JP7076963B2 - 医用画像診断装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、医用画像診断装置に関する。

磁気共鳴イメージング（Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ Ｉｍａｇｉｎｇ：以下、ＭＲＩと呼ぶ）装置は、核磁気共鳴を用いて非侵襲的に患者の断層画像を取得する装置である。ＭＲＩ装置は、放射線被爆がなく、高解像度の患部の３次元データを取得可能であって、医用現場で広く使われている。

ＭＲＩ装置は、磁石等の撮像機構を装備する架台を有している。架台には略中空形状のボアが形成されている。ＭＲ撮像はボア内に患者が挿入された状態において行われる。比較的大きいボア径を有する架台が開発されているが、長時間に及ぶＭＲ撮像時間や架台駆動中の騒音、ボア内での圧迫感及び閉塞感により、ＭＲ検査にストレスを感じる患者は少なくない。特に、閉所恐怖を持つ患者は、ＭＲＩ装置における撮像空間内の環境は耐えられないことがある。このため、閉所恐怖を持つ患者は、ＭＲＩ装置による検査を受けることができないことも多い。

特願２０１６－２０２５１４号公報 特願２０１６－２０２５１５号公報

本発明が解決しようとする課題は、架台のボア内において被検体の閉塞感の軽減を図ることにある。

本実施形態に係る医用画像診断装置は、架台と、移動体と、スクリーンと、反射部と、フレームとを有する。架台は、ボアが形成され、医用撮像機構を装備する。移動体は、前記ボア内を移動可能である。スクリーンは、前記移動体に設けられ、映写機からの映像が前記ボアへの天板の挿入側とは反対側から投影される。反射部は、前記スクリーンに投影された映像を反射する。フレームは、前記移動体に設けられ、前記反射部を支持する。前記反射部は、複数のプリズムを１次元方向に沿って配列した構造を有する。

図１は、本実施形態に係る医用画像診断装置を含む医用画像診断システムの構成を示す図である。 図２は、本実施形態における磁気共鳴イメージング装置の構成を示す図である。 図３は、本実施形態における移動式スクリーン装置の斜視図である。 図４は、本実施形態における移動式スクリーン装置の側面図である。 図５は、本実施形態において、互いに隣接した移動式スクリーン装置と天板との斜視図である。 図６は、本実施形態において、スクリーンと反射板と頭部コイル装置を装着した被検体との位置関係の一例を示す図である。 図７は、本実施形態において、反射板における反射特性の一例を示す図である。 図８は、本実施形態において、反射板を天板の載置面側から見た図である。 図９は、本実施形態において、１次元方向に湾曲した複数のプリズムを有する反射板を天板の載置面側から見た図である。 図１０は、本実施形態における図５および図８のＦＰ－ＦＰ線矢視断面図である。 図１１は、本実施形態の応用例において、図５および図８のＦＰ－ＦＰ線矢視断面図である。 図１２は、本実施形態の応用例において、図５および図８のＦＰ－ＦＰ線矢視断面図である。

以下、図面を参照しながら本実施形態に係わる医用画像診断装置を説明する。なお、以下の説明において、略同一の機能及び構成を有する構成要素については、同一符号を付し、重複説明は必要な場合に行う。

図１は、本実施形態に係る医用画像診断装置１０を含む医用画像診断システム１の構成を示す図である。図１に示すように、医用画像診断システム１は、互いに有線又は無線で通信可能に接続された医用画像診断装置１０と映写機１００と映写機制御装置２００とを含む。医用画像診断装置１０は、架台１１、寝台１３、移動式スクリーン装置１５及び撮像制御ユニット１７を有する。架台１１は、医用撮像を実現するため医用撮像機構を装備する。架台１１には、例えば、中空形状を有するボアが形成されている。なお、ボアは、例えば、７０ｃｍ程度のオープン形状であってもよい。また、架台１１は、ボアの代わりに、開放された撮像空間を有していてもよい。架台１１の前方には寝台１３が設置されている。寝台１３は被検体Ｐが載置される天板を移動自在に支持する。寝台１３は架台１１及びコンソール等による制御に従い天板を移動する。架台１１のボア内には移動式スクリーン装置１５が移動可能に設けられている。架台１１の後方には映写機１００が設置されている。移動式スクリーン装置１５には映写機１００からの映像が投影される。

映写機制御装置２００は、映写機１００を制御するコンピュータ装置である。映写機制御装置２００は、映写対象の映像に関するデータを映写機１００に供給する。

映写機１００は、映写機制御装置２００からのデータに対応する映像を移動式スクリーン装置１５のスクリーンに投影する。

撮像制御ユニット１７は、医用画像診断装置１０の中枢として機能する。例えば、撮像制御ユニット１７は、医用撮像を行うために架台１１を制御する。また、撮像制御ユニット１７は、医用撮像において架台１１により収集されたデータに基づいて被検体Ｐに関する医用画像を再構成する。なお、撮像制御ユニット１７は、映写機制御装置２００を介して映写機１００を制御可能に構成されてもよい。なお、本実施形態における医用画像診断システム１の構成は上記に限定されない。

本実施形態に係る医用画像診断システム１は、映写機１００と移動式スクリーン装置１５とを利用して、医用画像診断装置１０による医用撮像時におけるボア内の居住性を高めることを可能にする。本実施形態に係る医用画像診断装置１０としては、ボアが形成された架台１１を用いて被検体Ｐを撮像可能な如何なる装置でもよい。具体的には、本実施形態に係る医用画像診断装置１０としては、磁気共鳴イメージング（Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ Ｉｍａｇｉｎｇ：以下、ＭＲＩと呼ぶ）装置、Ｘ線コンピュータ断層撮影（ＣＴ：Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置、ＰＥＴ（Ｐｏｓｉｔｒｏｎ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置及びＳＰＥＣＴ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｐｈｏｔｏｎ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置等の単一モダリティに適用可能である。或いは、本実施形態に係る医用画像診断装置１０としては、ＭＲ／ＰＥＴ装置、ＣＴ／ＰＥＴ装置、ＭＲ／ＳＰＥＣＴ装置、ＣＴ／ＳＰＥＣＴ装置等の複合モダリティに適用されてもよい。以下の説明を具体的に行うため、本実施形態に係る医用画像診断装置１０は、ＭＲＩ装置１０であるとする。また、ＭＲＩ装置１０と映写機１００と映写機制御装置２００とを含む医用画像診断システム１をＭＲＩシステム１と呼ぶことにする。

