JP5290849B2 - 磁気共鳴イメージング装置 - Google Patents

Description

本発明は、被検体がボアの内壁に直に接触することを防止できる磁気共鳴イメージング装置に関する。

磁気共鳴イメージング装置で患者を撮影する場合、患者は、マグネットのボア内に搬送される。マグネットには、ＲＦコイルが内蔵されており、ＲＦコイルに電流が流れると熱が発生するので、この熱によって患者がやけどをしないように厳しい安全基準が設けられている。
また、ＲＦコイルの発熱によるやけどを防止するためにボアを冷却する方法が知られている（特許文献１参照）。

特開2005-052658号公報

患者をボアに搬送する場合、患者がボアの内壁に直に接触しないように、一般的には、オペレータが、パッドやクッションを用いて患者を固定している。しかし、患者にパッドなどを取り付ける方法は、オペレータが行う必要があり、オペレータに掛かる負担も大きくなる。

本発明は、上記の事情に鑑み、オペレータがパッドなどを患者に取り付けなくても、被検体がボアの内壁に直に接触することを防止できる磁気共鳴イメージング装置を提供することを目的とする。

上記の問題を解決する本発明の磁気共鳴イメージング装置は、
被検体が搬送されるボアを形成する内壁を有するエンクロージャと、
前記エンクロージャの前記内壁の壁面に設けられ、流動体を収容する流動体収容袋と、
を有する磁気共鳴イメージング装置であって、
前記流動体収容袋は、前記流動体が流入されることによって膨張するように構成されている。

本発明では、エンクロージャの内壁の壁面に、流動体を収容する流動体収容袋が取り付けられている。したがって、被検体が、エンクロージャの内壁に直に接触することを防止できる。また、オペレータがパッドやクッションを用いて被検体を固定しなくても、被検体がエンクロージャの内壁に直に接触することを防止できるので、オペレータの作業負担も軽減される。

本発明の第１の実施形態の磁気共鳴イメージング装置の斜視図である。 図１のＭＲＩ装置１のＡ−Ａ断面図である。 空気袋２５の構造の説明図である。 ボア内壁１２の斜視図である。 図４のＡ−Ａ断面図である。 ボア内壁１２を周回方向Ｄに展開して示した図である。 図６に示すエンクロージャ２１の内壁１２の一部拡大図である。 空気袋２５がどのようにしてボア内壁１２に取り付けられているかを説明する図である。 各空気袋２５と、空気給排気装置８の給気チューブ８１および排気チューブ８２との接続関係を概略的に示す図である。 図９の領域Ａの拡大図である。 空気袋２５が膨張、収縮する様子の説明図である。 ボア１２ａに被検体９が搬入された後のＭＲＩ装置１の斜視図である。 図１２のＡ−Ａ断面図である。 空気袋２５に空気が給気された後の様子を示す図である。 第２の実施形態における空気袋２５の配置パターンの説明図である。 第３の実施形態における空気袋２５の配置パターンの説明図である。

以下、本発明の実施形態について説明するが、本発明は、以下の実施形態に限定されることはない。

図１は、本発明の第１の実施形態の磁気共鳴イメージング装置の斜視図である。

磁気共鳴イメージング（Magnetic Resonance Imaging）装置１は、コイルアセンブリ２、テーブル３、受信コイル４、制御装置５、入力装置６、表示装置７、および空気給排気装置８を有している。

コイルアセンブリ２は、エンクロージャ２１、超伝導コイル２２、勾配コイル２３、およびＲＦコイル２４、および空気袋２５を有している。コイルアセンブリ２の構造については、後に、詳細に説明する。

テーブル３は、クレードル３ａを有している。クレードル３ａは、ｚ方向および−ｚ方向に移動するように構成されている。クレードル３ａがｚ方向に移動することによって、被検体９がボア１２ａに搬送される。クレードル３ａが−ｚ方向に移動することによって、ボア１２ａに搬送された被検体９は、ボア１２ａから搬出される。

受信コイル４を有している。受信コイル４は、被検体９の腹部に取り付けられている。受信コイル４が受信したＭＲ（Magnetic Resonance）信号は、制御装置５に伝送される。

