JP5072284B2 - 磁気共鳴イメージング装置、コイル支持ユニット、高周波コイルユニット、ならびに磁気共鳴イメージング装置を制御する制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、磁気共鳴現象を利用して被検体をイメージングする磁気共鳴イメージング装置と、この磁気共鳴イメージング装置で使用するのに好適なコイル支持ユニットおよび高周波コイルユニットと、この磁気共鳴イメージング装置を制御する制御方法に関する。

磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）は、静磁場中に置かれた生体組織の原子核スピンを、そのラーモア周波数をもつ高周波信号で励起し、この励起に伴って発生する磁気共鳴信号（ＭＲ信号）に基づいて画像を再構成する。このＭＲＩを利用して被検体をイメージングする磁気共鳴イメージング装置（ＭＲＩ装置）は、解剖学的診断情報のみならず生化学的情報や機能診断情報等多くの診断情報を得ることができるため、今日の画像診断の分野では重要なものとなっている。

ＭＲＩ装置によって高画質な画像を生成するためには、被検体からの微弱なＭＲ信号を効率よく検出する必要があり、そのために多くの技術的な工夫がなされている。ＭＲ信号の検出に使用される高周波コイル（ＲＦコイル）は、鞍型、ソレノイド型、スロットレゾネータ型、あるいはバードケイジ型等が普及している。そして、周波数帯域、診断対象部位、磁石の種類などに応じて最適なタイプのＲＦコイルが選択されて使用される。例えば、円筒型磁石を用いた水平磁場方式のＭＲＩ装置では、バードケイジ型コイルや鞍型コイルが使用される。垂直磁場方式のＭＲＩ装置では、ソレノイドコイルが使用される。頭部や眼球等、局所的な診断部位に対しては、検出感度に優れたサーフェイスコイルが使用される。

ＭＲＩ装置には、高周波信号を送信するためのＲＦコイルも必要である。送信用および受信用として個別にＲＦコイルが設けられることもあるが、高周波信号の送信タイミングとＭＲ信号の検出タイミングとは異なるために、同一のＲＦコイルを送信用および受信用として共用することも可能である。

ところで、ＭＲＩ装置においては、被検体をその体軸方向に移動しながらイメージングすることにより、広範囲にわたってイメージングする方法がある。このようなイメージングを実現するために、例えば、ＲＦコイルを寝台上の天板に支柱を介して固定し、支持体に載置した被検体をこの支持体と共に上述のＲＦコイルと天板の間を移動（スライド）させる方法が提案されている（例えば、特許文献１を参照。）。

図６は、特許文献１に記載された被検体の移動機構の斜視図である。

寝台２０１および補助寝台２０２の上部に天板２０３が配置されている。天板２０３の長手方向に設けられた２本の並行溝２０４にはローラ２０５が複数個取り付けられている。上部表面コイル２０６と下部表面コイル２０７とが、支柱２０８を介して天板２０３に固定されている。

一方、被検体を載置する支持体２０９は、複数のローラ２０５によって支えられた状態で天板２０３に対しスライド可能に配置される。このため、支持体２０９とこの支持体２０９に載置された図示しない被検体とは、天板２０３と上部表面コイル２０６との間をスライドできる。そして、補助寝台２０２の端部に配置されたモータ２１０によって螺旋軸２１１が回転することにより、支持体２０９は被検体とともに長手方向（すなわち、被検体の体軸方向）に移動する。

かくして、固定されたＲＦコイル２０６，２０７に対して天板２０３によって被検体を移動させることによって、ＲＦコイル２０６，２０７が近接される被検体の部位、すなわちイメージングの対象となる部位を変更することができる。
米国特許第５８０８４６８号明細書

しかしながら、ＲＦコイル２０６，２０７は、イメージング時においてはガントリ内部に形成される静磁場の中心近傍に位置している必要がある。すなわち、上記の構成におけるＲＦコイル２０６，２０７は支持体２０９を挟み込むように配置されるが、支持体２０９は人体の体重を支持できるように十分厚みを持つため、結果としてＲＦコイル２０６，２０７の取り外しが困難となる。また、ＲＦコイル２０６が静磁場の中心に固定されているため、被検体のイメージング対象部位を静磁場中心に移動させようとするときに、被検体の頭部を静磁場中心を通過させなければならないこともある。このような場合、ＲＦコイル２０６が被検体の頭部の近傍を通過することになるため、被検者にとって精神的な圧迫となる恐れがあった。

本発明はこのような事情を考慮してなされたものであり、その目的とするところは、被検体を載置する天板とともにＲＦコイルを移動させることが可能でありながら、被検体とＲＦコイルとの相対的な位置を変化させることもできるようにすることにある。

本発明の第１の態様によるコイル支持ユニットは、被検体を載置する天板を備えるとともに前記天板の上面に配置される高周波コイルを利用して前記被検体をイメージングする磁気共鳴イメージング装置で用いられるコイル支持ユニットであって、前記高周波コイルを着脱可能であり、前記高周波コイルが装着されているときには、前記高周波コイルを支持するとともに、前記高周波コイルに対して供給される送信信号および前記高周波コイルによって検出された磁気共鳴信号の少なくともいずれか一方を伝達する信号ケーブルと前記高周波コイルとを電気的に接続する接続ポートと、前記接続ポートをスライド可能にガイドするガイド溝を有し、前記天板の上面に配置される支持部材とを備える。

本発明の第２の態様による磁気共鳴イメージング装置は、天板に載置した被検体における所望のイメージング対象部位に近接した高周波コイルを用いて前記被検体に向けた高周波パルスの送信および前記被検体から放射された磁気共鳴信号の検出の少なくともいずれか一方を行う磁気共鳴イメージング装置であって、前記高周波コイルを支持するコイル支持ユニットを備え、前記コイル支持ユニットはさらに、前記高周波コイルを着脱可能であり、前記高周波コイルが装着されているときには、前記高周波コイルを支持するとともに、前記高周波コイルに対して供給される送信信号および前記高周波コイルによって検出された磁気共鳴信号の少なくともいずれか一方を伝達する信号ケーブルと前記高周波コイルとを電気的に接続する接続ポートと、前記接続ポートをスライド可能にガイドするガイド溝を有し、前記天板の上面に配置される支持部材とを備える。

