JPWO2013042589A1

JPWO2013042589A1 - 医用画像診断装置

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Publication number: JPWO2013042589A1
Application number: JP2013534672A
Authority: JP
Inventors: 智史飯塚
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Filing date: 2012-09-12
Publication date: 2015-03-26
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Abstract

天板をガントリに引き込む機構を、天板と衝突させることなく天板と連結することのできる医用画像診断装置を提供するために、天板70の端部には連結機構82と係合するための所定形状のピン17が備えられ、連結機構82には、フック12が供えられる。連結機構82を天板受け84上で寝台7の方向に移動させ、天板受けの一端側の上面の所定の原点89に連結機構82が接近したならばフック12を所定の位置まで退避させ、連結機構82が原点89に到達したならば停止させ、連結機構82を寝台から遠ざけながらフック12の退避を解除することにより、フック12を天板70のフック12に係合させて天板70をガントリ1内に引き込む。

Description

本発明は、医用画像診断装置に係り、被検体を載置した天板をガントリ内に引き込む機構を備えた装置に関する。

医用画像診断装置の一例として磁気共鳴イメージング(MRI)装置がある。従来のMRI装置は、寝台装置を備え、寝台装置の天板に被検体を載置し、天板をその長軸(長手)方向へ移動させることにより、被検体をガントリの撮像空間に搬入する。また、天板の長軸方向の位置を調整することにより撮像部位の位置調整が行われる。撮像方法によっては撮像中も天板を長軸方向に移動させ、被検体の全身撮像を行う方法も知られている。

従来装置の多くでは、天板を撮像空間内まで移動させるための駆動機構は、寝台装置内に備えられている(例えば、特許文献1)。この構成では、天板の搬送可能な距離は、寝台の長軸方向の長さに依存することとなり、被検体の全身を撮像する場合など、寝台長より長い距離を搬送することは困難であった。

特許文献2には、ガントリ側に駆動機構を搭載するMRI装置が提案されている。特許文献2では、ガントリ側に駆動機構を備えた台車を配置し、この台車のフックに車輪付きの天板を連結して、ガントリ内に引き込む構成である。ガントリ側に駆動機構を搭載することで、天板の搬送距離は寝台長に依存することがない。

特許第3143131号公報米国特許第4641823号明細書

しかしながら、特許文献2は、台車と天板とをどのように接近させて連結するかについて詳しい説明が開示されていない。天板には、被検体が搭載されており、通常、頭部側からガントリ内に挿入される。このためガントリ内に配置された台車は、被検体の頭部が搭載されている側の天板端部に連結されることになる。台車のフックが天板と連結される際に、台車と天板とが衝突すると、被検体の頭部のすぐ近くで衝突による衝撃が生じる。また、台車が天板に乗りあがると、台車が被検体とぶつかる恐れがある。また、撮像後、天板をガントリから寝台上まで移動させ、連結を解除する際にも、正確な位置決めと、衝撃を生じないような解除方法が望まれる。

本発明の目的は、天板をガントリに引き込む機構を、天板と衝突させることなく天板と連結することのできる医用画像診断装置を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明の寝台装置及び医用画像診断装置は、撮像空間を備えるガントリと、被検体を搭載する天板を備える寝台装置と、天板をガントリの撮像空間内に引き込むための天板引き込み機構とを有し、天板引き込み機構は、ガントリ内に少なくとも一部が配置され、一端が寝台装置と対向して配置された天板受けと、天板受け上を移動可能な連結機構と、連結機構を天板受け上で移動させる駆動部とを含む。天板の端部には連結機構と係合するための所定形状の第1部材が備えられている。連結機構には、天板の第1部材と係合する形状の第2部材と、第2部材を所定の位置まで退避させるための可動部とが備えられている。天板引き込み機構は、連結機構を天板受け上で寝台装置の方向に移動させ、天板受けの一端側の上面の所定の原点に連結機構が接近したならば第2部材を所定の位置まで退避させ、連結機構が原点に到達したならば停止させ、連結機構を寝台装置から遠ざけながら第2部材の退避を解除することにより、第2部材を天板の第1部材に係合させて天板をガントリ内に引き込む。

本発明の医用画像診断装置によれば、連結機構の第2部材を退避させた状態天板の第1部材に接近させ、原点位置で停止させることができる。連結機構を寝台装置から遠ざけながら第2部材の退避を解除することにより、連結機構と天板との連結と同時に、天板をガントリ内に引き込むことができる。よって、被検体を載置した天板に連結機構が衝突することなく、天板をガントリに引き込むことができる。