制御装置５は、コイル制御手段５１および画像再構成手段５２を有している。

コイル制御手段５１は、被検体９からＭＲ信号を収集するためのスキャンが繰り返し実行されるように、勾配コイル２３およびＲＦコイル２４を制御する。

画像再構成手段５２は、受信コイル４からのＭＲ信号に基づいて、画像を再構成する。

入力装置６は、オペレータ１０の操作によって、制御装置５および空気給排気装置８に必要な情報を入力する。入力装置６は、キーボードやマウスなどである。

表示装置７は、再構成された画像などを表示する。

空気給排気装置８は、コイルアセンブリ２が備えている空気袋２５に対して、空気の給気と空気の排気を行う。空気給排気装置８の動作については、後に詳細に説明する。

ＭＲＩ装置１は、大まかには、上記のように構成されている。次に、コイルアセンブリ２の構造について、具体的に説明する。

図２は、図１のＭＲＩ装置１のＡ−Ａ断面図である。

コイルアセンブリ２は、エンクロージャ２１を有している。エンクロージャ２１は、超伝導コイル２２、勾配コイル２３、およびＲＦコイル２４を内蔵するための筐体である。

エンクロージャ２１は、被検体９が搬送されるボア１２ａを形成する筒状の内壁（以下、「ボア内壁」と呼ぶ）１２を有している。ボア内壁１２の壁面１２ｂには、複数の空気袋２５が取り付けられている。

図３は、空気袋２５の構造の説明図である。

図３（ａ）は、空気袋２５を表側から見た斜視図、図３（ｂ）は、空気袋２５を裏側から見た斜視図、図３（ｃ）は、図３（ｂ）のＡ−Ａ断面図である。

空気袋２５は、空気を収容する空気袋本体２５１を有している。空気袋本体２５１は、空気を溜めておく内部空間２５１ａ（図３（ｃ）参照）を有している。また、空気袋２５は、空気袋本体２５１の内部空間２５１ａに空気を給気するための給気口２５２と、空気袋本体２５１の内部空間２５１ａに溜まった空気を排気するための排気口２５３とを有している（図３（ｂ）および（ｃ）参照）。空気袋２５がボア内壁１２にどのように取り付けられているかについては後述する。

図１および図２に戻って説明を続ける。
上記のように構成された空気袋２５は、空気給排気装置８の給気チューブ８１および排気チューブ８２に接続されている。空気給排気装置８は、給気チューブ８１を介して、各空気袋２５に空気を給気し、更に、各空気袋２５に溜まった空気を、排気チューブ８２を介して排気する。各空気袋２５が、空気給排気装置８の給気チューブ８１および排気チューブ８２にどのように接続されているかについては、後述する。

図４は、ボア内壁１２の斜視図、図５は、図４のＡ−Ａ断面図である。

ボア内壁１２の内側には、ボア１２ａ内に搬送されるクレードル３ａ（図１参照）を支持するクレードル支持部１２ｃが設けられている。また、ボア内壁１２の壁面１２ｂには、複数の空気袋２５が取り付けられており、ボア内壁１２の裏側には、ＲＦコイル２４（斜線で示されている）が取り付けられている。

複数の空気袋２５は、Ｚ軸方向と、ボア内壁１２の周回方向Ｄに並ぶように配置されている。

図６は、ボア内壁１２を周回方向Ｄに展開して示した図である。図６には、ボア内壁１２の壁面１２ｂに取り付けられた空気袋２５は実線の四角形で示されており、ボア内壁１２の裏側に取り付けられたＲＦコイル２４は斜線で示されている。

図６に示すように、複数の空気袋２５は、ボア内壁１２の壁面１２ｂの中において、ＲＦコイル２４が取り付けられている領域に設けられている。

図７は、図６に示すエンクロージャ２１の内壁１２の一部拡大図である。

ＲＦコイル２４は、Ｚ方向に延在する導線２４ａと、ボア内壁１２の周回方向Ｄに延在する導線２４ｂと、コンデンサ２４ｃと、ブロッキング回路２４ｄとを有している。

複数の空気袋２５は、ＲＦコイル２４の導線２４ａおよび２４ｂに沿うように設けられている。ただし、一部の空気袋２５は、導線２４ａおよび２４ｂが存在していない領域にも設けられている。

次に、空気袋２５がどのようにしてボア内壁１２に取り付けられているかについて、図８を参照しながら説明する。

図８（ａ）は、図７に示す領域Ｒの拡大図、図８（ｂ）は、図８（ａ）において、一つの空気袋２５をボア内壁１２から取り外した様子を示す図、図８（ｃ）は、図８（ｂ）のＡ−Ａ断面図である。

