JP4997877B2 - MRI-PET system - Google Patents

MRI-PET system Download PDF

Info

Publication number
JP4997877B2
JP4997877B2 JP2006228547A JP2006228547A JP4997877B2 JP 4997877 B2 JP4997877 B2 JP 4997877B2 JP 2006228547 A JP2006228547 A JP 2006228547A JP 2006228547 A JP2006228547 A JP 2006228547A JP 4997877 B2 JP4997877 B2 JP 4997877B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
mri
pet
magnetic material
gantry
face
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2006228547A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2008048923A (en
Inventor
佳也 樋口
健介 雨宮
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP2006228547A priority Critical patent/JP4997877B2/en
Publication of JP2008048923A publication Critical patent/JP2008048923A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4997877B2 publication Critical patent/JP4997877B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Description

本発明は、陽電子放出型CT(ポジトロン・エミッション・コンピューテッド・トモグラフィ(Positron Emission Computed Tomography) 、以下「PET」という。)装置と、核磁気共鳴イメージング(ニュークレア・レゾナンス・イメージング (Nuclear Imaging Resonance)、以下「MRI」という。)装置とを1台の装置に結合させたMRI−PET装置に関するものである。   The present invention relates to a positron emission computed tomography (Positron Emission Computed Tomography) (hereinafter referred to as “PET”) apparatus, and a nuclear magnetic resonance imaging (Nuclear Imaging). Resonance), hereinafter referred to as “MRI”) relates to an MRI-PET apparatus in which the apparatus is coupled to one apparatus.

PETは、体内の特定の細胞(例えば腫瘍組織)に集まる性質を有する物質を陽電子放出核種で標識した放射性薬剤を被験者に投与し、その放射性薬剤が体内のどの部位で多く集積あるいは消費されているかを調べる方法である。PET装置に装荷されるPETカメラは、一対のγ線を同時検出する装置である。γ線を検出するγ線検出器には、従来シンチレーション検出器が用いられてきた。シンチレーション検出器はγ線を受けるとエネルギーに比例した強度の発光を示す物質で構成される。シンチレーション検出器はγ線を受けてそのエネルギーに比例した強度の光を放出するが、このままでは、信号が微弱で電気的な信号として使えるエネルギーにはならない。そこで光電子増倍管を用いて、この光信号を増幅された電気エネルギーに変換する。光電子増倍管には、光を受けると光電効果により電子を放出する物質が用いられる。この電子(1次電子)は電極間に掛けられた電圧によって加速され、電子が衝突すると複数の2次電子を放出する第1の2次電子放出電極に衝突する。この2次電子放出電極はさらに多量の2次電子を放出し、第1の2次電子放出電極と第2の2次電子放出電極との間に掛けられた電圧によって加速され、第2の2次電子放出電極に衝突する。これを繰り返すことで、大きな電子電流、即ち電気エネルギーを作り出す。このとき、光電子増倍管に磁場が印加されると、ローレンツ力によって電子の軌道が曲げられるため、目的の2次電子放出電極に到達できなくなり、動作が阻害される可能性がある。   PET is administered to a subject with a radiopharmaceutical labeled with a positron emitting nuclide that has the property of collecting in specific cells (eg, tumor tissue) in the body, and in which part of the body the radiopharmaceutical is accumulated or consumed. It is a method to check. A PET camera loaded on a PET apparatus is an apparatus that detects a pair of gamma rays simultaneously. Conventionally, a scintillation detector has been used as a γ-ray detector for detecting γ-rays. The scintillation detector is made of a substance that emits light having an intensity proportional to energy when it receives gamma rays. The scintillation detector receives gamma rays and emits light having an intensity proportional to the energy. However, if the scintillation detector is left as it is, the signal is weak and cannot be used as an electric signal. Therefore, a photomultiplier tube is used to convert this optical signal into amplified electrical energy. For the photomultiplier tube, a substance that emits electrons by the photoelectric effect when it receives light is used. The electrons (primary electrons) are accelerated by the voltage applied between the electrodes, and collide with the first secondary electron emission electrode that emits a plurality of secondary electrons when the electrons collide. The secondary electron emission electrode further emits a large amount of secondary electrons, and is accelerated by a voltage applied between the first secondary electron emission electrode and the second secondary electron emission electrode. Collides with the secondary electron emission electrode. By repeating this, a large electron current, that is, electric energy is created. At this time, when a magnetic field is applied to the photomultiplier tube, the trajectory of electrons is bent by the Lorentz force, so that the target secondary electron emission electrode cannot be reached, and the operation may be hindered.

PETは分子生物学レベルでの機能及び代謝の検出が可能であり、被験者の体内の機能画像を提供することができる。しかし、PETにより得られる三次元画像は放射性薬剤の集積領域だけであるため、臓器全体の形を表現する形態画像としての機能には乏しい。
PET診断の主たる目的に癌病巣の検出とその位置同定があるが、PETで得られる初期の癌病巣は典型的には点状であり、そのため、PET単独の画像では癌病巣が臓器のどの部分であるのかを正確に判断することが難しい。
PET can detect function and metabolism at the molecular biology level and can provide a functional image of the body of the subject. However, since the three-dimensional image obtained by PET is only a radiopharmaceutical accumulation region, the function as a morphological image representing the shape of the whole organ is poor.
The main purpose of PET diagnosis is detection and location identification of cancer lesions, but the initial cancer lesions obtained with PET are typically punctiform, so in a PET-only image, the cancer lesion is located in any part of the organ. It is difficult to accurately determine whether it is.

一方、生体の形態画像を得る手段としてMRIがある。MRIはNMR(Nuclear
Magnetic Resonance、核磁気共鳴)現象を利用したイメージング法である。NMRイメージング法は、非電離電磁放射線(電波)と静磁場,傾斜磁場の組み合わせにより対象各種の存在密度を画像化するものである。
On the other hand, there is MRI as means for obtaining a morphological image of a living body. MRI is NMR (Nuclear
This is an imaging method using the phenomenon (Magnetic Resonance). The NMR imaging method images various existence densities of objects by a combination of non-ionizing electromagnetic radiation (radio waves), a static magnetic field, and a gradient magnetic field.

PETで得られる機能画像とMRIによって得られる形態画像とを重ね合せ、PETで得られる生体の活性部位が臓器のどの位置にあるかを捕え易くするため、MRIとPETとを一体化したMRI−PET装置が検討されている。しかしながらMRIは強力な磁場を発生するため、PET装置(特にγ線の検出信号の増幅に光電子増倍管を用いるPET装置)に重大な影響を与える可能性がある。   In order to superimpose the functional image obtained by PET and the morphological image obtained by MRI, and to easily capture the position of the active site of the living body obtained by PET in the organ, MRI- which integrates MRI and PET PET devices are being studied. However, since MRI generates a strong magnetic field, it may have a significant influence on a PET apparatus (in particular, a PET apparatus that uses a photomultiplier tube for amplification of a detection signal of γ rays).

これに対して、MRIの強力な磁場を考慮して、γ線検出器からの信号フォトンをグラスファイバーによって低磁場領域に設置した光電子増倍管まで輸送して増幅するものがある(例えば、特許文献1及び非特許文献1参照。)。   On the other hand, in consideration of the strong magnetic field of MRI, signal photons from the γ-ray detector are transported to a photomultiplier tube installed in a low magnetic field region by glass fiber and amplified (for example, patents). (Refer literature 1 and nonpatent literature 1.).

MRIは強力な静磁場のほか、時間変動する傾斜磁場も発生する。さらに核磁気共鳴を起こすための高周波(RF波)も照射する。   In addition to a strong static magnetic field, MRI also generates a time-varying gradient magnetic field. Further, a high frequency (RF wave) for causing nuclear magnetic resonance is also irradiated.

上記従来技術では、グラスファイバーを検出器のチャンネル毎に連結する必要があり、その数が膨大となる(例えば、小型とされている頭部用PET装置であっても数万チャンネル程度のものが必要とされる。)。従って、その複雑な製作性とコストには課題がある。   In the above-described conventional technology, it is necessary to connect glass fibers for each channel of the detector, and the number thereof becomes enormous (for example, even a small-sized head PET apparatus having a size of about tens of thousands of channels). Needed.). Therefore, there are problems in its complicated manufacturability and cost.

US4939464US4939464 Simultaneous PET and NMR ;P.K.Marsden et.al ,The British Journal of Radiology,75 (2002),S53-S59Simultaneous PET and NMR; P.K.Marsden et.al, The British Journal of Radiology, 75 (2002), S53-S59

本発明の目的は、MRI装置とPET装置とを一体化したMRI−PET装置であって、MRI装置からPET装置へ与える磁場の影響を十分に低減させることができるMRI−PET装置を提供することにある。   An object of the present invention is to provide an MRI-PET apparatus that integrates an MRI apparatus and a PET apparatus, and that can sufficiently reduce the influence of a magnetic field on the PET apparatus from the MRI apparatus. It is in.

MRIガントリを有するMRI装置と、PETガントリを有するPET装置とを備えたMRI−PET装置であって、PETガントリは、第1端面がMRI装置に対向するように配置された略円筒形状のガントリであり、PETガントリに磁性材が配置され、磁性体は、第1端面に配置される第1端面磁性材と、第1端面と反対側の端面である第2端面に配置された第2端面磁性材と、第1端面磁性材と第2端面磁性材とを結合するとともに、PETガントリ内面に沿って略円筒形状に配置された内面磁性材と、第1端面磁性材と第2端面磁性材とを結合するとともに、PETガントリ外面に沿って略円筒形状に配置された外面磁性材とを備え、第1端面磁性材の厚さは、第2端面磁性材,前記内面磁性材、及び前記外面磁性材よりも厚いこととする
An MRI-PET apparatus comprising an MRI apparatus having an MRI gantry and a PET apparatus having a PET gantry, wherein the PET gantry is a substantially cylindrical gantry arranged with its first end face facing the MRI apparatus. There is a magnetic material disposed on the PET gantry, and the magnetic body includes a first end surface magnetic material disposed on the first end surface and a second end surface magnetism disposed on the second end surface opposite to the first end surface. A first end face magnetic material, a first end face magnetic material and a second end face magnetic material, and an inner surface magnetic material arranged in a substantially cylindrical shape along the inner surface of the PET gantry, a first end face magnetic material, and a second end face magnetic material, And an outer surface magnetic material arranged in a substantially cylindrical shape along the outer surface of the PET gantry, and the thickness of the first end surface magnetic material is the second end surface magnetic material, the inner surface magnetic material, and the outer surface magnetic material. Thicker than wood To.

本発明によれば、MRI装置とPET装置とを一体化した場合であっても、MRI装置からPET装置へ与える磁場の影響を十分に低減させることができる。従って、MRI装置が発生する磁場によるPET装置の誤動作等の防止を可能としたMRI−PET装置を提供することができる。   According to the present invention, even when the MRI apparatus and the PET apparatus are integrated, the influence of the magnetic field on the PET apparatus from the MRI apparatus can be sufficiently reduced. Therefore, it is possible to provide an MRI-PET apparatus that can prevent malfunction of the PET apparatus due to a magnetic field generated by the MRI apparatus.

