JPH10234704A

JPH10234704A - Ｍｒｉ装置

Info

Publication number: JPH10234704A
Application number: JP9058562A
Authority: JP
Inventors: Hajime Kawano; 川野　　源; Hirotaka Takeshima; 弘隆竹島
Original assignee: Hitachi Medical Corp
Current assignee: Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Priority date: 1997-02-27
Filing date: 1997-02-27
Publication date: 1998-09-08

Abstract

(57)【要約】【課題】一つの磁気回路で複数の被検者の各々異なっ
た大きさの検査部位を同時に検査できるＭＲＩ装置を提
供する。【解決手段】ＭＲ検査室１の中に磁場発生源５１，５
２，５３，５４をこれらの磁場発生源から発生する磁力
線の向きを同一方向とし、かつ、前記磁場発生源をそれ
ぞれ所定の間隔で配置するとともに周回状に磁束通過材
６１，６２，６３，６４で連結する。地場発生源５１，
５２，５３，５４にはそれぞれ異なった大きさの計測空
間７１，７２，７３，７４が形成され、これらの計測空
間へ被検者１０１，１０２，１０３，１０４の撮影部位
を位置させる寝台８１，８２，８３，８４を配置する。
そして、前記計測空間で撮影を同時に行えるように、磁
気シールド材９１，９２，９３，９４をシールドルーム
の一部として、計測空間相互に発生する磁気的影響を遮
蔽する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、核磁気共鳴（ＮＭ
Ｒ）現象を用いて被検者の画像診断に供する医用画像を
得るための磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）装置に係
り、特に一つの磁気回路で複数の被検者の様々な検査部
位を同時に撮影することができるようにしたＭＲＩ装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ＭＲＩ装置は、ＮＭＲ現象を用いて被検
者の体内を画像として描出するもので、被検者の任意の
断面を撮像可能であるとともに、３次元画像や血管像の
撮像、更には、脳機能計測への適用の可能性も検討され
る等、医用画像診断機器としての重要性が定着してい
る。

【０００３】一般的にＭＲＩ装置は、所定の大きさを有
した空間に高度に均一な静磁場を発生する静磁場発生装
置と、前期空間に傾斜磁場を発生する傾斜磁場発生装置
と、被検者に高周波磁場をパルス状に照射する高周波磁
場照射手段と、前期高周波磁場を照射された被検者の体
内から発生するＮＭＲ信号を受信する手段と、受信した
信号を処理する受信信号処理手段と、処理された信号を
用いて画像を再構成する手段と、画像を表示する画像表
示器と、前期構成要素を制御する制御装置とを備えてい
る。

【０００４】ところで、現在市販されているＭＲＩ装置
はほとんどが、被検者のあらゆる部位を撮影対象とする
ことができる全身用装置となっていて、静磁場発生装置
は円柱形または角柱形をした被検者挿入用空間を有して
おり、その空間内に所定の大きさの前記均一な静磁場を
一つだけ形成する。したがって、従来の装置では、装置
内に一人の被検者を入れて撮影を行い、その被検者の撮
影が終了した後に、次の被検者の撮影を行う方法で順次
被検者を入れ替えて撮影を行う。全身用装置の他に、被
検者のある特定部位を撮影対象とした装置もあるが、そ
の静磁場発生装置においても、均一磁場空間は一つであ
り、撮影は全身用装置と同様、被検者を順次入れ替えて
行う。

【０００５】ＭＲＩ装置は、Ｘ線撮影装置，Ｘ線ＣＴ装
置や超音波診断装置と比較し、一人の被検者を撮影する
時間が長いという欠点を抱えている。この欠点は、いろ
いろな高速撮像法が研究されて克服されつつあるが、画
質を考慮に入れると、まだ完全に解決されたとは言えな
い。

【０００６】そこでこの欠点を少しでも解決しようとす
る試みがなされている。その一つが、前記静磁場空間へ
向け複数方向に寝台を設置し、一人の被検者の撮影中に
次の被検者を他の寝台に撮影準備をして待機させておく
というものである。その他に、特開昭６１−１５９９５
０号公報に開示されているような、単一の磁気回路中に
被検体の全身を収容できる二つの同等の大きさの計測空
間を設け、二人の被検者を同時に検査できるようにした
ものが提案されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ＭＲＩ装置は、空間分
解能の点ではまだＸ線撮影装置やＸ線ＣＴ装置に及ばな
いが、組織の相違に対するコントラスト分解能に優れ、
現在では人体の脳，内臓，頚椎，脊椎などの他、四肢，
耳，鼻等の部位の診断用画像を得るために用いられるよ
うになっている。

