ＰＥＴ−ＭＲＩ装置
【課題】ＰＥＴ検出器の影響によるＭＲ画像の画質劣化を抑えることが可能なＰＥＴ−ＭＲＩ装置を実現する。
【解決手段】実施形態のＰＥＴ−ＭＲＩ装置１００において、連続した構造物である静磁場磁石１は、円筒状のボア内に静磁場を発生させる。また、第１の検出部１３ａ及び第２の検出部１３ｂは、リング状に形成され、被検体に投与された陽電子放出核種から放出されるガンマ線を検出する。そして、第１の検出部１３ａと前記第２の検出部１３ｂとは、前記静磁場の磁場中心を挟むように前記ボアの軸方向に間隔を開けて配置される。
【解決手段】実施形態のＰＥＴ−ＭＲＩ装置１００において、連続した構造物である静磁場磁石１は、円筒状のボア内に静磁場を発生させる。また、第１の検出部１３ａ及び第２の検出部１３ｂは、リング状に形成され、被検体に投与された陽電子放出核種から放出されるガンマ線を検出する。そして、第１の検出部１３ａと前記第２の検出部１３ｂとは、前記静磁場の磁場中心を挟むように前記ボアの軸方向に間隔を開けて配置される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施の形態は、ＰＥＴ（Positron Emission Tomography）−ＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、頭部などの検査では、ＭＲＩ装置が利用される場合が多い。また、頭部の検査、例えばアルツハイマー病の診断にＰＥＴ装置を利用することが期待されている。このことから、近年では、ＰＥＴ装置とＭＲＩ装置とを組み合わせたＰＥＴ−ＭＲＩ装置の実現が期待されている。
【０００３】
しかし、ＭＲＩ装置では強い高周波磁場が用いられるため、ＰＥＴ−ＭＲＩ装置を実現する場合に、従来のＰＥＴ装置で検出器に用いられていた光電子増倍管（Photomultiplier Tube：ＰＭＴ）を使用できないなどの制約があった。そこで、例えば、ＰＭＴの替わりにＡＰＤ（Avalanche Photodiode）素子やｉＰＭ（Silicon Photomultiplier）などを用いたＰＥＴ−ＭＲＩ装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２００８−５２５１６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来のＰＥＴ−ＭＲＩ装置では、ＭＲ画像の有効撮像領域である磁場中心にＰＥＴ検出器が配置される場合があった。このような配置は、ＰＥＴ画像を撮像するという観点では最適である。しかし、ＭＲ画像を撮像するという観点では、磁場中心に設置されたＰＥＴ検出器の材料の影響で十分な画質のＭＲ画像が得られない場合があり、必ずしも最適ではなかった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態のＰＥＴ−ＭＲＩ装置は、静磁場磁石と、送信用高周波コイルと、受信用高周波コイルと、ＭＲ画像再構成部と、第１の検出部と、第２の検出部と、ＰＥＴ画像再構成部とを備える。連続した構造物である静磁場磁石は、円筒状のボア内に静磁場を発生させる。送信用高周波コイルは、前記静磁場内に置かれた被検体に高周波パルスを印加する。傾斜磁場コイルは、前記高周波パルスが印加された前記被検体に傾斜磁場を印加する。受信用高周波コイルは、前記高周波パルス及び前記傾斜磁場の印加により前記被検体から発せられる磁気共鳴信号を検出する。ＭＲ画像再構成部は、前記受信用高周波コイルにより検出された磁気共鳴信号に基づいてＭＲ画像を再構成する。第１の検出部及び第２の検出部は、リング状に形成され、前記被検体に投与された陽電子放出核種から放出されるガンマ線を検出する。ＰＥＴ画像再構成部は、前記第１の検出部及び前記第２の検出部により検出されたガンマ線に基づいて生成された投影データからＰＥＴ画像を再構成する。そして、前記第１の検出部と前記第２の検出部とは、前記静磁場の磁場中心を挟むように前記ボアの軸方向に間隔を開けて配置される。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、本実施例１に係るＰＥＴ−ＭＲＩ装置の構成を示す図である。
【図２】図２は、本実施例１に係るＰＥＴ検出器の周辺における各部の配置を示す図である。
【図３】図３は、本実施例１に係るＰＥＴ検出器の周辺におけるボアの軸方向に見た場合の各部の配置を示す図である。
【図４】図４は、本実施例１に係る振動緩衝機構を示す図である。
【図５】図５は、本実施例１に係るＰＥＴ−ＭＲＩ装置における有効撮像領域を示す図である。
【図６】図６は、本実施例２に係るＰＥＴ検出器の周辺における各部の配置を示す図である。
【図７】図７は、本実施例３に係るステップ・アンド・シュートを説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下に、図面を参照して、本実施形態に係るＰＥＴ−ＭＲＩ装置について詳細に説明する。
【実施例１】
【０００９】
まず、本実施例１に係るＰＥＴ−ＭＲＩ装置の構成について説明する。図１は、本実施例１に係るＰＥＴ−ＭＲＩ装置１００の構成を示す図である。図１に示すように、このＰＥＴ−ＭＲＩ装置１００は、静磁場磁石１、寝台２、傾斜磁場コイル３、傾斜磁場コイル駆動回路４、送信用高周波コイル５、送信部６、受信用高周波コイル７、受信部８、ＭＲデータ収集部９、計算機１０、コンソール１１、ディスプレイ１２、ＰＥＴ検出器１３ａ及び１３ｂ、信号線１４、ＰＥＴデータ収集部１５、ＰＥＴ画像再構成部１６、シーケンスコントローラ１７、ＰＥＴ検出器用電源１８、及び電源ケーブル１９を有する。
【００１０】
連続した構造物である静磁場磁石１は、略円筒状のボア内に静磁場を発生させる。ここで、ボアは、静磁場磁石１や傾斜磁場コイル３などを収容する略円筒状の架台の内壁として形成される。寝台２は、被検体Ｐが載せられる天板２ａを有する。この寝台２は、撮像時には、天板２ａをボア内へ移動することで、被検体Ｐを静磁場内に移動する。
【００１１】
傾斜磁場コイル３は、被検体Ｐに対して、静磁場と同一方向（Ｚ方向）の磁場強度が磁場中心からのＸ，Ｙ，Ｚ方向の距離に対して直線的に変化する傾斜磁場Ｇｘ，Ｇｙ，Ｇｚを印加する。この傾斜磁場コイル３は、略円筒状に形成され、静磁場磁石１の内周側に配置される。傾斜磁場コイル駆動回路４は、シーケンスコントローラ１７による制御のもと、傾斜磁場コイル３を駆動する。
【００１２】
送信用高周波コイル５は、送信部６から送信される高周波パルスに基づいて、静磁場内に置かれた被検体Ｐに高周波磁場を印加する。この送信用高周波コイル５は、略円筒状に形成され、傾斜磁場コイル３の内周側に配置される。送信部６は、シーケンスコントローラ１７による制御のもと、送信用高周波コイル５に高周波パルスを送信する。
【００１３】
受信用高周波コイル７は、高周波磁場及び傾斜磁場の印加により被検体Ｐから発せられる磁気共鳴信号を検出する。例えば、受信用高周波コイル７は、撮像対象の部位に応じて被検体Ｐの表面に配置される表面コイルである。例えば、被検体Ｐの体部が撮像される場合には、２つの受信用高周波コイル７が被検体の上部及び下部に配置される。受信部８は、シーケンスコントローラ１７による制御のもと、受信用高周波コイル７によって検出された磁気共鳴信号を受信する。そして、受信部８は、受信した磁気共鳴信号をＭＲデータ収集部９に送る。
【００１４】
ＭＲデータ収集部９は、シーケンスコントローラ１７による制御のもと、受信部８から送られた磁気共鳴信号を収集する。そして、ＭＲデータ収集部９は、収集した磁気共鳴信号を増幅及び検波した後にＡ／Ｄ変換し、計算機１０に送る。計算機１０は、コンソール１１により制御され、ＭＲデータ収集部９から送られた磁気共鳴信号に基づいてＭＲ画像を再構成する。そして、計算機１０は、再構成したＭＲ画像をディスプレイ１２に表示させる。
