JP5154223B2

JP5154223B2 - Ｍｒｉ装置

Info

Publication number: JP5154223B2
Application number: JP2007524580A
Authority: JP
Inventors: 泰介松下; 佐藤　　裕; 万明平松; 信小浪; 彰二郎浅井
Original assignee: Hitachi Medical Corp
Current assignee: Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Priority date: 2005-07-11
Filing date: 2006-07-04
Publication date: 2013-02-27
Anticipated expiration: 2026-07-04
Also published as: EP1908403A1; US20090300843A1; JPWO2007007583A1; WO2007007583A1; EP1908403A4

Description

本発明は、例えばX線CT装置やMRI装置等の医用画像診断装置により被検者の撮影体位を変換させながら撮像を行なう際に用いて好適な体位変換装置に関するものである。

従来の医用画像診断装置における被検者の体位変換装置として、例えばX線CT装置において、被検者を乗せる寝台の天板に設けられる頭受け具がある。この頭受け具は被検者の頭部を受ける頭受けが頭受けホルダに載せられる構造をしており、頭受けホルダの上部には円弧状の凹部が形成されている。また、頭受けの底面には、円弧状の凸部が設けられている。これにより、頭受けの頭受けホルダに対する傾斜角度が無段階で調整可能になっている。(例えば、特許文献1参照)

また、X線撮影装置には、被検者を体軸周りに回転させるローリング天板機構を備えたものがある。平面天板上では体軸周りに所定角度の傾斜を保てない被検者であっても、ローリング天板を備え、操作者が天板のローリング機構を操作することで被検者を体軸周りに所定角度だけ回転(傾斜)させ、その状態を保持することが容易に可能となる。(特許文献2参照)

なお、医用画像診断装置と組み合わせて用いるものではなく、慢性的就床患者、例えば寝たきり老人や重症患者のように、独りでは殆ど体を動かすことができない患者の床ずれを防止するためのエアマットに関する技術が特許文献3、特許文献4に開示されている。
特開2002-291731号公報特開平10-201756号公報特開平8-52180号公報特開平8-206159号公報

上記特許文献1に開示されている被検者の体位変換装置では、頭受けの傾斜角度の調節を人手により行なう必要があり、例えば被検者の頚部を複数の屈曲角度で撮像する場合には、操作者が頭受けの傾斜角度を撮像の度に被検者の頭部重量に抗して調節しなければならず、撮像時の作業効率が低下するという解決すべき課題を有している。

また、頚椎の撮像に好適なMRI装置へ前記X線CT用の頭受け具を用いて被検者の頚椎を撮像しようとすると、MRI装置は寝台の天板と磁石又はガントリーとの間の隙間が小さく、頭受けを天板下方に傾斜させること、すなわち、被検者の頚椎を後屈することができない。

さらに、特許文献2に開示されている前記X線装置のローリング天板機構をX線CT装置やMRI装置に適用しようとすると、ガントリー開口部の径による制限を受けるので、好適に被検者の体位変換が行なえないという問題がある。

さらには、特許文献3及び特許文献4に開示されているエアマットは、患者に接する主エアマットと、このエアマットの下に配置される体位変換エアマット部との2層構造を採っているため、MRI装置の狭い撮像空間で用いるには難があり、またX線撮影装置の一部に用いようとすると、画像に生ずる半影が大きくなって良好な画像が得られないという問題に直面する。また、この2層構造のエアマットを画像診断装置用の体位変換マットに用いようとすると、体位変換エアマットと被検者の間に主エアマットが存在するので、検査部位によっては体位変換エアマットに与えられた変位がダイレクトに被検者へ与えられず、所望の体位変換が行いにくいという問題を有している。

本発明は、上記のような課題を解決するために成されたものであり、MRI装置による撮像時に被検者の体位の変換を簡単に行なうことができ、操作者の作業効率を向上させることができるMRI装置を提供することを目的とする。

