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JP2003126061A - Image diagnostic apparatus with microscope - Google Patents

Image diagnostic apparatus with microscope

Info

Publication number
JP2003126061A
JP2003126061A JP2001329632A JP2001329632A JP2003126061A JP 2003126061 A JP2003126061 A JP 2003126061A JP 2001329632 A JP2001329632 A JP 2001329632A JP 2001329632 A JP2001329632 A JP 2001329632A JP 2003126061 A JP2003126061 A JP 2003126061A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
magnetic field
image
microscope
coil
diagnostic apparatus
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2001329632A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Yao
武 八尾
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Original Assignee
Hitachi Medical Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Medical Corp filed Critical Hitachi Medical Corp
Priority to JP2001329632A priority Critical patent/JP2003126061A/en
Publication of JP2003126061A publication Critical patent/JP2003126061A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image diagnostic apparatus with a microscope which shows excellent operability and allows a simultaneous observation of an image by the image diagnostic apparatus and an image by the microscope. SOLUTION: The image diagnostic apparatus is equipped with a magnet 11 generating a static magnetic field, a unit 10 for generating a homogeneous magnetic field which has a gradient magnetic field coil 12 and a RF coil 13 and forms a homogeneous magnetic space necessary for imaging, a driving system 20 to drive each coil, an image processing system 30 which reconstructs an image by using signals detected by the RF coil and displays the image, and a supporting part 50 to support the unit 10 for generating magnetic field movably. The unit 10 is equipped with an optical unit penetrating through the center of the unit 10 and constituting the microscope 40. Since the microscope 40 is equipped with a half mirror 45, leading the image displayed by the image processing system to an ocular lens 44, between an optical system 42 and the ocular lens 44, the image displayed on a displaying part and an image by the microscope can be observed simultaneously.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明が属する技術分野】この発明は磁気共鳴現象や電
子スピン共鳴を利用して撮像を行う画像診断装置に関
し、特に顕微鏡を具備し、画像診断装置で取得した画像
と同時に顕微鏡像を観察することができる画像診断装置
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image diagnostic apparatus for taking an image by utilizing a magnetic resonance phenomenon or electron spin resonance, and in particular, it is equipped with a microscope and observes a microscope image simultaneously with an image acquired by the image diagnostic apparatus. The present invention relates to an image diagnostic device that can

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、比較的均一な強い磁場を発生する
ことが可能な円筒型磁石を用いた磁気共鳴イメージング
装置(以下、MRI装置という)が多用されてきたが、
このような構成のMRI装置では患者に閉塞感を与える
とともに外部からのアクセスが非常に困難という問題を
生じていた。これに対し、ヘルムホルツコイルの原理を
応用し、2つに分離された磁石を中心軸を一致させて対
向配置し、患者が置かれる空間を開放型にしたMRI装
置が提案され実用化されるようになってきた。
2. Description of the Related Art Conventionally, a magnetic resonance imaging apparatus (hereinafter referred to as an MRI apparatus) using a cylindrical magnet capable of generating a relatively uniform and strong magnetic field has been widely used.
The MRI apparatus having such a configuration gives a patient a feeling of blockage and has a problem that access from the outside is extremely difficult. On the other hand, by applying the Helmholtz coil principle, an MRI apparatus in which two separated magnets are arranged facing each other with their central axes aligned and the space in which the patient is placed is open is proposed and put to practical use. Has become.

【0003】このような開放型のMRI装置としては、
磁石の配置方向によって垂直磁場のものと水平磁場のも
のがある。このうち垂直磁場のものは、患者への外部か
らのアクセスの容易さから、MRI装置をモニターとし
て使用するバイオプシー等の簡単な手術(インターベン
ショナル手技、IVMRという)に利用されている。一
方、脳外科等の分野では顕微鏡を利用した手術(マイク
ロサージェリー)が広く行われており、上記IVMRに
おいても顕微鏡との併用の要請が生じている。
As such an open type MRI apparatus,
Depending on the arrangement direction of the magnets, there are vertical magnetic fields and horizontal magnetic fields. Among them, the one with a vertical magnetic field is used for simple surgery (interventional procedure, IVMR) such as biopsy using an MRI device as a monitor because it is easily accessible from the outside to the patient. On the other hand, surgery (microsurgery) using a microscope is widely performed in fields such as brain surgery, and there is a demand for the IVMR to be used in combination with a microscope.

【0004】しかしながら、前述した開放型のMRI装
置は、例えば図6に示すように、測定空間を挟んで一対
の磁石を上下または左右に配置した構造になっているた
め、構造上、患者近傍への顕微鏡の設置に制限がある。
特に図6に示すような垂直磁場方式のMRI装置では、
測定空間の上方には顕微鏡を設置し操作するための空間
を取ることが困難である。このためマイクロサージェリ
ーにMRI画像を利用するには、MRI装置内で撮影し
た後、患者を移動し、顕微鏡下手術を行うか、その逆の
順番で作業を行うことが必要となる。その結果、MR画
像と顕微鏡下での実体像とは時間的、空間的にずれるこ
とになり、有効なMR画像の利用を図ることができな
い、MRI装置による撮影と手術台間の患者の移動に要
する時間の分、手術時間が長引く等の問題があった。
However, the above-mentioned open type MRI apparatus has a structure in which a pair of magnets are arranged vertically or horizontally with a measurement space sandwiched, as shown in FIG. There are restrictions on the installation of the microscope.
In particular, in the vertical magnetic field type MRI apparatus as shown in FIG.
It is difficult to set up a space above the measurement space to operate the microscope. Therefore, in order to use the MRI image for the microsurgery, it is necessary to move the patient and perform the operation under the microscope after performing the imaging in the MRI apparatus, or to perform the operation in the reverse order. As a result, the MR image and the stereoscopic image under the microscope are temporally and spatially displaced from each other, which makes it impossible to effectively use the MR image. For the imaging by the MRI apparatus and the movement of the patient between the operating tables. There was a problem that the operation time was prolonged due to the time required.

