JPH04164436A - Ｍｒｉ用ファントム装置 - 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】 Ａ、産業上の利用分野 この発明は、ＭＲＩ　　（ｍａｇｎｅｔｊｃ　ｒｅｓｏ
ｎａｎｃｅ　ｆ−ａｇｉｎｇ−磁気共鳴映像）装置で使
用されるファントムに関する。

Ｂ、従来技術 現在、ＭＲｒｖＬ置で画像評価のために使用されている
ファントムは、ＭＲ両画像コントラスト決定因子の１つ
である縦緩和時間（７１）、横緩和時間（Ｔｔ　）のパ
ラメータを制御し得る材料を封入した容器で、それはＭ
ＲＩ装置の撮影空間内に静止状態に載置される。

Ｃ０発明が解決しようとする課題 周知のとおり、ＭＨＩ装置の特徴の１つに超高速スキャ
ンがある。小児の心臓のように動きの速い被写体の動画
像を撮影するもので、エコー・プラナ−法と呼ばれる撮
影方法が採用されている。

これは、通常の撮影方法（スピンエコー法や反転回復法
など）が、画像再構成に必要なデータを得るのに約５分
〜数１０分を要するのに対して、数１０［−５ｅｃｌと
いう超短時間でデータを採取する撮影方法である。

エコー・プラナ−法に限らず、予めその撮影方法による
画質評価を実験的に求めておけば、それは実際に生体撮
影を行うときに非常に有益な情報になる、ファントムと
は、被写体をシュミレートするために開発されたもので
ある。

しかしながら、前述の超高速スキャンにおける被写体、
つまり、“動体“をシュミレートするファントムは現状
では存在しない、従来技術でも記載したように、゛静止
体”としてのファントムしか存在しなかった。

そのため、従来、動きに対する画像評価を行うことがで
きなかった。

この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであ
って、超高速スキャンにおける動物体の画質評価を行う
ことができるＭＲＩ用フラフアントム装置供することを
目的としている。

０１課題を解決するための手段 この発明は、上記目的を達成するために次のような構成
をとる。

すなわち、この発明に係るＭＲＩ用フラフアントム装置
ＭＲＩ装置の撮影空間に向かってファントムを進行移動
可能に支持する案内機構と、前記案内機構に沿ってファ
ントムを進行移動させる移動手段と、前記ファントムが
指定の進行速度および加速度で移動するように前記移動
手段を制御する移動制御手段と、前記進行速度および加
速度からファントムが撮影空間内に侵入する時間を算出
し、ファントムの移動開始時刻から前記侵入時間に到達
した時点で、ＭＲＩ装置の高周波パルス系列をスタート
させる撮影制御手段とを備えたことを特徴としている。

８０作用 この発明によれば、ファントムは、案内機構と移動手段
とによってＭＲＩ装置の撮影空間内に進行する。移動制
御手段は、指定の進行速度および加速度で、ファントム
が進行するように移動手段を制御する。

撮影制御手段は、ファントムが撮影空間内に到達する時
間を算出し、ファントムの移動開始時刻からその時間が
経過した時点でＭＲＩ装置の高周波パルス系列をスター
トさせる。

これにより、任意の速度あるいは加速度で移動する動体
をファントムでシュミレートすることができ、超高速ス
キャンにおける動体のあらゆる条件（速度、加速度）に
おける画質評価を実験的に行うことができる。

Ｆ、実施例 以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は、この発明のＭＲＩ用フラフアントム装置体を
概略的に示した斜視図、第２図はそのブロック図である
。

図中、符号ｌは被写体を挿入して核磁気共鳴映像を行う
ガントリで、その断面図を第２図のブロック図中に示し
ている。すなわち、ガントリｌの内部には、被写体の周
囲に均一な静磁場を発生させる主コイル２と、被写体へ
の高周波パルス（ＲＦパルス）の発信およびＦＩＤ信号
（Ｆｒｅｅ　　Ｉｎｄ−ｕｃｔｉｏｎ　Ｄｅｃａｙ　：
自由誘導減衰）の検出を行うＲＦコイル３と、ＦＩＤ信
号の発信源の３次元位置情報を得るための傾斜磁場パル
スを発生する傾斜磁場発生コイル４とがセットされてい
る。

ＲＦコイル３で囲まれた空間が撮影空間Ａに相当してお
り、本実施例のファントム装置は、まず、この撮影空間
Ａに案内機構としての円筒部材６を挿通すべく、ガント
リ１０貫通孔５にこれを貫通設置している。第１図中、
符号１３は円筒部材６を支持する脚体である。

円筒部材６はプラスチック製で、内部にはこの内周面を
摺動移動するファントムＦが内挿されている。

ファントムＦも同様にプラスチック製の円筒容器として
形成され、内部には°水“または“硫酸銅水溶液“など
、前記プラスチック材に対してＭＲＮ像にコントラスト
を与える物質が充填されている。