本発明に係るMRI装置は、袋状のマットと、このマットの一面の内面に分散して固着され気体が給排されることにより膨張、収縮する、被検者の頭部に位置する頭部用バルーンと前記被検者の肩から下方に位置する体幹部用バルーンを含む複数のバルーンにより構成される体位変換マットと、前記バルーンへ前記気体を給排する気体供給源と、前記バルーンに対する前記気体の給排を調節又は制御するコントロールユニットを具備した体位変換装置と、寝台と受信コイルとMRIコントローラを備えたMRI装置であって、前記体位変換マットを敷いた寝台に前記被検者の頚椎がガントリー内の計測空間のほぼ中心へ移動されるように当該被検者を乗せ、前記被検者の頚椎に受信コイルを装着し、前記コントロールユニットは、撮影準備開始スイッチから撮影開始準備指令が入力され、前記頭部用バルーンへ空気を供給して、前記被検者の頚椎を前傾状態の位置に至らせ、前記頚椎の前傾状態の位置に至ったときの撮影準備信号をMRIコントローラに出力し、前記MRIコントローラは前記頚椎の前傾状態の撮影のためのパルスシーケンスを駆動し、前記頚椎の前傾状態の撮影を行い、前記頚椎の前傾状態の撮影の終了時に撮影完了信号を前記コントロールユニットに出力し、前記コントロールユニットは、前記前傾状態の頚椎の撮影完了信号から前記被検者の中立位の頚椎の撮影開始準備指令が入力され、前記頭部用バルーンへ空気を排出して、前記頚椎を中立位の位置に至らせ、前記頚椎の中立位の位置に至ったときの撮影準備信号をMRIコントローラに出力し、
前記MRIコントローラは前記頚椎の中立位の撮影のためのパルスシーケンスを駆動し、前記頚椎の中立位の撮影を行い、前記頚椎の中立位の撮影の終了時に撮影完了信号を前記コントロールユニットに出力し、
前記コントロールユニットは、前記頚椎の中立位の撮影完了信号から前記被検者の頚椎の後屈位の撮影開始準備指令が入力され、前記頭部用バルーンへ空気を排出すると共に前記体幹部用バルーンへ空気を供給して、前記頚椎を後屈位の位置に至らせ、前記頚椎の後屈位の位置に至ったときの撮影準備信号をMRIコントローラに出力し、前記MRIコントローラは頚椎の後屈位の撮影のためのパルスシーケンスを駆動し、前記頚椎の後屈位の撮影を行い、前記頚椎の後屈位の撮影の終了時に撮影完了信号を前記コントロールユニットに出力し、前記コントロールユニットは、前記頚椎の後屈位の撮影完了信号から撮影終了指令が入力され、前記体幹部用バルーンへ空気を排出し、前記MRIコントローラは、前記頚椎の前傾状態の位置と中立位の位置と後屈位の位置の一連の撮影によって得られた画像を読影可能に供する。

本発明の医用画像診断装置の体位変換装置の第1の実施形態の全体構成を示すブロック図である。図1に示す体位変換マットの内部構成を示す図である。体位変換マットに組み込まれた頭部バルーンの図2におけるA矢視図で、収縮状態と膨張状態を示す図である。体位変換マットに組み込まれた体幹部用バルーンの平面図と、そのB矢視側面図で収縮状態と膨張状態を示す図である。体幹部用バルーンの他の実施形態を示す平面図である。図2に示す体位変換マットに組み込まれた操作パネルの平面図である。第1の実施形態の空気圧回路図である。図1に示す体位変換マットの動作順と被検者の頚椎の体位変換との対応を示す図である。本発明の体位変換装置の第2の実施形態の全体構成を示すブロック図である。図9に示す体位変換装置のマットコントローラの構成を示すブロック図である。第2の実施形態の体位変換装置とMRI装置とによる被検者の頚椎運動撮影の手順を示すタイムチャートである。体位変換マットの他の実施形態を示す図である。図12に示す体位変換マットの動作と被検者の体位変換状態を示す図である。体位変換マットの更なる他の実施形態を示す図である。体位変換マットの更なる他の実施形態を示す図である。体位変換マットの更なる他の実施形態を示す図である。体位変換マットの更なる他の実施形態を示す図である。体位変換マットの更なる他の実施形態を示す図である。体位変換マットの更なる他の実施形態を示す図である。

以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面を参照して説明する。
図1は、本発明の医用画像診断装置の体位変換装置の第1の実施形態の全体構成を示すブロック図である。本実施形態は、医用画像診断装置としてMRI装置を用いて被検体の体位を変換しながら検査部位を撮像するために用いるマニュアル操作型体位変換装置の例を示している。MRI装置30は、磁場発生装置としての磁石、傾斜磁場コイル、送信用コイルを備えたガントリー31と、受信用コイルが装着された被検体を乗せて撮影位置へ移動する寝台32と、MRI装置を操作するためのMRコントローラ33とを備えている。これらのMRI装置構成要件のうち、ガントリー31と寝台32は検査室内へ配置され、MRコントローラ33は操作室へ配置される。なお、MRI装置30にはそれらの他に傾斜磁場電源ユニットや、計測データや画像の記憶ユニットが設けられるが、それらについては本発明の説明には関連が少ないので図示を省略している。

本実施形態の体位変換装置10は、体位変換マット(体位変換装置本体)11と、体位変換マット11に対し空気の給排を行なうコンプレッサ12と、体位変換マット11に接近して設けられたバルブユニット13と、コンプレッサ12の吸気口、排気口とバルブユニット13との間を繋ぐ給排気用チューブ14とから成る。体位変換マット11は、MRI装置30の寝台32の天板上に置かれている。コンプレッサ12は電源のオン／オフ用スイッチ51を介して電源52へ接続されている。

次に、体位変換マット11の詳細な構成を説明する。図2は、体位変換マット11の内部構成を示している。体位変換マット11は、袋状のマット111と、このマット111の一つの内面に粘着テープ又は接着剤等で固着された頭部用バルーン112と、この頭部用バルーン112と所定間隔を持ってマット111の中央部方向の内面に粘着テープ又は接着剤等で固着された体幹部用バルーン113と、マット111の長尺方向端部に設けられた操作パネル114と、操作パネル114の背面へ設けられたバルブユニット13と、頭部用バルーン112とバルブユニット13との間を繋ぐ給排気用チューブ115(図7参照)と、体幹部用バルーン113と操作パネル114との間を繋ぐ給排気チューブ116(図7参照)とから成る。なお、バルブユニット13から一対の給排気用チューブ14a，14b(図7参照)が外部へ引き出されている。