図２は、本実施形態に係るＭＲＩ装置１０の構成を示す図である。図２に示すように、ＭＲＩ装置１０は、撮像制御ユニット１７、架台１１、寝台１３及び移動式スクリーン装置１５を有する。撮像制御ユニット１７は、傾斜磁場電源２１、送信回路２３、受信回路２５及びコンソール２７を有する。コンソール２７は、撮像制御回路３１、処理回路３３、ディスプレイ３５、インタフェース３６、及び記憶装置３７を有する。撮像制御回路３１、処理回路３３、ディスプレイ３５、インタフェース３６、及び記憶装置３７は、互いにバスを介して通信可能に接続されている。傾斜磁場電源２１、送信回路２３及び受信回路２５は、コンソール２７と架台１１とは別個に設けられている。

架台１１は、静磁場磁石４１、傾斜磁場コイル４３及びＲＦコイル４５を有する。また、静磁場磁石４１と傾斜磁場コイル４３とは架台１１の筐体（以下、架台筐体と呼ぶ）５１に収容されている。なお、ＭＲＩ装置１０は、静磁場磁石４１と傾斜磁場コイル４３との間において中空の円筒形状のシムコイルを有していてもよい。架台筐体５１には中空形状を有するボア５３が形成されている。架台筐体５１のボア５３内にＲＦコイル４５が配置される。また、架台筐体５１のボア５３内に本実施形態に係る移動式スクリーン装置１５が配置される。

静磁場磁石４１、傾斜磁場コイル４３及びＲＦコイル４５等は、医用撮像機構に相当する。なお、医用画像診断装置１０がＣＴ装置、ＰＥＴ装置、ＳＰＥＣＴ装置、ＣＴ／ＰＥＴ装置、ＭＲ／ＰＥＴ装置、ＭＲ／ＳＰＥＣＴ装置、ＣＴ／ＳＰＥＣＴ装置等の各種モダリティである場合、医用撮像機構は、これらモダリティにおける架台に装備された各種撮像機器一式に相当する。

静磁場磁石４１は、中空の略円筒形状を有し、略円筒内部に静磁場を発生する。静磁場磁石４１としては、例えば、永久磁石、超伝導磁石または常伝導磁石等が使用される。ここで、静磁場磁石４１の中心軸をＺ軸に規定し、Ｚ軸に対して鉛直に直交する軸をＹ軸と呼び、Ｚ軸に水平に直交する軸をＸ軸と呼ぶことにする。

傾斜磁場コイル４３は、静磁場磁石４１の内側に取り付けられ、中空の略円筒形状に形成されたコイルユニットである。傾斜磁場コイル４３は、傾斜磁場電源２１からの電流の供給を受けて傾斜磁場を発生する。

傾斜磁場電源２１は、撮像制御回路３１による制御に従い傾斜磁場コイル４３に電流を供給する。傾斜磁場電源２１は、傾斜磁場コイル４３に電流を供給することにより、傾斜磁場コイル４３に傾斜磁場を発生させる。

ＲＦコイル４５は、傾斜磁場コイル４３の内側に配置される。ＲＦコイル４５は、送信回路２３からＲＦパルスの供給を受けて高周波磁場を発生する。ＲＦコイル４５から発生された高周波磁場は、対象原子核に固有の共鳴周波数で振動し、被検体Ｐ内に存在する対象原子核を励起させる。ＲＦコイル４５は、励起された対象原子核から発せられる磁気共鳴信号（以下、ＭＲ信号と呼ぶ）を受信する。受信されたＭＲ信号は、有線又は無線を介して受信回路２５に供給される。なお、上述のＲＦコイル４５は、送受信機能を有するコイルであるとしたが、送信用ＲＦコイルと受信用ＲＦコイルとが別々に設けられてもよい。

送信回路２３は、被検体Ｐ内に存在する例えばプロトンなどの対象原子核を励起するための高周波磁場を、ＲＦコイル４５を介して被検体Ｐに送信する。

受信回路２５は、励起された対象原子核から発生されるＭＲ信号を、ＲＦコイル４５を介して受信する。受信回路２５は、受信されたＭＲ信号を信号処理してデジタルのＭＲ信号を発生する。デジタルのＭＲ信号は、有線又は無線を介して処理回路３３に供給される。

架台１１に隣接して寝台１３が設置される。寝台１３は、天板１３１と基台１３３とを有する。天板１３１には被検体Ｐが載置される。基台１３３は、天板１３１をＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸各々に沿ってスライド可能に支持する。基台１３３には寝台駆動装置１３５が収容される。寝台駆動装置１３５は、撮像制御回路３１からの制御を受けて天板１３１を移動させる。寝台駆動装置１３５としては、例えば、サーボモータやステッピングモータ等の如何なるモータが用いられてもよい。

撮像制御回路３１は、処理回路３３から出力された撮像プロトコルに従って、傾斜磁場電源２１、送信回路２３、受信回路２５、及び撮像制御回路３１を制御し、被検体Ｐに対する撮像を行う。撮像プロトコルは、検査に応じた各種パルスシーケンスを有する。撮像プロトコルには、傾斜磁場電源２１により傾斜磁場コイル４３に供給される電流の大きさ、傾斜磁場電源２１により電流が傾斜磁場コイル４３に供給されるタイミング、送信回路２３によりＲＦコイル４５に供給されるＲＦパルスの大きさ、送信回路２３によりＲＦコイル４５にＲＦパルスが供給されるタイミング、受信回路２５によりＭＲ信号が受信されるタイミング等が定義されている。

