JPH04317630A

JPH04317630A - 磁気共鳴イメージング装置

Info

Publication number: JPH04317630A
Application number: JP3110913A
Authority: JP
Inventors: Hirotaka Takeshima; 弘隆竹島
Original assignee: Hitachi Medical Corp
Current assignee: Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Priority date: 1991-04-16
Filing date: 1991-04-16
Publication date: 1992-11-09

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磁気共鳴イメージング
装置（以下、ＭＲＩ装置と称する）に係り、特に強磁性
体が静磁場発生装置に近づいた際に、静磁場発生装置に
より発生する漏洩磁場の磁場強度の変化を検知し、告知
信号を発生することにより安全を確保できるＭＲＩ装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＭＲＩ装置は、ＮＭＲ（核磁気共鳴）現
象を利用して計測した信号を演算処理することで、被検
者中の核スピンの密度分布、緩和時間分布等を断層像と
して画像表示するものである。このＮＭＲ現象を発生さ
せるためには、空間的、時間的に一様な強度と方向を持
った静磁場が必要である。静磁場を発生させるための静
磁場発生装置としては、永久磁石を用いたもの、あるい
は、超伝導磁石や常電導磁石を用いたものの３種類に大
別できる。

【０００３】何れの静磁場発生装置を用いる場合でも、
静磁場発生装置の外側に漏洩磁場が発生する。ＭＲＩ装
置は病院で使用されることから、特に漏洩磁場が問題と
なるのは、ペースメーカーを使用している人に与える影
響である。ペースメーカーは磁場強度が、５ガウス以上
になる環境下では正常な動作が保証されない。従って、
これまでにも漏洩磁場の広がりをできるだけ狭い範囲に
限定する静磁場発生装置の構造が検討されてきている。現在の技術では漏洩磁場が５ガウス以内となる領域は静
磁場発生装置の構造にも依るが、静磁場発生装置の中心
から半径２メートルから十数メートル程度以上の領域で
ある。特に超伝導磁石を用いた場合には、静磁場強度が
強いこともあり、漏洩磁場の広がりは大きくなる。

【０００４】図５はＭＲＩ装置の構成を示すブロック図
である。上述の静磁場発生装置２０以外に、受信信号の
位置情報を得るために、空間的に磁場強度が変化する傾
斜磁場が必要である。この傾斜磁場は、Ｘ、Ｙ、Ｚの３
方向に対応した傾斜磁場コイル３０によって作り出され
る。更に、原子核のスピンを操作するための高周波パル
スを照射するＲＦ照射コイル３２と、被検者からのＮＭ
Ｒ高周波信号を受信するための受信コイル３５と、この
ＮＭＲ高周波信号を電気的に増幅する増幅器３７と、さ
らにこの増幅された電気信号をデジタル信号に変換する
Ａ／Ｄ変換器３８と、このデジタル信号を基に断層画像
を再構成演算するＣＰＵ４０と、再構成した画像を表示
する表示器４１と、傾斜磁場コイル３０を駆動するため
の電源３１と、ＲＦ照射コイル用の高周波電源３３と、
ＣＰＵ４０からの指示に従ってこれらの装置を制御する
シーケンサ３９を備えている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】静磁場発生装置から発
生した漏洩磁場は、上述のようにペースメーカーに影響
を与えるだけではない。鉄等の強磁性体を静磁場発生装
置に接近させると、漏洩磁場により強磁性体が磁化され
、静磁場発生装置の方向に吸引される力が働く。この力
は強磁性体の寸法が大きいほど、また磁気透磁率が高い
ほど大きくなる。普通はＭＲＩ装置の検査室内に強磁性
体を持ち込まないのが原則であるが、不注意等により検
査室内に強磁性体を持ち込んでしまい酸素ボンベ等の鉄
性容器が吸いつけられるというようなこともある。強磁
性体が一旦吸いつけられ始めると吸引力は急激に増加す
るため、あたかもミサイルのように静磁場発生装置の方
に飛んで行くため、非常に危険である。

【０００６】この問題を回避するための手段として、静
磁場発生装置を設置した部屋の入り口に金属探知機を設
け、ここを経由する時に金属を検出し警告する方法が既
に取られている。しかし、この方法ではアルミニウムな
どのような強磁性体ではなく、検出しなくてもよい金属
まで検知してしまうことがあった。また、人間や必要な
器具を通過させるのに十分なだけの開口が必要なために
、構成が非常に大きくなり、価格も高くなるなどの問題
があった。

