CN115003222A - 测定装置、检测装置以及测定方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种测定方法、检测装置及测定装置，该测定装置包括：偏转磁场施加部、多个磁场检测元件、计算部以及图像信息输出部，该偏转磁场施加部经由线圈向测定对象的一部分施加具有预定频率、且与作为地磁的磁场方向的第一方向不同的第二方向的偏转磁场；该多个磁场检测元件配置在测定对象的周围，分别检测基于由于施加偏转磁场而在测定对象的一部分中产生并传播的电磁波的磁场的大小；该计算部基于多个磁场检测元件的检测结果，计算在测定对象的内部、电磁波传播到的区域的至少一部分的阻抗分布；该图像信息输出部基于阻抗分布，生成并输出表示测定对象的内部的信息的图像。

Description

测定装置、检测装置以及测定方法
技术领域
本发明涉及一种对测定对象的内部信息进行测定的测定装置、检测装置以及测定方法。
背景技术
已知一种磁共振成像法(MRI：Magnetic Resonance Imaging)，该磁共振成像法利用核磁共振现象来将生物体的内部的信息作为断层图像输出。此外，已知一种小型且高灵敏度的磁传感器(例如，参见专利文献1和2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：特许第6506466号公报
专利文献2：特许第5839527号公报
发明内容
发明要解决的课题
MRI从外部向作为测定对象的生物体施加静磁场，使生物体宏观地磁化。由此，构成生物体的原子进行进动运动，因此，当照射具有与该进动运动的拉莫尔频率一致的频率的电磁波的脉冲时，发生共振，该进动运动的转速发生变化(核磁共振现象)。而且，当停止电磁波的脉冲照射时，原子的进动运动恢复到平衡态。由于直到恢复到平衡态为止的过程(弛豫现象)因原子而异，因此MRI将这种弛豫现象的差异生成为图像，并将该图像作为生物体的断层图像输出。
这样，在MRI中，观测直到原子的进动运动恢复到平衡态为止的弛豫现象，因此至少要经过弛豫时间才能输出测定结果。另一方面，为了检测生物体内的异常，期望获得生物体的不同位置处的多个断层图像来进行判断，即使仅对生物体的一部分进行正常或异常的判定，有时也需要几十分钟至1小时以上的测定时间。
因此，本发明是鉴于这些方面而完成的，其目的在于能够以简单的结构高速地获得生物体的内部的信息。
解决课题的手段
在本发明的第一方面中，提供一种测定装置，该测定装置包括：偏转磁场施加部、多个磁场检测元件、计算部以及图像信息输出部；该偏转磁场施加部经由线圈向测定对象的一部分施加具有预定频率、且与作为地磁的磁场方向的第一方向不同的第二方向的偏转磁场；该多个磁场检测元件配置在所述测定对象的周围，分别检测基于由于施加所述偏转磁场而在所述测定对象的一部分中产生并传播的电磁波的磁场的大小；该计算部基于多个所述磁场检测元件的检测结果，计算在所述测定对象的内部、所述电磁波传播到的区域的至少一部分的阻抗分布；该图像信息输出部基于所述阻抗分布，生成并输出表示所述测定对象的内部的信息的图像。
在本发明的第二方面中，提供一种测定装置，该测定装置包括：静磁场施加部、偏转磁场施加部、多个磁场检测元件、计算部以及图像信息输出部；该静磁场施加部向测定对象施加第一方向的大小恒定的静磁场；该偏转磁场施加部经由线圈向所述测定对象的一部分施加具有预定频率、且与所述第一方向不同的第二方向的偏转磁场；该多个磁场检测元件配置在所述测定对象的周围，分别检测基于由于施加所述偏转磁场而在所述测定对象的一部分中产生并传播的电磁波的磁场的大小；该计算部基于多个所述磁场检测元件的检测结果，计算在所述测定对象的内部、所述电磁波传播到的区域的至少一部分的阻抗分布；该图像信息输出部基于所述阻抗分布，生成并输出表示所述测定对象的内部的信息的图像。
也可以是，所述静磁场施加部被设置成能够改变向所述测定对象施加的所述静磁场的大小，所述计算部针对所述静磁场的各大小计算所述阻抗分布。
所述测定装置还可以包括弛豫检测元件和MR图像生成部，该弛豫检测元件检测由于施加所述偏转磁场而在所述测定对象的一部分中产生的所述电磁波的弛豫现象，该MR图像生成部基于所述弛豫检测元件的检测结果，生成并输出作为所述测定对象的内部的断层图像的磁共振图像。所述测定装置还可以包括确定部，该确定部基于由所述图像信息输出部生成的、表示所述测定对象的内部的信息的一个或多个所述图像，确定应获取磁共振图像的所述测定对象的内部的部位。
也可以是，所述偏转磁场施加部具有多个磁场产生线圈，并朝向所述测定对象的一部分施加朝向与所述第一方向不同的多个方向的多个所述偏转磁场。
所述测定装置还可以包括搭载部和移动部，该搭载部具有包围所述测定对象的环形状或者环的一部分的形状，并搭载有多个所述偏转磁场施加部，该移动部在保持由多个所述偏转磁场施加部产生的所述偏转磁场相对于所述测定对象的方向的状态下，使所述搭载部向预定方向移动。