処理回路３３は、ハードウェア資源として、プロセッサと各種メモリとを有する。処理回路３３は、システム制御機能３３１、再構成機能３３３、画像処理機能３３５等の各種処理機能を有する。システム制御機能３３１、再構成機能３３３、画像処理機能３３５等の各種処理機能は、コンピュータによって実行可能なプログラムの形態で記憶装置３７に記憶されている。処理回路３３は、これら各種機能に対応するプログラムを記憶装置３７から読み出し、実行することで各プログラムに対応する機能を実現するプロセッサである。換言すると、各プログラムを読みだした状態の処理回路３３は、図２の処理回路３３内に示された各機能を有することになる。

なお、図２においては単一の処理回路３３にてこれら各種機能が実現されるものとして説明したが、複数の独立したプロセッサを組み合わせて処理回路３３を構成し、各プロセッサがプログラムを実行することにより機能を実現するものとしても構わない。換言すると、上述のそれぞれの機能がプログラムとして構成され、１つの処理回路が各プログラムを実行する場合であってもよいし、特定の機能が専用の独立したプログラム実行回路に実装される場合であってもよい。なお、処理回路３３が有するシステム制御機能３３１、再構成機能３３３、画像処理機能３３５は、それぞれシステム制御部、再構成部、画像処理部の一例である。

上記説明において用いた「プロセッサ」という文言は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）或いは、特定用途向け集積回路（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ：ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理デバイス（例えば、単純プログラマブル論理デバイス（Ｓｉｍｐｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ：ＳＰＬＤ）、複合プログラマブル論理デバイス（Ｃｏｍｐｌｅｘ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ：ＣＰＬＤ）、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ：ＦＰＧＡ））等の回路を意味する。

プロセッサは記憶装置３７に保存されたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。なお、記憶装置３７にプログラムを保存する代わりに、プロセッサの回路内にプログラムを直接組み込むよう構成しても構わない。この場合、プロセッサは回路内に組み込まれたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。寝台制御回路１０９、送信回路２３、受信回路２５、撮像制御回路３１等も同様に、上記プロセッサなどの電子回路により構成される。

処理回路３３は、システム制御機能３３１により、ＭＲＩ装置１０を統括的に制御する。具体的には、処理回路３３は、記憶装置３７に記憶されているシステム制御プログラムを読み出してメモリ上に展開し、展開されたシステム制御プログラムに従って本ＭＲＩ装置１０の各回路を制御する。例えば、処理回路３３は、システム制御機能３３１により、インタフェース３６を介して操作者から入力された撮像条件に基づいて、撮像プロトコルを記憶装置３７から読み出す。処理回路３３は、撮像プロトコルを撮像制御回路３１に出力し、被検体Ｐに対する撮像を制御する。

処理回路３３は、再構成機能３３３により、リードアウト傾斜磁場の勾配強度に従ってｋ空間のリードアウト方向に沿ってＭＲデータを配列する。処理回路３３は、ｋ空間に配列されたＭＲデータに対してフーリエ変換を行うことにより、ＭＲ画像を再構成する。処理回路３３は、ＭＲ画像を、ディスプレイ３５や記憶装置３７に出力する。

処理回路３３は、画像処理機能３３５により、ＭＲ画像に種々の画像処理を施す。処理回路３３は、画像処理が施されたＭＲ画像を、ディスプレイ３５や記憶装置３７に出力する。

ディスプレイ３５は、種々の情報を表示する。例えば、ディスプレイ３５は、再構成されたＭＲ画像、画像処理が施されたＭＲ画像を表示する。また、ディスプレイ３５は、映写機１００により映写される映像を表示してもよい。

インタフェース３６は、操作者からの各種指示や情報入力を受け付ける回路等を有する。インタフェース３６における回路は、例えば、マウス等のポインティングデバイス、あるいはキーボード等の入力デバイスに関する回路である。なお、インタフェース３６における回路は、マウス、キーボードなどの物理的な操作部品に関する回路に限定されない。例えば、本ＭＲＩ装置１０とは別体に設けられた外部の入力機器から入力操作に対応する電気信号を受け取り、受け取った電気信号を種々の回路へ出力するような電気信号の処理回路もインタフェース３６における回路の例に含まれる。なお、インタフェース３６は、有線のケーブル、無線、ネットワーク等を介して、映写機制御装置２００、映写機１００、ＰＡＣＳサーバ等の外部装置との間でデータ通信を行う回路を有していてもよい。

記憶装置３７は、ｋ空間に配列されたＭＲデータ、ＭＲ画像のデータ等を記憶する。記憶装置３７は、各種撮像プロトコル、撮像プロトコルを規定する複数の撮像パラメータを含む撮像条件等を記憶する。記憶装置３７は、処理回路３３で実行される各種機能に対応するプログラムを記憶する。記憶装置３７は、例えば、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子、ハードディスクドライブ（ｈａｒｄ ｄｉｓｋ ｄｒｉｖｅ）、ソリッドステートドライブ（ｓｏｌｉｄ ｓｔａｔｅ ｄｒｉｖｅ）、光ディスク等である。また、記憶装置３７は、ＣＤ－ＲＯＭドライブやＤＶＤドライブ、フラッシュメモリ等の可搬性記憶媒体との間で種々の情報を読み書きする駆動装置等であってもよい。

以下、図３乃至図５を参照しながら本実施形態における移動式スクリーン装置１５の構造について説明する。図３は、本実施形態に係る移動式スクリーン装置１５の斜視図である。図４は、移動式スクリーン装置１５の側面図である。図５は、互いに隣接した移動式スクリーン装置１５と天板１３１との斜視図である。図３乃至図５に示すように、スクリーン６３および反射板（反射部）６７は、ＭＲＩ装置１０のボア５３内に適用される場合は、移動体６１を介して天板１３１に固定される。好適には、反射板６７は、天板１３１における頭部位置の直上に配置される。なお、反射板６７は、頭部コイル装置に搭載されてもよい。

