JP4142488B2 - 被検体撮影装置および磁気共鳴撮影装置 - Google Patents
被検体撮影装置および磁気共鳴撮影装置 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、MRI（Magnetic Resonance Imaging：磁気共鳴撮影）装置やCT（Computed Tomography：計算断層画像）装置等の、被検体の被検部位を撮影する被検体撮影装置に関わる。特定的には、本発明は、撮影空間内において被検体の前後左右および上下方向に被検体を移動させることが可能な被検体撮影装置および磁気共鳴撮影装置に関わる。
【０００２】
【従来の技術】
被検体の被検部位の断層情報を含む画像を撮影するために、MRI装置やCT装置等の被検体撮影装置が知られている。
このような被検体撮影装置においては、クレードルと呼ばれる移動部分上に被検体を載置し、このクレードルを移動させて、被検部位を撮影するための撮影空間内に被検体を搬入する（たとえば、特許文献１参照。）。
撮影空間の内部におけるクレードルの移動に関しては、従来は撮影空間の中心部へのクレードルの搬送方向に沿う方向である前後方向の移動が主として考慮されていた。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−２５３４３７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、MRI装置においては原子核の磁化の回転運動に応じて生じる核磁気共鳴信号に基づいて画像を生成する。このため、高画質な画像を得るためには、磁化の回転運動が均一になるように、撮影空間としての静磁場空間内において静磁場が最も均一な領域に被検部位を位置決めすることが望まれる。
【０００５】
しかしながら、従来は静磁場空間内の前後方向に直交する上下および左右方向にクレードルを移動させることがほとんど考慮されていなかったため、均一な静磁場の領域に被検部位を位置決めすることができない可能性が存在した。その結果、静磁場が均一な領域を十分に活用して高画質な画像を得ることができなかった。
被検部位の撮影位置が所望の領域からずれるために画質に悪影響が及ぶという不都合は、CT装置等の他の被検体撮影装置においても同様に当てはまる。
【０００６】
本発明の目的は、撮影空間内の望ましい目標位置に被検部位を位置させて撮影することにより、撮影画像の画質を向上させることが可能な被検体撮影装置を提供することにある。
また、撮影空間内の望ましい目標位置に被検部位を位置させて撮影することにより、撮影画像の画質を向上させることが可能な磁気共鳴撮影装置を提供することも、本発明の目的である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る被検体撮影装置は、撮影空間内における被検体の被検部位を撮影して、該被検部位の断面情報を含む画像を入手する撮影部と、前記被検体を載置する載置部と、前記撮影空間内への前記載置部の搬入方向に沿う前後方向に前記載置部を移動させる第１の移動手段と、前記撮影空間内において、前記前後方向に直交する上下および左右方向に前記載置部を移動させる第２の移動手段とを有する。
【０００８】
また、本発明に係る磁気共鳴撮影装置は、静磁場空間内における被検体の被検部位からの磁気共鳴信号に基づいて、前記被検部位の断面情報を含む画像を生成する磁気共鳴撮影部と、前記被検体を載置する載置部と、前記静磁場空間内への前記載置部の搬入方向に沿う前後方向に前記載置部を移動させる第１の移動手段と、前記静磁場空間内において、前記前後方向に直交する上下および左右方向に前記載置部を移動させる第２の移動手段とを有する。
【０００９】
本発明においては、載置部に被検体が載置される。たとえば静磁場空間である撮影空間内への搬入方向に沿う前後方向に、第１の移動手段によって載置部は移動させられる。撮影空間内において、前後方向に直交する上下および左右方向に、第２の移動手段によって載置部は移動させられる。
撮影空間内において被検体の被検部位が撮影され、被検部位の断面情報を含む画像が生成される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して述べる。
なお、以下では磁気共鳴撮影（MRI）装置を例に挙げて述べるが、計算断層画像（CT）装置等の他の被検体撮影装置にも本発明は適用することができる。
【００１１】
第１実施形態
図１は、本発明の第１実施形態に係るMRI装置の概略を示すブロック構成図であり、図２は、図１に図解のMRI装置の要部の外観を示す斜視図である。
図１に示すように、第１実施形態に係るMRI装置１は、撮影部２と、搬送部３とを有している。
搬送部３は撮影部２の撮影空間内に被検体４を搬送するための機構部である。本実施形態に係る撮影部２は、被検体４の被検部位に核磁気共鳴を生じさせ、被検部位からの核磁気共鳴信号に基づいて被検部位の画像を生成する装置である。
【００１２】
撮影部
撮影部２は、操作コンソール４と、マグネットアセンブリ５とを有する。好適には操作コンソール４はマグネットアセンブリ５からは離れて設置されるため、図２においては図示していない。
操作コンソール４を介して撮影部２が操作される。また、撮影部２によって得られたデータに基づいて操作コンソール４において画像が生成され表示される。
【００１３】
マグネットアセンブリ５は、マグネット部１１と、RFコイル駆動部１２と、勾配コイル駆動部１３と、データ収集部１４とを含んでおり、これらを図２に示すように筐体に収容した構成を有している。
本実施形態に係るマグネット部１１は、上下方向（Y軸方向）において互いに対向して配置されている上側マグネットケース１１aおよび下側マグネットケース１１bのそれぞれの内部に分離して配置される構造を有している。
上側マグネットケース１１aと下側マグネットケース１１bとの間が、被検体４を撮影するための撮影空間となる。
【００１４】
マグネット部１１を構成するマグネットケース１１a，１１bには、図示はしないが、静磁場発生用マグネットと勾配磁場コイルとが収容される。
マグネットケース１１a，１１bは、静磁場発生用マグネットによって形成される静磁場の均一性を損なわないように、たとえば、プラスチック樹脂等の非磁性体材料を用いて形成する。
静磁場発生用マグネットは、マグネットケース１１a，１１bにそれぞれ片方ずつ収容されて１つのペアとなっている。このように対向して配置される１つのペアの静磁場発生用マグネット間が静磁場空間となる。したがって、撮影空間の一部に静磁場空間１０aが形成されることとなる。
【００１５】
静磁場発生用マグネットと同様に、勾配磁場コイルもマグネットケース１１a，１１bにそれぞれ収容されて１つのペアを形成する。
勾配磁場コイルは、後述するRFコイルが検出する核磁気共鳴信号に３次元の位置情報を持たせるために３系統存在する。
勾配磁場コイルに勾配コイル駆動部１３が接続され、勾配コイル駆動部１３は、上記３系統の勾配磁場コイルに勾配磁場励起信号をそれぞれ送信する。勾配磁場励起信号をそれぞれ受け取った３系統の勾配磁場コイルは、静磁場発生用マグネットが形成する静磁界の強度にX，Y，Zの３方向の勾配を付ける勾配磁場をそれぞれ発生させる。
【００１６】
RF（Radio Frequency）コイルには、送信用RFコイルと受信用RFコイルとがある。送信用RFコイルは、たとえば、マグネットケース１１a，１１bに収容される。送信用RFコイルは、被検体４の被検部位にRF帯の励起磁場を印加する。
送信用RFコイルにはRFコイル駆動部１２が接続され、RFコイル駆動部１２が送信用RFコイルに励起磁場を励起させる信号を与える。これにより、送信用RFコイルから所定の共鳴周波数の励起磁場が被検部位に印加され、被検部位のスピンが励起される。
【００１７】
送信用RFコイルによる励起磁場の印加を停止した際には、被検部位のスピンに起因して、共鳴周波数を有する核磁気共鳴信号が被検部位から再放射される。受信用RFコイルは、被検部位からのこの核磁気共鳴信号を検出する。受信用RFコイルとしては、たとえば、被検体４の頭部や腹部や肩等の被検部位を部分的に覆うような専用のコイルを用いる。
【００１８】
受信用RFコイルにはデータ収集部１４が接続される。データ収集部１４は、受信用RFコイルが検出した核磁気共鳴信号を取り込み、それを磁気共鳴画像生成のためのデータとして収集する。
データ収集部は、収集した磁気共鳴画像生成のためのデータを、操作コンソール４のデータ処理部１７に送信する。
【００１９】
操作コンソール４は、データ処理部１７の他に、演算・制御部１５と、記憶部１８と、操作入力部１９と、表示部２０とを有する。
本発明においては、演算・制御部１５を含んで処理制御手段および駆動制御手段を実現する。また、詳細には後述するが、本発明における目標位置指定手段および移動距離算出手段にも演算・制御部１５が含まれる。
【００２０】
データ処理部１７は記憶部１８に接続され、データ処理部１７と演算・制御部１５、および、記憶部１８と演算・制御部１５とは、それぞれ相互に接続される。