本発明の第３の態様による高周波コイルユニットは、天板に載置された静磁場中の被検体に対して傾斜磁場および高周波パルスを印加することに応じて前記被検体から放射される磁気共鳴信号に基づいて前記被検体をイメージングする磁気共鳴イメージング装置にて使用される高周波コイルユニットであって、前記高周波パルスの送信および前記磁気共鳴信号の検出の少なくともいずれか一方を行う少なくとも１つの高周波コイルと、前記高周波コイルを着脱可能であり、前記高周波コイルが装着されているときには、前記高周波コイルを支持するとともに、前記高周波コイルに対して供給される送信信号および前記高周波コイルによって検出された磁気共鳴信号の少なくともいずれか一方を伝達する信号ケーブルと前記高周波コイルとを電気的に接続する接続ポートと、前記接続ポートを前記天板の長手方向にスライドさせるためのスライドユニットとを備える。

本発明の第４の態様による磁気共鳴イメージング装置は、静磁場を発生するユニットと、前記静磁場中に配置された被検体に傾斜磁場を印加するユニットと、前記被検体に高周波パルスを印加するユニットと、前記被検体から放射される磁気共鳴信号を受信する高周波コイルと、前記被検体を載置する天板を有し、前記天板を長手方向に移動可能な寝台と、前記磁気共鳴信号に基づいて磁気共鳴画像を生成するユニットと、前記高周波コイルを着脱可能であり、前記高周波コイルが装着されているときには、前記高周波コイルを支持するとともに、前記磁気共鳴信号を伝達する信号ケーブルと前記高周波コイルとの電気的接続を行う接続ポートを有し、前記接続ポートを前記天板の上方で前記長手方向にスライド可能としたコイル支持ユニットとを備える。

本発明の第５の態様による磁気共鳴イメージング装置は、天板に載置した被検体における所望のイメージング対象部位に近接した高周波コイルを用いて前記被検体に向けた高周波パルスの送信および前記被検体から放射された磁気共鳴信号の検出の少なくともいずれか一方を行う磁気共鳴イメージング装置であって、前記高周波コイルを着脱可能であり、前記高周波コイルが装着されているときには、前記高周波コイルを支持するとともに、前記高周波コイルに対して供給される送信信号および前記高周波コイルによって検出された磁気共鳴信号の少なくともいずれか一方を伝達する信号ケーブルと前記高周波コイルとを電気的に接続する接続ポートを備え、前記天板はその上面に、前記接続ポートをスライド可能にガイドするガイド溝を有する。

本発明の第６の態様による磁気共鳴イメージング装置は、天板に載置した被検体における所望のイメージング対象部位に近接した高周波コイルを用いて前記被検体に向けた高周波パルスの送信および前記被検体から放射された磁気共鳴信号の検出の少なくともいずれか一方を行う磁気共鳴イメージング装置であって、前記高周波コイルを着脱可能であり、前記高周波コイルが装着されているときには、前記高周波コイルを支持するとともに、前記高周波コイルに対して供給される送信信号および前記高周波コイルによって検出された磁気共鳴信号の少なくともいずれか一方を伝達する信号ケーブルと前記高周波コイルとを電気的に接続する接続ポートと、前記接続ポートをスライド可能にガイドするガイド溝を有し、前記天板の上面に配置される支持部材と、前記接続ポートを前記ガイド溝に沿って移動させる移動ユニットとを備える。

本発明の第７の態様による磁気共鳴イメージング装置は、天板に載置した被検体における所望のイメージング対象部位に近接した高周波コイルを用いて前記被検体に向けた高周波パルスの送信および前記被検体から放射された磁気共鳴信号の検出の少なくともいずれか一方を行う磁気共鳴イメージング装置であって、前記天板の上面よりも上方に配置されて前記高周波コイルとして使用される上部コイルと、前記上部コイルを着脱可能であり、前記上部コイルが装着されているときには、前記上部コイルを支持するとともに、前記上部コイルに対して供給される送信信号および前記上部コイルによって検出された磁気共鳴信号の少なくともいずれか一方を伝達する信号ケーブルと前記高周波コイルとを電気的に接続する接続ポートと、前記接続ポートをスライド可能にガイドするガイド溝を有し、前記天板の上面に配置される支持部材と、前記天板の上面よりも下方に配置されて前記高周波コイルとして使用される下部コイルとを備える。

本発明の第８の態様による制御方法は、天板に載置した被検体における所望のイメージング対象部位に近接した高周波コイルを用いて前記被検体に向けた高周波パルスの送信および前記被検体から放射された磁気共鳴信号の検出の少なくともいずれか一方を行う磁気共鳴イメージング装置を制御する制御方法であって、前記磁気共鳴イメージング装置は、前記高周波コイルを着脱可能であり、前記高周波コイルが装着されているときには、前記高周波コイルを支持するとともに、前記高周波コイルに対して供給される送信信号および前記高周波コイルによって検出された磁気共鳴信号の少なくともいずれか一方を伝達する信号ケーブルと前記高周波コイルとを電気的に接続する接続ポートと、前記接続ポートをスライド可能にガイドするガイド溝を有し、前記天板の上面に配置される支持部材と、前記接続ポートを前記ガイド溝に沿って移動させる移動ユニットとを具備し、前記制御方法は、前記天板が移動される際に、前記天板の移動に伴って前記高周波コイルが所定位置に到達するまでは前記移動ユニットを停止させ、前記高周波コイルが前記所定位置に到達したのちには前記天板が移動される向きに対して反対の向きに前記天板の移動速度とほぼ同じ速度で前記高周波コイルを移動させる。