【０００７】本発明は上記した問題点を解消し、強磁性
体が静磁場発生装置に近づいたことを検出し、告知信号
を発生する機構を容易な構成で、かつ安価に提供するこ
とを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、検査対象に空間的に一様な静磁場を加えるための静
磁場印加手段と、傾斜磁場印加手段、高周波パルス印加
手段、信号検出手段、画像再構成手段、画像表示手段と
を備えた磁気共鳴イメージング装置において、静磁場印
加手段によって発生する漏洩磁場を測定する手段と、該
測定手段によって得られた出力をある基準値と比較する
比較手段と、前記測定手段によって得られた出力が前記
基準値を超過した場合に、信号を発生する手段により構
成したものである。

【０００９】また、前記の漏洩磁場を測定する手段と前
記比較手段との間に、ローパスフィルターを設けたもの
である。

【００１０】

【作用】上記のように装置を構成することで、漏洩磁場
の強度を測定し、強磁性体が静磁場印加手段に接近した
場合に、漏洩磁場強度の変化を検出し、この変化量が基
準値を超過した場合に、警告のための信号を発生させる
。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に沿って具体的
に説明する。図３は超伝導磁石を用いた静磁場発生装置
から発生する漏洩磁場分布図である。超伝導磁石２１の
周りに描いた線は、磁場強度が等しい地点を結んだ等磁
場線１０である。漏洩磁場の分布は前後左右でほぼ対称
なので、図では全体の１／４だけについて示した。強磁
性体１１に働く磁気的な力は、その強磁性体が存在する
位置における磁場強度の２乗の単位距離当たりでの変化
量に比例する。超伝導磁石２１に近づくにつれて等磁場
線１０の間隔が急激に狭くなる。従って、強磁性体に加
わる磁気的な吸引力も大きく増加する。例えば、超伝導
磁石２１に近い位置にある強磁性体１１ａは、遠い位置
にある強磁性体１１ｂに比べて５０倍程度も大きな力を
受けることになる。図４は、永久磁石を用いた静磁場発
生装置２２の場合についての漏洩磁場分布図である。超
伝導磁石を用いた場合と比較すると、漏洩磁場の範囲が
狭くなっているのが特徴である。

【００１２】一方、ＭＲＩ装置で良質な断層画像を得る
ためには、撮影空間での静磁場強度が時間的に安定して
いる必要がある。このため、一般には１時間当たりの静
磁場強度の変化量は数ｐｐｍ〜数十ｐｐｍ程度以下に押
さえられているので、漏洩磁場の時間的な変化も小さな
ものとなる。本発明ではこのことを利用し、漏洩磁場を
モニターすることで強磁性体の存在を検出するものであ
る。

【００１３】図１を用いより具体的に説明をする。対象
とする静磁場発生装置２０の周辺に磁場測定素子１を配
置し、磁場測定回路２において信号処理することで漏洩
磁場をモニターする。強磁性体１１の無い場合には漏洩
磁場が変化しないので、その測定値も磁場測定器（磁場
測定素子１と磁場測定回路２の組合せ）の安定度の範囲
内でほぼ一定である。しかし、強磁性体１１が静磁場発
生装置２０に近づくと、この強磁性体１１により漏洩磁
場が乱されるため、漏洩磁場強度が変化する。磁場測定
回路２の測定出力は信号比較手段３に入力し、基準値と
比較する。この基準値を超過した場合には、強磁性体１
１が接近していることを示している。

【００１４】この様にして強磁性体１１の存在を検知し
た場合には、告知信号発生手段５によって警報音や視覚
的な表示、或いは予め設定した音声を発生させる等の方
法で強磁性体１１の存在を知らせる。この告知信号によ
り、強磁性体１１が静磁場発生装置２０に吸引される危
険を避けることができる。