【００２１】
操作入力部１９は、たとえば、キーボードやマウス等の入力デバイスにより実現される。操作入力部１９を介して、操作コンソール４を操作するオペレータからの指令信号が演算・制御部１５に入力される。
【００２２】
演算・制御部１５は、たとえば、CPU（Central Processing Unit）等の演算のためのハードウェアと、このハードウェアの駆動のためのプログラム等のソフトウェアとによって実現される。
演算・制御部１５は、操作入力部１９を介して入力されたオペレータからの指令信号を受けて、所望の核磁気共鳴信号が得られるようにRFコイル駆動部１２、勾配コイル駆動部１３、およびデータ収集部１４を制御するための撮影プロトコルを生成する。
演算・制御部１５によって生成された撮影プロトコルは、たとえば、RAM（Random Access Memory）やハードディスクドライブによって実現される記憶部１８に記憶される。
演算・制御部１５は、記憶部１８に記憶させておいた撮影プロトコルに基づいてRFコイル駆動部１２、勾配コイル駆動部１３、およびデータ収集部１４を制御し、断面画像やこの断面画像の情報を含む３次元画像、特定の組織を強調した画像等の、所望の画像を生成するための核磁気共鳴信号が被検部位から得られるようにする。
【００２３】
データ処理部１７は、データ収集部１４から送信された核磁気共鳴信号のデータに対して、操作入力部１９および演算・制御部１５を介したオペレータからの指令に基づいて演算処理や画像処理等の所定の処理を施し、磁気共鳴画像を生成する。データ処理部１７は、生成した画像を記憶部１８に送信し、記憶させる。
【００２４】
記憶部１８に記憶された画像は、オペレータからの要求に応じて、演算・制御部１８によって適宜表示部２０に表示される。
また、表示部２０には、MRI装置１を操作するための操作画面も表示される。
【００２５】
以上のような構成により、磁気共鳴画像を入手することができる。ただし、良好な磁気共鳴画像を入手するためには、磁気共鳴撮影のための静磁場が均一に形成されている領域を目標領域として、この目標領域に被検部位を正確に位置決めすることが重要である。
以下に述べる搬送部３は、被検体４を搬送して、静磁場空間１０a内の目標領域に被検部位を位置決めするための機構部である。
なお、演算・制御部１５は、搬送部３の前後方向駆動部２５a、左右方向駆動部２５b、および上下方向駆動部２５cの駆動方向および駆動量も制御する。
【００２６】
搬送部
図１および図２に示すように、搬送部３は、テーブル２２と、テーブル２２上に配置されるクレードル２１と、前後方向駆動部（S/I Dr）２５aと、左右方向駆動部（L/R Dr）２５bとを有する。また、クレードル２１は、スライド部２３と、載置部２４と、上下方向駆動部（A/P Dr）２５cとを有する。
前後方向駆動部２５aが本発明における第１の移動手段の一実施態様である。また、左右方向駆動部２５bおよび上下方向駆動部２５cが、本発明における第２の移動手段の一実施態様である。
【００２７】
本発明における前後方向、左右方向、上下方向の３方向はそれぞれ直交している。これらの３方向を、図２に示すX，Y，Zのそれぞれ直交する３本の軸の方向に対応させると、前述のように上下方向がY軸方向となる。そして、前後方向がZ軸方向に対応し、左右方向がX軸方向に対応する。
なお、本実施形態においては、テーブル２２からマグネットアセンブリ５の静磁場空間１０aへのクレードル２１の搬入方向にZ軸方向を一致させる。Z軸方向は、クレードル２１上に載置される被検体４の頭部から脚部に向かう体軸方向にも一致している。
【００２８】
図１および図２に示すように、クレードル２１はスライド部２３上に載置部２４を載置した２段構造を有している。
スライド部２３および載置部２４は、これらが搬入される静磁場空間１０aの均一性を損ねることがないように、たとえばプラスチック樹脂等の非磁性体材料を用いて、たとえば矩形の板状に形成する。
載置部２４上に被検体４が載置される。
テーブル２２は、その上に載置されるクレードル２１、即ちスライド部２３および載置部２４を支持する。
【００２９】
前後方向駆動部２５aは、被検体４が載置されたクレードル２１を前後方向にスライドさせて移動させる。即ち、被検体４が載置された載置部２４は、前後方向駆動部２５aによってスライド部２３が前後方向にスライド移動されるに伴って、スライド部２３と一体となって前後方向に移動する。
また、左右方向駆動部２５bは、被検体４が載置されたクレードル２１を左右方向にスライド移動させる。被検体４が載置された載置部２４は、左右方向においても、左右方向駆動部２５bによってスライド部２３が左右方向にスライド移動されるに伴ってスライド部２３と一体となって移動する。
【００３０】
前後方向駆動部２５aおよび左右方向駆動部２５bは、たとえば、ベルトとプーリー、またはラックとギヤの組み合わせによって実現することができる。スライド部２３にベルトまたはラックを取付け、このベルトまたはラックをモーター等の駆動手段によって連動されるプーリーまたはギヤによってそれぞれ駆動すれば、クレードル２１をXZ平面内において移動させることができる。
【００３１】
前後方向駆動部２５aによりクレードル２１を前後方向に移動させる場合に、クレードル２１のうちのテーブル２２からはみ出てテーブル２２に支持されない部分は、マグネットアセンブリ５の下側マグネットケース１１bによって支持される。そのために、本実施形態においてはテーブル２２と下側マグネットケース１１bとを連結して、Y軸方向における高さを揃えている。ただし、クレードル２１を支持可能であれば、下側マグネットケース１１bはテーブル２２からある程度離れていてもよい。
【００３２】
また、本実施形態においては、左右方向駆動部２５bによってクレードル２１を左右方向に移動させる場合に、被検体４が載置されたクレードル２１の荷重を受けとめる荷重受部５pをマグネットアセンブリ５の筐体に設けている。
図３（a）〜（c）は、クレードル２１とテーブル２２とマグネットケース１１a，１１bと荷重受部５pとの位置関係を表わす図である。図３において、（a）はクレードル２１と下側マグネットケース１１bと荷重受部５pとの位置関係を表わす図であり、（b）は図２における断面I−I方向から見た断面図であり、（c）は図２における断面II−II方向から見た断面図である。なお、図３（b），（c）に示す断面図は模式的な断面図であり、各構成要素の断面の構成ではなく、各構成要素が占める領域を断面として表している。
【００３３】
本実施形態においては、図３（a），（b）に示すように、下側マグネットケース１１bを矩形板状のクレードル２１のX軸方向に沿う幅と同じ幅W１を有する直方体状とする。下側マグネットテーブル１１bの長手方向の長さはLとする。そして、このような下側マグネットケース１１bの長手方向に沿う両側に、直方体状の荷重受部５pを各々設けている。
【００３４】
荷重受部５pは、マグネットケース１１a，１１bと同様に、プラスチック樹脂等の非磁性体材料を用いて形成する。
直方体状の荷重受部５pの長手方向、即ちZ軸方向の長さは、たとえば、下側マグネットケース１１bのZ軸方向の長さLと同じとする。
【００３５】
荷重受部５pは、その上にクレードル２１が載置されたときに、スライド部２３を介して印加される荷重を、テーブル２２および下側マグネットケース１１bと協働して受けとめる。
スライド部２３を介してテーブル２２、下側マグネットケース１１b、および荷重受部５pに印加される荷重は、たとえば、スライド部２３および載置部２４による荷重であり、載置部２４に被検体４が載置されるときは、被検体４による荷重も加わる。
ただし、X軸方向、即ち左右方向において考えると、左右方向に移動したクレードル２１を支持するために下側マグネットケース１１bは必ずしも必要ではない。このため、左右方向においては、テーブル２２と荷重受部５pとによってスライド部２３からの荷重を受けとめていると考えることができる。
【００３６】
X軸方向における初期位置からのクレードル２１の移動量A１、および、Z軸方向における初期位置からのクレードル２１の移動量A２は、図示しないエンコーダー等のセンサーによって検出することができる。
検出された移動量A１，A２は、演算・制御部１５に送信される。これにより、演算・制御部１５は初期位置からの前後および左右方向におけるクレードル２１の移動量を入手することができる。
【００３７】
テーブル２２および荷重受部５p上にクレードル２１が傾かずに載置され、クレードル２１によって被検体４を支持可能とするために、演算・制御部１５はまず、前後方向における移動量A２に基づいて、前後方向におけるクレードル２１の位置を特定する。
演算・制御部１５は、テーブル２２および荷重受部５p上にクレードル２１を載置可能な荷重分布となるような、テーブル２２および荷重受部５pに対するスライド部２３の接触面積a１およびa２をそれぞれ計算する。
