JP2005270261A

JP2005270261A - Ｍｒｉ装置

Info

Publication number: JP2005270261A
Application number: JP2004086168A
Authority: JP
Inventors: Kenji Takiguchi; 賢治滝口
Original assignee: Hitachi Medical Corp
Current assignee: Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Priority date: 2004-03-24
Filing date: 2004-03-24
Publication date: 2005-10-06
Anticipated expiration: 2024-03-24
Also published as: JP4532145B2

Abstract

【課題】ケーブルやスライド等の受信コイルの可動部位をなくして、受信コイルの交換や移動に対する耐久性を増す。
【解決手段】受信コイルに第１のコネクタを、寝台に複数の第２のコネクタを配置し、各第２のコネクタには受信信号をプリアンプに導くケーブルをそれぞれ備える。そして、撮影部位に対応して第２のコネクタを選択し、それに第１のコネクタを接続して受信コイルを寝台上に配置する。また、プリアンプには選択された第２のコネクタに対応するケーブルが電気的に接続されて受信信号が入力される。
【選択図】図１

Description

本発明は核磁気共鳴（以下、NMRと略記する）現象を利用して被検体の任意断面を画像表示する磁気共鳴イメージング（以下、MRIと略記する）装置に関し、特に、受信コイルの接続技術に関する。

MRI装置の受信コイルで受信した信号は、プリアンプ(前段増幅器)を経て受信を兼ねた高周波送受信部に送られ、デジタル化された後に、計算機に送られ画像再構成される。このように受信コイルはプリアンプと接続されているが、プリアンプは寝台に内蔵されている場合が多く、受信コイルとプリアンプとの接続はコネクタ及びケーブルを介して行われている。
また、受信コイルは被検体の体型や撮影部位に合わせて複数種類が用意されており、受信コイルの交換あるいは撮影条件に応じた受信コイル位置設定の利便性を考慮して、受信コイルとプリアンプはフレキシブルなケーブルを介して接続されている。さらに受信コイル位置設定の利便性を向上させるために、[特許文献1]、[特許文献2]に示されているように、プリアンプが寝台に設けられたガイド溝に沿ってスライドし、プリアンプとケーブルで接続された受信コイルがプリアンプとともに移動する方式が提案されている。
また[特許文献3]に示されているように、寝台に複数個のコネクタを設置する方式が提案されている。
特開平５−１３０９７８号公報特開平１０−２９５６６６号公報特開平６−３１５４７３号公報

上記のとおり、MRI装置において受信コイルの位置を移動させるためには、固定されたプリアンプに対して、ケーブルの可動範囲内で受信コイルの位置を移動させるか、プリアンプとケーブルと受信コイルを同時に移動させるかのいずれかである。
しかし、上記構造では、撮影毎の受信コイル交換時に取り扱い方によってはケーブルやコネクタへの負担が増加する等、耐久性に問題がある。また、上記ケーブルは受信コイルとプリアンプを連絡するためのものではあるが、必須の部材ではない。受信コイルと寝台が少なくとも1箇所以上接触しているなら、ケーブル無しで受信コイルとプリアンプを接続することは可能である。
このようなケーブルやスライド等の可動部分が無く、受信コイル位置の調整が可能なMRI装置は上記公知文献には開示されていない。

本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は次の通りである。即ち
第1の目的は、ケーブルやスライド等の受信コイルの可動部位をなくすことである。また、第2の目的は、被検体の体型や撮影部位に柔軟に対応して受信コイルの配置位置を調整可能にすることである。

上記課題を解決するために、本発明は以下の様に構成される。即ち、
（１）被検体を載置して静磁場中心に移動させる寝台と、前記寝台に載置されて前記被検体からの核磁気共鳴信号を受信する受信手段と、前記寝台内部に配置され前記受信手段に接続されて前記核磁気共鳴信号を増幅する増幅手段とを備えた磁気共鳴イメージング装置において、前記受信手段は、その受信信号を出力する第1のコネクタを備え、前記寝台は、前記第1のコネクタに接続され得る複数の第2のコネクタを寝台の長手方向に備え、前記増幅手段は、前記複数の第2のコネクタとケーブルによって接続されていると共に、前記第1のコネクタが接続された第2のコネクタからの受信信号を選択して増幅する。
これにより、被検体の撮影部位の位置に対応して、ケーブルを介することなく受信コイルを寝台に直接接続することができる。その結果、前記本発明の第1の目的を達成することができる。