本発明のMRI−PET装置においては、PET装置のガントリに磁性材(磁気シールド)を配置する。この磁性材により、MRI装置からの磁場の影響を効果的に低減することができる。MRI装置からの磁場の影響を低減することにより、PET装置の誤動作等を防止することができる。   In the MRI-PET apparatus of the present invention, a magnetic material (magnetic shield) is disposed on the gantry of the PET apparatus. With this magnetic material, the influence of the magnetic field from the MRI apparatus can be effectively reduced. By reducing the influence of the magnetic field from the MRI apparatus, it is possible to prevent malfunction of the PET apparatus.

以下、本発明におけるMRI−PET装置について、図1乃至図6を用いて説明する。本実施例は、MRI装置及びPET装置を一体化するとともに、PET装置のガントリに磁性材を配置し、MRI装置からの磁場の影響を低減させるものである。   Hereinafter, an MRI-PET apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS. In this embodiment, the MRI apparatus and the PET apparatus are integrated, and a magnetic material is disposed in the gantry of the PET apparatus to reduce the influence of the magnetic field from the MRI apparatus.

放射線を利用した検査技術は、被験者の内部を非破壊で検査することができる。人体を被験者とする放射線検査装置としては、X線CT装置,PET装置及び単光子放出型CT装置等がある。これらの技術はいずれも、人体から放出された放射線の積分値(飛翔方向)の物理量を計測し、その積分値を逆投影することにより人体内の各ボクセルの物理量を計算し画像化する。この画像化のためには膨大なデータを処理する必要があるが、近年のコンピュータ技術の急速な発達により、人体の断層像を高速・高精細に提供できるようになった。   The inspection technique using radiation can inspect the inside of a subject nondestructively. Examples of radiation examination apparatuses that use human bodies as subjects include X-ray CT apparatuses, PET apparatuses, and single-photon emission CT apparatuses. All of these techniques measure the physical quantity of the integral value (flight direction) of the radiation emitted from the human body, and calculate and image the physical quantity of each voxel in the human body by back projecting the integral value. For this imaging, it is necessary to process an enormous amount of data, but with the rapid development of computer technology in recent years, it has become possible to provide tomographic images of the human body at high speed and with high definition.

PETは、陽電子放出核種(15O,13N,11C,18F等)、及び体内の特定の細胞に集まる性質を有する物質を含む放射性薬剤を被験者に投与し、その放射性薬剤が体内のどの部位で多く集積あるいは消費されているかを調べる方法である。PETは、X線CT等では検出できない分子生物学レベルでの機能及び代謝の検出が可能であり、被験者の体内の機能画像を提供することができる。放射性薬剤の一例として、フルオロデオキシグルコース(2-[F-18]fluoro-2-deoxy-D-glucose、18FDG) がある。18FDGは、糖代謝により腫瘍組織に高集積するため、腫瘍部位の特定に使用される。特定の個所に集積した陽電子放出核種から放出された陽電子が、付近の細胞の電子と結合して消滅し、511keVのエネルギーを有する一対のγ線を放射する。これらのγ線は、互いにほぼ正反対の方向(180°±0.6°) に放射される。この一対のγ線をγ線検出器で検知すれば、どの2つのγ線検出器の間で陽電子が放出されたかがわかる。それらの多数のγ線対を検知することで、放射性薬剤を多く消費する場所を特定することができる。例えば、18
FDGは前述のように糖代謝の激しい癌細胞に集まるため、PETにより癌病巣を発見することが可能となる。なお、得られたデータは各ボクセルの放射線発生密度に変換され、γ線の発生位置(放射線核種が集積する位置、すなわち癌細胞の位置)が画像化される。PETに用いられる15O,13N,11C,18Fは2分から110分の短半減期の放射性同位元素である。
PET is administered to a subject with a radiopharmaceutical containing a positron emitting nuclide (15O, 13N, 11C, 18F, etc.) and a substance having a property of collecting in specific cells in the body, and the radiopharmaceutical accumulates in any part of the body Or it is a method to check whether it is consumed. PET can detect functions and metabolism at a molecular biology level that cannot be detected by X-ray CT or the like, and can provide a functional image inside the body of a subject. An example of a radiopharmaceutical is fluorodeoxyglucose (2- [F-18] fluoro-2-deoxy-D-glucose, 18FDG). Since 18FDG is highly accumulated in tumor tissue by sugar metabolism, it is used to identify the tumor site. The positrons emitted from the positron emitting nuclide accumulated at a specific location combine with the electrons of nearby cells and disappear, and emit a pair of γ-rays having energy of 511 keV. These γ rays are emitted in directions almost opposite to each other (180 ° ± 0.6 °). If this pair of γ-rays is detected by a γ-ray detector, it can be seen between which two γ-ray detectors the positrons are emitted. By detecting such a large number of gamma ray pairs, it is possible to specify a place where a large amount of radiopharmaceutical is consumed. For example, 18
As described above, since FDG gathers in cancer cells with intense glucose metabolism, it becomes possible to detect cancer foci by PET. The obtained data is converted into the radiation generation density of each voxel, and the generation position of the γ-ray (position where the radionuclide is accumulated, that is, the position of the cancer cell) is imaged. 15O, 13N, 11C, and 18F used in PET are radioisotopes with a short half-life of 2 to 110 minutes.

PETにより得られる三次元画像は18FDG等の集積領域だけであり、臓器全体にこれが集まる脳・膀胱などを除くと、臓器全体の形を表現する形態画像としての機能に乏しい。PET診断の主たる目的に癌病巣の検出とその位置同定があるが、PETで得られる初期の癌病巣は典型的には点状であり、そのため、PET単独の画像では癌病巣が臓器のどの部分かを正確に判断することが難しい。PETで得られる画像は、生体の機能を反映した画像であるため、機能画像とも呼ばれる。   The three-dimensional image obtained by PET is only an accumulation region such as 18FDG, and has a poor function as a morphological image that expresses the shape of the whole organ, except for the brain and bladder where it collects in the whole organ. The main purpose of PET diagnosis is detection and location identification of cancer lesions, but the initial cancer lesions obtained with PET are typically punctiform, so in a PET-only image, the cancer lesion is located in any part of the organ. It is difficult to judge exactly. Since an image obtained by PET is an image reflecting the function of a living body, it is also called a functional image.

一方、生体の形態画像を得る手段として磁気共鳴イメージング(MRI)がある。MRIはNMR現象を利用したイメージング法である。NMRは、ある種の原子核(NMR核種)を均一な静磁場中に置いた場合に、特定の周波数(ラーモア周波数)のRFを選択的に吸収する現象である。   On the other hand, there is magnetic resonance imaging (MRI) as means for obtaining a morphological image of a living body. MRI is an imaging method using an NMR phenomenon. NMR is a phenomenon that selectively absorbs RF of a specific frequency (Larmor frequency) when a certain kind of atomic nucleus (NMR nuclide) is placed in a uniform static magnetic field.

医療用MRIは、主に生体における水素原子核の核磁気共鳴信号の三次元分布を画像化する。このため生体組織の水素原子の含有量に応じた画像濃淡を得ることができ、その結果、組織の形、即ち形態画像を得ることができる。また、物質の水素原子密度に応じて画像の濃淡を得るため、水素原子密度の差が大きい組織の撮像に適する。このことから、脳の画像については、MRIの方がX線CT等よりも優れていると評価される。   Medical MRI mainly images a three-dimensional distribution of nuclear magnetic resonance signals of hydrogen nuclei in a living body. For this reason, an image density corresponding to the content of hydrogen atoms in the living tissue can be obtained, and as a result, a tissue shape, that is, a morphological image can be obtained. In addition, since the density of an image is obtained according to the hydrogen atom density of a substance, it is suitable for imaging a tissue having a large difference in hydrogen atom density. From this, it is evaluated that MRI is superior to X-ray CT or the like for brain images.

MRIは、時間変化しない静磁場,時間変化する傾斜磁場、及びRFパルスを人体に照射するだけで、3次元の内部形態画像を得ることができ、X線等を用いる診断装置に較べ、放射線被曝がないというメリットを有する。   MRI can obtain a three-dimensional internal morphological image simply by irradiating a human body with a static magnetic field that does not change with time, a gradient magnetic field that changes with time, and an RF pulse. Compared with a diagnostic apparatus that uses X-rays or the like, There is a merit that there is no.

形態画像を得るMRI装置と機能画像を得るPET装置とを組み合わせたものとして
MRI−PET装置が検討されている。PETにより得られる機能画像とMRIにより得られる形態画像とを重ね合せることにより、PETで得られる生体の活性部位が臓器のどの位置にあるかを捕え易くする。またPET装置とMRI装置とを一体化させたMRI−PET装置により、画像の重ね合せの利便性を図ることができる。
An MRI-PET apparatus has been studied as a combination of an MRI apparatus that obtains morphological images and a PET apparatus that obtains functional images. By superimposing the functional image obtained by PET and the morphological image obtained by MRI, it is easy to capture where the active site of the living body obtained by PET is located in the organ. In addition, the MRI-PET apparatus in which the PET apparatus and the MRI apparatus are integrated makes it possible to achieve the convenience of superimposing images.

しかしながらMRIは強力な磁場を発生させる装置であるため、PET装置(特に、γ線の検出信号の増幅に光電子増倍管を用いるPET装置)に重大な影響を与える可能性がある。従って、これらMRI装置とPET装置とを近接させて一体の装置とすることは困難と考えられている。   However, since MRI is a device that generates a strong magnetic field, it may have a significant influence on a PET device (particularly, a PET device that uses a photomultiplier tube to amplify a detection signal of γ rays). Therefore, it is considered difficult to make these MRI apparatus and PET apparatus close to each other as an integrated apparatus.

磁場に晒したくない機器を保護する手段としては、磁性体板等を間に設置するか、あるいは対象物を磁性体板で囲む磁気シールドの技術が知られている。しかしMRIはテスラ(1テスラ=10000ガウス)オーダーの磁場を発生させるため、ほとんどの磁性体は磁気飽和を起こし、磁気シールドの効果はほとんど無きに等しくなることが予想される。また磁気シールド板を非常に厚くして磁気飽和を起こし難くしようとすれば、強大な磁化が発生し、これがMRIの撮像に必要な均一磁場に誤差を与え、画像に乱れを生じさせてしまう。このため、これまでは、磁気シールドによってMRI−PET装置を実現することにも大きな困難が伴うと考えられていた。   As means for protecting devices that do not want to be exposed to a magnetic field, a magnetic shield technique is known in which a magnetic plate or the like is placed between them or an object is surrounded by a magnetic plate. However, since MRI generates a magnetic field on the order of Tesla (1 Tesla = 10000 Gauss), it is expected that most magnetic materials cause magnetic saturation and the effect of the magnetic shield is almost equal. Also, if the magnetic shield plate is made very thick to make it difficult to cause magnetic saturation, strong magnetization is generated, which gives an error to the uniform magnetic field required for MRI imaging and causes disturbance in the image. For this reason, until now, it has been considered that there is a great difficulty in realizing an MRI-PET apparatus with a magnetic shield.