【0005】これら問題を解決するものとして、MRI
装置の2つの磁石を可動式にするとともに一方の磁石に
顕微鏡(光学手段)を取り付けたMRI装置が提案されて
いる(特開平10-43159号)。このMRI装置では、光学
手段の患者へのアプローチに制限がなくなり、しかも常
に光学手段の光学中心線上にMRI装置のイメージング
領域が存在するので、光学手段及びMRIの手術野が常
に一致するという利点がある。
To solve these problems, MRI
An MRI apparatus has been proposed in which two magnets of the apparatus are movable and one magnet is attached with a microscope (optical means) (Japanese Patent Laid-Open No. 10-43159). In this MRI apparatus, there is no limitation on the approach of the optical means to the patient, and since the imaging region of the MRI apparatus always exists on the optical center line of the optical means, there is an advantage that the surgical fields of the optical means and the MRI always match. is there.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかし、このMRI装
置において、光学手段を患者に対し任意の方向に位置付
けるためには、光学手段を備えた一方の磁石と他方の磁
石をそれぞれ移動し、且つそれらを軸が一致するように
位置付ける必要がある。その際、二つの磁石が互いの電
磁吸引力により近づくのを防ぐために、各磁石は強固な
固定保持手段で固定されていなければならず、必ずしも
容易に移動操作を行うことができない。
However, in this MRI apparatus, in order to position the optical means in an arbitrary direction with respect to the patient, one magnet equipped with the optical means and the other magnet are respectively moved, and Must be positioned so that the axes are aligned. At that time, in order to prevent the two magnets from approaching each other due to the electromagnetic attraction force, each magnet must be fixed by a strong fixing and holding means, and the moving operation cannot always be performed easily.

【0007】また従来の、MRI装置を利用したマイク
ロサージェリーでは、MR画像はCRTや液晶ディスプ
レイ等のモニターに表示されるので、術者はこれらモニ
ターに表示された画像と顕微鏡像とを別々に観察する必
要があり、必ずしも操作性がよくなかった。
Further, in the conventional microsurgery using the MRI apparatus, since MR images are displayed on a monitor such as a CRT or a liquid crystal display, the operator separately separates the images displayed on these monitors from the microscopic images. It was necessary to observe, and the operability was not always good.

【0008】そこで本発明は、磁石を固定する固定部の
力学的負担を軽減し、操作性に優れた顕微鏡付き画像診
断装置を提供することを目的とする。また本発明は、目
的とする領域について良好な画像を得ることができ、且
つその画像と顕微鏡像とを同時観察可能な顕微鏡付き画
像診断装置を提供することを目的とする。
Therefore, an object of the present invention is to provide an image diagnostic apparatus with a microscope, which reduces a mechanical load on a fixing portion for fixing a magnet and is excellent in operability. It is another object of the present invention to provide an image diagnostic apparatus with a microscope that can obtain a good image of a target area and that can simultaneously observe the image and the microscope image.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の顕微鏡付き画像診断装置は、静磁場発生磁石、傾斜
磁場コイル及びRFコイルを有し、撮影に必要な均一磁
場空間を形成する単一の磁場発生ユニットと、前記各コ
イルを駆動する駆動系と、前記RFコイルが検出した信
号を用いて画像を再構成、表示する画像処理系と、前記
磁場発生ユニットを移動可能に支持する支持機構とを備
えた画像診断装置であって、前記磁場発生ユニットは、
その中心部を貫通して、顕微鏡を構成する光学ユニット
が設けられているものである。
An image diagnostic apparatus with a microscope of the present invention which achieves the above object has a static magnetic field generating magnet, a gradient magnetic field coil and an RF coil, and forms a uniform magnetic field space necessary for imaging. One magnetic field generation unit, a drive system for driving each of the coils, an image processing system for reconstructing and displaying an image using a signal detected by the RF coil, and a support for movably supporting the magnetic field generation unit. An image diagnostic apparatus including a mechanism, wherein the magnetic field generation unit comprises:
An optical unit that constitutes the microscope is provided so as to penetrate the central portion.

【0010】この顕微鏡付き画像診断装置によれば、磁
場発生ユニットを単一のものとし、それに顕微鏡を設け
たことにより、磁場発生ユニットの支持機構の力学的負
担を軽減するとともに磁場発生ユニットと一体化された
顕微鏡の操作を容易にすることができる。
According to this image diagnostic apparatus with a microscope, a single magnetic field generating unit is provided and a microscope is provided therein, so that the mechanical load on the support mechanism of the magnetic field generating unit is reduced and the magnetic field generating unit is integrated. It is possible to easily operate the modified microscope.

【0011】また本発明の顕微鏡付き画像診断装置は、
顕微鏡が対物レンズ、光学系及び接眼レンズを備え、前
記光学系と接眼レンズとの間に、前記画像処理系におい
て表示された画像を接眼レンズに導入する手段を設けた
ものである。この顕微鏡付き画像診断装置によれば、接
眼レンズを通して、対物レンズの向こうに置かれた対象
物の顕微鏡像と、その対象物を画像診断装置で撮影する
ことにより得られた画像とを同時に重畳して観察するこ
とができる。従って、本画像診断装置のマイクロサージ
ェリーへの応用において、術者は手術を続けながら、画
像診断装置による撮像や画像の観察を進めることができ
る。
The image diagnostic apparatus with a microscope of the present invention is
The microscope is provided with an objective lens, an optical system and an eyepiece lens, and means for introducing an image displayed in the image processing system into the eyepiece lens is provided between the optical system and the eyepiece lens. According to this image diagnostic apparatus with a microscope, a microscope image of the object placed behind the objective lens and an image obtained by photographing the object with the image diagnostic apparatus are simultaneously superimposed through the eyepiece lens. Can be observed. Therefore, in the application of the present image diagnostic apparatus to microsurgery, the operator can proceed with imaging and image observation by the image diagnostic apparatus while continuing surgery.

