JP3655783B2 - 穿刺針支持具、ｒｆコイル、磁気共鳴信号測定装置および磁気共鳴撮像装置 - Google Patents
穿刺針支持具、ｒｆコイル、磁気共鳴信号測定装置および磁気共鳴撮像装置 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、穿刺針支持具、ＲＦコイル（ｒａｄｉｏ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｃｏｉｌ）、磁気共鳴信号測定装置および磁気共鳴撮像装置に関し、特に、ＲＦコイルに取り付ける穿刺針支持具、穿刺針支持具を備えたＲＦコイル、そのようなＲＦコイルを用いる磁気共鳴信号測定装置、および、そのような磁気共鳴信号測定装置を用いる磁気共鳴撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
永久磁石型磁場発生装置のように撮像空間の解放性が高い磁場発生装置を用いる磁気共鳴撮像装置では、撮像対象に対する例えばバイオプシ（ｂｉｏｐｓｙ）等の施術を磁気共鳴撮像に並行して行ういわゆるインターベンショナル（ｉｎｔｅｒｖｅｎｔｉｏｎａｌ）撮像が行われる。
【０００３】
バイオプシを行うに当たっては、撮像対象に対して磁気共鳴信号受信用のＲＦコイルを対象部位が適切に撮像できるように位置決めし、また、対象部位が正しく穿刺できるように、穿刺針支持具を撮像対象に対して位置決めする。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような磁気共鳴撮像装置においては、それぞれ別体になっているＲＦコイルと穿刺針支持具を個々に位置決めするので、作業が煩雑になるという問題があった。また、穿刺針の穿刺方向は撮像中の画像に基づいて術者が決定するので、適切な穿刺を行うには相当の熟練を要するという問題があった。
【０００５】
本発明は上記の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、磁気共鳴撮像において適切な穿刺を容易に行うための穿刺針支持具、そのような穿刺針支持具を備えたＲＦコイル、そのようなＲＦコイルを用いる磁気共鳴信号測定装置、および、そのような磁気共鳴信号測定装置を用いる磁気共鳴撮像装置を実現することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
（１）上記の課題を解決するための第１の観点での発明は、ＲＦコイルへの取り付け手段を有する第１のベース部材と、前記ＲＦコイルの軸に実質的に平行な方向に移動可能なように前記第１のベース部材に取り付けられた第２のベース部材と、穿刺針通過経路およびこの穿刺針経路に沿って設けられたＭＲマーカーを有し、前記ＲＦコイルの軸に実質的に垂直な方向に移動可能でありかつ前記ＲＦコイルの軸に実質的に垂直な面内で回転可能なように前記第２のベース部材に取り付けられた案内部材とを具備することを特徴とする穿刺針支持具である。
【０００７】
（２）上記の課題を解決するための第２の観点での発明は、撮像対象を取り巻くループをなすコイル本体と、前記コイル本体に係合した穿刺針支持具とを具備することを特徴とするＲＦコイルである。
【０００８】
（３）上記の課題を解決するための第３の観点での発明は、前記穿刺針支持具として（１）に記載の穿刺針支持具を用いることを特徴とする（２）に記載のＲＦコイルである。
【０００９】
（４）上記の課題を解決するための第４の観点での発明は、前記コイル本体を前記撮像対象に対する相対的位置が変更可能なように支持する支持手段を具備する、とを特徴とする（２）または（３）に記載のＲＦコイルである。
【００１０】
（５）上記の課題を解決するための第５の観点での発明は、ＲＦコイルとこのＲＦコイル本体に接続された磁気共鳴信号測定手段とを有する磁気共鳴信号測定装置であって、前記ＲＦコイルとして（２）ないし（４）のうちのずれか１つに記載のＲＦコイルを用いることを特徴とする磁気共鳴信号測定装置である。
【００１１】
（６）上記の課題を解決するための第６の観点での発明は、撮像対象を収容した空間に静磁場を形成する静磁場形成手段と、前記空間に勾配磁場を形成する勾配磁場形成手段と、前記空間に高周波磁場を形成する高周波磁場形成手段と、前記空間から磁気共鳴信号を測定する測定手段と、前記測定した磁気共鳴信号に基づいて画像を生成する画像生成手段とを有する磁気共鳴撮像装置であって、前記測定手段として（５）に記載の磁気共鳴信号測定装置を用いることを特徴とする磁気共鳴撮像装置である。
【００１２】
（７）上記の課題を解決するための他の観点での発明は、撮像対象を収容した空間に静磁場を形成し、前記空間に勾配磁場を形成し、前記空間に高周波磁場を形成し、前記空間から磁気共鳴信号を測定し、前記測定した磁気共鳴信号に基づいて画像を生成する磁気共鳴撮像方法であって、前記測定を（５）に記載の磁気共鳴信号測定装置を用いて行うことを特徴とする磁気共鳴撮像方法である。
【００１３】
（作用）
本発明では、穿刺針支持具をコイル本体に係合して一体化し、ＲＦコイルの位置決めと穿刺針の位置決めの連携を良くする。また、穿刺針の案内部材にＭＲマーカーを設け、ＭＲマーカー像に基づく穿刺方向設定を可能にする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、本発明は実施の形態に限定されるものではない。図１に磁気共鳴撮像装置のブロック（ｂｌｏｃｋ）図を示す。本装置は本発明の実施の形態の一例である。本装置の構成によって、本発明の装置に関する実施の形態の一例が示される。本装置の動作によって、本発明の方法に関する実施の形態の一例が示される。
【００１５】
図１に示すように、本装置はマグネットシステム（ｍａｇｎｅｔ ｓｙｓｔｅｍ）１００を有する。マグネットシステム１００は主磁場マグネット部１０２、勾配コイル部１０６およびＲＦコイル部１０８を有する。これら主磁場マグネット部１０２および各コイル部は、いずれも空間を挟んで互いに対向する１対のものからなる。また、いずれも概ね円盤状の外形を有し中心軸を共有して配置されている。マグネットシステム１００の内部空間に、撮像対象３００がクレードル５００に搭載されて図示しない搬送手段により搬入および搬出される。
【００１６】
クレードル５００には受信コイル部１１０が設けられている。受信コイル部１１０には、後述する穿刺針支持具が取り付けられている。受信コイル部１１０は概ね筒型の形状を有し、クレードル５００の上面に設置されている。撮像対象３００は受信コイル部１１０の筒内に仰臥する姿勢で搭載される。
【００１７】
受信コイル部１１０は、本発明のＲＦコイルの実施の形態の一例である。本コイルの構成によって本発明の装置に関する実施の形態の一例が示される。受信コイル部１１０については後にあらためて説明する。
【００１８】
主磁場マグネット部１０２はマグネットシステム１００の内部空間に静磁場を形成する。主磁場マグネット部１０２は、本発明における静磁場形成手段の実施の形態の一例である。静磁場の方向は撮像対象３００の体軸方向と直交する。すなわちいわゆる垂直磁場を形成する。主磁場マグネット部１０２は例えば永久磁石等を用いて構成される。なお、永久磁石に限らず超伝導電磁石あるいは常伝導電磁石等を用いて構成しても良いのはもちろんである。
【００１９】
勾配コイル部１０６は静磁場強度に勾配を持たせるための勾配磁場を生じる。発生する勾配磁場は、スライス（ｓｌｉｃｅ）勾配磁場、リードアウト（ｒｅａｄ ｏｕｔ）勾配磁場およびフェーズエンコード（ｐｈａｓｅ ｅｎｃｏｄｅ）勾配磁場の３種であり、これら３種類の勾配磁場に対応して勾配コイル部１０６は図示しない３系統の勾配コイルを有する。
【００２０】
ＲＦコイル部１０８は静磁場空間に撮像対象３００の体内のスピン（ｓｐｉｎ）を励起するためのＲＦ励起信号を送信する。受信コイル部１１０は、励起されたスピンが生じる磁気共鳴信号を受信する。
【００２１】
勾配コイル部１０６には勾配駆動部１３０が接続されている。勾配駆動部１３０は勾配コイル部１０６に駆動信号を与えて勾配磁場を発生させる。勾配コイル部１０６および勾配駆動部１３０からなる部分は、本発明における勾配磁場形成手段の実施の形態の一例である。勾配駆動部１３０は、勾配コイル部１０６における３系統の勾配コイルに対応する図示しない３系統の駆動回路を有する。
【００２２】
ＲＦコイル部１０８にはＲＦ駆動部１４０が接続されている。ＲＦ駆動部１４０はＲＦコイル部１０８に駆動信号を与えてＲＦ励起信号を送信し、撮像対象３００の体内のスピンを励起する。ＲＦコイル部１０８およびＲＦ駆動部１４０からなる部分は、本発明における高周波磁場形成手段の実施の形態の一例である。
【００２３】
受信コイル部１１０にはデータ収集部１５０が接続されている。データ収集部１５０は受信コイル部１１０が受信した受信信号を取り込み、それをディジタルデータ（ｄｉｇｉｔａｌ ｄａｔａ）として収集する。
【００２４】
