JPH04246334A - 核磁気共鳴検査装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、核磁気共鳴（ＮＭＲ
）を利用してイメージングを行うＭＲＩ装置やスペクト
ロスコピを行うＭＲＳ装置などの核磁気共鳴検査装置に
関し、とくに心臓の拍動に同期して被検者からの共鳴信
号データを採取する核磁気共鳴検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】核磁気共鳴検査装置では、被検者の特定
領域を選択励起し、そこからのエコー信号を受信し、ス
ペクトロスコピを行ったり、特定のスライス面を選択励
起し、そのスライス面内の１軸方向の位置情報をエコー
信号の周波数に、他の軸方向の位置情報をエコー信号の
位相に、それぞれエンコードし、受信したエコー信号を
２次元フーリエ変換することにより上記の２軸方向の位
置情報をデコードして上記のスライス面での断層像を得
るというイメージングを行う。

【０００３】心臓あるいは動脈付近の検査を行うとき、
心臓の拍動により検査部位が大きく動くため、その拍動
に同期して共鳴信号データを採取する必要がある。その
ため、従来では被検者の体表面に電極を貼り付けて被検
者の体電位変動を捉え、これを増幅して心電波形を得て
、その心電波形の任意の点（一般にはＲ波）を基準とし
てトリガ信号を作り、共鳴信号データ採取シーケンスを
このトリガ信号に同期させるようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、電極を
被検者の体表面に貼り付けることは被検者にとって不快
なことであるし、面倒であるとともに高価でもある。ま
た核磁気共鳴検査装置では傾斜磁場をパルス状に発生し
て共鳴信号データ採取シーケンスを行うことがあるため
、その交番磁界の影響を受けて体表面に貼り付けた電極
や導電性ケーブルに雑音が混入し、ミストリガを起こし
易い。さらに導電性の電極、ケーブルは核磁気共鳴検査
装置のＲＦパワーの影響で熱を持つことがあるので、被
検者の電極貼付部に熱傷を生じることもある。

【０００５】また、被検者が撮像中に動くと、再構成画
像にアーティファクトを生じるが、数ｍｍ程度の小さな
動きやせき、くしゃみ、しゃっくり、唾の飲み込み、口
や舌や眼球などの動きなどは避けることができず、この
ような動きを監視することも重要である。

【０００６】この発明は、上記に鑑み、パルス状傾斜磁
場などの電磁波雑音に影響されずに心拍に正確に同期し
た共鳴信号データ採取シーケンスを行うことができると
ともに、被検者の動きをも監視できるように改善した、
核磁気共鳴検査装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、この発明による核磁気共鳴検査装置においては、被
検者の表面に音響伝達手段を取り付け、被検者体内の振
動（音波）を捉え、これを伝達してきて電気信号に変換
し、この電気信号から心臓の拍動による音波成分とそれ
以外の動きによる音波成分とに分離し、前者の成分に応
じて共鳴信号データ採取シーケンスの開始タイミングを
定めるとともに、後者の成分によりアーティファクトの
原因となる動きを監視する。心臓の動きやそれ以外の動
きを音波として捉えるので、非導電性の音響伝達媒体を
用いることができ、パルス状に変化する傾斜磁場などの
電磁波雑音の影響を受けることがまったく無くなり、心
臓の動きに正確に同期した共鳴信号データ採取シーケン
スを行えるとともに、アーティファクトの原因となる動
きの正確な監視ができる。

【０００８】

【実施例】以下、この発明の一実施例について図面を参
照しながら詳細に説明する。図１はこの発明の一実施例
にかかるＭＲＩ装置を示すもので、この図において、被
検者１１は主マグネット１５及び傾斜コイル１４により
形成される静磁場及びそれに重畳して形成される傾斜磁
場内に配置される。被検者１１の頸部には、励起用ＲＦ
信号の送信用とＮＭＲ信号の受信用とを兼ねる頸部用の
ＲＦコイル１２が取り付けられる。