本発明は、MRI装置とPET装置とを一体化する場合に起きるMRIの強力な磁場によるPETの動作障害の問題、即ち共存性(コンパチビリティ)の困難について検討した結果得た、克服手段を提供するものである。   The present invention provides an overcoming means obtained as a result of studying the problem of PET operation failure due to the strong magnetic field of MRI that occurs when an MRI apparatus and a PET apparatus are integrated, that is, difficulty in coexistence (compatibility). To do.

上記の困難を解決するために本発明において用いた手段を要約すると、下記の3点になる。   To summarize the means used in the present invention to solve the above difficulties, the following three points are obtained.

(1)MRIガントリとPETガントリを同軸上に分割して配置する2ガントリ型とし、
MRIのシールドコイルによって軸上の漏れ磁場を急減させ、磁性体で十分この漏れ
磁場を遮蔽可能になる最小限の距離だけ離れた位置にPETガントリを配置する。
(2)上記の磁性体は主に漏れ磁場が半径方向に向きを変える位置に配置し、該磁性体板
は中央部に穴が開いた円盤型にして磁束を半径方向に導くようにする。軸上近傍には
磁性体は配置しない。
(3)γ線の検出器には、磁場に強い半導体検出器を使用する。
(1) A 2-gantry type in which the MRI gantry and the PET gantry are arranged on the same axis,
The leakage magnetic field on the axis is sharply reduced by the MRI shield coil, and the PET gantry is arranged at a position separated by a minimum distance that can sufficiently shield the leakage magnetic field with a magnetic material.
(2) The above magnetic body is mainly arranged at a position where the leakage magnetic field changes its direction in the radial direction, and the magnetic plate is formed in a disk shape with a hole in the center so as to guide the magnetic flux in the radial direction. No magnetic material is placed near the axis.
(3) A semiconductor detector resistant to a magnetic field is used as a detector for γ rays.

では本発明に係るMRI−PET装置の第1の実施例を、図1を用いて説明する。図1は、本実施例におけるMRI−PET装置の構成を示す図である。図1に示すように、本実施例におけるMRI−PET装置は、トンネル型(軸中心部に略円筒形状の穴を設けた略円筒形状)のMRIガントリ101を有する水平磁場型MRI装置1と、トンネル型より軸長が短いリング状(軸中心部に略円筒形状の穴を設けた略円筒形状)PETガントリ102を有するPET装置2との2つの装置から構成される。さらに、MRIガントリ
101及びPETガントリ102は連結部3で一体化される。被験者15の移動等を考慮し、MRIガントリ101及びPETガントリ102は同軸上に配置される。
A first embodiment of the MRI-PET apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of an MRI-PET apparatus according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the MRI-PET apparatus in the present embodiment includes a horizontal magnetic field type MRI apparatus 1 having a tunnel-type (substantially cylindrical shape having a substantially cylindrical hole at the axial center portion) MRI gantry 101; It is composed of two devices, a PET device 2 having a ring shape (substantially cylindrical shape provided with a substantially cylindrical hole at the center of the shaft) and a PET gantry 102 having a shorter axial length than the tunnel type. Further, the MRI gantry 101 and the PET gantry 102 are integrated at the connecting portion 3. Considering the movement of the subject 15 and the like, the MRI gantry 101 and the PET gantry 102 are arranged on the same axis.

MRI装置1は、MRI装置の撮像空間に主磁場を生成する主コイル10及び漏れ磁場を低減させるためのシールドコイル11を備え、これら主コイル10及びシールドコイル11はMRIガントリ101内に収容される。   The MRI apparatus 1 includes a main coil 10 that generates a main magnetic field and a shield coil 11 for reducing a leakage magnetic field in an imaging space of the MRI apparatus. The main coil 10 and the shield coil 11 are accommodated in an MRI gantry 101. .

PET装置2は、γ線検出器4及び信号処理装置5を備え、これらγ線検出器4及び信号処理装置5はPETガントリ102内に収容される。PET装置2のγ線検出器4には磁場に強いCdTe等の半導体検出器を用いる。半導体検出器では、半導体のPN接合をつくり逆バイアスをかける。PN接合の接合面ではキャリアの電子と正孔が電極側に集められ、キャリアの存在しない空乏層ができる。これはコンデンサと電気的には同じで、高い電場がつくられる。放射線がここに入ると電子と正孔の対をつくるが、これらのキャリアはバンド構造のために伝導帯を運動するのであまり原子に散乱されることなく電極に収集することができる。半導体検出器では放射線が入って信号パルスが生じたときに電流が流れ、一時的に電気容量が変化したようになる。この信号を電荷有感型のプリアンプで増幅する。   The PET device 2 includes a γ-ray detector 4 and a signal processing device 5, and the γ-ray detector 4 and the signal processing device 5 are accommodated in a PET gantry 102. As the γ-ray detector 4 of the PET apparatus 2, a semiconductor detector such as CdTe resistant to a magnetic field is used. In the semiconductor detector, a PN junction of a semiconductor is formed and reverse bias is applied. At the junction surface of the PN junction, electrons and holes of carriers are collected on the electrode side, and a depletion layer free of carriers is formed. This is electrically the same as a capacitor and creates a high electric field. When radiation enters here, it creates electron-hole pairs, but these carriers move in the conduction band due to the band structure, so they can be collected on the electrode without being scattered too much by the atoms. In the semiconductor detector, current flows when radiation enters and a signal pulse is generated, and the electric capacity temporarily changes. This signal is amplified by a charge-sensitive preamplifier.

このような半導体検出器では、検出部のキャリアはバンド構造の伝導帯を運動する為、磁場の影響を比較的受け難い。また増幅部においても磁場の影響を受け易い光電子増倍管を不要とすることができる。したがって従来のシンチレーション検出器と光電子増倍管を用いるPET装置に較べ、耐磁場性を格段に向上できるのである。半導体検出器の検出部はガリウムヒ素(GaAs)やカドミウムテルル亜鉛(CZT)等で構成される。信号処理装置5は、小型化のためASICを用いる。ASIC(Application Specific
Integrated Circuit)とは、特定用途向け集積回路のことである。
In such a semiconductor detector, the carrier of the detection unit moves in the conduction band of the band structure, and thus is relatively unaffected by the magnetic field. In addition, a photomultiplier tube that is easily affected by a magnetic field can be eliminated in the amplifying unit. Therefore, the magnetic field resistance can be remarkably improved as compared with a conventional PET apparatus using a scintillation detector and a photomultiplier tube. The detection part of the semiconductor detector is composed of gallium arsenide (GaAs), cadmium tellurium zinc (CZT), or the like. The signal processing device 5 uses an ASIC for miniaturization. ASIC (Application Specific
Integrated Circuit) is an application specific integrated circuit.

MRI−PET装置はさらに、被験者15を保持する移動ベッド14,移動ベッド14を床面に対して固定するベッド台16、及び移動ベッド14を長手方向に移動させるためのガイドレール17を備える。   The MRI-PET apparatus further includes a moving bed 14 for holding the subject 15, a bed table 16 for fixing the moving bed 14 to the floor surface, and a guide rail 17 for moving the moving bed 14 in the longitudinal direction.

ここで、本実施例におけるMRI−PET装置は、MRIからの磁場の影響を低減し、MRI装置が発生する磁場によるPET装置の誤動作等を防止するため、PETガントリ102に磁性材(磁気シールド)を配置する。   Here, the MRI-PET apparatus in the present embodiment reduces the influence of the magnetic field from the MRI and prevents the PET apparatus from malfunctioning due to the magnetic field generated by the MRI apparatus. Place.

本実施例におけるMRI−PET装置は、MRIガントリ101とPETガントリ102とを一定距離離して(所定の間隔を保ち)設置される。ここで、トーラス形状(中心軸近傍に同軸の穴を設けた略円筒形状)のPETガントリ102には磁性体で構成した磁気シールド6が配置される。   In the present embodiment, the MRI-PET apparatus is installed such that the MRI gantry 101 and the PET gantry 102 are separated from each other by a predetermined distance (maintaining a predetermined interval). Here, a magnetic shield 6 made of a magnetic material is disposed on a PET gantry 102 having a torus shape (substantially cylindrical shape provided with a coaxial hole in the vicinity of the central axis).

この磁気シールド6について、図2を用いて説明する。図2はPETガントリ102のトーラスの断面拡大図である。   The magnetic shield 6 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the torus of the PET gantry 102.

磁気シールド6は、MRIガントリ101側の端面(MRIガントリ101に対向する端面)に配置された磁気シールド6−aと、磁気シールド6−aと反対側の端面に配置された磁気シールド6−dと、磁気シールド6−a及び6−dに接続されるとともにPETガントリ102内面に沿って略円筒形状に配置された磁気シールド6−bと、磁気シールド6−a及び6−bに接続されるとともにPETガントリ102外面に沿って略円筒形状に配置された磁気シールド6−eとから構成される。尚、磁気シールド6としては、鉄材を用いることができる。   The magnetic shield 6 includes a magnetic shield 6-a disposed on an end surface on the MRI gantry 101 side (an end surface facing the MRI gantry 101) and a magnetic shield 6-d disposed on an end surface opposite to the magnetic shield 6-a. Are connected to the magnetic shields 6-a and 6-d and are arranged in a substantially cylindrical shape along the inner surface of the PET gantry 102, and are connected to the magnetic shields 6-a and 6-b. The magnetic shield 6-e is arranged in a substantially cylindrical shape along the outer surface of the PET gantry 102. As the magnetic shield 6, an iron material can be used.

磁気シールド6−a及び6−dは、それぞれ略円筒形状のPETガントリの端面に対応する円形であるが、PETガントリ内に被験者が通る穴(ボア)8が設けられ、その形状は5円硬貨のような穴明き円板状となる。一方、磁気シールド6−b及び6−eは、それぞれPETガントリ102の内面及び外面に沿うように配置された円筒形状となる。磁気シールド6は、これら磁気シールド6−a〜6−dによりPETガントリ102に対応する略円筒形状に形成される。   Each of the magnetic shields 6-a and 6-d has a circular shape corresponding to the end face of the substantially cylindrical PET gantry, but a hole (bore) 8 through which the subject passes is provided in the PET gantry, and the shape thereof is a 5-yen coin. It becomes a perforated disk shape like. On the other hand, the magnetic shields 6-b and 6-e have cylindrical shapes arranged along the inner surface and the outer surface of the PET gantry 102, respectively. The magnetic shield 6 is formed in a substantially cylindrical shape corresponding to the PET gantry 102 by these magnetic shields 6-a to 6-d.

磁気シールド6−a〜6−dのうち、MRI装置に最も近い磁気シールド6−aは、
MRI装置から受ける磁場強度が強くなる。従って、MRI装置から漏れ出る磁力線7を効果的に吸引するため、磁気シールド6−aは、他の磁気シールド6−b,6−c,6−eよりも磁性体板の板厚を厚くする。その厚さは、例えば10mm程度とすることができる。
Among the magnetic shields 6-a to 6-d, the magnetic shield 6-a closest to the MRI apparatus is
The strength of the magnetic field received from the MRI apparatus is increased. Therefore, in order to effectively attract the magnetic force lines 7 leaking from the MRI apparatus, the magnetic shield 6-a is thicker than the other magnetic shields 6-b, 6-c, 6-e. . The thickness can be about 10 mm, for example.