第1の実施形態の医用画像診断装置のブロック図。第1の実施形態の医用画像診断装置の斜視図。第1の実施形態の医用画像診断装置の天板引き込み機構のブロック図。第1の実施形態の寝台装置7と天板引き込み機構8の斜視図。第1の実施形態の寝台装置7と天板引き込み機構8の上面図。第1の実施形態の寝台装置7と天板引き込み機構8の側面図。第1の実施形態における連結機構のカバーを外した状態の斜視図。 (a)，(b)，(c) 第1の実施形態のフック12の動作を示す説明図、(d)フックの斜視図。第1の実施形態の天板引き込み機構8による天板70の引き込み動作を示すフローチャート。第1の実施形態の医用画像診断装置のガントリ1への天板引き込み機構の動作を示すブロック図。第1の実施形態の天板引き込み機構8によるガントリ1からの天板70の取り出し動作を示すフローチャート。第1の実施形態の天板引き込み機構8によるガントリ1への天板70の引き込み動作の別の例を示すフローチャート。第2の実施形態の医用画像診断装置の天板引き込み機構のブロック図。 (a)，(b) 第3の実施形態のフック12の構造と動作を示す説明図。第4の実施形態の医用画像診断装置の天板引き込み機構の(a)上面から見た状態を示す説明図、(b)側面から見た状態を示す説明図。第5の実施形態の医用画像診断装置の天板引き込み機構のブロック図。

以下、本発明の一実施形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、本発明の各実施形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰返しの説明は省略する。

＜第一の実施形態＞
第1の実施形態の医用画像診断装置の一例として、円筒状ガントリを備えたMRI装置について説明するが、MRIのガントリ形状は円筒状のものに限定されるものではなく、一対の平板状の磁石を対向配置したガントリに適用することが可能である。

図1は、円筒状ガントリ1を備えたMRI装置の一例の機能ブロック図である。図2は、ガントリ1と寝台装置7の斜視図である。図1のように、MRI装置100は、軸方向を水平に向けて配置された円筒状の磁石102と、その内側に配置された、傾斜磁場コイル103、高周波磁場(RF)コイル104およびRFプローブ105と、寝台装置7とを備えている。磁石102、傾斜磁場コイル103、RFコイル104は、図2に示したような外形が略円筒形のガントリカバー1aによって覆われている。略円筒形のガントリカバー1aの中心の空洞空間が撮像空間である。

寝台装置7は、被検体9を搭載するための天板70と、当該天板70を上下動させる寝台駆動機構71を内蔵している。ガントリ1は、後述するように寝台装置7の天板70を撮像空間に引き込むための機構8を備えている。寝台装置7および天板引き込み機構については後で詳しく説明する。

MRI装置100は、さらに、傾斜磁場電源106と、RF送信部107と、信号検出部108と、信号処理部109と、制御部110と、表示部111と、操作部112とを備える。

磁石102は、被検体101の撮像空間に静磁場を発生する。傾斜磁場コイル103は、X、Y、Zの3方向の傾斜磁場を発生するコイルを含み、傾斜磁場電源106からの信号に応じて、それぞれ、撮像空間に傾斜磁場を発生する。RFコイル104は、RF送信部107からの信号に応じて撮像空間にRFを印加(照射)する。RFプローブ105は、被検体101が発生するＮＭＲ(核磁気共鳴)信号を検出する。RFプローブ105で受信した信号は、信号検出部108で検出され、信号処理部109で信号処理され、制御部110に入力される。制御部110は、入力された信号から画像を再構成し、表示部111に表示する。また、制御部110は、傾斜磁場電源106、RF送信部107、信号検出部108等の動作を、予め保持される制御のタイムチャートおよび操作部112を介して操作者から入力された撮影パラメータに従って制御する。なお、制御のタイムチャートは一般にパルスシーケンスと呼ばれる。

次に、寝台装置7、および、撮像空間への天板70の引き込み機構8について説明する。図3は、ガントリ1と、寝台装置7と、天板引き込み機構の概略構成を示すブロック図であり、図4、図5および図6は、寝台装置7と天板引き込み機構8のそれぞれ斜視図、上面図および側面図である。図7は、後述の連結機構82のカバーを外した状態の斜視図である。図5および図6は、連結機構82のカバーを外した状態が図示されている。

寝台装置7は、上述した天板70と天板駆動機構71の他に、天板70を支持する天板支持台72と、天板支持台72を上下動可能に支持する本体74と、天板70の上下方向の位置を検出する上下位置センサ73とを備えている。天板駆動機構71と上下位置センサ73は、本体74に内蔵されている。天板70の底面には複数の車輪75が備えられ、天板支持台72および、後述する天板引き込み機構8の天板受け81の上を走行可能である。

天板引き込み機構8は、天板受け81と、底面に車輪84を備える連結機構82と、天板受け支持台83とを備えている。天板受け81は、その長手方向が天板70の長手方向と一致しており、天板70の長さと同等以上の長さを有する。天板受け81の一端は、ガントリ1の中心の空洞空間(撮像領域)に挿入され、ガントリ1の内壁面下部に固定されて支持されている。他端は天板受け支持台83の上に搭載されて支持されている。天板受け81のガントリ1に挿入されている一端の端面81aは、図6に示すように、寝台装置7の最上位に上昇した状態の天板支持台72の端面と所定の極わずかな隙間で対向するように配置されている。

天板受け81は、図5のように上面の両脇に、連結機構82の車輪84および天板70の車輪75が走行するための平坦な走行面94を有する。一対の走行面94の間の領域は、溝状に窪んでおり、長手方向に沿ってタイミングベルト85が配置されている。また、天板受け81の溝状の窪みの両端にはそれぞれタイミングベルト85を回転させるためのプーリ86、87が配置されている。プーリ86は、天板受け支持台83に内蔵されているモータ88により回転駆動される。これにより、タイミングベルト85が駆動される。