（２）好ましい一実施態様は、さらに前記受信手段は前記第1のコネクタを複数備え、そのいずれか一つが前記第2のコネクタに接続される。
これにより、第1のコネクタと第2のコネクタの組み合わせ数を劇的に増大させることができるので、第1のコネクタと第2のコネクタの接続組み合わせを変えることによって、寝台上で受信コイルの配置位置を微調整できるようになる。その結果、前記本発明の第2の目的を達成することができる。

（３）また、好ましい一実施態様は、請求項1又は2に記載の磁気共鳴イメージング装置において、複数の前記受信手段と、その中から静磁場中心に配置された受信手段を認識する手段とを備え、
前記増幅手段は、各受信手段の第1のコネクタがそれぞれ異なる前記第2のコネクタに同時に接続された場合に、前記静磁場中心に配置された受信手段が接続された第2のコネクタからの受信信号を選択して増幅する。
これにより、複数の受信コイルを同時に用いて全身撮影又は広範囲の撮影を行う場合に、各撮影領域の位置に対応して各受信コイルを最適に配置することができる。その結果、全身撮影の際にも前記本発明の第1及び第2の目的を達成することができる。

以上で説明した如く、本発明によれば、寝台に受信コイルを設置するコネクタを複数設けることにより、従来用いられているケーブルやスライド等の受信コイルの可動部位を設けることなく所望の部位に柔軟に対応して撮影することが可能となる。その結果、操作者の取り扱い不備の機会が低減して、受信コイルの耐久性を向上させることができる。

最初に、本発明を適用するMRI装置の概略を図9に基づいて説明する。このMRI装置は被検体12に静磁場を与える静磁場発生手段1と、XYZ直交座標系において、X方向に傾斜磁場を発生するX方向傾斜磁場発生手段2と、Y方向に傾斜磁場を発生するY方向傾斜磁場発生手段3と、Z方向に傾斜磁場を発生するZ方向傾斜磁場発生手段4と、上記各傾斜磁場発生手段に電力を供給する傾斜磁場電源5と、上記被検体の撮影部位に高周波磁場を照射する照射コイル6と、上記被検体の生体組織の核磁気共鳴により放出される高周波磁場を受信する受信コイル7と、上記照射高周波磁場の電力を供給する高周波磁場電源8と、上記高周波磁場の照射および受信を行う高周波送受信部9と、傾斜磁場電源及び高周波送受信部の制御をパルスシーケンスに従って行うと共に、上記受信信号を用いて画像再構成演算を行う計算機10と、上記計算機で生成された画像信号を入力して断層像として表示する表示器11と上記被検体を上記静磁場発生手段内部に搬入する寝台13により構成されている。

次に、本発明の第1の実施形態を説明する。この実施形態は、寝台又は受信コイルに複数個の接続部（コネクタ）を設けて、被検体の撮影部位に対応して受信コイルの配置をかえられるようにすること、即ち、被検体の撮影部位に最も近い位置に受信コイルを配置する形態である。
これにより、寝台に複数個のコイルを設置することにより、従来用いられているケーブルやスライド等の受信コイルの可動部位をなくすことができ、かつ所望の部位を撮影することが可能となる。コイル可動部位が廃止されることにより、操作者の取り扱い不備の機会が低減し、コイルの耐久性を向上させることができる。

以下、本実施形態の実施例を詳細に説明する。
図1に第1実施形態の実施例を示す。図1では、XYZ直交座標系において、寝台13に5つのコネクタ21〜25がＺ方向に間隔dで配置されている。このコネクタ形状はピン接続型である。各コネクタには受信信号や制御信号を伝達するケーブル26〜30がそれぞれ接続されており、各ケーブルの他端は寝台13内部でプリアンプ20と接続されている(図1ではわかりやすくするために寝台13外部にプリアンプ20を記載しているが、実際には寝台13内部に配置されているものとする。ケーブル26〜30も同様である。)。プリアンプ20からの信号はさらに送受信部9に送られ、これを介して計算機10に信号が伝達される。以上のケーブル26〜30はプリアンプ20前で合流するか、コネクタの選択と共に該当するケーブルのみが電気的にプリアンプ20に接続されることが望ましい。例えば、コネクタ21を選択すると計算機10からの命令によりプリアンプ20とケーブル26とが電気的に接続されるようにする。コネクタの識別は、例えば接続したコイルとコネクタのピンの短絡によっておこなわれる。例えば3本のピンをコネクタの識別に割り当てるとすると、短絡するピンの組み合わせによって2³＝8個までのコネクタを識別することが可能になる。