このような荷重分布となる接触面積a１，a２は、移動量A２と、XZ平面に平行な面におけるテーブル２２、荷重受部５p、およびスライド部２３の形状とに基づいて計算することができる。
そして、演算・制御部１５は、移動量A２を固定したと仮定して、計算した接触面積a１，a２となる左右方向の移動量A１を計算する。
【００３８】
以上のような計算によって得られた移動量A１が、前後方向の移動量A２に対応して移動可能な左右方向の移動量となる。演算・制御部１５は、クレードル２１の左右方向の移動量がこの移動量A１の範囲内に収まるように、前後方向駆動部２５aと連動して左右方向駆動部２５bの移動量を制御する。
ただし、上記の移動量A１の範囲内であっても、被検体４に装着する受信用RFコイルによりクレードル２１の移動範囲が予め規定された制限範囲内に制限されている場合には、演算・制御部１５はその制限範囲内において左右方向駆動部２５bを制御する。
【００３９】
上下方向に関しては、上下方向駆動部２５cにより載置部２４がスライド部２３から分離して上下方向に移動される。詳細には、載置部２４がスライド部２３上に載置された初期位置から上方向に移動されることにより、Y軸方向に沿った被検体４の位置が調節される。撮影終了後には、載置部２４は上方向の移動位置から初期位置まで戻される。
上下方向駆動部２５cは、たとえば、ラックとギヤの組み合わせや、リンク機構によって実現することができる。
【００４０】
演算・制御部１５は、前後および左右方向と同様に、上下方向駆動部２５cの移動量も、エンコーダー等のセンサーを介して入手する。これにより、撮影プロトコルに応じて自動的に上下方向における載置部２４の位置を調節することができる。
静磁場空間１０a内にクレードル２１を確実に搬入するため、および、載置部２４の保持のために、演算・制御部１５は前後および左右方向にクレードル２１を移動させたのちに、上方向に載置部２４を移動させる。
上下方向についても、受信用RFコイルの装着等の理由により移動範囲が所定の制限範囲内に制限されている場合には、演算・制御部１５はその制限範囲内において上下方向駆動部２５cを駆動する。
【００４１】
位置調整動作
ここで、上記構成の搬送部３による被検体４の被検部位の位置調整動作の一実施形態について述べる。図４は、本実施形態において被検部位の位置調整動作に用いるために、操作コンソール４の表示部２０に表示される画面の一例である。図４において、（a）はクレードル２１の位置を調整する前の画面を示しており、（b）は被検部位の位置を調整するためにクレードル２１の位置を調整した後の画面を示している。
なお、図４（a），（b）におけるX，Y軸は、図２および図３（b）におけるX，Y軸にそれぞれ対応している。
【００４２】
マグネット部１１の静磁場発生用マグネットによって形成される静磁場の均一性は、静磁場空間１０aの中心部ほど高く良好な傾向にある。したがって、ここでは、静磁場空間１０aの中心部の領域を、撮影のために被検部位を位置付ける目標領域とし、この目標領域に被検部位を位置付けることを考える。
静磁場空間１０aの中心部の領域に被検部位を位置付けたときにスライド部２３および載置部２４が位置する位置が、スライド部２３および載置部２４のそれぞれの目標位置になる。
また、本実施形態においては直方体状に形成される静磁場空間１０aのZ軸方向の長さL、X軸方向の幅W１、Y軸方向の高さH１のそれぞれの中心に位置する中心点Ctおよびその近傍を、静磁場空間１０aの中心部と規定する。
【００４３】
まず、Z軸方向における被検部位の自動的な位置決めについて簡単に述べる。クレードル２１に対する被検体４の位置は、公用されているポジショニングライト等の位置決め手段によって特定することができる。演算・制御手段１５は、予め入手しておいたこのクレードル２１に対する被検体４の位置と、リアルタイムに入手するクレードル２１のZ軸方向における移動量A２とから、Z軸方向における目標位置にクレードル２１を位置付けるように前後方向駆動部２５aを駆動させる。
【００４４】
上下左右方向、即ちXY平面内における被検部位の位置調整に際しては、まず、位置決め撮影を行なって位置決め用画像を採取する。
位置決め用画像として３次元的な画像を採取することもできるが、XY平面内における位置決めにはZ軸方向に関する情報は必要ない。このため、以下ではXY平面において撮影した被検部位の断面の画像を位置決め用画像とすることを例に挙げて述べる。
【００４５】
たとえば、演算・制御部１５は、撮影プロトコルに従って、クレードル２１のZ軸方向における位置決め終了後にマグネットアセンブリ５を駆動して位置決め用画像を自動的に採取する。
このようにして採取される位置決め用画像を表示する表示部２０の画面３０の一例を、図４（a）に示す。
【００４６】
画面３０は、たとえば矩形状であり、この画面３０には、たとえば矩形状のフレーム３５が表示される。フレーム３５は、無操作状態においては、高さH３、幅W３の各辺の中心が、高さH２、幅W２の画面３０の各辺の中心にそれぞれ位置するように表示される。
フレーム３５の内部領域３５aに、採取された位置決め用画像が表示される。フレーム３５の外部領域３０aは非表示領域であるが、後述するようにフレーム３５を移動させるときの移動領域として存在する。
このように移動可能なフレーム３５、およびそれを実現するための演算・制御部１５とプログラム等のソフトウェアが、本発明における目標位置指定手段の一実施態様である。
【００４７】
位置決め用画像は、XY平面内において、静磁場空間１０aの中心点Ctが、フレーム３５の高さH3および幅W３のそれぞれの中心に位置する中心点に常に位置するように撮影される。
図４（a）において、フレーム３５の内部領域３５aにおける位置決め用画像には、たとえば断面円形の被検部位画像Iar１が表示されている。
なお、非磁性体材料によって形成したクレードル２１は、位置決め用画像には表示されない。
【００４８】
図４（a）に示すように静磁場空間１０aの中心点Ctと円形の被検部位画像Iar１の中心点Ctdとがずれていた場合には、たとえば、オペレータはフレーム３５を移動させてフレーム３５の内部領域３５aの所望の領域に被検部位画像Iar１が位置するようにする。たとえば、矩形のフレーム３５の重心が被検部位画像Iar１の中心点Ctdに一致するようにする。
フレーム３５の移動は、たとえば、操作入力部１９としてマウスを用い、マウスのポインタによるドラッグ操作によって実現してもよいし、操作入力部１９としてのキーボードから移動方向を入力してもよい。
【００４９】
フレーム３５の重心を中心点Ctdに一致させることにより、演算・制御部１５は、位置決め用画像における中心点Ctと中心点Ctdとの間におけるX軸方向に沿うずれ量d１とY軸方向に沿うずれ量d２とを算出することができる。
演算・制御部１５は、ずれ量d1，d２に基づいて、目標位置までの左右方向駆動部２５bおよび上下方向駆動部２５cの移動距離をそれぞれ計算する。したがって、本実施形態における演算・制御部１５は、本発明における移動距離算出手段の一実施態様でもある。
【００５０】
演算・制御部１５は、ずれ量d１，d２に基づいて算出した移動距離だけ被検部位を実際に移動させる左右方向駆動部２５bおよび上下方向駆動部２５cの駆動量を計算する。
【００５１】
演算・制御部１５は、計算により得た左右方向駆動部２５bおよび上下方向駆動部２５cの駆動量と、リアルタイムに入手する移動量とを比較しながら、スライド部２３および載置部２４が目標位置に位置付けられるように左右方向駆動部２５bおよび上下方向駆動部２５cを駆動制御する。
【００５２】
スライド部２３および載置部２４の左右上下方向の移動量が物理的に目標位置までの移動量に達しない場合には、移動可能な位置までは物理的にスライド部２３および載置部２４を移動させる。そして、移動後の位置と目標位置までの移動量の差分については、画像処理量としてデータ処理部１７および演算・制御部１５による被検部位画像Iar１の画面３０への表示の段階において吸収させる。すなわち、データ処理部１７および演算・制御部１５は移動量の差分だけ画面３０において被検部位画像Iar１をずらして表示する。
以上のようなクレードル２１の位置調整後の撮影および画像処理により、図４（b）に示すように被検部位画像Iar１の中心点Ctdと静磁場空間１０aの中心点Ctとが画面３０における中心において一致した断面画像が得られる。
【００５３】
以上のように、本実施形態によれば、左右および上下方向においても、静磁場の均一性が比較的良好な中心点Ct近傍に被検部位を位置付けることができる。このため、従来よりも高画質の画像を安定して得ることができる。
このような被検部位の位置決めのための駆動部２５a〜cの移動量の制御は、撮影プロトコルに連動して自動的に行なわれる。このため、被検体が動く必要がなく、被検体の負担を低減することができる。また、オペレータの負担も低減可能である。
駆動部２５a〜cの移動量を演算・制御部１５により自動的に制御するため、クレードル２１の位置決め精度を従来よりも向上させることが可能であり、たとえば、ミリメートル以下のオーダーで位置決めすることができる。