連結機構82は、タイミングベルト85の所定の位置に不図示の部材によって係合しており、タイミングベルト85の駆動により天板受け81の長手方向に走行する。

連結機構82は、図7のように両脇に車輪84が取り付けられたベース90と、本体74の寝台装置7端部の中央に配置されたフック12とを有する。フック12は、基部に固定された軸13により、ベース90のプレート部14に回転可能に固定されている。図8(a)〜(c)にフック12の形状および動作の途中の状態を示す側面図であり、図8(d)は、フック12の斜視図である。フック12は、図7および図8(a)〜(d)に示すように、天板70に係合するための凹部121と、凹部121よりも先端側に設けられた第1の傾斜面122と、凹部121よりも回転軸13側に順に設けられた水平部123と、第2の傾斜面124とを備えた形状である。

図8(a)〜(c)のように、天板70のガントリ1側の端面には、軸方向を天板70の幅方向に向けて連結ピン17が固定されている。フック12の先端の第1の傾斜面122は、この連結ピン17が接近しても、凹部121近くまでフック12と衝突しないように形成されている。

また、天板受け81の寝台装置7側の端部上面には、連結機構82のフック12を押し上げるための押し上げ部16が固定治具16aにより所定の位置及び高さに固定されている。フック12の水平部123は、押し上げ部16の先端よりも高い位置に設けられており、フック12が押し上げ部16に接近しても水平部123には接触しない構成である。
第2の傾斜面124は、押し上げ部16の先端に接触することにより、フック12が軸13を中心に回転しながら押し上げられる。これにより、凹部121は、連結ピン17に接触することなく、連結ピン17よりも高くもちあがるように第2の傾斜面124の傾斜角度が定められている。

また、フック12には、軸13と凹部121との間に突起125が設けられ、ベース90に固定された突起91と、ゴムバンド等の弾性部材15により連結されている。弾性部材15は、フック12を押し下げる方向に付勢している。

天板受け81の上面には、押し上げ部16の近傍の所定の原点位置に、連結機構82が原点まで移動したことを検出するための原点センサ89が配置されている。原点センサ89としては、光センサ等を用いることができる。

また、連結機構82のカバーには、フック12が天板70の連結ピン17に係合するほど接近したことを検出する連結検出センサ92が備えられている。連結検出センサ92は、天板70の端面に接触して押し込まれるピンと、ピンが押し込まれたことを検出する光センサによって構成することができる。もしくはマイクロスイッチなどの接触式センサを用いてもよい。

連結検出センサ92、原点センサ89およびモータ88は、制御部110に接続されている。また、寝台装置7の上下位置センサ73もまた、制御部110に接続されている。

なお、本実施形態のガントリ1は、MRI装置であるので、連結機構82および天板受け81は、アルミニウムや樹脂等の非磁性材料により構成する。

天板70がガントリ1内に引き込まれる動作について図9のフローを用いて説明する。
図9の動作は、制御部110が各部を制御することにより実現する。操作部112は、天板70の上昇を指示するUPボタンと、天板70のガントリ1への引き込みを指示するINボタンと、天板70のガントリ1からの取り出しを指示するOUTボタンとを含む。これらのボタンは、操作パネルに他の操作ボタンとともに配置することも可能であるし、ガントリ1の側面等に配置することも可能である。

操作者が操作部110の天板70の上昇を指示するUPボタンを操作したならば、寝台装置7の駆動機構71は、天板70を上昇させる(ステップ201、202)。寝台装置7の上下位置センサ73が、天板70が最上位に達するまで上昇を継続させ、最上位に達したことを検出したならば、天板支持台72が天板受け81と同じ高さになっているため、駆動機構71を停止させる。続けてモータ88を駆動させて連結機構82を原点方向(寝台装置7の方向)に移動させる(ステップ203，204)。これにより、連結機構82は、図8(a)のように押し上げ部16に接近する。

フック12の先端は、第1の傾斜部122を備えているので、連結ピン17には接触しない。図8(b)のように押し上げ部16が、フック12の水平部123を通過して第2の傾斜部124に達したならば、押し上げ部16が第2の傾斜部124を押し上げ、フック12の凹部121が連結ピン17よりも高く持ち上げられる(ステップ204)。

原点センサ89が、連結機構82が原点に到達したことを検出すると、モータ88を停止させて連結機構82を停止させる(ステップ205，206)。

このとき連結検出センサ92のピンが天板70の端面によって押し込まれ、天板70と接触していることを検出しているならば、操作者に、操作部112の引き込みボタン(INボタン)を操作すれば天板70がガントリ1内に引き込まれることを報知する(ステップ207，208)。報知方法としては、例えば、INボタンに内蔵されているライトを点滅させる方法を用いる。また、ステップ205で、原点センサ89が原点に連結機構82が到達したことを検出しているのに、ステップ207で連結検出センサ92が天板70との接触を検出していない場合は、連結検出センサ92の異常であるので、センサエラーを操作者に表示等により報知する(ステップ213)。

