JP6395738B2

JP6395738B2 - Ｍｒｉ安全装置手段

Info

Publication number: JP6395738B2
Application number: JP2015562550A
Authority: JP
Inventors: ラポポルト，ウリ
Original assignee: アスペクトイメージングリミテッド
Priority date: 2013-03-13
Filing date: 2014-03-11
Publication date: 2018-09-26
Anticipated expiration: 2034-03-11
Also published as: EP2831609B1; US9739852B2; EP2837948A1; US20170089988A1; JP2016511051A; WO2014141246A1; US20140266203A1; US9535141B2; EP2831609A1

Description

[0001]本発明は、撮像処置中の磁場に関係する安全に、より厳密にはＭＲＩ診断に関わる人員及び機器の保護に、関連する。

[0002]一般にＭＲＩシステム内の静磁場は約０．５Ｔより大きく、その様なシステムには３Ｔを上回る静磁場を有するものもある。これらの磁場は静磁石の近傍の金属物体を引き寄せようとする。分析したい被写体を進入させる開口部の様なＭＲＩの開口部の近傍に物体があれば、当該物体はＭＲＩの内部から取り出すのに非常な困難を来たすことになりかねない。なお悪いことに、病院内に配置されている患者撮像用のＭＲＩでは、その様な磁気フリンジング場は、患者にとって致命的ではないにしても身体上危険となり得る。

[0003]高い場強度からのフリンジ場は、概算で方程式Ｘ＝αＢ_０によって求められる距離に伸びていることもあり、ここにαは磁石ボアサイズ及び磁場構成に依存する定数である。非遮蔽１．５Ｔ磁石は、磁石の中心からの距離〜９．３ｍに１ｍＴのフリンジ場、１１．５ｍに０．５ｍＴ場、１４．１ｍに０．３ｍＴ場を有する。磁気フリンジ場の広がりを小さくするのに、受動的磁気遮蔽（磁石に近接の厚肉金属壁）及び能動的磁気遮蔽（磁石ハウジング内に設置される電磁石システム、超伝導磁石、米国特許第５，８８３，５５８号、米国特許第５，５６５，８３１号、が適用されている。ＭＲＤ開口部の周囲の遮蔽されたフリンジ場の距離は約２ｍ又はそれ以下まで小さくなる。

[0004]磁気フリンジ場境界の実現可能な縮小にもかかわらず、その様な場の存在はＭＲＤ近傍での上述されている危険の余地を与える。それ故に、解放されている金属物体がフリンジ場及びＭＲＤボアに進入するのを防ぎ患者を金属製器械から保護する自動的で安全な手段を提供することが長年に亘って切実に必要とされている。

米国特許第５，８８３，５５８号米国特許第５，５６５，８３１号

[0005]本発明の一目的は、金属製物体がＭＲＩ装置（ＭＲＤ）の開口を通って磁場（Ｂ）が最大化されている開放ボアに向かって侵入するのを回避するための磁気遮蔽機構（ＭＳＭ）のためのシステムにおいて、ＭＲＤは開口からの距離（Ｌ）増加に伴って減少するフリンジング磁場（Ｂ_Ｆ／Ｌ）を発生させており、ＭＳＭは磁場Ｂ_ＭＳＭを有する少なくとも１つの磁石を備えており、ＭＳＭはＭＲＤの開口から距離Ｌ_ＭＳＭに付着されており、ここに、任意の距離Ｌにて、Ｂ_ＭＳＭ＞＞Ｂ_Ｆ／Ｌである、磁気遮蔽機構のためのシステムを開示することにある。

[0006]本発明の別の目的は、上記の何れかに定義されているＭＳＭが、開放ボアを少なくとも部分的に取り囲むリムとして構成されている、というところにある。

[0007]本発明の別の目的は、上記の何れかに定義されているＭＳＭが、リムの円周の少なくとも一部に沿って配置されている複数の磁石のアレイを備えている、というところにある。