【００５４】
第２実施形態
第１実施形態においては被検部位を静磁場空間１０aの中心点Ct近傍に位置付けて撮影を行なうとしたが、静磁場空間１０aの静磁場の均一性が、中心点Ct近傍以外の領域において最も良好な場合も存在する。以下では、このような場合に対応して、所望の領域において静磁場を均一化させて、画質を向上可能な第２実施形態について述べる。
【００５５】
図５は、図４と同様に、第２実施形態において被検部位の位置調整動作に用いるために表示部２０に表示される画面の一例である。図５において、（a）は静磁場均一化前の画面を示しており、（b）は静磁場均一化後の画面を示しており、（c）は均一度の最も良好な静磁場の領域において被検部位が撮影されるようにクレードル２１の位置を調整した後の画面を示している。
図５において、図４に示す構成要素と同じ構成要素には同一符号を付し、詳細な記述は省略する。また、第２実施形態に係るMRI装置の物理的な構成は第１実施形態に係るMRI装置と同じであるため、詳細な記述は省略する。
【００５６】
以下では、図４についての記述と同様に、XY平面内における被検部位の位置調整について述べる。
図５（a）に示すように、実際には画面３０には表示されないが、フレーム３５の外部領域３０aに、最も均一な静磁場領域Sarが存在したとする。
均一静磁場領域Sarは、静磁場空間１０aにおける磁界の強度を複数箇所において測定することによって特定することができる。
【００５７】
静磁場空間１０aの静磁場の均一性は、テーラー級数によって表わすことができる。テーラー級数によって表わされる静磁場の均一性のうち、１次の均一性は静磁場空間１０aに印加する勾配磁場によって変化させることができる。
均一静磁場領域Sarが中心点Ctの近傍から外れていた場合に、演算・制御部１５は勾配コイル駆動部１３を介して勾配磁場コイルを駆動し、静磁場空間１０aの１次の均一性を調整する。１次の均一性を調整することにより、演算・制御部１５は均一静磁場領域Sarの位置を調整し、たとえば、図５（b）に示すようなフレーム３５の内部領域３５a内の撮影画像内に均一静磁場領域Sarを位置させる。均一静磁場領域Sarは中心点Ctを含む領域に位置させることもできるが、たとえば肩等の体軸から離れた被検部位のように、クレードル２１の移動量の制限から中心点Ct近傍に位置付けることが困難な被検部位も存在する。このため、ここでは中心点Ctから離れた位置に均一静磁場領域Sarを移動させることとする。
【００５８】
図５（b）に示す位置に均一静磁場領域Sarを移動させた後に撮影した位置決め用画像において、たとえば断面円形の被検部位画像Iar２が、図５（b）に示す位置に位置していたとする。
オペレータは、第１実施形態と同様にフレーム３５を移動させて均一静磁場領域Sarと被検部位画像Iar２とのずれ量を指定し、演算・制御部１５に対してクレードル２１および載置部２４の目標位置を指定する。
このとき、均一静磁場領域Sarを意味する領域が表示され、フレーム３５の移動に伴って移動することが、目標位置の指定を容易にする観点から好ましい。
【００５９】
目標位置が指定されたのちには、演算・制御部１５は第１実施形態と同様に左右方向駆動部２５bおよび上下方向駆動部２５cの駆動量を制御して、クレードル２１および載置部２４を目標位置に自動的に位置付ける。
なお、Z軸方向においても、クレードル２１に対する被検体４の位置とクレードル２１の移動量とから、XY平面の場合と同様に、位置を調整された均一静磁場領域Sarに被検部位を位置付けることができる。
【００６０】
クレードル２１および載置部２４が目標位置に位置付けられた後に撮影を行なうと、図５（c）に示すように、均一静磁場領域Sar内において撮影された被検部位画像Iar２が得られる。
均一静磁場領域Sar内において撮影された被検部位の画像Iar２の画質は、被検部位のスピンが均一になるため、図５（b）に示すような元の位置における画質よりも向上する。
【００６１】
以上のように、第２実施形態によれば、位置を調整した均一静磁場領域Sar内に被検部位が位置付けられるように自動的にクレードル２１の位置を調整することができる。これにより、第１実施形態よりもさらに安定して高画質の画像を得ることができる。
【００６２】
なお、本発明は上記の実施形態に限定されず、適宜変更が可能である。
たとえば、荷重受部５pは直方体状に限らず、スライド部２３からの荷重を受けとめることが可能であれば、たとえば、板状や格子状でもよい。また、Y軸方向に伸びた柱状にすることもできる。
上記実施形態のようにフレーム３５のようなグラフィックを利用して駆動部２５a〜cの目標移動量を入力する代わりに、目標移動量または目標座標を直接的に演算・制御部１５に入力するようにしてもよい。
CT装置等の他の被検体撮影装置においても、被検部位を所望の位置に位置付けたいという要望があるが、本発明は被検体の位置調整が望まれるあらゆる被検体撮影装置に適用することができる。
【００６３】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、撮影空間内の望ましい目標位置に被検部位を位置させて撮影することにより、撮影画像の画質を向上させることが可能な被検体撮影装置および磁気共鳴撮影装置を提供することができる。
荷重受部を設けて被検体を載置するクレードルからの荷重を受けとめることにより、クレードルを確実に支持することが可能となり、また、クレードルの移動範囲が広がる。
クレードルの移動量を制御することにより、自動的にクレードルを目標位置まで移動させることができる。
また、静磁場が均一となる領域を移動させ、移動させた均一な静磁場の領域に被検部位が位置するようにクレードルを移動させることにより、さらに安定して高画質の画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係るMRI装置の概略を示すブロック構成図である。
【図２】図１に図解のMRI装置の要部の外観を示す斜視図である。
【図３】（a）は図１および図２に示すクレードルと下側マグネットケースと荷重受部との位置関係を表わす図であり、（b）は図２における断面I−I方向から見た模式的な断面図であり、（c）は図２における断面II−II方向から見た模式的な断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る被検部位の位置調整動作に用いる画面の一例であり、（a）はクレードルの位置調整前の画面を、（b）は位置調整後の画面をそれぞれ示している。
【図５】本発明の第２実施形態に係る被検部位の位置調整動作に用いる画面の一例であり、（a）は静磁場均一化前の画面を、（b）は静磁場均一化後の画面を、（c）は最も均一な静磁場の領域において被検部位が撮影されるようにクレードルの位置を調整した後の画面を、それぞれ示している。
【符号の説明】
１…MRI装置
２…撮影部
３…搬送部
４…被検体
５p…荷重受部
１０a…静磁場空間（撮影空間）
１５…演算・制御部
２１…クレードル
２２…テーブル
２３…スライド部
２４…載置部
２５a〜c…駆動部（移動手段）
【発明の属する技術分野】
本発明は、MRI（Magnetic Resonance Imaging：磁気共鳴撮影）装置やCT（Computed Tomography：計算断層画像）装置等の、被検体の被検部位を撮影する被検体撮影装置に関わる。特定的には、本発明は、撮影空間内において被検体の前後左右および上下方向に被検体を移動させることが可能な被検体撮影装置および磁気共鳴撮影装置に関わる。
【０００２】
【従来の技術】
被検体の被検部位の断層情報を含む画像を撮影するために、MRI装置やCT装置等の被検体撮影装置が知られている。
このような被検体撮影装置においては、クレードルと呼ばれる移動部分上に被検体を載置し、このクレードルを移動させて、被検部位を撮影するための撮影空間内に被検体を搬入する（たとえば、特許文献１参照。）。
撮影空間の内部におけるクレードルの移動に関しては、従来は撮影空間の中心部へのクレードルの搬送方向に沿う方向である前後方向の移動が主として考慮されていた。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−２５３４３７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、MRI装置においては原子核の磁化の回転運動に応じて生じる核磁気共鳴信号に基づいて画像を生成する。このため、高画質な画像を得るためには、磁化の回転運動が均一になるように、撮影空間としての静磁場空間内において静磁場が最も均一な領域に被検部位を位置決めすることが望まれる。
【０００５】
しかしながら、従来は静磁場空間内の前後方向に直交する上下および左右方向にクレードルを移動させることがほとんど考慮されていなかったため、均一な静磁場の領域に被検部位を位置決めすることができない可能性が存在した。その結果、静磁場が均一な領域を十分に活用して高画質な画像を得ることができなかった。
