信号コイル41に固定ベルト70を締結すると、その締結力によって固定ベルト70は確実に切欠き86に係合し、天板80長手方向の移動が阻止される。複数の切欠き86が設けられていれば固定ベルト70の取付位置を任意に選ぶことができる。
【００２５】
尚、この実施例では固定ベルト部分が係合する切欠き86を設けた場合を示したが、切欠き86は支持具75が係合するものであってもよい。また切欠きという概念で示したが、寝台天板80の溝85の内側縁に固定ベルト70や支持具75を引っ掛けることができる突起を設けても同様な効果がある。更にこのような切欠き或いは突起を交互に連続的に設けることも可能である。
【００２６】
また固定ベルト70を天板80に対し係止する手段としては、切欠き或いは突起の他、支持具75の溝85に沿った方向の動きを制止する滑り止め90を別個に設けることも可能である。図３はこのような滑り止め90を取付けた構造の一実施例を示している。このような滑り止め90は、溝85に簡単に脱着可能な構造であって且つロックされる機構を有し、好適には固定ベルト70の両端に取付け両方向の移動を制止する。ロック機構としては、溝85へのネジ止め、溝85との形状的な係合、滑り止め自体にスプリング或いは弾性体のような機構を設ける、等が採用できる。
【００２７】
このような構成では、滑り止め90を取外せば支持具75は寝台天板80の溝85の中を自由に移動させることができ、また所望の位置で滑り止め90を取付けることにより、その位置に固定ベルト70を固定することができる。従って図２の実施例と同様に測定中に固定された被検体60等によって移動しようとする力が作用してもその動きを阻止することができる。
【００２８】
更に本発明の好適な態様において、固定手段は寝台天板80に脱着自在に構成される。これにより、固定する対象に応じて最適な形状及び数の固定手段を取付けることができる。
【００２９】
このような脱着機構を備えた固定手段の一実施例を図４に示す。この実施例では、寝台天板80の溝85の端部を開放することにより、固定ベルト70を脱着可能にした構造の一実施例を示している。この構成では固定ベルト70を溝85に沿って移動し開放された端部から容易に取外し、またこの端部において溝85と固定ベルト70の支持具75を係合させて簡単に取付けることができる。尚、同図では、溝の両端部を開放した構造を示しているが、少なくとも１端のみ開放されていればよい。また固定ベルト70は寝台天板80の端部でしか脱着できない構造となっているが、寝台天板80の溝85の途中に脱着可能な開口部（図示せず）を設けることもできる。このような開口部は固定ベルト70の支持具75の底部形状と同様の形状とする。
【００３０】
これにより固定される対象に応じた任意の形状の固定ベルトを必要な数だけ、溝85に取付け、対象を固定することができる。図５に胸部用、頭部用等の種々の形状の固定ベルト71、72、73を示した。これら固定ベルト71、72、73は被検体60の固定される場所に適した形状で、これら固定ベルト71、72、73を複数個取付けることによって、効果的に被検体60を支持固定することができる。図５では３種類の固定ベルトしか描かれていないが、様々な形状の固定ベルトを用意することによって色々な形状の物を効果的に支持固定することができる。
【００３１】
また固定ベルト70の脱着機構としては、溝85の開放の他、図６に示すように固定ベルト70と支持具75との間に互いに嵌着する取付具76、77を取付けることにより、固定ベルトの脱着可能にすることもできる。この場合にも図５に示した各形状の固定ベルトのそれぞれに取付具77を取付けておくことにより、複数の所望の形状固定ベルトを簡単に脱着することができる。
【００３２】
以上説明した各実施例の固定ベルトは、図７に示すように端部がそれぞれ支持具75によって寝台天板80の両側の溝85に係合した２つの部分74a、74bから成り、もう各部分74a、74bの一方の端部を適当な結合手段95で結合して被検体或いはＲＦ信号コイルを固定するとともに適当な締結力を付与する。そしてこの結合手段による結合位置を変えることにより、被検体の体形等固定対象に合わせて確実に支持固定できる。結合手段としては、公知のマジックテープや図８に示すような一対の結合具96、97を採用することができる。結合具97は固定ベルト74bの任意の位置に取付けることができ、これにより固定ベルト74aと固定ベルト74bとの結合点を任意に選ぶことができる。