本発明の第９の態様による制御方法は、天板に載置した被検体における所望のイメージング対象部位に近接した高周波コイルを用いて前記被検体に向けた高周波パルスの送信および前記被検体から放射された磁気共鳴信号の検出の少なくともいずれか一方を行う磁気共鳴イメージング装置を制御する制御方法において、前記磁気共鳴イメージング装置は、前記高周波コイルを着脱可能であり、前記高周波コイルが装着されているときには、前記高周波コイルを支持するとともに、前記高周波コイルに対して供給される送信信号および前記磁気共鳴信号の少なくともいずれか一方を伝達する信号ケーブルと前記高周波コイルとを電気的に接続する接続ポートと、を前記天板の長手方向に移動可能とする移動ユニットを具備し、前記制御方法は、前記高周波コイルが所定位置に到達するまでは前記被検体と前記高周波コイルとの相対的位置関係を維持し、前記高周波コイルが前記所定位置に到達した後には前記所定位置と前記高周波コイルとの相対的位置関係を維持した状態で、前記被検体と前記高周波コイルとの相対的位置関係を前記長手方向に変化させる。

本発明によれば、被検体を載置する天板とともにＲＦコイルを移動させることが可能でありながら、被検体とＲＦコイルとの相対的な位置を変化させることもできるようになる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態につき説明する。

本実施形態では、被検体を載置した天板上に２つの支持部材を取り付ける。支持部材は、ＲＦコイルを摺動可能に支持するもので、その上部にＲＦコイルの摺動（移動）をガイドするためのガイド溝を形成する。ＲＦコイルの端部に着脱可能な接続ポートには、ＲＦコイルに対し送信信号および受信信号の少なくとも何れかの伝達を行なう信号ケーブルの端部を接続する。そして、ＲＦコイルの移動に伴い、ＲＦコイルに装着された接続ポートとこの接続ポートに接続された信号ケーブルをガイド溝に沿って移動させる。

移動機構部は、被検体が載置された天板の移動方向と移動距離とに基づいて、天板の移動方向と反対の方向に天板の移動距離と等しい距離だけＲＦコイルを移動させる。このため、ＲＦコイルは、天板および被検体の移動量に関係なく常に静磁場および勾配磁場の領域に配置される。ＲＦコイルに近接した被検体部位に関してＭＲＩ撮影が行なわれる。

図１は本実施形態に係るＭＲＩ装置１００のブロック図である。

ＭＲＩ装置１００は、静磁場発生部１、勾配磁場発生部２、送受信部３、演算・記憶部４、天板５、ＲＦコイルユニット６、入力部７、表示部８、制御部９および移動機構部１０を備えている。

静磁場発生部１はさらに、主磁石１１および静磁場電源１２を含む。主磁石１１としては、例えば超伝導磁石が利用される。静磁場電源１２は、主磁石１１に電流を供給する。主磁石１１は、強力な静磁場を形成する。

勾配磁場発生部２はさらに、勾配磁場コイル２１および勾配磁場電源２２を含む。勾配磁場コイル２１は、互いに直交するＸ、ＹおよびＺ軸方向の勾配磁場を形成する。勾配磁場電源２２は、勾配磁場コイル２１に電流を供給する。勾配磁場コイル２１は、静磁場に勾配磁場を重畳する。勾配磁場電源２２には、制御部９によって制御信号が供給され、これに応じて勾配磁場コイル２１に供給する電流を変化させる。これによって勾配磁場発生部２は、静磁場空間を任意に符号化するための勾配磁場を適宜に形成する。すなわち、勾配磁場電源２２からＸ，Ｙ，Ｚ軸の勾配磁場コイル２１に供給されるパルス電流を上述の勾配磁場制御信号に基づいて変化させることにより、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸方向の勾配磁場は合成され、互いに直交するスライス選択用の勾配磁場、位相エンコード用の勾配磁場および読み出し（周波数エンコード）用の勾配磁場が任意の方向に設定される。

なお、主磁石１１および勾配磁場コイル２１は、空洞を有したガントリに収容される。そして静磁場の中心は上記の空洞内に位置する。

送受信部３はさらに、送信器３１および受信器３２を含む。送信器３１は、基準信号発生器、変調器および電力増幅器等を備えており、静磁場の強度に応じて定まる磁気共鳴周波数（ラーモア周波数）と同じ周波数を有した基準信号を選択励起波形で変調することによって高周波の送信信号を得る。送信器３１は、得られた送信信号をＲＦコイルユニット６へ供給する。受信器３２は、ＲＦコイルユニット６から出力されるＭＲ信号に対して、中間周波変換、位相検波、更にはフィルタリング等の信号処理を行った後、Ａ／Ｄ変換を行なう。更に受信器３２は、上記のＭＲ信号がＱＤ方式の体積コイルにより生成される、互いに位相が９０°異なる２つのＭＲ信号である場合に位相合わせを行なうための９０°移相器を備えている。

演算・記憶部４はさらに、高速演算回路４１と記憶回路４２とを含む。記憶回路４２はさらに、ＭＲ信号記憶回路４２１と画像データ記憶回路４２２とを含む。ＭＲ信号記憶回路４２１は、受信器３２によってディジタル化されたＭＲ信号を記憶する。画像データ記憶回路４２２は、高速演算回路４１によって生成される画像データを記憶する。高速演算回路４１は、ＭＲ信号記憶回路４２１に記憶されたＭＲ信号に対して２次元フーリエ変換による再構成処理を行ない、実空間の画像データを生成する。

天板５は寝台を構成する一要素である。天板５の形状は、細長い薄板状である。天板５は、寝台のベース部によってその長手方向にスライドされる。天板５の上面には、被検体１５０がその体軸方向が長手方向にほぼ一致するように載置される。従って天板５は、被検体１５０を体軸方向に搬送する。そして天板５は、静磁場外から静磁場内に被検体１５０を送り込むとともに、静磁場に対する被検体１５０の位置を変化させることによって、被検体１５０に対するイメージング位置を任意に設定する。

ＲＦコイルユニット６はさらに、コイル支持ユニット６１、上部ＲＦコイル６２ｕおよび下部コイルユニット６２ｄを含む。コイル支持ユニット６１は、天板５の上面に配置され、天板５と上部ＲＦコイル６２ｕとを離間させた状態で、かつ天板５の長手方向にスライド可能な状態で上部ＲＦコイル６２ｕを支持する。上部ＲＦコイル６２ｕは、送信器３１から供給された送信信号に基づいてＲＦパルスを送信する。また上部ＲＦコイル６２ｕは、被検体１５０から放射されたＭＲ信号を検出する。下部コイルユニット６２ｄは、天板５の内部に埋め込まれている。下部コイルユニット６２ｄは、送信器３１から供給された送信信号に基づいてＲＦパルスを送信する。また下部コイルユニット６２ｄは、被検体１５０から放射されたＭＲ信号を検出する。