図３乃至図５に示すように、移動式スクリーン装置１５は、移動体６１、スクリーン６３、フレーム６５及び反射板６７を有する。移動体６１は、スクリーン６３とフレーム６５とを支持する。移動体６１は、架台筐体５１の内壁５７において中心軸Ｚに平行に設けられた不図示のレールに沿って移動可能な構造体（移動台車）である。レールおよび移動体６１は、磁場に作用しない非磁性材料により形成される。移動体６１の下部には、レールにおける走行性を高めるため、レールを転がる不図示の車輪が設けられる。なお、移動体６１がレールを走行可能であれば、必ずしも車輪が設けられる必要は無く、レールに接触する面が低摩擦係数を有する材料により形成されればよい。また、レールと車輪の代わりに、直動軸受等のガイドが設けられてもよい。図５に示すように、移動体６１と天板１３１とは隣接していてもよい。このとき、移動体６１は、天板１３１とともにボア５３の中心軸Ｚに沿って、ボア内を移動可能となる。天板１３１の移動体６１側には、頭部コイル装置の下部コイル１３７が取り付けられている。下部コイル１３７は、天板１３１に仰向けに載置された被検体Ｐの視界を遮ることなく被検体Ｐの後頭部を覆うことができる湾曲形状を有している。

図３乃至図５に示すように、スクリーン６３は、移動体６１に設けられている。スクリーン６３には、映写機１００からの映像がボア５３への天板１３１の挿入側とは反対側から投影される。すなわち、映写機１００は、スクリーン６３を挟んで寝台１３とは反対側に配置される。スクリーン６３における少なくとも上半分は、ボア５３においてＺ軸に垂直な断面形状と同様な形状を有し、ボア内を移動可能なサイズで構成される。スクリーン６３の下端は、移動体６１の形状に合わせた形状を有する。ここで、スクリーン６３の映写機１００側の面を表面、寝台１３側の面を裏面と呼ぶことにする。

スクリーン６３は、アクリル、ポリカーボネート、ウレタン系ポリマー、オレフェン系ポリマーなどの非磁性の透明基材の表面に、散乱加工または拡散加工されて形成される。ここで、散乱加工とは、例えば、サンドブラストなどの表面処理（ブラスト処理）、微細な凹凸面を形成するコーティング塗装、拡散加工とは、例えばマイクロプリズムなどの各種拡散器（ディフューザー）の取り付けなどである。なお、これらの加工の代わりに、透明基材に白色粒子を分散させてもよい。また、スクリーン６３は、表面に映像を映し出すため、スクリーン６３は半透明の材料で形成されるとよい。このような半透明の材料としては、半透明のプラスチックや磨りガラス等が用いられるとよい。

映写機１００から射出された投影光は、スクリーン６３の表面に照射され、投影光に対応する映像が裏面に映し出される。これにより被検体Ｐ等は、寝台１３側から、スクリーン６３に映し出された映像を、反射板６７を介して見ることができる。スクリーン６３の表面形状は、平面形状であっても曲面形状であってもよい。スクリーン６３の表面形状が曲面形状である場合、凸面が映写機１００側を向く、すなわち、凸面が表面を成すように配置されるとよい。凸面が映写機１００側を向くことにより、天板１３１に載置された被検体Ｐの頭部の後方周辺をスクリーン６３で覆うことが可能となる。これにより被検体Ｐの視野をスクリーン６３に映し出された映像で満たし、被検体Ｐを映像に没入させることが可能となる。

図３、図４及び図５に示すように、フレーム６５は、移動体６１に設けられ、反射板６７を支持する。具体的には、フレーム６５は、フレーム６５と移動体６１との接続箇所６６を介して中心軸Ｚに沿って移動可能に移動体６１に設けられる。これにより、反射板６７の位置は、中心軸Ｚに沿って調整可能となる。フレーム６５は、例えば、透明な材質により構成される。これにより、フレーム６５による被検体Ｐへの圧迫感を低減させることができる。接続箇所６６は、直動軸受とガイドレール６２との接触面に相当する。接続箇所６６は、移動体６１において、映写機１００からスクリーン６３に投影される映像を遮断しない位置に設けられる。

フレーム６５は、第１支持部６５１と第２支持部６５３とを有する。第１支持部６５１の下端は、不図示の直動軸受およびガイドレール６２を介して、移動体６１に設けられる。第１支持部６５１は、例えば、ボア５３の内壁５７に沿って湾曲した形状を有するアーチ部材である。第１支持部６５１の形状は、映写機１００からスクリーン６３に投影される映像を遮断しない形状であれば、上記形状に限定されない。第２支持部６５３は、第１支持部６５１からスクリーン６３を超えて寝台１３側に延伸するアーム部材である。例えば、第２支持部６５３は、スクリーン６３における上端と下端の中点より上部のスクリーン６３の外縁とボア５３の内壁５７との間隙を通すことにより、スクリーン６３を跨いで、反射板６７を支持する。

また、第２支持部６５３は、図４に示すように、第２支持部６５３に設けられた回転機構（図示せず）により、回転軸ＲＲ１回りに反射板６７を回転可能に支持する。回転軸ＲＲ１は、例えば、スクリーン６３に対する反射板６７の向きを調整可能なようにＸ軸に平行に設けられる。なお、第２支持部６５３の構造は、図３乃至図５に記載の構造に限定されない。例えば、第２支持部６５３は、第１支持部６５１の上端から、ボア５３の中心軸Ｚに沿ってスクリーン６３を超えて、下部コイル１３７の直上の位置まで延伸する一つのアーム部材であってもよい。

反射板６７は、スクリーン６３に投影された映像を反射する。具体的には、反射板６７は、移動体６１と天板１３１とが連結されている状態において、天板１３１に載置された被検体Ｐの頭部または頭部コイル装置にぶつからない程度に移動体６１の表面から離れて、フレーム６５の第２支持部６５３により支持される。図３乃至図５に示すように、反射板６７は、第２支持部６５３の寝台１３側の略端部に設けられている。反射板６７は、スクリーン６３の表面に映し出された映像を反射する。反射板６７は、非磁性材料により構成される。反射板６７は、例えば、軽量化および安全性を考慮してプラスチックミラーで構成されることが好ましい。プラスチックミラーは、反射特性を有するミラー薄膜（反射膜）を透明プラスチック上に形成することにより、作成される。ミラー薄膜は、金属薄膜よりも非磁性材料の誘電体多層膜が好ましい。下部コイル１３７に頭部が配置された被検体Ｐは、スクリーン６３に投影された映像を、反射板６７を介して見ることができる。この時、反射板６７は、スクリーン６３に投影された映像を被検体Ｐの視線方向に反射させるために、水平方向に対して傾けて配置される。