[0008]本発明の別の目的は、上記の何れかに定義されているＭＳＭが、開放ボアへの同ボアの主長手方向軸に沿った出入りを可逆的に往復動式に操縦するように構成されている水平患者ベッド又はガントリー（ひとまとめに「ガントリー」と定義）と関連付けられており、ＭＳＭは、（ｉ）ガントリーの少なくとも一部分を取り囲んでいる、（ｉｉ）ガントリーへ接続して配置されている、（ｉｉｉ）ガントリーの少なくとも一部分の内に又は上に備えられている、及びそれらの組合せ、から成る群のうちの１つへ適合されている、というところにある。

[0009]本発明の別の目的は、上記の何れかに定義されているＭＳＭが、複数の磁石を備えている、というところにある。

[0010]本発明の別の目的は、上記の何れかに定義されているＭＳＭが、アレイ状に提供されている複数の磁石を備えている、というところにある。

[0011]本発明の別の目的は、上記の何れかに定義されているＭＳＭが、医療装置、針、及び外科用器械、実験用品、衣類、衣料品、及び履物、鉄ベースの材料、ニッケル合金、及びフェライト系及びマルテンサイト系結晶構造のステンレス鋼、及びそれらの何れかの組合せ、から成る群より選択されている金属製物体を備えている、というところにある。

[0012]本発明の別の目的は、上記の何れかに定義されているＭＳＭが、通信手段を備えていて、それによりＭＲＤとの遠隔接続を提供している、というところにある。

[0013]本発明の別の目的は、上記の何れかに定義されているＭＳＭが、少なくとも１つのＭＳＭと通信している警報機構と関連付けられており、更には、少なくとも１つのＭＳＭがゲートへ接続して提供されていて金属製器械がゲートを介して侵入すると警報が発せられる、というところにある。

[0014]本発明の別の目的は、上記の何れかに定義されているＭＳＭが、ＭＲＤ防護機構（ＧＭ）と関連付けられていて、ＧＭは、（ｉ）ＭＲＤの開口遮断機構、（ｉｉ）磁場シャッター、（ｉｉｉ）１つ又はそれ以上のＭＳＭ、及びそれらの何れかの組合せ、からなる群より選択されており、警報機構は金属製器械がゲートを介して侵入するときＧＭと通信している、というところにある。

[0015]本発明の別の目的は、上記の何れかに定義されているＭＳＭが金属探知機と通信している、というところにある。

[0016]本発明の別の目的は、上記ＭＳＭの何れかに定義されているＭＳＭが可搬式である、というところにある。

[0017]本発明の別の目的は、ＭＲＤであって、金属製物体がＭＲＤの開口を通って磁場（Ｂ）が最大化されている開放ボアに向かって侵入するのを回避するための１つ又はそれ以上の磁気遮蔽機構（ＭＳＭ）を備えているＭＲＤにおいて、ＭＲＤは開口からの距離（Ｌ）増加に伴って減少するフリンジング磁場（Ｂ_Ｆ／Ｌ）を発生させており、ＭＳＭは磁場Ｂ_ＭＳＭを有する少なくとも１つの磁石を備えており、ＭＳＭはＭＲＤの開口から距離Ｌ_ＭＳＭに付着されており、更に、任意の距離Ｌにて、Ｂ_ＭＳＭ＞＞Ｂ_Ｆ／Ｌである、ＭＲＤにある。

[0018]本発明の別の目的は、上記の何れかに定義されているＭＲＤが、開放ボアを少なくとも部分的に取り囲むリムとして構成されている、というところにある。

[0019]本発明の別の目的は、ＭＲＤが、リムの円周の少なくとも一部に沿って配置されている複数の磁石のアレイを備えている、というところにある。

[0020]本発明の別の目的は、上記の何れかに定義されているＭＲＤにおいて、ＭＲＤが、開放ボアへの同ボアの主長手方向軸に沿った出入りを可逆的に往復動式に操縦するように構成されている水平患者ベッド又はガントリーを追加的に備えており、ＭＳＭは、（ｉ）ガントリーの少なくとも一部分を取り囲んでいる、（ｉｉ）ガントリーへ接続して配置されている、（ｉｉｉ）ガントリーの少なくとも一部分の内に又は上に備えられている、及びそれらの組合せ、から成る群のうちの１つへ適合されている、というところにある。