【００１５】
ＰＥＴ検出器１３ａ及び１３ｂは、被検体Ｐに投与された陽電子放出核種から放出されるガンマ線を計数情報として検出する。これらＰＥＴ検出器１３ａ及び１３ｂは、リング状に形成され、送信用高周波コイル５の内周側に配置される。例えば、ＰＥＴ検出器１３ａ及び１３ｂは、シンチレータと光検出器とを有する検出器モジュールをリング状に配置することで形成される。ここで、シンチレータは、例えば、ＬＹＳＯ（Lutetium Yttrium Oxyorthosilicate）、ＬＳＯ（Lutetium Oxyorthosilicate）、ＬＧＳＯ（Lutetium Gadolinium Oxyorthosilicate）などである。また、光検出器は、例えば、ＡＰＤ（Avalanche Photodiode）素子やＳｉＰＭ（Silicon Photomultiplier）などの半導体検出器である。そして、ＰＥＴ検出器１３ａ及び１３ｂは、検出した計数情報を、信号線１４を介してＰＥＴデータ収集部１５に送る。
【００１６】
ＰＥＴデータ収集部１５は、シーケンスコントローラ１７による制御のもと、同時計数情報を生成する。このＰＥＴデータ収集部１５は、ＰＥＴ検出器１３ａ及び１３ｂによって検出されたガンマ線の計数情報を用いて、陽電子放出核種から放出されたガンマ線（消滅放射線を含む）を略同時に検出した計数情報の組み合わせを同時計数情報として生成する。
【００１７】
ＰＥＴ画像再構成部１６は、ＰＥＴデータ収集部１５により生成された同時計数情報を投影データとしてＰＥＴ画像を再構成する。このＰＥＴ画像再構成部１６によって再構成されたＰＥＴ画像は、計算機１０に送信されてディスプレイ１２に表示される。シーケンスコントローラ１７は、撮像時に実行される各種撮像シーケンスに基づいて、上述した各部を制御する。ＰＥＴ検出器用電源１８は、電源ケーブル１９を介して、光検出器を駆動するための電力をＰＥＴ検出器１３ａ及び１３ｂに供給する。
【００１８】
次に、ＰＥＴ検出器１３ａ及び１３ｂの周辺における各部の配置について説明する。図２は、本実施例１に係るＰＥＴ検出器１３ａ及び１３ｂの周辺における各部の配置を示す図である。なお、図２に示す点２０は、静磁場の磁場中心を示している。また、図２に示す点線で囲まれた領域２１は、ＭＲ画像の有効撮像領域を示している。
【００１９】
図２に示すように、本実施例１では、ＰＥＴ検出器１３ａ及び１３ｂは、ボア２２の内周側に配置される。そして、ＰＥＴ検出器１３ａとＰＥＴ検出器１３ｂとは、静磁場磁石１によって発生する静磁場の磁場中心２０を挟むように、ボア２２の軸方向に間隔を開けて配置される。すなわち、本実施例１では、ＭＲ画像の撮像有効領域となる磁場中心の周辺を避けて、ＰＥＴ検出器１３ａ及び１３ｂが配置される。これにより、ＰＥＴ検出器の影響によるＭＲ画像の画質劣化が抑えられる。
【００２０】
また、ＰＥＴ検出器１３ａ及び１３ｂに接続される信号線１４及び電源ケーブル１９は、静磁場磁石１により発生する静磁場の磁場中心２０の周辺を通過しないように配線される。例えば、図２に示すように、ＰＥＴ検出器１３ａに接続される信号線１４及び電源ケーブル１９は１本にまとめられ、ＰＥＴ検出器１３ａから磁場中心２０とは逆の側に配線される。同様に、ＰＥＴ検出器１３ｂに接続される信号線１４及び電源ケーブル１９は１本にまとめられ、ＰＥＴ検出器１３ｂから磁場中心２０とは逆の側に配線される。なお、信号線１４及び電源ケーブル１９は、例えば、送信用高周波コイル５に接続されるケーブルと１本にまとめられて配線されてもよい。
【００２１】
また、ＰＥＴ検出器１３ａ及び１３ｂは、検出したガンマ線に関する信号をアナログ信号からデジタル信号に変換した後に、さらに光信号に変換して出力する。なお、ＰＥＴ検出器１３ａ及び１３ｂは、検出した前記ガンマ線に関する信号をアナログ信号からデジタル信号に変換した後に、さらに無線信号に変換して出力してもよい。このように、ＰＥＴ検出器１３ａ及び１３ｂから出力される信号を光信号又は無線信号に変換することによって、デジタル信号により生じるノイズを防ぐことができる。
【００２２】
また、ＰＥＴ−ＭＲＩ装置１００は、ボア２２の軸方向に沿ってＰＥＴ検出器１３ａ及び１３ｂを移動する移動機構を有する。図３は、本実施例１に係るＰＥＴ検出器１３ａ及び１３ｂの周辺におけるボア２２の軸方向に見た場合の各部の配置を示す図である。この図３は、ＰＥＴ検出器１３ａが配置された側の開口部からボア内を見た場合の各部の配置を示している。
【００２３】
図３に示すように、例えば、移動機構２３は、ボア２２の下側の内壁面に設置された２本のレールである。この移動機構２３は、例えば、ＰＥＴ検出器１３ａの外周面に形成された溝状に形成されたレール受け部に嵌合し、ＰＥＴ検出器１３ａをボア２２の軸方向に沿って移動可能に支持する。なお、ＰＥＴ検出器１３ｂの側にも同様に、ＰＥＴ検出器１３ｂを移動するための移動機構２３が設けられる。
【００２４】
ここで、ＰＥＴ検出器１３ａ及び１３ｂは、それぞれ移動機構２３から着脱可能であり、ボア２２の両側から挿入したり取り出したりすることができる。このように、ＰＥＴ検出器１３ａ及び１３ｂを着脱可能な構造にすることで、従来のＭＲＩ装置に組込むことが比較的容易となり、広く普及が図れる。
【００２５】
そして、移動機構２３は、計算機１０による制御のもと、撮像モードに応じてＰＥＴ検出器１３ａ及び１３ｂを移動する。例えば、移動機構２３は、計算機１０が操作者から受け付けた撮像条件に基づいて、ＰＥＴ検出器１３ａ及び１３ｂを自動的に移動する。または、移動機構２３は、コンソール１１を介して操作者から入力された移動指示に応じて、ＰＥＴ検出器１３ａ及び１３ｂを移動してもよい。
【００２６】
具体的な例として、例えば、移動機構２３は、ＰＥＴ画像及びＭＲＩ画像を同時に撮像する撮像モードが実行される場合には、撮像開始前に、ＰＥＴ検出器１３ａ及び１３ｂを静磁場の磁場中心２０を挟む位置に移動する。また、例えば、移動機構２３は、ＰＥＴ画像のみを撮像する撮像モードが実行される場合には、撮像開始前に、ＰＥＴ検出器１３ａ及び１３ｂを隣接させるように移動する。また、例えば、移動機構２３は、ＭＲ画像のみを撮像する撮像モードが実行される場合には、ＰＥＴ検出器１３ａ及び１３ｂを静磁場の外へ移動する。
【００２７】
また、例えば、移動機構２３は、ＰＥＴ画像を撮像する撮像条件及び／又はＭＲＩ画像を撮像する撮像条件に応じて、ＰＥＴ検出器１３ａ及び１３ｂを移動する。例えば、移動機構２３は、ＰＥＴ検出器１３ａ及び１３ｂを移動する際に、ＭＲ画像の撮像条件として設定されるＦＯＶ（Field Of View）の大きさや受信用高周波コイル７の種類に応じて、移動後の各ＰＥＴ検出器の間隔を変化させる。
【００２８】
また、ＰＥＴ−ＭＲＩ装置１００は、移動機構２３によってＰＥＴ検出器１３ａ及び１３ｂが撮像用の位置に移動された後に、各ＰＥＴ検出器の位置を固定するとともに、傾斜磁場コイル３から各ＰＥＴ検出器に伝わる振動を緩和する振動緩衝機構を有する。図４は、本実施例１に係る振動緩衝機構２４を示す図である。図４に示すように、例えば、振動緩衝機構２４は、ＰＥＴ検出器１３ａと移動機構２３との嵌合部に設けられる。また、ＰＥＴ検出器１３ｂと移動機構２３との嵌合部にも同様に振動緩衝機構２４が設けられる。
【００２９】
次に、本実施例１に係るＰＥＴ−ＭＲＩ装置１００における有効撮像領域について説明する。図５は、本実施例１に係るＰＥＴ−ＭＲＩ装置１００における有効撮像領域を示す図である。図５に示すように、ＰＥＴ−ＭＲＩ装置１００では、ＰＥＴ検出器１３ａの内周面で囲まれた領域２５ａと、ＰＥＴ検出器１３ｂの内周面で囲まれた領域２５ｂとが、それぞれＰＥＴ画像のみを撮像可能な有効撮像領域となる。
【００３０】