受信コイル部１１０およびデータ収集部１５０からなる部分は、本発明の磁気共鳴信号測定装置の実施の形態の一例である。本測定装置の構成によって本発明の装置に関する実施の形態の一例が示される。受信コイル部１１０およびデータ収集部１５０からなる部分は、また、本発明における測定手段の実施の形態の一例である。データ収集部１５０は、本発明における磁気共鳴信号測定手段の実施の形態の一例である。
【００２５】
勾配駆動部１３０、ＲＦ駆動部１４０およびデータ収集部１５０には制御部１６０が接続されている。制御部１６０は、勾配駆動部１３０ないしデータ収集部１５０をそれぞれ制御する。
【００２６】
データ収集部１５０の出力側はデータ処理部１７０に接続されている。データ処理部１７０は、データ収集部１５０から取り込んだデータを図示しないメモリ（ｍｅｍｏｒｙ）に記憶する。メモリ内にはデータ空間が形成される。データ空間は２次元フーリエ（Ｆｏｕｒｉｅｒ）空間を構成する。データ処理部１７０は、これら２次元フーリエ空間のデータを２次元逆フーリエ変換して撮像対象３００の画像を再構成する。データ処理部１７０は、本発明における画像生成手段の実施の形態の一例である。
【００２７】
データ処理部１７０は制御部１６０に接続されている。データ処理部１７０は制御部１６０の上位にあってそれを統括する。データ処理部１７０には、表示部１８０および操作部１９０が接続されている。表示部１８０は、データ処理部１７０から出力される再構成画像および各種の情報を表示する。操作部１９０は、操作者によって操作され、各種の指令や情報等をデータ処理部１７０に入力する。
【００２８】
図２に、受信コイル部１１０の模式的構成を示す。受信コイル部１１０の構成によって、本発明のＲＦコイルの実施の形態の一例が示される。同図において、ｘ，ｙ，ｚは互いに直交する３つの方向を表す。ｘ方向を受信コイル部１１０の左右方向、ｙ方向を同じく上下方向、ｚ方向を同じくコイル軸方向とする。後述する他の図においても同様である。
【００２９】
同図に示すように、受信コイル部１１０はコイル本体２００およびコイルベースカバー（ｃｏｉｌ ｂａｓｅ ｃｏｖｅｒ）４００を有する。コイル本体２００には穿刺針支持具６００が取り付けられている。コイル本体２００は、本発明におけるコイル本体の実施の形態の一例である。コイル本体２００はソレノイド（ｓｏｌｅｎｏｉｄ）型のコイルである。穿刺針支持具６００は、本発明における穿刺針支持具の実施の形態の一例である。穿刺針支持具６００については後にあらためて説明する。
【００３０】
コイル本体２００はコネクタ（ｃｏｎｎｅｃｔｏｒ）２０２で結合された２つの部分からなる。２つの部分のうち図における上側のものを上部構造と呼び、下側のものを下部構造と呼ぶ。下部構造はコイルベース２０４を構成する。
【００３１】
コイルベースカバー４００の内部は中空になっており、そこに通じる開口４０２が両側面に形成されている。コイル本体２００は、コイルベース２０４の中央部がコイルベースカバー４００の内部においてコイルベース支持部８００により回転可能に支持されている。コイルベース支持部８００およびコイルベースカバー４００からなる部分は、本発明における支持手段の実施の形態の一例である。
【００３２】
この支持機構を利用して、所望の部位が適切に撮像できるように、コイル本体２００の回転角度を適宜に調節する。このとき、コイル本体２００には穿刺針支持具６００が取り付けられているので、その基本位置の調節も労せずして自ずから行われる。すなわち、受信コイル部１１０の位置決めと穿刺針支持具６００の位置決めの連携を良くすることができる。
【００３３】
コイルベース支持部８００の模式的構成を図３に断面図によって示す。同図に示すように、コイルベースカバー４００の上板４３４と底板４３６がｙ方向に隙間を隔てて対向している。この隙間にコイルベース２０４が挿入されている。コイルベース２０４は可撓性のない板部材とその上に形成された電気回路からなる。電気回路はソレノイドコイルの一部を構成する。
【００３４】
コイルベース２０４の下面にはハブ（ｈｕｂ）８５２が取り付けられている。底板４３６の上面には軸８５４が取り付けられ、この軸８５４にハブ８５２が係合している。ハブ８５２および軸８５４はコイルベース支持部８００を構成する。このようなコイルベース支持部８００の構成により、コイルベース２０４は軸８５４を中心として図におけるｘｚ面内で回転可能となっている。
【００３５】
コイル本体２００の上部構造は図４に示すように、シート状に展開可能になっている。展開状態でのコイル本体２００の上部構造の詳細を図５に一部破断図により示す。なお、図示の便宜上、図５では上下方向のプロポーション（ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎ）を強調して描いてある。
【００３６】
同図に示すように、コイル本体２００は可撓性基板３６０を備えている。可撓性基板３６０には、電気的経路のパターン（ｐａｔｔｅｒｎ）が例えばプリント（ｐｒｉｎｔ）回路等によって形成されている。電気的経路はソレノイドコイルの一部を構成する。可撓性基板３６０の図における上面の両縁には、１対の形状規定部材３６２が可撓性基板３６０の全長にわたって設けられている。可撓性基板３６０の上面は筒状のコイル本体を形成したときの内面となる側である。形状規定部材３６２は、例えばプラスチック（ｐｌａｓｔｉｃｓ）等によって構成される。
【００３７】
形状規定部材３６２はｙ方向に所定の厚みを有する。厚みは実質的に可撓性を生じない程度の厚みとなっている。形状規定部材３６２は複数個のＵ字形の溝３６４を有する。溝３６４はｚ方向に切られ、上方に開口している。溝３６４は形状規定部材３６２の厚みにほぼ匹敵する深さを有する。これによって、溝３６４の底の厚みは極めて薄くなっている。底の薄さは十分な可撓性を生じる程度の薄さとなっている。あるいは、底の厚みは０にするようにしても良い。
【００３８】
このような形状規定部材３６２が設けられていることにより、可撓性基板３６０を筒体を形成する方向に曲げたとき、可撓性基板３６０は、図６に模式的に示すように、形状規定部材３６２の可撓部分（溝の底）に相当する部分だけが曲がり、かつ、曲がり量は溝３６４の開口が閉じるところまでに制限される。曲がり量の許容限度は溝の幅によって決定され、溝の幅が広いほど曲げ可能な範囲が大きくなる。
【００３９】
溝３６４の幅およびｘ方向の溝間隔は、筒体を形成するときの可撓性基板３６０の各部の曲がり量に合わせて定められている。これによって、筒体を形成したとき、例えば図７に模式的に示すように可撓性基板３６０の曲がりが形成される。このような曲がりによって、コイル本体２００の湾曲形状が一義的に決定される。湾曲形状が一定化されることによって、コイル本体２００の電磁気的条件が一定化され、安定した撮像が行えるようになる。
【００４０】
形状規定部材３６２および可撓性基板３６０を覆って、例えばスポンジ（ｓｐｏｎｇｅ）等の緩衝部材３６６が設けられる。可撓性基板３６０の下面にも同様な緩衝部材３６６が設けられる。以上の構造がエンベロープ（ｅｎｖｅｌｏｐｅ）３６８で包まれている。エンベロープ３６８は、コイル本体２００の両端部においてコネクタ２０２に固定されている。
【００４１】
このような受信コイル部１１０において、コイルベースカバー４００はクレードル５００上に載置され、その状態で、コイルベースカバー４００上に撮像対象３００が搭載されるようになっている。コイルベースカバー４００は変形なしに撮像対象３００の重量に耐える強度を有する。
【００４２】
図８および図９に、受信コイル部１１０の他の例の模式的構成を、互いに垂直な２つの方向から見た状態でに示す。受信コイル部１１０の構成によって、本発明のＲＦコイルの実施の形態の一例が示される。図８は側面図、図９はＡ−Ａ断面図である。両図において、ｘ，ｙ，ｚは互いに直交する３つの方向を表す。ｘ方向を受信コイル部１１０の左右方向、ｙ方向を同じく上下方向、ｚ方向を同じく軸方向とする。後述する他の図においても同様である。
【００４３】
図８および図９に示すように、受信コイル部１１０はコイル本体２００’およびコイルベースカバー４００’を有する。コイル本体２００’には穿刺針支持具６００が取り付けられている。コイル本体２００’は、本発明におけるコイル本体の実施の形態の一例である。コイル本体２００’はソレノイドコイルである。
【００４４】
コイル本体２００’はコネクタ２０２’で結合された２つの部分からなる。２つの部分のうち図における上側のものを上部構造と呼び、下側のものを下部構造と呼ぶ。下部構造はコイルベース２０４’を構成する。
【００４５】
コイル本体２００’の上部構造はコイルベース２０４’にコネクタ２０２’を通じて結合され、全体として筒体を形成している。コイル本体２００’の上部構造は、図２に示したコイル本体２００の上部構造と同様の構成になっている。
【００４６】
