JPH04126131A - 磁気共鳴イメージング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、磁気共鳴現象を利用して被検体の所望部位の
断層像を得る磁気共鳴イメージング装置に関し、特に被
検体の動作の範囲あるいは周期を判定する手段を設けた
ものである。

〔従来技術〕

従来、この種の磁気共鳴イメージング装置においては、
被検体の動きによって発生する画像上のアーチファクト
が診断の障害になるとして問題になっていた。

例えば第４図に示すよに、ｙ軸方向に載置された被検者
３０の腹部の矢状断像を撮像する場合、腹壁３１は被検
者の呼吸動作によりｚ軸方向に呼吸周期で矢印３２のよ
うに往復動する。これによって第５図に示すように、Ｚ
軸方向すなわち位相エンコード方向にアーチファクト３
３が発生してしまうことになる。このアーチファクトに
より例えばを髄領域にアーチファクトが重畳し同領域の
診断に支障を来す場合があった。なお、第４図及び第５
図において符号３７は脂肪部、符号４０は被検者のを椎
を示す。

この系吸動によって発生するアーチファクトを低減する
ために、動く部分のうち特に高信号であり、アーチファ
クトの主な原因となる脂肪部３７のスピンをあらかじめ
飽和させて信号を発生させないようにする方法（以下ブ
リサチュレーション法と呼ぶ）が知られている（特願昭
６２−２３１６４　。

特願昭６４−２０４３６参照）、また他のアーチファク
ト低減法として呼吸動に周期に同期して信号を収集する
呼吸同期計測法が知られている（特願昭６１−１２８９
５３　、特願昭６３−３００７５０参照）。呼吸動によ
るアーチファクトはこれらの方法により著しく低減する
ことができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしブリサチュレーション法を被検体に適用する場合
、スピンを飽和させて信号を低減する領域を設定する際
に予め所望の断層面と同一の断層面の画像を撮像し、腹
壁３１の動作範囲を確認する必要があった。このため操
作者の手間と時間を必要とし、負担を増すと共に患者ス
ループットを低下させるものであった。

また、呼吸同期法を被検体に適用する場合、被検体の呼
吸周期を検出する方法として圧力によって腹壁の動きを
検出する検出器等を被検者の腹部に貼り付けて用いる必
要があった。このため被検者に負担を強いると共に、操
作者の手間と時間を必要とし、負担を増すと共に患者ス
ループットを劣化させるものであった。また、圧力を利
用した検出器は検出感度が低く、取り付は方によっては
良好に動作しない場合があった。

本発明はこのような問題点を解決するためになされたも
のであり、その目的とするところのものは予備撮像を行
なったり呼吸動検出器等を用いたすせず、さらに特別に
時間を費やすことなく、被検者の動作範囲及び動作周期
を検出することを可能とする磁気共鳴イメージング装置
を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

このような目的を達成するために、本発明は被検体の特
定の一方向の動作を検出する光検出器を備えた磁気共鳴
信号を検出する受信コイルと、該光検出器から受は取っ
た信号から被検体の動作の範囲あるいは周期を判定する
判定手段と、を備えたことを特徴とするものである。

〔作用〕

このように構成した磁気共鳴イメージング装置によれば
、被検体が患者テーブルに載り、前記受信コイルがセッ
トされた後１次の動作が自動的に行なわれることになる
。

まず、受信コイルに設けた光検出器により被検体の腹部
上端の位置が常に実時間的に計測される。

この位置情報は前記判定手段に送られる。該判定手段は
受は取った位置情報から腹部上端の動作範囲を判定する
ことができる。

また前記判定手段は光検出器から送られた位置情報を時
間軸に対してツーリス変換を施すことにより呼吸動作の
周波数すなわち周期を判定することができる。

このようなことから１本発明によれば予備撮像を行なっ
たり呼吸動検出器を用いることなく、被検体の動作の範
囲及び周期を知ることができるようになる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面を用いて具体的に説明す
る。

第６図は磁気共鳴イメージング装置の全体構成を示すブ
ロック図である。この磁気共鳴イメージング装置は磁気
共鳴現象を利用して被検体の断層像を得るもので、第６
図に示すように静磁場磁石２と、磁場勾配発生系３と、
送信系４と、受信系５と、信号処理系６と、シーケンサ
７と、中央処理装置（ＣＰＵ）８とを備えてなる。

上記静磁発生磁石２は、被検体１の局りにその体軸と直
交する方向に均一な静磁場を発生させるもので、上記被
検体１の周りのある広がりを持った空間に永久磁石方式
または常電導方式あるいは超電導方式の磁場発生手段が
配置されている。磁場発生系３は、！、３１．Ｚの三輪
方向に巻かれた傾斜磁場コイル９と、それぞれの傾斜磁
場コイルを駆動する傾斜磁場電源１０とから成り、後述
のシーケンサ７からの命令に従ってそれぞれのコイルの
傾斜磁場電源１０を駆動することにより、Ｘ。