被検部位の撮影位置が所望の領域からずれるために画質に悪影響が及ぶという不都合は、CT装置等の他の被検体撮影装置においても同様に当てはまる。
【０００６】
本発明の目的は、撮影空間内の望ましい目標位置に被検部位を位置させて撮影することにより、撮影画像の画質を向上させることが可能な被検体撮影装置を提供することにある。
また、撮影空間内の望ましい目標位置に被検部位を位置させて撮影することにより、撮影画像の画質を向上させることが可能な磁気共鳴撮影装置を提供することも、本発明の目的である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る被検体撮影装置は、撮影空間内における被検体の被検部位を撮影して、該被検部位の断面情報を含む画像を入手する撮影部と、前記被検体を載置する載置部と、前記撮影空間内への前記載置部の搬入方向に沿う前後方向に前記載置部を移動させる第１の移動手段と、前記撮影空間内において、前記前後方向に直交する上下および左右方向に前記載置部を移動させる第２の移動手段とを有する。
【０００８】
また、本発明に係る磁気共鳴撮影装置は、静磁場空間内における被検体の被検部位からの磁気共鳴信号に基づいて、前記被検部位の断面情報を含む画像を生成する磁気共鳴撮影部と、前記被検体を載置する載置部と、前記静磁場空間内への前記載置部の搬入方向に沿う前後方向に前記載置部を移動させる第１の移動手段と、前記静磁場空間内において、前記前後方向に直交する上下および左右方向に前記載置部を移動させる第２の移動手段とを有する。
【０００９】
本発明においては、載置部に被検体が載置される。たとえば静磁場空間である撮影空間内への搬入方向に沿う前後方向に、第１の移動手段によって載置部は移動させられる。撮影空間内において、前後方向に直交する上下および左右方向に、第２の移動手段によって載置部は移動させられる。
撮影空間内において被検体の被検部位が撮影され、被検部位の断面情報を含む画像が生成される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して述べる。
なお、以下では磁気共鳴撮影（MRI）装置を例に挙げて述べるが、計算断層画像（CT）装置等の他の被検体撮影装置にも本発明は適用することができる。
【００１１】
第１実施形態
図１は、本発明の第１実施形態に係るMRI装置の概略を示すブロック構成図であり、図２は、図１に図解のMRI装置の要部の外観を示す斜視図である。
図１に示すように、第１実施形態に係るMRI装置１は、撮影部２と、搬送部３とを有している。
搬送部３は撮影部２の撮影空間内に被検体４を搬送するための機構部である。本実施形態に係る撮影部２は、被検体４の被検部位に核磁気共鳴を生じさせ、被検部位からの核磁気共鳴信号に基づいて被検部位の画像を生成する装置である。
【００１２】
撮影部
撮影部２は、操作コンソール４と、マグネットアセンブリ５とを有する。好適には操作コンソール４はマグネットアセンブリ５からは離れて設置されるため、図２においては図示していない。
操作コンソール４を介して撮影部２が操作される。また、撮影部２によって得られたデータに基づいて操作コンソール４において画像が生成され表示される。
【００１３】
マグネットアセンブリ５は、マグネット部１１と、RFコイル駆動部１２と、勾配コイル駆動部１３と、データ収集部１４とを含んでおり、これらを図２に示すように筐体に収容した構成を有している。
本実施形態に係るマグネット部１１は、上下方向（Y軸方向）において互いに対向して配置されている上側マグネットケース１１aおよび下側マグネットケース１１bのそれぞれの内部に分離して配置される構造を有している。
上側マグネットケース１１aと下側マグネットケース１１bとの間が、被検体４を撮影するための撮影空間となる。
【００１４】
マグネット部１１を構成するマグネットケース１１a，１１bには、図示はしないが、静磁場発生用マグネットと勾配磁場コイルとが収容される。
マグネットケース１１a，１１bは、静磁場発生用マグネットによって形成される静磁場の均一性を損なわないように、たとえば、プラスチック樹脂等の非磁性体材料を用いて形成する。
静磁場発生用マグネットは、マグネットケース１１a，１１bにそれぞれ片方ずつ収容されて１つのペアとなっている。このように対向して配置される１つのペアの静磁場発生用マグネット間が静磁場空間となる。したがって、撮影空間の一部に静磁場空間１０aが形成されることとなる。
【００１５】
静磁場発生用マグネットと同様に、勾配磁場コイルもマグネットケース１１a，１１bにそれぞれ収容されて１つのペアを形成する。
勾配磁場コイルは、後述するRFコイルが検出する核磁気共鳴信号に３次元の位置情報を持たせるために３系統存在する。
勾配磁場コイルに勾配コイル駆動部１３が接続され、勾配コイル駆動部１３は、上記３系統の勾配磁場コイルに勾配磁場励起信号をそれぞれ送信する。勾配磁場励起信号をそれぞれ受け取った３系統の勾配磁場コイルは、静磁場発生用マグネットが形成する静磁界の強度にX，Y，Zの３方向の勾配を付ける勾配磁場をそれぞれ発生させる。
【００１６】
RF（Radio Frequency）コイルには、送信用RFコイルと受信用RFコイルとがある。送信用RFコイルは、たとえば、マグネットケース１１a，１１bに収容される。送信用RFコイルは、被検体４の被検部位にRF帯の励起磁場を印加する。
送信用RFコイルにはRFコイル駆動部１２が接続され、RFコイル駆動部１２が送信用RFコイルに励起磁場を励起させる信号を与える。これにより、送信用RFコイルから所定の共鳴周波数の励起磁場が被検部位に印加され、被検部位のスピンが励起される。
【００１７】
送信用RFコイルによる励起磁場の印加を停止した際には、被検部位のスピンに起因して、共鳴周波数を有する核磁気共鳴信号が被検部位から再放射される。受信用RFコイルは、被検部位からのこの核磁気共鳴信号を検出する。受信用RFコイルとしては、たとえば、被検体４の頭部や腹部や肩等の被検部位を部分的に覆うような専用のコイルを用いる。
【００１８】
受信用RFコイルにはデータ収集部１４が接続される。データ収集部１４は、受信用RFコイルが検出した核磁気共鳴信号を取り込み、それを磁気共鳴画像生成のためのデータとして収集する。
データ収集部は、収集した磁気共鳴画像生成のためのデータを、操作コンソール４のデータ処理部１７に送信する。
【００１９】
操作コンソール４は、データ処理部１７の他に、演算・制御部１５と、記憶部１８と、操作入力部１９と、表示部２０とを有する。
本発明においては、演算・制御部１５を含んで処理制御手段および駆動制御手段を実現する。また、詳細には後述するが、本発明における目標位置指定手段および移動距離算出手段にも演算・制御部１５が含まれる。
【００２０】
データ処理部１７は記憶部１８に接続され、データ処理部１７と演算・制御部１５、および、記憶部１８と演算・制御部１５とは、それぞれ相互に接続される。
【００２１】
操作入力部１９は、たとえば、キーボードやマウス等の入力デバイスにより実現される。操作入力部１９を介して、操作コンソール４を操作するオペレータからの指令信号が演算・制御部１５に入力される。
【００２２】
演算・制御部１５は、たとえば、CPU（Central Processing Unit）等の演算のためのハードウェアと、このハードウェアの駆動のためのプログラム等のソフトウェアとによって実現される。
演算・制御部１５は、操作入力部１９を介して入力されたオペレータからの指令信号を受けて、所望の核磁気共鳴信号が得られるようにRFコイル駆動部１２、勾配コイル駆動部１３、およびデータ収集部１４を制御するための撮影プロトコルを生成する。
演算・制御部１５によって生成された撮影プロトコルは、たとえば、RAM（Random Access Memory）やハードディスクドライブによって実現される記憶部１８に記憶される。
演算・制御部１５は、記憶部１８に記憶させておいた撮影プロトコルに基づいてRFコイル駆動部１２、勾配コイル駆動部１３、およびデータ収集部１４を制御し、断面画像やこの断面画像の情報を含む３次元画像、特定の組織を強調した画像等の、所望の画像を生成するための核磁気共鳴信号が被検部位から得られるようにする。
【００２３】
データ処理部１７は、データ収集部１４から送信された核磁気共鳴信号のデータに対して、操作入力部１９および演算・制御部１５を介したオペレータからの指令に基づいて演算処理や画像処理等の所定の処理を施し、磁気共鳴画像を生成する。データ処理部１７は、生成した画像を記憶部１８に送信し、記憶させる。
【００２４】
記憶部１８に記憶された画像は、オペレータからの要求に応じて、演算・制御部１８によって適宜表示部２０に表示される。
また、表示部２０には、MRI装置１を操作するための操作画面も表示される。
【００２５】
