磁共振診斷裝置的製作方法
2023-09-19 01:20:50 1
專利名稱：磁共振診斷裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及具有SAR(Specific Absorption Rate比吸收率)的安全管理功能的磁共振診斷裝置。
背景技術：
在磁共振診斷裝置(以下稱為MRI裝置)中，使用發送用高頻線圈向攝影部位照射用於引起磁共振的高頻磁場。高頻磁場的共振頻率與MRI裝置的靜磁場強度成比例，例如在1.5T的靜磁場的裝置的情況下，共振頻率為63.8MHz。已知該頻率區域的高頻會加熱被檢體而引起體溫的上升。一般對於人體，由於體幹部分的體溫上升得比皮膚溫度高則會有安全性方面的問題，對於人體，如果體幹溫度超過1℃就有可能引起損害，因此在作為安全規格的IEC規格(IEC 60601-2-33Particular requirements for the safety of magnetic resonanceequipment for medical diagnosis)或JIS規格(JIS Z4951「磁共振圖像診斷裝置-安全」)中，將安全方面的上限值設置為1℃，將由1kg組織吸收的高頻輸出作為SAR(Specific Absorption Rate比吸收率)，來確定上限值。例如，在IEC規格的通常操作模式下，對應於全身的SAR值的上限是2W/kg，對應於頭部的SAR值的上限是3.2W/kg。
例如，在開始攝影前，作為患者姓名、年齡、性別等的患者信息的一部分，由操作者從控制臺(console)輸入患者的體重(kg)。接著，將被檢體定位在MRI裝置的磁鐵架臺2內並從高頻放大器3經由發送用高頻線圈4施加高頻，針對被檢體P的攝影部位決定得到最優的MR信號的高頻條件，使用該條件進行攝影。由於在決定高頻條件時施加的高頻輸出、預先在沒有被檢體的條件下測量的高頻輸出的差是被被檢體吸收的高頻輸出(W)，所以將該值除以預先輸入的患者體重的值成為全身SAR值(W/kg)。在攝影開始前由MRI裝置計算全身SAR值，並顯示在控制臺1的畫面上。在所得到的SAR值超過了上述安全規格的上限值的情況下，將該情況的警告顯示在控制臺1的畫面上，操作者變更攝影條件，或切換到更上的操作模式。
作為通常實施的攝影條件的變更例子，有進行再設置而減少最初設置的多切片(multi-slice)張數。在該情況下無法用一次的多切片數覆蓋必要的攝影區域，而需要2次或2次以上的多次的攝影，產生全體的MRI檢查時間延長的不適合。另外，操作模式的變更是指在安全規格下除了通常操作模式以外，還規定第一次水準管理操作模式和第二次水準管理操作模式，根據對患者的潛在風險和利益的關係而進行醫學的判斷。例如，在第一次水準管理操作模式下，全身SAR值的上限是4W/kg。
現有的MRI裝置的發送用高頻線圈的軸長是50～60cm左右，在將高頻輸出除以包含不受到照射的部分的全部體重而求出SAR值的方法中，作為與小兒不同的與成人對應的SAR值，不一定與實際受到照射的身體部分的SAR值一致。另一方面，通過高速攝影法和高磁場MRI裝置的開發，用於得到診斷力更高的MR圖像的脈衝序列需要更高的SAR值。
因此，在2002年改訂的IEC規格(IEC60601-2-33第2版)中，作為身體部分SAR而追加了以下的規定。
在通常操作模式的情況下，確定為身體部分SAR＝10(W/kg)-(8(W/kg)×(受到照射的患者部分體重)/(患者體重))。根據該式，與受到照射的患者部分體重和患者的體重的比對應地，從2W/kg到10W/kg的範圍的SAR值成為上限。
在只通過現有的全身SAR進行管理的方法中，無法與該身體部分SAR的規定對應，有無法提供更高的診斷信息的問題。進而，即使將心臟等特定部位作為對象縮短發送用高頻線圈長度來限定照射高頻的區域，在現有技術中也無法與其對應。