【0012】さらに本発明の顕微鏡付き画像診断装置
は、被検体の撮像断面を決定するための傾斜磁場強度
は、顕微鏡の焦点距離と関連して設定される。これによ
り、マイクロサージェリーにおいて顕微鏡で観察してい
る部位を含む断面を画像として取得し、表示させること
ができる。
Further, in the image diagnostic apparatus with a microscope of the present invention, the gradient magnetic field strength for determining the imaging cross section of the subject is set in association with the focal length of the microscope. As a result, it is possible to acquire and display a cross section including a site observed by a microscope in the microsurgery as an image.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、本発明の顕微鏡付き画像診
断装置をMRI装置に適用した実施形態を、図面を参照
して説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment in which an image diagnostic apparatus with a microscope of the present invention is applied to an MRI apparatus will be described below with reference to the drawings.

【0014】図1は、本実施形態のMRI装置の全体構
成を示す図、図2は、その要部を示す図である。図示す
るように、このMRI装置は、静磁場発生磁石11、傾斜
磁場コイル12及びRFコイル13を一体化した磁場発生ユ
ニット10と、これら磁場発生ユニット10の駆動系20とし
て、傾斜磁場電源21、シンセサイザ22、送信系RFアン
プ23、シーケンサ24を備え、NMR信号を検出し画像化
する画像処理系30として、受信系RFアンプ31、A/D
変換器32、画像処理装置33、画像表示装置34などを備え
ている。さらにこのMRI装置は、磁場発生ユニット10
と一体化された顕微鏡ユニット40が備えられており、こ
れらは図示しない可動機構付の支持棒に支持されてい
る。このような構成において、顕微鏡ユニット40が固定
された磁場ユニット10と画像表示装置34は、磁気シール
ドされたシールドルーム兼手術室内に設置され、それ以
外の要素はケーブルを介してシールドルーム内の要素と
接続され、シールドルーム外に設置されている。
FIG. 1 is a diagram showing the overall configuration of the MRI apparatus of this embodiment, and FIG. 2 is a diagram showing the essential parts thereof. As shown in the figure, this MRI apparatus includes a magnetic field generation unit 10 in which a static magnetic field generation magnet 11, a gradient magnetic field coil 12 and an RF coil 13 are integrated, and a gradient magnetic field power source 21 as a drive system 20 for these magnetic field generation units 10, An image processing system 30 that includes a synthesizer 22, a transmission system RF amplifier 23, and a sequencer 24, detects an NMR signal and forms an image, and a reception system RF amplifier 31 and an A / D.
It includes a converter 32, an image processing device 33, an image display device 34, and the like. Furthermore, this MRI apparatus is equipped with a magnetic field generation unit 10
Is provided with a microscope unit 40, which is supported by a support rod with a movable mechanism (not shown). In such a configuration, the magnetic field unit 10 to which the microscope unit 40 is fixed and the image display device 34 are installed in a magnetically shielded shield room / operating room, and other elements are elements in the shield room via cables. Is installed outside the shielded room.

【0015】静磁場発生磁石11としては、一般のMRI
装置で採用されている永久磁石、常電導方式、超電導方
式の静磁場発生磁石11を採用することが可能であるが、
軽量で、操作性に優れ、比較的狭い領域において高い磁
場均一性を達成できる常電導方式の静磁場発生磁石が好
適である。本実施形態では、傾斜磁場コイル12及びRF
コイル13との積層方向に平行な磁場を発生するソレノイ
ドコイルが採用されている。尚、図1には図示していな
いが、常電導コイルを用いる場合には、その駆動電源が
設けられる。
As the static magnetic field generating magnet 11, a general MRI is used.
Although it is possible to use a permanent magnet, a normal conduction type, or a superconducting type static magnetic field generating magnet 11 used in the device,
A normal conducting static magnetic field generating magnet that is lightweight, has excellent operability, and can achieve high magnetic field homogeneity in a relatively narrow region is suitable. In the present embodiment, the gradient magnetic field coil 12 and the RF
A solenoid coil that generates a magnetic field parallel to the stacking direction with the coil 13 is adopted. Although not shown in FIG. 1, when a normal conducting coil is used, its driving power source is provided.

【0016】傾斜磁場コイル12は、互いに直交する3軸
方向にそれぞれ傾斜磁場Gx、Gy、Gzを発生する3
つのコイルからなり、それぞれ傾斜磁場電源21に接続さ
れている。3つのコイルはそれぞれ平板状に形成され、
互いに絶縁積層され一体化されている。これら傾斜磁場
の与え方により、被検体の撮像断面を任意に選択するこ
とができる。本実施形態のMRI装置では、この断面
(スライス)選択のための傾斜磁場は、顕微鏡の焦点距
離と関連つけて設定される。これについては後述する。
The gradient magnetic field coil 12 generates gradient magnetic fields Gx, Gy, Gz in the directions of three axes orthogonal to each other.
It is composed of two coils and is connected to the gradient magnetic field power source 21, respectively. Each of the three coils is formed in a flat plate shape,
They are insulated, laminated and integrated with each other. The imaging cross section of the subject can be arbitrarily selected by applying these gradient magnetic fields. In the MRI apparatus of this embodiment, the gradient magnetic field for selecting the cross section (slice) is set in association with the focal length of the microscope. This will be described later.