さらに、図５に示すように、ＰＥＴ検出器１３ａの内周面とＰＥＴ検出器１３ｂの内周面との間に形成される領域２６及びＭＲ画像の有効撮像領域２１の両方に含まれる領域２７が、ＰＥＴ画像及びＭＲ画像を同時に撮像可能な有効撮像領域となる。この有効撮像領域２７は、円錐の底面を張り合わせた形状になる。
【００３１】
このように、本実施例１に係るＰＥＴ−ＭＲＩ装置１００では、ＭＲＩ画像を撮像可能な有効撮像領域２１、ＰＥＴ画像を撮像可能な有効撮像領域２５ａ及び２５ｂがそれぞれ設定され、さらに、ＭＲＩ画像及びＰＥＴ画像を同時に撮像可能な有効撮像領域２７が設定される。
【００３２】
上述したように、本実施例１に係るＰＥＴ−ＭＲＩ装置１００は、静磁場磁石１と、送信用高周波コイル５と、傾斜磁場コイル３と、受信用高周波コイル７と、計算機１０と、ＰＥＴ検出器１３ａ及び１３ｂと、ＰＥＴ画像再構成部１６とを備える。連続した構造物である静磁場磁石１は、円筒状のボア２２内に静磁場を発生させる。送信用高周波コイル５は、静磁場内に置かれた被検体Ｐに高周波パルスを印加する。傾斜磁場コイル３は、高周波パルスが印加された被検体Ｐに傾斜磁場を印加する。受信用高周波コイル７は、高周波パルス及び傾斜磁場の印加により被検体Ｐから発せられる磁気共鳴信号を検出する。計算機１０は、受信用高周波コイル７により検出された磁気共鳴信号に基づいてＭＲ画像を再構成する。ＰＥＴ検出器１３ａ及び１３ｂは、リング状に形成され、被検体Ｐに投与された陽電子放出核種から放出されるガンマ線を検出する。ＰＥＴ画像再構成部１６は、ＰＥＴ検出器１３ａ及び１３ｂにより検出されたガンマ線に基づいて生成された投影データからＰＥＴ画像を再構成する。そして、ＰＥＴ検出器１３ａとＰＥＴ検出器１３ｂとは、静磁場の磁場中心２０を挟むようにボア２２の軸方向に間隔を開けて配置される。このように、本実施例１では、ＭＲ画像の撮像有効領域となる磁場中心の周辺を避けて、ＰＥＴ検出器１３ａ及び１３ｂが配置される。したがって、本実施例１によれば、ＰＥＴ検出器の影響によるＭＲ画像の画質劣化を抑えることができる。
【００３３】
また、本実施例１では、ＰＥＴ検出器１３ａ及び１３ｂが、送信用高周波コイル５の内周側に設けられる。これにより、送信用高周波コイル５の内周側に撮像用の空間を有する従来のＭＲＩ装置に対して、ＰＥＴ検出器１３ａ及び１３ｂを容易に追加することができるので、ＰＥＴ−ＭＲＩ装置を容易に実現することができる。
【００３４】
また、本実施例１では、移動機構２３が、撮像モードに応じて、ボア２２の軸方向に沿ってＰＥＴ検出器１３ａ及び１３ｂを移動する。これにより、ＰＥＴ画像及びＭＲＩ画像の両方又は一方が撮像される場合に、実施される撮像の種類に応じて、ＰＥＴ検出器１３ａ及び１３ｂを適切な位置に移動することができる。
【００３５】
また、本実施例１では、移動機構２３が、ＰＥＴ画像及びＭＲＩ画像を同時に撮像する撮像モードが実行される場合には、撮像開始前にＰＥＴ検出器１３ａ及び１３ｂを静磁場の磁場中心２０を挟む位置に移動する。これにより、ＰＥＴ画像及びＭＲＩ画像が同時に撮像される場合に、高画質のＭＲ画像を容易に撮像することができる。
【００３６】
また、本実施例１では、移動機構２３が、ＰＥＴ画像のみを撮像する撮像モードが実行される場合には、撮像開始前にＰＥＴ検出器１３ａ及び１３ｂを隣接させるように移動する。これにより、ＰＥＴ画像のみが撮像される場合に、広い撮像領域を確保することができる。
【００３７】
また、本実施例１では、移動機構２３が、ＭＲ画像のみを撮像する撮像モードが実行される場合には、ＰＥＴ検出器１３ａ及び１３ｂを静磁場の外へ移動する。これにより、ＭＲ画像のみが撮像される場合に、ＰＥＴ検出器１３ａ及び１３ｂによる画質劣化が無いＭＲ画像を得ることができる。
【００３８】
また、本実施例１では、移動機構２３が、ＰＥＴ画像を撮像する撮像条件及び／又はＭＲＩ画像を撮像する撮像条件に応じて、ＰＥＴ検出器１３ａ及び１３ｂを移動する。これにより、ＰＥＴ画像及びＭＲ画像の両方又は一方が撮像される場合に、ＰＥＴ検出器１３ａとＰＥＴ検出器１３ｂとの間隔を自動的に設定することができる。
【００３９】
また、本実施例１では、振動緩衝機構２４が、移動機構２３によってＰＥＴ検出器１３ａ及び１３ｂが撮像用の位置に移動された後に、各ＰＥＴ検出器の位置を固定するとともに、傾斜磁場コイル３から各ＰＥＴ検出器に伝わる振動を緩和する。これにより、傾斜磁場コイル３によって生じる機械振動からＰＥＴ検出器１３ａ及び１３ｂを保護することができる。
【００４０】
また、本実施例１では、ＰＥＴ検出器１３ａ及び１３ｂに接続される信号線１４及び電源ケーブル１９が、静磁場の磁場中心２０の周辺を通過しないように配線される。これにより、ＰＥＴ検出器１３ａ及び１３ｂから出力される信号により生じるノイズを抑えることができる。
【００４１】
また、本実施例１では、ＰＥＴ検出器１３ａ及び１３ｂが、検出したガンマ線に関する信号をアナログ信号からデジタル信号に変換した後に、さらに光信号に変換して出力する。これにより、ＰＥＴ検出器１３ａ及び１３ｂから出力される信号により生じるノイズをより確実に抑えることができる。
【００４２】
また、本実施例１では、ＰＥＴ検出器１３ａ及び１３ｂが、検出したガンマ線に関する信号をアナログ信号からデジタル信号に変換した後に、さらに無線信号に変換して出力する。これにより、ＰＥＴ検出器１３ａ及び１３ｂから出力される信号により生じるノイズをより確実に抑えることができる。
【実施例２】
【００４３】
次に、実施例２について説明する。実施例１では、ＰＥＴ検出器１３ａ及び１３ｂが送信用高周波コイル５の内周側に設けられる場合について説明した。これに対し、実施例２では、ＰＥＴ検出器３３ａ及び３３ｂが送信用高周波コイル５の外周側に設けられる場合について説明する。なお、本実施例２に係るＰＥＴ−ＭＲＩ装置の基本的な構成は図１に示したものと同じであり、ＰＥＴ検出器３３ａ及び３３ｂの配置のみが異なる。
【００４４】
図６は、本実施例２に係るＰＥＴ検出器３３ａ及び３３ｂの周辺における各部の配置を示す図である。なお、ここでは、図２に示した各部と同じ機能を果たす部については、同じ符号を付すこととして詳細な説明を省略する。図６に示すように、本実施例２では、ＰＥＴ検出器３３ａ及び３３ｂは、送信用高周波コイル５の外周側に設けられる。この構成は、例えば、体部を撮像する場合に全身用送信用ＲＦコイルを送信用高周波コイル５とし、体部専用の表面コイルを受信用高周波コイル７とする場合などに用いられる。
【００４５】
この構成では、例えば、ＰＥＴ検出器３３ａ及び３３ｂは、静磁場の磁場中心を挟む位置に固定された状態で設けられる。ここで、ＰＥＴ検出器３３ａ及び３３ｂは、実施例１と同様に、傾斜磁場コイル３により生じる振動を緩和する振動緩衝機構を介して、装置に固定されてもよい。例えば、ＰＥＴ検出器３３ａ及び３３ｂは、傾斜磁場コイル３の内周面に振動緩衝機構を介して固定される。これにより、本実施例２でも、傾斜磁場コイル３によって生じる機械振動からＰＥＴ検出器３３ａ及び３３ｂを保護することができる。
【００４６】
このように、本実施例２でも、ＭＲ画像の撮像有効領域となる磁場中心の周辺を避けて、ＰＥＴ検出器３３ａ及び３３ｂが配置される。したがって、本実施例２によれば、実施例１と同様に、ＰＥＴ検出器の影響によるＭＲ画像の画質劣化を抑えることができる。
【実施例３】
【００４７】
次に、実施例３について説明する。実施例３では、上記実施例１又は２で説明したＰＥＴ−ＭＲＩ装置において、被検体Ｐが置かれた天板２ａをボア２２内の軸方向に段階的に移動しながら撮像を繰り返す場合について説明する。このような撮像法は、ステップ・アンド・シュートと呼ばれる。なお、ここでは、実施例１で説明したＰＥＴ−ＭＲＩ装置においてステップ・アンド・シュートが行われる場合について説明する。
【００４８】