【０００８】それにもかかわらず、上記のように、従来
のＭＲＩ装置は全身用やある極所部位用として構成され
ており、装置の利用効率の悪いものとなっている。すな
わち、全身用装置は撮影空間が大きいので、その領域で
均一な、かつ強い静磁場を発生させる必要があるため、
磁場発生源は大きな磁気エネルギーを発生させるように
構成されている。そして、被検体に高周波磁場を印加す
るＲＦプローブも前記均一磁場領域内の核スピンを励起
対象とするために、また前記静磁場に傾斜を与える傾斜
磁場コイルも当然前記均一磁場領域の全域にわたって勾
配磁場を形成するために大きなものとなっている。この
ような全身用装置で手足を撮影しようとすると、撮影部
位でないところの生体組織も高周波磁場に曝されること
になる。現状はＭＲＩ装置で照射される高周波磁場が生
体に悪影響を与えるという説はほとんど無いが、撮影部
位でないところに高周波磁場を照射せずに済むならば安
全上それが望ましい。

【０００９】そこで、手足のような部位専用の装置を全
身用装置の他に揃えようとすると、静磁場発生装置が２
台必要となる。ＭＲＩ装置のコスト中で、静磁場発生装
置の占める割合は非常に高いので、全身用と極部用との
装置を揃えるには、病院の経済的負担が大きくなるとい
う問題を抱えている。また、静磁場発生装置内の均一磁
場強度は安定性が要求されるものであるため、２台の装
置を同一の部屋内に設置することはできない。したがっ
て、全身用と極部用との装置を設置するには、磁気シー
ルドルームを２部屋備えることとなり、これがさらに病
院の経済的負担を増すという問題がある。

【００１０】本発明は上記に鑑み、単一の磁気回路（静
磁場発生装置）内に全身用と極部用とを含む複数の大き
さの異なる計測空間を形成し、それらの計測空間を同時
に使用することができるようにし、被検者の検査待ち時
間を短縮することができるＭＲＩ装置を提供するこを目
的として成されたものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、ＭＲＩ装置にて用いる静磁場発生装置を、
少なくとも一つの磁場発生源と、この磁場発生源により
発生される磁束を前記磁場発生源へループ状に導く磁束
通過手段と、この磁束通過手段の磁束通過経路の途中に
設けられた複数種の大きさの異なる間隙と、これらの間
隙毎に間隙の大きさに応じた所定の空間的な大きさと磁
気的強度を有する均一磁場領域を形成する手段とを有し
た静磁場発生装置としたものである。

【００１２】そして、前記静磁場発生装置の間隙と間隙
との間に磁束遮蔽手段を設け、前記磁束通過手段が前記
磁束遮蔽手段を貫通するようにしたものである。また、
前記磁束遮蔽手段はシールドルームの壁面の一部を形成
するようにしたものである。更に、本発明は前記磁束通
過手段を超電導体によって形成したことを特徴としてい
る。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を用いて説明する。図１は本発明の一実施例のＭＲＩ装
置の構成とその配置を示す平面図である。図１に示した
実施例は、４つの計測空間を一つの磁気回路中に設けた
例である。

【００１４】図１において、１はＭＲ検査室で、その中
には４つの操作室１１，１２，１３，１４が配設され、
それらの操作室１１，１２，１３，１４の内部にはそれ
ぞれ操作卓２１，２２，２３，２４，及び傾斜磁場電
源、画像処理装置等から成るＭＲＩユニット３１，３
２，３３，３４が配置されている。これらの操作卓及び
ＭＲユニットは公知のものであるので説明は省略する。
そして、ＭＲ検査室１の前記操作室１１，１２，１３，
１４を除いた部分は４つのシールドルーム４１，４２，
４３，４４に分割されている。シールドルームは、後に
詳細に説明する静磁場発生装置の漏洩磁場を室内に閉じ
込めるとともに、室外の変動磁場が静磁場発生装置が設
置されたシールドルーム内に侵入するのを遮蔽し、計測
空間の磁場の均一性を保つためのものである。５０は静
磁場発生装置、８１，８２，８３，８４は検査用の寝台
で、各寝台には被検者１０１，１０２，１０３，１０４
が検査を受けるために横たわっている。