[0021]本発明の別の目的は、上記の何れかに定義されているＭＲＤが、ＭＳＭを備えており、ＭＳＭが複数の磁石を備えている、というところにある。

[0022]本発明の別の目的は、上記の何れかに定義されているＭＲＤが、ＭＳＭを備えており、当該ＭＳＭでは複数の磁石がアレイ状に提供されている、というところにある。

[0023]本発明の別の目的は、上記の何れかに定義されているＭＲＤにおいて、金属製物体が、医療装置、針、及び外科用器械、実験用品、衣類、衣料品、及び履物、鉄ベースの材料、ニッケル合金、及びフェライト系及びマルテンサイト系結晶構造のステンレス鋼、及びそれらの何れかの組合せ、から成る群より選択されている、というところにある。

[0024]本発明の別の目的は、上記の何れかに定義されているＭＲＤが、以上に定義されているＭＳＭと遠隔に関連付けられている、というところにある。

[0025]本発明の別の目的は、上記の何れかに定義されているＭＲＤが、少なくとも１つのＭＳＭと通信している警報機構を備えており、少なくとも１つのＭＳＭはゲートへ接続して提供されていて金属製器械がゲートを介して侵入すると警報が発せられる、というところにある。

[0026]本発明の別の目的は、上記の何れかに定義されているＭＲＤが、ＭＲＤ防護機構（ＧＭ）を更に備えていて、ＧＭは、（ｉ）ＭＲＤの開口遮断機構、（ｉｉ）磁場シャッター、（ｉｉｉ）１つ又はそれ以上のＭＳＭ、及びそれらの何れかの組合せ、からなる群より選択されており、警報機構は金属製器械がゲートを介して侵入するときＧＭと通信している、というところにある。

[0027]本発明の別の目的は、上記の何れかに定義されているＭＲＤが、金属探知機と通信しているＭＳＭと関連付けられている、というところにある。

[0028]本発明の別の目的は、上記の何れかに定義されているＭＲＤにおいて、ＭＳＭが可搬式である、というところにある。

[0029]本発明及びその実際の実施形をより深く理解するために、これより複数の実施形態を専ら非限定的な例として添付図面を参照しながら説明してゆく。

[0030]最大磁場が印加されている関心体積（１０３）を有する開放ボアと、ボアに隣接するＭＳＭ（２００）と、を有しているＭＲＩ装置（１１０）の概略断面（側面図）を描いており（上側の図を参照）、下側の曲線は、ＶＯＩの中心（１０３、最大磁場１０４が印加されているところ）とボアの開口部を完全に通って提供されている理論上の線（１０２、はるかに小さいフリンジング磁場即ち磁石自体の外の磁場１０５が印加されているところ）と、ＭＲＤの周囲の外部環境（１０６、ゼロ磁場１０７が印加されているところ）の間の距離の関数としての磁場の強度を示している。 [0031]本発明の数例の実施形態による幾つかのＭＳＭの概略前面図を描いたうちの１つである。 [0031]本発明の数例の実施形態による幾つかのＭＳＭの概略前面図を描いたうちの１つである。 [0031]本発明の数例の実施形態による幾つかのＭＳＭの概略前面図を描いたうちの１つである。 [0031]本発明の数例の実施形態による幾つかのＭＳＭの概略前面図を描いたうちの１つである。 [0031]本発明の数例の実施形態による幾つかのＭＳＭの概略前面図を描いたうちの１つである。 [0031]本発明の数例の実施形態による幾つかのＭＳＭの概略前面図を描いたうちの１つである。 [0032]本発明の他の実施形態の概略斜視図を描いており、ＭＲＤ（１１０）は患者（１）がＭＲＤ内部での撮像前に載せられるガントリー（３００）と関連付けられており、ＭＳＭ（２００）はガントリーと関連付けられている。 [0032]本発明の他の実施形態の概略斜視図を描いており、ＭＲＤ（１１０）は患者（１）がＭＲＤ内部での撮像前に載せられるガントリー（３００）と関連付けられており、ＭＳＭ（２００）はガントリーと関連付けられている。 [0033]ＭＲＤ（１１０）及び／又はＭＲＤのキャビネットへのゲート（４００）を描いており、ゲートはＭＳＭ（２００）と関連付けられている。 [0034]１つ又はそれ以上の既定場所に構成することのできる可搬式又はそれ以外のやり方で動かすことのできるＭＳＭと関連付けられているＭＲＤ（１０１）を描いている。