【００３３】
ところで、このような固定ベルトで被検体等を固定する場合、被検体等の動きを確実に阻止するためにはかなり強い力で締結する必要がある。本発明は第二の態様として、比較的小さな力で大きな締結力が得られる固定手段の結合部の構造を提供する。以下、このような固定手段について説明する。
【００３４】
図９に示す結合具98は、加えた力よりも固定ベルト74a、74bの支持固定力を簡単に増加させることが可能な結合具の一例を示すもので、この結合具98はベルトの幅とほぼ同じ長さの２つのロールを互いに離隔して板状部材で軸支した構造を有し、これら２つのロールに固定ベルト74a、74bのそれぞれが巻回されている。これら固定ベルト74a、74bはそれぞれ折返し部Ａ、Ｂにマジックテープ等の別の結合具が設けられており、このような結合具により折返し部Ａ、Ｂを固定ベルトに固定することができる。固定対象を固定するに際し、これら固定ベルトの任意の一方（図では固定ベルト74b）をマジックテープ等により固定し、他方の固定ベルト74aの折返し部Ａを引張ることにより、巻回位置を自由に変更することができる。またこれら固定ベルト74a、74bが巻回されたロールは、回転自在に軸支され、上述した固定ベルト74a或いは74bの移動時に回転することにより滑車として作用し、移動を円滑にする。
【００３５】
このような構成の結合具98では、固定ベルト74aの折返し部Ａを矢印の方向にｆの力で引っ張ると、結合具98が滑車の役割をするため固定ベルト74bを引っ張る力ｆ’はｆの２倍になる。従って、少ない力でより大きな締結力を発生させることができる。このような固定ベルトでは、固定ベルト74aの折返し部Ａを引張って強い締結力で被検体60等を締結した後、折返し部Ａを固定ベルト74aに固定することにより固定する。この場合にも、図１０に示すように折返し部Ａの固定位置を変えることにより、図７に示す実施例と同様に被検体60の大きさの違いによらず、効果的に被検体60を支持固定することができる。
【００３６】
尚、本実施例においては２つの固定ベルトの両方が固定位置を変更できる構成とした場合を説明したが、２つの固定ベルトのうち少なくとも一方をそのような構成とすればよい。但し、両者共に固定位置の調整が可能な構成とすることにより、結合具98の位置をベルトの長さに拘らずずらすことができ、また固定ベルトのどちらからでも締結作業ができるので作業性が向上する。
【００３７】
以上説明した図９及び図１０に示すような本発明の第２の態様による固定ベルトは、固定ベルトを寝台天板80に係止するための手段を備えている本発明のＭＲＩ装置にも、このような係止手段を備えていない従来のＭＲＩ装置にも適用することができるが、特に図１及び図２に示すような係止手段（切欠き86、滑り止め90）との組合せにより、より確実かつ強い締結力で対象を固定できるという効果が得られる。
【００３８】
以上説明したように本発明のＭＲＩ装置によれば、強い締結力で対象を固定できる固定手段が提供されるが、この際、締結力が強すぎると被検体60に苦痛を与えたり、ＲＦ信号コイルを損傷する可能性がある。従って、本発明の固定手段はこのような締結力を緩衝する部材を設けることが好ましい。緩衝部材を設けた固定ベルトの一実施例を図１１に示した。
【００３９】
この実施例では、固定ベルト70は被検体60或いはＲＦ信号コイル41との接触面の一部に緩衝材100が貼着されている。緩衝材100は、図示するように少なくとも一部に貼着されていればよいが全面に貼着されていてもよい。このような緩衝材100が介在することによって、固定ベルト70から被検体60に局部的に加わる過度の圧迫をやわらげることができる。尚、緩衝材100としてはエラストマ、多孔性材料、不織布等の緩衝機能を有するものであれば何でもよく、形状も固定ベルト70および被検体60の支持固定部の形状に合わせて最適な形状とすることができる。
【００４０】