發明內容
本發明的目的在於在磁共振診斷裝置中提高身體部分SAR的安全管理精度。
本發明的磁共振診斷裝置具備同時輸入被檢體的體重、身高和攝影部位的輸入裝置；在存在上述被檢體的前提下測量發送高頻輸出的裝置；根據上述輸入的體重、身高和攝影部位，推測上述攝影部位的部分體重的裝置；根據上述推測的部分體重、上述測量的發送高頻輸出、脈衝序列，計算SAR的裝置；顯示上述計算出的SAR值的顯示裝置。
根據本發明，能夠在磁共振診斷裝置中提高基於身體部分SAR的安全管理精度。
圖1是表示本實施例的MRI裝置的概要結構的框圖。
圖2是表示本實施例的SAR管理動作的流程的圖。
圖3是表示本實施例的MR室門的標尺的圖。
圖4是表示本實施例的臥臺部件的標尺的圖。
圖5是表示本實施例的攝影部位的選擇畫面的圖。
具體實施例方式
以下，參照附圖，詳細說明本發明的磁共振診斷裝置(MRI裝置)的實施例。
圖1是表示本實施例的MRI裝置的概要結構的框圖。在圓筒狀的磁鐵架臺1內，設置有靜磁場磁鐵2、傾斜磁場線圈5和發送用高頻線圈4。另外，為了說明的方便，而假設z軸與圓筒的長度方向一致，x軸和y軸分別是水平方向和垂直方向。靜磁場磁鐵2例如使用1.5T的超導磁鐵構成，與z軸平行地形成靜磁場。傾斜磁場線圈5設置在靜磁場磁鐵2內，進行圓筒狀的安裝，產生x軸傾斜磁場、y軸傾斜磁場、z軸傾斜磁場。另外，並不限定各個的安裝形狀、類型。發送用高頻線圈4配置在傾斜磁場線圈5的內側，例如成為圓筒狀，產生高頻磁場。發送用高頻線圈4可以採用發送接收兼用高頻線圈。由配置在被檢體P周圍的接收用高頻線圈6檢測通過磁共振產生的MR信號。另外，臥臺具有頂板7，配置在頂板7上的被檢體P被插入到磁鐵架臺2內的攝影空間(形成有成像用磁場的區域)中。
傾斜磁場線圈5經由傾斜磁場電源8與控制部件9連接。另外，傾斜磁場電源8供給在從傾斜磁場線圈5產生磁場時所需要的電流，根據來自控制部件9的控制信號對該電流的大小(磁場的強度)、電流供給的定時(磁場施加定時)等進行控制。發送用高頻線圈4經由高頻放大器3、高頻發送系統11與控制部件9連接。在發送用高頻線圈4和高頻放大器3之間設置用於測量發送高頻輸出的功率測量器17。接收用高頻線圈6經由高頻接收系統12與控制部件9連接。在從發送用高頻線圈4向被檢體P發送高頻磁場時驅動高頻放大器3，在經由接收用高頻線圈6從被檢體P檢測MR信號時驅動高頻接收系統12。
控制部件9與顯示部件14、操作部件15、SAR管理部件13連接。根據體重和身高決定標準體格。根據標準體格大致決定攝影部位的標準部分體重。因此，事先作成與體重、身高和攝影部位對應的標準部分體重的對應表，典型的是存儲到由ROM構成的部分體重推測部件16中。SAR管理部件13根據由部分體重推測部件16根據從操作部件15輸入的體重、身高和攝影部位而推測出的部分體重、由功率測量器17在存在被檢體P的前提下通過高頻脈衝(RF脈衝)的預發送而檢測出的發送高頻輸出、經由操作部件15設置的脈衝序列的高頻脈衝個數等，計算與攝影部位有關的身體部分SAR。另外，SAR管理部件13根據由部分體重推測部件15根據從操作部件15輸入的體重、身高和攝影部位推測出的部分體重、從操作部件15輸入的體重，計算與攝影部位有關的身體部分SAR的上限值。另外，SAR管理部件13將身體部分SAR與上限值進行比較。SAR管理部件13將身體部分SAR與上限值的比較結果等顯示在顯示部件14上。在顯示部件14上顯示被檢體P的MR圖像顯示、攝影條件、全體或身體部分SAR、SAR與上限值的比較結果、用於在計算出的SAR值超過上限值時降低SAR的攝影條件的推薦變更內容。攝影條件的推薦變更內容包含減少基於脈衝序列的多切片個數、增加基於脈衝序列的切片厚度、變更脈衝序列等。
以下，參照圖2，說明本實施例的SAR管理動作。