所述搭载部可以搭载多个所述磁场检测元件的至少一部分。
在本发明的第三方面中，提供一种检测装置，该检测装置设置于MR图像测定装置，该MR图像测定装置包括：静磁场施加部、偏转磁场施加部、弛豫检测元件以及MR图像生成部；该静磁场施加部向测定对象施加第一方向的大小恒定的静磁场；该偏转磁场施加部经由线圈向所述测定对象的一部分施加具有预定频率、且与所述第一方向不同的第二方向的偏转磁场；该弛豫检测元件检测由于施加所述偏转磁场而在所述测定对象的一部分中产生的电磁波、和所产生的电磁波的弛豫现象；该MR图像生成部基于所述弛豫检测元件的检测结果，生成并输出作为所述测定对象的内部的断层图像的磁共振图像，该检测装置包括：多个磁场检测元件、计算部以及图像信息输出部；该多个磁场检测元件配置在所述测定对象的周围，分别检测基于由于施加所述偏转磁场而在所述测定对象的一部分中产生并传播的电磁波的磁场的大小；该计算部基于多个所述磁场检测元件的检测结果，计算在所述测定对象的内部、所述电磁波传播到的区域的至少一部分的阻抗分布；该图像信息输出部基于所述阻抗分布，生成并输出表示所述测定对象的内部的信息的图像。
该检测装置还可以包括确定部，该确定部基于由所述图像信息输出部生成的、表示所述测定对象的内部的信息的一个或多个所述图像，确定应获取磁共振图像的所述测定对象的内部的部位。
在本发明的第四方面中，提供一种测定方法，该测定方法包括以下的步骤：经由线圈向测定对象的一部分施加具有预定频率、且与作为地磁的磁场方向的第一方向不同的方向的偏转磁场；在所述测定对象的周围，分别检测基于由于施加所述偏转磁场而在所述测定对象的一部分中产生并传播的电磁波的磁场的大小；基于传播的电磁波的检测结果，计算在所述测定对象的内部、所述电磁波传播到的区域的至少一部分的阻抗分布；以及基于所述阻抗分布，生成并输出表示所述测定对象的内部的信息的图像。
在本发明的第五方面中，提供一种测定方法，该测定方法包括以下的步骤：向测定对象施加第一方向的大小恒定的静磁场；经由线圈向所述测定对象的一部分施加具有预频率、且与所述第一方向不同的第二方向的偏转磁场；在所述测定对象的周围，分别检测基于由于施加所述偏转磁场而在所述测定对象的一部分中产生并传播的电磁波的磁场的大小；基于传播的电磁波的检测结果，计算在所述测定对象的内部、所述电磁波传播到的区域的至少一部分的阻抗分布；以及基于所述阻抗分布，生成并输出表示所述测定对象的内部的信息的图像。
该测定方法还可以包括以下的步骤：基于生成的表示所述测定对象的内部的信息的一个或多个所述图像，确定应获取磁共振图像的所述测定对象的内部的部位；向所述测定对象施加所述静磁场；经由线圈向所确定的所述测定对象的部位施加具有预定频率、且与所述第一方向不同的方向的所述偏转磁场；检测由于所述偏转磁场的施加而在所述测定对象的部位产生的所述电磁波、和所产生的所述电磁波的弛豫现象；以及基于所产生的所述电磁波和所述电磁波的所述弛豫现象的检测结果，生成并输出作为所述测定对象的内部的断层图像的磁共振图像。
发明效果
根据本发明，能够得到以简单的结构高速地获取生物体的内部的信息的效果。
附图说明
图1将本实施方式所涉及的测定装置100的结构示例与测定对象10一起示出。
图2将本实施方式所涉及的搭载部140和控制部160的结构示例与测定对象10一起示出。
图3将本实施方式所涉及的测定装置100的变形例与测定对象10一起示出。
图4示出了图3所示的本变形例的测定装置100的操作流程的一个示例。
图5将本实施方式所涉及的检测装置400的结构示例与MR图像测定装置300一起示出。
具体实施方式
<测定装置100的结构示例>
图1将本实施方式所涉及的测定装置100的结构示例与测定对象10一起示出。测定装置100将测定对象10的内部的信息作为断层图像输出。测定装置100向施加了静磁场的测定对象10施加偏转磁场，并基于与偏转磁场的施加相应地产生的电磁波，获取该测定对象10的内部的信息。测定对象10例如是人体等生物体。在本实施方式中，将对测定对象10为人体的示例进行说明。测定装置100包括静磁场施加部110、偏转磁场施加部120、磁场检测元件130、搭载部140、移动部150、控制部160以及显示部170。
静磁场施加部110向测定对象10施加第一方向的大小恒定的静磁场。图1示出了作为测定对象10的人体直立于与XY面平行的地面的示例。在图1中，第一方向作为与Z方向大致平行的方向而示出。其中，Z方向是人体的身高方向即与地面垂直的方向。静磁场施加部110例如向整个测定对象10施加大小与在MRI等中使用的静磁场的大小相同程度、即几T(特斯拉)的静磁场。此外，静磁场施加部110也可以施加大小小于几T的静磁场。例如，静磁场施加部110向测定对象10施加大小大于地磁的大小、即100μT以上的静磁场。静磁场施加部110例如具有亥姆霍兹线圈。
