JP2014528344A - 磁気共鳴撮像用磁界プローブ - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、特に磁界測定をするためのフッ素の使用に対する制限なしに、磁気共鳴撮像システムにおける磁界強度の定量的測定に関する。
磁気共鳴撮像中の磁界は、磁気共鳴イメージの取得中に変化し得る。例えば磁場勾配のスイッチングは意図しない磁場変動を導入するかもしれない。異物の配置もしくは組織の存在さえもが静磁場にも影響するかもしれない。意図しない磁場変動について修正するのに磁気測定を使用してよい。
本発明は、独立請求項に記載の磁界を測定する方法、磁界プローブ、及び磁気共鳴撮像システムを提供する。実施形態は従属項に記載されている。
以下に、例だけとして、図面を参照して、本発明の好ましい実施形態が記載される。図面中、
これらの図において類似番号を付けられた要素は、同等の要素であるか、同じ機能を実行する。すでに先に考察した要素は、もし機能が同等ならば後の図において必ずしも考察しない。
1. フッ化物(F-)含有酸及び塩、例えばLiF,NaF,KF,NH4F,MgF2,CuF2,MnF2,等。もっとも顕著には、きわめて高い分子水溶性を有するRbF(フッ化ルビジウム)もしくは二フッ化水素アンモニウム(NH4HF2)が使用できた。常磁性カチオンの使用は、T1及びT2を調節するのに追加の緩和剤が必要ではないという利点を有する。
2. SiF6 -含有酸及び塩、例えばLiSiF6,NaSiF6,KSiF6,NH4SiF6,Mg(SiF6)2,Cu(SiF6)2,Mn(SiF6)2,等。これらの塩は易溶性な傾向にある。しかしながら、天然Si存在量の4.7%は核スピン(29Si,S=1/2)を有する。この核と19F核との大きなスカラー結合(1JSiF)は、磁界プローブにおける使用には不利かもしれない。常磁性カチオンの使用は、T1及びT2を調節するのに追加の緩和剤が必要ではないという利点を有する。
3. PF6 -含有酸及び塩、例えばLiPF6,NaPF6,KPF6,NH4PF6,Mg(PF6)2,Cu(PF6)2,Mn(PF6)2,等。これらの塩はは易溶性な傾向にある。しかしながら、リン原子核の天然での存在量の100%は核スピン(31P,S=1/2)を有する。この核と19F核との大きなスカラー結合(1JPF)は、磁界プローブにおける使用には不利かもしれない。常磁性カチオンの使用は、T1及びT2を調節するのに追加の緩和剤が必要ではないという利点を有するかもしれない。
4. BF4 -−含有酸及び塩、例えばLiBF4,NaBF4,KBF4,NH4BF4,Mg(BF4)2,Cu(BF4)2,Mn(BF4)2,等。これらの塩は易溶性な傾向にある。ホウ素同位体の四極子の性質のため、BF4 -含有塩は特に有用かもしれない。ホウ素原子核の天然での存在量の100%は核スピン(10B,S=3もしくは11B,S=3/2)を有するとはいえ、1JBFスカラー結合の結果としての19F−MR信号分割は、四極子相互作用の結果、きわめて小さい。常磁性カチオンの使用は、T1及びT2を調節するのに追加の緩和剤が必要ではないという利点を有するかもしれない。
5. トリフラート(トリフルオロメタンスルホナート,CF3SO3 -,OTf-)含有酸及び塩,例えばLi OTf,Na OTf,K OTf,NH4 OTf,Mg(OTf)2,Mn(OTf)2,等。常磁性カチオンの使用は、T1及びT2を調節するのに追加の緩和剤が必要ではないという利点を有するかもしれない。
6. トリフルオロアセタート(CF3CO2 -)含有酸及び塩、例えばLi CF3CO2,Na CF3CO2,K CF3CO2,NH4 CF3CO2,Mg(CF3CO2)2,Cu(CF3CO2)2,Mn(CF3CO2)2,等。常磁性カチオンの使用は、T1及びT2を調節するのに追加の緩和剤が必要ではないという利点を有するかもしれない。
1. Gd3+含有塩、例えばGdCl3。
2. ランタニドイオンのいずれか含有する塩。
3. Gd3+含有キレート、例えばGdDTPA,GdDOTA,GdHPDO3A,等。
4. Cu2+含有塩、例えばCu(NO3)2及びCuSO4。
5. Mn2+含有、例えばMnSO4。
6. いずれかほかの水溶性常磁性化合物。