【０００９】さらにこの実施例では、被検者１１の頸部
表面に振動検出プローブ６１が取り付けられている。

【００１０】傾斜コイル１４は、直交３軸の各方向に磁
場強度が傾斜している傾斜磁場をそれぞれ独立に発生す
ることができるように構成されている。直交３軸の傾斜
磁場は、それぞれスライス選択用傾斜磁場Ｇｓ、読み出
し（周波数エンコード）用傾斜磁場Ｇｒ、位相エンコー
ド用傾斜磁場Ｇｐとする。傾斜コイル１４には傾斜磁場
Ｇｓ，Ｇｒ，Ｇｐの各電源２１、２２、２３から電流が
供給され、各方向の傾斜磁場が形成される。傾斜コイル
１４により所定の波形の各傾斜磁場パルスが形成される
ように、この傾斜磁場電源２１〜２３の供給電流波形が
傾斜磁場制御装置２４により制御されている。

【００１１】ＲＦコイル１２には、高周波電源３３から
送られるＲＦパルスが供給される。このＲＦパルスは、
周波数変換器３２において、シンセサイザ３４からのＲ
Ｆ正弦波信号をキャリア信号として、ＲＦ波形発生器３
１からのｓｉｎｃ波形でＡＭ変調したものを、高周波電
源３３により増幅したものである。

【００１２】被検者１１にＲＦコイル１２からＲＦパル
スを照射してその核スピンを励起した後発生するＮＭＲ
信号はＲＦコイル１２で受信される。この受信ＮＭＲ信
号は前置増幅器３５により増幅された後、直交位相検波
器３６で検波され、次にＡ／Ｄ変換器３７でデジタルデ
ータに変換されてホストコンピュータ４１に取り込まれ
る。この直交位相検波器３６はＰＳＤ（Ｐｈａｓｅ　Ｓ
ｅｎｓｉｔｉｖｅ　Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）方式の検波回路
で、シンセサイザ３４から送られる参照信号と受信信号
とをミキシングすることによって２つの信号の周波数の
差を出力する回路を用いる。

【００１３】シーケンスコントローラ４２はホストコン
ピュータ４１の制御下、傾斜磁場制御装置２４に各傾斜
磁場パルスの波形情報と発生タイミング情報を与え、Ｒ
Ｆ波形発生器３１にＲＦパルスのｓｉｎｃ波形情報及び
発生タイミング情報を与えるとともに、シンセサイザ３
４にキャリア信号の周波数（共鳴周波数に対応する）に
関する情報を送り、Ａ／Ｄ変換器３７のサンプルタイミ
ングなどを制御する。

【００１４】ホストコンピュータ４１には、表示装置と
キーボード装置などの入力装置とを有するコンソール４
３が接続されている。ホストコンピュータ４１に取り込
まれたデータは２次元フーリエ変換されることにより画
像が再構成され、その画像がコンソール４３の表示装置
に表示される。

【００１５】一方、上記の被検者１１の頸部に取り付け
られた振動検出プローブ６１にはエアーパイプ６２の一
端が接続されており、その他端には圧力・電圧変換器６
３が接続される。振動検出プローブ６１はたとえば図２
、図３で示されるようなエアーバッグ５１により構成さ
れる。すなわち、ビニールなどの非導電性樹脂で作られ
た可撓性の円盤状ハウジング５４内に、同じくビニール
などの非導電性樹脂で作られた円盤状空気袋５５を配置
し、その空気袋５５の中に非導電性樹脂の円盤状のスポ
ンジ５６を納めてなる。このスポンジ５６により空気袋
５５の空洞が維持される（空気袋５５がつぶれないよう
にされる）。この空気袋５５にはビニールパイプなどの
非導電性樹脂のエアーパイプ６２が接続されている。 ハウジング５４の一面には粘着テープ５７が設けられて
おり、被検者１１の皮膚の表面に貼り付けることができ
るようにされている。

【００１６】このような振動検出プローブ６１が被検者
１１の頸部表面に貼り付けられることにより、体内の動
きによる音響がとらえられ、その音波がエアーパイプ６
２中を伝わって圧力・電圧変換器６３にまで導かれる。 この圧力・電圧変換器６３はたとえばストレーンゲージ
と増幅器とからなり音波を電気信号に変換する。この電
気信号は信号分離回路６４で、周波数などに応じて心拍
信号成分と、体動検出信号と、音声信号とに分離される
。すなわち、この電気信号には頸部の動脈の脈動による
音波成分と、唾を飲み込むときの音などの体動成分と、
被検者１１が声を発したときのその音声成分とが含まれ
ており、これらが周波数などに応じて分離される。