偏转磁场施加部120经由线圈向测定对象10的一部分施加具有预定频率、且与第一方向不同的第二方向的偏转磁场。其中，预定频率是基于由静磁场施加部110输出的静磁场的大小而设定的，例如是从几kHz左右到几百kHz左右的频率。
此外，第二方向是基于测定对象10的要观测的区域而确定的，并且是与第一方向不同的一个或多个方向。偏转磁场施加部120例如朝向测定对象10的一部分施加朝向与第一方向不同的一个或多个方向的、一个或多个偏转磁场。
偏转磁场施加部120具有一个或多个磁场产生线圈。作为一个示例，磁场产生线圈是亥姆霍兹线圈。偏转磁场施加部120优选能够向测定对象10施加各种方向的偏转磁场。偏转磁场施加部120至少设置有6个，以便能够在例如±X方向、±Y方向、±Z方向这6个方向上施加偏转磁场。
在这种情况下，优选6个偏转磁场施加部120被配置成通过控制从各自输出的偏转磁场的大小，能够向测定对象10的任意部位施加各种大小以及方向的偏转磁场。此外，每个偏转磁场施加部120可以可移动地设置，以便能够对测定对象10的各种部位施加偏转磁场。
磁场检测元件130被配置在测定对象10的周围，分别检测基于由于施加偏转磁场而在测定对象10的一部分中产生并传播的电磁波的磁场的大小。优选的是，以包围测定对象10的方式配置多个磁场检测元件130。磁场检测元件130例如是能够以nT(纳特斯拉)、pT(皮特斯拉)和fT(飞特斯拉)为单位检测微弱磁场的高灵敏度磁传感器。
搭载部140搭载偏转磁场施加部120的至少一部分。搭载部140例如具有包围测定对象10的环形状或者环的一部分的形状，并搭载多个偏转磁场施加部120。此外，搭载部140搭载多个磁场检测元件130的至少一部分。图1示出了搭载部140搭载有偏转磁场施加部120的一部分和全部磁场检测元件130的示例。
利用这样的搭载部140，偏转磁场施加部120能够从多个偏转磁场施加部120朝向测定对象10的一部分施加朝向与第一方向不同的多个方向的多个偏转磁场。此外，多个磁场检测元件130能够分别检测由于施加多个偏转磁场而朝向多个方向产生的磁场。
移动部150在保持多个偏转磁场施加部120产生的偏转磁场相对于测定对象10的方向的状态下，使搭载部140向预定方向移动。移动部150使搭载部140相对于测定对象10在平行方向或垂直方向上相对地移动。图1示出了移动部150使搭载部140在第一方向上移动的示例。移动部150优选能够移动搭载部140，以便能够在从人体的脚尖到头顶部的指定部位施加偏转磁场。此外，移动部150也可以以使搭载部140以测定对象10为中心进行旋转的方式移动。
另外，搭载部140也可以具有包围测定对象10的筒状的形状。搭载部140例如具有沿第一方向延伸的圆筒形状。在这种情况下，可以在搭载部140的多个不同的位置设置偏转磁场施加部120以及磁场检测元件130。而且，例如，在搭载部140的大小覆盖测定对象10的程度的情况下，优选配置多个偏转磁场施加部120，以便能够在从人体的脚尖到头顶部的指定部位施加偏转磁场。作为一个示例，筒状的搭载部140是具有包围测定对象10的多个环形状或者环的一部分的形状。在这种情况下，由于不移动搭载部140就能向测定对象10的任意部位施加偏转磁场，因此也可以没有移动部150。
控制部160控制静磁场施加部110、偏转磁场施加部120、磁场检测元件130、搭载部140以及移动部150的操作。控制部160例如控制静磁场施加部110的静磁场的施加定时以及偏转磁场施加部120的偏转磁场的施加定时。控制部160控制磁场检测元件130的检测定时。此外，控制部160控制移动部150，从而使搭载部140移动。此外，控制部160获取由磁场检测元件130检测出的检测结果。控制部160基于所获得的检测结果生成测定对象10的断层图像。控制部160例如是服务器等计算机。
<搭载部140和控制部160的结构示例>
图2将本实施方式所涉及的搭载部140和控制部160的结构示例与测定对象10一起示出。图2的搭载部140及测定对象10示出了与图1的XY面平行的面上测定装置100的剖面的结构示例。如图1中说明所述，搭载部140搭载有多个偏转磁场施加部120和多个磁场检测元件130。
搭载部140例如沿着环形状的周向，每隔预定间隔设置有偏转磁场施加部120以及磁场检测元件130。偏转磁场施加部120被配置成能够在预定方向上施加偏转磁场。另外，磁场检测元件130被配置成能够检测由测定对象10产生的磁场。