入力部７は、操作卓上にスイッチ、キーボード、マウス等の各種入力デバイスを備えている。入力部７は、操作者により入力される情報や指示を取得する。入力部７が取得する情報は例えば、被検体１５０に関する各種の情報や、撮影方式およびパルスシーケンス等の撮影条件や表示条件に関する情報などである。入力部７が取得する指示は例えば、撮影開始の指示、天板５の移動に関する指示等である。

表示部８は、ビデオメモリ、変換回路およびモニタを備える。画像データ記憶回路４２２に保存された画像データが制御部９を介して表示部８に供給されると、表示部８は当該画像データをビデオメモリに記憶する。そして、この画像データと入力部７から入力された被検体情報等の付帯情報とがビデオメモリにおいて合成される。この合成によりビデオメモリにて作成された画像データは、変換回路においてテレビフォーマット変換とＤ／Ａ変換とが行われて画像信号とされた上で、モニタに供給される。モニタは、画像信号が表す画像を表示する。モニタとしては、ＣＲＴ（cathode-ray tube）またはＬＣＤ（liquid crystal display）などが利用できる。

制御部９はさらに、主制御回路９１、シーケンス制御回路９２および移動機構制御回路９３を含む。主制御回路９１は、ＣＰＵと記憶回路とを備え、ＭＲＩ装置１００を統括して制御する。主制御回路９１の記憶回路には、入力部７において取得された撮影条件や表示条件等に関する情報が保存される。主制御回路９１のＣＰＵは、記憶回路に記憶された上記の情報に基づき、シーケンス制御回路９２に対しパルスシーケンス情報を供給する。パルスシーケンス情報は例えば、勾配磁場コイル２１に供給する電流の大きさ、送信信号のレベル、印加時間、印加タイミング等に関する情報である。シーケンス制御回路９２は、ＣＰＵと記憶回路とを備え、パルスシーケンス情報にしたがって勾配磁場電源２２、送信器３１および受信器３２を制御する。移動機構制御回路９３は、ＣＰＵと記憶回路とを備え、天板５および上部ＲＦコイル６２ｕを移動させるための制御信号を生成し、この制御信号を移動機構部１０に供給する。

移動機構部１０は、天板移動機構とＲＦコイル移動機構とを含む。天板移動機構は、天板５をその長手方向に移動させる。ＲＦコイル移動機構は、上部ＲＦコイル６２ｕを天板５の長手方向に移動させる。

図２（ａ），２（ｂ）は図１に示されるＲＦコイルユニット６の具体的な構成を示す図である。図２（ａ）は、図２（ｂ）におけるＡｂ−Ａｂ断面を示る。図２（ｂ）は、図２（ａ）におけるＡａ−Ａａ断面を示す。

図２（ａ），図２（ｂ）に示すようにコイル支持ユニット６１は、支持部材６１１ａ，６１１ｂ、接続ポート６１２ａ，６１２ｂ、ケーブル保持部材６１３ａ，６１３ｂ、信号ケーブル６１４ａ，６１４ｂおよびガイド溝６１５ａ，６１５ｂを含む。

支持部材６１１ａ，６１１ｂは、樹脂などを輪郭が例えば細長い直方体となるように形成したものである。支持部材６１１ａ，６１１ｂは、それぞれ天板５の上面に固定される。支持部材６１１ａ，６１１ｂは、その長手方向が天板５の長手方向とほぼ一致する。支持部材６１１ａ，６１１ｂは、天板５の長手方向に直交する方向に沿って互いに並んでいる。支持部材６１１ａと支持部材６１１ｂとは、支持部材６１１ａ，６１１ｂに干渉されることなく天板５上に被検体１５０を載置するのに必要な間隔を持つ。支持部材６１１ａ，６１１ｂの上部には、支持部材６１１ａ，６１１ｂの長手方向に沿ったガイド溝６１５ａ，６１５ｂがそれぞれ形成されている。ガイド溝６１５ａ，６１５ｂは、支持部材６１１ａ，６１１ｂの両端部近傍まで及ぶ。

接続ポート６１２ａ，６１２ｂは、ガイド溝６１５ａ，６１５ｂに沿ってスライド可能な状態で支持部材６１１ａ，６１１ｂによってそれぞれ支持されている。接続ポート６１２ａ，６１２ｂには、上部ＲＦコイル６２ｕの両端部をそれぞれ着脱可能である。接続ポート６１２ａ，６１２ｂは、上部ＲＦコイル６２ｕが装着されたときには、上部ＲＦコイル６２ｕを支持する。また接続ポート６１２ａ，６１２ｂは、上部ＲＦコイル６２ｕが装着されたときには、上部ＲＦコイル６２ｕと信号ケーブル６１４ａ，６１４ｂのそれぞれとを電気的に接続する。上部ＲＦコイル６２ｕを移動させるために、接続ポート６１２ａ，６１２ｂが移動機構部１０のＲＦコイル移動機構によって移動されるようになっている。このためＲＦコイル移動機構は、例えばワイヤロープおよびプーリを含んだ並行移動機構を有し、接続ポート６１２ａ，６１２ｂを並行移動させるようになっている。

ケーブル保持部材６１３ａ，６１３ｂは、樹脂などを棒状または管状に形成したものである。ケーブル保持部材６１３ａ，６１３ｂは、それぞれの一端が接続ポート６１２ａ，６１２ｂにそれぞれ取り付けられている。ケーブル保持部材６１３ａ，６１３ｂは、ガイド溝６１５ａ，６１５ｂの内部に配置されるとともに、支持部材６１１ａ，６１１ｂを貫通して支持部材６１１ａ，６１１ｂの外部に突出している。ケーブル保持部材６１３ａ，６１３ｂは、信号ケーブル６１４ａ，６１４ｂをそれぞれ保持するとともに、信号ケーブル６１４ａ，６１４ｂをガイド溝６１５ａ，６１５ｂの内部から支持部材６１１ａ，６１１ｂの外部へと導く。ケーブル保持部材６１３ａ，６１３ｂはまた、支持部材６１１ａ，６１１ｂの外部における信号ケーブル６１４ａ，６１４ｂの位置を規定する。