また、寝台13の形状は平面とする。Z＝0をＺ方向の磁場中心とし、最初コネクタ23の中心が磁場中心(0，0，0)にあるものとすると、コネクタ21からコネクタ25の座標は、それぞれ(0，0，−2d)、(0，0，−d)、(0，0，0)、(0，0，d)、(0，0，2d)となる。被検体12の向きはコネクタ21側を頭部とし、コネクタ25側を足部としている。ただし逆でもよい。頭部撮影を行うために頭部用受信コイル31のコネクタ32をコネクタ21に設置し、寝台13を＋z方向に2dスライドさせる。

z方向から見た頭部用受信コイル31のコネクタ32とコネクタ21の接続の様子を図2に示す。コネクタ32がコネクタ21に接続され、寝台がスライドした後のコネクタ32の中心座標は(0，0，0)である。

次に、肩の撮影を行うためには、図3に示す肩用表面型受信コイル33をコネクタ22に設置し、寝台13を＋z方向にdスライドさせる。z方向から見た肩用受信コイル33のコネクタ34とコネクタ22の接続の様子を図4に示す。コネクタ34がコネクタ22に接続され、寝台がスライドした後のコネクタ34の中心座標は(0，0，0)である。

さらに腹部の撮影を行うためには、図5に示す腹部用受信コイル35をコネクタ23に設置し、寝台13を＋z方向に0スライドさせる。z方向から見た腹部用受信コイル35のコネクタ36とコネクタ23の接続の様子を図6に示す。コネクタ36がコネクタ23に接続され、寝台がスライドした後のコネクタ36の中心座標は(0，0，0)である。

以下同様にして脚部の撮影を行うことができる。なお、本発明は上記第1の実施例の説明に用いた受信コイルの以外のコイルにおいても適用できることは明らかである。また、コネクタの数と配置は以上の実施例に限定されない。例えば、撮影頻度の高い部位にコネクタを密に配置すれば本発明の効果を更に向上させることができる。

以上は、寝台13側に複数個のコネクタを設置する実施例であるが、被検体の体形の個人差あるいは撮影条件により被検体を寝台13で若干移動させる場合もある。そこで、受信コイル側にも複数個のコネクタを配置して、寝台13側のコネクタと受信コイル側のコネクタの組合せ数を増大させることにより、受信コイルの設置場所を劇的に増大させる第2実施例を図7に基づいて説明する。

図7は、頭部用受信コイル31に3個のコネクタ81，82，83をx方向に間隔hで配置した例である。頭部用受信コイル31がコネクタ21と接続するものとすると、コネクタ81〜83の座標は(-h，0，0)、(0，0，0)、(h，0，0)となる。同様のことがコネクタ22〜25でも可能である。受信コイル側のコネクタと寝台側のコネクタの組合せにより、受信コイルの位置は
(−h，0，-2d)、(−h，0，-d)、(−h，0，0)、(−h，0，d)、(−h，0，2d)、
(0，0，−2d)、(0，0，−d)、(0，0，0)、(0，0，d)、(0，0，2d)、
(h，0，−2d)、(h，0，−d)、(h，0，0)、(h，0，d)、(h，0，2d)
の15通りの配置を選択することができる。
ここで、コネクタ21〜25には未使用時にはピンが露出しないためのカバーを取り付けておくことが好適である。例えば、受信コイルのコネクタが寝台側のコネクタに差し込まれる時、寝台側のコネクタカバーが寝台内部に織り込まれてコネクタが露出されるような機構が考えられる。

次に、本発明の第2の実施形態を説明する。本実施形態は、本発明を全身撮影、特に全身血管像撮影へ適用する形態であり、被検体の全身又は広範囲な領域を順次撮影する際に、複数の受信コイルを同時に用いて所望の撮影領域を含むように各受信コイルを配置する形態である。
これにより、広範囲の領域を撮影する際に、被検体の体型及び各撮影領域の位置に対応して設置する受信コイルの位置を容易に調整できるようになる。