PET装置2内面には、被験者が通る穴(ボア)8に沿って、磁気シールド6−aよりも薄い円筒形状の磁気シールド6−bが設置される。磁気シールド6−bは、MRI装置1から漏れ出て、ボア8の方向(軸方向)に広がる磁力線7を吸引する。磁気シールド6−bの一部には、被験者から出射されたγ線を受光するγ線受光窓9が必要となる。磁気シールド6−bのγ線受光窓9部分には、磁性体を設けないか(γ線を受光するための開口部を有するか)、又はγ線の透過を妨げない程度に薄い磁気シールド6−cを配置することができる。   A cylindrical magnetic shield 6-b thinner than the magnetic shield 6-a is installed on the inner surface of the PET apparatus 2 along a hole 8 through which the subject passes. The magnetic shield 6-b leaks from the MRI apparatus 1 and attracts the magnetic force lines 7 spreading in the direction of the bore 8 (axial direction). A part of the magnetic shield 6-b requires a γ-ray receiving window 9 for receiving γ-rays emitted from the subject. The magnetic shield 6 is not provided with a magnetic material (having an opening for receiving γ-rays) in the γ-ray receiving window 9 portion of the magnetic shield 6-b, or the magnetic shield 6 is thin enough not to prevent transmission of γ-rays. -C can be placed.

磁気シールド6−aと反対側の端面には、ボア8に沿ってガイドした磁束をMRIガントリ側に帰還させるために、磁気シールド6−dが配置される。この磁気シールド6−dは磁気シールド6−aよりも薄い磁性材とすることができる。   A magnetic shield 6-d is arranged on the end surface opposite to the magnetic shield 6-a in order to return the magnetic flux guided along the bore 8 to the MRI gantry side. This magnetic shield 6-d can be made of a magnetic material thinner than the magnetic shield 6-a.

PET装置2外面に、磁気シールド6−aよりも薄い円筒形状の磁気シールド6−eが設置される。磁気シールド6−eにより磁束がMRI装置1側にガイドされる。   A cylindrical magnetic shield 6-e thinner than the magnetic shield 6-a is installed on the outer surface of the PET apparatus 2. The magnetic flux is guided to the MRI apparatus 1 side by the magnetic shield 6-e.

ここで、本実施例において、MRIガントリ101とPETガントリ102とを独立させ、2ガントリ型とした目的について述べる。MRI装置の内面側にPET装置を装備する1ガントリ型、又はMRIの磁石を軸方向に分割してその間にPET装置を装備する1ガントリ型の場合には、現在の高分解能MRIを用いると、PET装置は1.5 〜数テスラという強大な磁場に晒されることになる。仮にPET装置全体を鉄などの高透磁率の部材で覆ったとしても、鉄は2テスラ前後で磁気飽和を起こすため、それ以上の磁場では、磁束はこれを貫通し、磁気シールド特性が損なわれてしまう。数テスラの磁場に晒された場合は、γ線検出器だけでなく、ASICなどの信号処理系に与える影響も大きい。従って、光電子増倍管を使用しない半導体検出器でも、動作不良を起こす可能性ある。   Here, in this embodiment, the purpose of making the MRI gantry 101 and the PET gantry 102 independent and making it a two-gantry type will be described. In the case of a 1 gantry type equipped with a PET device on the inner surface side of the MRI apparatus, or a 1 gantry type equipped with an MRI magnet divided in the axial direction and equipped with a PET apparatus therebetween, using the current high resolution MRI, The PET apparatus is exposed to a strong magnetic field of 1.5 to several Tesla. Even if the entire PET device is covered with a member with high magnetic permeability such as iron, iron causes magnetic saturation at around 2 Tesla. Therefore, in a magnetic field higher than this, the magnetic flux penetrates this, and the magnetic shielding characteristics are impaired. End up. When exposed to a magnetic field of several Tesla, the influence on not only a γ-ray detector but also a signal processing system such as an ASIC is great. Therefore, even a semiconductor detector that does not use a photomultiplier tube may cause a malfunction.

また、厚い磁性体板をMRI装置の内側に配置すると、磁気シールドが発生する磁場により、MRI装置の撮像空間に形成される高均一度の一様磁場に重大な擾乱を与える。この擾乱によりMRIの画像に乱れが生じ、最悪の場合、画像化できなくなる可能性がある。   Further, when a thick magnetic plate is disposed inside the MRI apparatus, the magnetic field generated by the magnetic shield gives a significant disturbance to the uniform magnetic field with high uniformity formed in the imaging space of the MRI apparatus. This disturbance causes disturbance in the MRI image, and in the worst case, there is a possibility that imaging cannot be performed.

MRI装置では、その外部においては、できる限り漏れ磁場を低減する工夫がされている。それはアクティブシールドシステム等と称されるシステムである。図1に示すように、MRI装置の内部には、主コイル10と逆向きに励磁したシールドコイル11が装備されている。MRI装置の外部では、シールドコイル11の磁場が主コイル10の主磁場をキャンセルし、全体として漏れ磁場の広がりを抑えている。シールドコイル11を装着したMRI装置では、MRIガントリ101の外部において急激に磁場が低減する。このため、PET装置をMRI装置と独立させ、一定距離に離した2ガントリ型とすると、小量の磁気シールド材を施すだけで、PET装置2を安定に動作させることができる。従って、シールドコイル11を有するMRI装置を備えたMRI−PET装置においては、特に2ガントリ型とすることが有効である。   The MRI apparatus is devised to reduce the leakage magnetic field as much as possible outside the MRI apparatus. It is a system called an active shield system. As shown in FIG. 1, a shield coil 11 excited in the direction opposite to the main coil 10 is provided inside the MRI apparatus. Outside the MRI apparatus, the magnetic field of the shield coil 11 cancels the main magnetic field of the main coil 10 and suppresses the spread of the leakage magnetic field as a whole. In the MRI apparatus equipped with the shield coil 11, the magnetic field is rapidly reduced outside the MRI gantry 101. For this reason, when the PET apparatus is made independent of the MRI apparatus and is of a two gantry type separated by a certain distance, the PET apparatus 2 can be stably operated only by applying a small amount of magnetic shielding material. Therefore, in the MRI-PET apparatus provided with the MRI apparatus having the shield coil 11, it is particularly effective to use the 2-gantry type.

ここで、MRIの撮像空間の磁場強度(0.5〜3.0T)を考えると、2ガントリ型にしてPETガントリを離したとしても、相当量の磁束がPETガントリを貫通すると予想されていた。そのため、MRIガントリとPETガントリとの間に相当距離の空間を設けざるを得ず、装置全体として長大化することが予想された。   Here, considering the magnetic field strength (0.5 to 3.0 T) of the MRI imaging space, it was expected that a considerable amount of magnetic flux would penetrate the PET gantry even if the PET gantry was separated from the 2 gantry type. . For this reason, a space of a considerable distance must be provided between the MRI gantry and the PET gantry, and it has been expected that the entire apparatus will be lengthened.

しかし発明者が本実施例に記載の磁気シールド6を設置したMRI−PET装置について非線形磁場計算を実施したところ、予想外にMRIガントリとPETガントリとの距離を短くできることがわかった。その理由は以下の物理的効果による。即ち、MRIガントリ101のボア8内から出た軸方向の漏れ磁場の磁力線7は、シールドコイル11の効果で、急激に半径方向に曲がることとなる。この磁力線7の方向はPETガントリ102に装着したMRIガントリとの対向面の磁気シールド6−aの方向と一致する。従って、磁力線7は磁気シールド6−a中を流れ、PETガントリ102の内部への侵入が大幅に低減される。   However, when the inventor performed nonlinear magnetic field calculation on the MRI-PET apparatus provided with the magnetic shield 6 described in the present embodiment, it was found that the distance between the MRI gantry and the PET gantry could be shortened unexpectedly. The reason is due to the following physical effects. That is, the magnetic field lines 7 of the axial leakage magnetic field coming out of the bore 8 of the MRI gantry 101 are suddenly bent in the radial direction by the effect of the shield coil 11. The direction of the magnetic force lines 7 coincides with the direction of the magnetic shield 6-a on the surface facing the MRI gantry mounted on the PET gantry 102. Therefore, the magnetic force lines 7 flow through the magnetic shield 6-a, and the penetration into the PET gantry 102 is greatly reduced.

これらの効果を軸対称の非線形磁場解析によって確かめた。その結果を図3〜図5を用いて説明する。図3(a)は、本計算に用いた第一の軸対称磁気シールドモデルの断面を表している。このモデルではγ線受光窓9には磁性体板を配置していない。尚、符号12はPET装置2の中心軸を示している。図3(b)は、MRIガントリから発生し、PETガントリ周辺に及ぶ磁力線の状況を計算した結果である。PETガントリ周辺に及んだ磁力線は、磁気シールド6−a〜6−eで囲まれる空間にはほとんど入り込まないことがわかる。   These effects were confirmed by axisymmetric nonlinear magnetic field analysis. The results will be described with reference to FIGS. FIG. 3A shows a cross section of the first axisymmetric magnetic shield model used in this calculation. In this model, no magnetic material plate is disposed in the γ-ray receiving window 9. Reference numeral 12 indicates the central axis of the PET apparatus 2. FIG. 3B shows the result of calculating the state of magnetic field lines generated from the MRI gantry and extending around the PET gantry. It can be seen that the lines of magnetic force extending around the PET gantry hardly enter the space surrounded by the magnetic shields 6-a to 6-e.

図4は、MRI−PET装置の磁束密度の分布を示す図であり、MRIガントリから
PETガントリにかけての磁束密度の分布を等高線で表示したものである。図4(a)は、等高線の最小値を1000G(ガウス)まで表示したものである。図4(a)から、
MRIガントリのボア中心で15000Gある磁束密度は、MRIガントリとPETガントリの中間点付近で1000Gまで急激に落ちていることがわかる。図4(b)は、等高線の最大値を1000G、最小値を20Gとし、20G間隔で表示したものである。図4(b)から、PETガントリのMRIガントリに対向する側で200G程度、反対側で
50G程度になっていることがわかる。図4(c)は、PETガントリの磁気シールド6内部の磁束密度分布である。等高線の最大値を20G、最小値を1Gとし、1G間隔で表示している。図4(c)から、γ線受光窓付近の磁束密度は20G程度あるが、ASICなどの信号処理装置が格納される部分は5G以下になることがわかる。
FIG. 4 is a diagram showing the magnetic flux density distribution of the MRI-PET apparatus, and shows the magnetic flux density distribution from the MRI gantry to the PET gantry with contour lines. FIG. 4A shows the minimum value of the contour line up to 1000 G (Gauss). From FIG.
It can be seen that the magnetic flux density of 15000 G at the bore center of the MRI gantry drops rapidly to 1000 G near the midpoint between the MRI gantry and the PET gantry. FIG. 4B shows a contour line with a maximum value of 1000 G and a minimum value of 20 G, and displayed at 20 G intervals. FIG. 4B shows that the PET gantry is about 200 G on the side facing the MRI gantry and about 50 G on the opposite side. FIG. 4C shows the magnetic flux density distribution inside the magnetic shield 6 of the PET gantry. The maximum value of the contour line is 20G, the minimum value is 1G, and the contour lines are displayed at 1G intervals. FIG. 4C shows that the magnetic flux density in the vicinity of the γ-ray light receiving window is about 20 G, but the portion in which a signal processing device such as an ASIC is stored is 5 G or less.