信号ケーブル６１４ａ，６１４ｂは、上部ＲＦコイル６２ｕと送信器３１および受信器３２とを電気的に接続し、送信信号やＭＲ信号を伝達する。

さて、上部ＲＦコイル６２ｕは、湾曲させた薄板状の輪郭を持つ筐体に要素コイルを収容したものである。かくして上部ＲＦコイル６２ｕは、接続ポート６１２ａ，６１２ｂに装着された状態では、天板５との間に図２（ｂ）に示すように被検体１５０を載置するための空間を形成する。ただし、上部ＲＦコイル６２ｕと天板５との間に被検体１５０を載置するための空間を形成できれば良いのであって、筐体の形状は任意であって良い。

さて、下部コイルユニット６２ｄは複数の下部ＲＦコイルを含む。下部ＲＦコイルの数は任意であって良いが、本実施形態では３つの下部ＲＦコイル６２ｄ−１，６２ｄ−２，６２ｄ−３を備えることとする。下部ＲＦコイル６２ｄ−１，６２ｄ−２，６２ｄ−３は、天板５の長手方向に沿って配列されている。下部ＲＦコイル６２ｄ−１，６２ｄ−２，６２ｄ−３は、それぞれＲＦパルスの送信およびＭＲ信号の検出を行える。下部ＲＦコイル６２ｄ−１，６２ｄ−２，６２ｄ−３は、個別に送信器３１および受信器３２に接続されている。なお、下部ＲＦコイル６２ｄ−１，６２ｄ−２，６２ｄ−３は、１つのみの要素コイルを内蔵したものであっても良いし、複数の要素コイルを内蔵したものであっても良い。

図３（ａ），３（ｂ），３（ｃ）は天板５および上部ＲＦコイル６２ｕの移動の様子を示す図である。

天板５をガントリから引き出し、かつ上部ＲＦコイル６２ｕを接続ポート６１２ａ，６１２ｂから取り外した状態では、天板５上に被検体１５０を容易に載置することができる。なおこのように天板５をガントリから引き出した状態にあっては、移動機構制御回路９３は、接続ポート６１２ａ，６１２ｂをガイド溝６１５ａ，６１５ｂのガントリ寄りの端部に位置させておく。かくして、天板５上に被検体１５０を載置し、さらに上部ＲＦコイル６２ｕを接続ポート６１２ａ，６１２ｂに装着すれば、図３（ａ）に示す状態が形成される。

被検体１５０のある部位をイメージングしようとするとき、イメージング対象となる上記部位を静磁場中心の近傍に位置させる必要がある。そこで移動機構制御回路９３は、天板５をガントリ内に送り込むように移動させるよう、移動機構部１０を動作させる。これにより天板５は図３（ａ）における左方向へ移動する。天板５の移動に伴って、被検体１５０およびコイル支持ユニット６１も移動する。そしてこのときには、移動機構制御回路９３は接続ポート６１２ａ，６１２ｂは移動させない。このため、上部ＲＦコイル６２ｕも天板５の移動に伴って移動する。

図３（ｂ）に示すように上部ＲＦコイル６２ｕが静磁場中心に到達したならば、移動機構制御回路９３は天板５の移動を継続したままで、接続ポート６１２ａ，６１２ｂの移動を開始させる。移動機構制御回路９３は、接続ポート６１２ａ，６１２ｂの移動方向を天板５が移動される向きに対して反対の向きとする。また移動機構制御回路９３は、接続ポート６１２ａ，６１２ｂの移動速度を天板５の移動速度と同じとする。

このときに接続ポート６１２ａ，６１２ｂは、ガイド溝６１５ａ，６１５ｂにそれぞれガイドされて天板５に対して相対的に移動することになるが、天板５も移動を継続しているので、移動を開始した時点における位置を維持することになる。従って、上部ＲＦコイル６２ｕは静磁場中心に位置したままとなる。例えば図３（ｂ）に示す状態から天板５が図中の左方向にΔＤだけ移動した時点では、図３（ｃ）に示すように接続ポート６１２ａ，６１２ｂは支持部材６１１ａ，６１１ｂに対して図中の右方向にΔＤだけ移動している。しかし、支持部材６１１ａ，６１１ｂは天板５とともに図中の左方向にΔＤだけ移動しているので、接続ポート６１２ａ，６１２ｂは静磁場に対しては移動せず、図３（ｃ）に示すように上部ＲＦコイル６２ｕは静磁場中心に位置したままとなる。図４は図３に示されるような上部ＲＦコイル６２ｕの移動を実現するための接続ポート６１２ａ，６１２ｂの移動の様子を示す図である。図４（ａ）は図３（ｂ）におけるＢａ−Ｂａ断面を示し、図４（ｂ）は図３（ｃ）におけるＢｂ−Ｂｂ断面を示すが、支持部材６１１ａ，６１１ｂの位置を揃えて表している。

そしてこのように上部ＲＦコイル６２ｕが静磁場中心に位置しているときに、被検体１５０は天板５の移動に伴って静磁場中を移動する。従って、イメージング対象部位を任意に変更することができる。例えば図３（ｂ）に示す状態においては、胸部がイメージング対象部位となるのに対して、図３（ｃ）に示す状態においては、腰部がイメージング対象部位となる。

なお、下部コイルユニット６２ｄは、天板５の移動に伴って移動する。そこで下部コイルユニット６２ｄをＲＦパルスの送信やＭＲ信号の検出に使用するのであれば、送信器３１および受信器３２は、下部ＲＦコイル６２ｄ−１，６２ｄ−２，６２ｄ−３のうちで静磁場中心に位置するものを選択して使用する。この場合、例えば図３（ｂ）に示す状態では下部ＲＦコイル６２ｄ−１が選択され、図３（ｃ）に示す状態では下部ＲＦコイル６２ｄ−２が選択される。