操作者がINボタンを操作したならば(ステップ209)、モータ88を逆回転させ、連結機構82をバックさせて天板受け支持台83の方向に移動させる(ステップ210)。これにより、図8(c)のように、フック12から押し上げ部16が外れるため、フック12が下がり、連結ピン17と係合する。そのまま天板70は、図10のように連結機構82と共に天板受け81上を走行してガントリ1の撮像空間内に引き込まれる(ステップ210)。

連結検出センサ92が、天板70との接触を検出し続けている場合、天板70とフック12との係合が維持され、天板70がガントリ1に引き込まれているので、撮像の準備が完了し、撮像可能であることを操作者に報知する(ステップ211、212)。操作者は、操作部112を操作して、撮像シーケンスを実行させることにより、被検体9の所望の部位を撮像することができる。

一方、ステップ211で連結検出センサ92が天板70との接触を検出していない場合、フック12が連結ピン17とうまく係合できておらず、天板70が連結機構82とともに移動していないため、ステップ204に戻って再チャレンジするか、操作を中止するように操作者に報知する(ステップ214)。

つぎに、撮像終了後、または、撮像途中で、天板70を寝台装置7まで引き出す場合の各部の動作について図11のフローを用いて説明する。

操作者が、操作部112のOUTボタンを操作すると、制御部110は、モータ88を駆動して、連結機構82を原点方向に移動させる(ステップ301、302)。フック12は、原点に戻ることにより押し上げ部16に押し上げられ、図8(c)のように連結ピン17と係合した状態から図8(b)のように持ち上がった状態へ変位する。原点センサ89は、連結機構82が原点に到達したことを検出したならば、モータ88を停止させることにより連結機構82を停止させる(ステップ303，304)。

この時点でOUTボタンが押し続けられている場合には、操作者が天板70の降下をさらに指示しているので、連結機構82を原点に配置した状態で天板70を寝台装置7の駆動機構71により下降させる(ステップ305，306)。これにより、天板70に衝撃を与えることなく、天板70と連結機構82との連結を解除することができる。

連結検出センサ92がオフになったならば、連結が解除されているので、モータ88を駆動し、連結機構82を所定の位置(ホームポジション)まで戻す(ステップ308，309)。

なお、ステップ305において、OUTボタンが押し続けられていない場合には、天板70を低下させず、そのままの状態を維持する(ステップ307)。

本実施形態では、フック12は、押し上げ部16によって押し上げられ、原点センサ89により正確に位置決めして停止させることができるため、フック12の先端や連結機構82のカバーや本体が天板70と端面と衝突することがなく、静かに連結ピン17と係合できる。これにより、天板70に衝撃を与えることなく、連結機構82を天板72に連結してガントリ1内に引き込むことができる。よって、天板70上の被検体9の安全を確保し、かつ、衝撃による不安を抱かせることがなく、天板70をガントリ1に引き込むことができる。

また、天板70をガントリ1に引き込み時には、UPボタンとINボタンを操作すればよく、ガントリ1から天板70を引き出す際には、OUTボタンを押し続ければよいため、簡単な操作で天板70の引き込みおよび引き出しが実現できる。

なお、上記実施形態では、連結機構82の初期位置(ホームポジション)を原点以外(例えば、ガントリ1の中央付近)とする場合を例に説明したが、ホームポジションを原点とすることも可能である。すなわち、連結機構82は、天板70を連結していない状態では常に原点に位置する。この場合、上記図9のフローのうち、ステップ204〜206の動作は不要となり、天板の連結および引き込み動作を図12のフローのように簡略化することができる。

なお、本実施形態では、タイミングベルト81を用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、連結機構82を移動させることができればどのような駆動機構を用いてもよい。例えば、ボールネジを用いて連結機構82を移動させることもできる。

＜第2の実施形態＞
次に、第2の実施形態の医用画像診断装置について説明する。図13は、本実施形態の医用画像診断装置の概略構成を示すブロック図である。

第2の実施形態が第1の実施形態と異なる点は、寝台装置が車輪22を備えた移動式寝台装置701である点である。本実施形態の各機構は基本的には第1の実施形態と同じであるので、前述の第1の実施形態と異なる箇所のみを説明する。

寝台装置701とガントリ1には、寝台連結機構702が備えられている。寝台連結機構702は、寝台本体74に備えられたフック23と、フック23と係合するためにガントリ1に備えられた連結棒24と、寝台装置701との連結を検出するためにガントリに供えられた寝台連結検出センサ25とを含む。連結検出センサ25は、寝台本体74に備えられたピン26が、ガントリ1との連結によってガントリ1側に押し込まれたことを検出する。また、この他にも、上下位置センサ73の出力を制御部110に受け渡すための信号線や、寝台装置701の駆動機構への制御信号を制御部110に受け渡すための信号線を、ガントリ1と寝台装置701との間で接続するための不図示のコネクタが配置されている。

連結機構702により、寝台装置701がガントリ1と連結されたことが、寝台連結検出センサ25により検出された場合にのみ、図9および図12のステップ201を開始することができるように構成する。