コイルベースカバー４００’の内部は中空になっており、そこに通じる開口４０２’が両側面に形成されている。コイルベース２０４’はコイルベースカバー４００’の内部においてｚ方向に摺動可能に支持されている。コイルベース２０４’およびコイルベースカバー４００’からなる部分は、本発明における支持手段の実施の形態の一例である。
【００４７】
この機構を利用して、所望の部位が適切に撮像できるように、コイル本体２００’の体軸方向の位置を適宜に調節する。このとき、コイル本体２００’には穿刺針支持具６００が取り付けられているので、その基本位置の調節も労せずして自ずから行われる。すなわち、受信コイル部１１０の位置決めと穿刺針支持具６００の位置決めの連携を良くすることができる。
【００４８】
図１０に、コイルベース２０４’とコイルベースカバー４００との係合構造の一例を示す。図１０は、図９におけるコイルベースカバー４００の右端部付近の拡大図である。図示を省略するが左端部はこれと対称的な構成になっている。同図に示すように、コイルベースカバー４００’には、ｙ方向において互いに対向する１対のレール（ｒａｉｌ）４４６が、開口４０２’のｚ方向の全長にわたって設けられている。これらレール４４６に係合する１対のスライダ（ｓｌｉｄｅｒ）４４８がコイルベース２０４’に設けられ、開口４０２’内でのコイルベース２０４’のｚ方向の摺動を可能にしている。
【００４９】
このような受信コイル部１１０’において、コイルベースカバー４００’はクレードル５００上に載置され、その状態で、コイルベースカバー４００’上に撮像対象３００が搭載されるようになっている。コイルベースカバー４００’は変形なしに撮像対象３００の重量に耐える強度を有する。
【００５０】
図１１，図１２，図１３に、穿刺針支持具６００の模式的構成を示す。穿刺針支持具６００の構成によって、本発明の穿刺針支持具の実施の形態の一例が示される。図１１は平面図、図１２はＢ−Ｂ断面図、図１３はＣ−Ｃ断面図である。これらの図に示すように、穿刺針支持具６００はベース部材６１０を有する。ベース部材６１０は、本発明における第１のベース部材の実施の形態の一例である。ベース部材６１０は、非磁性材料によって構成される。以下に述べる各部品も同様である。
【００５１】
ベース部材６１０は、コイル跨座部６１２およびスライドレール（ｓｌｉｄｅｒａｉｌ）部６１４を有する。スライドレール部６１４にはスライダ６３０が摺動可能に搭載される。スライダ６３０は、本発明における第２のベース部材の実施の形態の一例である。
【００５２】
コイル跨座部６１２はコイル本体２００の断面の輪郭に適合した内周構造を有し、コイル本体２００に跨座可能になっている。コイル跨座部６１２は、本発明におけるＲＦコイルへの取り付け手段の実施の形態の一例である。ベース部材６１０は、跨座状態でコイル本体２００の筒状の外周面に沿って移動可能になっている。また、軸がネジになっているノブ（ｎｏｂ）６１６を締めることにより、ベース部材６１０をコイル本体２００に固定することができる。
【００５３】
跨座状態ではスライドレール部６１４がｚ方向に延在する。この状態では、また、スライドレール部６１４とコイル跨座部６１２の間の連絡部６１８がコイル本体２００の軸方向に向かって沈下している。スライドレール部６１４は、平行する２本のレールの間がコイル本体２００の軸方向に向かう開口６２０となっている。スライドレール部６１４は、ｚ方向の距離を表す目盛り６２２を有する。スライドレール部６１４の先端には、スライダ６３０の脱落を阻止するためのストッパ（ｓｔｏｐｐｅｒ）６２４が設けられている。
【００５４】
スライダ６３０は、スライドレール部６１４に跨座し、その上をｚ方向に移動可能になっている。軸がネジになっているノブ６３２を締めることにより、スライダ６３０をスライドレール部６１４に固定することができる。
【００５５】
スライダ６３０は、穿刺針ガイド（ｇｕｉｄｅ）支持腕６３４を有する。穿刺針ガイド支持腕６３４は、スライダ６３０上で開口６２０とは反対側に延在する１対の腕である。１対の腕は互いに対向し、その間に穿刺針ガイド６３６を狭持する。穿刺針ガイド６３６は、本発明における案内部材の実施の形態の一例である。
【００５６】
穿刺針ガイド６３６は開口６２０の方向に貫通孔６３８を有する。貫通孔６３８は、本発明における穿刺針通過経路の実施の形態の一例である。貫通孔６３８に、開口６２０とは反対側から穿刺針６５０が挿入される。
【００５７】
貫通孔６３８の近傍にはその長さ方向に沿ってＭＲマーカー（Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ ｍａｒｋｅｒ）６４０が設けられる。ＭＲマーカー６４０は、本発明におけるＭＲマーカーの実施の形態の一例である。ＭＲマーカー６４０としては、例えば塩化ニッケル（Ｎｉ）溶液等、スピンの振る舞いが撮像対象３００内での水素原子と同等になる物質が用いられる。そのような物質を貫通孔６３８の長さ方向に沿って設けた適宜の収容部に封入してＭＲマーカーとする。
【００５８】
貫通孔６３８の方向とは垂直な方向に、穿刺針ガイド６３６は後述する軸を有し、この軸を中心として回転可能になっている。軸は１対の支持腕の一方の外側においてｚ方向に突出する。突出する部分に切ってあるネジにノブ６４２が取り付けられている。ノブ６４２を締め付けることにより、穿刺針ガイド６３６を穿刺針ガイド支持腕６３４に固定することができ、ノブ６４２を緩めることにより穿刺針ガイド６３６を回転可能な状態にする。
【００５９】
穿刺針ガイド支持腕６３４、穿刺針ガイド６３６およびノブ６４２からなる部分のさらに詳細な構成を図１４によって説明する。同図に示すように、穿刺針ガイド６３６は、両側面に１対の軸６４４を有する。軸６４４は貫通孔６３８の長さ方向に垂直である。
【００６０】
これらの軸６４４に対応して穿刺針ガイド支持腕６３４に横長の長穴６４６が設けられ、これら長穴６４６を軸６４４の軸受けとして、穿刺針ガイド６３６が穿刺針ガイド支持腕６３４で支持される。軸６４４は長穴６４６の中で回転自在であり、かつ、長径の方向に移動自在である。１対の軸６４４の一方はネジ部を有し、このネジ部にノブ６４２に設けられたナット（ｎｕｔ）が係合する。
【００６１】
このような構成の穿刺針支持具６００を用いれば、コイル本体２００へのベース部材６１０の取り付け位置を変更することにより、撮像対象３００の体軸の周りでの基本的な穿刺位置を調節することができる。
【００６２】
また、ベース部材６１０上でのスライダ６３０の位置を変更することにより、体軸方向での穿刺位置を調整することができる。また、スライダ６３０上での穿刺針ガイド６３６の横方向移動距離および回転角度を調節することにより、穿刺位置の微調整および穿刺角度の微調整をすることができる。
【００６３】
このような調節を磁気共鳴撮像を行いながら行うとき、穿刺針ガイド６３６に設けられたＭＲマーカー６４０の像が画面に表示される。ＭＲマーカー６４０は穿刺針６５０を通す貫通孔６３８に沿って設けられているので、その像は穿刺針６５０の穿刺位置および穿刺方向を表すものとなる。
【００６４】
このため、術者は、画面に映っている関心領域の像とＭＲマーカー６４０の像から両者の位置関係を把握することがでるので、適正な穿刺方向を容易に設定することができる。
【００６５】
穿刺方向を確定したとき、全てのノブを締め付けて全ての可動部を固定する。すなわち、基本的な穿刺位置を確定したときノブ６１６を締め付けて、穿刺針支持具６００をコイル本体２００に固定する。体軸方向での穿刺位置を確定したときノブ６３２を締め付けて、スライダ６３０をベース部材６１０に固定する。穿刺位置および穿刺角度の微調整が終わったらノブ６４２を締め付けて、穿刺針ガイド６３６をスライダ６３０に固定する。
【００６６】
その後、穿刺針ガイド６３６の貫通孔６３８に穿刺針６５０を挿入して穿刺を行う。穿刺も撮像に平行して行われる。穿刺針６５０としてＭＲマーカーを備えたものを用いれば、撮像対象３００に体内での穿刺針６５０を画像化することができる。
【００６７】
本装置の動作を説明する。受信コイル部１１０をクレードル５００の所定の位置に搭載し、次にコイル本体２００の上部構造を取り外して撮像対象３００を搭載し、その後にコイル本体２００の上部構造をコネクタ２０２によって取り付ける。この状態で、コイル本体２００と撮像対象３００との相対的な位置関係は例えば図１５に示すようになる。
【００６８】
同図は肝臓撮像時のコイル本体２００と撮像対象３００との位置関係を示すもので、撮像対象３００の体幹部の肝臓８０２が存在する部位をコイル本体２００が取り巻いている。この状態で静磁場発生部２の内部空間に搬入し撮像を開始する。
【００６９】
撮像は制御部１６０による制御の下で進行する。図１６に、磁気共鳴撮像に用いるパルスシーケンス（ｐｕｌｓｅ ｓｅｑｕｅｎｃｅ）の一例を示す。このパルスシーケンスは、スピンエコー（ＳＥ：ｓｐｉｎ ｅｃｈｏ）法のパルスシーケンスである。
【００７０】