操作者在開始攝影前通過操作部件15輸入患者信息、攝影條件、安全管理模式(S11)。患者信息包含患者姓名、年齡、性別、以及患者體重和身高。也有在檢查預約時已經輸入了這些信息的情況。在表格(醫療記錄)等中也記載了體重和身高的情況下，從操作部件15的鍵盤原樣地輸入其值，但在沒有這些信息的情況下，在開始MR檢查之前用體重計、身高計等進行測量，並從操作部件15的鍵盤輸入其值。攝影條件包含攝影部位、脈衝序列的種類、多切片個數、切片厚度等。也有在從患者的負責醫生委託檢查時指定了這些條件的情況，也有在各設施處決定的情況、在攝影時由醫生決定的情況。操作者根據這些狀況輸入必要的攝影的條件。在安全管理模式下，有SAR的上限值的計算方法不同的通常模式、第一次水準管理操作模式、第二次水準管理操作模式的選擇分支，可以選擇任意的模式。
在這些輸入操作(S11)結束後，將被檢體P載置到臥臺的頂板7上，插入到磁鐵架臺1內，進行為了攝影的定位。一般使攝影部位的中心與磁鐵架臺1的中心一致。在開始攝影之前在所設置的位置上，根據控制部件9的控制，檢索發送高頻脈衝(RF脈衝)的最優條件。在斷續地向被檢體P施加時間積分值不同的多個RF脈衝的同時，在每次施加RF脈衝時都經由接收用高頻線圈6接收來自被檢體P的MR信號(S12)。將與在磁化旋轉翻轉為最接近90°的翻轉角的狀態下所產生的強度最高的MR信號對應的RF脈衝的時間積分值選擇為最優條件。另外，每次施加RF脈衝時用功率測量器17測量發送高頻輸出(S13)。選擇在施加與強度最高的MR信號對應的RF脈衝時所測量的發送高頻輸出。
接著S12、S13之後，根據從操作部件15輸入的體重、身高和攝影部位推測部分體重(S14)。實際上，從部分體重推測部件16向SAR管理部件13供給與從操作部件15輸入的體重、身高和攝影部位對應的部分體重。另外，在S15中，根據從操作部件15輸入的體重、推測出的部分體重，通過與在S11中選擇出的安全管理模式對應的計算式，由SAR管理部件13計算對應的攝影部位的部分SAR的上限值。另外，在SAR管理部件13中，作為通過施加單一的90°高頻脈衝所產生的被檢體的吸收能量，而計算在事前沒有將被檢體P插入到架臺1內的不存在被檢體的情況下所測量的高頻輸出、將被檢體P插入到架臺1內的存在被檢體的情況下所檢測到的RF脈衝的發送高頻輸出之間的差。由SAR管理部件13根據通過施加單一的90°高頻脈衝而產生的吸收能量、在S11中指定的脈衝序列的90°高頻脈衝的個數、180°高頻脈衝的個數、其他高頻脈衝的個數，計算對被檢體的總吸收能量(S16)。通過將總吸收能量2除以推測出的部分體重，而在SAR管理部件13中計算與攝影部分對應的部分SAR(S17)。
在SAR管理部件13中，將在S17中計算出的部分SAR與在S15中計算出的上限值比較(S18)。在部分SAR小於上限值時(YES)，控制部件9將在S17中計算出的部分SAR、在S15中計算出的上限值、攝影許可信息顯示在顯示部件14上(S19)，同時等待從操作部件15輸入脈衝序列的執行觸發。在從操作部件15輸入了脈衝序列的執行觸發時，在對S11的脈衝序列進行了最優化的高頻脈衝下執行(S20)。
在部分SAR大於等於上限值時(NO)，控制部件9將在S17中計算出的部分SAR、在S15中計算出的上限值、攝影禁止信息、脈衝序列變更指導(guide)顯示在顯示部件14上(S21)。脈衝序列變更指導包含將脈衝序列自身變更為其他種類的脈衝序列、減少多切片個數、增加切片厚度。在經由操作部件15變更了脈衝序列時(S22)，依照變更後的脈衝序列，用與S17一樣的計算方法再次計算(修正)部分SAR(S23)。
直到在S23中修正了的部分SAR小於上限值為止，循環進行S21～S23。