控制部160在由静磁场施加部110向测定对象10施加静磁场的期间，使得由偏转磁场施加部120向测定对象10施加偏转磁场。由此，在测定对象10宏观地磁化的状态下，施加偏转磁场。因此，与MRI的操作相同，如果偏转磁场的频率与构成测定对象10的原子的进动运动的拉莫尔频率一致，则发生核磁共振现象。即，构成测定对象10的原子中的被偏转磁场照射的原子的进动运动的转速发生变化。由于这样的进动变化，由被偏转磁场照射的原子产生与平衡态不同的电磁波。
根据原子的种类、原子的密度、静磁场的大小、偏转磁场的频率等，来决定是否发生这样的原子的核磁共振。例如，在静磁场的大小为0.1T至2T左右(即在MRI中使用的程度)的磁场强度的情况下，通过将偏转磁场的频率设为几百kHz左右，能够产生人体内的氢原子的核磁共振。此外，在静磁场的大小为几十μT的地磁程度的磁场强度的情况下，通过将偏转磁场的频率设为几kHz左右，能够产生人体内的氢原子的核磁共振。
磁场检测元件130检测根据这种核磁共振产生的电磁波的磁场分量。另外，偏转磁场施加部120例如向测定对象10的局部部位施加偏转磁场。在测定对象10的局部部位，产生与偏转磁场对应的涡电流。涡电流是大小与局部部位的阻抗对应的电流。然后，产生与所产生的涡电流相应的磁场。磁场检测元件130检测这样产生的磁场的大小。这样，由磁场检测元件130检测的磁场的大小，是基于受到从施加有偏转磁场的部位到磁场检测元件130的路径的电特性的影响、而传播的电磁波的值。其中，从施加有偏转磁场的部位到磁场检测元件130的路径的电特性例如是人体内的脏器、器官等的阻抗。
即，由磁场检测元件130检测到的磁场的大小与电磁波穿过的人体内部的信息相对应。因此，控制部160控制由偏转磁场施加部120输出的磁场的大小，从而向测定对象10的多个部位施加偏转磁场，针对施加有偏转磁场的每个部位获取磁场检测元件130的检测结果。由此，控制部160能够获取与测定对象10的内部的阻抗分布相对应的磁场的检测结果。控制部160通过分析这种检测结果，能够将测定对象10内部的信息生成为图像。上述控制部160例如包括存储部162、计算部164和图像信息输出部166。
存储部162存储由磁场检测元件130检测出的检测结果。此外，存储部162也可以分别存储由测定装置100在操作的过程中生成(或利用)的中间数据、计算结果、阈值以及参数等。并且，存储器162还可以根据测定装置100内的各部件的请求来向请求源提供所存储的数据。
存储部162也可以储存服务器等作为控制部160发挥作用的操作系统(OperatingSystem，OS)以及程序等信息。此外，存储部162也可以存储包括在该程序被执行时所参照的数据库的各种信息。例如，服务器等计算机通过执行存储在存储部162中的程序，作为存储部162、计算部164和图像信息输出部166的至少一部分而发挥功能。
存储部162例如包括保存计算机等基本输入输出系统(Basic Input OutputSystem，BIOS)等的只读存储器(Read Only Memory，ROM)以及成为作业区域的随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)。此外，存储部162也可以包括硬盘驱动器(Hard DiskDrive，HDD)和/或固态硬盘(Solid State Drive，SSD)等大容量存储装置。并且，计算机也可以进一步包括图形处理单元(Graphics Processing Unit，GPU)等。
计算部164基于多个磁场检测元件130的检测结果，计算在测定对象10的内部、电磁波传播到的区域的至少一部分的阻抗分布。计算部164例如通过比较和分析从多个部位传播的电磁波各自的磁场的大小，来分别计算多个部位之间的阻抗。作为一个示例，计算部164使用二维傅里叶变换等，计算人体内部的阻抗分布。
图像信息输出部166基于阻抗分布生成并输出表示测定目标10的内部的信息的图像。计算部164和图像信息输出部166使用已知的图像重构方法作为计算机断层摄影，以生成人体内部的断层图像。另外，由于图像重构方法是已知的技术，因此在此省略其详细的说明。此外，图像信息输出部166也可以基于二维断层图像来生成三维图像。图像信息输出部166在显示装置等上显示所生成的图像。此外，图像信息输出部166还可以将所生成的图像存储在存储部162中。并且，图像信息输出部166可以通过网络等将所生成的图像存储在外部数据库等中。
如上所述，本实施方式所涉及的测定装置100能够将人体等生物体内的阻抗分布作为断层图像输出。由于人体内部的阻抗根据脏器、器官等而不同，因此能够通过由测定装置100输出的断层图像来容易地确认人体内部的状态等。
上述测定装置100向测定对象10施加静磁场以及偏转磁场而产生核磁共振现象，检测基于该核磁共振现象产生的电磁波。由于这种测定装置100计算阻抗分布而不像MRI等那样观测直到核磁共振现象恢复到平衡态为止的弛豫现象，因此可以更高速地输出测定对象10内部的断层图像。此外，在脏器等中产生的癌等肿瘤有时会变化为与脏器的阻抗不同的阻抗。因此，通过使用测定装置100，能够容易地观测并判别难以通过MRI观测到的脏器的正常状态以及异常状态等。