マット111は、柔軟性を有すとともに水分が乾燥しやすい布や樹脂フィルム、例えば塩化ビニール樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリウレタン樹脂のフィルムを用いて所定の寸法を有した直方体状のマットに形成されたものである。マット111の内部に配置された頭部用バルーン112及び体幹部用バルーン113はマット111と同様に柔軟性を有した樹脂フィルム、例えば塩化ビニール樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリウレタン樹脂のフィルムを用いて風船状に形成されている。

次に、これらのバルーンの詳細な説明を行なう。
図3は、頭部用バルーン112が排気された(収縮した)状態の図2におけるA矢視側面図である。頭部用バルーン112は、被検体の頭部を支持することができるように体軸方向の寸法が設定されている。図3(a)に示すように、頭部用バルーン112は、マットの短軸方向において4つのバルーンブロック112a，112b，112c，112dから成り、マットの短軸方向中心に対して対称に形成されている。マットの長辺側に位置するバルーンブロック112a，112dは2層に積層されたバルーンから成り、それらの中側に位置するバルーンブロック112b，112cは単一のバルーンから成る。そして、2層構造のバルーンブロック112a、112dの上側に位置するバルーンがバルーンブロック112b，112cと繋がった構造となっている。以上の構成の頭部用バルーン112は内部で空気が連通可能なように一体に形成され、バルーンブロック112a，112dの各下部ブロックに給排気用チューブ115a，115bが接続されている。図3(b)は頭部用バルーン112がほぼ最大に膨張した状態を示している。図3(a)と図3(b)とを参照すると理解されるように、バルーンブロック112a，112dが膨張するとバルーンブロック112b、112cが持ち上げられる。持ち上げられたバルーンブロック112b，112cは宙に浮いた状態と成るが、両サイドのバルーンブロック112a，112dのトッップ位置よりは低い位置となる。したがって、頭部用バルーン112が膨張させられたときに被検者の頭部が、バルーンブロック112a，112dによって横方向へのズレを防止されるので、安定して保持される。

図4は、図2から体幹部用バルーン113を抜き出して示した図で、図4(a)はその平面図、図4(b)，図4(c)は図4(a)におけるＢ矢視図ある。体幹部用バルーン113は、被検体の肩から足までを乗せることができるように体軸方向とその直交方向の寸法が定められている。図4に示すように、体幹部用バルーン113は短軸方向に少なくとも2つの室113a，113bに分割されている。体幹部用バルーン113を短軸方向に2つに分割した理由は、バルーンへ空気が供給された時(図4(c)参照)に、短軸方向断面にてバルーンが単一の円弧状に膨張するのでは被検体が安定して保持されなくなるので、バルーンを2つの室に分割することで中央部に凹部を形成して被検体が安定して保持されるようにするためである。したがって、体幹部用バルーンの短軸方向への分割数は2つに限定されずに、分割数を3つまたはそれ以上にすることも考慮されて良い。なお、バルーンの分割は気密になされる必要はない。以上のように構成された体幹部用バルーン113の室113a，113bに給排気用チューブ116a，116bが接続されている。なお、体幹部用バルーン113が膨張した時に、被検体が安定して保持されるようにするための態様としては、上記のようにバルーンを複数の室に分割する他に、図5に示すようにバルーンの上下膜の全面に、複数の上下膜接続点を分布させ、バルーンが膨張した時に、あたかも寝具用ベッドの表面と同じように凹凸が形成されるようにしても良い。

次に、マット111へ設けられた操作パネル114とバルブユニット13について説明する。図2に示すように、マット111へ乗せられた被検体の足が位置するマット端部に操作パネル114が配置される。操作パネル114は、図6に示すようなバルブユニットの操作器、すなわち頭部用バルーン112への空気の給排気を制御するバルブ制御ボタン114a及び体幹部用バルーン113への空気の給排気を制御するバルブ制御ボタン114bと、バルブの動作をマークで示すパネル114cが設けられている。これらのバルブ制御ボタン114a，114bはバルブのプランジャの先端に設けられている。