ところで、上部ＲＦコイル６２ｕを天板５に対して固定した状態でイメージングする場合には、支持部材６１１ａ，６１１ｂは取り外すことが望ましい。すなわち、支持部材６１１ａ，６１１ｂは、天板５に対する着脱が容易に行なえることが望ましい。このため本実施形態では、図５に示すように支持部材６１１ａの両端部近傍にロック機構６６ａａおよび６６ａｂが取り付けている。支持部材６１１ｂについても、同様なロック機構が取り付けられている。そして、ロック機構６６ａａ，６６ａｂを天板５に設けた孔部５１ａａ，５１ａｂに挿入することにより支持部材６１１ａの天板５に対する装着を容易に行なうことが可能となる。支持部材６１１ｂの天板５に対する装着も同様である。

以上のように本実施形態によれば、ＲＦコイルユニット６は天板５の移動に伴って移動するので、ガントリの外部に位置させることが可能である。このため、上部ＲＦコイル６２ｕや下部ＲＦコイルユニット６２ｄのメンテナンスが容易となる。

また本実施形態によれば、上部ＲＦコイル６２ｕは天板５の上で移動するため、被検体１５０の頭部がイメージング対象ではないならば、上部ＲＦコイル６２ｕを被検体１５０の頭部に近接させなくて済む。

また本実施形態によれば、天板５の上側では、上部ＲＦコイル６２ｕを被検体に対して相対的に移動させることによって広い範囲の部位をイメージング対象とすることを可能としているので、上部ＲＦコイル６２ｕは小さくて良い。つまり、被検体１５０の上部を上部ＲＦコイル６２ｕが覆う範囲が小さくて済むため、被検者の圧迫感を軽減することができる。なお、下部ＲＦコイルユニット６２ｄは、複数の下部ＲＦコイルを配列することによって広い範囲の部位をイメージング対象とすることを可能としているので、下部ＲＦコイルユニット６２ｄを移動させる必要がない。このため、移動機構部１０の構成を簡略化することができる。なお、下部ＲＦコイルユニット６２ｄは天板５に埋め込まれているから、そのサイズが大きくとも何ら被検者に圧迫感を与えることはない。

また本実施形態によれば、接続ポート６１２ａ，６１２ｂを移動させることによって、この接続ポート６１２ａ，６１２ｂに装着された上部ＲＦコイル６２ｕを移動させるようにしているため、上部ＲＦコイル６２ｕを直接的に移動させるように構成する場合に比べて、上部ＲＦコイル６２ｕの着脱が容易になっている。

また本実施形態によれば、上部ＲＦコイル６２ｕの位置を静磁場中心に維持するように、天板５の移動に合わせた上部ＲＦコイル６２ｕの移動を自動制御しているため、操作者は天板５の移動と上部ＲＦコイル６２ｕの移動とを個別に操作する必要がない。

また本実施形態によれば、ガイド溝６１５ａ，６１５ｂの内部に配置されるとともに、支持部材６１１ａ，６１１ｂを貫通して支持部材６１１ａ，６１１ｂの外部に突出しているケーブル保持部材６１３ａ，６１３ｂによって、信号ケーブル６１４ａ，６１４ｂをそれぞれ保持しているため、天板５上における信号ケーブル６１４ａ，６１４ｂの姿勢を確実に制御でき、信号ケーブル６１４ａ，６１４ｂが被検体１５０に接触することを確実に防止できる。これにより、ＲＦ波の照射に起因して信号ケーブル６１４ａ，６１４ｂにて発熱が生じたとしても、それによって被検体１５０に熱傷等の障害が発生することを防止することができる。米国食品医薬品庁（ＦＤＡ）の医薬用具放射線局（ＣＤＲＨ）は、被検体に対する熱傷の発現を最小限にとどめるために、信号ケーブルが被検体に直接接触しないためのケーブル処理に関する指標を提示しているが、本実施形態によればこの指標をクリアすることが可能である。

この実施形態は、次のような種々の変形実施が可能である。

上部ＲＦコイル６２ｕまたは下部ＲＦコイル６２ｄ−１，６２ｄ−２，６２ｄ−３は、ＲＦパルスの送信およびＭＲ信号の受信のいずれか一方のみの用途で使用されても良い。例えば上部ＲＦコイル６２ｕおよび下部ＲＦコイル６２ｄ−１，６２ｄ−２，６２ｄ−３の全てをＭＲ信号の受信のみに使用しても良い。ただしこの場合には、ＲＦパルスの送信を行うためのＲＦコイルを別途備える。受信用のＲＦコイルおよび送信用のＲＦコイルは、いずれもが上部ＲＦコイル６２ｕのように移動されても良いし、受信用のＲＦコイルのみを移動させ、送信用のＲＦコイルはガントリ内に固定しておいても良い。

コイル支持ユニット６１を構成する支持部材、接続ポート、ケーブル保持部材および信号ケーブル等の数は、１つまたは３つ以上であっても良い。

ガイド溝６１５ａ，６１５ｂに相当するガイド溝を天板５の上面に形成し、このガイド溝に接続ポートを配置するようにしても良い。

上部ＲＦコイル６２ｕを静止させる位置は、静磁場中心からずれていても良い。ただし、上部ＲＦコイル６２ｕを静止させる位置は、上部ＲＦコイル６２ｕが所期の性能を発揮できる位置とすることが望ましい。

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

本発明の一実施形態に係るＭＲＩ装置のブロック図。 図１に示されるＲＦコイルユニットの具体的な構成を示す図。 図１に示される天板および上部ＲＦコイルの移動の様子を示す図。 図３に示されるような上部ＲＦコイルの移動を実現するための接続ポートの移動の様子を示す図。 図２に示される支持部材に設けられたロック機構を示す図。 米国特許第５８０８４６８号明細書に記載された被検体の移動機構の斜視図。