図8に第2実施形態の実施例を示す。図8は、被検体12の全身を5つの領域に分けて撮影する全身撮影の例を示したものである。全身撮影の場合は、1回の撮影ごとに撮影領域を磁場均一度の良好な磁場中心に移動させる。そのため、撮影前に被検体の各撮影領域を覆うように複数の受信コイルを同時に配置して、1回の撮影ごとに被検体を乗せたまま次の受信コイルが磁場中心に来るように寝台を移動させる。また、受信コイルの配置の際には、所望の撮影領域が受信コイルのほぼ中心に位置するように各受信コイルのＺ方向及びＸ方向のコネクタを選択して配置を調整する。図8では、撮影前に被検体12の各撮影領域を覆うように５つの受信コイル71〜75を同時に配置している。

そして撮影の際には、各撮影領域の撮影と寝台13の移動とを順次繰り返すが、寝台13を移動して各撮影領域を覆う受信コイルが磁場中心に配置されたときに、それ以前のケーブルとプリアンプとの電気的接続が切り離され、新たに磁場中心に配置された受信コイルのコネクタに接続されたケーブルとプリアンプが電気的に接続される。受信コイルの選択は、例えば、所望するコイルのデカップリング回路(受信時のみコイルを活動状態にする回路)に電流を流すことによって、選択的に所望の受信コイルを受信可能状態にすることで行うことができる。また、デカップリング回路への電流の供給はリレー等のスイッチング回路で行うことができる。さらに、コネクタ位置の認識と、寝台の累積移動距離の認識によって所望のコイルを磁場中心に移動させることができる。なぜなら静磁場中心に対する寝台13の初期位置と、寝台13上のコネクタ位置は既知だからである。寝台13の累積移動距離の認識は、例えば寝台13を駆動するモーターに備えたエンコーダーをカウントすることによって行うことが可能である。寝台13の移動は、各撮影領域の撮影が終了した後に自動で、又は操作者の指示に従って行われる。

あるいは、1個の受信コイルのみを用いる場合は、各撮影領域の撮影が終了する毎に寝台13を取り出して、受信コイルをその中心が次の撮影領域に配置されるように差し換え、再度磁場中心に被検体12を挿入して次の撮影領域を撮影する。これらの操作を必要な撮影領域の数だけ繰り返す。

例えば、図1の場合において、コネクタ21からコネクタ25あるいはコネクタ25からコネクタ21に向かって順に受信コイルの差し換え、撮影、寝台送りを繰り返す。

寝台に頭部受信コイルを接続した場合の図。 Z方向から見た頭部用受信コイルのコネクタと寝台コネクタの接続の様子を示す図。寝台に肩用表面型受信コイルを接続した場合の図。 Z方向から見た肩用表面型受信コイルのコネクタと寝台コネクタの接続の様子を示す図。寝台に腹部用受信コイルを接続した場合の図。 Z方向から見た腹部用受信コイルのコネクタと寝台コネクタの接続の様子を示す図。頭部用受信コイルに3個のコネクタをX方向に配置した例を示す図。全身撮影用に寝台に各受信コイルを同時に接続した場合の図。本発明が適用されるMRI装置の構成概略図。

符号の説明

１…静磁場発生手段、２…X方向傾斜磁場発生手段、３…Y方向傾斜磁場発生手段、４…Z方向傾斜磁場発生手段、５…傾斜磁場電源、６…照射コイル、７…受信コイル、８…高周波磁場電源、９…高周波磁場送受信機、１０…計算機、１１…表示器、１２…被検体、１３…ベッド

Claims

被検体を載置して静磁場中心に移動させる寝台と、前記寝台に載置されて前記被検体からの核磁気共鳴信号を受信する受信手段と、前記寝台内部に配置され前記受信手段に接続されて前記核磁気共鳴信号を増幅する増幅手段とを備えた磁気共鳴イメージング装置において、
前記受信手段は、その受信信号を出力する第１のコネクタを備え、
前記寝台は、前記第１のコネクタに接続され得る複数の第２のコネクタを寝台の長手方向に備え、
前記増幅手段は、前記複数の第２のコネクタとケーブルによって接続されていると共に、前記第１のコネクタが接続された第２のコネクタからの受信信号を選択して増幅することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置において、前記受信手段は前記第１のコネクタを複数備え、そのいずれか一つが前記第２のコネクタに接続されることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
請求項１又は２に記載の磁気共鳴イメージング装置において、複数の前記受信手段と、その中から静磁場中心に配置された受信手段を認識する手段とを備え、
前記増幅手段は、各受信手段の第１のコネクタがそれぞれ異なる前記第２のコネクタに同時に接続された場合に、前記静磁場中心に配置された受信手段が接続された第２のコネクタからの受信信号を選択して増幅することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。