JP2008295884A5 - - Google Patents
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Description
磁気共鳴イメージング（MRI: Magnetic Resonance Imaging）装置は、静磁場中におかれた測定対象に、特定周波数の高周波磁場を照射して磁気共鳴現象を誘起し、測定対象の物理的化学的情報を取得する装置である。MRI装置では、主として水分子中の水素原子核の磁気共鳴現象を用い、生体組織によって異なる水素原子核の密度分布や緩和時間の差などを画像化できる。これにより、組織性状の差異を画像化でき、疾病の診断に高い効果をあげている。広く普及している静磁場強度1.5テスラ以下のMRI装置が主として水分子の水素原子核の密度分布や緩和時間を反映した濃度分布などを画像化するのに対し、これ以上の静磁場強度、特に静磁場強度3テスラ以上のMRI装置では、13C、19F、31Pなど多核種の原子核の磁気共鳴周波数が分子の化学結合の違いによってずれること（ケミカルシフト）を基に磁気共鳴信号を分離し、分子種ごとの濃度や緩和時間などを計測できることを基盤においた多核種MRIが可能になる。
Proceedings of the International society for Magnetic Resonance in Medicine、14巻、1834項、2006年発行
Proceedings of the International society for Magnetic Resonance in Medicine、14巻、3094項、2006年発行
Proceedings of the International society for Magnetic Resonance in Medicine、12巻、2497項、2004年発行
マグネティック・レゾナンス・イン・メディシン誌、46巻、864項、2001年発行
インベスティゲーティブ・ラジオロジー誌、20巻、504項、1985年発行
本発明のMRI用ファントムにおいて、前記ベジクル体のシェルを構成する主な成分は脂質が好ましい。脂質の例としては、L-アルファ-ホスファチジルコリン、コレステロール、L-アルファ-ジラウロイルホスファチジルコリン、L-アルファ-ジラウロイルホスファチジルエタノールアミン、L-アルファ-ジラウロイルホスファチジルグリセロールナトリウム、L-アルファ-モノミリストイルホスファチジルコリン、L-アルファ-ジミリストイルホスファチジルコリン、L-アルファ-ジミリストイルホスファチジルエタノールアミン、L-アルファ-ジミリストイルホスファチジルグリセロールアンモニウム、L-アルファ-ジミリストイルホスファチジルグリセロールナトリウム、L-アルファ-ジミリストイルホスファチジン酸ナトリウム、L-アルファ-ジオレイルホスファチジルコリン、L-アルファ-ジオレオイルホスファチジルエタノールアミン、L-アルファ-ジオレオイルホスファチジルセリンナトリウム、L-アルファ-モノパルミトイルホスファチジルコリン、L-アルファ-ジパルミトイルホスファチジルコリン、L-アルファ-ジパルミトイルホスファチジルエタノールアミン、L-アルファ-ジパルミトイルホスファチジルグリセロールアンモニウム、L-アルファ-ジパルミトイルホスファチジルグリセロールナトリウム、L-アルファ-ジパルミトイルホスファチジン酸ナトリウム、L-アルファ-ステアロイルホスファチジルコリン、L-アルファ-ジステアロイルホスファチジルコリン、L-アルファ-ジステアロイルホスファチジルエタノールアミン、L-アルファ-ジステアロイルホスファチジルグリセロールナトリウム、L-アルファ-ジステアロイルホスファチジルグリセロールアンモニウム、L-アルファ-ジステアロイルホスファチジン酸ナトリウム、L-アルファ-ジエルコイルホスファチジルコリン、1-パルミトイル-2-オレオイルホスファチジルコリン、ベータ-オレイル-ガンマ-パルミトイル-L-アルファ-ホスファチジルエタノールアミン、ベータ-オレイル-ガンマ-パルミトイル-L-アルファ-ホスファチジルグリセロールナトリウム、スフィンゴミエリン、ステアリルアミンのいずれかもしくは2種類以上の複数組み合わせを用いることができる。
次に、本発明にかかるMRIシステムの例の概略図を図２に示す。図２において、１０はパーフルオロカーボン、超常磁性酸化鉄粒子の少なくとも一方を含むベジクル体とゲルとを具備するファントム、１１は磁場照射部としての静磁場発生磁石、１２は高周波を発生させるためのシンセサイザ、１３は前記シンセサイザ１２で発生された高周波を波形整形、電力増幅するための変調装置、１４は信号受信部としての高周波磁場コイル、１５は傾斜磁場コイル１６に電源を供給する傾斜磁場電源装置、１６は傾斜磁場を発生させるための磁場照射部としての傾斜磁場発生コイル、１７は前記高周波磁場コイル１４で検出された磁気共鳴信号を増幅するための増幅器、１８は前記増幅器１７から送られる磁気共鳴信号をＡＤ変換するためのＡＤ変換器、１９はデータの演算を行うためのデータ処理装置、２０は前記データ処理装置１９で処理された磁気共鳴信号についての情報を記憶するための記憶部、２１は前記記憶部２０から前記磁気共鳴情報を読み出し、前記高周波磁場コイル１４が取得して前記データ処理装置１９から送られる磁気共鳴情報と比較する信号処理部、２２は前記信号処理部２１の処理結果を表示するための表示装置、２３は各磁場の発生タイミング及び強度の制御を行うための制御装置である。なお、ファントム１０が正確な位置に固定されるように、固定治具を使用してもよい。