【0017】RFコイル13は、被検体に共鳴周波数の電
磁波であるRFパルスを照射するととともに核磁気共鳴
によって被検体が発するNMR信号を受信するための送
受信兼用のRFコイルで、シンセサイザ22からのRFパ
ルスを増幅する送信系RFアンプ23に接続されるととも
に、RFコイル13が受信したNMR信号を増幅する受信
系RFアンプ31に接続されている。
The RF coil 13 is a transmission / reception RF coil for irradiating the subject with an RF pulse which is an electromagnetic wave having a resonance frequency and for receiving an NMR signal emitted by the subject by nuclear magnetic resonance. The RF coil 13 from the synthesizer 22 is used as the RF coil. It is connected to a transmission system RF amplifier 23 that amplifies the pulse, and is also connected to a reception system RF amplifier 31 that amplifies the NMR signal received by the RF coil 13.

【0018】これら静磁場発生磁石11、傾斜磁場コイル
12及びRFコイル13は、静磁場発生磁石11が発生する静
磁場空間内に傾斜磁場コイル12及びRFコイル13が収納
されるように、この順に重ねて機械的に一体化されてお
り、その中心部を貫通して、顕微鏡40が固定されてい
る。これら磁場発生ユニット10の構成については後述す
る。
These static magnetic field generating magnet 11 and gradient magnetic field coil
The 12 and the RF coil 13 are mechanically integrated by stacking them in this order so that the gradient magnetic field coil 12 and the RF coil 13 are housed in the static magnetic field space generated by the static magnetic field generating magnet 11, and the center thereof is provided. The microscope 40 is fixed through the portion. The configuration of these magnetic field generation units 10 will be described later.

【0019】駆動系20は、シーケンサ24からの命令に従
い、傾斜磁場電源21及びシンセサイザ22を駆動し、傾斜
磁場コイル12及びRFコイル13を介して、所定の傾斜磁
場とRFパルスを被検体に印加する。シーケンサ24が制
御する磁場印加のタイミングは、パルスシーケンスと呼
ばれ、撮像法によって決まる種々のパルスシーケンスが
予め画像処理装置33内にプログラムとして組み込まれて
いる。シーケンサ24は、画像処理装置33からの指令によ
って駆動される。
The drive system 20 drives the gradient magnetic field power source 21 and the synthesizer 22 in accordance with a command from the sequencer 24, and applies a predetermined gradient magnetic field and RF pulse to the subject through the gradient magnetic field coil 12 and the RF coil 13. To do. The timing of magnetic field application controlled by the sequencer 24 is called a pulse sequence, and various pulse sequences determined by the imaging method are pre-installed in the image processing device 33 as a program. The sequencer 24 is driven by a command from the image processing device 33.

【0020】画像処理系30は、RFコイル13が受信した
NMR信号をRFアンプ31で増幅した後、A/D変換器3
2でデジタル信号に変換し、画像処理装置33に送る。画
像処理装置33は、このデジタル信号に補正係数、画像再
構成等の種々の演算を施し、被検体の断面を示す画像等
の演算結果を画像表示装置34に表示させる。画像処理装
置33には、撮像の条件等を入力するためのキーボード、
マウス等の入力装置35、入力時のユーザーインターフェ
ース画像や演算結果を表示するためのモニタ36、図示し
ない外部記憶装置等が備えられている。
The image processing system 30 amplifies the NMR signal received by the RF coil 13 by the RF amplifier 31, and then the A / D converter 3
In step 2, it is converted into a digital signal and sent to the image processing device 33. The image processing device 33 performs various calculations such as correction coefficient and image reconstruction on the digital signal, and causes the image display device 34 to display a calculation result such as an image showing a cross section of the subject. The image processing device 33 includes a keyboard for inputting imaging conditions,
An input device 35 such as a mouse, a monitor 36 for displaying a user interface image at the time of input and a calculation result, an external storage device (not shown), and the like are provided.

【0021】次に図2を参照して磁場発生ユニットの詳
細を説明する。図示するように、静磁場発生磁石11は、
静磁場発生コイル11aと磁気補正リング11bからなる。
磁気補正リング11bは、静磁場発生コイル11aが発生す
る図中上下方向(矢印方向)の静磁場を補正し均一度を
向上するための部材で、鉄などの強磁性体からなり、円
板の外周に、円板面に垂直な方向に突出した外周リング
が形成された形状を有している。円板の中央には顕微鏡
40が貫通する孔が設けられている。静磁場発生コイル11
aは、例えば、このような磁気補正リング11bの外周リ
ングの外側或いは円板の外周に沿って設けられる。
Next, the details of the magnetic field generating unit will be described with reference to FIG. As shown, the static magnetic field generating magnet 11 is
It is composed of a static magnetic field generating coil 11a and a magnetic correction ring 11b.
The magnetic correction ring 11b is a member for correcting the static magnetic field generated by the static magnetic field generating coil 11a in the vertical direction (arrow direction) in the figure to improve the homogeneity, and is made of a ferromagnetic material such as iron, It has a shape in which an outer peripheral ring protruding in a direction perpendicular to the disc surface is formed on the outer periphery. Microscope in the center of the disc
A hole through which 40 passes is provided. Static magnetic field generating coil 11
For example, a is provided outside the outer peripheral ring of the magnetic correction ring 11b or along the outer periphery of the disk.