ボア内壁１２には、空気袋２５が取り付けられる領域Ｒ１（図８（ｂ）において破線で囲まれた領域）に、ボア内壁１２を貫く２つの貫通孔１２ｄおよび１２ｅが形成されている。貫通孔１２ｄは、空気袋２５の給気口２５２が挿入される孔であり（図８（ｃ）参照）、貫通孔１２ｅは、空気袋２５の排気口２５３が挿入される孔である（図８（ｃ）参照）。空気袋２５の給気口２５２を貫通孔１２ｄに挿入するとともに、空気袋２５の排気口２５３を貫通孔１２ｅに挿入することによって、空気袋２５はボア内壁１２に取り付けられる。

ボア内壁１２に取り付けられた各空気袋２５は、空気給排気装置８の給気チューブ８１および排気チューブ８２に接続されている。次に、各空気袋２５が、空気給排気装置８の給気チューブ８１および排気チューブ８２にどのように接続されているかについて、図９および図１０を参照しながら説明する。

図９は、各空気袋２５と、空気給排気装置８の給気チューブ８１および排気チューブ８２との接続関係を概略的に示す図である。

給気チューブ８１および排気チューブ８２は、エンクロージャ２１に内蔵された勾配コイル２３とＲＦコイル２４との間の隙間２６に配設されている。

図１０は、図９の領域Ａの拡大図である。

空気袋２５の給気口２５２および排気口２５３には、それぞれ給気チューブ８１および排気チューブ８２が取り付けられる。図９および図１０では、一つの空気袋２５が給気チューブ８１および排気チューブ８２に接続されている様子が示されているが、その他の空気袋２５も、給気チューブ８１および排気チューブ８２に接続されている。空気袋２５は、空気給排気装置８の制御によって、膨張、収縮するように構成されている。以下に、空気袋２５が膨張、収縮する様子について説明する。

図１１（ａ）は、空気袋２５が収縮した状態を示す図、図１１（ｂ）は、空気袋２５が膨張した状態を示す図である。

空気給排気装置８が空気袋２５に空気を給気する前は、空気袋２５は、収縮した状態である（図１１（ａ）参照）。しかし、空気給排気装置８が給気チューブ８１を介して空気袋２５に空気を給気することによって、空気袋２５は膨張する（図１１（ｂ）参照）。膨張した空気袋２５を収縮させる場合には、空気給排気装置８が排気チューブ８２を介して空気袋２５に溜まった空気を排気する。空気袋２５に溜まった空気を排気することによって、空気袋２５は収縮する（図１１（ａ）参照）。
したがって、空気袋２５は、収縮、膨張することができる。

次に、上記の空気袋２５を有するＭＲＩ装置１によって被検体９を撮影する手順について説明する。

先ず、ＭＲＩ装置１のボア１２ａに被検体９を搬入する。

図１２は、ボア１２ａに被検体９が搬入された後のＭＲＩ装置１の斜視図、図１３は、図１２のＡ−Ａ断面図である。

被検体９をボア１２ａに搬入した直後では、空気袋２５は、まだ収縮した状態である。被検体９をボア１２ａに搬入した後、オペレータ１０は、入力装置６（図１２参照）を操作して、制御装置５および空気給排気装置８にスキャン開始命令を入力する。空気給排気装置８は、スキャン開始命令に応答して、給気チューブ８１を介して、各空気袋２５に空気を給気する。

図１４は、空気袋２５に空気が給気された後の様子を示す図である。

空気袋２５に空気が給気されることによって、空気袋２５が膨張する。空気袋２５が膨張した後、コイル制御手段５１（図１２参照）は、被検体９のスキャンが開始されるように、勾配コイル２３およびＲＦコイル２４を制御する。

スキャンが開始されると、ＲＦコイル２４から熱が発生する。ＲＦコイル２４は、ボア内壁１２の裏側に取り付けられているので、ＲＦコイル２４からの発熱が、ボア内壁１２の壁面１２ｂに伝わる。しかし、本実施形態では、ボア内壁１２の壁面１２ｂには、空気袋２５が取り付けられているので、被検体９が、例えば腕９ａをボア内壁１２の方に移動させても、腕９ａがボア内壁１２の壁面１２ｂに直に接触しないようにすることができる。