円筒部材６の一端は塞がれ、この端面にゴムバンド７の
一端が固定されている。ゴムバンド７の他端はファント
ムＦの端面に固定されており、ファントムＦの反対側の
端面にはナイロン糸８が取りつけられている。ここで、
上記各部品にゴムやプラスチック等の材質を使用するの
は、ファントムＦの画像を正確に捉えるためで、ノイズ
源となる磁性材料を使用するのが好ましくないからであ
る。

ナイロン糸８は円筒部材６の他端を抜けて外部に延び、
そこでローラ９を介して、巻き取りドラム１０に引き取
られるようになっている０巻き取りドラム１０を駆動す
るのがモータ１１である。

すなわち、本例においての移動手段とは、モータ１１を
中心とする一連の部品、ナイロン糸８やローラ９９巻き
取りドラム１０を指している。

その他の移動手段に相当するものとしては、例えば、第
４図に示しているように、円筒部材６の端面にエアーホ
ース１２を取りつけ、エアーホース１２の基部にエアー
コンプレッサＩ５などの圧縮空気送出装置を取りつけ、
その空気圧を利用してファントムＦを移動させるもの、
あるいはこれとは全く逆に、エアーコンプレッサ１２の
代わりに真空ポンプ（図示せず）を取りつけ、その吸引
力を利用してファントムＦを移動させるもの、などを用
いることができる。

また、前述の案内機構のその他の例としては、撮影空間
Ａ内を挿通するプラスチック製のレールを敷設し、この
レール上をファントムＦが摺動移動するような構成にし
てもよいし、円筒部材６を“Ｕ°字状に折り曲げて、フ
ァントムＦが撮影空間Ａ内を往復移動するような構成に
してもよい。

次に、モータ１１の駆動力を制御することにより、ファ
ントムＦの移動速度および加速度を制御する移動制御手
段および撮影制御手段としての制御ユニッ目４の内部構
成について第２図のブロック図を参照しながら説明する
。

符号２０はモータ１１を駆動するモータドライブ回路、
２１はファントムＦが撮影空間、例えば、図中符号Ｐで
示した撮影空間中心位置に到達する時間を算出する演算
部、２２ば実時間データを制御部２３に送出するタイマ
回路である。制御部２３は、タイマ回路２２からの実時
間データと演算部２１による算出時間とを比較し、両者
が一致したときにファントムＦがＰ点に到達したことを
判断して、ワンシゴントパルスの撮影開始信号を出力す
るとともに、操作卓２４から入力指定された速度、加速
度に応じてモータドライブ回８２０によるモータ１１の
駆動力を制御するように構成されている。

この制御ユニット１４とは別に、通常のＭＲＴ装置に付
属される機器である、傾斜磁場発生源２５と、ＲＦコイ
ル３へＲＦパルスを送信したり、ＦＩＤ信号を受信する
ＲＦコイル送送受郡部２６、傾斜磁場パルスおよびＲＦ
パルスの組み合わせである高周波パルス系列を決定する
パルスシーケンス設定部２７とが設置されている。

このパルスシーケンス設定部２７で決定される高周波パ
ルス系列は、もちろん、超高速スキャンを行うためのエ
コー・プラナ−法によるものである。

第３図にそのエコー・プラナ−法の高周波パルス系列を
示す。

この高周波パルス系列は、ファントムＦの原子核スピン
を励起するＲＦパルス（図中、“ＲＦ“）と、以下の３
つの傾斜磁場パルスで構成されている。すなわち、スラ
イス面の選択を行う傾斜磁場パルス“Ｇ、゛と、そのス
ライス内で励起されたスピンの位相コード化を行う°Ｃ
２′、周波数コード化を行う”Ｇ１゛で、このパルス系
列により、被写体（ファントムＦ）の二次元画像を再構
成するに必要なデータが超短時間で得られる。

第１図に示すように、ファントムＦは、貫通孔５の孔軸
方向であるＺ方向に、その筒軸をもつように設置されて
いる。つまり、Ｚ方向に水平なスライス面を選択すれば
、第５図（ａ）に示すような画像が得られ、移動による
画像のモーシゴンアーティファクト（同図（ｂ）参照）
を見極めることが可能になる。仮に、Ｚ方向に垂直にス
ライスすると、ファントムＦの中身は均一な物質である
のでアーティファクトの見極めができなくなる。そこで
、前述の高周波パルス系列のうち、傾斜磁場パルスＣ３
をＹ方向に印加して、Ｙ方向に対して垂直（Ｚ方向に水
平）なスライス面を選択し、Ｇ、をＸ　方１ｉｉｌに、
Ｇ１をＺ方向に印加する。パルスシーケンス設定部２７
は、このような高周波パルス系列の設定を、操作卓２４
からの指定に応して行うように構成されている。