すなわち、（１）はＳＥ法におけるＲＦ励起用の９０°パルスおよび１８０°パルスのシーケンスであり、（２）、（３）、（４）および（５）は、同じくそれぞれ、スライス勾配Ｇｓ、リードアウト勾配Ｇｒ、フェーズエンコード勾配ＧｐおよびスピンエコーＭＲのシーケンスである。なお、９０°パルスおよび１８０°パルスはそれぞれ中心信号で代表する。パルスシーケンスは時間軸ｔに沿って左から右に進行する。
【００７１】
同図に示すように、９０°パルスによりスピンの９０°励起が行われる。このときスライス勾配Ｇｓが印加され所定のスライスについての選択励起が行われる。９０°励起から所定の時間後に、１８０°パルスによる１８０°励起すなわちスピン反転が行われる。このときもスライス勾配Ｇｓが印加され、同じスライスについての選択的反転が行われる。
【００７２】
９０°励起とスピン反転の間の期間に、リードアウト勾配Ｇｒおよびフェーズエンコード勾配Ｇｐが印加される。リードアウト勾配Ｇｒによりスピンのディフェーズ（ｄｅｐｈａｓｅ）が行われる。フェーズエンコード勾配Ｇｐによりスピンのフェーズエンコードが行われる。
【００７３】
スピン反転後、リードアウト勾配Ｇｒでスピンをリフェーズ（ｒｅｐｈａｓｅ）してスピンエコーＭＲを発生させる。スピンエコーＭＲは、エコー中心に関して対称的な波形を持つＲＦ信号となる。中心エコーは９０°励起からＴＥ（ｅｃｈｏ ｔｉｍｅ）後に生じる。スピンエコーＭＲはデータ収集部１５０によりビューデータ（ｖｉｅｗ ｄａｔａ）として収集される。このようなパスルシーケンスが周期ＴＲ（ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎ ｔｉｍｅ）で６４〜５１２回繰り返される。繰り返しのたびにフェーズエンコード勾配Ｇｐを変更し、毎回異なるフェーズエンコードを行う。これによって、６４〜５１２ビューのビューデータが得られる。
【００７４】
磁気共鳴撮像用パルスシーケンスの他の例を図１７に示す。このパルスシーケンスは、グラディエントエコー（ＧＲＥ：ｇｒａｄｉｅｎｔ ｅｃｈｏ）法のパルスシーケンスである。
【００７５】
すなわち、（１）はＧＲＥ法におけるＲＦ励起用のα°パルスのシーケンスであり、（２）、（３）、（４）および（５）は、同じくそれぞれ、スライス勾配Ｇｓ、リードアウト勾配Ｇｒ、フェーズエンコード勾配ＧｐおよびスピンエコーＭＲのシーケンスである。なお、α°パルスは中心信号で代表する。パルスシーケンスは時間軸ｔに沿って左から右に進行する。
【００７６】
同図に示すように、α°パルスによりスピンのα°励起が行われる。αは９０以下である。このときスライス勾配Ｇｓが印加され所定のスライスについての選択励起が行われる。
【００７７】
α°励起後、フェーズエンコード勾配Ｇｐによりスピンのフェーズエンコードが行われる。次に、リードアウト勾配Ｇｒにより先ずスピンをディフェーズし、次いでスピンをリフェーズして、グラディエントエコーＭＲを発生させる。グラディエントエコーＭＲは、エコー中心に関して対称的な波形を持つＲＦ信号となる。中心エコーはα°励起からＴＥ後に生じる。
【００７８】
グラディエントエコーＭＲはデータ収集部１５０によりビューデータとして収集される。このようなパスルシーケンスが周期ＴＲで６４〜５１２回繰り返される。繰り返しのたびにフェーズエンコード勾配Ｇｐを変更し、毎回異なるフェーズエンコードを行う。これによって、６４〜５１２ビューのビューデータが得られる。
【００７９】
図１６または図１７のパルスシーケンスによって得られたビューデータが、データ処理部１７０のメモリに収集される。なお、パルスシーケンスはＳＥ法またはＧＲＥ法に限るものではなく、例えばファーストスピンエコー（ＦＳＥ：ｆａｓｔ ｓｐｉｎ ｅｃｈｏ）法等、他の適宜の技法のものであって良いのはいうまでもない。
【００８０】
データ処理部１７０は、ビューデータを２次元逆フーリエ変換して撮像対象３００の断層像を再構成する。再構成画像は表示部１８０により可視像として表示される。これによって肝臓８０２の断層像が表示される。この断層像を参照しながら肝臓８０２への施術例えばバイオプシ等を行う。バイオプシは上記のような撮像と並行して行う。すなわちインターベンショナル撮像を行う。
【００８１】
インターベンショナル撮像時には、コイル本体２００を軸８５４を中心として回転させ、撮像対象３００に関して斜めに傾けた位置関係とする。これによって撮像対象３００に関するコイル本体２００の相対的な傾きが変わり、撮像対象３００とコイル本体２００との位置関係が例えば図１８に示すようになる。すなわち、コイル本体２００は破線で示す元の位置から図における右方向にずれて、肝臓８０２にかぶさらない状態になる。
【００８２】
なお、受信コイル部１１０として、図８に示したように、コイル本体２００が体軸方向に移動可能なものを用いた場合は、コイル本体２００を体軸方向に平行移動させることにより肝臓８０２にかぶさらない状態にする。
【００８３】
これによってコイル本体２００が邪魔にならず、バイオプシを行うための肝臓へのアクセス（ａｃｃｅｓｓ）が容易になる。この状態でも、肝臓８０２はコイル本体２００の感度範囲内にあるので、受信した磁気共鳴信号に基づいて肝臓８０２の断層像を十分なＳ／Ｎ（ｓｉｇｎａｌ ｔｏ ｎｏｉｓｅ ｒａｔｉｏ）で得ることは可能である。したがって、インターベンショナル撮像を効果的に遂行することが可能である。そこで、術者は前述のようにして穿刺針支持具６００の基本位置調節、体軸方向の穿刺位置調節および穿刺方向の微調整を行ったうえで肝臓８０２の穿刺を行う。
【００８４】
以上、肝臓を穿刺する例で説明したが、肝臓に限らず他の組織についても同様にしてインターベンショナル撮像を行うことができるのはいうまでもない。また、コイル本体は受信のみに限らずＲＦ信号の送信に使用するようにしても良い。
【００８５】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、磁気共鳴撮像において適切な穿刺を容易に行うための穿刺針支持具、そのような穿刺針支持具を備えたＲＦコイル、そのようなＲＦコイルを用いる磁気共鳴信号測定装置、および、そのような磁気共鳴信号測定装置を用いる磁気共鳴撮像装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例の装置のブロック図である。
【図２】図１に示した装置における受信コイル部の模式的構成を示す図である。
【図３】図２に示した受信コイル部のコイルベース支持部の模式的構成を示す図である。
【図４】図２に示した受信コイル部のコイル本体の展開図である。
【図５】図２に示した受信コイル部のコイル本体の内部構造を示す模式図である。
【図６】図２に示した受信コイル部のコイル本体の内部構造の一部を示す模式図である。
【図７】図２に示した受信コイル部のコイル本体の内部構造の一部を示す模式図である。
【図８】図１に示した装置における受信コイル部の模式的構成を示す図である。
【図９】図１に示した装置における受信コイル部の模式的構成を示す図である。
【図１０】図８に示した受信コイル部のコイルベース支持部の模式的構成を示す図である。
【図１１】穿刺針支持具の模式構成を示す図である。
【図１２】穿刺針支持具の模式構成を示す図である。
【図１３】穿刺針支持具の模式構成を示す図である。
【図１４】穿刺針支持具の一部の模式構成を示す図である。
【図１５】撮像対象とコイル本体との相対的位置関係を示す模式図である。
【図１６】図１に示した装置が実行するパルスシーケンスの一例を示す模式図である。
【図１７】図１に示した装置が実行するパルスシーケンスの一例を示す模式図である。
【図１８】撮像対象とコイル本体との相対的位置関係を示す模式図である。
【符号の説明】
１００ マグネットシステム
１０２ 主磁場マグネット部
１０６ 勾配コイル部
１０８ ＲＦコイル部
１１０ 受信コイル部
１３０ 勾配駆動部
１４０ ＲＦ駆動部
１５０ データ収集部
１６０ 制御部
１７０ データ処理部
１８０ 表示部
１９０ 操作部
２００ コイル本体
２０２ コネクタ
２０４ コイルベース
３００ 撮像対象
４００ コイルベースカバー
５００ クレードル
６００ 穿刺針支持具
６１０ ベース部材
６３０ スライダ
６３４ 穿刺針ガイド支持腕
６３６ 穿刺針ガイド
６５０ 穿刺針
８００ コイルベース支持部
【発明の属する技術分野】
本発明は、穿刺針支持具、ＲＦコイル（ｒａｄｉｏ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｃｏｉｌ）、磁気共鳴信号測定装置および磁気共鳴撮像装置に関し、特に、ＲＦコイルに取り付ける穿刺針支持具、穿刺針支持具を備えたＲＦコイル、そのようなＲＦコイルを用いる磁気共鳴信号測定装置、および、そのような磁気共鳴信号測定装置を用いる磁気共鳴撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
永久磁石型磁場発生装置のように撮像空間の解放性が高い磁場発生装置を用いる磁気共鳴撮像装置では、撮像対象に対する例えばバイオプシ（ｂｉｏｐｓｙ）等の施術を磁気共鳴撮像に並行して行ういわゆるインターベンショナル（ｉｎｔｅｒｖｅｎｔｉｏｎａｌ）撮像が行われる。