b: フッ素T1値は、標準反復回復MR(磁気共鳴)パルスシーケンスの使用により磁界強度7テスラで測定された。
c: フッ素T2値は、標準CPMG(Carr−Purcell−Meiboom−Gill)MRパルスシーケンスの使用により磁界強度7テスラで測定された。
d: 常磁性化学種の水溶液を添加する場合沈殿が生じたので、常磁性溶質の実際の濃度はおそらく低い。
1. 室温の液体なので、T2は固体に比べて本質的に長い。
2. 純粋な物質なので、濃度及びしたがって19F MRシグナルも本質的に高い。
3. 常磁性イオンは純粋なイオン液体に容易に溶解可能であり、19F−MR T1緩和時間は実際の値(以下の表2における結果を参照)に調節可能である。
4. 水が存在しないので、容器が正しく密封されているならば、フッ素含有アニオンの加水分解のリスクがない。
5. 物質は滑りにくく、揮発性ではない(イオン液体は非常に低い蒸気圧を有することが知られる)、酸化もしくは還元による変質に感受性ではない(イオン液体は高い導電性を有することが知られる)。
表2は、いくつかのフッ素含有、室温イオン液体について、T1及びT2緩和時間を調節することにおける実験結果を説明するT1及びT2緩和時間を調節することにおける実験結果を説明する。1−エチル−3−メチルイミダゾリウムビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミド及びテトラフルオロホウ酸1−ブチル−4−メチルピリジニウムのT1及びT2緩和時間は、Mn(Tf)3の20mg/g を添加する前及び後の両方測定した。
b: フッ素T1値は、標準反復回復MR(磁気共鳴)パルスシーケンスの使用により磁界強度7テスラで測定された。
c: フッ素T2値は、標準CPMG MRパルスシーケンスの使用により磁界強度7テスラで測定された。
d: 激しく撹拌した後、及びいくつかの加熱例冷却周期の後でさえ最終混合物が不透明に出現したので、常磁性溶質の実際の濃度はおそらく低い。
参照番号の一覧:
300: 磁気共鳴撮像システム
304: 磁石
306: 磁石の穴
308: 撮像ゾーン
310: 磁界勾配コイル
312: 磁界勾配コイル電源
314: ラジオ周波数コイル
316: トランシーバ
318: 被験者
320: 被験者サポート
322: 磁界プローブ
326: コンピュータシステム
328: ハードウェアインターフェース
330: プロセッサ
332: ユーザインターフェース
334: ユーザインターフェース
336: コンピュータストレージ
338: コンピュータメモリ
340: フッ素磁気共鳴データ
342: イメージ磁気共鳴データ
344: 磁界マップ
345: 修正磁気共鳴データ
346: イメージ
348: パルスシーケンス
350: 制御モジュール
352: 磁界算出モジュール
354: データ修正モジュール
356: イメージ再構築モジュール
402: 容器
404: フッ素サンプル
406: コイルもしくはアンテナ
408: レシーバのための接続
500: 磁気共鳴コイルシステム
502: コイルエレメント
504: コイルエレメント
506: コイルエレメント
508: コイルエレメント
510: コイルエレメント
512: コイルエレメント
514: 磁界プローブ
516: 磁界プローブ
518: 磁界プローブ
520: 磁界プローブ
522: コイルエレメントインターフェース
524: 磁界プローブインターフェース
600: イオン液体
700: フルオロカーボンエラストマー
800: フルオロ無機ポリマー
802: フルオロシリコーン
804: ポリフルオロホスファゼン
Claims (15)
- 磁気共鳴撮像システム内の磁界を測定する方法であって、
前記磁気共鳴撮像システムは撮像ゾーンを提供する磁石を有し、
前記磁気共鳴撮像システムはラジオ周波数トランシーバをさらに有し、
前記磁気共鳴撮像システムは磁界プローブをさらに有し、及び
前記磁界プローブ(フィールドプローブ)は前記撮像ゾーン内に位置し、
前記磁界プローブはフッ素サンプルを有し、
前記フッ素サンプルはフルオロエラストマー、フッ素含有イオン液体及びフッ素含有化合物の溶液のいずれか1個を有し、
前記磁界プローブは前記フッ素サンプルの磁気スピンを操作するための、及び前記フッ素サンプルからフッ素磁気共鳴データを受信するためのアンテナをさらに有し、及び