図７は、本実施例３に係るステップ・アンド・シュートを説明するための図である。本実施例３に係るステップ・アンド・シュートでは、寝台２が、天板２ａを移動させることで、ボア２２の軸方向に沿って被検体Ｐを移動する。また、計算機１０が、ＰＥＴ検出器１３ｂの略中心位置、ＰＥＴ検出器１３ａとＰＥＴ検出器１３ｂとの間に挟まれた領域の略中心位置、ＰＥＴ検出器１３ａの略中心位置の順で被検体Ｐの撮像部位が段階的に移動するように、寝台２を制御する。
【００４９】
これにより、図７に示すように、被検体Ｐの撮像位置に付けられた受信用高周波コイル７が段階的に移動する。具体的には、受信用高周波コイル７は、ボア２２の軸方向に、ＰＥＴ検出器１３ａの中心とＰＥＴ検出器１３ｂの中心との間隔の半分の距離ｄだけ段階的に移動する。この結果、撮像部位は、ボア２２の軸方向に、ＰＥＴ画像のみが撮像可能な範囲４１、ＭＲＩ画像及びＰＥＴ画像を同時に撮像可能な範囲４２、及び、ＰＥＴ画像のみが撮像可能な範囲４１に順に移動することになる。
【００５０】
そして、例えば、計算機１０は、撮像部位がＰＥＴ検出器１３ａの略中心位置、又は、ＰＥＴ検出器１３ｂの略中心位置に移動した際には、ＰＥＴ画像を撮像するようにＰＥＴ−ＭＲＩ装置１００を制御する。また、計算機１０は、撮像部位がＰＥＴ検出器１３ａとＰＥＴ検出器１３ｂとの間に挟まれた領域の略中心位置に移動した際には、ＰＥＴ画像及びＭＲＩ画像の両方又は一方を撮像するようにＰＥＴ−ＭＲＩ装置１００を制御する。これにより、撮像部位を段階的に移動しながら、ＰＥＴ画像と、ＭＲ画像及びＰＥＴ画像の両方又は一方とを順に撮像することができる。かかる実施例３でも、実施例１及び２と同様に、ＰＥＴ検出器の影響によるＭＲ画像の画質劣化が抑えられる。
【００５１】
なお、上記実施例１〜３では、２つのＰＥＴ検出器１３ａ及び１３ｂが配置される場合について説明した。しかし、ＰＥＴ−ＭＲＩ装置の実施形態はこれに限られない。例えば、ＰＥＴ検出器の数は３つ以上であってもよい。すなわち、３つ以上のＰＥＴ検出器１３ａ及び１３ｂが配置された場合でも、各ＰＥＴ検出器の間に挟まれる領域において、ＰＥＴ画像とＭＲ画像とを同時に撮像することができる。
【００５２】
以上のように、実施例１、２又は３によれば、ＰＥＴ検出器の影響によるＭＲ画像の画質劣化を抑えることが可能なＰＥＴ−ＭＲＩ装置を実現することができる。
【００５３】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００５４】
１ 静磁場磁石
５ 送信用高周波コイル
３ 傾斜磁場コイル
７ 受信用高周波コイル
１０ 計算機
１３ａ，１３ｂ ＰＥＴ検出器
１６ ＰＥＴ画像再構成部
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施の形態は、ＰＥＴ（Positron Emission Tomography）−ＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、頭部などの検査では、ＭＲＩ装置が利用される場合が多い。また、頭部の検査、例えばアルツハイマー病の診断にＰＥＴ装置を利用することが期待されている。このことから、近年では、ＰＥＴ装置とＭＲＩ装置とを組み合わせたＰＥＴ−ＭＲＩ装置の実現が期待されている。
【０００３】
しかし、ＭＲＩ装置では強い高周波磁場が用いられるため、ＰＥＴ−ＭＲＩ装置を実現する場合に、従来のＰＥＴ装置で検出器に用いられていた光電子増倍管（Photomultiplier Tube：ＰＭＴ）を使用できないなどの制約があった。そこで、例えば、ＰＭＴの替わりにＡＰＤ（Avalanche Photodiode）素子やｉＰＭ（Silicon Photomultiplier）などを用いたＰＥＴ−ＭＲＩ装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２００８−５２５１６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来のＰＥＴ−ＭＲＩ装置では、ＭＲ画像の有効撮像領域である磁場中心にＰＥＴ検出器が配置される場合があった。このような配置は、ＰＥＴ画像を撮像するという観点では最適である。しかし、ＭＲ画像を撮像するという観点では、磁場中心に設置されたＰＥＴ検出器の材料の影響で十分な画質のＭＲ画像が得られない場合があり、必ずしも最適ではなかった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態のＰＥＴ−ＭＲＩ装置は、静磁場磁石と、送信用高周波コイルと、受信用高周波コイルと、ＭＲ画像再構成部と、第１の検出部と、第２の検出部と、ＰＥＴ画像再構成部とを備える。連続した構造物である静磁場磁石は、円筒状のボア内に静磁場を発生させる。送信用高周波コイルは、前記静磁場内に置かれた被検体に高周波パルスを印加する。傾斜磁場コイルは、前記高周波パルスが印加された前記被検体に傾斜磁場を印加する。受信用高周波コイルは、前記高周波パルス及び前記傾斜磁場の印加により前記被検体から発せられる磁気共鳴信号を検出する。ＭＲ画像再構成部は、前記受信用高周波コイルにより検出された磁気共鳴信号に基づいてＭＲ画像を再構成する。第１の検出部及び第２の検出部は、リング状に形成され、前記被検体に投与された陽電子放出核種から放出されるガンマ線を検出する。ＰＥＴ画像再構成部は、前記第１の検出部及び前記第２の検出部により検出されたガンマ線に基づいて生成された投影データからＰＥＴ画像を再構成する。そして、前記第１の検出部と前記第２の検出部とは、前記静磁場の磁場中心を挟むように前記ボアの軸方向に間隔を開けて配置される。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、本実施例１に係るＰＥＴ−ＭＲＩ装置の構成を示す図である。
【図２】図２は、本実施例１に係るＰＥＴ検出器の周辺における各部の配置を示す図である。
【図３】図３は、本実施例１に係るＰＥＴ検出器の周辺におけるボアの軸方向に見た場合の各部の配置を示す図である。
【図４】図４は、本実施例１に係る振動緩衝機構を示す図である。
【図５】図５は、本実施例１に係るＰＥＴ−ＭＲＩ装置における有効撮像領域を示す図である。
【図６】図６は、本実施例２に係るＰＥＴ検出器の周辺における各部の配置を示す図である。
【図７】図７は、本実施例３に係るステップ・アンド・シュートを説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下に、図面を参照して、本実施形態に係るＰＥＴ−ＭＲＩ装置について詳細に説明する。
【実施例１】
【０００９】
まず、本実施例１に係るＰＥＴ−ＭＲＩ装置の構成について説明する。図１は、本実施例１に係るＰＥＴ−ＭＲＩ装置１００の構成を示す図である。図１に示すように、このＰＥＴ−ＭＲＩ装置１００は、静磁場磁石１、寝台２、傾斜磁場コイル３、傾斜磁場コイル駆動回路４、送信用高周波コイル５、送信部６、受信用高周波コイル７、受信部８、ＭＲデータ収集部９、計算機１０、コンソール１１、ディスプレイ１２、ＰＥＴ検出器１３ａ及び１３ｂ、信号線１４、ＰＥＴデータ収集部１５、ＰＥＴ画像再構成部１６、シーケンスコントローラ１７、ＰＥＴ検出器用電源１８、及び電源ケーブル１９を有する。
【００１０】
連続した構造物である静磁場磁石１は、略円筒状のボア内に静磁場を発生させる。ここで、ボアは、静磁場磁石１や傾斜磁場コイル３などを収容する略円筒状の架台の内壁として形成される。寝台２は、被検体Ｐが載せられる天板２ａを有する。この寝台２は、撮像時には、天板２ａをボア内へ移動することで、被検体Ｐを静磁場内に移動する。
【００１１】
傾斜磁場コイル３は、被検体Ｐに対して、静磁場と同一方向（Ｚ方向）の磁場強度が磁場中心からのＸ，Ｙ，Ｚ方向の距離に対して直線的に変化する傾斜磁場Ｇｘ，Ｇｙ，Ｇｚを印加する。この傾斜磁場コイル３は、略円筒状に形成され、静磁場磁石１の内周側に配置される。傾斜磁場コイル駆動回路４は、シーケンスコントローラ１７による制御のもと、傾斜磁場コイル３を駆動する。