【００１５】次に、本実施例の静磁場発生装置５０につ
いて詳細に説明する。従来よりＭＲＩ装置の静磁場発生
装置は被検体を収容し得る大きさを有した空間内の所定
領域に、所定の磁場強度で、かつ高度に均一性を有した
静磁場を発生するもので、静磁場を発生する方式として
現在は、超電導磁石方式、常電導磁石方式、及び永久磁
石方式が製品に採用されている。本発明はこれ等のいず
れの方式でも採用できるが、本実施例は永久磁石方式を
一例として説明する。

【００１６】図１に示すように、本実施例の静磁場発生
装置５０はそれぞれが対をなして形成されている磁場発
生源５１，５２，５３，５４と、磁場発生源５１と５２
の間、５２と５３の間、５３と５４の間、５４と５１の
間を接続する、例えば純鉄などの透磁率の高い材料から
成る磁束通過材６１，６２，６３，６４で磁気回路を形
成され、被検者１０１，１０２，１０３，１０４を同時
に検査できるように、４つの計測空間７１，７２，７
３，７４が形成されている。

【００１７】そして、４つの各計測空間には図面に示し
ていないが、従来より公知の傾斜磁場コイル及び高周波
磁場の照射用コイルが収納されている。

【００１８】各磁場発生源は、それぞれが発生する磁束
の方向が一致するように配設される。これにより、磁束
が磁気回路内を周回するようになる。磁場発生源５１，
５２，５３，５４は図では詳細を省略しているが、それ
ぞれ所定の磁気エネルギーを有した永久磁石ブロック体
とポールピースとから成り、永久磁石ブロック体は前記
磁束通過材に接して設けられ、ポールピースは計測空間
に面して設けられている。磁場発生源５１，５２，５
３，５４に設けられる被検体収容空間はそれぞれ大きさ
が異なるように、各磁場発生源のポールピース同志の間
隔が異なっていて、例えば、磁場発生源５１の計測空間
７１には被検者１０１と被検者１０１の側方に医師１０
０が入れるだけの間隔をあけて配置され、磁場発生源５
２のポールピースは被検者１０２の四肢が計測できるだ
けの間隔で配置され、磁場発生源５３のポールピースは
被検者１０３の頭部が計測できるだけの間隔で配置さ
れ、磁場発生源５４のポールピースは被検者１０４の全
身部位が計測できるだけの間隔で配置されている。

【００１９】このように４つの計測空間がそれぞれ空間
的大きさが異なるので、前記傾斜磁場コイル及び照射コ
イルもそれぞれの計測空間の大きさに応じた大きさとし
ている。また、各計測空間の均一磁場の磁場強度が異な
るようにする場合には、被検体内の核スピンの磁気共鳴
周波数が計測空間毎に異なるので、計測空間毎にＭＲＩ
システムとしての基準周波数を設定する必要がある。

【００２０】静磁場発生方式のいかんによらず、現在の
ＭＲＩ装置の磁場発生源の計測空間には球形の均一磁場
空間が形成されるが、前述のように各磁場発生源が対象
とする検査部位の大きさが異なるので均一磁場空間の大
きさも異なって良い。このため本発明では、各磁場発生
源毎にポールピースの間隔の他に対向面積をも異ならせ
ている。つまり、図に示す様に各磁場発生源のポールピ
ースは、間隔が大きいほど前記対向面積を大きくする。

【００２１】このように、磁場発生源のポールピースの
間隔と対向面積を異ならせると、磁場発生源の磁気エネ
ルギーにより計測空間に形成される均一磁場の磁場強度
を変えることができる。すなわち、ポールピースの間隔
を小さくするとともに対向面積を小さくすると磁力線の
拡散が小さく単位面積当たりの磁束線数が増加できるの
で、均一磁場の磁場強度を高くでき、その間隔を大きく
かつ対向面積を大きくすると逆に均一磁場の磁場強度を
低くできる。また、磁場強度だけでなく、均一磁場領域
を小さくすると磁場の均一性を良くするのが容易にな
る。したがって、図１に示す計測空間７２，７３は計測
空間７１，７４より磁場強度が強く均一性も良い静磁場
領域を有するものとすることができる。