寝台連結検出センサ25としては、ピン26が押し込まれたことを光の遮光にて検出するフォトセンサ(非接触型)が好適であるが、マイクロスイッチなどの接触型センサを用いることも可能である。また、ガントリ連結検出センサ25の代わりに、上記信号線のコネクタにより、電気的に連結を検出する構成としてもよい。

また、連結機構702のフック23と連結棒24にそれぞれ電極パッドを取り付け、フック23が連結棒24に係合することにより、電極パッドが接触して、制御信号等の信号線が電気的に接続される構成にすることも可能である。

さらに、連結機構82のフック12と連結ピン17もそれぞれ電極パッドを取り付け、連結機構82のフック12が天板70の連結ピン17に係合することにより電極パッドが接触して、制御信号等の信号線が電気的に接続される構成にすることも可能である。

以上のように、第2の実施形態の医用画像診断装置によれば、移動式寝台装置であっても、天板70をガントリ内に引き込むことが可能である。

＜第3の実施形態＞
次に、第3の実施形態の医用画像診断装置について図14(a)、(b)を用いて説明する。図14(a)，(b)は、フック312の側面図である。第1の実施形態と異なる点は、フック12を下向きに付勢するためのゴムバンド等の弾性部材15、突起125および軸13を備えず、フック312の基部313自体を板バネ形状とし、板ばね状の基部313の端部をプレート部14に固定した点である。板ばね状の基部313の弾性力によりフック312は下向きに付勢されるとともに、押し上げ部16が第2の傾斜部124に乗り上げた場合には、板ばね状の基部313の変形によりフック312の先端が連結ピン17よりも上に持ち上げられる。他の構成は、第1の実施形態と同じであるので、説明を省略する。

以上のように、第3の実施形態によれば、連結機構82は、第1の実施形態よりも少ない部品数により構成することが可能になり、製造コストを低減することができる。

＜第4の実施形態＞
次に、第4の実施形態の医用画像診断装置について図15(a)、(b)を用いて説明する。図15(a)は、連結機構72および寝台装置7を上面からみた場合のフック12の向きを示すブロック図であり、図15(b)は、側面から見た場合のフック12の向きを示すブロック図である。

第4の実施形態では、フック12の凹部121の開口を水平方向に向けた構成である。
これに対応させて、連結ピン17および押し上げ部16は、軸方向を天板70の法線方向に平行に配置されている。連結ピン17は、天板17の厚み内に配置することが好ましい。他の構成は、第1の実施形態と同様である。

本実施形態の連結機構82は、天板3の厚み内に配置された連結ピン17にフック12が引っかかることで天板3と連結されるため、フック12が天板70の上面よりも上側に突出しないというメリットがある。このため、天板70に搭載された被検体9と接触する恐れがない。

なお、フック12の凹部121は、下向きおよび横向きに限定されるものではなく、上向きにすることも可能である。この場合、押し上げ部16は、フック押し下げ部として、天板受け81に配置する。

＜第5の実施形態＞
次に、第5の実施形態の医用画像診断装置について図16を用いて説明する。

第5の実施形態では、第1の実施形態で連結機構82に配置していたフック12および連結検出センサ92を天板70の端面に配置し、第1の実施形態では天板70に配置していた連結ピン17を連結機構82に配置する。連結ピン17は、可動部を有し、押し上げ部216により押し上げられると、フック12に係合する構成とする。押し上げ部216は、第1の実施形態の押し上げ部16と同様に天板受け81の原点付近に配置する。原点センサ89は、第1の実施形態と同様に天板受け81に配置する。他の構成は、第1の実施形態と同じであるので説明を省略する。

天板70が天板受け81と同じ高さまで上昇したならば、連結機構82を原点に向かって移動させる。これにより、連結ピン17が押し上げ部216に接触して押し上げられ、フック12と係合する。原点センサ89が連結機構82を検出したならば、連結機構82を停止させ、寝台装置7から遠ざかる方向に移動させる。これにより、天板72が連結機構82に連結して、ガントリ1内に引き込まれる。

第5の実施形態によれば、連結機構82をガントリ1の入口に常に配置できる。フック12はガントリ1からはみ出さないため、第1の実施形態において図9のステップ204で行っていた連結機構82の原点方向への移動が、第5の実施形態では不要となる。

上述の各実施形態では、医用画像診断装置は、MRI装置の例について説明したが、本発明はMRI装置に限定されるものではなく、所定の位置に天板を移動させる各種の装置に適用することが可能である。例えば、X線撮影装置やＣＴ装置に本発明の天板引き込み機構を適用することが可能である。

1 ガントリ、1a ガントリカバー、7 寝台装置、12 フック、13 軸、15 弾性部材、16 押し上げ部、17 連結ピン、23 フック、24 連結棒、25 寝台連結センサ、26 ピン、70 天板、72 天板支持台、73 上下位置センサ、74 寝台装置本体、75 車輪、81 天板受け、82 連結機構、83 天板受け支持台、84 車輪、85 タイミングベルト、86、87 プーリ、88 モータ、89 原点センサ、90 ベース、91 突起、92 連結検出センサ、94 走行面、121 凹部、122 第1の傾斜面、123 水平面、124 第2の傾斜面、125 突起、312 フック、313 フックの基部、702 寝台連結機構、102 磁石、103 傾斜地場コイル、104 高周波地場(RF)コイル、105 RFプローブ、106 傾斜磁場電源、107 RF送信部、108 信号検出部、109 信号処理部、110 制御部、112 操作部