例えば、架台筐体５１に形成されたボア５３が、ボア５３の口径が略６０ｃｍなどのナローボアで構成される場合、天板１３１に載置された被検体Ｐの目の位置からボア５３の内壁５７までの距離は、２０ｃｍ以下となる。さらに、被検体Ｐに対して頭部コイル装置が装着された場合、頭部コイル装置の最頂位置からボア５３の内壁５７までの距離は、例えば、１０ｃｍ未満となる。これらのことから、ナローボアまたは頭部コイル装置の使用時において、反射板６７における正反射を介してスクリーン６３に投影された映像を被検体Ｐに提示するために、水平方向に対して反射板６７を傾斜させることが困難となる。以下、上記困難を解消する反射板６７の構造について説明する。

反射板６７は、光の入射方向に対して正反射方向とは異なる方向に反射させる構造を有する。この反射板６７により、ナローボアまたは頭部コイル装置の使用時においてもスクリーン６３に投影された映像を、被検体Ｐに提示することができる。図６は、スクリーン６３と反射板６７と頭部コイル装置１４０を装着した被検体Ｐとの位置関係の一例を示す図である。図７は、反射板６７における反射特性の一例を示す図である。図６に示すように、反射板６７は、被検体Ｐおよび頭部コイル装置１４０の上部コイル１３９に接触しない傾斜角度で傾斜される。図６および図７における破線は、反射板６７へ水平方向に入射した光ＬＥが反射板６７で反射され、垂直方向Ｙに対する角度θｎに沿った反射光ＬＲが被検体Ｐの目に到達する一例を示している。ここで、角度θｎの沿った反射光ＬＲは、被検体Ｐの視野の中心線の一例である。

スクリーン６３から離れた反射板６７の端部（以下、下端と呼ぶ）よりスクリーン６３に近い反射板６７の端部（以下、上端と呼ぶ）がボア５３の内壁５７に近くなるように、反射板６７は、傾けられる。また、反射板６７の下端が反射板６７の上端より被検体Ｐに近くなるように、反射板６７は、傾けられる。なお、スクリーン６３に投影された映像を被検体Ｐに提示するための反射板６７の角度は、水平であってもよい。図７に示すように、本実施形態における反射板６７は、光の入射方向ＬＥに対して正反射方向とは異なる方向ＬＲに反射させる。すなわち、反射板６７における光の入射角度αよりも反射角度βが小さくなる（α＞β）ように、反射角度が設定される。具体的には、スクリーン６３から発せられた映像光が反射板６７で反射されて被検体Ｐの目の方向に反射する角度に、反射角度が設定される。

反射角度に対する必要条件は、天板１３１に載置された被検体Ｐがスクリーン６３に投影された映像を観察できることである。以下、上記必要条件について説明する。反射板６７のサイズは、好適には、被検体Ｐの視野範囲を包含するサイズである。このとき、天板１３１に載置された被検体Ｐの視野範囲にボア５３の内壁５７が入らないため、スクリーン６３に投影された映像に対する被検体Ｐの没入感は向上する。例えば、天板１３１に載置された被検体Ｐにボア５３の内壁５７を意識させないために、反射板６７においてＸ軸方向に沿った長さは被検体Ｐの視野の中心線から左右それぞれ６０°以上の範囲に含まれる長さであることが望ましい。反射板６７においてＸ軸方向に沿った長さは、例えば、天板１３１からボア５３の内壁５７まで距離に基づいて設定される。なお、スクリーン６３が平面スクリーンである場合、反射板６７は、天板１３１側を凸部として湾曲してもよい。

以下、天板１３１に載置された被検体Ｐが反射板６７を介してスクリーン６３に投影された映像の一部を視認できる限界条件について説明する。このとき、２つの限界条件が存在する。一つ目の限界条件は、スクリーン６３の上端が反射板６７の下端を介して被検体Ｐに視認される条件であって、被検体Ｐの下視野側の条件（以下、下視野限界条件と呼ぶ）である。２つ目の限界条件は、スクリーン６３の下端が反射板６７の上端を介して被検体Ｐに視認される条件であって、被検体Ｐの上視野側の条件（以下、上視野限界条件と呼ぶ）である。

まず、スクリーン６３の上端が視認される下視野限界条件について説明する。説明を具体的にするために、反射板６７のサイズは、狭義の視野範囲を想定する。狭義の視野範囲は、例えば、天板１３１に載置された被検体Ｐにおいて、水平面を基準として、６０°から１３０°までの範囲に相当する。このとき、スクリーン６３の上端が反射板６７の下端に映る下視野限界条件は、スクリーン６３の上端と反射板６７の下端とを結ぶ直線が水平になるときである。この下視野限界条件において、スクリーン６３に投影された映像が反射板６７を反射して被検体Ｐの目に到達するとき、仮想鏡面の配置角度、すなわち正反射させるミラーの傾斜角度は、水平面から例えば６５°となる。このとき、仮想鏡面の法線方位の角度は－２５°となる。反射板６７の配置角度は、ボア５３の内壁５７および被検体Ｐに接触しない範囲で設定される。ここで、水平面に対する反射板６７の配置角度をα１とし、反射板６７における反射角度をα２とすると、仮想鏡面の配置角度は、反射板６７の配置角度α１と反射板６７における反射角度α２との和（α１＋α２：以下、設定角度と呼ぶ）に対応する。

