JP4713124B2 - 磁気共鳴イメージング装置における磁界発生装置 - Google Patents

Description

本発明は、磁気共鳴を利用して被検体の所望箇所を画像化する磁気共鳴イメージング装置に係り、特に、被検体が挿入される磁気共鳴イメージング装置の空間内で被検体が感じる閉所恐怖感を軽減する技術に関する。

磁気共鳴イメージング装置（MRI装置）は、核磁気共鳴（NMR）現象を利用して、被検体中の所望の検査部位における核スピンの密度分布、緩和時間分布を、計測対象から発せられる信号を計測して、断層像として画像表示するものである。

ここで、複数点から発せられる信号を同時に計測するため、各々の信号には信号発生位置を特定できる情報が含まれている必要がある。

このため、計測対象から発せられる各々の信号に位置情報を与えるための傾斜磁場コイルを有する磁界発生装置が必要である。また、磁界発生装置は、NMR現象を起こすのに必要な高周波信号発生装置を含んでいる。

この磁界発生装置について説明する。
図４に示すように、磁界発生装置は被検体が挿入される空間Ａを間にして、磁石１１０が対向配置される。また、磁石３の空間Ａ側には、この空間Ａを間にして、傾斜磁場コイル１０９が対向配置される。なお、９は高周波受信手段である。

このように形成された磁気回路は、空間Ａ中に静磁場を形成し、傾斜磁場コイル１０９にパルス状の電流を印加させることにより傾斜磁場を形成している。また、傾斜磁場コイル１０９の空間Ａ側には、被検体に高周波信号を与える照射コイル１１４が設置されている。

さらに、磁界発生装置の外周部を覆うようにカバー６が設置されている。このカバー６は、美観および絶縁などの安全面において必要なものである。また、空間Ａは非常に狭く、室内照明の明かりが入り込まない。

つまり、MRI装置において、磁界発生装置は被検体が挿入される空間Ａに静磁場を形成する際、この空間Ａが狭いほど磁界発生効率が大きいという特性がある。このため、空間Ａは被検体が入り得る必要最小限の大きさしか有していない。

従って、被検体がこの空間Ａに挿入された場合、カバー６と被検体との距離は近接しており、室内照明の明かりは被検体の視界にまで殆ど達しない場合があり、不快感や不安感を与えることもあると考えられる。

このような状態を回避するため、撮像空間を照らす機能を有した装置もある。そこで、被検体の不快感等を抑制するために、空間Aを照明する光源２が取り付けられる。

この光源２（照明手段）に関する技術が、特許文献１に記載されている。この特許文献１記載の技術は、照明手段を複数の半導体発光群とし、フィラメントランプを用いた場合のノイズの発生、寿命の短さ、発熱の高さを改善するものである。

特開２００４−８９６２１号公報

しかし、上述した従来技術にあっては、照明手段のＯＮ・ＯＦＦの制御でしかなく、明るさの調節機能を有していないものが多い。

さらに、明るさの調節機能を有していたとしても、操作者がその明るさ等の調整を行う必要があり、被検体それぞれに適した明るさがあるにもかかわらず、被検体の細かな要求にまで対応していないのが現状である。

被検体が撮像空間に配置される前に、被検体自らが明るさの調整を行うことが考えられるが、被検体は、実際に撮像空間に配置されないと、自らが望む最適な明るさが判断し難い。

本発明の目的は、検査空間内を、被検体が望む任意の明るさに、被検体が望むタイミングで調整可能なMRI装置を実現することである。

上記目的を達成するため、本発明は次のように構成される。

（１）本発明の磁気共鳴イメージング装置は、静磁場発生手段と、傾斜磁場発生手段と、高周波送受信手段と、画像処理手段とを有し、被検体が配置され、上記被検体の断層画像を撮像するための空間が形成される。

そして、上記磁気共鳴イメージング装置において、上記空間内を照明する光源と、上記空間内に位置し、上記光源の上記空間内への少なくとも照明光量を、上記空間内に配置された被検体が調整できる第１の光調整用コントローラとを備える。

