JP5725939B2 - 磁気共鳴診断装置 - Google Patents

Description

本発明は、磁気共鳴現象を利用して被検体内部の生態情報を収集する磁気共鳴診断装置に関する。

近年、前立腺肥大症や癌などの治療を行うため、被検体の腫瘍を加温し熱変性壊死させる加温治療が実用化されている。こうした加温治療をより効率よく行うためには、被検体内の加温領域の位置、及び加温領域の温度を把握することが必要となる。

加温領域の位置及び温度を把握するため、磁気共鳴信号の緩和時間が温度依存性を有する性質を利用して、被検体の体組織に関する縦緩和時間強調画像を撮影し、画像の変化から温度変化を測定する方法が試みられている。

特開２００１−２３１７６２号公報

先述した磁気共鳴診断装置を用いて加温治療を行う場合には、温度変化を測定するための磁気共鳴診断装置と、加温治療を行う加温装置とを別々に設ける必要があった。

磁気共鳴診断装置と加温装置とが離れた場所に設けられている場合には、被検体をまず加温装置へ移動させて加温を行った後に、磁気共鳴診断装置の撮像位置へ移動させ温度を測定する、という工程を繰り返さなければならない。加温と温度測定とを同時に行えないため、加温によって引き起こされた温度変化を正確に把握することが難しかった。

一方、加温装置を小型に構成し被検体の加温領域へ挿入することで、被検体を磁気共鳴診断装置の撮像位置に載置した状態で加温治療を行う方法が考えられる。しかし、この方法は加温装置を被検体内へ挿入しなければならないため、侵襲性が高く被検体への負担を強いることとなる。

本開示は上記課題を解決するためになされるもので、被検体への加温治療と磁気共鳴信号に基づいた温度測定とを同時に行うことを目的とする。

上記課題を解決するため実施態様の磁気共鳴診断装置は、静磁場コイルと、傾斜磁場コイルと、高周波送信コイルと、高周波受信コイルと、画像生成部と、加温コイルと、測定部と、制御部と、入力部と、を備える。静磁場コイルは、静磁場を形成する。傾斜磁場コイルは、前記静磁場に傾斜磁場を重畳する。高周波送信コイルは、前記静磁場中に配置された被検体へ磁気共鳴周波数の高周波電磁波を送信する。高周波受信コイルは、前記被検体から送信された磁気共鳴信号を受信する。画像生成部は、前記磁気共鳴信号に基づいて前記被検体の磁気共鳴像を生成する。加温コイルは、前記被検体へ前記磁気共鳴周波数とは異なる周波数の高周波電磁波を照射し加温を行う。測定部は、前記磁気共鳴信号に基づいて、前記加温コイルによって照射された高周波電磁波により変化した前記被検体の温度を測定する。制御部は、前記高周波送信コイルによる高周波電磁波の送信と前記加温コイルによる高周波電磁波の照射とを並行して行い、前記加温コイルによる加温中、前記測定部による温度の測定が行われるように制御する。入力部は、前記磁気共鳴像に基づいた治療領域を入力する。加温コイルは、前記磁気共鳴像及び前記治療領域に基づいて、前記高周波電磁波を照射する。

実施態様に係る磁気共鳴診断装置の構成を示すブロック図。 実施態様に係る加温コイル及び加温パルスを示す図。 実施態様に係るパッドを用いて加温領域の位置を調節する様子を示す図。 実施態様に係る天板移動を用いて加温領域の位置を調節する様子を示す図。 実施態様に係る加温領域と治療領域とを一致させる動作を示す図。 実施態様に係る温度変化画像と体動画像の表示例を示す図。 実施態様に係る体動を生じた際の温度変化画像と体動画像の表示例を示す図。 実施態様に係る周期的な体動の様子を示す図。 実施態様に係る抽出された一連の体動画像を示す図。 実施態様に係る体動周期に同期して加温パルス照射時間を制御する様子を示す図。 実施態様に係る加温コイルＲＦシールドの構成を示す図。 実施態様に係る加温コイルの別の構成を示す図。 実施態様に係る加温コイル及び加温コイルＲＦシールドの別の構成を示す図。 実施態様に係る加温コイルの別の構成を示す図。 実施態様に係る加温コイルの別の構成を示す図。 実施態様に係る加温コイルの別の構成を示す図。

以下実施態様について、図面を参照して説明する。

（磁気共鳴診断装置１の構成）
図１は、実施態様に係る磁気共鳴診断装置１の構成を示したブロック図である。図１に示すように磁気共鳴診断装置１は、制御部１００、傾斜磁場電源２０１、高周波送信コイル制御部２０２、加温コイル制御部２０４、天板制御部２０５、静磁場磁石３００、傾斜磁場コイル３０１、送信コイルＲＦシールド３０２、高周波送信コイル３０３、高周波受信コイル３０４、加温コイル４００、加温コイルＲＦシールド４０１、及び天板５００を組み合わせて構成される。なお、磁気共鳴診断装置１の構成はこれに限られるものではなく、適宣構成要素を追加し、あるいは省略しても構わない。

なお、静磁場磁石３００と、傾斜磁場コイル３０１と、送信コイルＲＦシールド３０２と、高周波送信コイル３０３と、高周波受信コイル３０４と、加温コイル４００と、加温コイルＲＦシールド４０１は図示せぬ円筒状のコイル容器内に内蔵される。被検体Ｐの加温及び撮影を行う際には、被検体Ｐはこのコイル容器の開口部に収容されることとなる。以降、このコイル容器の開口部を患者ボアと記載する。

また、図１中のｘ軸は、後述する天板５００の短手方向に対応する軸である。また、図１中のｙ軸は、磁気共鳴診断装置１が配置される床面に対して垂直な方向に対応する軸である。また、図１中のｚ軸は、天板５００の長手方向、あるいは被検体Ｐの体軸方向に対応する軸である。以降の各図面及び実施態様の説明に対応するｘ軸、ｙ軸、及びｚ軸の方向も同様のものとして扱う。

制御部１００は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）やＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）などを組み合わせて構成される。制御部１００に含まれる機能制御部には、インタフェース制御部１０１、画像処理部１０２、温度計測処理部１０３、体動計測処理部１０４、記憶部１０５、表示部１０６、及び入力部１０７などが含まれる。制御部１００は各部から供給される信号を処理し、また種々の制御信号を生成して各部へ供給することで磁気共鳴診断装置１を統括的に制御する。

インタフェース制御部１０１は、被検体Ｐに対する撮影及び加温の際に、制御部１００に接続される傾斜磁場電源２０１、高周波送信コイル制御部２０２、加温コイル制御部２０４、及び天板制御部２０５を動作させるための制御信号を出力する。より具体的には、インタフェース制御部１０１は撮影の際に、後述する入力部１０７から入力された撮影パラメータに基づいて傾斜磁場電源２０１へ傾斜磁場発生信号を出力し、高周波送信コイル制御部２０２へ撮影ＲＦパルス発生信号を出力する。また、インタフェース制御部１０１は加温の際に、入力部１０７から入力された加温パラメータに基づいて加温コイル制御部２０４へ加温パルス発生信号を出力する。また、インタフェース制御部１０１は入力部１０７から入力された天板パラメータに基づいて天板制御部２０５へ天板移動信号を出力する。

画像処理部１０２は、後述する高周波受信コイル３０４から出力された磁気共鳴信号に基づいて、被検体Ｐの磁気共鳴像を生成する。画像処理部１０２は、磁気共鳴像として例えば被検体Ｐの任意の断面における断層像を生成する。画像処理部１０２による断層像の生成は、例えば磁気共鳴信号から収集された横緩和時間を断層像中の座標と対応付けてマッピングすることにより行われる。画像処理部１０２は断層像を生成して、温度計測処理部１０３及び体動計測処理部１０４、及び記憶部１０５へと出力する。

温度計測処理部１０３は、画像処理部１０２から出力された断層像に基づいて、被検体Ｐ内部の温度分布を測定する。温度計測処理部１０３による温度分布の測定は、断層像中にマッピングされた横緩和時間の変化を検出することにより行われる。これは、被検体Ｐ体組織のプロトンスピンの横緩和時間が温度依存性を持つことによる。横緩和時間は予め既知の温度依存係数に従って、温度変化に比例して変化する。

温度計測処理部１０３による温度計測をより具体的に説明する。温度計測処理部１０３による温度計測は、被検体Ｐの温度変化をマッピングした温度変化画像を生成することにより行われる。温度変化画像生成の前段として、まず温度計測処理部１０３は、後述する加温コイル４００による加温を行っていない状態で画像処理部１０２から出力された被検体Ｐの断層像をリファレンス画像として設定する。リファレンス画像を生成した後に画像処理部１０２から被検体Ｐの断層像が出力されると、温度計測処理部１０３はリファレンス画像と現在の断層像について、画素毎の差分をマッピングしたサブトラクション像を生成する。このサブトラクション像の各画素には、リファレンス画像生成時の横緩和時間と、現在の横緩和時間との差分がマッピングされることとなる。温度計測処理部１０３は各画素について、この横緩和時間の差分を温度依存係数で除算する。これにより、サブトラクション像の各画素には、リファレンス画像生成時の現在の時刻との間の、被検体Ｐの体組織の温度変化がマッピングされる。以上の処理により、温度計測処理部１０３は温度変化画像を生成する。