[0035]次に続く説明は、本発明の全ての章に平行して、当業者が発明を利用できるようにするために提供されており、この発明を実施する形態として発明者によって企図される最良の形態を示している。とはいえ、本発明の一般原理は、金属製物体がＭＲＩ装置の開口を通り開放ボアに向かって侵入するのを回避するための手段及び方法を提供するべく具体的に定義されているので、当業者には様々な修正が自明のものとなろう。

[0036]「金属製物体」という用語は、これ以降、印可磁場に応えて磁場を発生させる、強磁性及びフェリ磁性金属の様な、何れかの金属を指す。

[0037]これより図１を参照すると、最大磁場が印加されている関心体積（１０３）を備える開放ボアを有するＭＲＩ装置（１１０）の概略断面（側面図）が描かれている。ボアは開口（１０２）を有しており、そこを介して患者は検査される。図１は、更に、ＶＯＩの中心（１０３、最大磁場１０４が印加されているところ）とボアの開口部を完全に通って提供されている理論上の線（１０２、はるかに小さいフリンジング磁場即ち磁石自体の外の磁場１０５が印加されているところ）と、ＭＲＤの周囲の外部環境（１０６、ゼロ磁場１０７が印加されているところ）の間の距離の関数としての磁場の強度を示している（下側の曲線を参照）。図１は、更に、本発明の１つの実施形態により、ボアの開口部（１０２）のリムに隣接してＭＲＤの外部分に配置されているリング形状の磁気遮蔽部材（ＭＳＭ、２００）を描いている。ＭＳＭの磁気強度（１０１、下側の曲線を参照）は、ＭＲＤのフリンジング磁場（同箇所、１０５）より有効に高い。過って開口部１０２に隣接して提供された金属製器械は、而して、磁力で引き寄せられて開放ボア内に配置されているＭＲＤの磁石に向かって侵入してゆくのではなしに安全なやり方でＭＳＭ２００に向かって磁力で引き寄せられることになる。

[0038]なおも図１を参照して本発明の一例を示す。磁気シールド機構（ＭＳＭ、２００）は、手術道具、医療装置、及び鋭利な器械の様な金属製物体が、ＭＲＩ装置（ＭＲＤ、１１０）の開口（１０２）を通って磁場（Ｂ、１０４）が最大化されている開放ボア（１０３）に向かってゆく危険な侵入を回避するよう特別に適合されている。ＭＲＤは、開口（１０２）からの距離（Ｌ、曲線のｘ軸）増加に伴って減少するフリンジング磁場（Ｂ_Ｆ／Ｌ、１０５）を備えている。ＭＳＭ（２００）は、磁場Ｂ_ＭＳＭ（１０１）を有する少なくとも１つの磁石を備えている。ＭＳＭは、ＭＥＤの外に当該ＭＲＤのＶＯＩから距離Ｌ_ＭＳＭに付着されており、ここでは例えば開口とＭＳＭの間の距離は大凡ゼロであり、ここに、任意の距離Ｌにて、Ｂ_ＭＳＭ＞＞Ｂ_Ｆ／Ｌである。

[0039]次に、本発明の実施形態の幾つかの概略前面図を描いている図２ａから図２ｆを参照する。図２ａは、一例として上側の磁石２０１及び／又は下側の磁石２０２を備えるＭＳＭ（２００）の１つの構成を提示している。図２ｂは、複数の磁石（２０１、２０２、等）を備えるＭＳＭ（２００）の別の構成を提示している。図２ｂは、１つ又はそれ以上の連続した形状の磁石（２０１）を備えるＭＳＭ（２００）の別の構成を提示している。図２ｂは、ボアの開口（１０２）の外に配置されている１つ又はそれ以上の磁石（２０１、２０２）を備えるＭＳＭ（２００）の別の構成、すなわちゲート様ＭＳＭ、を提示している。図２ｅ及び図２ｆは、限定するわけではないが、ＭＳＭ（２００）の他の構成を提示しており、ここでは、リング様ＭＳＭが、ＭＲＤのガントリーの水平患者寝台（３００）の上方に又は少なくとも部分的に取り巻いてなどにより提供されている。