以上のような構成により、磁気共鳴画像を入手することができる。ただし、良好な磁気共鳴画像を入手するためには、磁気共鳴撮影のための静磁場が均一に形成されている領域を目標領域として、この目標領域に被検部位を正確に位置決めすることが重要である。
以下に述べる搬送部３は、被検体４を搬送して、静磁場空間１０a内の目標領域に被検部位を位置決めするための機構部である。
なお、演算・制御部１５は、搬送部３の前後方向駆動部２５a、左右方向駆動部２５b、および上下方向駆動部２５cの駆動方向および駆動量も制御する。
【００２６】
搬送部
図１および図２に示すように、搬送部３は、テーブル２２と、テーブル２２上に配置されるクレードル２１と、前後方向駆動部（S/I Dr）２５aと、左右方向駆動部（L/R Dr）２５bとを有する。また、クレードル２１は、スライド部２３と、載置部２４と、上下方向駆動部（A/P Dr）２５cとを有する。
前後方向駆動部２５aが本発明における第１の移動手段の一実施態様である。また、左右方向駆動部２５bおよび上下方向駆動部２５cが、本発明における第２の移動手段の一実施態様である。
【００２７】
本発明における前後方向、左右方向、上下方向の３方向はそれぞれ直交している。これらの３方向を、図２に示すX，Y，Zのそれぞれ直交する３本の軸の方向に対応させると、前述のように上下方向がY軸方向となる。そして、前後方向がZ軸方向に対応し、左右方向がX軸方向に対応する。
なお、本実施形態においては、テーブル２２からマグネットアセンブリ５の静磁場空間１０aへのクレードル２１の搬入方向にZ軸方向を一致させる。Z軸方向は、クレードル２１上に載置される被検体４の頭部から脚部に向かう体軸方向にも一致している。
【００２８】
図１および図２に示すように、クレードル２１はスライド部２３上に載置部２４を載置した２段構造を有している。
スライド部２３および載置部２４は、これらが搬入される静磁場空間１０aの均一性を損ねることがないように、たとえばプラスチック樹脂等の非磁性体材料を用いて、たとえば矩形の板状に形成する。
載置部２４上に被検体４が載置される。
テーブル２２は、その上に載置されるクレードル２１、即ちスライド部２３および載置部２４を支持する。
【００２９】
前後方向駆動部２５aは、被検体４が載置されたクレードル２１を前後方向にスライドさせて移動させる。即ち、被検体４が載置された載置部２４は、前後方向駆動部２５aによってスライド部２３が前後方向にスライド移動されるに伴って、スライド部２３と一体となって前後方向に移動する。
また、左右方向駆動部２５bは、被検体４が載置されたクレードル２１を左右方向にスライド移動させる。被検体４が載置された載置部２４は、左右方向においても、左右方向駆動部２５bによってスライド部２３が左右方向にスライド移動されるに伴ってスライド部２３と一体となって移動する。
【００３０】
前後方向駆動部２５aおよび左右方向駆動部２５bは、たとえば、ベルトとプーリー、またはラックとギヤの組み合わせによって実現することができる。スライド部２３にベルトまたはラックを取付け、このベルトまたはラックをモーター等の駆動手段によって連動されるプーリーまたはギヤによってそれぞれ駆動すれば、クレードル２１をXZ平面内において移動させることができる。
【００３１】
前後方向駆動部２５aによりクレードル２１を前後方向に移動させる場合に、クレードル２１のうちのテーブル２２からはみ出てテーブル２２に支持されない部分は、マグネットアセンブリ５の下側マグネットケース１１bによって支持される。そのために、本実施形態においてはテーブル２２と下側マグネットケース１１bとを連結して、Y軸方向における高さを揃えている。ただし、クレードル２１を支持可能であれば、下側マグネットケース１１bはテーブル２２からある程度離れていてもよい。
【００３２】
また、本実施形態においては、左右方向駆動部２５bによってクレードル２１を左右方向に移動させる場合に、被検体４が載置されたクレードル２１の荷重を受けとめる荷重受部５pをマグネットアセンブリ５の筐体に設けている。
図３（a）〜（c）は、クレードル２１とテーブル２２とマグネットケース１１a，１１bと荷重受部５pとの位置関係を表わす図である。図３において、（a）はクレードル２１と下側マグネットケース１１bと荷重受部５pとの位置関係を表わす図であり、（b）は図２における断面I−I方向から見た断面図であり、（c）は図２における断面II−II方向から見た断面図である。なお、図３（b），（c）に示す断面図は模式的な断面図であり、各構成要素の断面の構成ではなく、各構成要素が占める領域を断面として表している。
【００３３】
本実施形態においては、図３（a），（b）に示すように、下側マグネットケース１１bを矩形板状のクレードル２１のX軸方向に沿う幅と同じ幅W１を有する直方体状とする。下側マグネットテーブル１１bの長手方向の長さはLとする。そして、このような下側マグネットケース１１bの長手方向に沿う両側に、直方体状の荷重受部５pを各々設けている。
【００３４】
荷重受部５pは、マグネットケース１１a，１１bと同様に、プラスチック樹脂等の非磁性体材料を用いて形成する。
直方体状の荷重受部５pの長手方向、即ちZ軸方向の長さは、たとえば、下側マグネットケース１１bのZ軸方向の長さLと同じとする。
【００３５】
荷重受部５pは、その上にクレードル２１が載置されたときに、スライド部２３を介して印加される荷重を、テーブル２２および下側マグネットケース１１bと協働して受けとめる。
スライド部２３を介してテーブル２２、下側マグネットケース１１b、および荷重受部５pに印加される荷重は、たとえば、スライド部２３および載置部２４による荷重であり、載置部２４に被検体４が載置されるときは、被検体４による荷重も加わる。
ただし、X軸方向、即ち左右方向において考えると、左右方向に移動したクレードル２１を支持するために下側マグネットケース１１bは必ずしも必要ではない。このため、左右方向においては、テーブル２２と荷重受部５pとによってスライド部２３からの荷重を受けとめていると考えることができる。
【００３６】
X軸方向における初期位置からのクレードル２１の移動量A１、および、Z軸方向における初期位置からのクレードル２１の移動量A２は、図示しないエンコーダー等のセンサーによって検出することができる。
検出された移動量A１，A２は、演算・制御部１５に送信される。これにより、演算・制御部１５は初期位置からの前後および左右方向におけるクレードル２１の移動量を入手することができる。
【００３７】
テーブル２２および荷重受部５p上にクレードル２１が傾かずに載置され、クレードル２１によって被検体４を支持可能とするために、演算・制御部１５はまず、前後方向における移動量A２に基づいて、前後方向におけるクレードル２１の位置を特定する。
演算・制御部１５は、テーブル２２および荷重受部５p上にクレードル２１を載置可能な荷重分布となるような、テーブル２２および荷重受部５pに対するスライド部２３の接触面積a１およびa２をそれぞれ計算する。
このような荷重分布となる接触面積a１，a２は、移動量A２と、XZ平面に平行な面におけるテーブル２２、荷重受部５p、およびスライド部２３の形状とに基づいて計算することができる。
そして、演算・制御部１５は、移動量A２を固定したと仮定して、計算した接触面積a１，a２となる左右方向の移動量A１を計算する。
【００３８】
以上のような計算によって得られた移動量A１が、前後方向の移動量A２に対応して移動可能な左右方向の移動量となる。演算・制御部１５は、クレードル２１の左右方向の移動量がこの移動量A１の範囲内に収まるように、前後方向駆動部２５aと連動して左右方向駆動部２５bの移動量を制御する。
ただし、上記の移動量A１の範囲内であっても、被検体４に装着する受信用RFコイルによりクレードル２１の移動範囲が予め規定された制限範囲内に制限されている場合には、演算・制御部１５はその制限範囲内において左右方向駆動部２５bを制御する。
【００３９】
上下方向に関しては、上下方向駆動部２５cにより載置部２４がスライド部２３から分離して上下方向に移動される。詳細には、載置部２４がスライド部２３上に載置された初期位置から上方向に移動されることにより、Y軸方向に沿った被検体４の位置が調節される。撮影終了後には、載置部２４は上方向の移動位置から初期位置まで戻される。
上下方向駆動部２５cは、たとえば、ラックとギヤの組み合わせや、リンク機構によって実現することができる。
【００４０】
演算・制御部１５は、前後および左右方向と同様に、上下方向駆動部２５cの移動量も、エンコーダー等のセンサーを介して入手する。これにより、撮影プロトコルに応じて自動的に上下方向における載置部２４の位置を調節することができる。
静磁場空間１０a内にクレードル２１を確実に搬入するため、および、載置部２４の保持のために、演算・制御部１５は前後および左右方向にクレードル２１を移動させたのちに、上方向に載置部２４を移動させる。
上下方向についても、受信用RFコイルの装着等の理由により移動範囲が所定の制限範囲内に制限されている場合には、演算・制御部１５はその制限範囲内において上下方向駆動部２５cを駆動する。