【００１２】
送信用高周波コイル５は、送信部６から送信される高周波パルスに基づいて、静磁場内に置かれた被検体Ｐに高周波磁場を印加する。この送信用高周波コイル５は、略円筒状に形成され、傾斜磁場コイル３の内周側に配置される。送信部６は、シーケンスコントローラ１７による制御のもと、送信用高周波コイル５に高周波パルスを送信する。
【００１３】
受信用高周波コイル７は、高周波磁場及び傾斜磁場の印加により被検体Ｐから発せられる磁気共鳴信号を検出する。例えば、受信用高周波コイル７は、撮像対象の部位に応じて被検体Ｐの表面に配置される表面コイルである。例えば、被検体Ｐの体部が撮像される場合には、２つの受信用高周波コイル７が被検体の上部及び下部に配置される。受信部８は、シーケンスコントローラ１７による制御のもと、受信用高周波コイル７によって検出された磁気共鳴信号を受信する。そして、受信部８は、受信した磁気共鳴信号をＭＲデータ収集部９に送る。
【００１４】
ＭＲデータ収集部９は、シーケンスコントローラ１７による制御のもと、受信部８から送られた磁気共鳴信号を収集する。そして、ＭＲデータ収集部９は、収集した磁気共鳴信号を増幅及び検波した後にＡ／Ｄ変換し、計算機１０に送る。計算機１０は、コンソール１１により制御され、ＭＲデータ収集部９から送られた磁気共鳴信号に基づいてＭＲ画像を再構成する。そして、計算機１０は、再構成したＭＲ画像をディスプレイ１２に表示させる。
【００１５】
ＰＥＴ検出器１３ａ及び１３ｂは、被検体Ｐに投与された陽電子放出核種から放出されるガンマ線を計数情報として検出する。これらＰＥＴ検出器１３ａ及び１３ｂは、リング状に形成され、送信用高周波コイル５の内周側に配置される。例えば、ＰＥＴ検出器１３ａ及び１３ｂは、シンチレータと光検出器とを有する検出器モジュールをリング状に配置することで形成される。ここで、シンチレータは、例えば、ＬＹＳＯ（Lutetium Yttrium Oxyorthosilicate）、ＬＳＯ（Lutetium Oxyorthosilicate）、ＬＧＳＯ（Lutetium Gadolinium Oxyorthosilicate）などである。また、光検出器は、例えば、ＡＰＤ（Avalanche Photodiode）素子やＳｉＰＭ（Silicon Photomultiplier）などの半導体検出器である。そして、ＰＥＴ検出器１３ａ及び１３ｂは、検出した計数情報を、信号線１４を介してＰＥＴデータ収集部１５に送る。
【００１６】
ＰＥＴデータ収集部１５は、シーケンスコントローラ１７による制御のもと、同時計数情報を生成する。このＰＥＴデータ収集部１５は、ＰＥＴ検出器１３ａ及び１３ｂによって検出されたガンマ線の計数情報を用いて、陽電子放出核種から放出されたガンマ線（消滅放射線を含む）を略同時に検出した計数情報の組み合わせを同時計数情報として生成する。
【００１７】
ＰＥＴ画像再構成部１６は、ＰＥＴデータ収集部１５により生成された同時計数情報を投影データとしてＰＥＴ画像を再構成する。このＰＥＴ画像再構成部１６によって再構成されたＰＥＴ画像は、計算機１０に送信されてディスプレイ１２に表示される。シーケンスコントローラ１７は、撮像時に実行される各種撮像シーケンスに基づいて、上述した各部を制御する。ＰＥＴ検出器用電源１８は、電源ケーブル１９を介して、光検出器を駆動するための電力をＰＥＴ検出器１３ａ及び１３ｂに供給する。
【００１８】
次に、ＰＥＴ検出器１３ａ及び１３ｂの周辺における各部の配置について説明する。図２は、本実施例１に係るＰＥＴ検出器１３ａ及び１３ｂの周辺における各部の配置を示す図である。なお、図２に示す点２０は、静磁場の磁場中心を示している。また、図２に示す点線で囲まれた領域２１は、ＭＲ画像の有効撮像領域を示している。
【００１９】
図２に示すように、本実施例１では、ＰＥＴ検出器１３ａ及び１３ｂは、ボア２２の内周側に配置される。そして、ＰＥＴ検出器１３ａとＰＥＴ検出器１３ｂとは、静磁場磁石１によって発生する静磁場の磁場中心２０を挟むように、ボア２２の軸方向に間隔を開けて配置される。すなわち、本実施例１では、ＭＲ画像の撮像有効領域となる磁場中心の周辺を避けて、ＰＥＴ検出器１３ａ及び１３ｂが配置される。これにより、ＰＥＴ検出器の影響によるＭＲ画像の画質劣化が抑えられる。
【００２０】
また、ＰＥＴ検出器１３ａ及び１３ｂに接続される信号線１４及び電源ケーブル１９は、静磁場磁石１により発生する静磁場の磁場中心２０の周辺を通過しないように配線される。例えば、図２に示すように、ＰＥＴ検出器１３ａに接続される信号線１４及び電源ケーブル１９は１本にまとめられ、ＰＥＴ検出器１３ａから磁場中心２０とは逆の側に配線される。同様に、ＰＥＴ検出器１３ｂに接続される信号線１４及び電源ケーブル１９は１本にまとめられ、ＰＥＴ検出器１３ｂから磁場中心２０とは逆の側に配線される。なお、信号線１４及び電源ケーブル１９は、例えば、送信用高周波コイル５に接続されるケーブルと１本にまとめられて配線されてもよい。
【００２１】
また、ＰＥＴ検出器１３ａ及び１３ｂは、検出したガンマ線に関する信号をアナログ信号からデジタル信号に変換した後に、さらに光信号に変換して出力する。なお、ＰＥＴ検出器１３ａ及び１３ｂは、検出した前記ガンマ線に関する信号をアナログ信号からデジタル信号に変換した後に、さらに無線信号に変換して出力してもよい。このように、ＰＥＴ検出器１３ａ及び１３ｂから出力される信号を光信号又は無線信号に変換することによって、デジタル信号により生じるノイズを防ぐことができる。
【００２２】
また、ＰＥＴ−ＭＲＩ装置１００は、ボア２２の軸方向に沿ってＰＥＴ検出器１３ａ及び１３ｂを移動する移動機構を有する。図３は、本実施例１に係るＰＥＴ検出器１３ａ及び１３ｂの周辺におけるボア２２の軸方向に見た場合の各部の配置を示す図である。この図３は、ＰＥＴ検出器１３ａが配置された側の開口部からボア内を見た場合の各部の配置を示している。
【００２３】
図３に示すように、例えば、移動機構２３は、ボア２２の下側の内壁面に設置された２本のレールである。この移動機構２３は、例えば、ＰＥＴ検出器１３ａの外周面に形成された溝状に形成されたレール受け部に嵌合し、ＰＥＴ検出器１３ａをボア２２の軸方向に沿って移動可能に支持する。なお、ＰＥＴ検出器１３ｂの側にも同様に、ＰＥＴ検出器１３ｂを移動するための移動機構２３が設けられる。
【００２４】
ここで、ＰＥＴ検出器１３ａ及び１３ｂは、それぞれ移動機構２３から着脱可能であり、ボア２２の両側から挿入したり取り出したりすることができる。このように、ＰＥＴ検出器１３ａ及び１３ｂを着脱可能な構造にすることで、従来のＭＲＩ装置に組込むことが比較的容易となり、広く普及が図れる。
【００２５】
そして、移動機構２３は、計算機１０による制御のもと、撮像モードに応じてＰＥＴ検出器１３ａ及び１３ｂを移動する。例えば、移動機構２３は、計算機１０が操作者から受け付けた撮像条件に基づいて、ＰＥＴ検出器１３ａ及び１３ｂを自動的に移動する。または、移動機構２３は、コンソール１１を介して操作者から入力された移動指示に応じて、ＰＥＴ検出器１３ａ及び１３ｂを移動してもよい。
【００２６】
具体的な例として、例えば、移動機構２３は、ＰＥＴ画像及びＭＲＩ画像を同時に撮像する撮像モードが実行される場合には、撮像開始前に、ＰＥＴ検出器１３ａ及び１３ｂを静磁場の磁場中心２０を挟む位置に移動する。また、例えば、移動機構２３は、ＰＥＴ画像のみを撮像する撮像モードが実行される場合には、撮像開始前に、ＰＥＴ検出器１３ａ及び１３ｂを隣接させるように移動する。また、例えば、移動機構２３は、ＭＲ画像のみを撮像する撮像モードが実行される場合には、ＰＥＴ検出器１３ａ及び１３ｂを静磁場の外へ移動する。
【００２７】