（２）静磁場発生手段と、傾斜磁場発生手段と、高周波送受信手段と、画像処理手段とを有し、被検体が配置され、上記被検体の断層画像を撮像するための空間が形成された磁気共鳴イメージング装置において、上記静磁場発生手段、傾斜磁場発生手段、及び高周波送受信手段を収容する収容容器と、この収容容器に配置され、上記光源の上記空間内への少なくとも照明光量を調整できる第２の光調整用コントローラとを備える。

（３）また、好ましくは、上記（１）、（２）において、上記光調整用コントローラは、上記光源の照射位置も調整可能である。

（４）また、好ましくは、上記（１）、（２）において、上記光源は複数個配置され、上記光調整用コントローラは、上記複数の光源のうちの、いずれかを発光させるかを選択可能である。

（５）また、好ましくは、上記（１）、（２）において、上記光調整用コントローラは、上記光源の上記空間内への照明角度も調整可能である。

（６）また、好ましくは、上記（１）、（２）において、上記光調整用コントローラは、上記光源の上記空間内への照明色彩も変更可能である。

（７）また、好ましくは、上記（１）〜（６）において、上記光調整用コントローラは、上記光源の上記空間内への少なくとも照明光量を音声認識により調整可能である。

本発明によれば、検査空間内を、被検体が望む任意の明るさに、被検体が望むタイミングで調整可能なMRI装置を実現することができる。

これにより、被検体が入る空間が狭いままでも、さまざまな被検体の明るさに対するニーズに対応し、かつ、そのニーズが時間的に変化しても対応することができるので、被検体に与える暗所恐怖症などによる不安感および不快感の低減を図ることができる。

以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照して説明する。
図１は、本発明が適用されるMRI装置の全体概略構成図である。

図1において、MRI装置は、磁気共鳴現象を利用して被検体の断層像を得るためのものであり、静磁場発生手段１０１と、傾斜磁場発生手段１０２と、送信系１０３と、受信系１０４と、信号処理系１０５と、静磁場発生手段１０１等の動作を制御する制御部１０６と、中央処理装置１０７と、操作部１０８とを備える。

静磁場発生手段１０１は、被検体１０８の周りの、ある広がりを持った空間に配置された磁石から、被検体１０８の周囲にその体軸と直交あるいは平行な方向に均一な静磁場を発生させる。

また、傾斜磁場発生手段１０２は、傾斜磁場電源１１０と、傾斜磁場コイル１０９とを備え、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３軸方向の傾斜磁場を被検体１０８が配置される撮像空間に発生する。この傾斜磁場の加え方により、被検体１０８の撮像断面が設定される。

送信系１０３は、高周波発振器１１１、変調器１１２、高周波増幅器１１３及び高周波照射コイル１１４を備える。この送信系１０３は、傾斜磁場発生手段１０２で設定された被検体１０８の撮像断面の生体組織を構成する原子の原子核を励起して核磁気共鳴を起こさせるために、高周波発振器１１１から出力された高周波パルスを、変調器１１２を介して、高周波増幅器１１３に供給する。そして、高周波増幅器１１３で増幅した後に、被検体１０８に近接して設置された高周波照射コイル１１４に供給して被検体１０８に高周波パルスを照射する。

また、受信系１０４は、高周波受信コイル１１５、受信回路１１６及びアナログ／ディジタル（以下「Ａ/Ｄ」という）変換器１１７を備える。そして、送信系１０３の高周波照射コイル１１４から照射された電磁波による被検体１０８の生体組織の原子核の磁気共鳴によるエコー信号であるNMR信号を、被検体１０８に近接して配置された高周波受信コイル１１５で検出する。高周波受信コイル１１５により検出されたNMR信号は、受信回路１１６を介してＡ/Ｄ変換器１１７に入力し、ディジタル信号に変換される。