温度計測処理部１０３は温度変化画像を生成すると、これを表示部１０６あるいは記憶部１０５へと出力する。

なお、本実施態様においては例として、横緩和時間を用いて温度変化を測定する例について述べる。しかし、横緩和時間に替えて縦緩和時間を用いて温度変化を測定しても構わない。これは、縦緩和時間も横緩和時間と同様に温度依存性を持つことによる。また、画像処理部１０２から出力された横緩和時間を強調した断層像における各画素の値は、横緩和時間だけでなく、被検体Ｐ体組織の水密度、縦緩和時間、あるいは自己拡散係数などの種々のパラメータに影響を受けて変化することが考えられる。これらのパラメータによる誤差を避けるため、温度計測処理部１０３は適宣校正処理や補正処理を行っても構わない。

体動計測処理部１０４は、画像処理部１０２から出力された断層像に基づいて、被検体Ｐの体動を測定する。体動計測処理部１０４による体動の測定は、断層像から被検体Ｐの輪郭を抽出し、この輪郭の移動を検出することにより行われる。

体動計測処理部１０４による体動計測をより具体的に説明する。体動計測処理部１０４による体動計測は、被検体Ｐの体動を画像化した体動画像を生成することにより行われる。体動画像生成の前段として、まず体動計測処理部１０４は、温度計測処理部１０３が温度変化画像の生成に用いたリファレンス画像について、被検体Ｐの輪郭線を抽出する。輪郭線の抽出は、例えばリファレンス画像中の画素値が急激に遷移する場所（以下、単にエッジと記載する）を検出し、このエッジに対応する座標へ所定の画素値をマッピングすることにより行われる。画像処理部１０２が出力した断層像中で空気領域と被検体Ｐの体組織領域とでは画素値が大きく異なるため、エッジをマッピングした画像中（以下、単にエッジ画像と記載する）には、空気と被検体Ｐとの境界面、すなわち被検体Ｐの輪郭線が現れることとなる。リファレンス画像のエッジ画像を生成した後に画像処理部１０２から被検体Ｐの断層像が出力されると、体動計測処理部１０４は出力された断層像についてエッジ画像を生成し、リファレンス画像のエッジ画像との画素毎の差分をマッピングしたサブトラクション像を体動画像として生成する。この体動画像には、リファレンス画像生成時の被検体Ｐの輪郭と、現在の被検体Ｐの輪郭との差分がマッピングされる。リファレンス画像の生成時に比較して被検体Ｐに体動が生じている場合には２重の輪郭線が現れ、一方被検体Ｐに体動が生じていない場合には各画素の値が差分によって打ち消され画像中には何も現れないこととなる。つまり、体動画像に基づいて被検体Ｐの体動の度合いを測定することができる。体動計測処理部１０４は生成した体動画像を表示部１０６あるいは記憶部１０５へと出力する。

なお、本実施態様においては被検体Ｐの輪郭線を検出したエッジ画像に基づいて被検体Ｐの体動を検出する例について述べた。しかし磁気共鳴診断装置１の校正はこれに限られず、エッジ画像に替えてエッジ内を塗りつぶした画像などの、様々な画像に基づいて被検体Ｐの体動を測定しても構わない。エッジ内を塗りつぶした画像同士の差分を取ることにより、生成されたサブトラクション像には被検体Ｐが動いた領域が塗りつぶされて現れることとなる。この領域の大きさを検出することにより、磁気共鳴診断装置１の使用者は被検体Ｐの動きの度合いをより視覚的に視認することができる。また、体動計測処理部１０４は体動画像を生成することにより体動を測定すると述べたが、体動画像の生成に替えて、２つのエッジ画像内の輪郭線について、輪郭線同士の距離を算出し、この距離を体動の度合いを示す指標値として表示部１０６あるいは記憶部１０５へと出力しても構わない。これは被検体Ｐの体動が大きいほど輪郭線の移動が大きくなるため、輪郭線同士の距離が大きくなることによる。すなわち、体動が大きいほどこの指標値の値は大きなものとして算出される。

記憶部１０５は、例えばＲＯＭ、ＲＡＭやＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｃ Ｄｒｉｖｅ）などの記憶媒体を組み合わせて構成される。記憶部１０５は画像処理部１０２から出力された断層像、温度計測処理部１０３から出力された温度変化画像、体動計測処理部１０４から出力された体動画像などを記憶する。また、後述する入力部１０７から入力された、被検体Ｐの加温治療を行うべき領域（以下、単に治療領域Ｒと記載する）を指定する座標情報をを記憶する。

表示部１０６は例えば液晶ディスプレイなどによって構成され、画像処理部１０２から出力された断層像、温度計測処理部１０３から出力された温度変化画像、あるいは体動計測処理部１０４から出力された体動画像を表示する。また、表示部１０６は磁気共鳴診断装置１を操作するための操作画面や、後述する入力部１０７を用いて入力された磁気共鳴診断装置１の撮影パラメータ、加温パラメータ、天板パラメータ、治療領域Ｒなどを表示する。

入力部１０７は例えばタッチパネルディスプレイや機械的なボタンなどから構成され、使用者が入力部１０７へ行った入力を受け付ける。入力部１０７は入力に応じて、撮影パラメータ、加温パラメータ、天板パラメータ、治療領域Ｒの入力や、あるいは撮影及び加温の開始指示、停止指示をインタフェース制御部１０１へと出力する。

静磁場磁石３００は、超電導コイルあるいは常電導コイルとして用いられ、患者ボア内に一様の静磁場を発生させる。この静磁場磁石３００は、例えば図１中のｚ軸方向に磁場方向の向く静磁場を形成する。静磁場磁石３００が超電導コイルとして用いられる場合には、静磁場磁石３００を冷却するための図示せぬ冷却機構が静磁場磁石３００に取り付けられる。冷却機構は静磁場磁石３００を冷却することにより超電導状態に保つ。静磁場の均一性を高めるため、静磁場磁石３００の周辺にシムコイルあるいは鉄シムなどが設けられても構わない。

傾斜磁場コイル３０１は静磁場磁石３００の内側に設けられ、傾斜磁場電源２０１から出力された電気信号を受けて、患者ボア内に傾斜磁場を発生させるコイルである。傾斜磁場コイル３０１は静磁場磁石３００の内側に３対設けられ、３対のコイルは、図１中のｘ軸、ｙ軸、及びｚ軸の各軸に対応して設けられる。３対のコイルは、傾斜磁場電源２０１から出力された電気信号を受けて、それぞれｘ軸、ｙ軸、ｚ軸に沿った磁場を発生させる。傾斜磁場電源２０１は３対のコイルから磁場を発生させ、各軸に沿った磁場を組み合わせることで、任意の方向に沿った傾斜磁場を形成する。

高周波送信コイル３０３は、傾斜磁場コイル３０１の内側に設けられ、高周波送信コイル制御部２０２から出力された電気信号を受けて、被検体ＰへＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）波を送信するコイルである。ＲＦ波によって被検体Ｐの体組織に核磁気共鳴を引き起こすため、高周波送信コイル制御部２０２はＲＦ波の周波数がラーモア周波数に対応するよう周波数を制御して電気信号を印加する。ＲＦ波の周波数は静磁場磁石３００が形成する静磁場の大きさによって変化し、例えば静磁場の大きさが３Ｔである場合には、ＲＦ波の周波数は１２８ＭＨｚが用いられる。また、静磁場の大きさが１．５Ｔである場合には、ＲＦ波の周波数は６４ＭＨｚが用いられる。

高周波受信コイル３０４は、高周波送信コイル３０３及び後述する加温コイル４００の内側であって、被検体Ｐの近傍に設けられるコイルである。高周波受信コイルは、高周波送信コイル３０３から送信されたＲＦ波に対応して被検体Ｐから送信される磁気共鳴信号を受信する。高周波受信コイル３０４は画像処理部１０２へと出力する。

加温コイル４００は、高周波送信コイル３０３と高周波受信コイル３０４との間に設けられたリング状のコイルである。加温コイル４００は、例えば被検体Ｐを間にして対向するように１対設けられる。加温コイル４００は被検体Ｐ中の加温領域Ｑへ後述する加温パルスを集中させて印加するため、その半径が小さな値となるように構成される。具体的には、高周波送信コイル３０３（又はコイル容器）の半径や、被検体Ｐの体軸方向の長さなどより小さな長さである、例えば１０〜３０ｃｍ程度が半径となるように設けられる。なお、本実施態様においては加温コイル４００が単一のリングによって構成される例を示すが、バネ状の巻線コイルによって構成しても構わないし、リングを積層して構成しても構わない。加温コイル４００の半径は本実施態様に例示した値の他にも、任意の値が用いられていても構わない。加温コイル４００は、加温コイル制御部２０４から出力された電気信号を受けて、電気信号中に基づく周波数で被検体Ｐへ電磁波を照射する。被検体Ｐへ印加された電磁波は、被検体Ｐの体組織に対して誘電加熱を引き起こし、体組織の温度を上昇させる。加温コイル４００を用いた体組織の加温については、後に詳しく述べる。

天板５００は、被検体Ｐを横たえて載置することが可能な板状の部材である。天板５００には図示せぬモータが取り付けられる。天板５００は天板制御部２０５から出力された電気信号に従って、その位置をｘ軸、ｙ軸、及びｚ軸に沿って移動させる。