特許第3143131号公報米国特許第4641823号明細書

上記の目的を達成するために、本発明の医用画像診断装置は、撮像空間を備えるガントリと、被検体を搭載する天板を備える寝台装置と、天板をガントリの撮像空間内に引き込むための天板引き込み機構とを有し、天板引き込み機構は、ガントリ内に少なくとも一部が配置され、一端が寝台装置と対向して配置された天板受けと、天板受け上を移動可能な連結機構と、連結機構を天板受け上で移動させる駆動部とを含む。天板の端部には連結機構と係合するための所定形状の第1部材が備えられている。連結機構には、天板の第1部材と係合する形状の第2部材と、第2部材を所定の位置まで退避させるための可動部とが備えられている。天板引き込み機構は、連結機構を天板受け上で寝台装置の方向に移動させ、天板受けの一端側の上面の所定の原点に連結機構が接近したならば第2部材を所定の位置まで退避させ、連結機構が原点に到達したならば停止させ、連結機構を寝台装置から遠ざけながら第2部材の退避を解除することにより、第2部材を天板の第1部材に係合させて天板をガントリ内に引き込む。

本発明の医用画像診断装置によれば、連結機構の第2部材を退避させた状態で天板の第1部材に接近させ、原点位置で停止させることができる。連結機構を寝台装置から遠ざけながら第2部材の退避を解除することにより、連結機構と天板との連結と同時に、天板をガントリ内に引き込むことができる。よって、被検体を載置した天板に連結機構が衝突することなく、天板をガントリに引き込むことができる。

図1は、ガントリ1を備えたMRI装置の一例の機能ブロック図である。図2は、ガントリ1と寝台装置7の斜視図である。図1のように、MRI装置100は、軸方向を水平に向けて配置された円筒状の磁石102と、その内側に配置された、傾斜磁場コイル103、高周波磁場(RF)コイル104およびRFプローブ105と、寝台装置7とを備えている。磁石102、傾斜磁場コイル103、RFコイル104は、図2に示したような外形が略円筒形のガントリカバー1aによって覆われている。略円筒形のガントリカバー1aの中心の空洞空間が撮像空間である。

磁石102は、被検体9の撮像空間に静磁場を発生する。傾斜磁場コイル103は、X、Y、Zの3方向の傾斜磁場を発生するコイルを含み、傾斜磁場電源106からの信号に応じて、それぞれ、撮像空間に傾斜磁場を発生する。RFコイル104は、RF送信部107からの信号に応じて撮像空間にRFを印加(照射)する。RFプローブ105は、被検体9が発生するNMR(核磁気共鳴)信号を検出する。RFプローブ105で受信した信号は、信号検出部108で検出され、信号処理部109で信号処理され、制御部110に入力される。制御部110は、入力された信号から画像を再構成し、表示部111に表示する。また、制御部110は、傾斜磁場電源106、RF送信部107、信号検出部108等の動作を、予め保持される制御のタイムチャートおよび操作部112を介して操作者から入力された撮影パラメータに従って制御する。なお、制御のタイムチャートは一般にパルスシーケンスと呼ばれる。

連結機構82は、図7のように両脇に車輪84が取り付けられたベース90と、本体74の寝台装置7端部の中央に配置されたフック12とを有する。フック12は、基部に固定された軸13により、ベース90のプレート部14に回転可能に固定されている。図8(a)〜(c)はフック12の形状および動作の途中の状態を示す側面図であり、図8(d)は、フック12の斜視図である。フック12は、図7および図8(a)〜(d)に示すように、天板70に係合するための凹部121と、凹部121よりも先端側に設けられた第1の傾斜面122と、凹部121よりも回転軸13側に順に設けられた水平部123と、第2の傾斜面124とを備えた形状である。

操作者が操作部112の天板70の上昇を指示するUPボタンを操作したならば、寝台装置7の駆動機構71は、天板70を上昇させる(ステップ201、202)。寝台装置7の上下位置センサ73が、天板70が最上位に達するまで上昇を継続させ、最上位に達したことを検出したならば、天板支持台72が天板受け81と同じ高さになっているため、駆動機構71を停止させる。続けてモータ88を駆動させて連結機構82を原点方向(寝台装置7の方向)に移動させる(ステップ203，204)。これにより、連結機構82は、図8(a)のように押し上げ部16に接近する。

フック12の先端は、第1の傾斜面122を備えているので、連結ピン17には接触しない。図8(b)のように押し上げ部16が、フック12の水平部123を通過して第2の傾斜面124に達したならば、押し上げ部16が第2の傾斜面124を押し上げ、フック12の凹部121が連結ピン17よりも高く持ち上げられる(ステップ204)。