【０００３】
バイオプシを行うに当たっては、撮像対象に対して磁気共鳴信号受信用のＲＦコイルを対象部位が適切に撮像できるように位置決めし、また、対象部位が正しく穿刺できるように、穿刺針支持具を撮像対象に対して位置決めする。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような磁気共鳴撮像装置においては、それぞれ別体になっているＲＦコイルと穿刺針支持具を個々に位置決めするので、作業が煩雑になるという問題があった。また、穿刺針の穿刺方向は撮像中の画像に基づいて術者が決定するので、適切な穿刺を行うには相当の熟練を要するという問題があった。
【０００５】
本発明は上記の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、磁気共鳴撮像において適切な穿刺を容易に行うための穿刺針支持具、そのような穿刺針支持具を備えたＲＦコイル、そのようなＲＦコイルを用いる磁気共鳴信号測定装置、および、そのような磁気共鳴信号測定装置を用いる磁気共鳴撮像装置を実現することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
（１）上記の課題を解決するための第１の観点での発明は、ＲＦコイルへの取り付け手段を有する第１のベース部材と、前記ＲＦコイルの軸に実質的に平行な方向に移動可能なように前記第１のベース部材に取り付けられた第２のベース部材と、穿刺針通過経路およびこの穿刺針経路に沿って設けられたＭＲマーカーを有し、前記ＲＦコイルの軸に実質的に垂直な方向に移動可能でありかつ前記ＲＦコイルの軸に実質的に垂直な面内で回転可能なように前記第２のベース部材に取り付けられた案内部材とを具備することを特徴とする穿刺針支持具である。
【０００７】
（２）上記の課題を解決するための第２の観点での発明は、撮像対象を取り巻くループをなすコイル本体と、前記コイル本体に係合した穿刺針支持具とを具備することを特徴とするＲＦコイルである。
【０００８】
（３）上記の課題を解決するための第３の観点での発明は、前記穿刺針支持具として（１）に記載の穿刺針支持具を用いることを特徴とする（２）に記載のＲＦコイルである。
【０００９】
（４）上記の課題を解決するための第４の観点での発明は、前記コイル本体を前記撮像対象に対する相対的位置が変更可能なように支持する支持手段を具備する、とを特徴とする（２）または（３）に記載のＲＦコイルである。
【００１０】
（５）上記の課題を解決するための第５の観点での発明は、ＲＦコイルとこのＲＦコイル本体に接続された磁気共鳴信号測定手段とを有する磁気共鳴信号測定装置であって、前記ＲＦコイルとして（２）ないし（４）のうちのずれか１つに記載のＲＦコイルを用いることを特徴とする磁気共鳴信号測定装置である。
【００１１】
（６）上記の課題を解決するための第６の観点での発明は、撮像対象を収容した空間に静磁場を形成する静磁場形成手段と、前記空間に勾配磁場を形成する勾配磁場形成手段と、前記空間に高周波磁場を形成する高周波磁場形成手段と、前記空間から磁気共鳴信号を測定する測定手段と、前記測定した磁気共鳴信号に基づいて画像を生成する画像生成手段とを有する磁気共鳴撮像装置であって、前記測定手段として（５）に記載の磁気共鳴信号測定装置を用いることを特徴とする磁気共鳴撮像装置である。
【００１２】
（７）上記の課題を解決するための他の観点での発明は、撮像対象を収容した空間に静磁場を形成し、前記空間に勾配磁場を形成し、前記空間に高周波磁場を形成し、前記空間から磁気共鳴信号を測定し、前記測定した磁気共鳴信号に基づいて画像を生成する磁気共鳴撮像方法であって、前記測定を（５）に記載の磁気共鳴信号測定装置を用いて行うことを特徴とする磁気共鳴撮像方法である。
【００１３】
（作用）
本発明では、穿刺針支持具をコイル本体に係合して一体化し、ＲＦコイルの位置決めと穿刺針の位置決めの連携を良くする。また、穿刺針の案内部材にＭＲマーカーを設け、ＭＲマーカー像に基づく穿刺方向設定を可能にする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、本発明は実施の形態に限定されるものではない。図１に磁気共鳴撮像装置のブロック（ｂｌｏｃｋ）図を示す。本装置は本発明の実施の形態の一例である。本装置の構成によって、本発明の装置に関する実施の形態の一例が示される。本装置の動作によって、本発明の方法に関する実施の形態の一例が示される。
【００１５】
図１に示すように、本装置はマグネットシステム（ｍａｇｎｅｔ ｓｙｓｔｅｍ）１００を有する。マグネットシステム１００は主磁場マグネット部１０２、勾配コイル部１０６およびＲＦコイル部１０８を有する。これら主磁場マグネット部１０２および各コイル部は、いずれも空間を挟んで互いに対向する１対のものからなる。また、いずれも概ね円盤状の外形を有し中心軸を共有して配置されている。マグネットシステム１００の内部空間に、撮像対象３００がクレードル５００に搭載されて図示しない搬送手段により搬入および搬出される。
【００１６】
クレードル５００には受信コイル部１１０が設けられている。受信コイル部１１０には、後述する穿刺針支持具が取り付けられている。受信コイル部１１０は概ね筒型の形状を有し、クレードル５００の上面に設置されている。撮像対象３００は受信コイル部１１０の筒内に仰臥する姿勢で搭載される。
【００１７】
受信コイル部１１０は、本発明のＲＦコイルの実施の形態の一例である。本コイルの構成によって本発明の装置に関する実施の形態の一例が示される。受信コイル部１１０については後にあらためて説明する。
【００１８】
主磁場マグネット部１０２はマグネットシステム１００の内部空間に静磁場を形成する。主磁場マグネット部１０２は、本発明における静磁場形成手段の実施の形態の一例である。静磁場の方向は撮像対象３００の体軸方向と直交する。すなわちいわゆる垂直磁場を形成する。主磁場マグネット部１０２は例えば永久磁石等を用いて構成される。なお、永久磁石に限らず超伝導電磁石あるいは常伝導電磁石等を用いて構成しても良いのはもちろんである。
【００１９】
勾配コイル部１０６は静磁場強度に勾配を持たせるための勾配磁場を生じる。発生する勾配磁場は、スライス（ｓｌｉｃｅ）勾配磁場、リードアウト（ｒｅａｄ ｏｕｔ）勾配磁場およびフェーズエンコード（ｐｈａｓｅ ｅｎｃｏｄｅ）勾配磁場の３種であり、これら３種類の勾配磁場に対応して勾配コイル部１０６は図示しない３系統の勾配コイルを有する。
【００２０】
ＲＦコイル部１０８は静磁場空間に撮像対象３００の体内のスピン（ｓｐｉｎ）を励起するためのＲＦ励起信号を送信する。受信コイル部１１０は、励起されたスピンが生じる磁気共鳴信号を受信する。
【００２１】
勾配コイル部１０６には勾配駆動部１３０が接続されている。勾配駆動部１３０は勾配コイル部１０６に駆動信号を与えて勾配磁場を発生させる。勾配コイル部１０６および勾配駆動部１３０からなる部分は、本発明における勾配磁場形成手段の実施の形態の一例である。勾配駆動部１３０は、勾配コイル部１０６における３系統の勾配コイルに対応する図示しない３系統の駆動回路を有する。
【００２２】
ＲＦコイル部１０８にはＲＦ駆動部１４０が接続されている。ＲＦ駆動部１４０はＲＦコイル部１０８に駆動信号を与えてＲＦ励起信号を送信し、撮像対象３００の体内のスピンを励起する。ＲＦコイル部１０８およびＲＦ駆動部１４０からなる部分は、本発明における高周波磁場形成手段の実施の形態の一例である。
【００２３】
受信コイル部１１０にはデータ収集部１５０が接続されている。データ収集部１５０は受信コイル部１１０が受信した受信信号を取り込み、それをディジタルデータ（ｄｉｇｉｔａｌ ｄａｔａ）として収集する。
【００２４】
受信コイル部１１０およびデータ収集部１５０からなる部分は、本発明の磁気共鳴信号測定装置の実施の形態の一例である。本測定装置の構成によって本発明の装置に関する実施の形態の一例が示される。受信コイル部１１０およびデータ収集部１５０からなる部分は、また、本発明における測定手段の実施の形態の一例である。データ収集部１５０は、本発明における磁気共鳴信号測定手段の実施の形態の一例である。
【００２５】
勾配駆動部１３０、ＲＦ駆動部１４０およびデータ収集部１５０には制御部１６０が接続されている。制御部１６０は、勾配駆動部１３０ないしデータ収集部１５０をそれぞれ制御する。
【００２６】
データ収集部１５０の出力側はデータ処理部１７０に接続されている。データ処理部１７０は、データ収集部１５０から取り込んだデータを図示しないメモリ（ｍｅｍｏｒｙ）に記憶する。メモリ内にはデータ空間が形成される。データ空間は２次元フーリエ（Ｆｏｕｒｉｅｒ）空間を構成する。データ処理部１７０は、これら２次元フーリエ空間のデータを２次元逆フーリエ変換して撮像対象３００の画像を再構成する。データ処理部１７０は、本発明における画像生成手段の実施の形態の一例である。