次に、上述したＭＲＩ用ファントム装置の動作について
説明する。

まず、オペレータは操作卓２４を介して、ファントムＦ
の移動速度および加速度を入力する。これらの情報はオ
ペレータによって任意に設定されるもので、演算部２１
と制御部２３にそれぞれ与えられる。

演算部２１は、予め登録されているファントムＦの移動
距離、すなわち、第２図中、ファントムＦの初期位置０
点から撮影空間Ａ内のＰ点までの距離りを読み出す（こ
の距ｊｉＩＬは既知であるので予め登録されているとす
る）。

読み出した移動路ｊＩＬと、入力した移動速度および加
速度情報とから、ファントムＦが０点からＰ点に到達す
るまでの時間を算出し、その時間データＳ、を制御部２
３に出力する。

制御部２３は、与えられた移動速度、加速度でファント
ムＦが移動するように、モータドライブ回ｌｌ５２０を
＃御し、モータ１１を始動させる。そして、これと同じ
くしてタイマ回路２２からの実時間データＳを読み込み
、常時、Ｓｏとの比較を行う。

モータ１１の始動により、巻き取りドラムＩＯにナイロ
ン糸８が巻き取られていく過程で、ファントムＦは円筒
容器６の内周面を摺動しながら移動する。このとき、オ
ペレータにより、かなり速い移動速度の指定が行われ、
モータ１１がいきなり大きな力で回転したなら、ファン
トムＦは多大な瞬発力でもって移動を開始し、その直後
において、すでにナイロン糸８で制御できないくらいの
速度に達するおそれがある。つまり、ナイロン糸８が弛
んでしまい、モータ１１の回転力がファントムＦに伝達
されることなく、ファントムＦは撮影空間Ａを走り抜け
ることになる。これを防止するのが、ゴムバンド７の弾
性による抗力である。また、このゴムバンド７により、
モータ１１を逆回転させるだけで、ファントムＦを初期
位置０点にバンクさせることも可能になっている。

こうして、設定された速度、加速度で、ファントムＦが
移動を続け、撮影空間Ａ内のＰ点ζこ到達すると、前述
の制御部２３の比較操作において、ＳとＳ、とが一致す
る。

一致した時点で、制御部２３はワンショットパルスを、
パルスシーケンス設定部２７に送出する。

これは、パルスシーケンス設定部２７にとって、撮影開
始信号を意味するもので、単連、第３図に示した高周波
パルス系列がスタートする。

あとは、ＲＦコイル３が検出したＦＩＤ信号から画像再
構成を行えば、設定した速度、加速度で移動する“動体
″の画像が得られ、“動体“の移動速度を夫々変えるこ
とで、そのときに条件に応じた画質の評価を実験的に行
うことができる。

Ｇ１発明の効果 以上の説明から明らかなように、この発明に係るＭＲＩ
用フデフアントム装置指定の進行速度および加速度で、
ＭＲＩ装置の撮影空間内に向かってファントムを進行さ
せ、ファントムが撮影空間に到達した時点で、ＭＲＩ装
置の高周波パルス系列をスタートさせるように構成した
ので、種々の速度および加速度で移動する“動体“をフ
ァントムでシュミレートすることができ、超高速スキャ
ンにおける“動体“のあらゆる条件（速度、加速度）下
での１ｉｊｆ評価を実験的に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図は、この発明の一実施例に係り、第
１図はＭＲＩ用ファントム装！の全体概略構成を示した
斜視図、第２図はその断面を含むブロック図、第３図は
超高速スキャンの高周波パルス系列を示した図、第４図
は移動手段のその他側を示した斜視図、第５図（ａ）は
ファントムの撮影画像を示した図、同図（ト））はファ
ントムのモーションアーティファクトを示した図である
。 ６・・・円筒部材　　　８・・・ナイロン糸９・・・ロ
ーラ　　　　１０・・・巻き取りドラム１１・・・モー
タ　　　　２０・・・モータドライブ回路２１・・・演
算部　　　　２２・・・タイマ回路２３・・・制御部　
　　　Ａ・・撮影空間Ｆ・・・ファントム 特許出願人　株式会社　島津製作所

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ＭＲＩ装置の撮影空間に向かってファントムを進
   行移動可能に支持する案内機構と、前記案内機構に沿っ
   てファントムを進行移動させる移動手段と、前記ファン
   トムが指定の進行速度および加速度で移動するように前
   記移動手段を制御する移動制御手段と、前記進行速度お
   よび加速度からファントムが撮影空間内に侵入する時間
   を算出し、ファントムの移動開始時刻から前記侵入時間
   に到達した時点で、ＭＲＩ装置の高周波パルス系列をス
   タートさせる撮影制御手段とを備えたことを特徴とする
   ＭＲＩ用ファントム装置。