図7は上記操作パネル114上の操作器を操作することによって2つのマットに対する給排気をコントロールするエア回路図を示す。図7に示すように本実施形態のエア回路は、コンプレッサ12と、3ステージバルブ141a，141bと、安全弁142a，142bと、頭部用バルーン112と、体幹部用バルーン113とをチューブで接続して構成される。すなわち、コンプレッサ12の吸気口と排気口に2つの3ステージバルブ141a，141bが並列に接続され、そして3ステージバルブ141a，141bのそれぞれの吸排気口の1つに頭部用バルーン112と体幹部用バルーンが接続される。そして、コンプレッサ12の吸気口と2つの3ステージバルブ141a，141bとの間の配管チューブには，図示のように逆止弁143a，143bが設けられている。なお、上記3ステージバルブは、プランジャの「Right」「Mid」［Left］の3ステージへ回転位置を切り換えることで、コンプレッサの吸気口と排気口への接続、全閉、及びコンプレッサの吸気口と排気口との入れ替え接続がそれぞれ成されるものである。また逆止弁143a，143bは頭部用バルーン112及び体幹部用バルーン113からコンプレッサ12の吸気口方向へのみ空気を流通させ得るバルブである。また、頭部用バルーン112及び体幹部用バルーン113へは安全弁142a，142bが設けられている。これらの安全弁142a，142bは、バルーンが破損しないように、バルーン内の圧力が所定値以上に達すると、その値を超えないように弁が開放されるものである。なお、バルブを含めて操作パネル部に設けられる部品は、MRI装置30の磁場発生装置が発生する磁場を乱さないように非磁性のものが用いられる。なお、図7においては、バルブ141a，141bは共に全閉状態にある。

上記のバルブ141a，141bは、操作パネル114の盤面裏面に取り付けられる。操作パネル114の盤面114cの表側には、バルブ141a，141bの操作によって動作させられるバルーンの動作方向、すなわち上昇(Up)と下降(Down)及び停止(バルブの閉鎖：Close)に関する操作を示す文字と矢印が印刷又は刻印されている。

次に、上記の如く構成された体位変換装置10の操作方法、並びに体位変換装置10の動作をMRI装置30による被検者の頚椎撮像手順と共に説明する。
先ず、操作者は、被検者乗り降り位置にある寝台32上に設置された体位変換マット11の上に頚椎に損傷を持つ被検者を寝かせる。このとき、被検者の頭部が頭部用バルーン112の上に位置するように被検者が横たえさせられる。なお、寝台32上に通常のMRI撮影で使用されるマットが搭載されている場合には、そのマットは必要に応じて取り除かれる。次いで、操作者によって被検者の頚椎がMRIガントリーの計測空間のほぼ中心位置へ位置するように、寝台の移動が行なわれる。被検者の移動が完了すると、被検者の頚椎を図8(a)乃至図8(c)に示すように順次前後屈させながらMR撮像が行なわれる。

最初に、図8(a)に示すように、被検者の頚椎を前屈させた位置で撮像が行われる。操作者がスイッチ51をオンさせることで電源52を投入すると、コンプレッサ12が動作する。そして、操作者が体位変換マット111へ設けられた操作パネル114のバルブ操作を行なって頭部用バルーン112を膨らませる。頭部用バルーン112を膨らませるバルブ操作は、バルーン112への空気の給排が閉じられた(「Close」)状態にあるバルブ141aのプランジャへ取り付けられたバルブ制御ボタン114aを右方向(「Up」方向)へ回転させることで成される。この頭部用バルーン112へ空気を供給する際に、操作者は前屈しつつある被検者の頭部位置を観察しながら、バルブ制御ボタン114aを「Up」と「Close」との間で切り換えつつバルブ操作を行なう。そして、操作者は被検者の頚椎が前屈撮影角度に到達したと判断した時に、バルブ制御ボタン114aを「Close」へ合わせる。これにより、頭部用バルーン112への空気の供給が遮断され、バルーン内の圧力上昇が停止し、被検者の頚椎が前屈撮影角度に保持される。被検者の頚椎が前傾角度に維持された状態で、操作者はMRコントローラ33を操作してMRI装置30による頚椎撮影を行なう。

そして、撮影が終了すると、操作者は、再び体位変換装置10の操作パネルを操作して、被検者の頚椎の角度を低下させた第2撮影角度で、例えば図8(b)に示すように頚椎が体軸方向と平行になった状態(中間位置状態)で、MR撮像を実施する準備を行なう。被検者の頚椎の角度を低下させる操作は、次のように行なわれる。つまり、前屈撮影角度にある被検者の頭部が下げられ、体幹部が上げられる。この操作は、バルブ141aのバルブ制御ボタン114aを「Down」へ、バルブ141bのバルブ制御ボタン114bを「Up」へ回転させることで成される。すなわち、バルブ制御ボタン141aを「Down」へ合わせると、頭部用バルーン112の給排チューブはコンプレッサ12の吸気口へ接続されて、コンプレッサ12の吸引によって逆止弁143aが開放されてバルーン内の空気がコンプレッサ12によって吸い出される。一方バルブ制御ボタン141bを「Up」へ合わせると、体幹部用バルーン113の給排チューブがコンプレッサ12の排気口へ接続されて、バルーン内へ空気がコンプレッサ12から供給される。操作者は、2つのバルブ制御ボタンを適宜操作して、図8(b)に示すように、被検者の頚椎を体軸に平行な位置(角度)に合わせる。そして、操作者は被検者の頚椎が体軸に平行な角度に到達したと判断した時に、バルブ制御ボタン114a，114bを「Close」へ合わせる。これにより、頭部用バルーン112，体幹部用バルーン113への空気の供給及び排出が遮断され、バルーン内の圧力上昇並びに圧力低下が停止し、被検者の頚椎が体軸に平行な角度に保持される。被検者の頚椎が体軸に平行な角度に維持された状態で、操作者はMRコントローラ33を操作してMRI装置30による頚椎撮影を行なう。