ＶｖＺの三輪方向の傾斜磁場Ｇ　ｘ　、　Ｇ　ｙ　ｔ　
Ｇｚを被検体１に印加することになってる。この傾斜磁
場により被検体内の構成要素の３元的位置を決定するこ
とができる。シーケンサ７は、上記被検体１の組織を構
成する原子の原子核に磁気共鳴を起こさせる高周波磁場
パルスをある所定のパルスシーケンスで繰返し印炉する
もので、ＣＰＵ８の制御で動作し、被検体１の断層像の
データ収集に必要な種々の命令を、送信系４及び磁場勾
配発生系３並びに受信系５に送るようになっている。送
信系４は、上記シーケンサ７から送り出される高周波磁
場パルスにより被検体１の組織を構成する原子核に磁気
共鳴を起こさせるために高周波磁場パルスを照射するも
ので、高周波発信器１１と変調器１２と高周波増幅器１
３と送信側の高周波コイル１４ａとから成り、上記高周
波発信器１１から出力された高周波パルスをシーケンサ
７の命令にしたがって変調器１２で振幅変調し、この振
幅変調された高周波パルスを高周波増幅器１３で増幅し
た後に被検体１に近接して配置された高周波コイル１４
／に供給することにより、電磁波が上記被検体１に照射
されるようになっている。受信系５は、被検体１の組織
の原子核の磁気共鳴により放出されるエコー信号を検出
するもので、受信側の高周波コイル１４ｂと増幅器１５
と直交位相検波器１６と、Ａ／Ｄ変換器１７とから成り
、上記送信側の高周波コイル１４ａから照射された電磁
波による被検体１の応答の電磁波は被検体１に近接して
配置された高周波コイル１４ｂで検出され、増幅器１５
及び直交位相検波器１６を介してＡ／Ｄ変換器１７に入
力してディジタル量に変換され、さらにシーケンサ７か
らの命令によるタイミングで直交位相検波器１６により
サンプリングされた二基列の収集データとされ、その信
号が信号処理６に送られるようになっている。この信号
処理系６は、ＣＰＵ８と、磁気ディスク１８及非磁気テ
ープ１９等の記録装置と、ＣＲＴ等のデイスプレィ２０
とから成り、上記ＣＰＵ８でフーリエ変換。

補正係数計算、像再構成等の処理を行い、任意断面の信
号強度分布あるいは複数の信号に適当な演算を行って得
られた分布を画像化してデイスプレィ２０に断層像とし
て表示するようになっている。

なお、第６図において、送信側及び受信側の高周波コイ
ル１４ａ、１４ｂと傾斜磁場コイル９は、被検体１の周
りの空間に配置された静磁場発生磁石２の磁場空間内に
設置されている。

第１図（ａ）は本発明による光検出器を設けた受信側の
高周波コイル（以下受信コイルと呼ぶ）１４ｂの外観図
である。受信コイル１４ｂには受信した磁気共鳴信号を
伝送する信号ライン４４を接続するコネクタ４２と光検
出器に光信号を授受するための光ファイバ４８を接続す
るコネクタ４６が設けである。信号ライン４４は前記増
幅器１５に接続する。受信コイル１４ｂは受信コイル上
部５０及び下部５２から成る。上部５０及び下部５２は
コネクタを介してつながれ、一体と成って受信コイルの
機能を果たす、同図（ｂ）は受信コイル１４ｂの断面図
を示す、受信コイル１４ｂの内側面片側には光検出器５
４の光放射部５４ａが設けられ、反対側には受光部５４
ｂが設けられている。光放射部５４ａ受光部５４ｂはそ
れぞれ複数個の光放射口（上からＡ１〜Ａ５）及び受光
口（同８１〜Ｂ５）から成る。なお、本実施例では例と
して５対の放射口及び受光口がある場合について説明す
る。個々の放射口及び受光口からは光コネクタ６４まで
それぞれ光ファイバ５６ａ。

５６ｂによって連結されている。同図（ｃ）は同コイル
内側面を矢印６０の方向から見た図である。

受信コイル１４ｂの幅方向中央部に光放射部５４ａが縦
一列に配置されている。光放射部５４ａは被検体の呼吸
動を検出するのに十分な密度で配列される必要があり、
普通１〜数ｍ程度で十分と考えられる。受信コイル１４
ｂの内側面反対側には光放射部５４ａの個々の光放射口
に対応した位置に受光部５４ｂの個々の受光口が配置さ
れている。

このため被検体が受信コイル１４ｂ内に存在しない場合
は、同図（ｄ）に示すように光放射部５４ａの各放射口
から放射された検出光５８は受光部５４ｂの対応した個
々の受光口に入射する（Ａｌ→Ｂｌ、Ａ２→Ｂ２等）。