【0022】このような構造の静磁場発生磁石11は、静
磁場発生コイル11aによって形成される磁束がコイルの
外側に広がるのを防止し、外周リングが形成された側
に、均一な静磁場を発生することができる。具体的に
は、静磁場発生コイル11aの直径を数10cmとするとき、
磁場発生ユニット10下側に5〜10cmの撮影領域FOVを
提供する均一磁場を形成することができる。本発明のM
RI装置は、被検体の撮像部位に磁場発生ユニット10を
近接させて撮像するものであるので、このような範囲に
均一な静磁場領域が形成されることにより、実用的な高
画質のMR画像を得ることができる。尚、図では、一つ
の静磁場発生コイル11aのみを示しているが、静磁場発
生コイル11aはシムコイルも含め複数設けることがで
き、これにより更に磁場の均一性、画質の向上を図るこ
とが可能である。
The static magnetic field generating magnet 11 having such a structure prevents the magnetic flux formed by the static magnetic field generating coil 11a from spreading to the outside of the coil, and provides a uniform static magnetic field on the side where the outer peripheral ring is formed. Can occur. Specifically, when the diameter of the static magnetic field generating coil 11a is set to several tens of cm,
A uniform magnetic field that provides a field of view FOV of 5 to 10 cm can be formed below the magnetic field generation unit 10. M of the present invention
Since the RI apparatus images the magnetic field generation unit 10 in close proximity to the imaging site of the subject, a uniform static magnetic field region is formed in such a range, and thus a practical high-quality MR image is obtained. Can be obtained. Although only one static magnetic field generating coil 11a is shown in the drawing, a plurality of static magnetic field generating coils 11a including a shim coil can be provided, which can further improve the uniformity of the magnetic field and the image quality. Is.

【0023】傾斜磁場コイル12及びRFコイル13は、静
磁場発生磁石11の外周リング内の空間に、中心軸が一致
するように配置され、図示しない固定手段によって固定
されている。傾斜磁場コイル12及びRFコイル13にも、
中央に顕微鏡40が貫通する孔が設けられている。
The gradient magnetic field coil 12 and the RF coil 13 are arranged in the space inside the outer peripheral ring of the static magnetic field generating magnet 11 so that their central axes coincide with each other, and are fixed by fixing means (not shown). Also in the gradient magnetic field coil 12 and the RF coil 13,
A hole through which the microscope 40 penetrates is provided in the center.

【0024】顕微鏡40は、一般に医療用に用いられる顕
微鏡と同様に対物レンズ41、光学系42、プリズム43、接
眼レンズ44が備えられ、さらに本発明においては、プリ
ズム43と接眼レンズ44との間にハーフミラー45が介挿さ
れている。対物レンズ41及び光学系42は、光軸が一致す
るように、磁場発生ユニット10の中心部を貫通する孔内
に固定されている。プリズム43は、対物レンズ41からの
光線を接眼レンズ44に導く光路変換手段である。
The microscope 40 is provided with an objective lens 41, an optical system 42, a prism 43, and an eyepiece lens 44, as in a microscope generally used for medical purposes. Further, in the present invention, between the prism 43 and the eyepiece lens 44. A half mirror 45 is inserted in. The objective lens 41 and the optical system 42 are fixed in a hole penetrating the central portion of the magnetic field generation unit 10 so that their optical axes coincide with each other. The prism 43 is an optical path changing unit that guides the light beam from the objective lens 41 to the eyepiece lens 44.

【0025】ハーフミラー45は、プリズム43と接眼レン
ズ44との間の光路上に、光路に対し45度の角度で設置さ
れ、光路に直交して入射される光を、接眼レンズ44側へ
導く。ハーフミラー45の近傍には、図2に示すように、
顕微鏡の光路に対し直交する向きで、画像表示装置34の
表示面が設置されている。これにより、接眼レンズ44を
通して、画像表示装置34に表示されたMR画像と対物レ
ンズ41からの光、即ち患者の手術部位の顕微鏡像を同時
に観察することができるようになっている。
The half mirror 45 is installed on the optical path between the prism 43 and the eyepiece lens 44 at an angle of 45 degrees with respect to the optical path, and guides the light incident perpendicularly to the optical path to the eyepiece lens 44 side. . In the vicinity of the half mirror 45, as shown in FIG.
The display surface of the image display device 34 is installed in a direction orthogonal to the optical path of the microscope. As a result, the MR image displayed on the image display device 34 and the light from the objective lens 41, that is, the microscope image of the surgical site of the patient can be simultaneously observed through the eyepiece lens 44.

【0026】また顕微鏡40の焦点距離は、対物レンズ41
及び光学系42の位置関係を調整することにより調整可能
であり、この焦点距離と撮像するスライス位置が一致す
るようになっている。例えば、顕微鏡の光軸に直交する
面をスライス面とするとき、撮像中心を含むスライス面
を選択する傾斜磁場強度をデフォルトとし、そのスライ
ス位置が焦点距離となるように、顕微鏡の焦点距離の初
期位置を設定しておく。そして焦点位置の調整によって
焦点距離が変化すると、この変化に対応して傾斜磁場G
zの強度も変更する。
The focal length of the microscope 40 is the objective lens 41.
It can be adjusted by adjusting the positional relationship between the optical system 42 and the optical system 42, and the focal length and the slice position to be imaged match. For example, when the slice plane is a plane orthogonal to the optical axis of the microscope, the gradient magnetic field strength that selects the slice plane including the imaging center is set as the default, and the slice position becomes the focal length. Set the position. When the focal length changes due to the adjustment of the focal position, the gradient magnetic field G
Also change the intensity of z.