そして、撮影が終了すると、操作者は、再び体位変換装置10の操作パネルを操作して、図8(c)に示すように被検者の頚椎を後屈させた第3撮影角度でMR撮像を実施する準備を行なう。被検者の頚椎を後屈させる操作は、頭部用バルーン112と体幹部用バルーン113が共に中間厚まで膨張した状態から、頭部用バルーン112を収縮させ、体幹部用バルーン113を更に膨張させることで成される。すなわち、操作者によって、「Close」状態にあるバルブ制御ボタン141aが「Down」へ、また「Close」状態にあるバルブ制御ボタン141bが「Up」へ回転させられると、頭部用バルーン112内の空気は更にコンプレッサ12によって吸い出され、体幹部用バルーン113内へは更に空気が供給される。このときも、操作者は、患者を注意深く観察しながら、徐々に頚椎の角度を変えるようにバルブ操作を行なう。そして、操作者は被検者の頚椎が後屈撮影角度に到達したと判断した時に、バルブ制御ボタン114a，114bを「Close」へ合わせる。これにより、頭部用バルーン112，体幹部用バルーン113への空気の供給及び排出が遮断され、バルーン内の圧力上昇並びに圧力低下が停止し、被検者の頚椎が後屈角度に保持される。そして、被検者の頚椎が後屈角度に維持された状態で、操作者はMRコントローラ33を操作してMRI装置30による頚椎撮影を行なう。

以上、本発明の第1の実施形態を説明したが、本実施形態では被検者の頚椎を3段階に角度を変えて診断画像を撮影する例を説明したが、頚椎の角度は、バルブ114a，114bを適宜制御することで更に多くの任意の角度に設定することができることは、容易に理解されるであろう。また、本実施形態は、画像診断装置の撮影位置に寝かされた被検者を被検者の近くで注意深く観察しながら、体位変換装置を操作者がマニュアル操作するので、被検者に安心感を与えられるとともに、操作者は被検者が発する苦痛信号を敏感に感じ取れる。

次に、本発明の第2実施形態を、図9を参照して説明する。本発明の第2実施形態は第1の実施形態で説明した体位変換装置をマニュアル操作型から画像診断装置と自動的に連動させることが可能な自動操作型に変更したものである。したがって、体位変換マット自体は、第1の実施形態と同じく頭部用バルーン112と体幹部用バルーン113から成り、第1の実施形態では手動バルブであった3ステージバルブは電磁バルブに変更されている。図9において、31はMRI装置30の静磁場発生装置を含むガントリー、32は被検者を搭載する寝台、３３はMRコントローラである。なおMRI装置30には上記構成要素の他に、傾斜磁場電源、送受信コイル、モニタ、記憶装置等が含まれるが、それらは図示を省略されている。このように構成されたMRI装置30へ、以下のように構成された体位変換装置20が組み合わせられる。体位変換装置20は、体位変換マット21と、コンプレッサ22と、頭部用バルーン112への空気の給排を制御する3ステージ電磁バルブ231と体幹部用バルーン113への空気の給排を制御する3ステージ電磁バルブ232とを備えたバルブユニット23と、MRI装置の操作室に配置された体位変換マットコントローラ26(以下、マットコントローラと記す。)と、給排気チューブ24，25と、電源52と、コンプレッサのオン／オフ用スイッチ53とから成る。

マットコントローラ26は図10に示すように、体位変換マット21の制御部を司るCPU261と、MRコントローラ33と信号のやり取りをするインターフェース(I／F)262と、バルブユニット23を駆動する信号を出力するバルブ駆動回路263と、MRI装置30と体位変換装置20とを連動して起動させ、ジョイントモーション撮影の準備を開始させる指令を入力する撮影準備開始スイッチ264とを備えている。また、マットコントローラ26には、体位変換マット21のマニュアル操作用パネル270が設けられている。CPU261には、体位変換装置20の動作とMRI装置30におけるジョイントモーション撮影用パルスシーケンスの動作を連動させるソフトウェアがインストールされている。

次に、本実施形態の体位変換装置20を用いて、第1の実施形態と同様に、被検者の頚椎の運動状態をMRI撮影する場合の動作説明を行なう。図11は、本実施形態の体位変換装置20とMRI装置30を自動的に連動させて被検者の頚椎の運動状態を撮影するタイムチャートである。

撮影に先立って、被検者が体位変換マット21を敷かれた寝台32に乗せられ、被検者の頚椎がガントリー31内の計測空間のほぼ中心へ移動される。操作者は、患者の頚椎へMR信号計測用の受信コイルを装着し、撮影準備が完了した後に、マットコントローラ26の撮影準備開始スイッチ264から撮影開始準備指令を入力する。マットコントローラ26へ撮影開始準備指令が入力されると、その指令を受けたCPU261は、マット21を動作させるために、スイッチ53とバルブ駆動回路263へ動作指令を出力する。この指令によって、スイッチ53がオンし、コンプレッサ22が動作し、また電磁バルブ231は頭部用バルーン112へ空気が供給されるように動作する。