図5(a)は、本計算に用いた第二の軸対称磁気シールドモデルの断面を表している。このモデルは第一の軸対称磁気シールドモデルのγ線受光窓9に、厚さ1mmの磁気シールド6−cを配置している。図5(b)は、第二の軸対称磁気シールドモデル内部の磁束密度分布を、等高線の最大値4G、最小値を1Gとして、1G間隔で表示したものである。図5(b)から、γ線受光窓付近から内部にかけての磁束密度はすべて4G以下になることがわかる。   FIG. 5A shows a cross section of the second axisymmetric magnetic shield model used in this calculation. In this model, a magnetic shield 6-c having a thickness of 1 mm is arranged in the γ-ray receiving window 9 of the first axisymmetric magnetic shield model. FIG. 5B shows the magnetic flux density distribution inside the second axisymmetric magnetic shield model, with the contour line having a maximum value of 4 G and a minimum value of 1 G, displayed at 1 G intervals. FIG. 5B shows that the magnetic flux density from the vicinity of the γ-ray receiving window to the inside is all 4 G or less.

MRIが備える傾斜磁場コイル(図示せず)からは、時間変動する傾斜磁場が発生する。さらに核磁気共鳴を起こすための高周波(RF波)がRF送信コイル(図示せず)から放出される。従って、傾斜磁場や高周波(RF波)によっても、PET装置の信号処理系を誤動作させるという問題が生じうる。これに対しても、MRI−PET装置を2ガントリ型にしてPET装置をある程度離すことによりその影響は著しく低減され、また磁気シールドによっても、これらの時間変動する傾斜磁場,高周波電磁波をかなりの部分シールドすることができる。時間変動する磁場や高周波電磁波が導体中に入射すると、その表面に渦電流が誘起される。これにより時間変動する磁場や高周波電磁波の電磁エネルギーが消費、あるいは反射され、これらがその内部に浸透し難くなる。高周波電磁波のシールドには、導電率の高いアルミ板または銅板の方が、よりシールド効率が高い。したがって鉄板等による磁気シールドで、高周波電磁波に対するシールド能力が不足する場合には、磁気シールドにさらに薄いアルミ板、または銅板を重ねても良い。   A gradient magnetic field that varies with time is generated from a gradient coil (not shown) provided in the MRI. Further, a high frequency (RF wave) for causing nuclear magnetic resonance is emitted from an RF transmission coil (not shown). Therefore, the problem of causing the signal processing system of the PET apparatus to malfunction can also occur due to a gradient magnetic field or a high frequency (RF wave). Against this, the influence is remarkably reduced by making the MRI-PET apparatus a two-gantry type and separating the PET apparatus to some extent, and the magnetic shield also makes these time-varying gradient magnetic fields and high-frequency electromagnetic waves a considerable part. Can be shielded. When a time-varying magnetic field or high-frequency electromagnetic wave enters the conductor, an eddy current is induced on the surface. As a result, time-varying magnetic fields and electromagnetic energy of high-frequency electromagnetic waves are consumed or reflected, making it difficult for them to penetrate into the interior. For shielding high frequency electromagnetic waves, an aluminum plate or a copper plate having a higher conductivity has a higher shielding efficiency. Therefore, when a magnetic shield using an iron plate or the like is insufficient in shielding ability against high-frequency electromagnetic waves, a thinner aluminum plate or copper plate may be stacked on the magnetic shield.

ところで、通常、PET装置本体は軸対称に設計されるが、これを連結部から支える支柱等は非軸対称形状となる。磁気シールドをこれらの支柱を含めてカバ−するように形成すると、全体として非軸対称になる。しかしこのPET装置の磁気シールドは、MRI装置の軸と同軸形状に配置することが望ましい。その理由は、非軸対称な磁気シールドの作る誤差磁場は非軸対称になり、MRI側でこれを補正しにくくなるためである。   By the way, normally, the PET apparatus main body is designed to be axially symmetric, but the columns and the like that support the PET apparatus main body from the connecting portion have a non-axisymmetric shape. When the magnetic shield is formed so as to cover these columns, it becomes non-axisymmetric as a whole. However, it is desirable that the magnetic shield of this PET apparatus be arranged coaxially with the axis of the MRI apparatus. The reason is that the error magnetic field created by the non-axisymmetric magnetic shield becomes non-axisymmetric and is difficult to correct on the MRI side.

当初、板厚の厚い磁気シールド6−aは、MRIの撮像空間に大きな誤差磁場を生成するものと予想していた。しかし実際にはこれは問題にならない程度であった。その理由を以下に示す。MRIの撮像空間に大きな誤差磁場を生成するのは、MRIの撮像空間の中心から軸上に延長した位置に鉄板等の磁性体がある場合である。軸上に磁性体がある場合、漏れ磁場によって、MRIの主磁場と同じ軸方向の磁化が鉄板等の磁性体内に形成される。この磁化はMRIの撮像空間にMRIの均一磁場と同じ方向の磁場を作り出すため、均一磁場にこれが重畳されて誤差が大きくなるのである。本発明のPETガントリ102の磁気シールド6は全体として略円柱形状の軸上近傍に穴を設けた円柱トーラス形状にしてあり、MRIの撮像空間の中心から軸上に延長した位置には磁性体を設けない。そのためMRIの撮像空間には大きな誤差磁場を生成することがないのである。本発明の磁気シールドは主に半径方向の磁束を外側に導くため、磁化は半径方向に誘起される。半径方向の磁化は、MRIの均一磁場と直交する成分の為、均一磁場の強度に与える影響は小さくなる。これが本発明の磁気シールドが、そのシールド特性とMRIの磁場均一度とを両立(コンパチビリティ)させている理由である。   Initially, the thick magnetic shield 6-a was expected to generate a large error magnetic field in the MRI imaging space. In practice, however, this was not a problem. The reason is as follows. A large error magnetic field is generated in the MRI imaging space when there is a magnetic body such as an iron plate at a position extending on the axis from the center of the MRI imaging space. When there is a magnetic body on the axis, magnetization in the same axial direction as the main magnetic field of MRI is formed in the magnetic body such as an iron plate by the leakage magnetic field. This magnetization creates a magnetic field in the same direction as the MRI uniform magnetic field in the MRI imaging space, and this is superimposed on the uniform magnetic field, resulting in a large error. The magnetic shield 6 of the PET gantry 102 of the present invention has a generally cylindrical torus shape with a hole in the vicinity of the substantially cylindrical shape on the axis, and a magnetic material is provided at a position extending on the axis from the center of the MRI imaging space. Not provided. Therefore, a large error magnetic field is not generated in the MRI imaging space. Since the magnetic shield of the present invention mainly guides the magnetic flux in the radial direction to the outside, the magnetization is induced in the radial direction. Since the magnetization in the radial direction is a component orthogonal to the uniform magnetic field of MRI, the influence on the strength of the uniform magnetic field is small. This is the reason why the magnetic shield of the present invention achieves both compatibility (compatibility) with its shielding characteristics and magnetic field uniformity of MRI.

次に、本実施例におけるMRI−PET装置の使用方法と動作について、図1及び図6を用いて説明する。図6は、本実施例におけるMRI−PET装置の使用方法と動作を示す図である。移動ベッド14は被験者15を保持し、長手方向に移動できる。被験者15を乗せた移動ベッド14をガイドレール17に沿って移動させることにより、直列に配置されたMRI装置1及びPET装置2のボア内に被験者15を移動・往復させることができる。MRI装置1及びPET装置2を同軸上に直列に配置することにより、MRI及びPETによる一連の診断を効率的に行うことができる。ここで、移動ベッド14を床面に対して支えるベッド台16は、MRIガントリ101側においてもPETガントリ102側においてもよい。   Next, the usage method and operation of the MRI-PET apparatus in the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 6 is a diagram showing a method of use and operation of the MRI-PET apparatus in the present embodiment. The moving bed 14 holds the subject 15 and can move in the longitudinal direction. By moving the moving bed 14 carrying the subject 15 along the guide rail 17, the subject 15 can be moved and reciprocated in the bores of the MRI apparatus 1 and the PET apparatus 2 arranged in series. By arranging the MRI apparatus 1 and the PET apparatus 2 in series on the same axis, a series of diagnoses by MRI and PET can be performed efficiently. Here, the bed table 16 that supports the movable bed 14 with respect to the floor surface may be on the MRI gantry 101 side or the PET gantry 102 side.

尚、それぞれ独立のMRI装置1,PET装置2によって得られる画像を、コンピュータ上で重ね合わせる技術も進展している。しかしこの重ね合わせにおいて難しい点は、被験者の位置決め精度の確保,画像上の臓器位置の検出であり、これには医療技術者の習熟や被験者の協力が必要になる。また位置決めに掛かる時間,画像重ね合せ時の調整等、医療技術者の負担も大きい。MRI−PET装置においては、ベッドの軸方向移動量などはこれを制御するコンピュ−タによって管理でき、その情報を使って画像の重ね合せまでを全自動で行うことも可能である。   A technique for superimposing images obtained by the independent MRI apparatus 1 and the PET apparatus 2 on a computer has also been developed. However, the difficult points in this superposition are securing the positioning accuracy of the subject and detecting the organ position on the image, which requires the skill of a medical engineer and the cooperation of the subject. In addition, the burden on the medical technician is large, such as time required for positioning and adjustment at the time of image superposition. In the MRI-PET apparatus, the amount of movement of the bed in the axial direction can be managed by a computer that controls this, and the information can be used to fully automatically overlap the images.

また、PET画像を先に取得するか、MRI画像を先に取得するかは、医療上の選択による。一般に、18FDGが被験者の生体活性部位に集積するのに20分程度の時間が掛かるため、その間の時間をMRIの撮像に使うことも考えられる。このようにすればMRI−PETによる連続撮像による検査時間を全体として低減することができる。   Whether to acquire the PET image first or the MRI image first depends on the medical selection. In general, since it takes about 20 minutes for 18FDG to accumulate in the biologically active site of the subject, it is also conceivable to use the time during MRI imaging. In this way, it is possible to reduce the inspection time for continuous imaging by MRI-PET as a whole.

本実施例のMRI−PET装置においては、上述したように、PET装置のガントリ部に磁性材(磁気シールド)を配置する。これにより、MRI装置とPET装置とを一体化した場合であってもMRI装置からPET装置へ与える磁場の影響を十分に低減させることができる。従って、PET装置の誤動作等防止を可能としたMRI−PET装置を提供することができる。つまり、MRIとPETと一体化する場合に起きるMRI装置の強力な磁場によるPET装置の動作障害の問題を解決し、MRI装置とPET装置との共存性を得ることができる。   In the MRI-PET apparatus of the present embodiment, as described above, a magnetic material (magnetic shield) is disposed on the gantry portion of the PET apparatus. Thereby, even when the MRI apparatus and the PET apparatus are integrated, the influence of the magnetic field applied from the MRI apparatus to the PET apparatus can be sufficiently reduced. Therefore, it is possible to provide an MRI-PET apparatus that can prevent a malfunction of the PET apparatus. That is, the problem of the operation failure of the PET apparatus due to the strong magnetic field of the MRI apparatus that occurs when the MRI and the PET are integrated can be solved, and the coexistence of the MRI apparatus and the PET apparatus can be obtained.