【００２７】
データ処理部１７０は制御部１６０に接続されている。データ処理部１７０は制御部１６０の上位にあってそれを統括する。データ処理部１７０には、表示部１８０および操作部１９０が接続されている。表示部１８０は、データ処理部１７０から出力される再構成画像および各種の情報を表示する。操作部１９０は、操作者によって操作され、各種の指令や情報等をデータ処理部１７０に入力する。
【００２８】
図２に、受信コイル部１１０の模式的構成を示す。受信コイル部１１０の構成によって、本発明のＲＦコイルの実施の形態の一例が示される。同図において、ｘ，ｙ，ｚは互いに直交する３つの方向を表す。ｘ方向を受信コイル部１１０の左右方向、ｙ方向を同じく上下方向、ｚ方向を同じくコイル軸方向とする。後述する他の図においても同様である。
【００２９】
同図に示すように、受信コイル部１１０はコイル本体２００およびコイルベースカバー（ｃｏｉｌ ｂａｓｅ ｃｏｖｅｒ）４００を有する。コイル本体２００には穿刺針支持具６００が取り付けられている。コイル本体２００は、本発明におけるコイル本体の実施の形態の一例である。コイル本体２００はソレノイド（ｓｏｌｅｎｏｉｄ）型のコイルである。穿刺針支持具６００は、本発明における穿刺針支持具の実施の形態の一例である。穿刺針支持具６００については後にあらためて説明する。
【００３０】
コイル本体２００はコネクタ（ｃｏｎｎｅｃｔｏｒ）２０２で結合された２つの部分からなる。２つの部分のうち図における上側のものを上部構造と呼び、下側のものを下部構造と呼ぶ。下部構造はコイルベース２０４を構成する。
【００３１】
コイルベースカバー４００の内部は中空になっており、そこに通じる開口４０２が両側面に形成されている。コイル本体２００は、コイルベース２０４の中央部がコイルベースカバー４００の内部においてコイルベース支持部８００により回転可能に支持されている。コイルベース支持部８００およびコイルベースカバー４００からなる部分は、本発明における支持手段の実施の形態の一例である。
【００３２】
この支持機構を利用して、所望の部位が適切に撮像できるように、コイル本体２００の回転角度を適宜に調節する。このとき、コイル本体２００には穿刺針支持具６００が取り付けられているので、その基本位置の調節も労せずして自ずから行われる。すなわち、受信コイル部１１０の位置決めと穿刺針支持具６００の位置決めの連携を良くすることができる。
【００３３】
コイルベース支持部８００の模式的構成を図３に断面図によって示す。同図に示すように、コイルベースカバー４００の上板４３４と底板４３６がｙ方向に隙間を隔てて対向している。この隙間にコイルベース２０４が挿入されている。コイルベース２０４は可撓性のない板部材とその上に形成された電気回路からなる。電気回路はソレノイドコイルの一部を構成する。
【００３４】
コイルベース２０４の下面にはハブ（ｈｕｂ）８５２が取り付けられている。底板４３６の上面には軸８５４が取り付けられ、この軸８５４にハブ８５２が係合している。ハブ８５２および軸８５４はコイルベース支持部８００を構成する。このようなコイルベース支持部８００の構成により、コイルベース２０４は軸８５４を中心として図におけるｘｚ面内で回転可能となっている。
【００３５】
コイル本体２００の上部構造は図４に示すように、シート状に展開可能になっている。展開状態でのコイル本体２００の上部構造の詳細を図５に一部破断図により示す。なお、図示の便宜上、図５では上下方向のプロポーション（ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎ）を強調して描いてある。
【００３６】
同図に示すように、コイル本体２００は可撓性基板３６０を備えている。可撓性基板３６０には、電気的経路のパターン（ｐａｔｔｅｒｎ）が例えばプリント（ｐｒｉｎｔ）回路等によって形成されている。電気的経路はソレノイドコイルの一部を構成する。可撓性基板３６０の図における上面の両縁には、１対の形状規定部材３６２が可撓性基板３６０の全長にわたって設けられている。可撓性基板３６０の上面は筒状のコイル本体を形成したときの内面となる側である。形状規定部材３６２は、例えばプラスチック（ｐｌａｓｔｉｃｓ）等によって構成される。
【００３７】
形状規定部材３６２はｙ方向に所定の厚みを有する。厚みは実質的に可撓性を生じない程度の厚みとなっている。形状規定部材３６２は複数個のＵ字形の溝３６４を有する。溝３６４はｚ方向に切られ、上方に開口している。溝３６４は形状規定部材３６２の厚みにほぼ匹敵する深さを有する。これによって、溝３６４の底の厚みは極めて薄くなっている。底の薄さは十分な可撓性を生じる程度の薄さとなっている。あるいは、底の厚みは０にするようにしても良い。
【００３８】
このような形状規定部材３６２が設けられていることにより、可撓性基板３６０を筒体を形成する方向に曲げたとき、可撓性基板３６０は、図６に模式的に示すように、形状規定部材３６２の可撓部分（溝の底）に相当する部分だけが曲がり、かつ、曲がり量は溝３６４の開口が閉じるところまでに制限される。曲がり量の許容限度は溝の幅によって決定され、溝の幅が広いほど曲げ可能な範囲が大きくなる。
【００３９】
溝３６４の幅およびｘ方向の溝間隔は、筒体を形成するときの可撓性基板３６０の各部の曲がり量に合わせて定められている。これによって、筒体を形成したとき、例えば図７に模式的に示すように可撓性基板３６０の曲がりが形成される。このような曲がりによって、コイル本体２００の湾曲形状が一義的に決定される。湾曲形状が一定化されることによって、コイル本体２００の電磁気的条件が一定化され、安定した撮像が行えるようになる。
【００４０】
形状規定部材３６２および可撓性基板３６０を覆って、例えばスポンジ（ｓｐｏｎｇｅ）等の緩衝部材３６６が設けられる。可撓性基板３６０の下面にも同様な緩衝部材３６６が設けられる。以上の構造がエンベロープ（ｅｎｖｅｌｏｐｅ）３６８で包まれている。エンベロープ３６８は、コイル本体２００の両端部においてコネクタ２０２に固定されている。
【００４１】
このような受信コイル部１１０において、コイルベースカバー４００はクレードル５００上に載置され、その状態で、コイルベースカバー４００上に撮像対象３００が搭載されるようになっている。コイルベースカバー４００は変形なしに撮像対象３００の重量に耐える強度を有する。
【００４２】
図８および図９に、受信コイル部１１０の他の例の模式的構成を、互いに垂直な２つの方向から見た状態でに示す。受信コイル部１１０の構成によって、本発明のＲＦコイルの実施の形態の一例が示される。図８は側面図、図９はＡ−Ａ断面図である。両図において、ｘ，ｙ，ｚは互いに直交する３つの方向を表す。ｘ方向を受信コイル部１１０の左右方向、ｙ方向を同じく上下方向、ｚ方向を同じく軸方向とする。後述する他の図においても同様である。
【００４３】
図８および図９に示すように、受信コイル部１１０はコイル本体２００’およびコイルベースカバー４００’を有する。コイル本体２００’には穿刺針支持具６００が取り付けられている。コイル本体２００’は、本発明におけるコイル本体の実施の形態の一例である。コイル本体２００’はソレノイドコイルである。
【００４４】
コイル本体２００’はコネクタ２０２’で結合された２つの部分からなる。２つの部分のうち図における上側のものを上部構造と呼び、下側のものを下部構造と呼ぶ。下部構造はコイルベース２０４’を構成する。
【００４５】
コイル本体２００’の上部構造はコイルベース２０４’にコネクタ２０２’を通じて結合され、全体として筒体を形成している。コイル本体２００’の上部構造は、図２に示したコイル本体２００の上部構造と同様の構成になっている。
【００４６】
コイルベースカバー４００’の内部は中空になっており、そこに通じる開口４０２’が両側面に形成されている。コイルベース２０４’はコイルベースカバー４００’の内部においてｚ方向に摺動可能に支持されている。コイルベース２０４’およびコイルベースカバー４００’からなる部分は、本発明における支持手段の実施の形態の一例である。
【００４７】
この機構を利用して、所望の部位が適切に撮像できるように、コイル本体２００’の体軸方向の位置を適宜に調節する。このとき、コイル本体２００’には穿刺針支持具６００が取り付けられているので、その基本位置の調節も労せずして自ずから行われる。すなわち、受信コイル部１１０の位置決めと穿刺針支持具６００の位置決めの連携を良くすることができる。
【００４８】
図１０に、コイルベース２０４’とコイルベースカバー４００との係合構造の一例を示す。図１０は、図９におけるコイルベースカバー４００の右端部付近の拡大図である。図示を省略するが左端部はこれと対称的な構成になっている。同図に示すように、コイルベースカバー４００’には、ｙ方向において互いに対向する１対のレール（ｒａｉｌ）４４６が、開口４０２’のｚ方向の全長にわたって設けられている。これらレール４４６に係合する１対のスライダ（ｓｌｉｄｅｒ）４４８がコイルベース２０４’に設けられ、開口４０２’内でのコイルベース２０４’のｚ方向の摺動を可能にしている。