（被検体Ｐの加温）
以下、加温コイル４００を用いた被検体Ｐの加温について詳述する。先述したように、加温コイル４００は被検体Ｐへ向けて高周波の電磁波（以下、単に加温パルスと記載する）を照射する。この加温パルスの周波数は数ＭＨｚから数千ＭＨｚまでの任意の周波数を選ぶことができる。ただし、加温パルスの周波数は、高周波送信コイル３０３が送信するＲＦ波の共振周波数を除く。この共振周波数による疎外されるべき周波数領域は、被検体Ｐの体組織がプロトンスピンを生じ磁気共鳴信号を送信する周波数であり、静磁場の大きさが３Ｔである場合には例えば１２７ＭＨｚから１２９ＭＨｚまでの周波数領域である。加温パルスがこの周波数領域にかかる場合には、電磁波によって被検体Ｐの体組織が磁気共鳴信号を生じ、この磁気共鳴信号は画像処理部１０２が生成する断層像にアーチファクトとして写り込んでしまう。

さて、加温パルスが引き起こす被検体Ｐへの加温の過程について説明する。加温パルスは被検体Ｐの体組織へと到達する。ある時刻における加温パルスに注目すると、電磁波たる加温パルスに含まれる電界成分が、被検体Ｐの体組織に分極を生じさせる。この分極によって、即ち体組織内の電子、陽子、あるいはイオンからなる極性双極子を回転し、電界の方向へ分極の方向を揃える。加温パルスはその周波数に基づいて周期的に振動するため、ある時刻から僅かに進んだ別の時刻における加温パルスに注目すると、ある時刻に比べて電界の方向が変化することとなる。電界の方向の変化に合わせて、被検体Ｐの極性双極子も回転して、電界の方向へと分極の方向を揃える。

極性双極子の経時変化を見ると、極性双極子は周波数に基づいて電界の向きを変化させる加温パルスに合わせて回転することとなる。ここで、加温パルスの周波数が数ＭＨｚを超える高周波である場合には、高速に変化する電界の向きに合わせて極性双極子も高速に回転する。この極性双極子の激しい運動によって双極子間に摩擦を生じ、この摩擦によって体組織に熱を生じる。以上の現象によって、加温パルスを照射された体組織が加温されることとなる。

ところで、加温コイル４００から照射された加温パルスは、まず空気中を伝播した後に被検体Ｐの体組織へと入射し、また空気中へと出射して、他端の加温コイル４００へと入射する。空気と体組織との境界面に注目すると、空気中を伝搬する電磁波と体組織内を伝搬するとの間で境界条件が成り立つ。即ち、空気中から被検体へ向かって入射する電磁波を考えると、境界面において空気中から被検体組織へ入射する電界、被検体境界で反射し空気中へ出射する電界、被検体組織から空気中へ出射する電界とを足し合わせると、電界強度がゼロとなる。これは、空気と被検体との境界面を固定端として電磁波が伝搬するものとみなせる。被検体を伝搬して空気中へと出射する電磁波についても同様である。

次に、１対の加温コイル４００それぞれの中心を結ぶ軸Ｙ−Ｙ’（以降の説明においては、軸Ｙ−Ｙ’は図１中のｙ軸に平行であるものとする）を考える。加温コイル４００から照射された電磁波の一部は、この軸Ｙ−Ｙ’に沿って伝搬する。被検体Ｐの軸Ｙ−Ｙ’上の厚み（ｙ軸上の距離）をＰ１とおくと、被検体Ｐ中の電磁波の半波長の整数倍がＰ１と一致する条件を満たす場合には、被検体Ｐ中で定在波が発振する。図２に加温コイル４００から照射した電磁波が定在波となって発振する様子を示す。図２（ａ）では、軸Ｙ−Ｙ’上の被検体Ｐの厚みがＰ１であって、加温コイル４００から被検体Ｐ内で波長２×Ｐ１となる加温パルスを照射した様子を示している。先述したように被検体Ｐの体組織と空気との境界面は固定端となるため、体組織内を伝搬する電磁波は境界面を節とし、軸Ｙ−Ｙ’上で被検体の中間点を腹とする基本モードの定在波として発振する。

軸Ｙ−Ｙ’上の被検体Ｐ中で定在波を発振する電磁波の電界振幅に注目すると、この電界振幅が最大となるのは、定在波の腹である被検体Ｐの中点となる。体組織の加温が最大となる点は、この被検体Ｐの中点である。本実施態様においては、加温コイル制御部２０４が、電磁波を被検体Ｐ中で基本モード発振させるよう制御することにより、定在波の腹となる中点を加温する。加温治療においては、治療領域Ｒとなる腫瘍部分にのみ加温を集中させ、正常な組織へは加温の影響をできるだけ少なくすることが重要である。本実施態様においては被検体Ｐ中を伝搬する電磁波のエネルギを中点に集中（以下、電磁波のエネルギを集中させ加温を行う領域を、単に加温領域Ｑと記載する）させることにより、特定箇所の加温を効率良く行うことが可能である。

さて、先の例では被検体Ｐの厚みがＰ１であり、加温パルスの波長が２×Ｐ１となる場合を述べたが、被検体Ｐの厚みは被検体の体格や性別などにより様々に変化する。被検体Ｐ中で定在波を発振するためには、加温コイル制御部２０４は種々の被検体Ｐの厚みに合わせて加温パルスの波長を変化させる必要がある。図２（ｂ）には、被検体Ｐの厚みが薄いＰ２である場合の加温の様子を示している。加温コイル制御部２０４は厚みＰ２である被検体に合わせて、体組織中で波長が２×Ｐ２となるように周波数を変化させて加温パルスを照射する。これにより、被検体ＰのＹ−Ｙ’軸上で基本モードを発振させることができる。なお、被検体Ｐの厚みの測定方法については後に詳述する。

（加温領域Ｑの位置制御）
先述した定在波の発振においては、被検体Ｐと空気との境界を節とした基本モード定在波を発振するため、加温領域Ｑが被検体Ｐの中点となっていた。治療領域Ｒが被検体Ｐの中点にある場合には加温治療を行えるが、治療領域Ｒが例えば被検体Ｐの表面近くにある場合には、加温領域Ｑと治療領域Ｒとが一致しないこととなる。加温領域Ｑと治療領域Ｒとを一致させるため、本実施態様においては被検体Ｐの実質的な厚みを調節するためのパッド６００を被検体Ｐ上において加温パルスの照射を行う。

パッド６００は、被検体Ｐの体組織と誘電率の近い媒質で満たされた部材である。媒質としては例えばベビーオイルや、米などが用いられる。パッド６００内の媒質と体組織との誘電率が十分近いため、パッド６００から被検体Ｐへ入射する電磁波を考えると、パッド６００と被検体Ｐの境界面では電磁波の反射などは生じず、境界面の影響が無視されてパッド６００から被検体Ｐへと伝搬する。図３は、被検体Ｐ上にパッド６００を設置した際の加温の様子を示している。図３（ａ）では、被検体ＰのＹ−Ｙ’軸上で、被検体Ｐの底面（図３（ａ）中のｚ−ｚ’軸に一致する面）からｙ軸上でＰ３の距離にある体組織を加温する例を示している。なお、以降の説明では被検体Ｐの底面からｙ軸上の距離を単に高さと記載する。Ｐ３の高さにある体組織を加温するためには、Ｐ３の距離が中点となるような厚みのパッド６００を被検体Ｐ上に設置すれば良い。即ち、被検体Ｐの厚みがＰ３１とおくと、使用者はＰ３＝Ｐ３１＋Ｐ３２なる条件を満たす、厚みＰ３２のパッド６００を被検体Ｐの上に設置する。従って、加温パルスから見た被検体Ｐの実質的な厚みはＰ３１＋Ｐ３２＝２×Ｐ３となる。加温コイル制御部２０４は体組織中で波長が２×Ｐ３となるように周波数を変化させて加温パルスを照射する。これにより、Ｙ−Ｙ’軸に沿って、被検体Ｐの底面（図３（ａ）中でｙ座標が最大となる点）と、パッド６００の上面（図３（ａ）中でｙ座標が最小となる点）で基本モード定在波が発振する。基本モード定在波の腹はＰ３の高さにあるため、治療領域Ｒと加温領域Ｑとを一致させて加温を行うことができる。

一方図３（ｂ）では、図３（ａ）と同じ厚みＰ３を持つ被検体Ｐに対して、Ｐ４の高さにある体組織を加温する例を示している。Ｐ４の高さにある体組織を加温するためには、Ｐ４の距離が中点となるような厚みのパッド６００を被検体Ｐ上に設置すれば良い。即ち、被検体Ｐの厚みをＰ３１とおくと、使用者はＰ４＝Ｐ３１＋Ｐ４２なる条件を満たす、厚みＰ４２のパッド６００を被検体Ｐの上に設置する。加温コイル制御部２０４は体組織中で波長が２×Ｐ４となるように周波数を変化させて加温パルスを照射する。

以上のように、被検体Ｐの治療領域Ｒの高さに合わせて、使用者は適切な厚みを持つパッド６００を選んで被検体Ｐの上に設置する。加温コイル２０４は被検体Ｐの厚みとパッド６００の厚みの合計に合わせて周波数を変化させて、加温パルスを照射する。この動作により、加温領域Ｑの高さを任意に変化させることができる。