如上所述，测定装置100通过检测根据在测定对象10的内部产生的核磁共振现象而传播的电磁波，从而将测定对象10的内部的信息作为图像输出。因此，如果能够检测电磁波，则也可以使由静磁场施加部110向测定对象10施加的静磁场的大小小于达到MRI等所使用的几T那样的静磁场的大小。
在这种情况下，磁场检测元件130应检测的磁场的大小与静磁场的大小成比例地减小。但是，如专利文献1和2等所述，由于高灵敏度的磁传感器是已知的，因此可以将由静磁场施加部110输出的静磁场的大小降低至mT到几百μT左右。由此，测定装置100能够在不使用产生几T这样的强磁场的高价且大型的磁场产生装置的情况下，以小型且廉价地输出测定对象10内部的断层图像。
另外，作为高灵敏度磁传感器，例如，也已知光泵磁力仪、超导量子干涉器件电导SQUID等具有fT程度以下的单位的高灵敏度。如上所述，在将能够检测pT以下的单位的微弱磁场的高灵敏度磁传感器用作磁场检测元件130的情况下，能够进一步减小由静磁场施加部110输出的静磁场的大小。
例如，静磁场施加部110也可以将输出的静磁场的大小降低到与地磁相同程度的大小左右。在这种情况下，测定装置100也可以使用地磁作为第一方向的大小恒定的静磁场。然后，偏转磁场施加部120向被地磁磁化了的测定对象10的一部分施加作为与地磁的磁场方向的第一方向不同的第二方向的偏转磁场。
在这种测定装置100中，可以省略静磁场施加部110，能够进一步减小装置的规模。另外，测定装置100还可以具有固定部，该固定部能够以使作为地磁方向的第一方向与测定对象10的预定方向一致的方式，在将测定对象10固定的状态下移动。此外，这种固定部也可以具有床等，以便能够在人体处于躺着的状态下进行固定。
在上述本实施方式所涉及的测定装置100中，说明了静磁场施加部110向测定对象10施加大小恒定的静磁场的示例，但不限于此。除此之外，静磁场施加部110也可以设置为能够改变向测定对象10施加的静磁场的大小。
如上所述，在测定对象10中产生核磁共振的共振频率根据原子的种类、静磁场的大小等而变化。因此，如果使静磁场施加部110施加在测定对象10上的静磁场的大小变化，则能够使与包含在测定对象10中的原子对应的共振频率变化。因此，控制部160针对由静磁场施加部110输出的静磁场的各大小，从磁场检测元件130获取检测结果。由此，计算部164针对静磁场的各大小计算阻抗分布。
如此，测定装置100在预定大小的范围内扫描静磁场的大小，以能够测定阻抗分布的频率特性。例如，可以通过将横轴设为频率并且将一个或多个部位的阻抗值设为纵轴来表示阻抗分布的频率特性。此外，可以针对多个共振频率中的每一个生成阻抗分布的断层图像，以用作阻抗分布的频率特性。通过测定这种阻抗分布的频率特性，例如能够判断不同的多个原子的核磁共振的产生等，能够获取测定对象10的更详细的内部信息。
对上述本实施方式所涉及的测定装置100检测基于产生核磁共振现象的电磁波的示例进行了说明，但不限于此。由于测定装置100能够在测定对象10的内部产生核磁共振现象，因此还能够如MRI等那样观测直到核磁共振现象恢复到平衡态为止的弛豫现象。下面将对这种测定装置100进行说明。
<测定装置100的变形例>
图3将本实施方式所涉及的测定装置100的变形例与测定对象10一起示出。在本变形例的测定装置100中，对与图1和图2所示的本实施方式所涉及的测定装置100的操作大致相同的部分标注相同的附图标记，并省略其说明。本变形例的测定装置100包括弛豫检测元件210、MR图像生成部220和确定部230。
弛豫检测元件210检测由于施加偏转磁场而在测定对象10的一部分中产生的电磁波的弛豫现象。弛豫检测元件210例如是与磁场检测元件130相同的检测元件。此外，也可以是，多个磁场检测元件130中的一个或多个磁场检测元件130进一步检测从检测到磁场、到该磁场的大小恢复到平衡态为止的过程，从而作为弛豫检测元件210而发挥功能。另外，关于电磁波的弛豫现象，由于在MRI的测定中是已知的，因此在此省略其说明。控制部160获取这种磁场检测元件130的弛豫现象的检测结果。
MR图像生成部220基于这种弛豫检测元件210的检测结果，生成并输出作为测定对象10的内部的断层图像的磁共振图像。MR图像生成部220例如使用已知的图像重构方法作为计算机断层摄影，生成人体内部的磁共振图像。另外，由于图像重构方法是已知的技术，因此在此省略其详细的说明。由此，测定装置100能够在不产生几T这样的强磁场的情况下，使装置规模小于传统MRI的装置规模并输出磁共振图像。