【００４１】
位置調整動作
ここで、上記構成の搬送部３による被検体４の被検部位の位置調整動作の一実施形態について述べる。図４は、本実施形態において被検部位の位置調整動作に用いるために、操作コンソール４の表示部２０に表示される画面の一例である。図４において、（a）はクレードル２１の位置を調整する前の画面を示しており、（b）は被検部位の位置を調整するためにクレードル２１の位置を調整した後の画面を示している。
なお、図４（a），（b）におけるX，Y軸は、図２および図３（b）におけるX，Y軸にそれぞれ対応している。
【００４２】
マグネット部１１の静磁場発生用マグネットによって形成される静磁場の均一性は、静磁場空間１０aの中心部ほど高く良好な傾向にある。したがって、ここでは、静磁場空間１０aの中心部の領域を、撮影のために被検部位を位置付ける目標領域とし、この目標領域に被検部位を位置付けることを考える。
静磁場空間１０aの中心部の領域に被検部位を位置付けたときにスライド部２３および載置部２４が位置する位置が、スライド部２３および載置部２４のそれぞれの目標位置になる。
また、本実施形態においては直方体状に形成される静磁場空間１０aのZ軸方向の長さL、X軸方向の幅W１、Y軸方向の高さH１のそれぞれの中心に位置する中心点Ctおよびその近傍を、静磁場空間１０aの中心部と規定する。
【００４３】
まず、Z軸方向における被検部位の自動的な位置決めについて簡単に述べる。クレードル２１に対する被検体４の位置は、公用されているポジショニングライト等の位置決め手段によって特定することができる。演算・制御手段１５は、予め入手しておいたこのクレードル２１に対する被検体４の位置と、リアルタイムに入手するクレードル２１のZ軸方向における移動量A２とから、Z軸方向における目標位置にクレードル２１を位置付けるように前後方向駆動部２５aを駆動させる。
【００４４】
上下左右方向、即ちXY平面内における被検部位の位置調整に際しては、まず、位置決め撮影を行なって位置決め用画像を採取する。
位置決め用画像として３次元的な画像を採取することもできるが、XY平面内における位置決めにはZ軸方向に関する情報は必要ない。このため、以下ではXY平面において撮影した被検部位の断面の画像を位置決め用画像とすることを例に挙げて述べる。
【００４５】
たとえば、演算・制御部１５は、撮影プロトコルに従って、クレードル２１のZ軸方向における位置決め終了後にマグネットアセンブリ５を駆動して位置決め用画像を自動的に採取する。
このようにして採取される位置決め用画像を表示する表示部２０の画面３０の一例を、図４（a）に示す。
【００４６】
画面３０は、たとえば矩形状であり、この画面３０には、たとえば矩形状のフレーム３５が表示される。フレーム３５は、無操作状態においては、高さH３、幅W３の各辺の中心が、高さH２、幅W２の画面３０の各辺の中心にそれぞれ位置するように表示される。
フレーム３５の内部領域３５aに、採取された位置決め用画像が表示される。フレーム３５の外部領域３０aは非表示領域であるが、後述するようにフレーム３５を移動させるときの移動領域として存在する。
このように移動可能なフレーム３５、およびそれを実現するための演算・制御部１５とプログラム等のソフトウェアが、本発明における目標位置指定手段の一実施態様である。
【００４７】
位置決め用画像は、XY平面内において、静磁場空間１０aの中心点Ctが、フレーム３５の高さH3および幅W３のそれぞれの中心に位置する中心点に常に位置するように撮影される。
図４（a）において、フレーム３５の内部領域３５aにおける位置決め用画像には、たとえば断面円形の被検部位画像Iar１が表示されている。
なお、非磁性体材料によって形成したクレードル２１は、位置決め用画像には表示されない。
【００４８】
図４（a）に示すように静磁場空間１０aの中心点Ctと円形の被検部位画像Iar１の中心点Ctdとがずれていた場合には、たとえば、オペレータはフレーム３５を移動させてフレーム３５の内部領域３５aの所望の領域に被検部位画像Iar１が位置するようにする。たとえば、矩形のフレーム３５の重心が被検部位画像Iar１の中心点Ctdに一致するようにする。
フレーム３５の移動は、たとえば、操作入力部１９としてマウスを用い、マウスのポインタによるドラッグ操作によって実現してもよいし、操作入力部１９としてのキーボードから移動方向を入力してもよい。
【００４９】
フレーム３５の重心を中心点Ctdに一致させることにより、演算・制御部１５は、位置決め用画像における中心点Ctと中心点Ctdとの間におけるX軸方向に沿うずれ量d１とY軸方向に沿うずれ量d２とを算出することができる。
演算・制御部１５は、ずれ量d1，d２に基づいて、目標位置までの左右方向駆動部２５bおよび上下方向駆動部２５cの移動距離をそれぞれ計算する。したがって、本実施形態における演算・制御部１５は、本発明における移動距離算出手段の一実施態様でもある。
【００５０】
演算・制御部１５は、ずれ量d１，d２に基づいて算出した移動距離だけ被検部位を実際に移動させる左右方向駆動部２５bおよび上下方向駆動部２５cの駆動量を計算する。
【００５１】
演算・制御部１５は、計算により得た左右方向駆動部２５bおよび上下方向駆動部２５cの駆動量と、リアルタイムに入手する移動量とを比較しながら、スライド部２３および載置部２４が目標位置に位置付けられるように左右方向駆動部２５bおよび上下方向駆動部２５cを駆動制御する。
【００５２】
スライド部２３および載置部２４の左右上下方向の移動量が物理的に目標位置までの移動量に達しない場合には、移動可能な位置までは物理的にスライド部２３および載置部２４を移動させる。そして、移動後の位置と目標位置までの移動量の差分については、画像処理量としてデータ処理部１７および演算・制御部１５による被検部位画像Iar１の画面３０への表示の段階において吸収させる。すなわち、データ処理部１７および演算・制御部１５は移動量の差分だけ画面３０において被検部位画像Iar１をずらして表示する。
以上のようなクレードル２１の位置調整後の撮影および画像処理により、図４（b）に示すように被検部位画像Iar１の中心点Ctdと静磁場空間１０aの中心点Ctとが画面３０における中心において一致した断面画像が得られる。
【００５３】
以上のように、本実施形態によれば、左右および上下方向においても、静磁場の均一性が比較的良好な中心点Ct近傍に被検部位を位置付けることができる。このため、従来よりも高画質の画像を安定して得ることができる。
このような被検部位の位置決めのための駆動部２５a〜cの移動量の制御は、撮影プロトコルに連動して自動的に行なわれる。このため、被検体が動く必要がなく、被検体の負担を低減することができる。また、オペレータの負担も低減可能である。
駆動部２５a〜cの移動量を演算・制御部１５により自動的に制御するため、クレードル２１の位置決め精度を従来よりも向上させることが可能であり、たとえば、ミリメートル以下のオーダーで位置決めすることができる。
【００５４】
第２実施形態
第１実施形態においては被検部位を静磁場空間１０aの中心点Ct近傍に位置付けて撮影を行なうとしたが、静磁場空間１０aの静磁場の均一性が、中心点Ct近傍以外の領域において最も良好な場合も存在する。以下では、このような場合に対応して、所望の領域において静磁場を均一化させて、画質を向上可能な第２実施形態について述べる。
【００５５】
図５は、図４と同様に、第２実施形態において被検部位の位置調整動作に用いるために表示部２０に表示される画面の一例である。図５において、（a）は静磁場均一化前の画面を示しており、（b）は静磁場均一化後の画面を示しており、（c）は均一度の最も良好な静磁場の領域において被検部位が撮影されるようにクレードル２１の位置を調整した後の画面を示している。
図５において、図４に示す構成要素と同じ構成要素には同一符号を付し、詳細な記述は省略する。また、第２実施形態に係るMRI装置の物理的な構成は第１実施形態に係るMRI装置と同じであるため、詳細な記述は省略する。
【００５６】
以下では、図４についての記述と同様に、XY平面内における被検部位の位置調整について述べる。
図５（a）に示すように、実際には画面３０には表示されないが、フレーム３５の外部領域３０aに、最も均一な静磁場領域Sarが存在したとする。
均一静磁場領域Sarは、静磁場空間１０aにおける磁界の強度を複数箇所において測定することによって特定することができる。
【００５７】
静磁場空間１０aの静磁場の均一性は、テーラー級数によって表わすことができる。テーラー級数によって表わされる静磁場の均一性のうち、１次の均一性は静磁場空間１０aに印加する勾配磁場によって変化させることができる。