なお、本実施態様では例として、被検体Ｐの上面側（図３で、Ｐ３１／２より高い位置）に治療領域Ｒがある場合を用いて説明を行うが、被検体Ｐの仮面側（図３で、Ｐ３１／２より低い位置）に治療領域Ｒがあっても構わない。この場合には、被検体Ｐを載置する向きを例えば仰向きからうつ伏せに回転させ、回転させた被検体Ｐの上部にパッド６００を設置することで、回転後の治療領域Ｒへの加温を行う。

次に、図１中のｘ軸方向及びｚ軸方向に対する加温領域の位置を制御する動作について述べる。

図４（ａ）は、ｘ軸上で加温領域Ｑと治療領域Ｒとの位置がずれた状態で加温を行う様子を示している。先述したように、加温パルスは加温コイル４００の中心を結ぶＹ−Ｙ’軸に沿って定在波を発振させ、Ｙ−Ｙ’軸の中点を加温領域Ｑとして加温する。従って、ｘ軸上、あるいはｚ軸上で加温領域Ｑと治療領域Ｒとの位置がずれている場合には、効率良く治療領域Ｒを加温することができない。

そこで、加温領域Ｑと治療領域Ｒとを一致させるため、本実施態様においては、天板制御部２０５が天板５００を移動させることにより、被検体Ｐと加温コイル４００との相対的な位置関係を変化させる。具体的には、加温領域Ｑと治療領域Ｒとのｘｚ平面上の座標が一致するように、換言すれば図４（ｂ）に示すようにＹ−Ｙ’軸と治療領域Ｒとのｘｚ平面上の座標が一致するように、天板５００をｘｚ平面上で移動させる。

ｘｚ平面上でＹ−Ｙ’軸と治療領域Ｒとの座標が一致した状態で加温パルスを照射することにより、定在波が発振する位置と治療領域Ｒとが一致する。定在波の発振位置と治療領域Ｒが一致することで、電界の集中する加温領域Ｑと治療領域Ｒとが一致し、治療領域Ｒを集中して加温することができる。

以上の処理により、本実施態様の磁気共鳴診断装置１は加温領域Ｑと治療領域Ｒとの空間上の位置を一致させた状態で、加温治療を行う。

（加温治療の流れ）
次に、加温治療の流れについて述べる。

まず加温の前段階として、制御部１００は治療領域Ｒを設定し、加温領域Ｑと治療領域Ｒとを一致させるための前処理を行う。具体的にはまず、制御部１００は被検体Ｐの断層像の撮影を行う。即ち、インタフェース制御部１０１は、傾斜磁場電源２０１及び高周波送信コイル制御部位２０２へ制御信号を出力する。傾斜磁場電源２０１は傾斜磁場コイル３０１から被検体Ｐへ傾斜磁場を印加させ、一方高周波送信コイル制御部２０２は送信コイル３０３から被検体ＰへＲＦ波を送信させる。被検体Ｐから送信された磁気共鳴信号を高周波受信コイル３０４が受信すると、画像処理部１０２が磁気共鳴信号を受信する。画像処理部１０２は受信した磁気共鳴信号に基づいて被検体Ｐの任意の断面の断層像を生成し、これを表示部１０６へと出力する。

使用者は画像処理部１０２から出力された断層像を視認することにより、被検体Ｐの形状及び加温治療を行うべき患部の位置を確認する。表示部１０６に表示された断層像に患部が写り込んでおらず、使用者が患部の位置が確認できない場合には、使用者は入力部１０７を操作して、断層像の生成位置を変化させる制御信号を画像処理部１０２へと出力する。画像処理部１０２は受信した制御信号に応じて断層像の生成位置を変化させ、制御信号で指定された断面についての被検体Ｐの断層像を再び生成して表示部１０６へと出力する。この断層像の生成位置の変更動作は、使用者が断層像中に患部の位置を確認するまで繰り返し行う。

図５（ａ）に、撮影された被検体Ｐの断層像の例を示す。図５では説明の簡単のため、加温コイル４００を図中に書き入れて示す。使用者が表示部１０６に表示された断層像から患部の位置を確認すると入力部１０７を操作して、患部の位置を治療領域Ｒとして指定する。治療領域Ｒは、表示部１０６に表示された断層像上では患部を囲むような円形の領域となるように指定される。なお、本実施態様の構成はこれに限られず、例えば矩形形状の領域として治療領域Ｒを指定しても構わないし、奥行（図５中のｘ軸方向）の深さ情報を持った球形の３次元領域として指定しても構わない。

制御部１００は治療領域Ｒが指定されると、ｘｚ平面における治療領域Ｒの座標情報を取得する。制御部１００は治療領域Ｒのｘｚ平面上の座標情報を取得すると、予め記憶部１０６に記憶されたＹ−Ｙ’軸のｘｚ平面上の座標情報と比較する。制御部１００は治療領域Ｒのｘｚ平面上の座標情報とＹ−Ｙ’軸のｘｚ平面上の座標情報との比較に基づいて、ｘｚ平面上で治療領域ＲをＹ−Ｙ’軸に一致させるために必要な移動方向と移動距離とを算出する。インタフェース制御部１０１は算出したｘｚ平面上の移動方向と移動距離とを天板制御部２０５へと出力する。天板制御部２０５はｘｚ平面上で治療領域ＲとＹ−Ｙ’軸とが一致するように天板５００及び、天板５００に載置された被検体Ｐを移動させる。以上の動作により被検体Ｐがｘｚ平面上で移動し、ｘｚ平面上における治療領域ＲとＹ−Ｙ’軸の座標が一致する。

また、制御部１００は治療領域Ｒが指定されると、治療領域Ｒが存在する場所の被検体Ｐの厚みを測定する。具体的には、制御部１００は表示部１０６に表示された断層像上で、治療領域Ｒの中心部分を通り、且つ被検体Ｐの体組織の領域中に収まる直線の長さを測定する。なお、この直線は図５（ａ）中のＹ−Ｙ’軸、換言すれば図５（ａ）中のｙ軸に平行になるよう設定される。

制御部１００は被検体Ｐの厚みを測定すると、これを設定された治療領域Ｒの中心の高さと比較する。図５（ａ）では、被検体Ｐの厚みをＰ５、治療領域Ｒの中心の高さをＰ５１と記載する。先述したように、加温領域Ｑの高さは定在波のｙ軸方向の中点になるため、治療領域Ｒを加温領域Ｑと一致させるためには、対応した厚みのパッド６００を被検体Ｐ上に設置しなければならない。制御部１００は被検体Ｐの厚みＰ５と治療領域Ｒの中心の高さＰ５１に基づいて、設置すべきパッド６００の厚みＰ６１を算出して、これを表示部１０６に表示し、厚みＰ６１のパッド６００を被検体Ｐ上に設置するように使用者に促す。具体的には、パッド６００の厚みＰ６１は、被検体Ｐとパッド６００との高さの合計の２分の１が治療領域Ｒの高さと一致するように算出される。即ち、厚みＰ６１は２×Ｐ５１＝Ｐ５＋Ｐ６１なる条件式から算出される。

また、制御部１００はパッド６００の厚みＰ６１を算出するとともに、被検体Ｐへ照射すべき加温パルスの波長を算出する。具体的には、加温パルスの被検体Ｐの体組織内における波長λが、被検体Ｐとパッド６００との高さの合計の２倍と一致するように算出される。即ち、被検体Ｐの体組織内における波長λは、λ＝（Ｐ５＋Ｐ６１）×２なる条件式から算出される。

図５（ｂ）に、移動した被検体Ｐ上にパッド６００を設置した様子を示す。治療領域Ｒが設定されると、天板制御部２０５は天板５００を移動させてｘｚ平面上で治療領域Ｒの座標とＹ−Ｙ’軸が一致するように被検体Ｐを移動させる。更に、制御部１００はｙ軸上で加温領域Ｑと治療領域Ｒとの座標が一致させるため、表示部１０６にパッド６００の厚みを表示してパッド６００の設置を促し、また照射する加温パルスの波長を算出する。

図５（ｂ）に示すような状態となり、加温領域Ｑと治療領域Ｒとが一致すると、制御部１００は表示部１０６に加温領域Ｑと治療領域Ｒとが一致し、加温治療の開始を促す旨を表示する。使用者は表示部１０６の表示を確認して、加温治療の開始を入力部１０７から入力する。

入力部１０７から加温治療の開始を示す旨が入力されると、制御部１００は被検体Ｐの加温と共に温度測定と体動測定を開始する。具体的には、インタフェース制御部１０１が加温コイル制御部２０４と、傾斜磁場電源２０１と、高周波送信コイル制御部２０２へそれぞれ制御信号を出力する。加温コイル制御部２０４は加温コイル４００から被検体Ｐへ加温パルスを照射させる。一方、傾斜磁場電源２０１は傾斜磁場コイル３０１から被検体Ｐへ傾斜磁場を印加させ、一方高周波送信コイル制御部２０２は送信コイル３０３から被検体ＰへＲＦ波を送信させる。画像処理部１０２は被検体Ｐから磁気共鳴信号を受信し、横緩和時間強調画像である断層像を生成し、これを温度計測処理部１０３及び体動計測処理部１０４へと出力する。温度計測処理部１０３は加温パルスを照射する直前に撮影された断層像をリファレンス画像として設定し、画像処理部１０２から出力された断層像とリファレンス画像に基づいて温度変化画像を生成し、記憶部１０５あるいは表示部１０６へと出力する。体動計測処理部１０４は温度計測処理部１０３と同じリファレンス画像として設定し、画像処理部１０２から出力された断層像とリファレンス画像に基づいて体動画像を生成し、記憶部１０５あるいは表示部１０６へと出力する。