符号の説明

１…静磁場発生部、２…勾配磁場発生部、３…送受信部、４…演算・記憶部、５…天板、６…コイルユニット、７…入力部、８…表示部、９…制御部、１０…移動機構部、１１…主磁石、１２…静磁場電源、２１…勾配磁場コイル、２２…勾配磁場電源、３１…送信器、３２…受信器、４１…高速演算回路、４２…記憶回路、５１ａａ，５１ａｂ…孔部、６１…コイル支持ユニット、６２ｕ…上部ＲＦコイル、６２ｄ…下部コイルユニット、６２ｄ−１，６２ｄ−２，６２ｄ−３…下部ＲＦコイル、６６ａａ，６６ａｂ…ロック機構、９１…主制御回路、９２…シーケンス制御回路、９３…移動機構制御回路、１００…ＭＲＩ装置、４２１…信号記憶回路、４２２…画像データ記憶回路、６１１ａ，６１１ｂ…支持部材、６１２ａ，６１２ｂ…接続ポート、６１３ａ，６１３ｂ…ケーブル保持部材、６１４ａ，６１４ｂ…信号ケーブル、６１５ａ，６１５ｂ…ガイド溝。

Claims (25)

1. 被検体を載置する天板を備えるとともに前記天板の上面に配置される高周波コイルを利用して前記被検体をイメージングする磁気共鳴イメージング装置で用いられるコイル支持ユニットであって、
   前記高周波コイルを着脱可能であり、前記高周波コイルが装着されているときには、前記高周波コイルを支持するとともに、前記高周波コイルに対して供給される送信信号および前記高周波コイルによって検出された磁気共鳴信号の少なくともいずれか一方を伝達する信号ケーブルと前記高周波コイルとを電気的に接続する接続ポートと、
   前記接続ポートをスライド可能にガイドするガイド溝を有し、前記天板の上面に配置される支持部材とを具備したことを特徴とするコイル支持ユニット。
2. 前記接続ポートは、前記高周波コイルの端部近傍を着脱可能であることを特徴とする請求項１に記載のコイル支持ユニット。
3. 一端部が前記接続ポートに固定され、前記信号ケーブルを保持する保持部をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載のコイル支持ユニット。
4. 前記支持部材は、前記天板に対して着脱可能であるとともに、前記天板に対して装着された際には前記天板に対して前記支持部材をロックするロック機構をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のコイル支持ユニット。
5. 前記ガイド溝は、前記天板の長手方向に沿って設けらていることを特徴とする請求項１に記載のコイル支持ユニット。
6. 天板に載置した被検体における所望のイメージング対象部位に近接した高周波コイルを用いて前記被検体に向けた高周波パルスの送信および前記被検体から放射された磁気共鳴信号の検出の少なくともいずれか一方を行う磁気共鳴イメージング装置において、
   前記高周波コイルを支持するコイル支持ユニットを備え、前記コイル支持ユニットはさらに、
   前記高周波コイルを着脱可能であり、前記高周波コイルが装着されているときには、前記高周波コイルを支持するとともに、前記高周波コイルに対して供給される送信信号および前記磁気共鳴信号の少なくともいずれか一方を伝達する信号ケーブルと前記高周波コイルとを電気的に接続する接続ポートと、
   前記接続ポートをスライド可能にガイドするガイド溝を有し、前記天板の上面に配置される支持部材とを具備したことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
7. 前記接続ポートは、前記高周波コイルの端部近傍を着脱可能であることを特徴とする請求項６に記載の磁気共鳴イメージング装置。
8. 一端部が前記接続ポートに固定され、前記信号ケーブルを保持する保持部をさらに備えたことを特徴とする請求項６に記載の磁気共鳴イメージング装置。
9. 前記支持部材は、前記天板に対して着脱可能であるとともに、前記天板に対して装着された際には前記天板に対して前記支持部材をロックするロック機構をさらに備えることを特徴とする請求項６に記載の磁気共鳴イメージング装置。
10. 前記ガイド溝は、前記天板の長手方向に沿って設けらていることを特徴とする請求項６に記載の磁気共鳴イメージング装置。
11. 前記天板を移動させる天板移動ユニットと、
    前記天板が移動される向きに対して反対の向きに前記高周波コイルを移動させるコイル移動ユニットとをさらに具備したことを特徴とする請求項６に記載の磁気共鳴イメージング装置。
12. 前記コイル移動ユニットは、前記天板の移動速度とほぼ同じ速度で前記高周波コイルを移動させることを特徴とする請求項１１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
13. 天板に載置された静磁場中の被検体に対して傾斜磁場および高周波パルスを印加することに応じて前記被検体から放射される磁気共鳴信号に基づいて前記被検体をイメージングする磁気共鳴イメージング装置にて使用される高周波コイルユニットにおいて、
    前記高周波パルスの送信および前記磁気共鳴信号の検出の少なくともいずれか一方を行う少なくとも１つの高周波コイルと、
    前記高周波コイルを着脱可能であり、前記高周波コイルが装着されているときには、前記高周波コイルを支持するとともに、前記高周波コイルに対して供給される送信信号および前記高周波コイルによって検出された磁気共鳴信号の少なくともいずれか一方を伝達する信号ケーブルと前記高周波コイルとを電気的に接続する接続ポートと、
    前記接続ポートを前記天板の長手方向にスライドさせるためのスライドユニットとを具備したことを特徴とする高周波コイルユニット。
14. 前記スライドユニットは、前記接続ポートをスライド可能に保持するガイド溝を有するコイル支持部材をさらに備えることを特徴とする請求項１３に記載の高周波コイルユニット。
15. 前記ガイド溝は、前記信号ケーブルを前記コイル支持部材内にガイドするように形成されていることを特徴とする請求項１４に記載の高周波コイルユニット。
16. 前記高周波コイルは前記天板上を前記長手方向にスライド可能であって、
    前記コイル支持部材は、前記高周波コイルと前記天板との間に配置されることを特徴とする請求項１４に記載の高周波コイルユニット。
17. 前記コイル支持部材は、互いに並行した複数の前記ガイド溝を有することを特徴とする請求項１４に記載の高周波コイルユニット。
18. 静磁場を発生するユニットと、
    前記静磁場中に配置された被検体に傾斜磁場を印加するユニットと、
    前記被検体に高周波パルスを印加するユニットと、
    前記被検体から放射される磁気共鳴信号を受信する高周波コイルと、