次に、上視野限界条件について説明する。スクリーン６３の下端が反射板６７の上端に映る上視野限界条件は、仮想鏡面の法線が垂直、すなわち仮想鏡面の配置角度が０°となるときである。この上視野限界条件において、反射板６７の上端にスクリーン６３の下端が映る。上視野限界条件において、仮想鏡面の法線をスクリーン６３側に倒すためには反射板６７を水平方向に移動させる必要がある。実際には、反射板６７の配置角度は、ボア５３の内壁５７および被検体Ｐに接触しない範囲で設定される。上述した下視野限界条件および上視野限界条件によれば、スクリーン６３に投影された映像は、反射板６７により上下、すなわちＹ軸方向に対して反転される。このため、映写機１００からスクリーン６３に投影される映像は、被検体Ｐにより視認される映像を正立状態にするために、予め上下に反転される。

実際には、反射板６７の配置角度によっては、反射板６７に被検体Ｐの顔が映りこむことがある。このため、反射板６７への被検体Ｐの顔の映り込みを防止するための条件について説明する。この条件を満たすための反射板６７の配置角度および反射板６７における反射角度は、以下のようにして設定される。まず、反射板６７の下端を通り被検体Ｐの頭部に接する頭接線と、反射板６７の下端と被検体Ｐの目の位置とを結ぶ直線との間の角度を求める。求めた角度二等分線が、反射板６７の設定角度（α１＋α２）となるように、反射板６７の配置角度α１と反射板６７における反射角度α２とが設定される。なお、被検体Ｐの上視野において、できるだけスクリーン６３の上端まで被検体Ｐに視認させるためには、反射板６７はできるだけ水平にする必要がある。このため、反射板６７の上端を、図６に示すように、スクリーン６３の上端位置の水平方向の延長線上に配置させることが好ましい。

以下、反射板６７のより詳細な構造について説明する。図８は、反射板６７を天板１３１の載置面側から見た図である。図８に示すように、反射板６７の天板１３１側（以下、表面と呼ぶ）には、複数のプリズム（マルチプリズム）６７１が形成される。すなわち、複数のプリズム６７１は、反射板６７において、スクリーン６３に投影された映像に関する光が反射板６７に入射する入射面側に設けられる。なお、複数のプリズム６７１は、反射板６７において、ボア５３の内壁５７側（以下、裏面と呼ぶ）に設けられてもよい。複数のプリズム６７１は、輪帯ではなく１次元方向に沿って、映像の入射方向に対して垂直に配列される。これにより、被検体Ｐは、反射板６７における複数のプリズム６７１を介して、スクリーン６３に投影された映像を観察することができる。

１次元方向とは、図８に示すように、ボア５３内における天板１３１の移動方向（Ｚ軸方向）を反射板６７に投影した方向ＰＤである。複数のプリズム各々は、上記１次元方向とは異なる方向に延伸している。異なる方向とは、例えば、天板１３１の短軸方向（Ｘ軸方向）である。なお、複数のプリズム各々は、図９に示すように、１次元方向ＰＤに湾曲して延伸していてもよい。図９は、１次元方向ＰＤに湾曲した複数のプリズムを有する反射板６７を天板１３１の載置面側から見た図である。また、複数のプリズム各々において、１次元方向ＰＤへの湾曲の程度は、それぞれ異なっていてもよい。複数のプリズム各々における湾曲の程度は、スクリーン６３に投影された映像の反射後の映像の解像度、天板１３１上における被検体Ｐの目の位置の個人差を許容する解像度および視野範囲に関する冗長性を確保するように設定される。なお、複数のプリズム各々における湾曲の程度は、反射板６７の形状の湾曲の程度に応じて設定されてもよい。なお、プリズムの代わりに、ホログラフィックシートが用いられてもよい。

複数のプリズム６７１において、互いに隣接する２つのプリズムの間隔（以下、プリズムピッチと呼ぶ）ｐｐは、スクリーン６３に投影された映像の反射後の映像の解像度に応じて設定される。好適には、プリズムピッチｐｐは、プリズムによる映像の反射に起因する解像度の劣化の影響が少ない０．５ｍｍ以下が望ましい。なお、プリズムピッチｐｐは、反射板６７を介して被検体Ｐに視認される映像における所望の解像度を維持し、上記冗長性を確保するために、それぞれ異なっていてもよい。

反射板６７の基材は、ガラス、プラスチックのうちいずれであってもよいが、軽量性および加工性を考慮するとプラスチックが望ましい。例えば、反射板６７の基材として、アクリル、ポリカ、ウレタン系プラスチック、ポリオレフィン系プラスチック、エポキシ樹脂などが使われる。これら基材上に細かいマイクロプリズムが形成される。マイクロプリズムの形成方法としては、プリズム形状を転写する金型を用いて、プリズム形状をホットプレスで転写、射出成型、または重合成形など一般のプラスチック成型技術が用いられる。複数のプリズム各々の表面には、反射膜がコーティングされること（ミラーコーティング）で、複数のプリズム各々においてミラー効果が生成される。以下、ミラー効果を有するプリズムをプリズムミラーと呼ぶ。

ミラーコーティングにはアルミ、銀などの金属薄膜のほかに、誘電体多層膜を用いた反射膜を用いることも可能である。誘電体多層膜は、多くの場合ＳｉＯ_２、ＴｉＯ，Ａｌ_２Ｏ_３，ＺｒＯなどの無機多層膜により形成される。反射率は、より高いほうが好ましい。反射率は、例えば、７０％以上、より好ましくは８５％以上であれば、反射された映像の明るさが確保される。上記手法により、反射板６７の基材には、複数のプリズム６７１が、１次元方向ＰＤに沿って配置した１次元的なマルチプリズムミラーとして形成される。

図１０は、図５および図８のＦＰ－ＦＰ線矢視断面図である。図１０に示すように、反射板６７の基材６７３において天板１３１に対向する表面には、複数のプリズム６７１が、１次元方向ＰＤに沿って鋸歯状に配列される。図１０におけるプリズムピッチｐｐは等距離であるが、上述したように、被検体ごとに異なる目の位置に依存せずに所望の解像度を維持するために、プリズムピッチｐｐは、それぞれ異なっていてもよい。また、複数のプリズム６７１各々において天板１３１に対向する表面（以下、プリズム面と呼ぶ）には、反射膜６７５が設けられる。図１０に示す複数のプリズム６７１において、基材６７３とプリズム面との間の角度（以下、プリズム角と呼ぶ）θｆ、すなわち反射板６７が水平に配置された状態において水平面に対するプリズム面の傾斜角度は、複数のプリズム６７１に亘って一定である。複数のプリズム６７１各々におけるプリズム角θｆは、図６に示すような水平面に対する反射板６７の傾斜角度より大きく設定される。