バルーンへ空気を供給して、または空気を充填されたバルーンから空気を排出して、被検者の頚椎を所定位置に至らせるまでの時間(t)は予め測定することによって、またはコンプレッサ22の単位時間当たり給排気量から計算できる。したがって、頭部用バルーン112へ空気の供給が開始されてからの経過時間をCPU261に備えられたタイマーで計り、設定された時間(t1)が経過した時点でCPU261からバルブ駆動回路263へバルブ232を閉じさせる指令が出力される。CPU261は、時間t1が経過した時点でコンプレッサの動作を停止しても良い。またそれと時を同じくして、CPU261からI／F262を介してMRIコントローラ33へ撮影準備完了信号が出力される。この撮影準備完了信号は、頭部用バルーン112が膨張して被検者の頚椎が前傾状態となったことを意味する。撮影準備完了信号を受け取ったMRIコントローラ33は、撮影のためのパルスシーケンスを駆動する。パルスシーケンスが、一例として、グラジェントエコー(GE)法である場合には、以下のような手順で、撮影が行なわれる。すなわち、ガントリー31に設けられた傾斜磁場コイルから撮影スライス方向の傾斜磁場が発生させられるとともに、被検者の頚椎を撮影するための所定の周波数帯域を有したRFパルスが照射コイルから被検者へ照射される。これによって、被検者の頚椎の所定厚みのスライス(断面)内の核スピンが励起される。次いで、位相エンコード方向へ所定量の傾斜磁場が印加されるとともに、リードアウト方向の傾斜磁場が印加され、励起された核スピンが拡散される。その後、極性を反転されたリードアウト傾斜磁場の印加の下で、NMR信号(エコー信号)が受信コイルを介して計測される。この動作が、位相エンコード傾斜磁場の印加量をステップ状に変化させて、所定回数、例えば256回繰り返して行なわれる。これによって、前傾状態の頚椎の撮影が完了する。

撮影が完了すると、MRIコントローラ33から撮影終了信号がマットコントローラ26へ出力される。すると、CPU261は、次の頚椎の中立位撮影に備えて、体位変換マット21への空気の給排のための制御信号をバルブ231，232へ出力する。すなわち、CPU261からの制御信号によって駆動された、バルブ231は頭部用バルーン112をコンプレッサ22の吸気口へ接続し、そしてバルブ232は体幹部用バルーン113をコンプレッサ22の排出口へ接続する。バルブ231及び232は制御信号入力後、それぞれ時間t2及びt3(t3＜t2)の間だけ、頭部用バルーン112からの空気の排出と、体幹部用バルーン113への空気の供給を可能とするようにCPU261によって制御される。すなわち、時間t2、t3後に、バルブ231，232は全閉信号をCPU261から受け取る。なお、CPU261は、時間t3後にコンプレッサ22の動作を停止しても良い。この結果、頚椎は中立位で保持される。そして、CPU261は、前記時間t3後に、MRIコントローラ33へ頚椎中立位における撮影準備完了信号を送る。

マットコントローラ26から頚椎中立位における撮影準備完了信号を受け取ったMRIコントローラ26は、前傾位での撮影と同様にスライス選択傾斜磁場、励起用RFパルスの照射、位相エンコード傾斜磁場並びにリードアウト傾斜磁場をGE法パルスシーケンスに則って印加するとともに、位相エンコード傾斜磁場を前記と同様に合計で256回ステップ状に変化させてGE法パルスシーケンスを繰り返して実行する。GE法パルスシーケンスが256回実行されると頚椎の中立位における撮影が完了する。

撮影が完了すると、MRIコントローラ33から撮影終了信号がマットコントローラ26へ出力される。すると、CPU261は、次の頚椎の後屈位撮影に備えて、体位変換マット21への空気の給排の制御信号をバルブ231，232へ出力する。すなわち、CPU261からの制御信号によって、バルブ231は頭部用バルーン112をコンプレッサ22の吸気口へ接続し、そしてバルブ232は体幹部用バルーン113をコンプレッサ22の排出口へ接続する。これによって、頭部用バルーン112内の空気は排出され、排出開始から時間t4後に完全に収縮した状態となり、バ一方、体幹部用バルーン113は給気開始後から時間t5(t5＞t4)後に、最も膨張した状態となる。前記時間t4後及び時間t5後に、バルブ231，232はCPU261からの信号によって全閉状態へ切り換えられる。この結果、被検者の頚椎は後屈位で保持される。そして、CPU261は、前記時間t5後に、MRIコントローラ33へ頚椎後屈位における撮影準備完了信号を送る。このときにも、CPU261は、コンプレッサ22の動作を停止しても良い。