以下，詳細說明本實施例的SAR值的求取方法。首先，以IEC60601-2-33第2版為例子，說明MRI裝置的安全規格中的SAR的定義及其上限值。對於SAR，在被被檢體吸收的單位質量的高頻輸出中，其單位為「W/kg」。SAR與攝影部位對應地，分為全身SAR、身體部分SAR、頭部SAR、局部SAR。在全身攝影的情況下使用全身SAR，在頭部的攝影的情況下使用頭部SAR，在使用發送接收用表面線圈等攝影身體的小區域的情況下使用局部SAR，並且只在該情況下是身體組織10g全部的平均值。身體部分SAR是從IEC規格第2版引入的項目，是由發送用高頻線圈照射的身體部分的重量全部的平均值。對於這些上限值，例如在通常操作模式下，全身SAR上限值為2W/kg，頭部SAR上限值為3.2W/kg，局部SAR上限值在頭部和體幹部分為10W/kg，在四肢為20W/kg，身體部分SAR上限值為10-8×(受到照射的患者部分體重/患者體重)W/kg。
作為操作模式，除了通常操作模式以外，還定義了第一次水準管理操作模式、第二次水準管理操作模式，並分別確定了SAR上限值。這些上限值的目的在於將由於高頻加熱而體幹部分和因血流而冷卻效果小的水晶體等的溫度上升抑制為1℃以下。在對全身施加高頻的情況下，如果將所吸收的高頻輸出除以被檢體的體重，則得到全身SAR值，在只對頭部施加高頻的情況下，如果根據人體的標準數據推測頭部重量並將高頻輸出除以該頭部重量，則求出頭部SAR值。對於成人其頭部重量幾乎是一定值，比較容易推測。但只根據體重信息難以推測出身體部分SAR值。
在本實施例中，不只是體重，也同時使用人體的標準數據，根據攝影部位(例如胸部、腹部、下腹部、大腿部分等)、被檢體的身高來推測照射高頻的身體部分的部分重量，並根據它推測身體部分SAR值。由於推測值當然有誤差，所以需要在安全側將上限值設置為降低該量。由此，如上所說明的那樣，在通常攝影模式下，在對全身照射高頻的情況下的全身SAR上限值是2W/kg，但例如在向體重的1/2的部分照射高頻的情況下，在與相同的高頻對應的安全性下容許進行直到6W/kg的照射。由此，通過更高速的攝影、增加多切片個數來縮短攝影時間、用高b值收集擴散圖像等，能夠得到高診斷信息。現在的發送用高頻線圈的長度是60cm左右，對於除了嬰兒、兒童等身高低的被檢體以外的成人，難以一次就對全身照射高頻，可以認為適用身體部分SAR是現實的。當然，在身高低並且選擇胸腹部作為攝影部位的情況下，當然可以在MRI裝置側適用全身SAR。
對於輸入的身高數據，有以下的方法。
(1)從操作部件15的鍵盤以數值形式輸入身高。
(2)從顯示在操作部件15的輸入畫面上的多個身高範圍中選擇適當的範圍(例如，如150～159cm、160～169cm......那樣，用每10cm的身高範圍按鍵進行選擇)。
(3)從設施的患者資料庫電子地進行輸入。
在MR室中，作為測量身高的方法，有以下的方法。
(1)用身高計進行測量。
(2)在MR室的門邊上貼上標尺(身高測量用尺子)20，在患者進入室內時通過目視測量身高(圖3)。
(3)在臥臺頂板7的表面貼上標尺20，在將患者載置到臥臺上時通過目視測量身高(圖4)。
作為選擇攝影部位的方法，如圖5所示，從顯示在顯示部件14的畫面上的攝影部位的選擇圖中選擇目標攝影部位。對於脈衝時序也一樣地通過操作臺畫面或開關，包含有關係的參數地進行選擇。
對於根據以上的體重、身高、攝影部位和所吸收的高頻輸出而得到的SAR值，在用選擇出的脈衝序列開始攝影之前，在操作臺的畫面上顯示SAR的種類(全身、身體部分、頭部、四肢)、SAR值，同時在該SAR值超過上述安全規格的上限值的情況下顯示該情況，並顯示用於緩和SAR值的各參數的推薦變更內容。具體地說，減少多切片個數並增加攝影次數，或者增加切片厚度、或者選擇其他的脈衝序列。另外，在通過一連串的攝影覆蓋了廣的區域地進行了全身攝影或下肢攝影的情況下，顯示對每個攝影區域求出的身體部分SAR的最大值。