【００４９】
このような受信コイル部１１０’において、コイルベースカバー４００’はクレードル５００上に載置され、その状態で、コイルベースカバー４００’上に撮像対象３００が搭載されるようになっている。コイルベースカバー４００’は変形なしに撮像対象３００の重量に耐える強度を有する。
【００５０】
図１１，図１２，図１３に、穿刺針支持具６００の模式的構成を示す。穿刺針支持具６００の構成によって、本発明の穿刺針支持具の実施の形態の一例が示される。図１１は平面図、図１２はＢ−Ｂ断面図、図１３はＣ−Ｃ断面図である。これらの図に示すように、穿刺針支持具６００はベース部材６１０を有する。ベース部材６１０は、本発明における第１のベース部材の実施の形態の一例である。ベース部材６１０は、非磁性材料によって構成される。以下に述べる各部品も同様である。
【００５１】
ベース部材６１０は、コイル跨座部６１２およびスライドレール（ｓｌｉｄｅｒａｉｌ）部６１４を有する。スライドレール部６１４にはスライダ６３０が摺動可能に搭載される。スライダ６３０は、本発明における第２のベース部材の実施の形態の一例である。
【００５２】
コイル跨座部６１２はコイル本体２００の断面の輪郭に適合した内周構造を有し、コイル本体２００に跨座可能になっている。コイル跨座部６１２は、本発明におけるＲＦコイルへの取り付け手段の実施の形態の一例である。ベース部材６１０は、跨座状態でコイル本体２００の筒状の外周面に沿って移動可能になっている。また、軸がネジになっているノブ（ｎｏｂ）６１６を締めることにより、ベース部材６１０をコイル本体２００に固定することができる。
【００５３】
跨座状態ではスライドレール部６１４がｚ方向に延在する。この状態では、また、スライドレール部６１４とコイル跨座部６１２の間の連絡部６１８がコイル本体２００の軸方向に向かって沈下している。スライドレール部６１４は、平行する２本のレールの間がコイル本体２００の軸方向に向かう開口６２０となっている。スライドレール部６１４は、ｚ方向の距離を表す目盛り６２２を有する。スライドレール部６１４の先端には、スライダ６３０の脱落を阻止するためのストッパ（ｓｔｏｐｐｅｒ）６２４が設けられている。
【００５４】
スライダ６３０は、スライドレール部６１４に跨座し、その上をｚ方向に移動可能になっている。軸がネジになっているノブ６３２を締めることにより、スライダ６３０をスライドレール部６１４に固定することができる。
【００５５】
スライダ６３０は、穿刺針ガイド（ｇｕｉｄｅ）支持腕６３４を有する。穿刺針ガイド支持腕６３４は、スライダ６３０上で開口６２０とは反対側に延在する１対の腕である。１対の腕は互いに対向し、その間に穿刺針ガイド６３６を狭持する。穿刺針ガイド６３６は、本発明における案内部材の実施の形態の一例である。
【００５６】
穿刺針ガイド６３６は開口６２０の方向に貫通孔６３８を有する。貫通孔６３８は、本発明における穿刺針通過経路の実施の形態の一例である。貫通孔６３８に、開口６２０とは反対側から穿刺針６５０が挿入される。
【００５７】
貫通孔６３８の近傍にはその長さ方向に沿ってＭＲマーカー（Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ ｍａｒｋｅｒ）６４０が設けられる。ＭＲマーカー６４０は、本発明におけるＭＲマーカーの実施の形態の一例である。ＭＲマーカー６４０としては、例えば塩化ニッケル（Ｎｉ）溶液等、スピンの振る舞いが撮像対象３００内での水素原子と同等になる物質が用いられる。そのような物質を貫通孔６３８の長さ方向に沿って設けた適宜の収容部に封入してＭＲマーカーとする。
【００５８】
貫通孔６３８の方向とは垂直な方向に、穿刺針ガイド６３６は後述する軸を有し、この軸を中心として回転可能になっている。軸は１対の支持腕の一方の外側においてｚ方向に突出する。突出する部分に切ってあるネジにノブ６４２が取り付けられている。ノブ６４２を締め付けることにより、穿刺針ガイド６３６を穿刺針ガイド支持腕６３４に固定することができ、ノブ６４２を緩めることにより穿刺針ガイド６３６を回転可能な状態にする。
【００５９】
穿刺針ガイド支持腕６３４、穿刺針ガイド６３６およびノブ６４２からなる部分のさらに詳細な構成を図１４によって説明する。同図に示すように、穿刺針ガイド６３６は、両側面に１対の軸６４４を有する。軸６４４は貫通孔６３８の長さ方向に垂直である。
【００６０】
これらの軸６４４に対応して穿刺針ガイド支持腕６３４に横長の長穴６４６が設けられ、これら長穴６４６を軸６４４の軸受けとして、穿刺針ガイド６３６が穿刺針ガイド支持腕６３４で支持される。軸６４４は長穴６４６の中で回転自在であり、かつ、長径の方向に移動自在である。１対の軸６４４の一方はネジ部を有し、このネジ部にノブ６４２に設けられたナット（ｎｕｔ）が係合する。
【００６１】
このような構成の穿刺針支持具６００を用いれば、コイル本体２００へのベース部材６１０の取り付け位置を変更することにより、撮像対象３００の体軸の周りでの基本的な穿刺位置を調節することができる。
【００６２】
また、ベース部材６１０上でのスライダ６３０の位置を変更することにより、体軸方向での穿刺位置を調整することができる。また、スライダ６３０上での穿刺針ガイド６３６の横方向移動距離および回転角度を調節することにより、穿刺位置の微調整および穿刺角度の微調整をすることができる。
【００６３】
このような調節を磁気共鳴撮像を行いながら行うとき、穿刺針ガイド６３６に設けられたＭＲマーカー６４０の像が画面に表示される。ＭＲマーカー６４０は穿刺針６５０を通す貫通孔６３８に沿って設けられているので、その像は穿刺針６５０の穿刺位置および穿刺方向を表すものとなる。
【００６４】
このため、術者は、画面に映っている関心領域の像とＭＲマーカー６４０の像から両者の位置関係を把握することがでるので、適正な穿刺方向を容易に設定することができる。
【００６５】
穿刺方向を確定したとき、全てのノブを締め付けて全ての可動部を固定する。すなわち、基本的な穿刺位置を確定したときノブ６１６を締め付けて、穿刺針支持具６００をコイル本体２００に固定する。体軸方向での穿刺位置を確定したときノブ６３２を締め付けて、スライダ６３０をベース部材６１０に固定する。穿刺位置および穿刺角度の微調整が終わったらノブ６４２を締め付けて、穿刺針ガイド６３６をスライダ６３０に固定する。
【００６６】
その後、穿刺針ガイド６３６の貫通孔６３８に穿刺針６５０を挿入して穿刺を行う。穿刺も撮像に平行して行われる。穿刺針６５０としてＭＲマーカーを備えたものを用いれば、撮像対象３００に体内での穿刺針６５０を画像化することができる。
【００６７】
本装置の動作を説明する。受信コイル部１１０をクレードル５００の所定の位置に搭載し、次にコイル本体２００の上部構造を取り外して撮像対象３００を搭載し、その後にコイル本体２００の上部構造をコネクタ２０２によって取り付ける。この状態で、コイル本体２００と撮像対象３００との相対的な位置関係は例えば図１５に示すようになる。
【００６８】
同図は肝臓撮像時のコイル本体２００と撮像対象３００との位置関係を示すもので、撮像対象３００の体幹部の肝臓８０２が存在する部位をコイル本体２００が取り巻いている。この状態で静磁場発生部２の内部空間に搬入し撮像を開始する。
【００６９】
撮像は制御部１６０による制御の下で進行する。図１６に、磁気共鳴撮像に用いるパルスシーケンス（ｐｕｌｓｅ ｓｅｑｕｅｎｃｅ）の一例を示す。このパルスシーケンスは、スピンエコー（ＳＥ：ｓｐｉｎ ｅｃｈｏ）法のパルスシーケンスである。
【００７０】
すなわち、（１）はＳＥ法におけるＲＦ励起用の９０°パルスおよび１８０°パルスのシーケンスであり、（２）、（３）、（４）および（５）は、同じくそれぞれ、スライス勾配Ｇｓ、リードアウト勾配Ｇｒ、フェーズエンコード勾配ＧｐおよびスピンエコーＭＲのシーケンスである。なお、９０°パルスおよび１８０°パルスはそれぞれ中心信号で代表する。パルスシーケンスは時間軸ｔに沿って左から右に進行する。
【００７１】
同図に示すように、９０°パルスによりスピンの９０°励起が行われる。このときスライス勾配Ｇｓが印加され所定のスライスについての選択励起が行われる。９０°励起から所定の時間後に、１８０°パルスによる１８０°励起すなわちスピン反転が行われる。このときもスライス勾配Ｇｓが印加され、同じスライスについての選択的反転が行われる。
【００７２】
９０°励起とスピン反転の間の期間に、リードアウト勾配Ｇｒおよびフェーズエンコード勾配Ｇｐが印加される。リードアウト勾配Ｇｒによりスピンのディフェーズ（ｄｅｐｈａｓｅ）が行われる。フェーズエンコード勾配Ｇｐによりスピンのフェーズエンコードが行われる。
【００７３】