なお、プリズム角θｆとプリズムピッチｐｐとのうち少なくとも一方は、被検体ごとに異なる目の位置に依存せずに所望の解像度を維持するために、反射板６７における複数のプリズム６７１各々の位置、例えば、反射板６７の中心位置からの距離等、スクリーン６３の形状、ボア５３の内径、スクリーン６３に対する反射板６７の相対的な位置等に応じて、複数のプリズム６７１毎に異ならせてもよい。また、複数のプリズム６７１各々は、Ｘ軸方向に延伸した構造を有し、１次元方向ＰＤに沿って基材６７３に配列された例を説明したが、これに限定されない。例えば、複数のプリズム６７１と基材６７３との接触面の形状は、方形状であってもよい。このとき、複数のプリズム各々は、基材６７３上に２次元的に配列される。例えば、接触面が方形状の複数のプリズムは、被検体ごとに異なる目の位置に依存せずに所望の解像度を維持するために、反射板６７の中心位置からの距離、スクリーン６３の形状、ボア５３の内径、スクリーン６３に対する反射板６７の相対的な位置等に応じて、基材６７３上に２次元的に配置される。

以上に述べた構成によれば、以下のような効果を得ることができる。
本実施形態に係る医用画像診断装置１０によれば、医用撮像機構を装備する架台１１に形成されたボア５３内を移動可能な移動体６１に設けられ、映写機１００からの映像がボア５３への天板１３１の挿入側とは反対側から投影されるスクリーン６３と、移動体６１に設けられスクリーン６３に投影された映像を反射する反射板６７を支持するフレーム６５と、を有し、反射板６７は、ボア５３内における天板１３１の移動方向を反射板６７に投影した１次元方向ＰＤに沿って複数のプリズム６７１を配列した構造（１次元的なマルチプリズム構造）を有する。

また、本実施形態によれば、複数のプリズム６７１各々を、１次元方向ＰＤとは異なる方向に沿って延伸させ、１次元方向ＰＤに湾曲させることができる。このとき、１次元方向ＰＤへの湾曲の程度を、複数のプリズム６７１に関してそれぞれ異ならせることができる。また、本実施形態によれば、複数のプリズム６７１各々において、水平面に対するプリズム面の傾斜角度を、水平面に対する反射板６７の傾斜角度より大きくすることができる。また、本実施形態によれば、プリズム面の傾斜角度θｆとプリズムピッチｐｐとのうち少なくとも一方を複数のプリズム６７１においてそれぞれ異ならせることができ、プリズムピッチを０．５ｍｍ以下にすることができる。また、本実施形態によれば、複数のプリズム６７１を、反射板６７において、映像に関する光が反射板６７に入射する入射面側に設けることができる。

以上のことから、本実施形態における医用画像診断装置１０によれば、反射板６７に光の入射方向に対して正反射方向とは異なる方向に反射させる構造（プリズムミラー）を設けることで、ナローボアまたは頭部コイル装置１４０の使用時においてもスクリーン６３に投影された映像を、被検体Ｐに提示することができる。加えて、本実施形態によれば、反射板６７の表面に１次元的なマルチプリズム構造を設けることで、天板１３１上における被検体Ｐの目の位置の個人差を許容することができる。これらのことから、本実施形態によれば、架台１１のボア５３内において被検体Ｐの閉塞感を軽減することができる。

（応用例）
本実施形態との相違は、反射板６７において反射された映像を拡大する拡大機能を、反射板６７に付加することにある。本応用例における複数のプリズム６７１は、反射板６７の基材６７３において、反射板６７の裏面側に設けられる。拡大機能は、反射板６７の基材６７３において、反射板６７の表面側に光学的なパワーまたはフレネルレンズを設けることで実現される。ここで、光学的なパワーとはレンズの焦点距離の逆数に相当し、本応用例では、天板１３１側を凸部とするレンズにおける「度（ジオプトリー：ｄｉｏｐｔｅｒ）」に対応する。以下、反射板６７における拡大機能に関する構造について説明する。

図１１は、本応用例において、図５および図８のＦＰ－ＦＰ線矢視断面図である。図１１に示すように、反射板６７において、スクリーン６３に投影された映像に関する光が反射板６７に入射する入射面には天板１３１側を凸部とする凸形状の透明レンズ（以下、凸レンズと呼ぶ）が形成される。加えて、図１１に示す反射板６７において、この入射面に対向する対向面には複数のプリズム６７１が形成される。すなわち、映像を反射する反射膜６７５を有する複数のプリズム６７１の天板１３１側において、反射板６７の基材６７３は、凸レンズとなる。凸レンズによりスクリーン６３に投影された映像は拡大される。このため、天板１３１に載置された被検体Ｐは、拡大された映像を視認することが可能となる。なお、凸レンズの表面形状は球面、非球面いずれの形状であってもよい。図１１に示すように、映像を反射する光を反射する反射膜６７５は、基材６７３に対してスクリーン６３とは反対側に配置される。反射膜６７５で反射された映像を拡大する凸形状のレンズパワー面６７７は、基材６７３に対してスクリーン６３側に配置される。レンズパワー面６７７の表面には反射防止用のＡＲ（Ａｎｔｉ－Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）コーティングが施されることが望ましい。

光学パワーを有する凸レンズは反射板６７の厚みを増大させるため、反射板６７の自重が増大する。このため、反射板６７の操作性の低下、およびフレーム６５の剛性を高めるためのコストの増加が懸念される。これらの懸念を解消するために、拡大機能を有する基材６７３すなわちレンズ部分として、より軽くかつ薄くできるフレネル構造を用いることが有効である。アクリルやポリカーボネート、ポリオレフィン系透明プラスチック材料、ウレタン系透明プラスチック材料など透明光学プラスチックを用いることで、反射板６７をより軽量に作ることができる。フレネル構造におけるレンズの溝のピッチは０．５ｍｍ以下が望ましく、より好ましくは０．３ｍｍピッチ以下である。