なお、加温コイル４００が加温パルス照射を開始する直前に、制御部１００は被検体Ｐの断層像を１枚以上生成する。これは、加温パルス照射直前に生成した断層像を元に温度計測処理部１０３及び体動計測処理部１０４がリファレンス画像を生成するためである。

図６に、温度計測処理部１０３が生成した温度変化画像と体動計測処理部１０４が生成した体動画像の経時変化を示す。図６（ａ１）（ａ２）（ａ３）は温度変化画像の時間的変化を、一方図６（ｂ１）（ｂ２）（ｂ３）は体動画像の時間的変化をそれぞれ示している。図６を用いた説明の簡単のため、加温パルスを照射しない状態で被検体Ｐの体組織及びパッド６００の温度は一様であるものとし、また時刻ｔ１〜ｔ３の間で被検体Ｐの体動は生じないものとする。

加温領域Ｑと治療領域Ｒとの位置関係をわかりやすく示すため、制御部１００は図６に示すように温度変化画像と体動画像に加温領域Ｑと治療領域Ｒの位置を示すマーカを重畳して表示部１０６に表示させる。この場合、制御部１００は加温領域Ｑの表示位置を、例えば天板５００と加温コイル４００との相対的な位置関係と、断層像を撮影した断面の位置情報に基づいて算出して表示する。制御部１００は、治療領域Ｒの表示位置を、入力部１０７によって設定された領域に表示する。制御部１００は体動画像に基づいて体動量と体動方向を算出して、体動量と体動方向に応じて治療領域Ｒを移動させて表示しても構わない。

また、制御部１００は、図６（ａ１）に示すように、温度変化画像中に画素値と体組織の濃度とを関連付けるバーを表示する。

また、制御部１００は、図６（ｂ１）に示すように、体動画像中に体動量を示す指標値を表示する。体動量を示す指標値の例としては、例えばリファレンス画像と現在の断層像との相関の値を用いることができる。

また、体動画像の表示をわかりやすくするため、制御部１００は体動画像中には現在時刻で収集された断層像におけるエッジを点線で重畳して示す。

加温パルス照射直前の時刻（図６中の時刻ｔ１）においては、温度変化を生じないため加温領域Ｑの体組織の温度は他の体組織と同様である。加温パルスの照射が開始され時間が経過すると（図６中の時刻ｔ２）、照射された加温パルスは被検体Ｐの加温領域Ｑを中心として加温し、体組織の温度を上昇させる。温度変化画像中では、例えば温度が上昇した領域の濃度を濃くすることで温度上昇を表示する。加温パルスが照射された状態で更に時間が経過すると（図６中の時刻ｔ３）、照射された加温パルスは被検体Ｐの加温領域Ｑの温度を更に上昇させる。一方、被検体Ｐの体動が生じない場合には被検体Ｐの輪郭が変化しないため、体動画像中ではリファレンス画像におけるエッジと現在時刻の断層像におけるエッジとはサブトラクションされて表示されないこととなる。

使用者は時刻とともに変化する温度変化画像を監視して、治療領域Ｒ及び治療領域Ｒ周辺の体組織の温度変化を確認する。また、使用者は時刻とともに変化する体動画像を監視して、被検体Ｐの体動の様子を確認する。なお、温度変化画像と体動画像とは表示部１０６中で並べて同時に表示させても構わないし、温度変化画像と体動画像との表示の切り替えを入力部１０７による入力に基づいて行っても構わない。あるいは、温度変化画像あるいは体動画像の画像表示を省略し、替わりに治療領域Ｒの温度あるいは体動量を示す指標量の値を表示部１０６に表示させても構わない。

（被検体体動の検知）
先の説明においては被検体Ｐが体動を生じないものと仮定して説明を行ったが、実際の加温治療中には体動を生じ被検体Ｐが移動してしまう場合が考えられる。図７（ａ）（ｂ）に被検体Ｐが時刻ｔ３’で体動を生じた際の温度変化画像及び体動画像を示す。図７においては被検体Ｐが図７中の＋ｚ方向へ移動したものとする。

被検体Ｐが＋ｚ方向へと移動すると、移動の影響は体動画像中に現れる。即ち、リファレンス画像生成時のエッジと現在の画像のエッジとの位置がずれるためサブトラクションによる画素値の打ち消しが行われず、体動画像中でエッジが２重に表示される。これに伴い、体動画像中に表示された体動の指標値も変化して表示される。指標値が相関値である場合には、体動量が大きくなるほど相関値も小さい値となって表示される。

制御部１００は被検体Ｐの移動量と移動方向を算出して、温度変化画像及び体動画像に表示された治療領域Ｒを示すマーカを移動させる。これにより、両画像中では治療領域Ｒを示すマーカと、加温領域Ｑを示すマーカとの位置がずれて表示されることとなる。

加温領域Ｑと治療領域Ｒとの位置がずれると、患部以外の体組織、即ち正常な体組織が加温されてしまうこととなる。使用者は温度変化画像あるいは体動画像中で治療領域Ｒと加温領域Ｑとを示すマーカがずれていることを確認すると、入力部１０７を用いて加温を停止する制御信号を入力する。制御部１００は加温を停止する制御信号を受信すると、インタフェース制御部１０１から加温コイル制御部２０４へ出力されていた加温パルス照射のための制御信号の出力を停止する。この動作により、加温コイル４００から被検体Ｐへの加温パルスの照射が停止し、体組織への加温が停止される。

なお、加温パルス照射停止の動作は、使用者による入力部１０７の入力を契機とする意外にも、制御部１００が体動画像あるいは温度変化画像に基づいて被検体Ｐの体動を検出し、自動的に行うものであっても構わない。

体動画像を用いて被検体Ｐの体動を検出するためには、制御部１００は体動を示す指標量を監視する。体動を示す指標量が予め定められた閾値を超えて変化したと判断すると、被検体Ｐが大きな体動を生じたと判断して加温パルスの照射を停止する。

温度変化画像を用いて被検体Ｐの体動を検出するためには、制御部１００は被検体Ｐの体組織の温度を監視する。治療領域Ｒ以外の体組織の温度が予め定められた閾値を超えたと判断すると、被検体Ｐが体動を生じ加温領域Ｑが治療領域Ｒと異なる位置へ移動し、正常な組織へ加温を行っているものと判断して加温パルスの照射を停止する。

また、以上の方法の他にも、制御部１００が体動画像あるいは温度変化画像に表示される加温領域Ｑを示すマーカと治療領域Ｒを示すマーカとの相対的な位置関係を監視しても構わない。両マーカの距離が予め定められた閾値を超えると、制御部１００は被検体Ｐに体動が生じ治療領域Ｒが移動したものと判断して加温パルスの照射を停止する。

以上の動作により、制御部１００は温度変化画像及び体動画像を表示して被検体Ｐの体動を監視可能に表示する。被検体Ｐの体動に応じて加温パルスの照射を停止することで、被検体Ｐの正常な体組織への加温を防止することができる。

（呼吸同期による加温パルス照射タイミングの制御）
先の説明では被検体Ｐの体動に応じて加温パルスの照射を停止する動作について述べた。しかし、被検体Ｐの体動は一時的に発生するものだけではなく、例えば呼吸や脈動に付随する体動のように、周期的に発生するものも考えられる。

図８に、周期的な体動を生じる被検体Ｐの様子を示す。例えばｘｙ平面について見ると、被検体Ｐの胸部などは呼吸に合わせて上下に移動することとなる。呼吸の周期はほぼ一定であるために、被検体Ｐの胸部が落ち込んだ状態（図８（ａ１）及び（ａ３））と膨らんだ状態（図８（ａ２）（ａ４））とが周期的に現れる。具体的には、図８（ａ１）と図８（ａ３）との時間間隔（ｔ７−ｔ５）と、図８（ａ２）と図８（ａ４）との時間間隔（ｔ８−ｔ６）との時間間隔はほぼ同じとなる。

先述したように、被検体Ｐの体動に応じて治療領域Ｒの位置は移動する。被検体Ｐの体動が周期的に行われ、且つ加温領域Ｑと治療領域Ｒの位置がこの周期運動のある時刻で一致するように定められている場合には、加温領域Ｑと治療領域Ｒの一致する時刻が周期的に現れることとなる。そこで、本実施態様の磁気共鳴診断装置１においては、制御部１００が、周期的に現れる加温領域Ｑと治療領域Ｒとが一致するタイミングに合わせて加温パルスを照射するよう制御する。具体的には、制御部１００は治療領域Ｒの設定が終了し、加温パルスを照射する間での間に、被検体Ｐの断層像を一定時間の間、連続的に生成するよう制御する。画像処理部１０２は一定時間の間に収集された複数の断層像のうち断層像を一枚選び、この断層像と各断層像の相関を取る。被検体Ｐの形状が周期的に変化する場合には、得られた相関値と断層像との収集時刻とを関連付けると、この周期に合わせて相関値が上下することとなる。制御部１００はこの相関値の変動周期に基づいて被検体Ｐの体動の時間間隔ΔTを算出する。