Ａ/Ｄ変換器１１７においては、制御部１０６からの命令によるタイミングでサンプリングされた収集データとして、その信号を信号処理系１０５に送る。

制御部１０６は、CPU１０７の制御により動作し、スライスエンコード、位相エンコード、周波数エンコードの各傾斜磁場および高周波磁場パルスをある所定のパルスシーケンスで繰り返し発生するためのものである。そして、制御部１０６は、被検体１０８の断層像のデータ取得に必要な種々の命令を傾斜磁場発生手段１０２、送信系１０３および受信系１０４に送る。

また、信号処理系１０５は、CPU１０７と、信号処理装置１１８と、メモリ１１９と、磁気ディスク１２０と、光ディスク１２１と、ディスプレイ（表示手段）１２２とを備える。

CPU１１７は、収集データに対してフーリエ変換およびシーケンサ１０６の制を行う。また、信号処理装置１１８は、補正計算や収集データを断層像に再構成するために必要な処理を行う。

メモリ１１９は、経時的な画像解析処理および指定された計測のシーケンスのブログラムやその実行の際に用いられるパラメータ等を記憶し、被検体に対して行った事前の計測で得た計測パラメータや受信系１０４で検出したNMR信号からの収集データおよび関心領域設定に用いる画像を一時保管すると共にその関心領域を設定するためのパラメータ等を記億する。

また、磁気ディスク１２０及び光ディスク１２１は、再構成された画像データを記憶するデータ格納部である。ディスプレイ１２２は、受信系１０４で検出したNMR信号を用いて画像再構成演算を行うとともに、その画像表示を行う。

操作部１０８は、トラックボールまたはマウス、キーボード等からなり信号処理系１０５で行う処理の制御情報を入力するためのものである。

ディスプレイ１２２に受信系１０４で検出したNMR信号を画像再構成した画像を順次表示する。その連続表示されている画像上で次の撮像の位置、角度を操作部１０８により設定する。設定した情報は、ディスプレイ１２２に表示する。

なお、磁界発生装置は垂直型でも水平型でもよい。また、静磁場発生磁石としては、永久磁石方式又は常電導方式或いは超電導方式の磁界発生手段をもちいることができる。

図２は、被検体が挿入される空間Ａ付近の拡大図、図３は、ガントリの外観斜視図である。
図２において、図４に示した例と同様な部分には、同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
ここで、本発明の一実施形態における特徴は、図２に示すように、空間Ａ内の照明の明るさを、空間Ａ内に配置された被検体が自らコントロールするためのコントローラ（第１の光調整用コントローラ）１を配置したことである。

このコントローラ１は、光源の明るさを段階的又は無段階に調節することが可能である。また、コントローラ１は１つの光源２の光量調節機能だけでなく、１つの光源２の光照射角度を調節することにより照らし出す位置を調節することもできる。また、空間Ａを照明する光源２は、複数箇所に配置されている場合には、オンとする光源２を選択することも可能である。

つまり、コントローラ１は、複数個配置された光源２を制御することで、光源２が照らし出す位置とトータルの光量を調節することができる。

図３に示すように、ガントリ８には、光源オンオフ、光量を調節する光源調節手段１１（第２の光調整用コントローラ）が配置されている。つまり、静磁場発生手段と、傾斜磁場発生手段と、高周波送受信手段とを収容する収容容器を備え、この収容容器に、光源の空間Ａ内への照明光量等を調整できる光源調節手段１１が配置されている。

被検体は、空間Ａに挿入される前に、光源調節手段１１により、空間Ａの光量等を調整することができる。

光源調節手段１１により、空間Ａの光量等を調整し、被検体が空間Ａ内に挿入された後、空間Ａ内に配置されているコントローラ１を用いて、被検体は、自ら、そのときの暗さを判断し、自分のニーズに合わせた明るさに調整することができる。

また、初めは暗くして、睡眠をとり、途中で目が覚めたら明るくするという時間的変化にも被検体が自ら望んだタイミングで調節操作することができる。

従って、被検体がコントローラ１を用いることができることにより、さまざまな明るさのニーズに応えることができ、暗所恐怖症などの被検体に与える不快感および不安感を軽減することができる。