スピン反転後、リードアウト勾配Ｇｒでスピンをリフェーズ（ｒｅｐｈａｓｅ）してスピンエコーＭＲを発生させる。スピンエコーＭＲは、エコー中心に関して対称的な波形を持つＲＦ信号となる。中心エコーは９０°励起からＴＥ（ｅｃｈｏ ｔｉｍｅ）後に生じる。スピンエコーＭＲはデータ収集部１５０によりビューデータ（ｖｉｅｗ ｄａｔａ）として収集される。このようなパスルシーケンスが周期ＴＲ（ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎ ｔｉｍｅ）で６４〜５１２回繰り返される。繰り返しのたびにフェーズエンコード勾配Ｇｐを変更し、毎回異なるフェーズエンコードを行う。これによって、６４〜５１２ビューのビューデータが得られる。
【００７４】
磁気共鳴撮像用パルスシーケンスの他の例を図１７に示す。このパルスシーケンスは、グラディエントエコー（ＧＲＥ：ｇｒａｄｉｅｎｔ ｅｃｈｏ）法のパルスシーケンスである。
【００７５】
すなわち、（１）はＧＲＥ法におけるＲＦ励起用のα°パルスのシーケンスであり、（２）、（３）、（４）および（５）は、同じくそれぞれ、スライス勾配Ｇｓ、リードアウト勾配Ｇｒ、フェーズエンコード勾配ＧｐおよびスピンエコーＭＲのシーケンスである。なお、α°パルスは中心信号で代表する。パルスシーケンスは時間軸ｔに沿って左から右に進行する。
【００７６】
同図に示すように、α°パルスによりスピンのα°励起が行われる。αは９０以下である。このときスライス勾配Ｇｓが印加され所定のスライスについての選択励起が行われる。
【００７７】
α°励起後、フェーズエンコード勾配Ｇｐによりスピンのフェーズエンコードが行われる。次に、リードアウト勾配Ｇｒにより先ずスピンをディフェーズし、次いでスピンをリフェーズして、グラディエントエコーＭＲを発生させる。グラディエントエコーＭＲは、エコー中心に関して対称的な波形を持つＲＦ信号となる。中心エコーはα°励起からＴＥ後に生じる。
【００７８】
グラディエントエコーＭＲはデータ収集部１５０によりビューデータとして収集される。このようなパスルシーケンスが周期ＴＲで６４〜５１２回繰り返される。繰り返しのたびにフェーズエンコード勾配Ｇｐを変更し、毎回異なるフェーズエンコードを行う。これによって、６４〜５１２ビューのビューデータが得られる。
【００７９】
図１６または図１７のパルスシーケンスによって得られたビューデータが、データ処理部１７０のメモリに収集される。なお、パルスシーケンスはＳＥ法またはＧＲＥ法に限るものではなく、例えばファーストスピンエコー（ＦＳＥ：ｆａｓｔ ｓｐｉｎ ｅｃｈｏ）法等、他の適宜の技法のものであって良いのはいうまでもない。
【００８０】
データ処理部１７０は、ビューデータを２次元逆フーリエ変換して撮像対象３００の断層像を再構成する。再構成画像は表示部１８０により可視像として表示される。これによって肝臓８０２の断層像が表示される。この断層像を参照しながら肝臓８０２への施術例えばバイオプシ等を行う。バイオプシは上記のような撮像と並行して行う。すなわちインターベンショナル撮像を行う。
【００８１】
インターベンショナル撮像時には、コイル本体２００を軸８５４を中心として回転させ、撮像対象３００に関して斜めに傾けた位置関係とする。これによって撮像対象３００に関するコイル本体２００の相対的な傾きが変わり、撮像対象３００とコイル本体２００との位置関係が例えば図１８に示すようになる。すなわち、コイル本体２００は破線で示す元の位置から図における右方向にずれて、肝臓８０２にかぶさらない状態になる。
【００８２】
なお、受信コイル部１１０として、図８に示したように、コイル本体２００が体軸方向に移動可能なものを用いた場合は、コイル本体２００を体軸方向に平行移動させることにより肝臓８０２にかぶさらない状態にする。
【００８３】
これによってコイル本体２００が邪魔にならず、バイオプシを行うための肝臓へのアクセス（ａｃｃｅｓｓ）が容易になる。この状態でも、肝臓８０２はコイル本体２００の感度範囲内にあるので、受信した磁気共鳴信号に基づいて肝臓８０２の断層像を十分なＳ／Ｎ（ｓｉｇｎａｌ ｔｏ ｎｏｉｓｅ ｒａｔｉｏ）で得ることは可能である。したがって、インターベンショナル撮像を効果的に遂行することが可能である。そこで、術者は前述のようにして穿刺針支持具６００の基本位置調節、体軸方向の穿刺位置調節および穿刺方向の微調整を行ったうえで肝臓８０２の穿刺を行う。
【００８４】
以上、肝臓を穿刺する例で説明したが、肝臓に限らず他の組織についても同様にしてインターベンショナル撮像を行うことができるのはいうまでもない。また、コイル本体は受信のみに限らずＲＦ信号の送信に使用するようにしても良い。
【００８５】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、磁気共鳴撮像において適切な穿刺を容易に行うための穿刺針支持具、そのような穿刺針支持具を備えたＲＦコイル、そのようなＲＦコイルを用いる磁気共鳴信号測定装置、および、そのような磁気共鳴信号測定装置を用いる磁気共鳴撮像装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例の装置のブロック図である。
【図２】図１に示した装置における受信コイル部の模式的構成を示す図である。
【図３】図２に示した受信コイル部のコイルベース支持部の模式的構成を示す図である。
【図４】図２に示した受信コイル部のコイル本体の展開図である。
【図５】図２に示した受信コイル部のコイル本体の内部構造を示す模式図である。
【図６】図２に示した受信コイル部のコイル本体の内部構造の一部を示す模式図である。
【図７】図２に示した受信コイル部のコイル本体の内部構造の一部を示す模式図である。
【図８】図１に示した装置における受信コイル部の模式的構成を示す図である。
【図９】図１に示した装置における受信コイル部の模式的構成を示す図である。
【図１０】図８に示した受信コイル部のコイルベース支持部の模式的構成を示す図である。
【図１１】穿刺針支持具の模式構成を示す図である。
【図１２】穿刺針支持具の模式構成を示す図である。
【図１３】穿刺針支持具の模式構成を示す図である。
【図１４】穿刺針支持具の一部の模式構成を示す図である。
【図１５】撮像対象とコイル本体との相対的位置関係を示す模式図である。
【図１６】図１に示した装置が実行するパルスシーケンスの一例を示す模式図である。
【図１７】図１に示した装置が実行するパルスシーケンスの一例を示す模式図である。
【図１８】撮像対象とコイル本体との相対的位置関係を示す模式図である。
【符号の説明】
１００ マグネットシステム
１０２ 主磁場マグネット部
１０６ 勾配コイル部
１０８ ＲＦコイル部
１１０ 受信コイル部
１３０ 勾配駆動部
１４０ ＲＦ駆動部
１５０ データ収集部
１６０ 制御部
１７０ データ処理部
１８０ 表示部
１９０ 操作部
２００ コイル本体
２０２ コネクタ
２０４ コイルベース
３００ 撮像対象
４００ コイルベースカバー
５００ クレードル
６００ 穿刺針支持具
６１０ ベース部材
６３０ スライダ
６３４ 穿刺針ガイド支持腕
６３６ 穿刺針ガイド
６５０ 穿刺針
８００ コイルベース支持部
Claims (6)
- ＲＦコイルへの取り付け手段を有する第１のベース部材と、
前記ＲＦコイルの軸に実質的に平行な方向に移動可能なように前記第１のベース部材に取り付けられた第２のベース部材と、
穿刺針通過経路およびこの穿刺針経路に沿って設けられたＭＲマーカーを有し、前記ＲＦコイルの軸に実質的に垂直な方向に移動可能でありかつ前記ＲＦコイルの軸に実質的に垂直な面内で回転可能なように前記第２のベース部材に取り付けられた案内部材と、
を具備することを特徴とする穿刺針支持具。 - 撮像対象を取り巻くループをなすコイル本体と、
前記コイル本体に係合した穿刺針支持具と、
を具備することを特徴とするＲＦコイル。 - 前記穿刺針支持具として請求項１に記載の穿刺針支持具を用いる、
ことを特徴とする請求項２に記載のＲＦコイル。 - 前記コイル本体を前記撮像対象に対する相対的位置が変更可能なように支持する支持手段を具備する、
ことを特徴とする請求項２または請求項３に記載のＲＦコイル。 - ＲＦコイルとこのＲＦコイル本体に接続された磁気共鳴信号測定手段とを有する磁気共鳴信号測定装置であって、
前記ＲＦコイルとして請求項２ないし請求項４のうちのいずれか１つに記載のＲＦコイルを用いることを特徴とする磁気共鳴信号測定装置。 - 撮像対象を収容した空間に静磁場を形成する静磁場形成手段と、
前記空間に勾配磁場を形成する勾配磁場形成手段と、
前記空間に高周波磁場を形成する高周波磁場形成手段と、
前記空間から磁気共鳴信号を測定する測定手段と、
前記測定した磁気共鳴信号に基づいて画像を生成する画像生成手段と、
を有する磁気共鳴撮像装置であって、
前記測定手段として請求項５に記載の磁気共鳴信号測定装置を用いる、
ことを特徴とする磁気共鳴撮像装置。
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