また、例えば、移動機構２３は、ＰＥＴ画像を撮像する撮像条件及び／又はＭＲＩ画像を撮像する撮像条件に応じて、ＰＥＴ検出器１３ａ及び１３ｂを移動する。例えば、移動機構２３は、ＰＥＴ検出器１３ａ及び１３ｂを移動する際に、ＭＲ画像の撮像条件として設定されるＦＯＶ（Field Of View）の大きさや受信用高周波コイル７の種類に応じて、移動後の各ＰＥＴ検出器の間隔を変化させる。
【００２８】
また、ＰＥＴ−ＭＲＩ装置１００は、移動機構２３によってＰＥＴ検出器１３ａ及び１３ｂが撮像用の位置に移動された後に、各ＰＥＴ検出器の位置を固定するとともに、傾斜磁場コイル３から各ＰＥＴ検出器に伝わる振動を緩和する振動緩衝機構を有する。図４は、本実施例１に係る振動緩衝機構２４を示す図である。図４に示すように、例えば、振動緩衝機構２４は、ＰＥＴ検出器１３ａと移動機構２３との嵌合部に設けられる。また、ＰＥＴ検出器１３ｂと移動機構２３との嵌合部にも同様に振動緩衝機構２４が設けられる。
【００２９】
次に、本実施例１に係るＰＥＴ−ＭＲＩ装置１００における有効撮像領域について説明する。図５は、本実施例１に係るＰＥＴ−ＭＲＩ装置１００における有効撮像領域を示す図である。図５に示すように、ＰＥＴ−ＭＲＩ装置１００では、ＰＥＴ検出器１３ａの内周面で囲まれた領域２５ａと、ＰＥＴ検出器１３ｂの内周面で囲まれた領域２５ｂとが、それぞれＰＥＴ画像のみを撮像可能な有効撮像領域となる。
【００３０】
さらに、図５に示すように、ＰＥＴ検出器１３ａの内周面とＰＥＴ検出器１３ｂの内周面との間に形成される領域２６及びＭＲ画像の有効撮像領域２１の両方に含まれる領域２７が、ＰＥＴ画像及びＭＲ画像を同時に撮像可能な有効撮像領域となる。この有効撮像領域２７は、円錐の底面を張り合わせた形状になる。
【００３１】
このように、本実施例１に係るＰＥＴ−ＭＲＩ装置１００では、ＭＲＩ画像を撮像可能な有効撮像領域２１、ＰＥＴ画像を撮像可能な有効撮像領域２５ａ及び２５ｂがそれぞれ設定され、さらに、ＭＲＩ画像及びＰＥＴ画像を同時に撮像可能な有効撮像領域２７が設定される。
【００３２】
上述したように、本実施例１に係るＰＥＴ−ＭＲＩ装置１００は、静磁場磁石１と、送信用高周波コイル５と、傾斜磁場コイル３と、受信用高周波コイル７と、計算機１０と、ＰＥＴ検出器１３ａ及び１３ｂと、ＰＥＴ画像再構成部１６とを備える。連続した構造物である静磁場磁石１は、円筒状のボア２２内に静磁場を発生させる。送信用高周波コイル５は、静磁場内に置かれた被検体Ｐに高周波パルスを印加する。傾斜磁場コイル３は、高周波パルスが印加された被検体Ｐに傾斜磁場を印加する。受信用高周波コイル７は、高周波パルス及び傾斜磁場の印加により被検体Ｐから発せられる磁気共鳴信号を検出する。計算機１０は、受信用高周波コイル７により検出された磁気共鳴信号に基づいてＭＲ画像を再構成する。ＰＥＴ検出器１３ａ及び１３ｂは、リング状に形成され、被検体Ｐに投与された陽電子放出核種から放出されるガンマ線を検出する。ＰＥＴ画像再構成部１６は、ＰＥＴ検出器１３ａ及び１３ｂにより検出されたガンマ線に基づいて生成された投影データからＰＥＴ画像を再構成する。そして、ＰＥＴ検出器１３ａとＰＥＴ検出器１３ｂとは、静磁場の磁場中心２０を挟むようにボア２２の軸方向に間隔を開けて配置される。このように、本実施例１では、ＭＲ画像の撮像有効領域となる磁場中心の周辺を避けて、ＰＥＴ検出器１３ａ及び１３ｂが配置される。したがって、本実施例１によれば、ＰＥＴ検出器の影響によるＭＲ画像の画質劣化を抑えることができる。
【００３３】
また、本実施例１では、ＰＥＴ検出器１３ａ及び１３ｂが、送信用高周波コイル５の内周側に設けられる。これにより、送信用高周波コイル５の内周側に撮像用の空間を有する従来のＭＲＩ装置に対して、ＰＥＴ検出器１３ａ及び１３ｂを容易に追加することができるので、ＰＥＴ−ＭＲＩ装置を容易に実現することができる。
【００３４】
また、本実施例１では、移動機構２３が、撮像モードに応じて、ボア２２の軸方向に沿ってＰＥＴ検出器１３ａ及び１３ｂを移動する。これにより、ＰＥＴ画像及びＭＲＩ画像の両方又は一方が撮像される場合に、実施される撮像の種類に応じて、ＰＥＴ検出器１３ａ及び１３ｂを適切な位置に移動することができる。
【００３５】
また、本実施例１では、移動機構２３が、ＰＥＴ画像及びＭＲＩ画像を同時に撮像する撮像モードが実行される場合には、撮像開始前にＰＥＴ検出器１３ａ及び１３ｂを静磁場の磁場中心２０を挟む位置に移動する。これにより、ＰＥＴ画像及びＭＲＩ画像が同時に撮像される場合に、高画質のＭＲ画像を容易に撮像することができる。
【００３６】
また、本実施例１では、移動機構２３が、ＰＥＴ画像のみを撮像する撮像モードが実行される場合には、撮像開始前にＰＥＴ検出器１３ａ及び１３ｂを隣接させるように移動する。これにより、ＰＥＴ画像のみが撮像される場合に、広い撮像領域を確保することができる。
【００３７】
また、本実施例１では、移動機構２３が、ＭＲ画像のみを撮像する撮像モードが実行される場合には、ＰＥＴ検出器１３ａ及び１３ｂを静磁場の外へ移動する。これにより、ＭＲ画像のみが撮像される場合に、ＰＥＴ検出器１３ａ及び１３ｂによる画質劣化が無いＭＲ画像を得ることができる。
【００３８】
また、本実施例１では、移動機構２３が、ＰＥＴ画像を撮像する撮像条件及び／又はＭＲＩ画像を撮像する撮像条件に応じて、ＰＥＴ検出器１３ａ及び１３ｂを移動する。これにより、ＰＥＴ画像及びＭＲ画像の両方又は一方が撮像される場合に、ＰＥＴ検出器１３ａとＰＥＴ検出器１３ｂとの間隔を自動的に設定することができる。
【００３９】
また、本実施例１では、振動緩衝機構２４が、移動機構２３によってＰＥＴ検出器１３ａ及び１３ｂが撮像用の位置に移動された後に、各ＰＥＴ検出器の位置を固定するとともに、傾斜磁場コイル３から各ＰＥＴ検出器に伝わる振動を緩和する。これにより、傾斜磁場コイル３によって生じる機械振動からＰＥＴ検出器１３ａ及び１３ｂを保護することができる。
【００４０】
また、本実施例１では、ＰＥＴ検出器１３ａ及び１３ｂに接続される信号線１４及び電源ケーブル１９が、静磁場の磁場中心２０の周辺を通過しないように配線される。これにより、ＰＥＴ検出器１３ａ及び１３ｂから出力される信号により生じるノイズを抑えることができる。
【００４１】
また、本実施例１では、ＰＥＴ検出器１３ａ及び１３ｂが、検出したガンマ線に関する信号をアナログ信号からデジタル信号に変換した後に、さらに光信号に変換して出力する。これにより、ＰＥＴ検出器１３ａ及び１３ｂから出力される信号により生じるノイズをより確実に抑えることができる。
【００４２】
また、本実施例１では、ＰＥＴ検出器１３ａ及び１３ｂが、検出したガンマ線に関する信号をアナログ信号からデジタル信号に変換した後に、さらに無線信号に変換して出力する。これにより、ＰＥＴ検出器１３ａ及び１３ｂから出力される信号により生じるノイズをより確実に抑えることができる。
【実施例２】
【００４３】
次に、実施例２について説明する。実施例１では、ＰＥＴ検出器１３ａ及び１３ｂが送信用高周波コイル５の内周側に設けられる場合について説明した。これに対し、実施例２では、ＰＥＴ検出器３３ａ及び３３ｂが送信用高周波コイル５の外周側に設けられる場合について説明する。なお、本実施例２に係るＰＥＴ−ＭＲＩ装置の基本的な構成は図１に示したものと同じであり、ＰＥＴ検出器３３ａ及び３３ｂの配置のみが異なる。
【００４４】
図６は、本実施例２に係るＰＥＴ検出器３３ａ及び３３ｂの周辺における各部の配置を示す図である。なお、ここでは、図２に示した各部と同じ機能を果たす部については、同じ符号を付すこととして詳細な説明を省略する。図６に示すように、本実施例２では、ＰＥＴ検出器３３ａ及び３３ｂは、送信用高周波コイル５の外周側に設けられる。この構成は、例えば、体部を撮像する場合に全身用送信用ＲＦコイルを送信用高周波コイル５とし、体部専用の表面コイルを受信用高周波コイル７とする場合などに用いられる。
【００４５】