マットコントローラ26から撮影準備完了信号を受け取ったMRIコントローラ33は、前傾位及び中立位での撮影と同様にスライス選択傾斜磁場、励起用RFパルスの照射、位相エンコード傾斜磁場並びにリードアウト傾斜磁場をGE法パルスシーケンスに則って印加するとともに、位相エンコード傾斜磁場を前記と同様に合計で256回ステップ状に変化させながらGE法パルスシーケンスを繰り返して実行する。GE法パルスシーケンスが256回実行されると頚椎の後屈位における撮影が完了する。以上の前屈位、中立位、後屈位における撮影が完了すると、頚椎の一連の撮影が終了する。撮影が終了すると、MRIコントローラ33から撮影終了信号がマットコントローラ26へ出力される。撮影終了信号を受け取ったCPU261は、体位変換マット21の空気を全て排気させる信号をバルブユニット23へ出力する。これによって、体幹部用バルーン113内の空気が完全に排気され、寝台32上の被検者は仰臥位で寝台に横たわる。そして、操作者が寝台32をガントリー31の外へ移動することで、被検者の頚椎の動態(Kinematic Motion)画像検査が終了する。その後、医師による画像の読影が行なわれる。

上記第2の実施形態は、画像診断装置と体位変換装置とによる被検者の動態画像検査を体位変換装置に設けた撮影準備開始スイッチの指令からスタートするように構成されているが、本発明はこれに限定されることはなく、画像診断装置主導で動作させるようにソフトウェアを変えても良い。

なお、図10に示すように本実施形態のマットコントローラ26には、体位変換マット21の動作をマニュアル操作するためのマニュアル操作パネル270が設けられている。マニュアル操作パネル270には、頭部用バルーン112の膨張用スイッチ271と収縮用スイッチ272、並びに体幹部用バルーン113の膨張用スイッチ273と収縮用スイッチ274が設けられている。これらのスイッチは、被検者の病態が悪く、体位変換を断続的に行う必要がある場合に、操作者によって操作されるもので、基本的には第1の実施形態と同様な体位変換マットの動作を可能とする。また、これらのスイッチを操作した場合には、バルブの動作が、マニュアル操作によるものが自動運転によるものよりも優先するようにする。その手段として、CPU261へバルブ操作のマニュアル優先ソフトウェアを組み込んでおけばよい。

以上の実施形態において、体位変換マットは、頭部用バルーンと体幹部用バルーンがマット内へ１個ずつ配置された例で説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、種々の変形が可能である。
例えば、体位変換マットは、図12に示すようにマット200内に、前記第1の実施形態の頭部用バルーン112と、113c、113d，113e，113f，113gのような小さなバルーンからなる体幹部用バルーンとを分散配置させたものでも良い。この実施形態では、バルーン113c〜113gは平面的に分散配置されている。そして、本実施形態の体位変換マット200内のバルーンを図13に示すように動作させると、第1の実施形態よりも頚椎の前傾角、後屈角を大きくすることが可能である。

また、体位変換マットは図14に示すような形態であっても良い。図14に示す体位変換マット300は、マット内にその長手方向へ沿って、バルーン301，302を配置させたものである。この体位変換マット300のバルーン301，302へ空気を個別に供給することで、被検者を体軸に直交する方向へ傾斜させることができる。また、バルーン301，302へ交互に空気を給排することで、被検者を体軸に直行する方向へローリングさせることができる。

図14に示す体位変換マットは、図15に示すような実施形態へ変形することができる。図15に示す体位変換マット400は、マット内へその長手方向へ沿って、バルーン401，402，403，404を分散配置させたものである。この体位変換マット400は、図14に示す体位変換マット300と比較し、被検者をより安定して体軸へ直交する方向へ傾斜又はローリングさせることができる。

また、本発明の体位変換マットを、画像診断装置の寝台に天板を支持する枠が備えられていて、天板の幅方向断面が凹面形状をしているものへ適用する場合には、図16に示すように体位変換マット112，113の下方へ1段又は複数段の補助エアマット601，602を設け、天板支持枠と天板との間の段差を埋める構成を採っても良い。本実施形態の体位変換マットと特許文献3に開示されたエアマットとを比較した場合に、本実施形態の体位変換マットでは被検者が体位変換マットで直接支持されるので、被検者の撮影部位を検者が望むように体位変換させることが可能である。なお、実験によると、この例において、補助マットを順次所定の高さまで膨張させ、補助マットが安定状態になった後に体位変換マットを動作させることが好ましい。

また、本発明の体位変換装置は、画像診断装置の画像データ検出器を含むように構成することが可能である。例えば、本発明の体位変換装置をMRI装置へ組み合わせる場合を想定すると、図17乃至図19に示すように、体位変換マット201，202，203へ受信コイル501，502，503を組み合わせることが可能である。さらに、図17，図18のように体位変換マットの下方に平面状の検出器を組み合わせる例として、画像診断装置がX線撮影装置である場合には、検出器として2次元平面センサ(フラットパネルディテクタ)を用いることも可能である。