本実施形態では、フック12は、押し上げ部16によって押し上げられ、原点センサ89により正確に位置決めして停止させることができるため、フック12の先端や連結機構82のカバーや本体が天板70と端面と衝突することがなく、静かに連結ピン17と係合できる。これにより、天板70に衝撃を与えることなく、連結機構82を天板70に連結してガントリ1内に引き込むことができる。よって、天板70上の被検体9の安全を確保し、かつ、衝撃による不安を抱かせることがなく、天板70をガントリ1に引き込むことができる。

なお、本実施形態では、タイミングベルト85を用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、連結機構82を移動させることができればどのような駆動機構を用いてもよい。例えば、ボールネジを用いて連結機構82を移動させることもできる。

移動式寝台装置701とガントリ1には、寝台連結機構702が備えられている。寝台連結機構702は、寝台本体74に備えられたフック23と、フック23と係合するためにガントリ1に備えられた連結棒24と、移動式寝台装置701との連結を検出するためにガントリに供えられた寝台連結検出センサ25とを含む。連結検出センサ25は、寝台本体74に備えられたピン26が、ガントリ1との連結によってガントリ1側に押し込まれたことを検出する。また、この他にも、上下位置センサ73の出力を制御部110に受け渡すための信号線や、移動式寝台装置701の駆動機構への制御信号を制御部110に受け渡すための信号線を、ガントリ1と移動式寝台装置701との間で接続するための不図示のコネクタが配置されている。

連結機構702により、移動式寝台装置701がガントリ1と連結されたことが、寝台連結検出センサ25により検出された場合にのみ、図9および図12のステップ201を開始することができるように構成する。

＜第3の実施形態＞
次に、第3の実施形態の医用画像診断装置について図14(a)、(b)を用いて説明する。図14(a)，(b)は、フック312の側面図である。第1の実施形態と異なる点は、フック12を下向きに付勢するためのゴムバンド等の弾性部材15、突起125および軸13を備えず、フック312の基部313自体を板バネ形状とし、板ばね状の基部313の端部をプレート部14に固定した点である。板ばね状の基部313の弾性力によりフック312は下向きに付勢されるとともに、押し上げ部16が第2の傾斜面124に乗り上げた場合には、板ばね状の基部313の変形によりフック312の先端が連結ピン17よりも上に持ち上げられる。他の構成は、第1の実施形態と同じであるので、説明を省略する。

＜第4の実施形態＞
次に、第4の実施形態の医用画像診断装置について図15(a)、(b)を用いて説明する。図15(a)は、連結機構82および寝台装置7を上面からみた場合のフック12の向きを示すブロック図であり、図15(b)は、側面から見た場合のフック12の向きを示すブロック図である。

第4の実施形態では、フック12の凹部121の開口を水平方向に向けた構成である。
これに対応させて、連結ピン17および押し上げ部16は、軸方向を天板70の法線方向に平行に配置されている。連結ピン17は、天板70の厚み内に配置することが好ましい。他の構成は、第1の実施形態と同様である。

本実施形態の連結機構82は、天板70の厚み内に配置された連結ピン17にフック12が引っかかることで天板70と連結されるため、フック12が天板70の上面よりも上側に突出しないというメリットがある。このため、天板70に搭載された被検体9と接触する恐れがない。

天板70が天板受け81と同じ高さまで上昇したならば、連結機構82を原点に向かって移動させる。これにより、連結ピン17が押し上げ部216に接触して押し上げられ、フック12と係合する。原点センサ89が連結機構82を検出したならば、連結機構82を停止させ、寝台装置7から遠ざかる方向に移動させる。これにより、天板70が連結機構82に連結して、ガントリ1内に引き込まれる。

上述の各実施形態では、医用画像診断装置は、MRI装置の例について説明したが、本発明はMRI装置に限定されるものではなく、所定の位置に天板を移動させる各種の装置に適用することが可能である。例えば、X線撮影装置やCT装置に本発明の天板引き込み機構を適用することが可能である。

1 ガントリ、1a ガントリカバー、7 寝台装置、12 フック、13 軸、15 弾性部材、16 押し上げ部、17 連結ピン、23 フック、24 連結棒、25 寝台連結センサ、26 ピン、70 天板、72 天板支持台、73 上下位置センサ、74 寝台装置本体、75 車輪、81 天板受け、82 連結機構、83 天板受け支持台、84 車輪、85 タイミングベルト、86、87 プーリ、88 モータ、89 原点センサ、90 ベース、91 突起、92 連結検出センサ、94 走行面、121 凹部、122 第1の傾斜面、123 水平面、124 第2の傾斜面、125 突起、312 フック、313 フックの基部、702 寝台連結機構、102 磁石、103 傾斜磁場コイル、104 高周波磁場(RF)コイル、105 RFプローブ、106 傾斜磁場電源、107 RF送信部、108 信号検出部、109 信号処理部、110 制御部、112 操作部