この構成では、例えば、ＰＥＴ検出器３３ａ及び３３ｂは、静磁場の磁場中心を挟む位置に固定された状態で設けられる。ここで、ＰＥＴ検出器３３ａ及び３３ｂは、実施例１と同様に、傾斜磁場コイル３により生じる振動を緩和する振動緩衝機構を介して、装置に固定されてもよい。例えば、ＰＥＴ検出器３３ａ及び３３ｂは、傾斜磁場コイル３の内周面に振動緩衝機構を介して固定される。これにより、本実施例２でも、傾斜磁場コイル３によって生じる機械振動からＰＥＴ検出器３３ａ及び３３ｂを保護することができる。
【００４６】
このように、本実施例２でも、ＭＲ画像の撮像有効領域となる磁場中心の周辺を避けて、ＰＥＴ検出器３３ａ及び３３ｂが配置される。したがって、本実施例２によれば、実施例１と同様に、ＰＥＴ検出器の影響によるＭＲ画像の画質劣化を抑えることができる。
【実施例３】
【００４７】
次に、実施例３について説明する。実施例３では、上記実施例１又は２で説明したＰＥＴ−ＭＲＩ装置において、被検体Ｐが置かれた天板２ａをボア２２内の軸方向に段階的に移動しながら撮像を繰り返す場合について説明する。このような撮像法は、ステップ・アンド・シュートと呼ばれる。なお、ここでは、実施例１で説明したＰＥＴ−ＭＲＩ装置においてステップ・アンド・シュートが行われる場合について説明する。
【００４８】
図７は、本実施例３に係るステップ・アンド・シュートを説明するための図である。本実施例３に係るステップ・アンド・シュートでは、寝台２が、天板２ａを移動させることで、ボア２２の軸方向に沿って被検体Ｐを移動する。また、計算機１０が、ＰＥＴ検出器１３ｂの略中心位置、ＰＥＴ検出器１３ａとＰＥＴ検出器１３ｂとの間に挟まれた領域の略中心位置、ＰＥＴ検出器１３ａの略中心位置の順で被検体Ｐの撮像部位が段階的に移動するように、寝台２を制御する。
【００４９】
これにより、図７に示すように、被検体Ｐの撮像位置に付けられた受信用高周波コイル７が段階的に移動する。具体的には、受信用高周波コイル７は、ボア２２の軸方向に、ＰＥＴ検出器１３ａの中心とＰＥＴ検出器１３ｂの中心との間隔の半分の距離ｄだけ段階的に移動する。この結果、撮像部位は、ボア２２の軸方向に、ＰＥＴ画像のみが撮像可能な範囲４１、ＭＲＩ画像及びＰＥＴ画像を同時に撮像可能な範囲４２、及び、ＰＥＴ画像のみが撮像可能な範囲４１に順に移動することになる。
【００５０】
そして、例えば、計算機１０は、撮像部位がＰＥＴ検出器１３ａの略中心位置、又は、ＰＥＴ検出器１３ｂの略中心位置に移動した際には、ＰＥＴ画像を撮像するようにＰＥＴ−ＭＲＩ装置１００を制御する。また、計算機１０は、撮像部位がＰＥＴ検出器１３ａとＰＥＴ検出器１３ｂとの間に挟まれた領域の略中心位置に移動した際には、ＰＥＴ画像及びＭＲＩ画像の両方又は一方を撮像するようにＰＥＴ−ＭＲＩ装置１００を制御する。これにより、撮像部位を段階的に移動しながら、ＰＥＴ画像と、ＭＲ画像及びＰＥＴ画像の両方又は一方とを順に撮像することができる。かかる実施例３でも、実施例１及び２と同様に、ＰＥＴ検出器の影響によるＭＲ画像の画質劣化が抑えられる。
【００５１】
なお、上記実施例１〜３では、２つのＰＥＴ検出器１３ａ及び１３ｂが配置される場合について説明した。しかし、ＰＥＴ−ＭＲＩ装置の実施形態はこれに限られない。例えば、ＰＥＴ検出器の数は３つ以上であってもよい。すなわち、３つ以上のＰＥＴ検出器１３ａ及び１３ｂが配置された場合でも、各ＰＥＴ検出器の間に挟まれる領域において、ＰＥＴ画像とＭＲ画像とを同時に撮像することができる。
【００５２】
以上のように、実施例１、２又は３によれば、ＰＥＴ検出器の影響によるＭＲ画像の画質劣化を抑えることが可能なＰＥＴ−ＭＲＩ装置を実現することができる。
【００５３】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００５４】
１ 静磁場磁石
５ 送信用高周波コイル
３ 傾斜磁場コイル
７ 受信用高周波コイル
１０ 計算機
１３ａ，１３ｂ ＰＥＴ検出器
１６ ＰＥＴ画像再構成部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状のボア内に静磁場を発生させる連続した構造物である静磁場磁石と、
前記静磁場内に置かれた被検体に高周波パルスを印加する送信用高周波コイルと、
前記高周波パルスが印加された前記被検体に傾斜磁場を印加する傾斜磁場コイルと、
前記高周波パルス及び前記傾斜磁場の印加により前記被検体から発せられる磁気共鳴信号を検出する受信用高周波コイルと、
前記受信用高周波コイルにより検出された磁気共鳴信号に基づいてＭＲ画像を再構成するＭＲ画像再構成部と、
前記被検体に投与された陽電子放出核種から放出されるガンマ線を検出するリング状の第１の検出部及び第２の検出部と、
前記第１の検出部及び前記第２の検出部により検出されたガンマ線に基づいて生成された投影データからＰＥＴ画像を再構成するＰＥＴ画像再構成部とを備え、
前記第１の検出部と前記第２の検出部とは、前記静磁場の磁場中心を挟むように前記ボアの軸方向に間隔を開けて配置されることを特徴とするＰＥＴ−ＭＲＩ装置。
【請求項２】
前記第１の検出部及び前記第２の検出部は、前記送信用高周波コイルの内周側に設けられることを特徴とする請求項１に記載のＰＥＴ−ＭＲＩ装置。
【請求項３】
前記第１の検出部及び前記第２の検出部は、前記送信用高周波コイルの外周側に設けられることを特徴とする請求項１に記載のＰＥＴ−ＭＲＩ装置。
【請求項４】
撮像モードに応じて、前記ボアの軸方向に沿って前記第１の検出部及び前記第２の検出部を移動する移動部をさらに備えたことを特徴とする請求項１、２又は３に記載のＰＥＴ−ＭＲＩ装置。
【請求項５】
前記移動部は、ＰＥＴ画像及びＭＲＩ画像を同時に撮像する撮像モードが実行される場合には、撮像開始前に前記第１の検出部及び前記第２の検出部を前記静磁場の磁場中心を挟む位置に移動することを特徴とする請求項４に記載のＰＥＴ−ＭＲＩ装置。
【請求項６】
前記移動部は、ＰＥＴ画像のみを撮像する撮像モードが実行される場合には、撮像開始前に前記第１の検出部及び前記第２の検出部を隣接させるように移動することを特徴とする請求項４又は５に記載のＰＥＴ−ＭＲＩ装置。
【請求項７】
前記移動部は、ＭＲ画像のみを撮像する撮像モードが実行される場合には、前記第１の検出部及び前記第２の検出部を前記静磁場の外へ移動することを特徴とする請求項４、５又は６に記載のＰＥＴ−ＭＲＩ装置。
【請求項８】
前記移動部は、ＰＥＴ画像を撮像する撮像条件及び／又はＭＲＩ画像を撮像する撮像条件に応じて、前記第１の検出部及び前記第２の検出部を移動することを特徴とする請求項４〜７のいずれか一つに記載のＰＥＴ−ＭＲＩ装置。
【請求項９】
前記移動部によって前記第１の検出部及び前記第２の検出部が撮像用の位置に移動された後に、各検出部の位置を固定するとともに、前記傾斜磁場コイルから各検出部に伝わる振動を緩和する振動緩衝部をさらに備えることを特徴とする請求項４〜８のいずれか一つに記載のＰＥＴ−ＭＲＩ装置。
【請求項１０】
前記第１の検出部及び前記第２の検出部は、前記静磁場の磁場中心を挟む位置に固定された状態で設けられることを特徴とする請求項１、２又は３に記載のＰＥＴ−ＭＲＩ装置。
【請求項１１】
前記第１の検出部及び前記第２の検出部は、前記傾斜磁場コイルにより生じる振動を緩和する振動緩衝部を介して装置に固定されることを特徴とする請求項１０に記載のＰＥＴ−ＭＲＩ装置。
【請求項１２】
前記第１の検出部及び前記第２の検出部に接続される信号線及び電源線は、前記静磁場の磁場中心の周辺を通過しないように配線されることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一つに記載のＰＥＴ−ＭＲＩ装置。
【請求項１３】