また、本実施形態では、スキャンの前に、空気袋２５に空気が給気される。したがって、被検体９がスキャン中に空気袋２５に接触しても、空気袋２５に溜められている空気によって、ＲＦコイル２４から発生する熱が被検体９に直に伝わることが防止できる。更に、オペレータ１０が、パッドやクッションを用いて被検体９をクレードル３ａに固定しなくても、被検体９がボア内壁１２の壁面１２ｂに直に接触することを防止できるので、オペレータ１０の作業負担も軽減される。

被検体９の撮影が終了したら、空気給排気装置８は、空気袋２５から空気を排気する。したがって、空気袋２５は収縮する（図１３参照）。空気袋２５を収縮させた後、被検体９は、ボア１２ａから搬出される。空気袋２５を収縮させた後に被検体９を搬出することによって、被検体９とボア内壁１２との間の空間を広げることができ、被検体９の搬出を容易に行うことができる。

尚、被検体９のスキャンが終了してから次のスキャンが開始されるまでのスキャン休止期間の間に、空気袋２５に溜まった空気を入れ替えてもよい。空気の入れ替えを行うことによって、ボア１２ａ内の温度上昇や、空気袋２５内の空気の温度上昇を抑制することができ、被検体９が快適に感じる温度環境の中で撮影を行うことができる。

（２）第２の実施形態
第２の実施形態では、空気袋２５の配置パターン以外は、第１の実施形態と同じであるので、第２の実施形態の説明に当たっては、空気袋２５の配置パターンについてのみ説明する。

図１５は、第２の実施形態における空気袋２５の配置パターンの説明図である。

第２の実施形態では、複数の空気袋２５は、導線２４ａおよび２４ｂに沿うように設けられており、導線２４ａおよび２４ｂが存在していない領域には設けられていない。したがって、第２の実施形態では、導線２４ａおよび２４ｂが存在していない領域に空気袋２５が設けられていない点が、第１の実施形態（図７参照）とは異なっている。

導線２４ａおよび２４ｂが存在していない領域において、ＲＦコイル２４の発熱が十分に低い場合は、図１５に示すように、空気袋２５を、導線２４ａおよび２４ｂに沿う領域にのみ設け、導線２４ａおよび２４ｂが存在していない領域には設けないようにしてもよい。

（３）第３の実施形態
第３の実施形態では、空気袋２５の配置パターン以外は、第１の実施形態と同じであるので、第３の実施形態の説明に当たっては、空気袋２５の配置パターンについてのみ説明する。

図１６は、第３の実施形態における空気袋２５の配置パターンの説明図である。

第３の実施形態では、複数の空気袋２５は、コンデンサ２４ｃおよびブロッキング回路２４ｄが存在する位置にのみ設けられている。

ＲＦコイル２４は、導線２４ａおよび２４ｂからの発熱よりも、コンデンサ２４ｃやブロッキング回路２４ｄなどの電子部品からの発熱が大きい。したがって、導線２４ａおよび２４ｂからの発熱が十分に低い場合は、図１２に示すように、空気袋２５を、コンデンサ２４ｃおよびブロッキング回路２４ｄが存在する位置にのみ設けてもよい。

尚、第１〜第３の実施形態では、空気袋２５が使用されている。しかし、空気袋２５の代わりに、空気以外の流動体（酸素や水など）を収容する流動体収容袋を用いてもよい。

１ ＭＲＩ装置
２ コイルアセンブリ
３ テーブル
３ａ クレードル
４ 受信コイル
５ 制御装置
６ 入力装置
７ 表示装置
８ 空気給排気装置
９ 被検体
１０ オペレータ
１２ ボア内壁
１２ａ ボア
１２ｂ 壁面
１２ｃ クレードル支持部
２１ エンクロージャ
２２ 超伝導コイル
２３ 勾配コイル
２４ ＲＦコイル
２４ａ、２４ｂ 導線
２４ｃ コンデンサ
２４ｄ ブロッキング回路
２５ 空気袋
５１ コイル制御手段
５２ 画像再構成手段
８１ 給気チューブ
８２ 排気チューブ
２５１ 空気袋本体
２５１ａ 内部空間
２５２ 給気口
２５３ 排気口

Claims (1)

1. 被検体が搬送されるボアを形成する内壁を有するエンクロージャと、
   前記エンクロージャの前記内壁の壁面に設けられ、流動体を収容する流動体収容袋と、
   を有する磁気共鳴イメージング装置であって、
   前記流動体収容袋は、前記流動体が流入されることによって膨張するように構成されている、磁気共鳴イメージング装置。

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