前記アンテナは前記ラジオ周波数トランシーバに接続され、
当該方法は以下のステップ:
前記磁気共鳴撮像システムを使用して、フッ素磁気共鳴データを取得するステップ;及び
前記フッ素磁気共鳴データを使用して、磁界強度を算出するステップ;
を有する方法。 - 前記フッ素サンプルはフッ素含有イオン液体を有する、請求項1に記載の方法。
- 前記フッ素含有イオン液体はアニオンを有し、
前記アニオンは、ビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミド,テトラフルオロボラート,ヘキサフルオロホスファート,テトラフルオロアルミナート,ヘキサフルオロアンチモナート, ヘキサフルオロアルセナート,ビス(トリフルオロメタン)スルホンイミド,トリス(トリフルオロメチルスルホニル)メチド及びトリフラートのいずれか1個である
請求項2に記載の方法。 - 前記フッ素含有イオン液体はフッ素緩和剤をさらに有する請求項3に記載の方法。
- 前記フッ素含有イオン液体は1−エチル−3−メチルイミダゾリウム ビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミドもしくはテトラフルオロホウ酸1−ブチル−4−メチルピリジニウムであり、
前記フッ素緩和剤はトリフルオロメタンスルホン酸マンガンもしくはトリフルオロメタンスルホン酸ガドリニウムである
請求項4に記載の方法。 - 前記フッ素サンプルはフルオロエラストマーを有する請求項1に記載の方法。
- 前記フルオロエラストマーは、シロキサン,フッ素化ポリシロキサン(すなわちFVMQ),フッ素含有ポリマー,メチルビニルシリコーン,フッ素含有ポリマー,フッ化ビニリデンエラストマー,テトラフルオロエチレンエラストマー,パーフルオロメチルビニルエーテル,クロロトリフルオロエチレン系エラストマー,ペンタフルオロプロピレン,ヘキサフルオロプロピレンエラストマー,フルオロ無機ポリマー,フルオロシリコーン及びフルオロホスファゼンのいずれか1個である請求項6に記載の方法。
- 前記フッ素サンプルはフッ素含有化合物の溶液を有する請求項1に記載の方法。
- 前記フッ素含有化合物は、トリフルオロ酢酸,トリフルオロ酢酸塩,フッ化水素酸,フッ化物塩,ヘキサフルオロケイ酸,ヘキサフルオロケイ酸塩,ヘキサフルオロリン酸,ヘキサフルオロリン酸塩,フルオロホウ酸,フルオロホウ酸塩,テトラフルオロホウ酸塩,テトラフルオロホウ酸ナトリウム,テトラフルオロホウ酸銅(II),トリフルオロメタンスルホン酸及びトリフルオロメタンスルホン酸塩のいずれか1個である請求項8に記載の方法。
- 前記フッ素含有化合物の溶液はフッ素緩和剤をさらに有する請求項9に記載の方法。
- 前記フッ素含有化合物はテトラフルオロホウ酸ナトリウムであり、前記フッ素緩和剤は硝酸銅(II)三水和物である、請求項10に記載の方法。
- 前記フッ素含有化合物はカチオンを有し、前記カチオンは常磁性金属イオン、銅(II)、マンガン(II)、ランタニド系列の3価イオンのいずれか1個である請求項10に記載の方法。
- 以下のステップ:
磁気共鳴撮像システムを使用して、被験者からイメージ磁気共鳴データを取得するステップ;
前記磁界強度及び前記イメージ磁気共鳴データを使用して、修正磁気共鳴データを算出するステップ;及び
前記修正磁気共鳴データからイメージを再構築するステップ;
をさらに有する前記請求項1乃至12のいずれか1項に記載の方法。 - フッ素サンプルであって、フルオロエラストマー、フッ素含有イオン液体及びフッ素含有化合物の溶液のいずれか1個を有する前記サンプル;及び
前記フッ素サンプルの磁気スピンを操作するための、及び前記フッ素サンプルからフッ素磁気共鳴データを受信するためのアンテナ;
を有する磁気共鳴撮像システムのための磁界プローブ。 - 撮像ゾーンを提供する磁石を有する磁気共鳴撮像システムであって、
当該磁気共鳴撮像システムはラジオ周波数トランシーバをさらに有し、
当該磁気共鳴撮像システムは請求項14に記載の磁界プローブをさらに有し、
前記磁界プローブは前記ラジオ周波数トランシーバに接続され、及び
前記磁界プローブは前記撮像ゾーン内に位置する、
磁気共鳴撮像システム。
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