なお、コントローラ１は、被検者が配置される天板上に移動可能（例えば、独立の操作パッドとして、MRI装置につながるケーブルを介して自由に移動可能にする）に配置されていてもよいし、適切な位置（例えば、磁石内壁）に固定されていてもよい。

また、光源２の明るさのみならず、色彩の調整を可能とすることもできる。

また、コントローラ１は、被検体からの音声を認識して、認識した音声の指令内容に従って、光量等を調整することも可能である。

図5は、ガントリ８に設けられた光源制御装置１２及び光源用電源１３が、コントローラ（光源調整手段）１により各光源２の光量を制御するための機能ブロック図である。光源制御装置１２は、コントローラ１からの光量調整信号に従って、光源用電源１３の出力電力を制御する。これにより、光源２は、コントローラ１からの光量調整信号に従った光量で、ガントリ８内を照明する。

本発明が適用されるMRI装置の全体概略構成図である。 本発明の一実施形態の説明図であり、被検体が挿入される空間付近の拡大図である。 本発明の一実施形態におけるガントリの外観斜視図である。 一般のMRI装置における被検体が挿入される空間付近の拡大図である。 ガントリに設けられた光源制御装置及び光源用電源がコントローラにより光源の光量を制御するための機能ブロック図である。

符号の説明

１ コントローラ
２ 光源
６ カバー
８ ガントリ
９ 高周波受信手段
１１ 光源調節手段
１２ 光源制御装置
１３ 光源用電源
Ａ 空間
１０１ 静磁場発生手段
１０２ 傾斜磁場発生手段
１０３ 送信系
１０４ 受信系
１０５ 信号処理系
１０６ 制御部
１０７ 中央処理装置
１０８ 操作部

Claims (8)

1. 静磁場発生手段と、傾斜磁場発生手段と、高周波送受信手段と、画像処理手段とを有し、被検体が配置され、上記被検体の断層画像を撮像するための空間が形成された磁気共鳴イメージング装置において、
   上記空間内を照明する光源と、
   上記光源の上記空間内への照明光量と照射角度とを、上記被検体が調整できる光調整用コントローラと、
   を備えることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
2. 請求項１記載の磁気共鳴イメージング装置において、上記光調整用コントローラは、上記空間内に位置し、上記空間内に配置された被検体が上記照明光量を調整できることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
3. 請求項１記載の磁気共鳴イメージング装置において、上記静磁場発生手段、傾斜磁場発生手段、及び高周波送受信手段を収容する収容容器を備え、上記光調整用コントローラは、上記収容容器に配置され、上記光源の上記空間内への照明光量を調整できることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
4. 請求項１記載の磁気共鳴イメージング装置において、上記静磁場発生手段、傾斜磁場発生手段、及び高周波送受信手段を収容する収容容器を備え、上記光調整用コントローラは、上記空間内に位置し、上記空間内に配置された被検体が上記照明光量を調整できる第１の光調整用コントローラと、上記収容容器に配置され、上記光源の上記空間内への照明光量を調整できる第２の光調整用コントローラとを有することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか一項記載の磁気共鳴イメージング装置において、上記光調整用コントローラは、さらに上記光源の照射位置も調整可能であることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
6. 請求項１乃至５のいずれか一項記載の磁気共鳴イメージング装置において、上記光源は複数個配置され、上記光調整用コントローラは、上記複数の光源のうちの、いずれかを発光させるかを選択可能であることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
7. 請求項１乃至６のいずれか一項記載の磁気共鳴イメージング装置において、上記光調整用コントローラは、さらに上記光源の上記空間内への照明色彩も変更可能であることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
8. 請求項１乃至７のいずれか一項記載の磁気共鳴イメージング装置において、上記光調整用コントローラは、上記光源の上記空間内への少なくとも照明光量を音声認識により調整可能であ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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