制御部１００は体動の変動周期を算出すると、次に加温領域Ｑと治療領域Ｒとが重なる時間領域Δｔを算出する。具体的には、制御部１００は、治療領域Ｒを設定するのに用いた断層像と相関が高い、即ち被検体Ｐの形状が同じとなる画像１枚を収集された複数の断層像の中から選び出す。制御部１００は断層像を選び出すと、この断層像の収集時刻（以下、単に中心時刻と記載する）と収集時刻の近い断層像を複数抽出し、表示部１０６に並べて表示する。画像処理部１０２は抽出した断層像を表示する際に、各断層像に加温領域Ｑと治療領域Ｒを示すマーカをそれぞれ付加する。図９に、表示部１０６上の断層像の表示例を示す。図９においては、中心時刻をｔ１２として、治療領域Ｒを設定するのに用いた断層像を図９（ａ３）に示す。なお図９に示すように、制御部１００は表示される断層像と併せて算出された相関値を表示しても構わない。

抽出された複数の断層像の収集時刻が中心時刻ｔ１２に十分近い場合には、断層像の収集時刻が中心時刻ｔ１２から離れるに従って、図９（ａ３）に比する体動の量が大きくなる。体動の量が大きくなるにつれ、加温領域Ｑと治療領域Ｒとのずれ量も次第に大きいものとなる。使用者は並べて表示された断層像のうち幾つかを選択することで、加温領域Ｑと治療領域Ｒとのずれが許容できる時間領域Δｔを設定する。具体的には、使用者が図９（ａ２）（ａ３）（ａ４）の断層像では加温領域Ｑと治療領域Ｒとが重なっているものと判断すると、入力部１０７を用いて図９（ａ２）（ａ３）（ａ４）の断層像を選択する。制御部１００は入力を受けると、図９（ａ２）（ａ３）（ａ４）の収集時刻に基づいて、加温領域Ｑと治療領域Ｒとが重なっていると判断された時間領域Δｔを算出する。図９の場合においては、ｔ１３−ｔ１１＝ΔｔとしてΔｔが算出される。

なお、本実施態様においては入力部１０７の入力に基づいて断層像を選択して時間領域Δｔを算出する例について述べる。しかしΔｔの算出方法はこれに限られるものではなく、例えば使用者が入力部１０７を用いて相関値の閾値を予め定めておき、制御部１００が中心時刻を中心として相関値が一定以上となる時間領域を算出し、この時間領域をΔｔとして定めても構わない。あるいは、使用者が入力部１０７を用いてΔｔの値を直接指定するものであっても構わない。

制御部１００は被検体の体動の時間間隔ΔTと、加温領域Ｑと治療領域Ｒが重なる時間領域Δｔを算出すると、ΔTとΔｔに基づいて加温領域Ｑと治療領域Ｒが重なる時間を予測する。即ち、ある時刻ｔ１２で加温領域Ｑと治療領域Ｒとが重なっていたとすると、制御部１００は、次に加温領域Ｑと治療領域Ｒとが重なる時刻ｔ１５がｔ１２＋ΔＴで得られると予測する。

制御部１００は加温領域Ｑと治療領域Ｒとが重なる時刻を予測すると、この予測した時間を中心としてΔｔの時間領域だけ加温パルスを照射するように加温コイル制御部２０４を制御する。図１０に、制御部１００が被検体Ｐの周期的な体動に合わせて加温パルスの照射時間を制御する様子を示す。制御部１００が次に加温領域Ｑと治療領域Ｒの重なる時間が時刻ｔ１５であると予測すると、加温コイル制御部２０４はｔ１５−Δｔ＝ｔ１５’で得られる時刻ｔ１５’までは加温パルスの照射を停止する。時刻ｔ１５’になると、加温コイル制御部２０４はｔ１５＋Δｔ＝ｔ１５’’で得られる時刻ｔ１５’’まで加温パルスの照射を継続し、時刻ｔ１５’’になると加温パルスの照射を再び停止する。次に、制御部１００は次に加温領域Ｑと治療領域Ｒとが重なる時刻であるｔ１７をｔ１５＋ΔT＝ｔ１７として算出し、加温コイル制御部２０４はｔ１７を基準としてｔ１７’からｔ１７’’の時間領域だけ加温パルスの照射を行う。

以上の制御により、制御部１００は被検体Ｐの周期的な体動を検出し、その体動周期を算出する。また、制御部１００は加温領域Ｑと治療領域Ｒとが重なる時間領域を設定する。加温コイル制御部２０４は加温領域Ｑと治療領域Ｒとが重なる時刻を予測して加温パルスを照射する。これにより、被検体Ｐの体動が生じる場合であっても治療領域Ｒの移動を予測し、治療領域Ｒを加温できる時刻にのみ加温パルスを照射し加温を行うことができる。

（ＲＦシールドの配置）
先述したように、被検体Ｐの断層像を撮影する際には、高周波送信コイル３０３は被検体Ｐへ向かって電磁波を照射する。高周波送信コイル３０３から照射される電磁波は相反する成分を持ち、一方は高周波送信コイル３０３から患者ボアの内側へ、もう一方は患者ボアの外側へ向かって伝搬する。ここで、患者ボアの外側に向かって伝搬する電磁波に注目すると、漏洩磁場（以下、患者ボアの外側に伝搬する電磁波の磁界成分を単に漏洩磁場と記載する）は高周波送信コイル３０３の外側にある傾斜磁場コイル３０１や静磁場コイル３００、あるいは静磁場コイル３００を遮蔽する熱シールドなどの導体に渦電流を生じる。渦電流は患者ボアの内側へ向かう電磁波の磁界成分を打ち消す方向の磁束を生じるため、結果として被検体Ｐへ十分な磁界成分の印加が行われなくなってしまう。

このような漏洩磁場の影響を防ぐために、高周波送信コイル３０３と傾斜磁場コイル３０１との間には送信コイルＲＦシールド３０２が設けられる。図１１に送信コイルＲＦシールド３０２の構成の例を示す。送信コイルＲＦシールド３０２は例えば銅やアルミニウムなどの導電体が用いられ、高周波送信コイル３０３を囲うような円筒状に設けられる。また、高周波送信コイル３０３には円状のスリット３０２１が設けられる。スリット３０２１は例えばｚ軸に垂直な任意の軸、換言すれば高周波送信コイル３０３が送信するＲＦパルスの照射軸に対して垂直な軸を中心として、円を描くように設けられる。高周波送信コイル３０３が送信するＲＦパルスの漏洩磁場は、導電体たる送信コイルＲＦシールド３０２上で、ｚ軸に垂直な軸を中心とする円状の渦電流を発生させるが、このｚ軸に垂直な方向に設けられた円状のスリット３０２１はこの渦電流のパスを妨げない。高周波送信コイル３０３のＲＦパルスが生じる渦電流は漏洩磁場を打ち消す方向の磁束を生じるため、結果として漏洩磁場が打ち消され、磁界成分は被検体Ｐへと向かうこととなる。

次に加温コイル４００が生じる漏洩磁場について注目する。被検体Ｐへ加温を行う際には、加温コイル４００は被検体Ｐへ向かって加温パルスを照射する。加温コイル４００から照射される加温パルスは相反する成分を持ち、一方は加温コイル４００から患者ボアの内側へ向かって伝搬し、もう一方は加温コイル４００から患者ボアの外側へ向かって伝搬するため、高周波送信コイル３０３と同様に漏洩磁場を生じる。加温パルスによる漏洩磁場の影響を防ぐために、加温コイル４００と高周波送信コイル３０３との間には、加温コイルＲＦシールド４０１が設けられる。図１１に加温コイルＲＦシールド４０１の構成の例を示す。加温コイルＲＦシールド４０１は送信コイルＲＦシールド３０２と同様に銅やアルミニウムなどの導電体によって構成される。加温コイルＲＦシールド４０１は、加温コイル４００が生じる漏洩磁場を受信するため、例えば加温コイル４００より面積の大きな矩形形状の板状部材を、送信コイルＲＦシールド３０２と高周波送信コイル３０３との間に挿入できるように図１１中のｘ軸に対して湾曲させた形状として設けられる。

また、加温コイルＲＦシールド４０１には円状のスリット４０１１が設けられる。スリット４０１１は例えばｙ軸に対して垂直な軸、換言すれば加温パルスの照射方向に対して垂直な軸を中心として、円を描く用に設けられる。加温パルスが生じる漏洩磁場は加温コイルＲＦシールド４０１上で、ｙ軸に垂直な軸を中心とする円状に流れる渦電流を発生させるが、このｙ軸に垂直な方向に設けられた円状のスリット４０１１は、この渦電流のパスを妨げない。加温コイルＲＦシールド４０１上で流れる渦電流は加温パルスが生じる漏洩磁場を打ち消す方向の磁束を生じるため、結果として漏洩磁場が打ち消され、磁界成分は被検体Ｐへと向かうこととなる。

加温コイルＲＦシールド４０１を設けることにより、加温パルスが生じる漏洩磁場を打ち消し、被検体Ｐへ電磁波のエネルギを集中させ、より効率良く被検体Ｐを加温することが可能となる。更に、漏洩磁場が加温コイルＲＦシールド４０１の外側にある傾斜磁場コイル３０１、静磁場コイル３００、及び熱シールドなどが渦電流を生じる事態を避けることができる。