光放射部５４ａから導かれた光ファイバ５６ａは、光コ
ネクタ４６を介して第２図に示すように光ファイバ４８
ａへと接続する。光ファイバ４８ａは光検出器駆動源６
２に接続しており、同光検出器駆動源６２によって発せ
られたレーザ光等の検出光が光ファイバ４８ａ、光コネ
クタ４６．光ファイバ５６ａを介して光放射部５４ａへ
と導かれる。受光部５４ｂから導かれた光ファイバ５６
ｂは、光コネクタ４６を介して光ファイバ４８ｂへと接
続し、検出光を判定手段６４へと導く。

次に、このように構成された磁気共鳴イメージング装置
がどのように動作するかについて説明する。

被検体が受信コイル１４ａの中に存在しない場合は、第
１図（ｄ）に示すように光放射部５４ａから放射された
検出光５８は全て受光部５４ｂに入射する６次に受信コ
イル内に被検体が存在する場合を考える。例えば最大吸
気時に第３図（ａ）に示す状態になったとする。この場
合量も上部に位置する放射口Ａ１から放射された検出光
５８ａのみが受光口Ｂ１に達し、それより下に位置する
放射口から放射された検出光５８は被検体１にさえぎら
れて受光口には到達しない、この検出光が判定手段６４
に送られ、被検体１の腹壁３１がＡＩの高さとＡ２の高
さの間に達していることが判定できる。また最大呼気時
に第３図（ｂ）に示す状態になったとする。この場合、
Ａ１−Ａ３の放射口から放射され′た検出光はそれぞれ
Ｂ１〜Ｂ３の受光口な入射するが、それより下の放射口
から放射された検出光は被検体ｌにさえぎられて受光口
に到達しない。この検出光が判定手段６４に送られ、被
検体１の腹壁３１がＡ３の高さとＡ４の高さの間に達し
ていることが判定できる。

判定手段６４では光検出器５４から送られた情報から腹
壁が最も高くなった位置と最も低くなった位置を求める
ことによって被検体１の呼吸動による腹壁３１の動作範
囲を判定することができる。

またこれらの情報を実時間的に連続して取り入れ。

逐次位置を判定することにより、被検体の呼吸動作モニ
タとして利用することができる。さらに実時間的に取り
入れたデータを時間軸に対してフーリエ変換を施すこと
により、呼吸動の周波数、すなわち周期を求めることが
できる。

本実施例では、光検出器５４による位置検出から判定手
段６４による動作の範囲及び周波数の判定を常時行って
いるため、被検体が寝台に載り受診コイルがセットされ
ると直ちに動作の範囲及び周波数の判定が行われ、余分
な時間を費やさすにこれらの情報が得られる。

なお、第１の実施例では光検出器として動作方向に直線
的に配置した光検出器対を用いたが、本発明の他の実施
例としては、光放射部に受光部の幅をカバーするに充分
な幅を有する１つの平行光源を用いても良く、第１の実
施例と同様の効果が得られる。また、さらに他の実施例
としては、第１の実施例では受光部に光放射部の幅をカ
バーするのに充分な幅を有する１つの受光器を用いても
良く、受光量の変化を計算することにより第１の実施例
と同様の効果が得られる。また、さらに他の実施例とし
ては、第１の実施例では光放射口及び受光口を直線的に
配置したが、千鳥型の配置にしても良く、第１の実施例
よりさらに高分解能の位置検出を実現することができる
。

〔発明の効果〕

本発明は以上のように構成されたので、予備撮像を行な
ったり呼吸検出器等を用いたすせず、さらに特別に時間
を費やすことなく被検者の動作範囲及び動作周期を検出
することを可能とするので。

それらの検出のために被検者の負担が増すことはなく、
また操作者の手間と時間を必要とせず、患者のスルーブ
ツトを低下させることがない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の光検出器を備えた検出コイルの説明図
、第２図は検出コイル、光検出器駆動源及び判定手段の
接続状態の説明図、第３図は最大吸気時及び最大呼気時
における光検出器の動作状態を説明する図、第４図及び
第５図は、従来の磁気共鳴イメージング装置における問
題点、第６図は磁気共鳴イメージング装置の一実施例を
説明するための概略構成図。 １４ａ・・・検出コイル、４８・・・光ファイバ、５４
ａ・・・光放射部、５４ｂ・・・受光部、５６・・・光
ファイバ、５８・・・検出光、６２・・・光検出器駆動
源、６４・・・判第１ ６〕　　（ａ） 第１図（ｂ） 第１区（Ｃ） 竿 ｍ　Ｃｄ） 第 第　３ＦｊＪ（ｂ） 薯４１ 茶

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、被検体の動作の範囲あるいは周期を検出する光検出
   器を備えた受信コイルと、該光検出器から受けとつた信
   号から該被検体の動作の範囲あるいは周期を判定する判
   定手段とを備えたことを特徴とする磁気共鳴イメージン
   グ装置。