【００１７】脈動成分と、体動成分とはインターフェイ
ス回路６５を介してホストコンピュータ４１に送られ、
音声成分はオーディオ増幅回路６６を経てスピーカ６７
に送られる。

【００１８】被検者１１が声を出していず、体動も少な
いときは、脈動成分のみとなり、これがインターフェイ
ス回路６５を経てホストコンピュータ４１に取り込まれ
るので、この信号から心拍同期撮像用のトリガ信号が作
られる。

【００１９】被検者１１がくしゃみをしたりすると、そ
れに応じて大きな音が発生するので、信号分離回路６４
においてあらかじめ設定されたスレッシホールドを越え
ることとなり、体動検出信号が発生して、これがホスト
コンピュータ４１に送られる。そこで、ホストコンピュ
ータ４１はそのときのパルスシーケンスで得たデータを
無効として、アーティファクトの原因となるデータを除
去する。またこの欠けたデータを再度収集するためのパ
ルスシーケンスを行うよう制御する。それとともに、被
検者１１に対して「動かないで」というようなコンピュ
ータ合成音による警告を自動的に発生する。

【００２０】被検者１１が苦痛を訴えたりあるいは何ら
かの要求があったとき、その音声が頸部に貼られた振動
検出プローブ６１にとらえられ、信号分離回路６４で分
離されてオーディオ増幅器６６で増幅された後スピーカ
６７から音響として放射される。そのため、医師、操作
者などが被検者１１の異常などをただちに知ることがで
きる。

【００２１】この場合、振動検出プローブ６１およびエ
アーパイプ６２は非導電性で傾斜磁場パルスやＲＦパル
スの影響を受けないので、雑音無しに心拍信号、体動信
号、音声信号を検出することができる。振動検出プロー
ブ６１を撮像部位に直接貼り付けても画像に影響を与え
ず、安価かつ簡便に心拍信号、体動信号、音声信号の検
出ができる。そして体動があった場合にそれを検出して
自動的に警告を発するとともに、そのときのデータを排
除し、再度収集する等の処理を行って画像のアーティフ
ァクトを減少させることができる。被検者１１の音声に
ついても、頸部に直接貼り付けた振動検出プローブ６１
でとらえるようにしているため、ガントリ内のアコース
ティックな雑音を避け、明瞭にとらえることができる。 さらに、導電性の電極を貼り付けることがないため、被
検者１１の熱傷の可能性も根絶できる。

【００２２】

【発明の効果】以上実施例について説明したように、こ
の発明の核磁気共鳴検査装置によれば、傾斜磁場や照射
ＲＦ信号などに影響されることなく、容易且つ確実に心
拍同期の撮像を行うことができるとともに、体動を監視
し、体動によるアーティファクトのない画像を再構成す
ることができる。しかも、被検者の安全性を向上させる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による核磁気共鳴検査装置の実施例の
ブロック図。

【図２】エアーバッグの横断面図。

【図３】エアーバッグの縦断面図。

【符号の説明】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　静磁場を発生する手段と、各方向の傾
   斜磁場を発生する手段と、該静磁場及び傾斜磁場中に置
   かれた被検者にＲＦ信号を照射して励起する手段と、被
   検者からの共鳴信号を受信する手段と、被検者の表面に
   取り付けられた振動検出手段と、該振動検出手段によっ
   てとらえられた振動を伝える振動伝達手段と、該振動伝
   達手段によって伝えられた振動を電気信号に変換する手
   段と、該電気信号から心拍成分と体動成分とを分離する
   手段と、これら各成分に応じて上記の傾斜磁場発生、Ｒ
   Ｆ信号照射及び信号受信についての一連のシーケンスか
   らなる共鳴信号データ採取シーケンスを制御する手段と
   を備えることを特徴とする核磁気共鳴検査装置。