一方、高周波送信コイル３０３から送信されたＲＦパルスの漏洩磁場も加温コイルＲＦシールド４０１へと流入する。高周波送信コイル３０３から送信されたＲＦパルスの漏洩磁場は加温コイルＲＦシールド４０１上でｚ軸に垂直な軸を中心とする円状の渦電流を発生させるが、この渦電流の流れる向きはｙ軸に垂直な軸を中心として設けられたスリット４０１１により妨げられる。つまり、加温コイルＲＦシールド４０１上では、高周波送信コイル３０３から送信されたＲＦパルスによっては渦電流を生じないこととなる。渦電流による影響を生じないため、高周波送信コイル３０３から見ると実質的に加温コイルＲＦシールド４０１を無視することができる。

以上述べたように、高周波送信コイル３０３と傾斜磁場コイル３０１との間に送信コイルＲＦシールド３０２及び加温コイルＲＦシールド４０１を設ける。送信コイルＲＦシールド３０１は高周波送信コイル３０３が送信するＲＦパルスによる漏洩磁場を打ち消すことができる。一方加温コイルＲＦシールド４０１は加温パルスによる漏洩磁場を打ち消すことができる。更に、スリット３０２１とスリット４０１１はそれぞれ直交する向きに設けられるため、高周波送信コイル３０３から送信されたＲＦパルスの漏洩磁場が加温コイルＲＦシールド４０１へ及ぼす影響を低減することができる。

（加温コイル４００の別の構成）
先の実施態様では、図１に示すように高周波送信コイル３０３と高周波受信コイル３０４との間であって、加温領域Ｑの上下（同一のｙ軸上の異なる位置）に加温コイル４００を配置する例を述べた。しかし加温コイル４００の構成はこれに限られるものではない。以下に、加温コイル４００の別の構成について示す。

図１２に、加温コイル４００の一方を天板５００の内部に配置する例を示す。加温コイル４００は例えば高周波受信コイル３０４の内側に設けられる図示せぬ内壁に固定されて取り付けられる。図１２に示すように、加温コイル４００は加温領域Ｑに対して非対称な位置に取り付けられていても構わない。下方の加温コイル４００が被検体Ｐに対して接近することにより、加温パルスは拡散する前に被検体Ｐの体組織へと照射される。空気中へ拡散する加温パルスが減少するため、少ない加温パルスのエネルギで効率良く被検体Ｐを加温することができる。

図１３に、加温コイル４００を円筒状に設ける例を示す。図１３（ａ）は加温コイル４００を被検体Ｐの体軸に対して垂直な面に向かって示した図を、図１３（ｂ）は加温コイル４００及び加温コイルＲＦシールド４０１を被検体Ｐの側面から示した図を表している。加温コイル４００は図１３に示すように、被検体の体軸を取り囲むような円筒形状に設けられても構わない。この場合、加温コイル４００は高周波送信コイル３０３と高周波受信コイル３０４との間に設けられる。但し、加温コイル４００の長さは図１３（ｂ）に示すように、高周波送信コイル３０３や被検体Ｐに比べｚ軸方向の長さが短くなるように設けられる。具体的には、加温パルス４００のｚ軸方向の長さが１０−３０ｃｍ程度となるように構成される。加温コイル４００が円筒状に構成される場合、加温コイル４００が発生させる漏洩磁場を吸収する加温パルスＲＦシールド４０１の形状は、加温コイル４００を取り囲むような円筒状に設けられる。本実施態様では例として加温コイルＲＦシールド４０１のｚ軸方向の長さが高周波送信コイル３０３より短くなる例を示すが、より漏洩磁場を吸収する構成とするためにｚ軸方向の長さを長くして、高周波送信コイル３０３と同等の長さか、更に長い長さを有するようにしても構わない。加温コイル４００を円筒状に設けることにより伝導体はｙｚ平面状で均等に配置されるため、静磁場コイル３００が生じる磁場をより均一に発生させることができる。

ここで、加温コイル４００を被検体の体軸を取り囲むような円筒形状に設ける場合も、加温コイル４００は、加温コイル制御部２０４から出力された電気信号を受けて、被検体Ｐへ電磁波を照射する。もっとも、この場合、加温コイル制御部２０４は、被検体Ｐ中の加温領域Ｑに電磁波のエネルギを集束させるように、加温コイル４００に供給する加温パルスの位相及び振幅を多チャンネルで制御する。

次に、図１４及び１５に、加温コイルを寝台に設ける例を示す。図１４に示す磁気共鳴診断装置は、天板５００と、寝台５０１と、加温コイル６００と、架台装置７００とを備える。架台装置７００は、上述の実施態様において説明した、静磁場磁石３００、傾斜磁場コイル３０１、高周波送信コイル３０３、高周波受信コイル３０４等を備える。

図１４に示す加温コイル６００は、被検体Ｐの体軸を取り囲むような円筒形状であり、寝台５０１に設けられる。この場合、天板５００は、天板制御部２０５によって制御されることで、被検体Ｐが載置された状態で、架台装置７００の患者ボア内へ挿入されたり、患者ボア外へ送出されたりする。すなわち、図１４に示す磁気共鳴診断装置は、天板５００が架台装置７００の患者ボア内へ挿入されている間は、高周波送信コイル３０３によって被検体ＰへＲＦ波を送信し、天板５００が架台装置７００の患者ボア外へ送出されている間は、加温コイル６００によって被検体Ｐへ電磁波を照射する。この実施態様によれば、例えば、まず、加温コイル６００によって被検体Ｐへ電磁波を照射し加温を行った後に、天板５００を架台装置７００の患者ボア内へ挿入すれば、温度を測定することができる。また、天板５００の挿入と送出とを繰り返せば、加温と温度測定とを繰り返すことができる。なお、図１４に示す加温コイル６００は、被検体Ｐが天板５００上に載置される際の便宜上、例えば図１５に示すように開口してもよい。

次に、図１６に、加温コイルを寝台に設ける別の例を示す。図１６に示す磁気共鳴診断装置は、天板５００と、寝台５０１と、加温コイル６１０と、架台装置７００とを備える。

図１６に示す加温コイル６１０は、被検体Ｐを間にして少なくとも一対設けられ、寝台５０１に設けられる。ここで、例えば図１６に示すように、加温コイル支持部６２０が寝台５０１に取り付けられ、一対のうちの一方の加温コイル６１０は、加温コイル支持部６２０内に設けられ、他方の加温コイル６１０は、加温コイル支持部６２０内に設けられた加温コイル６１０と対向するように、寝台５０１内に設けられる。

この場合も同様に、天板５００は、天板制御部２０５によって制御されることで、被検体Ｐが載置された状態で、架台装置７００の患者ボア内へ挿入されたり、架台装置７００の患者ボア外へ送出されたりする。すなわち、図１６に示す磁気共鳴診断装置は、天板５００が架台装置７００の患者ボア内へ挿入されている間は、高周波送信コイル３０３によって被検体ＰへＲＦ波を送信し、天板５００が架台装置７００の患者ボア外へ送出されている間は、一対の加温コイル６１０によって被検体Ｐへ電磁波を照射する。この実施態様によれば、例えば、まず、一対の加温コイル６１０によって被検体Ｐへ電磁波を照射し加温を行った後に、天板５００を架台装置７００の患者ボア内へ挿入すれば、温度を測定することができる。また、天板５００の挿入と送出とを繰り返せば、加温と温度測定とを繰り返すことができる。なお、図１６に示す加温コイル支持部６２０は、被検体Ｐが天板５００上に載置される際の便宜上、例えば図１６に示すような開口部を設けてもよい。

以上の構成により、本実施態様の磁気共鳴診断装置１は、加温コイル４００から照射した加温パルスによって加温領域Ｑを加熱すると共に、断層像を元に被検体Ｐの温度変化を測定する。これにより、被検体Ｐの患部の温度変化を観察しながら加温を行うことができ、加温治療をより効率良く行うことができる。

また、本実施態様の磁気共鳴診断装置１は、撮影された断層像と指定された治療領域Ｒとを元に、適切な加温パルスの波長及び被検体Ｐに設置すべきパッド６００の厚みを算出する。被検体Ｐの厚みが変化した場合であっても正しい波長及びパッド６００の厚みを表示することで、効率良く加温治療を勧めることができる。

また、本実施態様の磁気共鳴診断装置１は、撮影された断層像を元に被検体Ｐの動きを検知し、治療領域Ｒと加温領域Ｑとの位置がずれを表示する。これにより被検体Ｐの正常な組織が加温されてしまう事態を未然に防ぐことができる。

また、本実施態様の磁気共鳴診断装置１は、被検体Ｐの呼吸などの周期的な体動を検知して、加温パルスの照射時刻を制御する。これにより、治療領域Ｒと加温領域Ｑとが一致した時刻にのみ加温を行い、治療領域Ｒの加温をより効率良く行うことができる。

また、本実施態様の磁気共鳴診断装置１は、加温コイル４００の外側に加温コイルＲＦシールド４０１を設ける。加温コイルＲＦシールド４０１にスリット４０１１を設けることにより、加温コイルＲＦシールド４０１が高周波送信コイル３０３へ与える影響を抑えつつ、加温コイル４００が生じる漏洩磁場を遮蔽することができる。

本実施態様に開示されている複数の構成要素の適宣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。あるいは、異なる実施例にわたる構成要素を適宣組み合わせても構わない。