【００２２】次に、このように単一の周回磁気回路内に
複数の計測空間を設けると、各磁場発生源からの磁力線
の相互作用による悪影響、例えば計測空間における磁場
の歪が現われたり、ある計測空間で計測中に被検体へ照
射される高周波磁場やパルス状の傾斜磁場が微小な値で
はあるが他の計測空間の磁場へ影響を及ぼすことが考え
られる。このような悪影響を防止するため、本発明では
各計測空間が独立したシールドルーム内に配置されるよ
うにしている。すなわち、図１に示す磁気シールド材９
１，９２，９３，９４に各磁束通過材６１，６２，６
３，６４がほぼ密着するように貫通させ得る穴を設け、
これ等の穴の中を磁束通過材６１，６２，６３，６４を
貫通させ、これ等の磁気シールド材９１，９２，９３，
９４が符号を省略した磁気シールド部材とともに前記シ
ールドルーム４１，４２，４３，４４を構成する。な
お、磁気シールド材９１，９２，９３，９４は中心部で
は交差または密に接触するようにして設けることが必要
である。なお、磁気シールド材料は、従来より一般的に
用いられている金属材料、例えば、銅板，ステンレス
板，又はそれらのメッシュ状又はカニカム状材料の他、
新日本製鉄株式会社製の超電導多層複合材を用いること
ができる。

【００２３】前記超電導多層複合体は、ＮｂＴｉ層（３
０層）とＣｕ層（３１層）とを両表面がＣｕ層となるよ
うに交互に積層し、かつＮｂＴｉ層とＣｕ層の間にＮｂ
層（６０層）を介在させたものを熱間圧延及び冷間圧延
して製造した厚さ約１ｍｍのＮｂＴｉ／Ｎｂ／Ｃｕ超電
導多層複合体で、アイイーイーイー・トランザクション
ズ・オン・アプライド・スーパーコンダクティビティ，
第３巻，第１号，１９９３年３月，第１７７頁〜第１８
０頁（ＩＥＥＥＴＲＡＮＳＡＣＴＩＯＮＯＮＡＰ
ＰＬＩＥＤＳＵＰＥＲＣＯＮＤＵＣＴＩＶＩＴＹ，
ＶＯＬ．３，ＮＯ．１，ＭＡＲＣＨ１９９３，ｐｐ１
７７〜１８０）に記載されている。この材料を液体ヘリ
ウムに浸し電流を流すと高いシールド性能を発すること
は製造者が発表している。これを用いる場合には、前記
シールド材９１，９２，９３，９４を収納するとともに
冷却媒体、例えば液体ヘリウムを封入する断熱容器構造
と、液体ヘリウムを冷却する冷却機を併せて設けること
が必要である。

【００２４】次に、本実施例のＭＲＩ装置の使用方法と
本発明の主要部分の作用を説明する。病院等でＭＲＩ検
査を必要とされた患者はＭＲＩ検査部門の受付で検査部
位に応じて前記ＭＲＩ装置のどのシールドルーム内で検
査を受けるかを指示される。例えば、腹部の検査を受け
る患者はシールドルーム４４へ、頭部の検査を受ける患
者は、シールドルーム４３へ、脚部の検査を受ける患者
はシールドルーム４２ヘ案内される。これらの患者は従
来は、ＭＲＩ装置があっても１台しかない病院では、一
人ひとりが順番に検査を受けるようになっているが、本
発明のＭＲＩ装置は１台で最大４人の患者を並列的に検
査できるように、複数の検査領域を備えているので、検
査も４人を同時に行い得る。

【００２５】シールドルームへ案内された患者はベッド
８４，８３，８２ヘ横たわり、ＮＭＲ信号を検出する図
示を省略した検出コイルを装着された後、検査領域へベ
ッドにより移動される。ＭＲＩ装置はＮＭＲ信号をコイ
ルにより検出するが、検出コイルは検査部位に応じた専
用の物を用いると、信号の受信感度が高く、得られる画
像も良好となることが周知であるが、本発明のＭＲＩ装
置は複数の検査領域が被検体の検査部位の大きさに対応
するようにそれぞれが異なった大きさとなっているの
で、各検査領域で用いる検出コイルを専用化できる。し
たがって、本発明によれば操作者の検出コイルの選定作
業が単純化される。