    前記被検体を載置する天板を有し、前記天板を長手方向に移動可能な寝台と、
    前記磁気共鳴信号に基づいて磁気共鳴画像を生成するユニットと、
    前記高周波コイルを着脱可能であり、前記高周波コイルが装着されているときには、前記高周波コイルを支持するとともに、前記磁気共鳴信号を伝達する信号ケーブルと前記高周波コイルとの電気的接続を行う接続ポートを有し、前記接続ポートを前記天板の上方で前記長手方向にスライド可能としたコイル支持ユニットとを具備したことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
19. 天板に載置した被検体における所望のイメージング対象部位に近接した高周波コイルを用いて前記被検体に向けた高周波パルスの送信および前記被検体から放射された磁気共鳴信号の検出の少なくともいずれか一方を行う磁気共鳴イメージング装置において、
    前記高周波コイルを着脱可能であり、前記高周波コイルが装着されているときには、前記高周波コイルを支持するとともに、前記高周波コイルに対して供給される送信信号および前記磁気共鳴信号の少なくともいずれか一方を伝達する信号ケーブルと前記高周波コイルとを電気的に接続する接続ポートを備え、
    前記天板はその上面に、前記接続ポートをスライド可能にガイドするガイド溝を有することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
20. 天板に載置した被検体における所望のイメージング対象部位に近接した高周波コイルを用いて前記被検体に向けた高周波パルスの送信および前記被検体から放射された磁気共鳴信号の検出の少なくともいずれか一方を行う磁気共鳴イメージング装置において、
    前記高周波コイルを着脱可能であり、前記高周波コイルが装着されているときには、前記高周波コイルを支持するとともに、前記高周波コイルに対して供給される送信信号および前記磁気共鳴信号の少なくともいずれか一方を伝達する信号ケーブルと前記高周波コイルとを電気的に接続する接続ポートと、
    前記接続ポートをスライド可能にガイドするガイド溝を有し、前記天板の上面に配置される支持部材と、
    前記接続ポートを前記ガイド溝に沿って移動させる移動ユニット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。
21. 前記天板が移動される際に、前記天板の移動に伴って前記高周波コイルが所定位置に到達するまでは前記移動ユニットを停止させ、前記高周波コイルが前記所定位置に到達したのちには前記天板が移動される向きに対して反対の向きに前記天板の移動速度とほぼ同じ速度で前記高周波コイルを移動させるように前記移動ユニットを制御する制御ユニットをさらに備えることを特徴とする請求項２０に記載の磁気共鳴イメージング装置。
22. 天板に載置した被検体における所望のイメージング対象部位に近接した高周波コイルを用いて前記被検体に向けた高周波パルスの送信および前記被検体から放射された磁気共鳴信号の検出の少なくともいずれか一方を行う磁気共鳴イメージング装置において、
    前記天板の上面よりも上方に配置されて前記高周波コイルとして使用される上部コイルと、
    前記上部コイルを着脱可能であり、前記上部コイルが装着されているときには、前記上部コイルを支持するとともに、前記上部コイルに対して供給される送信信号および前記磁気共鳴信号の少なくともいずれか一方を伝達する信号ケーブルと前記高周波コイルとを電気的に接続する接続ポートと、
    前記接続ポートをスライド可能にガイドするガイド溝を有し、前記天板の上面に配置される支持部材と、
    前記天板の上面よりも下方に配置されて前記高周波コイルとして使用される下部コイルとを具備することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
23. 複数の前記下部コイルが前記天板の上面に沿って配列されていることを特徴とする請求項２２に記載の磁気共鳴イメージング装置。
24. 天板に載置した被検体における所望のイメージング対象部位に近接した高周波コイルを用いて前記被検体に向けた高周波パルスの送信および前記被検体から放射された磁気共鳴信号の検出の少なくともいずれか一方を行う磁気共鳴イメージング装置を制御する制御方法において、
    前記磁気共鳴イメージング装置は、
    前記高周波コイルを着脱可能であり、前記高周波コイルが装着されているときには、前記高周波コイルを支持するとともに、前記高周波コイルに対して供給される送信信号および前記磁気共鳴信号の少なくともいずれか一方を伝達する信号ケーブルと前記高周波コイルとを電気的に接続する接続ポートと、
    前記接続ポートをスライド可能にガイドするガイド部を有し、前記天板の上面に配置される支持部材と、
    前記接続ポートを前記ガイド部に沿って移動させる移動ユニットとを具備し、
    前記制御方法は、
    前記天板が移動される際に、前記天板の移動に伴って前記高周波コイルが所定位置に到達するまでは前記移動ユニットを停止させ、
    前記高周波コイルが前記所定位置に到達したのちには前記天板が移動される向きに対して反対の向きに前記天板の移動速度とほぼ同じ速度で前記高周波コイルを移動させることを特徴とする制御方法。
25. 天板に載置した被検体における所望のイメージング対象部位に近接した高周波コイルを用いて前記被検体に向けた高周波パルスの送信および前記被検体から放射された磁気共鳴信号の検出の少なくともいずれか一方を行う磁気共鳴イメージング装置を制御する制御方法において、
    前記磁気共鳴イメージング装置は、
    前記高周波コイルを着脱可能であり、前記高周波コイルが装着されているときには、前記高周波コイルを支持するとともに、前記高周波コイルに対して供給される送信信号および前記磁気共鳴信号の少なくともいずれか一方を伝達する信号ケーブルと前記高周波コイルとを電気的に接続する接続ポートと、
    前記接続ポートを前記天板の長手方向に移動可能とする移動ユニットを具備し、
    前記制御方法は、
    前記高周波コイルが所定位置に到達するまでは前記被検体と前記高周波コイルとの相対的位置関係を維持し、
    前記高周波コイルが前記所定位置に到達した後には前記所定位置と前記高周波コイルとの相対的位置関係を維持した状態で、前記被検体と前記高周波コイルとの相対的位置関係を前記長手方向に変化させることを特徴とする制御方法。

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