Claims

撮像空間を備えるガントリと、被検体を搭載する天板を備える寝台装置と、前記天板を前記ガントリの前記撮像空間内に引き込むための天板引き込み機構とを有する医用画像診断装置であって、
前記天板引き込み機構は、前記ガントリ内に少なくとも一部が配置され、一端が前記寝台装置と対向して配置された天板受けと、前記天板受け上を移動可能な連結機構と、前記連結機構を前記天板受け上で移動させる駆動部とを含み、
前記天板の端部には前記連結機構と係合するための所定形状の第1部材が備えられ、
前記連結機構には、前記天板の前記第1部材と係合する形状の第2部材と、前記第2部材を所定の位置まで退避させるための可動部とが備えられ、
前記天板引き込み機構は、前記連結機構を前記天板受け上で前記寝台装置の方向に移動させ、前記天板受けの前記一端側の上面の所定の原点に前記連結機構が接近したならば前記第2部材を所定の位置まで退避させ、前記連結機構が前記原点に到達したならば停止させ、前記連結機構を前記寝台装置から遠ざけながら前記第2部材の退避を解除することにより、前記第2部材を前記天板の第1部材に係合させて前記天板を前記ガントリ内に引き込むことを特徴とする医用画像診断装置。
撮像空間を備えるガントリと、被検体を搭載する天板を備える寝台装置と、前記天板を前記ガントリの前記撮像空間内に引き込むための天板引き込み機構とを有する医用画像診断装置であって、
前記天板引き込み機構は、前記ガントリ内に少なくとも一部が配置され、一端が前記寝台装置と対向して配置された天板受けと、前記天板受け上を移動可能な連結機構と、前記連結機構を前記天板受け上で移動させる駆動部とを含み、
前記天板の端部には前記連結機構と係合するための所定形状の第1部材が備えられ、
前記連結機構には、前記天板の前記第1部材と係合する形状の第2部材と、前記第2部材を退避させるための可動部とが備えられ、
前記天板受け部には、前記天板受けの前記一端側の上面の所定の原点近傍の所定位置に突起部が備えられ、当該突起部は、前記原点に前記連結機構が接近したときに前記第2部材に接触して退避させ、前記原点から前記連結機構が遠ざかる方向に移動すると前記第2部材から離れて前記退避を解除することを特徴とする医用画像診断装置。
請求項2に記載の医用画像診断装置において、前記天板引き込み機構の前記駆動部を制御する制御部をさらに有し、
前記制御部は、前記連結機構を前記天板受け上で前記寝台装置の方向に移動させ、前記連結機構が前記原点に到達したならば停止させ、前記連結機構を前記寝台装置から遠ざける方向に移動させることにより、前記突起部により退避した第2部材を前記天板の第1部材に連結して前記天板を前記ガントリ内に引き込むことを特徴とする医用画像診断装置。
請求項2に記載の医用画像診断装置において、前記天板引き込み機構は、前記天板受けの前記原点に前記連結機構が到達したことを検出する原点センサをさらに備えることを特徴とする医用画像診断装置。
請求項2に記載の医用画像診断装置において、前記第1部材は、棒状部材であり、前記第2部材は、フックであることを特徴とする医用画像診断装置。
請求項2に記載の医用画像診断装置において、前記第2部材は、フックであり、前記突起部は、前記フックに接触することにより前記フックの先端を基部に対して変位させて退避させることを特徴とする医用画像診断装置。
請求項6に記載の医用画像診断装置において、前記フックは、前記第1部材と係合するための凹部と、前記凹部よりも基部側に設けられた傾斜面とを有し、
前記連結機構が前記原点に近づくにつれて、当該傾斜面が前記突起に接触することにより、前記フックの先端が徐々に変位することを特徴とする医用画像診断装置。
請求項3に記載の医用画像診断装置において、前記天板引き込み機構は、前記連結機構と前記天板との連結を検出する連結検出センサをさらに有し、
前記制御部は、前記連結機構が前記原点に到達して停止させた際に、前記連結検出センサが連結を検出しているならば、前記連結機構を前記寝台装置から遠ざける方向に移動させることを特徴とする医用画像診断装置。
請求項3に記載の医用画像診断装置において、前記寝台装置は、前記天板の高さを検出する天板高さセンサをさらに有し、
前記制御部は、前記天板高さセンサの出力から前記天板が前記天板受けと一致する高さであることが検出された場合に、前記連結機構を前記天板受け上で前記寝台装置の方向に移動させ、前記天板と連結させることを特徴とする医用画像診断装置。
撮像空間を備えるガントリと、被検体を搭載する天板を備える寝台装置と、前記天板を前記ガントリの前記撮像空間内に引き込むための天板引き込み機構とを有する医用画像診断装置であって、
前記天板引き込み機構は、前記ガントリ内に少なくとも一部が配置され、一端が前記寝台装置と対向して配置された天板受けと、前記天板受け上を移動可能な連結機構と、前記連結機構を前記天板受け上で移動させる駆動部とを含み、
前記天板の端部には前記連結機構と係合するための所定形状の第1部材が備えられ、
前記連結機構には、前記天板の前記第1部材と係合する形状の第2部材と、前記第2部材を変位させるための可動部とが備えられ、
前記天板受け部には、前記天板受けの前記一端側の上面の所定の原点近傍の所定位置に突起部が備えられ、当該突起部は、前記原点に前記天板が接近したときに前記第2部材に接触して変位させることにより前記第1部材と係合させ、前記連結機構と前記天板とを連結することを特徴とする医用画像診断装置。