さらに、本実施例のMRI−PET装置においては、MRI装置とPET装置とを所定の間隔を保持して配置させる(MRIガントリとPETガントリとを独立させる)とともに、MRI装置からの磁力線の方向等を考慮してPET装置に磁気シールドを配置することにより、相乗的に、MRI装置からPET装置へ与える磁場の影響を低減させることができる。特に、MRI装置に対抗する面の磁気シールドを他の磁気シールドよりも厚くするとともに、漏れ磁場の磁力線の方向と磁気シールドの方向と一致させることにより、
MRI装置からの漏れ磁場を効果的に吸引できるため、その効果が顕著となる。
Further, in the MRI-PET apparatus according to the present embodiment, the MRI apparatus and the PET apparatus are arranged with a predetermined interval (the MRI gantry and the PET gantry are made independent), and the direction of the lines of magnetic force from the MRI apparatus, etc. By arranging the magnetic shield in the PET apparatus in consideration of the above, it is possible to synergistically reduce the influence of the magnetic field on the PET apparatus from the MRI apparatus. In particular, by making the magnetic shield on the surface facing the MRI apparatus thicker than other magnetic shields, and by making the direction of the magnetic field lines of the leakage magnetic field coincide with the direction of the magnetic shield,
Since the leakage magnetic field from the MRI apparatus can be effectively attracted, the effect becomes remarkable.

また、本実施例のMRI−PET装置においては、磁気シールド等の簡易な方法でMRI装置からの磁場の影響を低減することができるため、製作性やコストの負担を低減することができる。   Further, in the MRI-PET apparatus according to the present embodiment, since the influence of the magnetic field from the MRI apparatus can be reduced by a simple method such as a magnetic shield, the manufacturability and cost burden can be reduced.

次に、本発明に係るMRI−PET装置の第2の実施例を、図7及び図8を用いて説明する。本実施例におけるMRI−PET装置は、頭部計測用に特化したMRI−PET装置に関するものである。図7及び図8は、本実施例におけるMRI−PET装置の構成を示している。   Next, a second embodiment of the MRI-PET apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS. The MRI-PET apparatus according to the present embodiment relates to an MRI-PET apparatus specialized for head measurement. 7 and 8 show the configuration of the MRI-PET apparatus in this embodiment.

まず、頭部計測用MRI−PET装置の利点を以下に述べる。一般的に、脳腫瘍では正常組織に損傷を与えない手術計画を立てることが極めて重要であり、重ね合わせ画像にも高精度な情報が求められる。ここで、上述したように、MRIは水素原子密度の差が大きい組織の撮像に適しており、このことから、脳の画像はMRIの方がX線CTよりも優れていると評価される。つまり、脳組織等においては、MRIの画像はX線CTの画像よりもコントラストに優れるという利点がある。また、頭骨に包まれ、呼吸等による体動の影響を受け難い脳では、撮像時間が長いMRI,PETにおいても画像のボケが少ないという利点もある。   First, advantages of the MRI-PET apparatus for head measurement will be described below. In general, it is extremely important to create a surgical plan that does not damage normal tissues in brain tumors, and highly accurate information is also required for superimposed images. Here, as described above, MRI is suitable for imaging a tissue having a large difference in hydrogen atom density, and from this, it is evaluated that MRI is superior to X-ray CT for brain images. That is, in brain tissue or the like, there is an advantage that an MRI image is superior in contrast to an X-ray CT image. In addition, in a brain that is wrapped in a skull and hardly affected by body movement due to breathing or the like, there is an advantage that image blurring is small even in MRI and PET having a long imaging time.

ここで、MRI−PET装置を頭部計測専用とすることにより、全身計測用に比べて
MRI装置1及びPET装置2をそれぞれ小型化することができる。MRI装置1を小型化することにより、撮像空間に主磁場を生成する主コイルの内径を小さくすることができる。一般的には同じ巻線ターン数ならば、内径が小さい方ほど磁場強度を上げることができるため、主コイルの内径を小さくすることにより、MRI装置1の分解能を向上させることができる。また、コイルの線材長を短くすることができるため、高価な超電導線の使用量を削減することができる。さらにコイルの半径が小さいほど、磁気エネルギーが小さく、クエンチ時の発生エネルギー,発生電圧,電磁力が減るため、磁石に掛かるコストは大幅に低減できる。一方、PET装置を小型化することにより、周長,軸長ともに全身計測用と比べて小さくできる。従って、コストが掛かる検出器の素子数を減らすことができ、コスト低減が可能となる。さらに、被検体との距離が短くなるため、SN及び分解能を向上させることができる。
Here, by using the MRI-PET apparatus exclusively for head measurement, the MRI apparatus 1 and the PET apparatus 2 can be made smaller than those for whole body measurement. By downsizing the MRI apparatus 1, the inner diameter of the main coil that generates the main magnetic field in the imaging space can be reduced. Generally, if the number of turns is the same, the smaller the inner diameter, the higher the magnetic field strength. Therefore, the resolution of the MRI apparatus 1 can be improved by reducing the inner diameter of the main coil. Moreover, since the coil wire length can be shortened, the amount of expensive superconducting wire used can be reduced. Further, the smaller the coil radius, the smaller the magnetic energy, and the generated energy, generated voltage, and electromagnetic force at the time of quenching are reduced, so the cost on the magnet can be greatly reduced. On the other hand, by reducing the size of the PET apparatus, both the circumferential length and axial length can be made smaller than those for whole body measurement. Therefore, it is possible to reduce the number of detector elements, which is costly, and to reduce the cost. Furthermore, since the distance to the subject is shortened, SN and resolution can be improved.

しかしながら、ボア径の小さなガントリを2台直列に並べる場合には、どちらかのガントリに被験者の肩以降の胴体部が干渉してしまう。本実施例に記載のMRI−PET装置では、頭部用MRI−PET装置のような小型のMRI装置及びPET装置を一体化する場合にも、被験者とMRI−PET装置との干渉を生じさせることのないMRI−PET装置を提供することを課題とする。   However, when two gantry having a small bore diameter are arranged in series, the body part after the subject's shoulder interferes with either gantry. In the MRI-PET apparatus described in the present embodiment, even when a small MRI apparatus such as a head MRI-PET apparatus and the PET apparatus are integrated, interference between the subject and the MRI-PET apparatus is caused. It is an object of the present invention to provide an MRI-PET apparatus that does not have any.

以下、図7及び図8を用いて本実施例における頭部用MRI−PET装置の詳細を説明する。図7及び図8に示すように、本実施例におけるMRI−PET装置は、MRIガントリ101を有する垂直磁場方式の開放型MRI装置18と、略円筒形状のPETガントリ102を有するPET装置2との2つの装置から構成される。さらに、開放型MRI装置18及びPETガントリ102は連結部3で連結される。被験者15の移動等を考慮し、MRIガントリ101及びPET装置2は被験者15の移動方向(長手方向)に開口部を備える。ここで、図7は開放型MRI装置18により頭部を計測している状態を示しており、図8は被験者をPET装置2方向に移動させ、PET装置2により頭部を計測している状態を示している。尚、本実施例におけるMRI−PET装置の基本的な構成は実施例1と同様であるので、詳細な説明は省略する。   Hereinafter, the details of the MRI-PET apparatus for head in the present embodiment will be described with reference to FIGS. As shown in FIGS. 7 and 8, the MRI-PET apparatus according to the present embodiment includes a vertical magnetic field type open MRI apparatus 18 having an MRI gantry 101 and a PET apparatus 2 having a substantially cylindrical PET gantry 102. It consists of two devices. Further, the open MRI apparatus 18 and the PET gantry 102 are connected by the connecting portion 3. Considering the movement of the subject 15 and the like, the MRI gantry 101 and the PET apparatus 2 include an opening in the movement direction (longitudinal direction) of the subject 15. Here, FIG. 7 shows a state in which the head is measured by the open MRI apparatus 18, and FIG. 8 shows a state in which the subject is moved in the direction of the PET apparatus 2 and the head is measured by the PET apparatus 2. Is shown. The basic configuration of the MRI-PET apparatus in the present embodiment is the same as that in the first embodiment, and a detailed description thereof will be omitted.

上述のように、本実施例においては、頭部専用のMRI−PET装置として、全身計測用に比べて小型の垂直磁場方式の開放型MRI装置を用いる。開放型MRI装置(またはオープン型MRI装置)は、上下の磁石の間に間隙を設け、この間隙に被験者が入る方式のMRIである。このような装置の場合、磁場は垂直に印加されることが多い。本発明の実施形態は、頭部用MRI−PET装置として垂直磁場型の開放型MRI装置を用いることである。尚、開放型MRI装置には、超電導コイルを用いた高磁場型と永久磁石を用いた中・低磁場型とがある。脳内の血管や神経まで描写するには高磁場型が望ましいが、中・低磁場型でも脳組織の形態を描写するには十分な性能がある。   As described above, in this embodiment, a small vertical magnetic field type open MRI apparatus is used as the MRI-PET apparatus dedicated to the head as compared with that for whole body measurement. An open-type MRI apparatus (or open-type MRI apparatus) is an MRI system in which a gap is provided between upper and lower magnets and a subject enters the gap. In such devices, the magnetic field is often applied vertically. An embodiment of the present invention is to use a vertical magnetic field type open MRI apparatus as a head MRI-PET apparatus. The open MRI apparatus includes a high magnetic field type using a superconducting coil and a medium / low magnetic field type using a permanent magnet. A high magnetic field type is desirable for depicting blood vessels and nerves in the brain, but a medium / low magnetic field type has sufficient performance to describe the morphology of brain tissue.

本実施例においては、開放型MRI装置18として片持ちのヨーク19を有するMRI装置を適用した。片持ちヨーク19を有する開放型MRI装置18では、磁束の多くがヨーク19内を通るので、漏れ磁場が少ないという利点がある。   In this embodiment, an MRI apparatus having a cantilever yoke 19 is applied as the open MRI apparatus 18. The open-type MRI apparatus 18 having the cantilever yoke 19 has an advantage that the leakage magnetic field is small because most of the magnetic flux passes through the yoke 19.

ここで、開放型MRI装置18のヨーク19は、被験者の側部に配置する。被験者の側部にヨーク19を配置することにより、ヨーク19が配置される側部を除いた被験者の周囲が開放される。つまり、被験者の進行方向(長手方向)が開放されることとなる。従って、小型の頭部用開放型MRI装置に対して、被験者の頭部方向に頭部用PET装置を配置することにより、被験者を移動する際にも、被験者がMRI装置に干渉することがない。これにより、被験者の移動を容易にすることができ、MRI−PET装置による検査をスムーズに行うことができる。   Here, the yoke 19 of the open MRI apparatus 18 is disposed on the side of the subject. By disposing the yoke 19 on the side of the subject, the periphery of the subject is opened except for the side where the yoke 19 is disposed. That is, the traveling direction (longitudinal direction) of the subject is released. Therefore, the subject does not interfere with the MRI apparatus even when the subject is moved by disposing the head PET device in the direction of the subject's head with respect to the small open-type MRI apparatus for the head. . Thereby, a test subject's movement can be made easy and the test | inspection by a MRI-PET apparatus can be performed smoothly.