如此，测定装置100构成为能够对测定对象10的阻抗分布的断层图像和磁共振图像进行测定。在这种情况下，优选地，测定装置100构成为能够切换测定对象10的阻抗分布的断层图像和磁共振图像来进行测定。另外，更优选地，构成为能够基于阻抗分布的断层图像的测定结果，来指定磁共振图像的测定位置。在这种情况下，控制部160具有确定部230。
确定部230基于由图像信息输出部166生成的、表示测定对象10的内部的信息的一个或多个图像，确定应获取磁共振图像的测定对象10的内部的部位。测定对象10的阻抗分布的断层图像由于能够如上所述高速地被测定，因此例如可以用于确定磁共振图像的测定位置。在这种情况下，确定部230可以使用多个断层图像的测定结果来判断应获取测定对象10的磁共振图像的部位。
确定部230例如基于图像比较等图像处理，将断层图像中被推定为异常的部位确定为磁共振图像的测定部位。取而代之地，也可以是，在图像信息输出部166将多个断层图像的测定结果显示于显示部170之后，确定部230从用户等接收应测定磁共振图像的部位的输入。下面将对这种测定装置100的操作进行说明。
<测定装置100的操作流程的一个示例>
图4示出了图3所示的本变形例的测定装置100的操作流程的一个示例。测定装置100通过执行从S410到S490的操作流程来输出测定对象10的磁共振图像。
首先，控制部160从用户等接收测定对象10的测定开始(S410)。其中，测定对象10被配置成相对于静磁场施加部110、偏转磁场施加部120以及磁场检测元件130成为预定位置关系。并且，控制部160还接收测定对象10的测定范围的信息等。控制部160例如接收头部、颈部、胸部、腹部、腰部、腿部、全身等这样的测定范围的指示。控制部160根据接收到的信息，控制移动部150，使搭载部140向测定范围的测定开始点移动。
接着，静磁场施加部110向测定对象10施加第一方向的大小恒定的静磁场(S420)。静磁场施加部110向测定对象10施加预定强度水平的静磁场。
接着，偏转磁场施加部120向测定对象10的一部分施加具有预定频率、且与第一方向不同的第二方向的偏转磁场(S430)。偏转磁场施加部120向与接收到的测定范围对应的测定对象10的一部分施加偏转磁场。然后，多个磁场检测元件130在测定对象10的周围，分别检测基于由于施加偏转磁场而在测定对象10的一部分中产生并传播的电磁波的磁场的大小(S440)。
接着，计算部164基于传播的电磁波的检测结果，计算在测定对象10的内部、电磁波传播到的区域的至少一部分的阻抗分布(S450)。控制部160重复S430至S450的操作，直到可以计算测定范围内的阻抗分布为止(S460：否)。其中，控制部160例如改变施加偏转磁场的部位，针对施加有偏转磁场的每个部位，计算阻抗分布。另外，为了改变施加偏转磁场的部位，控制部160可以控制移动部150来使搭载部140移动。
在能够计算测定范围内的阻抗分布的情况下(S460：是)，图像信息输出部166基于阻抗分布生成并输出表示测定对象10的内部的信息的图像(S470)。图像信息输出部166例如生成与一个或多个阻抗分布对应的一个或多个断层图像。取而代之或除此之外，图像信息输出部166可以生成测定对象10的内部的3D图像。作为一个示例，图像信息输出部166在显示部170上显示所生成的一个或多个图像。
接着，确定部230基于所生成的表示测定对象10的内部的信息的一个或多个图像，确定应获取磁共振图像的测定对象10的内部的部位(S480)。确定部230例如从该测定装置100的用户接收应获取磁共振图像的部位的输入，该用户已经确认了在显示部170上显示的测定对象10的图像。
接着，控制部160获取并输出所确定的测定对象10的部位的磁共振图像(S490)。关于磁共振图像的获取，可以用已知的方法进行获取。例如，静磁场施加部110向测定对象10施加第一方向的大小恒定的静磁场。然后，偏转磁场施加部120朝向所确定的测定对象10的部位施加具有预定频率、且与第一方向不同的方向的偏转磁场。另外，为了对所确定的测定对象10的部位施加偏转磁场，控制部160可以控制移动部150，来使搭载部140移动。
弛豫检测元件210检测由于施加偏转磁场而在测定对象10的部位产生的电磁波、以及所产生的电磁波的弛豫现象。MR图像生成部220基于所产生的电磁波和电磁波的弛豫现象的检测结果，生成并输出作为测定对象的内部的断层图像的磁共振图像。MR图像生成部220例如在显示部170上显示所生成的磁共振图像。MR图像生成部220也可以与由图像信息输出部166显示的测定对象10的内部的图像一起显示磁共振图像。
如上所述，本变形例所涉及的测定装置100可以基于阻抗分布的断层图像，确定测定对象10的应获取磁共振图像的部位，从而测定该磁共振图像。由此，测定装置100能够以简单的结构适当地确定测定对象10的内部的应观察的部位，从而迅速地测定并输出磁共振图像。