[0040]次に本発明の別の実施形態の概略斜視図を描いている図３を参照する。ＭＲＤ（１１０）は患者（１）がＭＲＤ内での撮像前に載せられるガントリー（３００）と関連付けられている。本発明のこの実施形態によれば、ＭＳＭ（２００）はガントリーと関連付けられていて、例えばＭＲＤの開口（１０２）とは反対側に位置付けられている。ＭＳＭの磁気強度（１０１）は、その場所のフリンジング磁場（１０７）より有効に強く、ＶＯＩ中に印加されている磁場（１０４）より有意に弱い。その上、ＭＳＭの磁場曲線（１０１）は非常に鋭い。磁性ガントリー（３００）の上面図が図３００Ａに与えられている。

[0041]次に、本発明の別の実施形態の概略斜視図を描いている図４を参照する。ＭＲＤ（１１０）は、別の型式のガントリー（３００）と関連付けられている。本発明のこの実施形態によれば、以上に説明されている様に、ＭＳＭ（２００）は当該ガントリーと関連付けられていて、例えばＭＲＤの開口（１０２）とは反対側に位置付けられている。上の概略図に別途示されている様に、ガントリー３００Ｄは、ガントリーの非磁性部分（３００Ｃ）の周囲に磁性リム（３００Ｂ）を備えている。ＭＳＭの磁気強度（１０１）は、その場所のフリンジング磁場（１０５−１０７）より有効に強く、ＶＯＩ中に印加されている磁場（１０４）より有意に弱い。ＭＳＭの磁気曲線（１０１）は広い形状を有している。

[0042]次に、本発明の別の実施形態の概略斜視図を描いている図５を参照する。ＭＲＤ（１１０）及び／又はＭＲＤのキャビネットへのゲート（４００）がＭＳＭ（２００）と関連付けられている。撮像されることになっている患者は、ＭＲＤの隣接環境に接近する前に当該ＭＳＭを通過するよう案内される。ゲート（４００）内の磁場（１０１）は、当該場所の磁気フリンジング場（１０７）より有意に大きい。

[0043]次に、発明の別の実施形態の概略斜視図を描いている図６を参照する。ＭＲＤ（１０１）は、１つ又はそれ以上の既定場所に構成することのできる可搬式又はそれ以外のやり方で動かせるＭＳＭと関連付けられている。本発明の１つの例では、ＭＳＭは、ＭＥＤのボア開口部に近接して（例えば、ボアの開口に、又は開口に隣接して）場所２００Ａに、又はＭＲＤのガントリー（３００）に沿って場所２００ｂに、及びガントリーの端に近い別の遠隔場所２００ｃに、位置付けられる。本発明の１つの実施形態では、ＭＳＭは、入れ子式の機械的機構を用いて、又は１つ又はそれ以上のレバー又は変換手段によって、又は何れかの他の有用な機構で、可逆的に往復動される。

１患者
１０１ＭＳＭ（磁気遮蔽機構）の磁気強度
１０２開口、開口部
１０３関心体積
１０４最大印可磁場
１０５フリンジング磁場
１０６ＭＲＤの周囲の外部環境
１０７フリンジング磁場、ゼロ磁場
１１０ＭＲＤ（ＭＲＩ装置）
２００ＭＳＭ（磁気遮蔽機構）
２００ａ、２００ｂ、２００ｃＭＳＭ位置付け場所
２０１上側の磁石
２０２下側の磁石
３００、３００Ａ、３００Ｄガントリー
３００Ｂガントリー周囲の磁性リム
３００Ｃガントリーの非磁性部分
４００ゲート
Ｂ磁場
Ｌ開口からの距離