如以上詳細說明那樣，根據本實施例，根據被檢體的體重、身高、攝影部位和所吸收的高頻輸出來求出身體部分SAR，由此管理MRI裝置的攝影條件，從而提供一種在確保了必要的安全性的基礎上能夠得到更高診斷性能並且高效率的攝影的MRI裝置。
另外，本發明並不只限於上述實施例，在設施階段，在不脫離其宗旨的範圍內可以對構成要素進行變形並具體化。另外，通過適當地組合上述實施例所揭示的多個構成要素，能夠形成各種發明。例如，可以從實施例所示的全部構成要素中刪除幾個構成要素。進而，也可以適當地組合不同的實施例所示的構成要素。
權利要求
1.一種磁共振診斷裝置，其特徵在於包括同時輸入被檢體的體重、身高和攝影部位的輸入裝置；在存在上述被檢體的情況下測量發送高頻輸出的裝置；根據上述輸入的體重、身高和攝影部位，推測上述攝影部位的部分體重的裝置；根據上述推測出的部分體重、上述測量的發送高頻輸出、脈衝序列，計算SAR的裝置；顯示上述計算出的SAR值的顯示裝置。
2.根據權利要求1所述的磁共振診斷裝置，其特徵在於從外部的患者資料庫接收上述被檢體的體重和身高。
3.根據權利要求1所述的磁共振診斷裝置，其特徵在於通過數值輸入上述被檢體的體重和身高。
4.根據權利要求1所述的磁共振診斷裝置，其特徵在於從多個身高範圍中選擇上述被檢體的體重和身高。
5.根據權利要求1所述的磁共振診斷裝置，其特徵在於從多個部位範圍中選擇上述攝影部位。
6.根據權利要求1所述的磁共振診斷裝置，其特徵在於上述推測部分體重的裝置具有存儲與上述體重、身高和攝影部位對應的標準部分體重的對應表的存儲部件。
7.根據權利要求1所述的磁共振診斷裝置，其特徵在於還包括根據上述輸入的體重和上述推測出的部分體重，計算上述SAR的上限值的裝置；將上述計算出的SAR值與上述上限值進行比較的裝置。
8.根據權利要求7所述的磁共振診斷裝置，其特徵在於上述顯示裝置同時顯示上述計算出的SAR值、上述計算出的SAR值與上述上限值的比較結果。
9.根據權利要求8所述的磁共振診斷裝置，其特徵在於在上述計算出的SAR值超過上述上限值時，在上述顯示裝置上同時顯示表示上述計算出的SAR超過上述上限值的信息、攝影條件的推薦變更內容。
10.根據權利要求9所述的磁共振診斷裝置，其特徵在於上述推薦變更內容包含基於上述脈衝序列的多切片個數的減少。
11.根據權利要求9所述的磁共振診斷裝置，其特徵在於上述推薦變更內容包含基於上述脈衝序列的切片厚度的增加。
12.根據權利要求9所述的磁共振診斷裝置，其特徵在於上述推薦變更內容包含上述脈衝序列的變更。
13.根據權利要求1所述的磁共振診斷裝置，其特徵在於上述推測部分體重的裝置在上述輸入的身高小於等於發送用高頻線圈的軸長度並且上述輸入的攝影部位是胸部或腹部時，代替上述部分SAR而計算全身SAR。
14.根據權利要求1所述的磁共振診斷裝置，其特徵在於上述推測部分體重的裝置在分為多次地對廣區域進行一連串的攝影時，選擇對每個部分求出的部分SAR的最大值。
15.根據權利要求1所述的磁共振診斷裝置，其特徵在於還包括貼在用於載置上述被檢體的臥臺部件上的標尺。
16.根據權利要求1所述的磁共振診斷裝置，其特徵在於還包括貼在MR攝影室的出入口旁邊的標尺。
全文摘要
本發明提供一種提高基於身體部分SAR的安全管理的精度的磁共振診斷裝置。本發明的磁共振診斷裝置具備同時輸入被檢體的體重、身高和攝影部位的操作部件；在存在被檢體的情況下測量發送高頻輸出的功率測量部件；根據輸入的體重、身高和攝影部位，推測攝影部位的部分體重的部分體重推測部件；根據推測出的部分體重、測量出的發送高頻輸出、脈衝序列，計算SAR的SAR管理部件；顯示計算出的SAR值的顯示部件。
文檔編號G01N24/00GK1742675SQ20051009941
公開日2006年3月8日 申請日期2005年8月29日 優先權日2004年8月30日
發明者杉本博 申請人:株式會社東芝, 東芝醫療系統株式會社