另外，图4中说明的操作流程是设置有静磁场施加部110的测定装置100的操作流程的一个示例，但不限于此。测定装置100也可以在测定磁共振图像之后，测定阻抗分布的断层图像。另外，在测定装置100使用地磁对测定对象10的内部的图像以及磁共振图像进行测定的情况下，例如省略由静磁场施加部110进行的S420的操作等，通过向测定对象10的一部分施加与作为地磁的磁场方向的第一方向不同方向的偏转磁场，能够执行相同的操作是不言而喻。
在上述本实施方式所涉及的测定装置100中，对能够快速测定测定对象10的内部的图像的示例进行了说明。并且，说明了可以对测定对象10的阻抗分布的断层图像以及磁共振图像这两者进行测定的测定装置100能够对该两种测定进行切换并执行的示例。取而代之地，测定装置100也可以构成为仅能够对测定对象10的磁共振图像进行测定。
此外，在上述本实施方式所涉及的测定装置100中，对在将测定对象10固定的状态下移动部150使搭载部140移动的示例进行了说明，但不限于此。例如，也可以固定搭载部140，移动部150使测定对象10移动。在这种情况下，优选将作为测定对象10的人体固定在床等上，移动部150使该床移动。
<检测装置400的结构示例>
对上述本实施方式所涉及的测定装置100为独立的装置的示例进行了说明，但不限于此。测定装置100也可以是附加到输出磁共振图像的现有的MR图像测定装置而发挥功能的装置。图5将本实施方式所涉及的检测装置400的结构示例与MR图像测定装置300一起示出。
MR图像测定装置300设为至少包括与本实施方式所涉及的静磁场施加部110、偏转磁场施加部120、搭载部140、移动部150、显示部170、弛豫检测元件210以及MR图像生成部220的操作同样地操作的结构。此外，MR图像测定装置300包括控制部310，该控制部310控制各部件以测定磁共振图像。MR图像测定装置300对磁共振图像的测定与上述操作大致相同，因此在此省略其说明。
检测装置400被设置在这种MR图像测定装置300中。在这种情况下，MR图像测定装置300和检测装置400的组合作为本实施方式所涉及的测定装置100的至少一部分而发挥功能。检测装置400包括多个磁场检测元件130以及具有存储部162、计算部164、图像信息输出部166和确定部230的控制部160。
检测装置400与MR图像测定装置300交换控制信号等，生成并输出表示测定对象10的内部的信息的图像。此外，检测装置400也可以基于测定对象10的内部的图像，将指示磁共振图像的测定的控制信号供给到MR图像测定装置300。由此，能够构成充分活用现有的设备等，并且能够高速地获取测定对象10的内部的信息的测定装置100。
以上，使用实施方式说明了本发明，但本发明的技术范围不限于上述实施方式所记载的范围，在其主旨的范围内能够进行各种变形和变更。例如，装置的全部或一部分能够以任意的单位在功能上或物理上分散、集成地构成。此外，通过多个实施方式的任意组合而产生的新的实施方式也包含在本发明的实施方式中。通过组合而产生的新的实施方式的效果同时具有原来的实施方式的效果。
附图标记说明
10 测定对象
100 测定装置
110 静磁场施加部
120 偏转磁场施加部
130 磁场检测元件
140 搭载部
150 移动部
160 控制部
162 存储部
164 计算部
166 图像信息输出部
170 显示部
210 弛豫检测元件
220 MR图像生成部
230 确定部
300 MR图像测定装置
310 控制部
400 检测装置

Claims (13)

1.一种测定装置，所述测定装置包括：
偏转磁场施加部，所述偏转磁场施加部经由线圈向测定对象的一部分施加具有预定频率、且与作为地磁的磁场方向的第一方向不同的第二方向的偏转磁场；
多个磁场检测元件，所述多个磁场检测元件配置在所述测定对象的周围，分别检测基于由于施加所述偏转磁场而在所述测定对象的一部分中产生并传播的电磁波的磁场的大小；
计算部，所述计算部基于多个所述磁场检测元件的检测结果，计算在所述测定对象的内部、所述电磁波传播到的区域的至少一部分的阻抗分布；以及
图像信息输出部，所述图像信息输出部基于所述阻抗分布，生成并输出表示所述测定对象的内部的信息的图像。
2.一种测定装置，所述测定装置包括：
静磁场施加部，所述静磁场施加部向测定对象施加第一方向的大小恒定的静磁场；
偏转磁场施加部，所述偏转磁场施加部经由线圈向所述测定对象的一部分施加具有预定频率、且与所述第一方向不同的第二方向的偏转磁场；
多个磁场检测元件，所述多个磁场检测元件配置在所述测定对象的周围，分别检测基于由于施加所述偏转磁场而在所述测定对象的一部分中产生并传播的电磁波的磁场的大小；
计算部，所述计算部基于多个所述磁场检测元件的检测结果，计算在所述测定对象的内部、所述电磁波传播到的区域的至少一部分的阻抗分布；以及