【００１５】強磁性体１１によって漏洩磁場が変化する
割合は、強磁性体１１が存在する位置の漏洩磁場強度に
比例し、強磁性体１１の大きさ、磁気透磁率に依存する
。また、磁場検出素子１と強磁性体１１との間の距離の
３乗に逆比例して小さくなる。従って磁場検出素子１の
設置位置は、漏洩磁場の変化を精度良く測定できるよう
に選ばねばならない。また、ＭＲＩ検査を実施する際に
邪魔にならない様に設置する必要がある。具体的には、
ガントリ開口部や被検体を搭載するためのテーブルの側
面部等が考えられる。また、床下に埋め込むなどの方法
も考えられる。

【００１６】さらに、磁場測定素子１を１個ではなく複
数個に設置し、強磁性体の検出範囲を拡張することも可
能である。この場合には、磁場測定素子１と磁場測定回
路２との間に電気的なスイッチ回路を設けることで、１
個の磁場測定回路２で測定することができる。

【００１７】信号比較手段３での基準値は、強磁性体１
１が無い状態での漏洩磁場強度に磁場測定器の安定度を
見込んだだけの余裕を持たせて決めてやる。また、この
基準値をある程度大きな値にしておくことで、吸引力の
それほど強くない強磁性体の場合には、静磁場発生装置
２０への接近を警告しないようにもできる。複数個の磁
場測定素子１を用いる場合には、当然、各素子に対応し
て適切な基準値を定めておかなければならない。

【００１８】磁場測定器としては、ホール素子を用いた
測定器が採用できる。この測定器は安価であり、また±
０．５％程度の測定精度もあるので、本目的に適してい
る。また、ＮＭＲ現象を用いた磁場測定器も用いること
が可能で、この場合には測定器自身の測定精度は１ｐｐ
ｍ前後と高い。但し、測定可能な磁場強度が０．０４テ
スラ程度以上と高いために、静磁場発生装置２０に比較
的近い部分にしか磁場測定素子１を設置できないという
難点がある。従って、最適な設置場所の選定が重要であ
る。

【００１９】静磁場発生装置２０による漏洩磁場は、上
述で説明したように時間的に安定であり、磁場の測定値
が変化する割合は少ない。しかし、磁場測定系自身の雑
音等が測定値に影響を与える場合がある。この影響を抑
制するためには、図２に示すように磁場測定回路２と信
号比較手段３との間にローパスフィルター８を付加する
のが有効である。ローパスフィルター８により、測定系
の雑音成分を除去し、強磁性体１１による漏洩磁場の変
化だけを検出できる。

【００２０】

【発明の効果】本発明は、静磁場発生装置へ強磁性体が
接近したことを知らせることにより、強磁性体が静磁場
発生装置へ急激に吸引される危険を回避することができ
る。また、本発明では強磁性体のみを検出するので、従
来方法の様にアルミニウムなどの非強磁性体との区別が
可能である。更に、本発明は構成を簡素にすることによ
り廉価に構築できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成を示すブロック図。

【図２】他の実施例を示すブロック図。

【図３】超伝導磁石による漏洩磁場分布図。

【図４】永久磁石方式の静磁場発生装置による漏洩磁場
分布図。

【図５】ＭＲＩ装置の構成を示すブロック図。

【符号の説明】

１　　　　磁場測定素子２　　　　磁場測定回路３　　　　信号照会手段５　　　　告知手段８　　　　ローパスフィルター１０　　等磁場線１１　　強磁性体２０　　静磁場発生装置２１　　超伝導磁石２２　　永久磁石方式静磁場発生装置３０　　傾斜磁場コイル３１　　傾斜磁場電源３２　　ＲＦ照射コイル３３　　高周波電源３５　　受信コイル３７　　増幅器３８　　Ａ／Ｄ変換器４０　　ＣＰＵ４１　　表示器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】検査対象に空間的に一様な静磁場を加える
ための静磁場印加手段と、傾斜磁場印加手段、高周波パ
ルス印加手段、信号検出手段、画像再構成手段、画像表
示手段とを備えた磁気共鳴イメージング装置において、
前記静磁場印加手段によって発生する漏洩磁場を測定す
る手段と、該測定手段によって得られた出力をある基準
値と比較する比較手段と、前記測定手段によって得られ
た出力が前記基準値を超過した場合に、信号を発生する
手段とを設けたことを特徴とする磁気共鳴イメージング
装置。
【請求項２】請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装
置において、前記の漏洩磁場を測定する手段と前記比較
手段との間に、ローパスフィルターを設けたことを特徴
とする磁気共鳴イメージング装置。