【0027】この傾斜磁場強度の変更は、焦点距離を調
整する機構から焦点距離移動量を得て、この移動量を傾
斜磁場電源を駆動する画像処理装置33に入力することに
より行なうことができる。傾斜磁場強度の変更は、焦点
距離と完全に連動させてもよいが、段階的であってもよ
い。例えば焦点距離がスライス厚さの範囲で移動する場
合には、スライス傾斜磁場は変更せず、スライス厚さを
超える大きさの焦点距離移動があった場合に、スライス
傾斜磁場を変更するようにしてもよい。これにより、顕
微鏡で観察している部位を含む断面をMR画像として表
示させることができる。なお、スライス面を決定する傾
斜磁場は、焦点距離に連動した変更のほかに、画像処理
装置33の入力装置35を介して任意に設定することが可能
である。
The intensity of the gradient magnetic field can be changed by obtaining the amount of movement of the focal length from the mechanism for adjusting the focal length and inputting this amount of movement to the image processing device 33 which drives the gradient magnetic field power supply. The change of the gradient magnetic field strength may be completely linked with the focal length, but may be stepwise. For example, when the focal length moves within the slice thickness range, the slice gradient magnetic field is not changed, and when there is a focal length shift that exceeds the slice thickness, the slice gradient magnetic field is changed. Good. This makes it possible to display a cross section including a portion observed with a microscope as an MR image. The gradient magnetic field that determines the slice plane can be arbitrarily set through the input device 35 of the image processing device 33, in addition to the change associated with the focal length.

【0028】次にこのような構成における顕微鏡付きM
RI装置を用いたマイクロサージェリー用手術台の具体
例を図3及び図4を参照して説明する。
Next, an M with a microscope having such a configuration is provided.
A specific example of the operating table for microsurgery using the RI apparatus will be described with reference to FIGS. 3 and 4.

【0029】図3に示すように、手術室(シールドルー
ム)内に設置された手術台60の近傍に、顕微鏡40が固定
された磁場発生ユニット10を支持するための支持棒50が
設置されている。支持棒50は、床に固定された固定部51
と、固定部51にユニバーサルジョイント等で連結された
可動式の支持アーム52とを備え、磁場発生ユニット10は
支持アーム52の先端にユニバーサルジョイント等を介し
て固定されている。尚、図示していないが磁場発生ユニ
ット10を支持アーム52の長手方向にスライスさせる機構
を設けても良い。磁場発生ユニット10を構成する各コイ
ルを駆動系や画像処理系と接続するケーブル及び画像表
示装置34を画像処理装置33と接続するビデオケーブル
は、支持棒50内部の空間に収納されている。
As shown in FIG. 3, a support rod 50 for supporting the magnetic field generating unit 10 to which the microscope 40 is fixed is installed near the operating table 60 installed in the operating room (shield room). There is. The support rod 50 is a fixed portion 51 fixed to the floor.
And a movable support arm 52 connected to the fixed portion 51 by a universal joint or the like, and the magnetic field generation unit 10 is fixed to the tip of the support arm 52 via the universal joint or the like. Although not shown, a mechanism for slicing the magnetic field generation unit 10 in the longitudinal direction of the support arm 52 may be provided. A cable connecting each coil constituting the magnetic field generation unit 10 to a drive system and an image processing system and a video cable connecting the image display device 34 to the image processing device 33 are housed in a space inside the support rod 50.

【0030】このような構成において、マイクロサージ
ェリーを進めるには、まず手術台に患者を寝かせた状態
で手術部位を切開し、該当部位が露出したならば、顕微
鏡付き磁場発生ユニット10を該当部位上部に移動し、顕
微鏡40の対物レンズ41を近づけて焦点を合わせる。この
際、焦点合わせのための光学系の調整に連動して、スラ
イス面が決まり、焦点位置を含むMR画像の取得が可能
な状態となる。この状態で、顕微鏡像を見ながら手術を
進め、必要に応じて、MR撮像を行なう。撮像法は、特
に限定されないが、表示画像のリアルタイム性を高める
ためにEPI法、高速スピンエコー法などの高速撮像法
を採用することが好ましい。
In order to advance the microsurgery in such a configuration, first, the surgical site is incised with the patient lying on the operating table, and if the relevant site is exposed, the magnetic field generating unit with microscope 10 is used. Moving to the upper part, the objective lens 41 of the microscope 40 is brought closer to bring the object into focus. At this time, the slice plane is determined in association with the adjustment of the optical system for focusing, and the MR image including the focus position can be acquired. In this state, the surgery is advanced while observing the microscope image, and MR imaging is performed if necessary. The imaging method is not particularly limited, but it is preferable to adopt a high-speed imaging method such as an EPI method or a high-speed spin echo method in order to enhance the real-time property of the displayed image.

【0031】こうして撮像されたMR画像は、リアルタ
イムで画像表示装置34に表示され、顕微鏡40のハーフミ
ラー45から接眼レンズ44を通して、見ることができる。
表示される画像の例を図5に示す。図5(a)は、顕微
鏡40の光軸に対し垂直なスライス面を撮像し、このMR
画像Aに重ねて顕微鏡象を観察可能にした例である。ま
た図5(b)は、顕微鏡像Bの視野の周囲に或いは図5
(a)と同じMR画像Aの周囲に、観察部位(焦点距
離)を含む他の断面像Cや、スライスの深さ方向の異な
る画像Dなどを表示した例である。このようにMR画像
の表示の仕方によって、手術の助けとなる任意のMR画
像を撮像し表示させることができる。
The MR image thus captured is displayed on the image display device 34 in real time and can be viewed through the eyepiece lens 44 from the half mirror 45 of the microscope 40.
An example of the displayed image is shown in FIG. Fig. 5 (a) shows the MR image of a slice plane perpendicular to the optical axis of the microscope 40.
This is an example in which a microscopic image can be observed by superimposing it on the image A. Further, FIG. 5B shows the area around the field of view of the microscope image B or FIG.
This is an example in which another cross-sectional image C including an observation site (focal length), an image D different in slice depth direction, and the like are displayed around the same MR image A as in (a). As described above, it is possible to capture and display an arbitrary MR image that assists surgery depending on the method of displaying the MR image.