图像信息输出部，所述图像信息输出部基于所述阻抗分布，生成并输出表示所述测定对象的内部的信息的图像。
3.根据权利要求2所述的测定装置，其中，所述静磁场施加部被设置成能够改变向所述测定对象施加的所述静磁场的大小，
所述计算部针对所述静磁场的各大小计算所述阻抗分布。
4.根据权利要求2或3所述的测定装置，所述测定装置还包括：
弛豫检测元件，所述弛豫检测元件检测由于施加所述偏转磁场而在所述测定对象的一部分中产生的所述电磁波的弛豫现象；以及
MR图像生成部，所述MR图像生成部基于所述弛豫检测元件的检测结果，生成并输出作为所述测定对象的内部的断层图像的磁共振图像。
5.根据权利要求4所述的测定装置，所述测定装置还包括确定部，所述确定部基于由所述图像信息输出部生成的、表示所述测定对象的内部的信息的一个或多个所述图像，确定应获取磁共振图像的所述测定对象的内部的部位。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的测定装置，其中，所述偏转磁场施加部具有多个磁场产生线圈，并朝向所述测定对象的一部分施加朝向与所述第一方向不同的多个方向的多个所述偏转磁场。
7.根据权利要求6所述的测定装置，所述测定装置还包括：
搭载部，所述搭载部具有包围所述测定对象的环形状或者环的一部分的形状，并搭载有多个所述偏转磁场施加部；以及
移动部，所述移动部在保持由多个所述偏转磁场施加部产生的所述偏转磁场相对于所述测定对象的方向的状态下，使所述搭载部向预定方向移动。
8.根据权利要求7所述的测定装置，其中，所述搭载部搭载多个所述磁场检测元件的至少一部分。
9.一种检测装置，所述检测装置设置于MR图像测定装置，所述MR图像测定装置包括：
静磁场施加部，所述静磁场施加部向测定对象施加第一方向的大小恒定的静磁场；
偏转磁场施加部，所述偏转磁场施加部经由线圈向所述测定对象的一部分施加具有预定频率、且与所述第一方向不同的第二方向的偏转磁场；
弛豫检测元件，所述弛豫检测元件检测由于施加所述偏转磁场而在所述测定对象的一部分中产生的电磁波、和所产生的电磁波的弛豫现象；以及
MR图像生成部，所述MR图像生成部基于所述弛豫检测元件的检测结果，生成并输出作为所述测定对象的内部的断层图像的磁共振图像，
所述检测装置包括：
多个磁场检测元件，所述多个磁场检测元件配置在所述测定对象的周围，分别检测基于由于施加所述偏转磁场而在所述测定对象的一部分中产生并传播的电磁波的磁场的大小；
计算部，所述计算部基于多个所述磁场检测元件的检测结果，计算在所述测定对象的内部、所述电磁波传播到的区域的至少一部分的阻抗分布；以及
图像信息输出部，所述图像信息输出部基于所述阻抗分布，生成并输出表示所述测定对象的内部的信息的图像。
10.根据权利要求9所述的检测装置，所述检测装置还包括确定部，所述确定部基于由所述图像信息输出部生成的、表示所述测定对象的内部的信息的一个或多个所述图像，确定应获取磁共振图像的所述测定对象的内部的部位。
11.一种测定方法，所述测定方法包括以下的步骤：
经由线圈向测定对象的一部分施加具有预定频率、且与作为地磁的磁场方向的第一方向不同的方向的偏转磁场；
在所述测定对象的周围，分别检测基于由于施加所述偏转磁场而在所述测定对象的一部分中产生并传播的电磁波的磁场的大小；
基于传播的电磁波的检测结果，计算在所述测定对象的内部、所述电磁波传播到的区域的至少一部分的阻抗分布；以及
基于所述阻抗分布，生成并输出表示所述测定对象的内部的信息的图像。
12.一种测定方法，所述测定方法包括以下的步骤：
向测定对象施加第一方向的大小恒定的静磁场；
经由线圈向所述测定对象的一部分施加具有预定频率、且与所述第一方向不同的第二方向的偏转磁场；
在所述测定对象的周围，分别检测基于由于施加所述偏转磁场而在所述测定对象的一部分中产生并传播的电磁波的磁场的大小；
基于传播的电磁波的检测结果，计算在所述测定对象的内部、所述电磁波传播到的区域的至少一部分的阻抗分布；以及
基于所述阻抗分布，生成并输出表示所述测定对象的内部的信息的图像。
13.根据权利要求12所述的测定方法，所述测定方法还包括以下的步骤：
基于生成的表示所述测定对象的内部的信息的一个或多个所述图像，确定应获取磁共振图像的所述测定对象的内部的部位；
向所述测定对象施加所述静磁场；
经由线圈向所确定的所述测定对象的部位施加具有预定频率、且与所述第一方向不同的方向的所述偏转磁场；
检测由于施加所述偏转磁场而在所述测定对象的部位产生的所述电磁波、和所产生的所述电磁波的弛豫现象；以及
基于所产生的所述电磁波和所述电磁波的所述弛豫现象的检测结果，生成并输出作为所述测定对象的内部的断层图像的磁共振图像。
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