図１２は、本応用例において、図５および図８のＦＰ－ＦＰ線矢視断面図である。図１２に示すように、反射板６７において、スクリーン６３に投影された映像に関する光が反射板６７に入射する入射面にはフレネルレンズ６７９が形成される。加えて、図１２に示す反射板６７において、この入射面に対向する対向面には複数のプリズム６７１が形成される。フレネルレンズ６７９によりスクリーン６３に投影された映像は拡大される。このため、天板１３１に載置された被検体Ｐは、拡大された映像を視認することが可能となる。図１２に示すように、映像を反射する光を反射する反射膜６７５は、基材６７３に対してスクリーン６３とは反対側に配置される。フレネルレンズ６７９の表面には反射防止用のＡＲ（Ａｎｔｉ－Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）コーティングが施されることが望ましい。

以上に述べた構成によれば、本実施形態における効果に加えて、以下のような効果を得ることができる。
本実施形態の応用例に係る医用画像診断装置１０によれば、反射板６７において、スクリーン６３に投影された映像に関する光が反射板６７に入射する入射面に凸レンズを形成し、この入射面に対向する対向面に複数のプリズム６７１を形成することができる。また、本応用例によれば、反射板６７において、スクリーン６３に投影された映像に関する光が反射板６７に入射する入射面にフレネルレンズを形成し、この入射面に対向する対向面には複数のプリズム６７１を形成することができる。

これらのことから、本応用例によれば、スクリーン６３に投影された映像は拡大され、天板１３１に載置された被検体Ｐは、拡大された映像を視認することができる。また、本応用例によれば、スクリーン６３が平面スクリーンであったとしても、開放感のある映像を被検体Ｐに提供することができ、架台１１のボア５３内において被検体Ｐの閉塞感をさらに軽減することができる。

以上述べた実施形態および応用例等の医用画像診断装置によれば、架台１１のボア５３内において被検体Ｐの閉塞感の軽減を図ることができる。

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。これら新規な実施形態は、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ともに、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。

１…医用画像診断システム（磁気共鳴イメージングシステム）、１０…医用画像診断装置（磁気共鳴イメージング装置）、１１…架台、１３…寝台、１５…移動式スクリーン装置、１７…撮像制御ユニット、２１…傾斜磁場電源、２３…送信回路、２５…受信回路、２７…コンソール、３１…撮像制御回路、３３…処理回路、３５…ディスプレイ、３６…インタフェース、３７…記憶装置、４１…静磁場磁石、４３…傾斜磁場コイル、４５…ＲＦコイル、５１…架台筐体、５３…ボア、５７…内壁、６１…移動体、６２…ガイドレール、６３…スクリーン、６５…フレーム、６６…接続箇所、６７…反射板、１００…映写機、１３１…天板、１３３…基台、１３５…寝台駆動装置、１３７…下部コイル、１３９…上部コイル、１４０…頭部コイル装置、２００…映写機制御装置、３３１…システム制御機能、３３３…再構成機能、３３５…画像処理機能、６５１…第１支持部、６５３…第２支持部、６７１…複数のプリズム、６７３…基材、６７５…反射膜、６７７…レンズパワー面、６７９…フレネルレンズ、ＬＥ…反射板へ水平方向に入射した光、ＬＲ…反射光、Ｐ…被検体、ｐｐ…プリズムピッチ、ＲＲ１…回転軸、α…反射板における光の入射角度、β…反射板における光の反射角度、θｆ…プリズム角、θｎ…垂直方向に対する反射光の角度。

Claims (10)

1. ボアが形成され、医用撮像機構を装備する架台と、
   前記ボア内を移動可能な移動体と、
   前記移動体に設けられ、曲面形状を有し、映写機からの映像が前記ボアへの天板の挿入側とは反対側から投影されるスクリーンと、
   前記スクリーンの凸面側に投影され、前記スクリーンの凹面側に映し出された映像を直接入射し、入射した光を反射する反射部と、
   前記移動体に設けられ、前記反射部を支持するフレームと、
   を具備し、
   前記反射部は、複数のプリズムを輪帯ではなく１次元方向に沿って配列した構造を有し、
   前記複数のプリズムは、前記光を前記複数のプリズムの表面で反射させる、
   医用画像診断装置。
2. 前記１次元方向は、前記ボア内における前記天板の移動方向を前記反射部に投影させた方向である、
   請求項１に記載の医用画像診断装置。
3. 前記複数のプリズム各々は、
   前記１次元方向とは異なる方向に沿って延伸し、
   前記反射部における前記１次元方向に湾曲する、
   請求項１または２に記載の医用画像診断装置。
4. 前記１次元方向への湾曲の程度は、前記複数のプリズムにおいてそれぞれ異なる、
   請求項３に記載の医用画像診断装置。
5. 前記複数のプリズム各々において、水平面に対するプリズム面の傾斜角度は、前記水平面に対する前記反射部の傾斜角度より大きい、
   請求項１乃至４のうちいずれか一項に記載の医用画像診断装置。
6. 前記プリズム面の傾斜角度は、前記複数のプリズムにおいてそれぞれ異なる、
   請求項５に記載の医用画像診断装置。
7. 前記複数のプリズムのうち隣接する２つのプリズムの間隔はそれぞれ異なる、
   請求項１乃至６のうちいずれか一項に記載の医用画像診断装置。
8. 前記間隔は、０．５ｍｍ以下である、
   請求項７に記載の医用画像診断装置。
9. 前記複数のプリズムは、前記反射部において、前記映像に関する光が前記反射部に入射する入射面側に設けられる、
   請求項１乃至８のうちいずれか一項に記載の医用画像診断装置。
10. 前記複数のプリズムは、プリズムミラーにより構成される、
    請求項１乃至９のうちいずれか一項に記載の医用画像診断装置。

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