Claims

袋状のマットと、このマットの一面の内面に分散して固着され気体が給排されることにより膨張、収縮する、被検者の頭部に位置する頭部用バルーンと前記被検者の肩から下方に位置する体幹部用バルーンを含む複数のバルーンにより構成される体位変換マットと、前記バルーンへ前記気体を給排する気体供給源と、前記バルーンに対する前記気体の給排を調節又は制御するコントロールユニットを具備した体位変換装置と、寝台と受信コイルとMRIコントローラを備えたMRI装置であって、
前記体位変換マットを敷いた寝台に前記被検者の頚椎がガントリー内の計測空間のほぼ中心へ移動されるように当該被検者を乗せ、前記被検者の頚椎に受信コイルを装着し、
前記コントロールユニットは、撮影準備開始スイッチから撮影開始準備指令が入力され、前記頭部用バルーンへ空気を供給して、前記被検者の頚椎を前傾状態の位置に至らせ、前記頚椎の前傾状態の位置に至ったときの撮影準備信号をMRIコントローラに出力し、
前記MRIコントローラは前記頚椎の前傾状態の撮影のためのパルスシーケンスを駆動し、前記頚椎の前傾状態の撮影を行い、前記頚椎の前傾状態の撮影の終了時に撮影完了信号を前記コントロールユニットに出力し、
前記コントロールユニットは、前記前傾状態の頚椎の撮影完了信号から前記被検者の中立位の頚椎の撮影開始準備指令が入力され、前記頭部用バルーンへ空気を排出して、前記頚椎を中立位の位置に至らせ、前記頚椎の中立位の位置に至ったときの撮影準備信号をMRIコントローラに出力し、
前記MRIコントローラは前記頚椎の中立位の撮影のためのパルスシーケンスを駆動し、前記頚椎の中立位の撮影を行い、前記頚椎の中立位の撮影の終了時に撮影完了信号を前記コントロールユニットに出力し、
前記コントロールユニットは、前記頚椎の中立位の撮影完了信号から前記被検者の頚椎の後屈位の撮影開始準備指令が入力され、前記頭部用バルーンへ空気を排出すると共に前記体幹部用バルーンへ空気を供給して、前記頚椎を後屈位の位置に至らせ、前記頚椎の後屈位の位置に至ったときの撮影準備信号をMRIコントローラに出力し、
前記MRIコントローラは頚椎の後屈位の撮影のためのパルスシーケンスを駆動し、前記頚椎の後屈位の撮影を行い、前記頚椎の後屈位の撮影の終了時に撮影完了信号を前記コントロールユニットに出力し、
前記コントロールユニットは、前記頚椎の後屈位の撮影完了信号から撮影終了指令が入力され、前記体幹部用バルーンへ空気を排出し、
前記MRIコントローラは、前記頚椎の前傾状態の位置と中立位の位置と後屈位の位置の一連の撮影によって得られた画像を読影可能に供することを特徴とするMRI装置。
前記マットは平面視において被検者を載せ得る形状を有し、前記複数のバルーンは被検者の撮影対象となる関節部位を間に挟むように前記マット内に分散配置されていることを特徴とする請求項1に記載のMRI装置。
前記体位変換マットは、その下部に少なくとも1つの補助エアマットを備えていることを特徴とする請求項1に記載のMRI装置。
前記マットは、平面視において被検者を載せ得る形状を有し、前記複数のバルーンは被検者の体軸方向に沿って配置された少なくとも2つの細長いバルーンから成ることを特徴とする請求項1に記載のMRI装置。
前記少なくとも2つの細長いバルーンは、前記気体供給源と前記コントロールユニットによって膨張と収縮が交互に行われることを特徴とする請求項4に記載のMRI装置。
前記気体供給源はコンプレッサであることを特徴とする請求項1に記載のMRI装置。
前記コントロールユニットは、前記複数のバルーンと前記気体供給源との間に配置され、各バルーンへの給排気を個別に、または連動させ得るバルブ機構と、このバルブ機構の操作に対応するバルーンの動作を示す操作パネルとを備えることを特徴とする請求項1に記載のMRI装置。
前記コントロールユニットは、前記体位変換マットに設けられていることを特徴とする請求項7に記載のMRI装置。
前記コントロールユニットのバルブ機構と操作パネルとが非磁性体で形成されていることを特徴とする請求項7に記載のMRI装置。
前記バルブ機構は、1のバルーンに対し気体を供給又は排出させる動作と、前記1のバルーンから気体を排出させるとともに他のバルーンへ気体を供給させる動作との気体給排の動作切換が可能であることを特徴とする請求項7に記載のMRI装置。
前記バルブ機構は、個別に動作するバルーンの数に対応した手動バルブを含むことを特徴とする請求項7に記載のMRI装置。
前記コントロールユニットは、前記バルブ機構の駆動制御を行なう制御ユニットと、前記制御ユニットと画像診断装置のコントローラとの間で信号のやり取りを行なうインターフェースとを備えることを特徴とする請求項7に記載のMRI装置。
前記制御ユニットは、インターフェースを介して体位変換装置の1の状態における撮影準備完了信号を画像診断装置のコントローラへ送り、またインターフェースを介して画像診断装置から体位変換装置の1の状態における撮影完了信号を受け取ることを特徴とする請求項12に記載のMRI装置。
前記体位変換装置の撮影準備完了信号は、バルーンへ空気の給排が開始されてからの所定経過時間を前記制御ユニットが備えるタイマーによって計測されることで発生されることを特徴とする請求項13に記載のMRI装置
前記体位変換マットには、MRI装置の受信コイルが備えられていることを特徴とする請求項1に記載のMRI装置。