次に本装置の動作の概要を記載する。ファントム１０の核スピンを励起する高周波磁場パルスは、シンセサイザ１２により発生された高周波を変調装置１３で波形整形、電力増幅し、高周波磁場コイル１４に電流を供給することにより発生させる。傾斜磁場電源装置１５から電流を供給された傾斜磁場発生コイル１６は傾斜磁場を発生し、ファントム１０からの磁気共鳴信号を変調する。当該変調信号は高周波磁場コイル１４より受信され、増幅器１７で増幅、ＡＤ変換器１８でＡＤ変換された後、データ処理装置１９に入力される。データ処理装置１９では、演算後、演算結果を記憶部２０及び信号処理部２１に送る。記憶部２０では、データ処理装置１９より送られた磁気共鳴信号についての情報を記憶する。信号処理部２１では、記憶部２０から磁気共鳴信号についての情報を読み出し、高周波磁場コイル１４が取得してデータ処理装置１９から送られる磁気共鳴信号と比較する。表示装置２２は、信号処理部２１の処理結果を表示する。なお、制御装置２３は、予めプログラムされたタイミング、強度で各装置が動作するように制御を行う。
この19F-MRI撮像から計算されたS/N比は、図２に示したMRIシステムの動作に従い、１が5.83、２が7.93、３が9.02、４が19.4、５が43.6、６が70.2と求められた。なお、S/N比は、ファントム撮像の関心領域内の各ピクセルの平均信号値を、同一関心領域内の各ピクセルの標準偏差で除する同一関心領域法を用いて求めた。このとき、図２に示したMRIシステムとしては、記憶部２０では、データ処理装置１９より送られた磁気共鳴信号についての情報を記憶する、信号処理部２１では、記憶部２０から磁気共鳴信号についての情報を読み出し、高周波磁場コイル１４が取得してデータ処理装置１９から送られる磁気共鳴信号と比較する、といった一連の動作が行われるが、記憶部２０には過去に行った同動作の結果として得られたS/N比が記録されており、信号処理部２１において日々のS/N比と比較照合することができるため、すなわち日々の19F-MRI装置の19F-信号受信性能や信号処理性能などのメンテナンス手段が本発明により実現する。
図７は、前記ファントムについて、図２に示したMRIシステムの動作に従って得た横断面の1H-MRI撮像を示す。図７において、１は酸化第二鉄を含まないベジクル体を含有するアクリルアミドゲルを含む1H/19F信号検出用MRIファントムの横断面の1H-MRI撮像、２は0.0025%酸化第二鉄を含むベジクル体を含有するアクリルアミドゲルを含む1H/19F信号検出用MRIファントムの横断面の1H-MRI撮像である。撮像１を実現するための主要な撮像パラメータは、例えば、静磁場強度3テスラのMRI装置を利用した場合、シーケンス：Gradient echo法、TR/TE：50/10msec、FOV：100mm x 100mm、マトリックスサイズ：128 x 128、積算回数：1、バンド幅：33.9kHz、スライス厚：5mmである。撮像２を実現するための主要な撮像パラメータは、例えば、静磁場強度3テスラのMRI装置を利用した場合、シーケンス：Gradient echo法、TR/TE：50/10msec、FOV：100mm x 100mm、マトリックスサイズ：128 x 128、積算回数：1、バンド幅：33.9kHz、スライス厚：5mmである。この1H-MRI撮像から計算されたS/N比は、図２に示したMRIシステムの動作に従い、１が182、２が39.7と求められた。なお、S/N比は、ファントム撮像の関心領域内の各ピクセルの平均信号値を、同一関心領域内の各ピクセルの標準偏差で除する同一関心領域法を用いて求めた。このとき、図２に示したMRIシステムとしては、記憶部２０では、データ処理装置１９より送られた磁気共鳴信号についての情報を記憶する、信号処理部２１では、記憶部２０から磁気共鳴信号についての情報を読み出し、高周波磁場コイル１４が取得してデータ処理装置１９から送られる磁気共鳴信号と比較する、といった一連の動作が行われるが、記憶部２０には過去に行った同動作の結果として得られたS/N比が記録されており、信号処理部２１において日々のS/N比と比較照合することができる。すなわち、日々の1H-MRI装置の1H-信号受信性能や信号処理性能などのメンテナンス手段が本発明により実現する。
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- 前記ベジクル体のシェルが脂質で構成される、請求項１０〜１２のいずれか１項記載のMRIシステム。
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