Claims

金属製物体が磁気共鳴装置（ＭＲＤ、１１０）の磁場によって引き寄せられて当該ＭＲＤの開口（１０２）を通り開放ボア（１０３）に向かって侵入するのを回避するために前記ＭＲＤ（１１０）と組み合わせて使用するための磁気遮蔽機構（ＭＳＭ、２００）であって、前記ＭＳＭ（２００）が前記ＭＲＤ（１１０）の外に前記ＭＲＤの開口（１０２）から距離Ｌに付着されている少なくとも１つの磁石を備えていることを特徴とするＭＳＭにおいて、前記少なくとも１つの磁石（２００）によって生成される磁場（Ｂ_ＭＳＭ）の強度は、金属製物体が前記ＭＲＤ（１１０）の前記開放ボア（１０３）の中へ引き寄せられてゆくのではなしに前記ＭＳＭ（２００）に向かって引かれることになるように、前記距離Ｌでの前記ＭＲＤ（１１０）によって生成されるフリンジング磁場（Ｂ_Ｆ／Ｌ）の強度より大きくなるように選択されている、ＭＳＭ。
前記ＭＳＭは、前記開口を少なくとも部分的に取り囲むリムとして構成されている、請求項１に記載のＭＳＭ。
前記ＭＳＭは、前記リムの円周の少なくとも一部に沿って配置されている複数の磁石のアレイを備えている、請求項２に記載のＭＳＭ。
前記ＭＳＭは、前記開放ボアの主長手方向軸に沿って可逆的に往復動するように構成されている、請求項１に記載のＭＳＭ。
前記ＭＲＤとの通信手段を更に備えている請求項１に記載のＭＳＭ。
前記ＭＳＭは、ゲートと、前記ＭＲＤと通信しているゲート警報機構と、を更に備えており、前記ゲート警報機構は金属製物体が前記ゲートを介して侵入すると起動される、請求項１に記載のＭＳＭ。
金属探知機と通信するための通信手段をさらに備える、請求項１に記載のＭＳＭ。
前記ＭＳＭは、当該ＭＳＭを１つより多い既定場所に位置付けできるように前記ＭＲＤの開口に対して可動である、請求項１に記載のＭＳＭ。
磁気共鳴装置（ＭＲＤ、１１０）であって、開放ボア（１０３）と、開口（１０２）と、金属製物体が前記ＭＲＤ（１１０）の磁場によって引き寄せられて前記開口（１０２）を通り前記開放ボア（１０３）に向かって侵入するのを回避するための少なくとも１つの磁気遮蔽機構（ＭＳＭ、２００）と、を備えているＭＲＤにおいて、前記ＭＳＭ（２００）が前記開放ボア（１０３）の外に前記ＭＲＤの開口（１０２）から距離Ｌに付着されている少なくとも１つの磁石を備えていることを特徴としており、前記少なくとも１つの磁石によって生成される磁場（Ｂ_ＭＳＭ）の強度は、前記金属製物体が前記ＭＲＤ（１１０）の前記開放ボア（１０３）の中へ引き寄せられてゆくのではなしに前記ＭＳＭ（２００）に向かって引かれることになるように、前記距離Ｌでの前記ＭＲＤ（１１０）によって生成されるフリンジング磁場（Ｂ_Ｆ／Ｌ）の強度より大きくなるように選択されている、ＭＲＤ。
前記ＭＳＭは、前記開口を少なくとも部分的に取り囲むリムとして構成されている、請求項９に記載のＭＲＤ。
前記ＭＳＭは、前記リムの円周の少なくとも一部に沿って配置されている複数の磁石のアレイを備えている、請求項１０に記載のＭＲＤ。
前記ＭＳＭは、前記開放ボアの主長手方向軸に沿って可逆的に往復動するように構成されている、請求項９に記載のＭＲＤ。
請求項９に記載のＭＲＤと、前記ＭＲＤと少なくとも１つのＭＳＭの間の通信手段と、を備えているＭＲＤシステム。
前記少なくとも１つのＭＳＭは、ゲートと、前記ＭＲＤと通信しているゲート警報機構と、を更に備えており、前記ゲート警報機構は金属製物体が前記ゲートを介して侵入すると起動される、請求項１３に記載のＭＲＤシステム。
前記ＭＳＭは金属探知機と通信するための通信手段を備えている、請求項９に記載のＭＲＤ。
前記ＭＳＭは、当該ＭＳＭを１つより多い既定場所に位置付けできるように前記ＭＲＤの開口に対して可動である、請求項９に記載のＭＲＤ。