均一静磁場領域Sarが中心点Ctの近傍から外れていた場合に、演算・制御部１５は勾配コイル駆動部１３を介して勾配磁場コイルを駆動し、静磁場空間１０aの１次の均一性を調整する。１次の均一性を調整することにより、演算・制御部１５は均一静磁場領域Sarの位置を調整し、たとえば、図５（b）に示すようなフレーム３５の内部領域３５a内の撮影画像内に均一静磁場領域Sarを位置させる。均一静磁場領域Sarは中心点Ctを含む領域に位置させることもできるが、たとえば肩等の体軸から離れた被検部位のように、クレードル２１の移動量の制限から中心点Ct近傍に位置付けることが困難な被検部位も存在する。このため、ここでは中心点Ctから離れた位置に均一静磁場領域Sarを移動させることとする。
【００５８】
図５（b）に示す位置に均一静磁場領域Sarを移動させた後に撮影した位置決め用画像において、たとえば断面円形の被検部位画像Iar２が、図５（b）に示す位置に位置していたとする。
オペレータは、第１実施形態と同様にフレーム３５を移動させて均一静磁場領域Sarと被検部位画像Iar２とのずれ量を指定し、演算・制御部１５に対してクレードル２１および載置部２４の目標位置を指定する。
このとき、均一静磁場領域Sarを意味する領域が表示され、フレーム３５の移動に伴って移動することが、目標位置の指定を容易にする観点から好ましい。
【００５９】
目標位置が指定されたのちには、演算・制御部１５は第１実施形態と同様に左右方向駆動部２５bおよび上下方向駆動部２５cの駆動量を制御して、クレードル２１および載置部２４を目標位置に自動的に位置付ける。
なお、Z軸方向においても、クレードル２１に対する被検体４の位置とクレードル２１の移動量とから、XY平面の場合と同様に、位置を調整された均一静磁場領域Sarに被検部位を位置付けることができる。
【００６０】
クレードル２１および載置部２４が目標位置に位置付けられた後に撮影を行なうと、図５（c）に示すように、均一静磁場領域Sar内において撮影された被検部位画像Iar２が得られる。
均一静磁場領域Sar内において撮影された被検部位の画像Iar２の画質は、被検部位のスピンが均一になるため、図５（b）に示すような元の位置における画質よりも向上する。
【００６１】
以上のように、第２実施形態によれば、位置を調整した均一静磁場領域Sar内に被検部位が位置付けられるように自動的にクレードル２１の位置を調整することができる。これにより、第１実施形態よりもさらに安定して高画質の画像を得ることができる。
【００６２】
なお、本発明は上記の実施形態に限定されず、適宜変更が可能である。
たとえば、荷重受部５pは直方体状に限らず、スライド部２３からの荷重を受けとめることが可能であれば、たとえば、板状や格子状でもよい。また、Y軸方向に伸びた柱状にすることもできる。
上記実施形態のようにフレーム３５のようなグラフィックを利用して駆動部２５a〜cの目標移動量を入力する代わりに、目標移動量または目標座標を直接的に演算・制御部１５に入力するようにしてもよい。
CT装置等の他の被検体撮影装置においても、被検部位を所望の位置に位置付けたいという要望があるが、本発明は被検体の位置調整が望まれるあらゆる被検体撮影装置に適用することができる。
【００６３】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、撮影空間内の望ましい目標位置に被検部位を位置させて撮影することにより、撮影画像の画質を向上させることが可能な被検体撮影装置および磁気共鳴撮影装置を提供することができる。
荷重受部を設けて被検体を載置するクレードルからの荷重を受けとめることにより、クレードルを確実に支持することが可能となり、また、クレードルの移動範囲が広がる。
クレードルの移動量を制御することにより、自動的にクレードルを目標位置まで移動させることができる。
また、静磁場が均一となる領域を移動させ、移動させた均一な静磁場の領域に被検部位が位置するようにクレードルを移動させることにより、さらに安定して高画質の画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係るMRI装置の概略を示すブロック構成図である。
【図２】図１に図解のMRI装置の要部の外観を示す斜視図である。
【図３】（a）は図１および図２に示すクレードルと下側マグネットケースと荷重受部との位置関係を表わす図であり、（b）は図２における断面I−I方向から見た模式的な断面図であり、（c）は図２における断面II−II方向から見た模式的な断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る被検部位の位置調整動作に用いる画面の一例であり、（a）はクレードルの位置調整前の画面を、（b）は位置調整後の画面をそれぞれ示している。
【図５】本発明の第２実施形態に係る被検部位の位置調整動作に用いる画面の一例であり、（a）は静磁場均一化前の画面を、（b）は静磁場均一化後の画面を、（c）は最も均一な静磁場の領域において被検部位が撮影されるようにクレードルの位置を調整した後の画面を、それぞれ示している。
【符号の説明】
１…MRI装置
２…撮影部
３…搬送部
４…被検体
５p…荷重受部
１０a…静磁場空間（撮影空間）
１５…演算・制御部
２１…クレードル
２２…テーブル
２３…スライド部
２４…載置部
２５a〜c…駆動部（移動手段）
Claims (5)
- 撮影空間内における被検体の被検部位を撮影して、該被検部位の断面情報を含む画像を入手する撮影部と、
前記被検体を載置する載置部と、
前記撮影空間内への前記載置部の搬入方向に沿う前後方向に前記載置部を移動させる第１の移動手段と、
前記撮影空間内において、前記前後方向に直交する上下および左右方向に前記載置部を移動させる第２の移動手段と、
テーブル上に配置されて前記載置部を載置し、前記第１および第２の移動手段により前記前後および左右方向にスライドされるスライド部と、
前記撮影部に設けられ、前記左右方向にスライドした前記スライド部からの荷重を、前記テーブルと協働して受けとめる荷重受部と、
前記テーブルと前記スライド部と前記荷重受部との位置関係を用いて前記テーブルおよび前記荷重受部に対する荷重分布を算出し、算出結果に基づいて、前記テーブルおよび前記荷重受部上に前記スライド部が載置されるように前記第２の移動手段による前記スライド部の前記左右方向における移動量を制御する処理制御手段と
を有する被検体撮影装置。 - 前記撮影部によって得られた、前記上下および／または左右方向を含む断面の情報を含む撮影画像に基づいて、前記上下および／または左右方向における目標位置を指定する目標位置指定手段と、
前記撮影画像に基づいて、前記上下および／または左右方向における前記目標位置までの前記載置部の移動距離を算出する移動距離算出手段と、
前記移動距離算出手段が算出した前記移動距離に基づいて前記第１および／または第２の移動手段の駆動量を制御し、前記上下および／または左右方向における前記目標位置に前記載置部を位置付ける駆動制御手段と
を有する請求項１に記載の被検体撮影装置。 - 静磁場空間内における被検体の被検部位からの磁気共鳴信号に基づいて、前記被検部位の断面情報を含む画像を生成する磁気共鳴撮影部と、
前記被検体を載置する載置部と、
前記静磁場空間内への前記載置部の搬入方向に沿う前後方向に前記載置部を移動させる第１の移動手段と、
前記静磁場空間内において、前記前後方向に直交する上下および左右方向に前記載置部を移動させる第２の移動手段と、
テーブル上に配置されて前記載置部を載置し、前記第１および第２の移動手段により前記前後および左右方向にスライドされるスライド部と、
前記磁気共鳴撮影部に設けられ、前記左右方向にスライドした前記スライド部の荷重を、前記テーブルと協働して受けとめる荷重受部と、
前記テーブルと前記スライド部と前記荷重受部との位置関係を用いて前記テーブルおよび前記荷重受部に対する荷重分布を算出し、算出結果に基づいて、前記テーブルおよび前記荷重受部上に前記スライド部が載置されるように前記第２の移動手段による前記スライド部の前記左右方向における移動量を制御する処理制御手段と、
を有する磁気共鳴撮影装置。 - 前記磁気共鳴撮影部によって得られた、前記上下および／または左右方向を含む断面の情報を含む撮影画像に基づいて、前記上下および／または左右方向における目標位置を指定する目標位置指定手段と、
前記撮影画像に基づいて、前記上下および／または左右方向における前記目標位置までの前記載置部の移動距離を算出する移動距離算出手段と、
前記移動距離算出手段が算出した前記移動距離に基づいて前記第１および／または第２の移動手段の駆動量を制御し、前記上下および／または左右方向における前記目標位置に前記載置部を位置付ける駆動制御手段と
を有する請求項３に記載の磁気共鳴撮影装置。 - 前記静磁場空間に印加する勾配磁場を自動的に調整して、前記静磁場空間において前記被検部位が移動可能な移動可能領域の静磁場を均一化する静磁場均一化手段をさらに有し、
前記移動可能領域内の最も均一度の高い領域において前記被検部位を撮影させる位置を前記目標位置とする
請求項４に記載の磁気共鳴撮影装置。
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