前記第１の検出部及び前記第２の検出部は、検出した前記ガンマ線に関する信号をアナログ信号からデジタル信号に変換した後に、さらに光信号に変換して出力することを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一つに記載のＰＥＴ−ＭＲＩ装置。
【請求項１４】
前記第１の検出部及び前記第２の検出部は、検出した前記ガンマ線に関する信号をアナログ信号からデジタル信号に変換した後に、さらに無線信号に変換して出力することを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一つに記載のＰＥＴ−ＭＲＩ装置。
【請求項１５】
前記被検体が置かれた天板を前記ボアの軸方向に沿って移動させる寝台部と、
前記第１の検出部の略中心位置、前記第１の検出部と前記第２の検出部との間に挟まれた領域の略中心位置、及び、前記第２の検出部の略中心位置に前記被検体の撮像部位が段階的に移動するように前記寝台部を制御し、前記撮像部位が前記第１の検出部又は前記第２の検出部の略中心位置に移動した際には前記ＭＲ画像及び前記ＰＥＴ画像の両方又は一方が撮像されるように制御し、前記撮像部位が前記第１の検出部と前記第３の検出部との間に挟まれた領域の略中心位置に移動した際には前記ＰＥＴ画像が撮像されるように制御する制御部と
をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜１４のいずれか一つに記載のＰＥＴ−ＭＲＩ装置。
【請求項１】
円筒状のボア内に静磁場を発生させる連続した構造物である静磁場磁石と、
前記静磁場内に置かれた被検体に高周波パルスを印加する送信用高周波コイルと、
前記高周波パルスが印加された前記被検体に傾斜磁場を印加する傾斜磁場コイルと、
前記高周波パルス及び前記傾斜磁場の印加により前記被検体から発せられる磁気共鳴信号を検出する受信用高周波コイルと、
前記受信用高周波コイルにより検出された磁気共鳴信号に基づいてＭＲ画像を再構成するＭＲ画像再構成部と、
前記被検体に投与された陽電子放出核種から放出されるガンマ線を検出するリング状の第１の検出部及び第２の検出部と、
前記第１の検出部及び前記第２の検出部により検出されたガンマ線に基づいて生成された投影データからＰＥＴ画像を再構成するＰＥＴ画像再構成部とを備え、
前記第１の検出部と前記第２の検出部とは、前記静磁場の磁場中心を挟むように前記ボアの軸方向に間隔を開けて配置されることを特徴とするＰＥＴ−ＭＲＩ装置。
【請求項２】
前記第１の検出部及び前記第２の検出部は、前記送信用高周波コイルの内周側に設けられることを特徴とする請求項１に記載のＰＥＴ−ＭＲＩ装置。
【請求項３】
前記第１の検出部及び前記第２の検出部は、前記送信用高周波コイルの外周側に設けられることを特徴とする請求項１に記載のＰＥＴ−ＭＲＩ装置。
【請求項４】
撮像モードに応じて、前記ボアの軸方向に沿って前記第１の検出部及び前記第２の検出部を移動する移動部をさらに備えたことを特徴とする請求項１、２又は３に記載のＰＥＴ−ＭＲＩ装置。
【請求項５】
前記移動部は、ＰＥＴ画像及びＭＲＩ画像を同時に撮像する撮像モードが実行される場合には、撮像開始前に前記第１の検出部及び前記第２の検出部を前記静磁場の磁場中心を挟む位置に移動することを特徴とする請求項４に記載のＰＥＴ−ＭＲＩ装置。
【請求項６】
前記移動部は、ＰＥＴ画像のみを撮像する撮像モードが実行される場合には、撮像開始前に前記第１の検出部及び前記第２の検出部を隣接させるように移動することを特徴とする請求項４又は５に記載のＰＥＴ−ＭＲＩ装置。
【請求項７】
前記移動部は、ＭＲ画像のみを撮像する撮像モードが実行される場合には、前記第１の検出部及び前記第２の検出部を前記静磁場の外へ移動することを特徴とする請求項４、５又は６に記載のＰＥＴ−ＭＲＩ装置。
【請求項８】
前記移動部は、ＰＥＴ画像を撮像する撮像条件及び／又はＭＲＩ画像を撮像する撮像条件に応じて、前記第１の検出部及び前記第２の検出部を移動することを特徴とする請求項４〜７のいずれか一つに記載のＰＥＴ−ＭＲＩ装置。
【請求項９】
前記移動部によって前記第１の検出部及び前記第２の検出部が撮像用の位置に移動された後に、各検出部の位置を固定するとともに、前記傾斜磁場コイルから各検出部に伝わる振動を緩和する振動緩衝部をさらに備えることを特徴とする請求項４〜８のいずれか一つに記載のＰＥＴ−ＭＲＩ装置。
【請求項１０】
前記第１の検出部及び前記第２の検出部は、前記静磁場の磁場中心を挟む位置に固定された状態で設けられることを特徴とする請求項１、２又は３に記載のＰＥＴ−ＭＲＩ装置。
【請求項１１】
前記第１の検出部及び前記第２の検出部は、前記傾斜磁場コイルにより生じる振動を緩和する振動緩衝部を介して装置に固定されることを特徴とする請求項１０に記載のＰＥＴ−ＭＲＩ装置。
【請求項１２】
前記第１の検出部及び前記第２の検出部に接続される信号線及び電源線は、前記静磁場の磁場中心の周辺を通過しないように配線されることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一つに記載のＰＥＴ−ＭＲＩ装置。
【請求項１３】
前記第１の検出部及び前記第２の検出部は、検出した前記ガンマ線に関する信号をアナログ信号からデジタル信号に変換した後に、さらに光信号に変換して出力することを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一つに記載のＰＥＴ−ＭＲＩ装置。
【請求項１４】
前記第１の検出部及び前記第２の検出部は、検出した前記ガンマ線に関する信号をアナログ信号からデジタル信号に変換した後に、さらに無線信号に変換して出力することを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一つに記載のＰＥＴ−ＭＲＩ装置。
【請求項１５】
前記被検体が置かれた天板を前記ボアの軸方向に沿って移動させる寝台部と、
前記第１の検出部の略中心位置、前記第１の検出部と前記第２の検出部との間に挟まれた領域の略中心位置、及び、前記第２の検出部の略中心位置に前記被検体の撮像部位が段階的に移動するように前記寝台部を制御し、前記撮像部位が前記第１の検出部又は前記第２の検出部の略中心位置に移動した際には前記ＭＲ画像及び前記ＰＥＴ画像の両方又は一方が撮像されるように制御し、前記撮像部位が前記第１の検出部と前記第３の検出部との間に挟まれた領域の略中心位置に移動した際には前記ＰＥＴ画像が撮像されるように制御する制御部と
をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜１４のいずれか一つに記載のＰＥＴ−ＭＲＩ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−９５８２０（Ｐ２０１２−９５８２０Ａ）
【公開日】平成２４年５月２４日（２０１２．５．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２４５６０６（Ｐ２０１０−２４５６０６）
【出願日】平成２２年１１月１日（２０１０．１１．１）
【出願人】（３０１０３２９４２）独立行政法人放射線医学総合研究所 (149)
【出願人】（５９４１６４５４２）東芝メディカルシステムズ株式会社 (4,066)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月２４日（２０１２．５．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月１日（２０１０．１１．１）
【出願人】（３０１０３２９４２）独立行政法人放射線医学総合研究所 (149)
【出願人】（５９４１６４５４２）東芝メディカルシステムズ株式会社 (4,066)
【Ｆターム（参考）】
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