【0032】こうして術者は、手術部位から目を離すこ
となく、マイクロサージェリーによる術式を続けたま
ま、MR画像を参照して、手術を進めることができる。
また撮像中心が顕微鏡40の焦点と一致しているので、ま
さに手術の対象としている部位のMR画像を得ることが
できる。
In this way, the operator can proceed with the operation by keeping reference to the MR image and keeping the surgical procedure by the microsurgery, without taking his eyes off the surgical site.
Further, since the center of imaging coincides with the focal point of the microscope 40, it is possible to obtain an MR image of the site that is the target of surgery.

【0033】また本実施形態の顕微鏡付きMRI装置で
は、撮像のための均一磁場を形成する静磁場発生手段
は、単独の磁場発生ユニットに収められているので、支
持棒50としては磁場発生ユニット10の重量に耐える程度
の機構であればよく、また支持アーム51による磁場発生
ユニット10の操作も容易に行なうことができる。
Further, in the MRI apparatus with a microscope of the present embodiment, the static magnetic field generating means for forming a uniform magnetic field for imaging is housed in a single magnetic field generating unit, so that the supporting rod 50 serves as the magnetic field generating unit 10. Any mechanism can be used so long as it can withstand the weight, and the operation of the magnetic field generation unit 10 by the support arm 51 can be easily performed.

【0034】以上、本発明の一実施形態を説明したが、
本発明は上記実施形態に限定されることなく種々の変更
が可能である。例えば、画像表示装置34は、顕微鏡40の
ハーフミラー45に対し固定位置に設けられていても良い
が、MR画像と顕微鏡像の重畳観察とは別に、MR画像
のみの観察を可能にするために、画像表示装置34の表示
面を可動式としてもよい。
The embodiment of the present invention has been described above.
The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made. For example, the image display device 34 may be provided at a fixed position with respect to the half mirror 45 of the microscope 40, but in order to enable observation of only the MR image separately from superimposition observation of the MR image and the microscope image. The display surface of the image display device 34 may be movable.

【0035】また本発明において、MR画像と顕微鏡像
とを重畳観察可能にした構成のMRI装置は、静磁場発
生手段として、単独で撮影に必要な均一磁場空間を形成
する磁場発生ユニット10を備えたもののみならず、他の
静磁場発生手段と組み合わせて磁場空間を形成するよう
にしたMRI装置にも適用することが可能である。
Further, in the present invention, the MRI apparatus having a structure capable of superposing and observing an MR image and a microscopic image is provided with a magnetic field generating unit 10 for independently forming a uniform magnetic field space necessary for photographing as a static magnetic field generating means. It is also possible to apply not only to the above, but also to an MRI apparatus configured to form a magnetic field space by combining with other static magnetic field generating means.

【0036】さらに上記実施形態では、画像診断装置と
してMRI装置を説明したが、電子スピン共鳴を利用し
て被検体を画像化する装置(ESR装置)についても同
様に適用できる。ESR装置は、MRI装置に比べ、静
磁場強度が低くてもよいので容易に実現できる。またE
SRは表面状態の描出に優れているので、マイクロサー
ジェリーの目的に応じてMRIかESRを選択すること
が可能である。
Further, in the above-mentioned embodiment, the MRI apparatus has been described as an image diagnostic apparatus, but the present invention can be similarly applied to an apparatus (ESR apparatus) for imaging a subject by utilizing electron spin resonance. The ESR apparatus may have a lower static magnetic field strength than the MRI apparatus, and thus can be easily realized. Also E
Since SR is excellent in depicting the surface state, it is possible to select MRI or ESR according to the purpose of microsurgery.

【0037】[0037]

【発明の効果】本発明によれば、画像診断装置の磁場発
生手段である単一の磁場発生ユニットに顕微鏡を組み込
むとともに可動式にしたことにより、可動部の力学的負
担を最小限にして、操作性に優れ、マイクロサージェリ
ーに好適な顕微鏡付き画像診断装置を提供することがで
きる。また本発明によれば、顕微鏡付き画像診断装置の
顕微鏡の光路上に、画像診断装置の画像表示部からの光
を導入する手段を設けたことにより、画像診断装置によ
る画像と顕微鏡像を重畳或いは並列して同時に観察する
ことができる。これにより手術時間の延長を伴うことな
く、画像診断装置の情報を有効に利用したマイクロサー
ジェリーが可能となる。
According to the present invention, by incorporating a microscope into a single magnetic field generating unit, which is a magnetic field generating means of an image diagnostic apparatus, and making the microscope movable, the mechanical load on the movable portion can be minimized. It is possible to provide an image diagnostic apparatus with a microscope, which has excellent operability and is suitable for microsurgery. Further, according to the present invention, by providing a means for introducing light from the image display unit of the image diagnostic apparatus on the optical path of the microscope of the image diagnostic apparatus with a microscope, the image by the image diagnostic apparatus and the microscope image are superimposed or It can be observed in parallel at the same time. As a result, microsurgery that effectively uses the information of the image diagnostic apparatus becomes possible without extending the operation time.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の顕微鏡付きMRI装置の一実施形態を
示す全体構成図。
FIG. 1 is an overall configuration diagram showing an embodiment of an MRI apparatus with a microscope of the present invention.