本実施例におけるMRI−PET装置における検査手順を、図7及び図8を用いて説明する。図7及び図8は、上述の開放型MRI装置18を用いた頭部用MRI−PET装置を示している。図7では被験者をMRI装置18により検査している状態を示しており、図8ではPET装置2により被験者を検査している状態を示している。MRI装置18によりMRI画像を取得した後、被験者を保持したまま移動ベッド14をPET装置2方向に移動させ、被験者15の頭部をPET装置2内部の所定の場所に位置させる。その後、PET装置2によりPET画像を取得する。本実施例におけるMRI−PET装置を用いることにより、被験者15がMRI装置18と干渉することなしに、移動ベッド14を
PET装置2に移動させて、被験者15の頭部をPET装置2内部の所定の場所に位置させることができる。
An inspection procedure in the MRI-PET apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 7 and 8 show a head MRI-PET apparatus using the open MRI apparatus 18 described above. FIG. 7 shows a state in which the subject is being examined by the MRI apparatus 18, and FIG. 8 shows a state in which the subject is being examined by the PET apparatus 2. After acquiring the MRI image by the MRI apparatus 18, the moving bed 14 is moved in the direction of the PET apparatus 2 while holding the subject, and the head of the subject 15 is positioned at a predetermined location inside the PET apparatus 2. Thereafter, a PET image is acquired by the PET apparatus 2. By using the MRI-PET apparatus in the present embodiment, the moving bed 14 is moved to the PET apparatus 2 without the subject 15 interfering with the MRI apparatus 18, and the head of the subject 15 is moved to a predetermined position inside the PET apparatus 2. Can be located in

第2の実施例においても、図9に説明するように、第1の実施例と同様にPET装置2に磁気シールド6を施すことで、PET装置2内の半導体検出器と信号処理装置5が開放型MRI装置18の漏れ磁場の影響を受け難くすることができる。   Also in the second embodiment, as illustrated in FIG. 9, the semiconductor detector and the signal processing device 5 in the PET apparatus 2 are provided by applying the magnetic shield 6 to the PET apparatus 2 as in the first embodiment. The influence of the leakage magnetic field of the open MRI apparatus 18 can be made difficult.

開放型MRI装置18の漏れ磁場は典型的には図9(a)のようになる。即ち、開放型MRI装置18の2つの磁極間に発生する磁力線の一部が外側に漏れ出し、漏れ磁力線7のようになる。この一部はPET装置2の内部に侵入しようとするが、磁気シールド6に吸引されて再び開放型MRI装置18の磁極に帰還する。図9(b)は、開放型MRI装置18側に対向する磁気シールド6−aの面と漏れ磁力線7の状況を示す概念図である。開放型MRI装置18側に対向する磁気シールド6−aの面は中央部に穴がある為、磁力線7はこれを避けて流れるように磁気シールド6−aによってガイドされ、ボア8の内部には磁力線7は殆ど流出しない。   The leakage magnetic field of the open MRI apparatus 18 is typically as shown in FIG. That is, a part of the magnetic force lines generated between the two magnetic poles of the open type MRI apparatus 18 leaks to the outside, and becomes the leakage magnetic force lines 7. A part of this tends to enter the inside of the PET apparatus 2, but is attracted by the magnetic shield 6 and returned to the magnetic pole of the open MRI apparatus 18 again. FIG. 9B is a conceptual diagram showing the situation of the surface of the magnetic shield 6-a facing the open MRI apparatus 18 side and the leakage magnetic field lines 7. Since the surface of the magnetic shield 6-a facing the open type MRI apparatus 18 has a hole in the center, the magnetic field lines 7 are guided by the magnetic shield 6-a so as to flow avoiding this, and inside the bore 8 Magnetic field lines 7 hardly flow out.

以上説明した第2の実施例においても、第1の実施例と同様の効果を得ることができる。さらに、第2の実施例においては、小型化された頭部用MRI−PET装置であっても、被験者の移動を容易に行うことができる。   Also in the second embodiment described above, the same effects as in the first embodiment can be obtained. Furthermore, in the second embodiment, the subject can be easily moved even with the miniaturized head MRI-PET apparatus.

つまり、頭部用のMRI−PET装置について何等の検討もしなければ、MRI装置による磁場の影響を排除することができず、PET装置を正常に動作させることは困難である。また、装置が小型となるため、MRI−PET装置を一体化する場合、被験者の移動をスムーズに行うことは難しい。ここで、本実施例におけるMRI−PET装置では、垂直磁場型の開放型MRI装置を用いるとともに、PETガントリに磁性材を配置する。従って、MRI装置からのPET装置への磁場の影響を低減できるとともに、小型化された頭部用MRI−PET装置であっても被験者の移動を容易に行うことができる。特に、垂直磁場型の開放型MRI装置と対向する側に磁性材を配置することにより、磁場の流れ方向に磁性材が配置されるので、効果的に磁場の影響を低減することができる。   That is, unless any investigation is made on the MRI-PET apparatus for the head, the influence of the magnetic field by the MRI apparatus cannot be eliminated, and it is difficult to operate the PET apparatus normally. In addition, since the apparatus is small, it is difficult to smoothly move the subject when the MRI-PET apparatus is integrated. Here, in the MRI-PET apparatus according to the present embodiment, a vertical magnetic field type open MRI apparatus is used, and a magnetic material is disposed on the PET gantry. Accordingly, the influence of the magnetic field from the MRI apparatus to the PET apparatus can be reduced, and even the miniaturized head MRI-PET apparatus can easily move the subject. In particular, by arranging the magnetic material on the side facing the vertical magnetic field type open MRI apparatus, the magnetic material is arranged in the flow direction of the magnetic field, so that the influence of the magnetic field can be effectively reduced.

MRI−PET装置の構成を示す図。The figure which shows the structure of a MRI-PET apparatus. PETガントリのトーラスの断面拡大図。The cross-sectional enlarged view of the torus of a PET gantry. PETガントリの磁気シールドの計算モデルとPETガントリ磁気シールド付近の磁力線計算結果を示す図。The figure which shows the calculation model of the magnetic shield of a PET gantry, and the magnetic force line calculation result near a PET gantry magnetic shield. MRI−PET装置の磁束密度の分布を示す図。The figure which shows distribution of the magnetic flux density of a MRI-PET apparatus. PETガントリの磁気シールドの計算モデルとPETガントリ磁気シールド内部の磁束密度計算結果を示す図。The figure which shows the calculation model of the magnetic shield of a PET gantry, and the magnetic flux density calculation result inside a PET gantry magnetic shield. MRI−PET装置の使用方法と動作を示す図。The figure which shows the usage method and operation | movement of a MRI-PET apparatus. MRI−PET装置の構成を示す図。The figure which shows the structure of a MRI-PET apparatus. MRI−PET装置の構成を示す図。The figure which shows the structure of a MRI-PET apparatus. MRI−PET装置の構成を示す図。The figure which shows the structure of a MRI-PET apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

1…MRI装置、2…PET装置、3…連結部、4…γ線検出器、5…信号処理装置、6,6−a〜6−e…磁気シールド、7…磁力線、8…ボア、9…γ線受光窓、10…主コイル、11…シールドコイル、12…中心軸、13…磁束密度等高線、14…移動ベッド、15…被験者、16…移動ベッド台、17…移動ベッドレール、18…開放型MRI装置、19…ヨーク、101…MRIガントリ、102…PETガントリ。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... MRI apparatus, 2 ... PET apparatus, 3 ... Connection part, 4 ... γ-ray detector, 5 ... Signal processing apparatus, 6,6-a-6-e ... Magnetic shield, 7 ... Magnetic field line, 8 ... Bore, 9 Γ-ray receiving window, 10 ... main coil, 11 ... shield coil, 12 ... central axis, 13 ... magnetic flux density contour, 14 ... moving bed, 15 ... test subject, 16 ... moving bed base, 17 ... moving bed rail, 18 ... Open MRI apparatus, 19 ... Yoke, 101 ... MRI gantry, 102 ... PET gantry.

Claims (12)