すなわち、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１００ 制御部
１０１ インタフェース制御部
１０２ 画像制御部
１０３ 温度計測処理部
１０４ 体動計測処理部
１０５ 記憶部
１０６ 表示部
１０７ 入力部
２０１ 傾斜磁場電源
２０２ 高周波送信コイル制御部
２０４ 加温コイル制御部
２０５ 天板制御部
３００ 静磁場コイル
３０１ 傾斜磁場コイル
３０２ 送信コイルＲＦシールド
３０３ 高周波送信コイル
３０４ 高周波受信コイル
４００ 加温コイル
４０１ 加温コイルＲＦシールド
５００ 天板

Claims (15)

1. 静磁場を形成する静磁場コイルと、
   前記静磁場に傾斜磁場を重畳する傾斜磁場コイルと、
   前記静磁場中に配置された被検体へ磁気共鳴周波数の高周波電磁波を送信する高周波送信コイルと、
   前記被検体から送信された磁気共鳴信号を受信する高周波受信コイルと、
   前記磁気共鳴信号に基づいて前記被検体の磁気共鳴像を生成する画像生成部と、
   前記被検体へ前記磁気共鳴周波数とは異なる周波数の高周波電磁波を照射し加温を行う加温コイルと、
   前記磁気共鳴信号に基づいて、前記加温コイルによって照射された高周波電磁波により変化した前記被検体の温度を測定する測定部と、
   前記高周波送信コイルによる高周波電磁波の送信と前記加温コイルによる高周波電磁波の照射とを並行して行い、前記加温コイルによる加温中、前記測定部による温度の測定が行われるように制御する制御部と、
   前記磁気共鳴像に基づいた治療領域を入力する入力部とを備え、
   前記加温コイルは、前記磁気共鳴像及び前記治療領域に基づいて、前記高周波電磁波を照射する、磁気共鳴診断装置。
2. 前記磁気共鳴像及び前記治療領域に基づいて、前記加温コイルにより照射される高周波電磁波の周波数を設定する周波数設定部を更に備え、
   前記加温コイルは、前記周波数設定部が設定した周波数に基づいて前記高周波電磁波を照射する、請求項１に記載の磁気共鳴診断装置。
3. 文字や図形を表示する表示部を更に備え、
   前記周波数設定部は、前記磁気共鳴像及び前記治療領域に基づいて、前記加温コイルにより照射される高周波電磁波の周波数、及び前記被検体に取り付けられるパッドの厚みを設定し、
   前記表示部は、前記周波数設定部が設定した前記パッドの厚みを表示し、
   前記加温コイルは、前記周波数設定部が設定した周波数に基づいて前記高周波電磁波を照射する、請求項２に記載の磁気共鳴診断装置。
4. 前記周波数設定部は、前記磁気共鳴像及び前記治療領域に基づいて、前記加温コイルにより照射される高周波電磁波が前記被検体内で定在波を形成するように、前記加温コイルにより照射される高周波電磁波の周波数を設定する、請求項２に記載の磁気共鳴診断装置。
5. 前記周波数設定部は、前記磁気共鳴像及び前記治療領域に基づいて、前記加温コイルにより照射される高周波電磁波が前記被検体及び前記パッドの内部で前記治療領域を腹とする定在波を形成するように、前記加温コイルにより照射される高周波電磁波の周波数、及び前記パッドの厚みを設定する、請求項３に記載の磁気共鳴診断装置。
6. 前記加温コイルは、前記測定部が測定した温度情報に基づいて前記高周波電磁波の照射を停止する、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の磁気共鳴診断装置。
7. 前記加温コイルは、所定の異なる時間に収集された前記磁気共鳴信号に対応する少なくとも２つの前記磁気共鳴像に基づいて、前記高周波電磁波の照射を停止する、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の磁気共鳴診断装置。
8. 前記加温コイルは、所定の時間領域に収集された前記磁気共鳴信号に対応する複数の前記磁気共鳴像に基づいて、前記高周波電磁波を周期的に照射する、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の磁気共鳴診断装置。
9. 静磁場を形成する静磁場コイルと、
   前記静磁場に傾斜磁場を重畳する傾斜磁場コイルと、
   前記静磁場中に配置された被検体へ磁気共鳴周波数の高周波電磁波を送信する高周波送信コイルと、
   前記被検体から送信された磁気共鳴信号を受信する高周波受信コイルと、
   前記磁気共鳴信号に基づいて前記被検体の磁気共鳴像を生成する画像生成部と、
   前記被検体へ前記磁気共鳴周波数とは異なる周波数の高周波電磁波を照射し加温を行う加温コイルと、
   前記磁気共鳴信号に基づいて、前記加温コイルによって照射された高周波電磁波により変化した前記被検体の温度を測定する測定部と、
   前記高周波送信コイルによる高周波電磁波の送信と前記加温コイルによる高周波電磁波の照射とを並行して行い、前記加温コイルによる加温中、前記測定部による温度の測定が行われるように制御する制御部と、
   前記傾斜磁場コイルと前記高周波送信コイルとの間にあって、前記高周波送信コイルから送信された前記高周波電磁波を遮蔽する第１の遮蔽シールドと、
   前記第１の遮蔽シールドと前記高周波送信コイルとの間にあって、前記加温コイルから照射された前記高周波電磁波を遮蔽する第２の遮蔽シールドと、
   を備える磁気共鳴診断装置。
10. 静磁場を形成する静磁場コイルと、
    前記静磁場に傾斜磁場を重畳する傾斜磁場コイルと、
    前記静磁場中に配置された被検体へ磁気共鳴周波数の高周波電磁波を送信する高周波送信コイルと、
    前記被検体から送信された磁気共鳴信号を受信する高周波受信コイルと、
    前記磁気共鳴信号に基づいて前記被検体の磁気共鳴像を生成する画像生成部と、
    前記高周波送信コイルとは別に設けられ、前記被検体へ前記磁気共鳴周波数とは異なる周波数の高周波電磁波を照射し加温を行う加温コイルと、
    前記磁気共鳴信号に基づいて、前記加温コイルにより照射される高周波電磁波により変化した前記被検体の温度を測定する測定部と、
    前記磁気共鳴像に基づいた治療領域を入力する入力部とを備え、
    前記加温コイルは、前記磁気共鳴像及び前記治療領域に基づいて、前記高周波電磁波を照射する、磁気共鳴診断装置。
11. 前記加温コイルは、前記被検体を間にして少なくとも一対設けられる、請求項１０に記載の磁気共鳴診断装置。
12. 前記加温コイルは、前記高周波送信コイルの内側に設けられる、請求項１０に記載の磁気共鳴診断装置。
13. 静磁場を形成する静磁場コイルと、
    前記静磁場に傾斜磁場を重畳する傾斜磁場コイルと、
    前記静磁場中に配置された被検体へ磁気共鳴周波数の高周波電磁波を送信する高周波送信コイルと、
    前記被検体から送信された磁気共鳴信号を受信する高周波受信コイルと、
    前記磁気共鳴信号に基づいて前記被検体の磁気共鳴像を生成する画像生成部と、
    前記高周波送信コイルとは別に設けられ、前記被検体へ前記磁気共鳴周波数とは異なる周波数の高周波電磁波を照射し加温を行う加温コイルと、
    前記磁気共鳴信号に基づいて、前記加温コイルにより照射される高周波電磁波により変化した前記被検体の温度を測定する測定部と、を備え、
    前記加温コイルは、前記被検体を間にして少なくとも一対設けられ、
    前記加温コイルの一対のうちの一方は、前記被検体が載置される天板の内部に設けられる、磁気共鳴診断装置。
14. 静磁場を形成する静磁場コイルと、
    前記静磁場に傾斜磁場を重畳する傾斜磁場コイルと、
    前記静磁場中に配置された被検体へ磁気共鳴周波数の高周波電磁波を送信する高周波送信コイルと、
    前記被検体から送信された磁気共鳴信号を受信する高周波受信コイルと、
    前記磁気共鳴信号に基づいて前記被検体の磁気共鳴像を生成する画像生成部と、
    前記高周波送信コイルとは別に設けられ、前記被検体へ前記磁気共鳴周波数とは異なる周波数の高周波電磁波を照射し加温を行う加温コイルと、
    前記磁気共鳴信号に基づいて、前記加温コイルにより照射される高周波電磁波により変化した前記被検体の温度を測定する測定部と、を備え、
    前記加温コイルは、前記被検体を取り囲む円筒形状である、磁気共鳴診断装置。
15. 静磁場を形成する静磁場コイルと、
    前記静磁場に傾斜磁場を重畳する傾斜磁場コイルと、
    前記静磁場中に配置された被検体へ磁気共鳴周波数の高周波電磁波を送信する高周波送信コイルと、
    前記被検体から送信された磁気共鳴信号を受信する高周波受信コイルと、
    前記磁気共鳴信号に基づいて前記被検体の磁気共鳴像を生成する画像生成部と、
    前記高周波送信コイルとは別に設けられ、前記被検体へ前記磁気共鳴周波数とは異なる周波数の高周波電磁波を照射し加温を行う加温コイルと、
    前記磁気共鳴信号に基づいて、前記加温コイルにより照射される高周波電磁波により変化した前記被検体の温度を測定する測定部と、を備え、
    前記加温コイルは、前記被検体が載置される天板を有する寝台に設けられる、磁気共鳴診断装置。