【００２６】検出コイルを装着され検査領域へ移動され
た患者の体内では、計測空間の磁場により、体内の核ス
ピンが静磁場方向へ指向される。この状態で、操作者は
撮影の位置決め撮影を行い、ＣＲＴディスプレイヘ表示
された位置決め像を参照して、撮影部位のスライス位置
・方向、撮影枚数、使用する撮影法（シーケンス）を操
作卓２４，２３，２２等へ設定する。そして、各検査領
域では個別に撮影を開始する。

【００２７】各検査領域で同時に検査される患者は撮影
部位が異なるので、撮影シーケンスも同一とは限らなく
なる。したがって、撮影シーケンスにおける高周波磁場
パルス、傾斜磁場パルスの大きさ、方向は各検査領域で
種々入り乱れて発生する。しかし、各検査領域は前記磁
気シールド材を含むシールドルーム内に互いに磁気的に
分離して設けられているので、ある検査領域で発生した
高周波磁場パルス又は傾斜磁場パルスによる磁気的影響
が他の検査領域に現われることはない。つまり、各々の
シールドルーム内に１台ずつＭＲＩ装置が設置されてい
るのと同様に検査を進めることができる。そして本発明
では、撮影時に高周波磁場パルスを照射する照射コイル
は計測空間の大きさに応じた大きさとなっているので、
検査部位を除いた部位に照射される高周波磁場は、従来
の装置より少なくすることができる。

【００２８】以上本発明を一実施例を挙げて説明した
が、本発明はその主旨を変更せずに変更して実施するこ
とが可能である。例えば、前記実施例では、磁気回路を
平面的に配置しかつ計測空間の磁場方向も水平方向とな
るように配置しているが、この磁気回路を垂直方向に例
えば１階と２階を貫くように配置することもでき、そし
てその磁気回路内に磁場方向を水平又は垂直方向に設け
ることも可能である。

【００２９】更に、前記実施例では磁場発生源が発生す
る磁束を純鉄のような透磁率の高い材料内を通過させる
構造としたが、その場合磁気回路が非常に重くなること
が考えられるので、それへの対応案として、磁場発生源
が発生する磁束を隣接する磁場発生源まで空中を通す変
形例も可能である。その変形例では磁束通過材として、
前述の超電導多層複合体を両端が開放した円筒状に形成
し、その開放端へ磁場発生源を固着するとともに円筒の
磁束通過材を冷媒容器で囲み、冷媒容器内に液体ヘリウ
ムを冷媒として封入するような構造を採用する。なお、
この変形例を採用できる磁場発生源は、磁気回路を組上
げた後に磁場発生源を励磁できるものに限定される。

【００３０】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、一つ
の磁気回路中に複数の空間的大きさと磁気強度が異なる
計測空間を形成したので、１台のＭＲＩ装置で同時に複
数の被検者を検査することができるので、検査効率が向
上するとともに、被検者の検査待ち時間を大幅に短縮で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のＭＲＩ装置の平面図

【符号の説明】

１ＭＲ検査室１１，１２，１３，１４操作室２１，２２，２３，２４操作卓４１，４２，４３，４４シールドルーム５０静磁場発生装置５１，５２，５３，５４磁場発生源６１，６２，６３，６４磁束通過材７１，７２，７３，７４計測空間９１，９２，９３，９４磁気シールド材１００医師１０１，１０２，１０３，１０４被検者

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも一つの磁場発生源と、この磁
場発生源により発生される磁束を前記磁場発生源へ導く
磁束通過手段と、この磁束通過手段の磁束通過経路の途
中に設けられた複数の大きさの異なる間隙と、これらの
間隙毎に設けられ間隙の大きさに応じた所定の空間的な
大きさと磁気的強度を有する均一磁場領域を形成する手
段とを有した静磁場発生装置を備えたことを特徴とする
ＭＲＩ装置。
【請求項２】前記静磁場発生装置の間隙と間隙の間に
磁束遮蔽手段が設けられ、前記磁束通過手段が前記磁束
遮蔽手段を貫通していることを特徴とする請求項１に記
載のＭＲＩ装置。
【請求項３】前記磁束遮蔽手段はシールドルームの壁
面の一部を形成することを特徴とする請求項２に記載の
ＭＲＩ装置。
【請求項４】前記磁束通過手段は超電導体によって形
成されていることを特徴とする請求項１乃至３に記載の
ＭＲＩ装置。