【図2】本発明の顕微鏡付きMRI装置の一実施形態の
要部を示す図。
FIG. 2 is a diagram showing a main part of an embodiment of an MRI apparatus with a microscope of the present invention.

【図3】本発明の顕微鏡付きMRI装置の手術室におけ
る設置状態を示す図。
FIG. 3 is a view showing an installation state of an MRI apparatus with a microscope of the present invention in an operating room.

【図4】本発明の顕微鏡付きMRI装置を用いたマイク
ロサージェリーを説明する図。
FIG. 4 is a diagram illustrating a microsurgery using the MRI apparatus with a microscope of the present invention.

【図5】本発明の顕微鏡付きMRI装置において観察さ
れる像を例示した図。
FIG. 5 is a view exemplifying an image observed in the MRI apparatus with a microscope of the present invention.

【図6】従来のMRI装置の静磁場磁石の構造を示す
図。
FIG. 6 is a diagram showing a structure of a static magnetic field magnet of a conventional MRI apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10・・・磁場発生ユニット 11・・・静磁場発生磁石 12・・・傾斜磁場コイル 13・・・RFコイル 20・・・駆動系 30・・・画像処理系 34・・・画像表示装置 40・・・顕微鏡 41・・・対物レンズ 42・・・光学系 44・・・接眼レンズ 45・・・ハーフミラー 50・・・支持棒 10 ... Magnetic field generation unit 11-Static magnetic field generating magnet 12: Gradient magnetic field coil 13 ... RF coil 20 ... Drive system 30: Image processing system 34. Image display device 40 ... Microscope 41 ... Objective lens 42 ... Optical system 44 ・ ・ ・ Eyepiece 45 ... Half mirror 50 ... Support rod

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H052 AB26 AD04 AD06 AF01 AF14 AF22 4C096 AA18 AA20 AB41 AB50 AC01 AD19 AD23 BA41 BA42 CA05 CA16 CA23 CA33 CA43 DB13 DB20 DC18 DD20 FC20    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    F-term (reference) 2H052 AB26 AD04 AD06 AF01 AF14                       AF22                 4C096 AA18 AA20 AB41 AB50 AC01                       AD19 AD23 BA41 BA42 CA05                       CA16 CA23 CA33 CA43 DB13                       DB20 DC18 DD20 FC20

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 静磁場発生磁石、傾斜磁場コイル及びR
Fコイルを有し、撮影に必要な均一磁場空間を形成する
単一の磁場発生ユニットと、前記各コイルを駆動する駆
動系と、前記RFコイルが検出した信号を用いて画像を
再構成、表示する画像処理系と、前記磁場発生ユニット
を移動可能に支持する支持部とを備えた画像診断装置で
あって、前記磁場発生ユニットは、その中心部を貫通し
て、顕微鏡を構成する光学ユニットが設けられているこ
とを特徴とする顕微鏡付き画像診断装置。
1. A static magnetic field generating magnet, a gradient magnetic field coil and R
A single magnetic field generation unit that has an F coil and forms a uniform magnetic field space necessary for imaging, a drive system that drives each of the coils, and an image is reconstructed and displayed using signals detected by the RF coil. An image diagnostic system including an image processing system that supports the magnetic field generating unit and a supporting unit that movably supports the magnetic field generating unit. An image diagnostic apparatus with a microscope, which is provided.
【請求項2】 前記顕微鏡は、対物レンズ、光学系及び
接眼レンズを備え、前記光学系と接眼レンズとの間に、
前記画像処理系において表示された画像を接眼レンズに
導入する手段を設けたことを特徴とする請求項1に記載
の顕微鏡付き画像診断装置。
2. The microscope includes an objective lens, an optical system, and an eyepiece lens, and between the optical system and the eyepiece lens,
The image diagnostic apparatus with a microscope according to claim 1, further comprising means for introducing an image displayed in the image processing system into an eyepiece lens.
【請求項3】 静磁場発生磁石、傾斜磁場コイル及びR
Fコイルを備えた磁場発生ユニットと、前記各コイルを
駆動する駆動系と、前記RFコイルが検出した信号を用
いて画像を再構成、表示する画像処理系と、前記磁場発
生ユニットを移動可能に支持する支持部とを備えた画像
診断装置であって、前記磁場発生ユニットは、その中心
部を貫通して、顕微鏡を構成する光学ユニットが設けら
れ、前記顕微鏡は前記画像処理系において表示された画
像を接眼レンズに導入する手段を有することを特徴とす
る顕微鏡付き画像診断装置。
3. A static magnetic field generating magnet, a gradient magnetic field coil and R
A magnetic field generation unit having an F coil, a drive system for driving each coil, an image processing system for reconstructing and displaying an image using a signal detected by the RF coil, and a movable magnetic field generation unit. An image diagnostic apparatus having a supporting unit for supporting, wherein the magnetic field generation unit penetrates through a central portion thereof and is provided with an optical unit that constitutes a microscope, and the microscope is displayed in the image processing system. An image diagnostic apparatus with a microscope having means for introducing an image into an eyepiece.
【請求項4】 被検体の撮像断面を決定するための傾斜
磁場強度は、前記顕微鏡の焦点距離と関連して設定され
ることを特徴とする請求項1〜3いずれか1項記載の顕
微鏡付き画像診断装置。
4. The microscope according to claim 1, wherein the gradient magnetic field strength for determining the imaging cross section of the subject is set in association with the focal length of the microscope. Image diagnostic equipment.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2464110A (en) * 2008-10-02 2010-04-07 Univ Nottingham Trent Optical Microscopy with NMR or ESR
EP2824471A1 (en) * 2013-07-10 2015-01-14 Baden-Württemberg Stiftung gGmbH MR-compatible Microscope

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