尚、このように緩衝材100を備えた固定ベルトの構成は、前述した本発明の固定手段（固定ベルト）全てに適用することが可能であるが、本発明においてこのように緩衝材100が貼着された固定ベルトを有しない場合には、緩衝材100は独立した部品として固定ベルト70と固定対象との間に介在させて使用することもできる。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、固定手段の取付け位置を対象物の形状や支持固定する場所に合わせて任意に変更することができ、しかもその変更した取付け位置を確実に維持することができる。また、固定手段を被検体配置手段に対し脱着できる構造にすることにより、必要に応じて所望の形状、所望の数の固定手段を取付けて、より効果的に対象を固定することができる。
【００４２】
また、本発明によれば、２つの部材からなる固定手段の結合手段として、加える力を増すことなく締結力を増加させる機能を有する結合手段を備えることにより、対象物を効果的に支持固定することができる。
【００４３】
このような固定手段を備えたＭＲＩ装置は、被検体や信号検出手段の動きを効果的に抑制することができ、流れや偽像のない正確かつ鮮明なＭＲ画像データが得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用されるＭＲＩ装置の一実施例を示す装置構成図。
【図２】本発明による固定手段の一実施例を示す図。
【図３】本発明による固定手段の他の実施例を示す図。
【図４】本発明による固定手段を支持する支持手段の一実施例を示す図。
【図５】本発明による固定手段の種々の形状のものを示す図。
【図６】本発明による固定手段の他の実施例を示す図。
【図７】本発明による固定手段の結合手段の一実施例を示す図。
【図８】本発明による固定手段の結合手段の他の実施例を示す図。
【図９】本発明による固定手段の結合手段の更に別の実施例を示す図。
【図１０】図９の結合手段による固定手段の装着例を示す図。
【図１１】本発明による固定手段の更に別の実施例を示す図。
【図１２】従来の支持固定具を示す図。
【図１３】従来の別の支持固定具を示す図で（ａ）、（ｂ）はそれぞれ異なる使用状態を示す図。
【符号の説明】
10・・・・・・磁石（磁場発生手段）
21、22、23・・・・・・傾斜磁場コイル（磁場発生手段）
40・・・・・・ＲＦ信号コイル（高周波磁場発生手段、信号検出手段）
41・・・・・・ＲＦ信号検出コイル（信号検出手段）
51・・・・・・画像処理手段
60・・・・・・被検体
70、71、72、73、74a、74b・・・・・・固定ベルト（固定手段）
75・・・・・・支持具
80・・・・・・寝台天板（被検体配置手段）
85・・・・・・溝（支持手段）
86・・・・・・切欠き（係止手段）
90・・・・・・滑り止め（係止手段）
95、98・・・・・・結合部（結合手段）
100・・・・・・緩衝材

Claims (1)

1. 測定空間に静磁場、傾斜磁場、高周波磁場をそれぞれ発生する各磁場発生手段と、前記測定空間に被検体を配置する被検体配置手段と、前記被検体から発生した磁気共鳴信号を検出する信号検出手段と、前記磁気共鳴信号を処理して前記被検体の任意部位の画像データを表示する画像処理手段と、前記被検体および／又は前記信号検出手段を前記被検体配置手段に固定するための固定手段と、前記固定手段を前記被検体配置手段に対し移動可能に支持する支持手段とを備えた磁気共鳴イメージング装置において、
   前記支持手段は、前記被検体配置手段の長手方向に沿った両側端であって前記被検体配置手段の内部に形成された２本の溝であり、
   前記固定手段は、前記２本の溝内を摺動可能な、溝の開口より広い幅を有する支持具と、当該支持具に固定され、結合手段を介して結合される少なくとも２つの締結部材とを有し、
   前記溝は、前記支持具を溝の所望の位置に係止するための切欠きを備え、
   前記結合手段は２つの締結部材の任意の一方を固定的に、他方を位置可変に支持し、前記他方の締結部材に作用する力の略２倍の締結力を付与することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。

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