MRIガントリを有するMRI装置と、
PETガントリを有するPET装置とを備えたMRI−PET装置であって、
前記PETガントリは、第1端面が前記MRI装置に対向するように配置された略円筒形状のガントリであり、
前記PETガントリに磁性材が配置され、前記磁性体は、前記第1端面に配置される第1端面磁性材と、
前記第1端面と反対側の端面である第2端面に配置された第2端面磁性材と、
前記第1端面磁性材と前記第2端面磁性材とを結合するとともに、前記PETガントリ内面に沿って略円筒形状に配置された内面磁性材と、
前記第1端面磁性材と前記第2端面磁性材とを結合するとともに、前記PETガントリ外面に沿って略円筒形状に配置された外面磁性材とを備え、
前記第1端面磁性材の厚さは、前記第2端面磁性材,前記内面磁性材、及び前記外面磁性材よりも厚いことを特徴とするMRI−PET装置。
An MRI apparatus having an MRI gantry;
An MRI-PET apparatus comprising a PET apparatus having a PET gantry,
The PET gantry is a substantially cylindrical gantry arranged such that the first end face faces the MRI apparatus,
A magnetic material is disposed on the PET gantry, and the magnetic body includes a first end surface magnetic material disposed on the first end surface;
A second end face magnetic material disposed on a second end face which is an end face opposite to the first end face;
An inner surface magnetic material that binds the first end surface magnetic material and the second end surface magnetic material and is arranged in a substantially cylindrical shape along the inner surface of the PET gantry;
The first end surface magnetic material and the second end surface magnetic material are combined, and an outer surface magnetic material disposed in a substantially cylindrical shape along the PET gantry outer surface,
The MRI-PET apparatus is characterized in that the first end face magnetic material is thicker than the second end face magnetic material, the inner face magnetic material, and the outer face magnetic material.
請求項に記載のMRI−PET装置において、前記第1端面磁性材及び前記第2端面磁性材は、中央に被験者が通過する穴を備えることを特徴とするMRI−PET装置。 2. The MRI-PET apparatus according to claim 1 , wherein the first end face magnetic material and the second end face magnetic material have a hole through which a subject passes in the center. 請求項1または2に記載のMRI−PET装置において、前記MRI装置は、前記MRI装置の撮像空間に主磁場を生成する主コイル及び前記主コイルからの漏れ磁場を低減させるためのシールドコイルを備えることを特徴とするMRI−PET装置。 3. The MRI-PET apparatus according to claim 1, wherein the MRI apparatus includes a main coil that generates a main magnetic field in an imaging space of the MRI apparatus, and a shield coil for reducing a leakage magnetic field from the main coil. An MRI-PET apparatus characterized by that. 請求項1乃至の何れかに記載のMRI−PET装置において、前記第1端面磁性材は、前記MRI装置が発生する主たる漏れ磁束が略半径方向になる位置に配置し、前記第1端面磁性材は中央部に穴を設け、前記漏れ磁束を半径方向に導くようにしたことを特徴とするMRI−PET装置。 In MRI-PET apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the first end surface magnetic material is arranged at a position to which the main leakage flux the MRI device generates is substantially radial direction, the first end surface magnetic The MRI-PET apparatus is characterized in that the material is provided with a hole in the center portion to guide the leakage magnetic flux in the radial direction. MRIガントリを有するMRI装置と、
PETガントリを有するPET装置とを備えたMRI−PET装置であって、
前記PETガントリは、第1端面が前記MRI装置に対向するように配置された略円筒形状のガントリであり、
前記PETガントリに磁性材が配置され、前記磁性体は、前記第1端面に配置される第1端面磁性材と、
前記第1端面と反対側の端面である第2端面に配置された第2端面磁性材と、
前記第1端面磁性材と前記第2端面磁性材とを結合するとともに、前記PETガントリ内面に沿って略円筒形状に配置された内面磁性材と、
前記第1端面磁性材と前記第2端面磁性材とを結合するとともに、前記PETガントリ外面に沿って略円筒形状に配置された外面磁性材とを備え、
前記内面磁性材は被験者から出射されたガンマ線を受光するためのガンマ線受光窓を備え、前記ガンマ線受光窓における前記内面磁性材の厚さは、前記内面磁性材の他の部分よりも薄いことを特徴とするMRI−PET装置。
An MRI apparatus having an MRI gantry;
An MRI-PET apparatus comprising a PET apparatus having a PET gantry,
The PET gantry is a substantially cylindrical gantry arranged such that the first end face faces the MRI apparatus,
A magnetic material is disposed on the PET gantry, and the magnetic body includes a first end surface magnetic material disposed on the first end surface;
A second end face magnetic material disposed on a second end face which is an end face opposite to the first end face;
An inner surface magnetic material that binds the first end surface magnetic material and the second end surface magnetic material and is arranged in a substantially cylindrical shape along the inner surface of the PET gantry;
The first end surface magnetic material and the second end surface magnetic material are combined, and an outer surface magnetic material disposed in a substantially cylindrical shape along the PET gantry outer surface,
The inner surface magnetic material includes a gamma ray receiving window for receiving gamma rays emitted from a subject, and the thickness of the inner surface magnetic material in the gamma ray receiving window is thinner than other portions of the inner surface magnetic material. MRI-PET apparatus.
MRIガントリを有するMRI装置と、
PETガントリを有するPET装置とを備えたMRI−PET装置であって、
前記PETガントリは、第1端面が前記MRI装置に対向するように配置された略円筒形状のガントリであり、
前記PETガントリに磁性材が配置され、前記磁性体は、前記第1端面に配置される第1端面磁性材と、
前記第1端面と反対側の端面である第2端面に配置された第2端面磁性材と、
前記第1端面磁性材と前記第2端面磁性材とを結合するとともに、前記PETガントリ内面に沿って略円筒形状に配置された内面磁性材と、
前記第1端面磁性材と前記第2端面磁性材とを結合するとともに、前記PETガントリ外面に沿って略円筒形状に配置された外面磁性材とを備え、
前記内面磁性材は被験者から出射されたガンマ線を受光するためのガンマ線受光窓である開口部を備えることを特徴とするMRI−PET装置。
An MRI apparatus having an MRI gantry;
An MRI-PET apparatus comprising a PET apparatus having a PET gantry,
The PET gantry is a substantially cylindrical gantry arranged such that the first end face faces the MRI apparatus,
A magnetic material is disposed on the PET gantry, and the magnetic body includes a first end surface magnetic material disposed on the first end surface;
A second end face magnetic material disposed on a second end face which is an end face opposite to the first end face;
An inner surface magnetic material that binds the first end surface magnetic material and the second end surface magnetic material and is arranged in a substantially cylindrical shape along the inner surface of the PET gantry;
The first end surface magnetic material and the second end surface magnetic material are combined, and an outer surface magnetic material disposed in a substantially cylindrical shape along the PET gantry outer surface,
The MRI-PET apparatus according to claim 1, wherein the inner magnetic material includes an opening which is a gamma ray receiving window for receiving gamma rays emitted from a subject.
請求項1乃至6の何れかに記載のMRI−PET装置において、前記磁性体は鉄であることを特徴とするMRI−PET装置。   The MRI-PET apparatus according to claim 1, wherein the magnetic body is iron. 請求項1乃至7の何れかに記載のMRI−PET装置において、前記PET装置の検出器として半導体検出器を用いることを特徴とするMRI−PET装置。   8. The MRI-PET apparatus according to claim 1, wherein a semiconductor detector is used as a detector of the PET apparatus. 請求項1乃至8の何れかに記載のMRI−PET装置において、
前記MRI装置は、略円筒形状のMRIガントリを有する水平型MRI装置であり、
前記MRIガントリと前記PETガントリとが略同軸上に配置されることを特徴とするMRI−PET装置。
The MRI-PET apparatus according to any one of claims 1 to 8,
The MRI apparatus is a horizontal MRI apparatus having a substantially cylindrical MRI gantry,
The MRI-PET apparatus, wherein the MRI gantry and the PET gantry are arranged substantially coaxially.
MRIガントリを有するMRI装置と、
PETガントリを有するPET装置とを備えたMRI−PET装置であって、
前記PETガントリは、第1端面が前記MRI装置に対向するように配置された略円筒形状のガントリであり、
前記PETガントリに磁性材が配置され、前記磁性体は、前記第1端面に配置される第1端面磁性材を備え、
前記MRI装置は垂直磁場型の開放型MRI装置であり、
前記PET装置は頭部計測用のPET装置であるMRI−PET装置。
An MRI apparatus having an MRI gantry;
An MRI-PET apparatus comprising a PET apparatus having a PET gantry,
The PET gantry is a substantially cylindrical gantry arranged such that the first end face faces the MRI apparatus,
A magnetic material is disposed on the PET gantry, and the magnetic body includes a first end surface magnetic material disposed on the first end surface,
The MRI apparatus is a vertical magnetic field type open MRI apparatus,
The PET apparatus is an MRI-PET apparatus that is a PET apparatus for head measurement.
請求項10に記載のMRI−PET装置において、前記MRI装置のヨーク部分は、被験者の側部に配置されることを特徴とするMRI−PET装置。 The MRI-PET apparatus according to claim 10 , wherein a yoke portion of the MRI apparatus is disposed on a side portion of a subject. 請求項1乃至11の何れかに記載のMRI−PET装置において、
前記MRI装置と前記PET装置とを連結する連結部と、
被験者を保持するベッドと、
前記ベッドを前記MRIガントリ及び前記PETガントリ内に導くガイドレールとを備えることを特徴とするMRI−PET装置。
The MRI-PET apparatus according to any one of claims 1 to 11 ,
A connecting portion for connecting the MRI apparatus and the PET apparatus;
A bed holding the subject;
An MRI-PET apparatus comprising a guide rail for guiding the bed into the MRI gantry and the PET gantry.
JP2006228547A 2006-08-25 2006-08-25 MRI-PET system Expired - Fee Related JP4997877B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006228547A JP4997877B2 (en) 2006-08-25 2006-08-25 MRI-PET system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006228547A JP4997877B2 (en) 2006-08-25 2006-08-25 MRI-PET system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2008048923A JP2008048923A (en) 2008-03-06
JP4997877B2 true JP4997877B2 (en) 2012-08-08

Family

ID=39233523

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006228547A Expired - Fee Related JP4997877B2 (en) 2006-08-25 2006-08-25 MRI-PET system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4997877B2 (en)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011125212A1 (en) * 2010-04-08 2011-10-13 独立行政法人放射線医学総合研究所 Macro photography pet apparatus and system
WO2012056504A1 (en) 2010-10-25 2012-05-03 独立行政法人放射線医学総合研究所 Integrated pet/mri apparatus
JP2012234939A (en) 2011-04-28 2012-11-29 High Energy Accelerator Research Organization Magnetic shielding material for superconducting magnet
KR101810581B1 (en) * 2016-08-31 2017-12-20 서강대학교산학협력단 Radiation imaging instrumentation compatible with mri
EP3349029B1 (en) * 2017-01-13 2019-09-11 Sirona Dental Systems GmbH Magnetic resonance tomograph for measuring at least one section of a head
JP7134679B2 (en) 2018-04-10 2022-09-12 キヤノンメディカルシステムズ株式会社 Magnetic resonance imaging apparatus and static magnetic field correction method

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62203399A (en) * 1986-03-03 1987-09-08 富士電機株式会社 Magnetic shielding apparatus of chamber in which uniform field magnet is installed
JPH08288120A (en) * 1995-02-14 1996-11-01 Toshiba Corp Static magnetic field generating magnet and mri system
US7937131B2 (en) * 2004-09-06 2011-05-03 Gachon University Of Medicine & Science Industry-Academic Cooperation Foundation PET—MRI hybrid apparatus and method of implementing the same
JP2006122548A (en) * 2004-11-01 2006-05-18 Toshiba Corp Image diagnostic apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
JP2008048923A (en) 2008-03-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7728590B2 (en) Detection unit including an RF transceiver system and a pet detector
US20200397392A1 (en) Pet/mri insert system
JP5593330B2 (en) Compact, hybrid and integrated gamma / RF system for simultaneous PET or SPECT and MR imaging
US20110270078A1 (en) Methods and systems of combining magnetic resonance and nuclear imaging
Pichler et al. Multimodal imaging approaches: pet/ct and pet/mri
Pichler et al. Positron emission tomography/magnetic resonance imaging: the next generation of multimodality imaging?
KR100842682B1 (en) PET - MRI Hybrid System
Pichler et al. PET/MRI hybrid imaging: devices and initial results
US9606199B2 (en) MR-compatible blood sampling system for PET imaging applications in combined PET/MR imaging system
JP2008149147A (en) System, method and device for imaging cancer
US8630693B2 (en) Magnetic resonance device having a PET unit
JP4997877B2 (en) MRI-PET system
US20120223715A1 (en) Pet-mri convergence system
PL228003B1 (en) TOF-PET tomographic insert
US10520568B2 (en) Hybrid TOF-PET/MRI tomograph
JP2011030682A (en) Mri-pet system
KR20110066287A (en) Rf shield box for pet apparatus with pet - mri system
US20140221817A1 (en) Method for generating attenuation correction for a combined magnetic resonance-positron emission tomography device
US8278926B2 (en) Method for determining attenuation values of an object
KR20130001392A (en) Pet-mri system
KR101051051B1 (en) Actuator of positron emission tomography equipment used in the fusion system of magnetic resonance imaging and positron emission tomography
KR101392132B1 (en) Mri-pet-ct hybrid imaging system and method
Fatemi-Ardekani et al. Advances in multimodality imaging through a hybrid PET/MRI system
Zajicek MRI-SPECT Multimodal Imaging
Catana et al. Integrated PET and MRI of the heart

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20081106

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20110209

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110329

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110818

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20111004

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20111027

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20120417

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20120430

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150525

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees