JP3180510U - 不分極ガスを過分極化するシステム及び過分極化ガス・イメージングシステム - Google Patents

不分極ガスを過分極化するシステム及び過分極化ガス・イメージングシステム Download PDF

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Abstract

【課題】核磁気共鳴画像装置において、造影剤として過分極化された希ガスを被検体に導入することにより、高解像度を得る過分極化ガス画像化システムを提供する。
【解決手段】少なくとも１つの動物の過分極化ガス画像化システムであって、不分極ガス及び少なくとも１つの媒体を留める少なくとも１つの領域と、前記少なくとも１つの動物を収容可能な寸法及び形状に領域を限定すると共に該領域と流体連通された少なくとも１つのチャンバと、を備える。さらに、前記少なくとも１つのチャンバに不分極ガスを供給する供給手段と、前記不分極ガスを過分極化するための過分極化手段と、少なくとも前記動物の領域を撮像するための画像装置とを備える。前記不分極ガスの前記過分極が、前記留められた領域内でイン・ビトロでなされるように構成する。
【選択図】図２

Description

本考案は、一般に、過分極化ガスの画像化を実行するために使用する装置に関する。さらにまた、本考案はin situにおける過分極化ガスを生成するために提供される装置に関する。
核磁気共鳴画像法（ＭＲＩ）は、臨床及び基礎科学の画像化アプリケーションの双方にとって重要な手段である。ＭＲＩの最近の顕著な進歩は、新規な磁気共鳴造影剤としての「過分極化された」希ガスであるヘリウム３（３Ｈｅ）及びキセノン１２９（１２９Ｘｅ）の導入であった。
過分極化された希ガスを使用して、１００パーセントに近い核分極化のレベルを提供することができる。そして、典型的には熱平衡（ほとんどはおよそ１０−４）において達成される分極化のこの劇的な増加は、多くの新規なＭＲＩアプリケーションの可能性を提示した。
例えば、過分極化された３Ｈｅガスの吸入の後の肺空間の高解像度ＭＲイメージが実証されている。そして、研究によると、３Ｈｅの肺画像化が健康な肺を、病変（例えば慢性閉塞性肺疾患、喘息及び嚢胞性線維症）を有するものと区別するための展望を示すことを示唆する。従って、in situで過分極化されたガスを生成すると共に、画像化ガス画像化を過分極化することを実行する装置及び方法を提供することは、有益である。
本考案によれば、動物の内部で不分極ガスを過分極化するシステムであって、不分極ガスを過分極化するための過分極化手段を備え、不分極ガスの過分極化が動物内部でin situでなされる、不分極ガスを過分極化するシステムが提供される。
本考案の一態様によれば、過分極化手段は、レーザ、超音波、ＲＦ、マイクロ波、加熱又はそれらの任意の組み合わせから選択される。
本考案の一態様によれば、ガスは、ヘリウム又はキセノンから選択される。
本考案の一態様によれば、動物は、哺乳類、人間、未熟児、爬虫類、海動物、生物学的標本、生物学的器官、マウス、ラット、齧歯動物、鳥類、爬虫類、両生類、in vivoの生物組織若しくは器官、又はex vivoの生物組織若しくは器官からなる群から選択される。
本考案の一態様によれば、領域（関心領域、関心体積、体積）内に留められた不分極ガスを過分極化するシステムであって、内部に媒体を有する領域は、不分極ガス及び少なくとも１つの媒体を限定する少なくとも１つの領域と、不分極ガスを過分極化する過分極化手段とを備えており、不分極ガスの過分極化が、留められた領域内でin vitroでなされるように構成されている。
本考案の一態様によれば、過分極化手段は、レーザ、超音波、ＲＦ、マイクロ波、加熱又はそれらの任意の組み合わせから選択される。
本考案の一態様によれば、ガスは、ヘリウム又はキセノンから選択される。
本考案の一態様によれば、領域と流体連通しているチャンバをさらに備え、このチャンバは、少なくとも１つの動物を収容し、領域から過分極化されたガスをチャンバまで供給するように構成されている。
本考案の一態様によれば、動物は、哺乳類、人間、未熟児、爬虫類、海洋動物、生物学的標本、生物学的器官、マウス、ラット、齧歯動物、鳥類、爬虫類、両生類、それらのin vivoの生物組織若しくは器官、又はex vivoの生物組織若しくは器官からなる群から選択される。
本考案の一態様によれば、媒体は、麻酔ガス、水、酸素又はそれらの任意の組み合わせからなる群から選択される。
本考案の一態様によれば、少なくとも１つの動物の過分極化ガス画像化システムであって、不分極ガス及び少なくとも１つの媒体を限定する少なくとも１つの領域と、少なくとも１つの動物を収容可能な寸法及び形状に領域を限定すると共にこの領域と流体連通された少なくとも１つのチャンバと、少なくとも１つのチャンバに不分極ガスを供給する供給手段と、不分極ガスを過分極化するための過分極化手段と、少なくとも動物の領域を撮像するための画像装置とを備えており、不分極ガスの過分極が、留められた領域内でin vitroでなされるように構成されている過分極化ガス画像化システムが提供される。
本考案の一態様によれば、少なくとも１つの動物の過分極化ガス画像化システムであって、少なくとも１つの動物を収容可能な寸法及び形状の領域を限定する少なくとも１つのチャンバと、少なくとも１つのチャンバに不分極ガスを供給する供給手段と、不分極ガスを過分極化するための過分極化手段と、少なくとも動物の領域を撮像するための画像装置とを備えており、不分極ガスの過分極が、留められた領域内でin vitroでなされるように構成されている過分極化ガス画像化システムが提供される。
本考案の一態様によれば、媒体は、麻酔ガス、水、酸素及びそれらの任意の組み合わせからなる群から選択される。
本考案の一態様によれば、麻酔ガス、水、酸素又はそれらの組み合わせがチャンバに供給される。
本考案の一態様によれば、画像装置は、ＮＭＲ、ＭＲＩ、ＣＴ、Ｘ線、超音波装置、蛍光装置、サーモグラフィ装置又はそれらの任意の組み合わせからなる群から選択される。
本考案の一態様によれば、過分極化手段がレーザ、超音波、マイクロ波、ＲＦ、加熱又はそれらの任意の組み合わせから選択される。
本考案の一態様によれば、ガスは、ヘリウム又はキセノンから選択される。
本考案の一態様によれば、動物は、哺乳類、人間、未熟児、爬虫類、海洋動物、生物学的標本、生物学的器官、
マウス、ラット、齧歯動物、鳥類、爬虫類、両生類、in vivoの生物組織若しくは器官、又はex vivoの生物組織若しくは器官からなる群から選択される。
本考案の一態様によれば、画像装置は、ＮＭＲ及びＭＲＩからなる群から選択される。
本考案の一態様によれば、ＮＭＲ／ＭＲＩシステムは、合成生体構造的かつ実時間の機能的な光画像を生成するための空間的に固定結合された画像装置（ＳＦＣＩＤ）を備え、ＳＦＣＩＤは、結合された画像システムＣＩＳを有する簡易操作式画像システムＭＩＳを機能的に組み込んでおり、簡易操作式画像システム（ＭＩＳ）は、非導電性ハウジング内に配置される固定された対象に適応している画像化プラットフォーム（ＩＭＰ）を含み、このＩＭＰは、対象の１つ以上の領域を撮像する高周波（ＲＦ）コイルシステム（ＲＦＣＳ）内に含まれ、このＲＦＣＳは、ＭＩＳ内に対象が留まる場合に３ｍｍ以内の精度で、（ｉ）少なくとも１つの導電性受信コイル、及び／又は（ｉｉ）ＩＭＰの少なくとも一部を、少なくとも１つの特定された位置において、少なくとも１つの非導電性ハウジングコイルに、可逆的に変換するように構成されており、ＲＦＣＳは、固定された対象を線形運動に供し、その固定された対称の位置を３〜６０ｍｍの範囲内で再現的に固定するための機械的変換システムと、ＭＴＳにハウジングを接続するための取付手段（ＡＭ）とを含み、結合された画像システム（ＣＩＳ）は、固定された対象の少なくとも１つの特定の領域を撮影するように構成されていると共に、（ｉ）三次元生体構造的画像を提供するために最適化された少なくとも１つのＭＲＤ画像モジュール（ＭＩＭ）、及び（ｉｉ）固定された対象の機能上能動的な部位についての実時間の機能的な光画像を生成できる状態にある、固定された対象の領域から発せられるか反射される光子を検出するために最適化されたＩＭＰに連結した少なくとも１つの光学画像化モジュール（ＯＩＭ）を統合するように構成されており、ＩＭＰ内のＭＩＭとＯＩＭとの機能的な結合が１つ以上の複合モジュールの結合で決定可能な特定の領域内に位置する固定された対象の領域の実時間の画像を提供する過分極化ガス画像化システムが提供される。
本考案の一態様によれば、ＲＦコイルは、ソレノイド・コイル、ヘルムホルツ・コイル及び面コイルからなる群から選択される。
本考案の一態様によれば、過分極化ガス画像化システムにおいて、関心領域（ＶＯＩ）を定める非導電性ハウジングと、ＶＯＩの定義済みの磁場軸を有する安定な磁場を生成するために構成される磁石と、ＶＯＩの中で少なくとも１つの磁場勾配を確立するように調整されている複数のコイルと、ＶＯＩの固定された対象の範囲内で核回転を起こすためにＲＦ放射線のパルスを適用するように調整されている少なくとも１つの非導電性ハウジング・コイル（ＮＣＨＣ）と、ＮＣＨＣの中に位置し、ＶＯＩの中で設けられている決定可能な関心領域の範囲内で固定された対象から放射されているエコー信号の受信を最適化するように構成されている少なくとも１つの導電性受信コイル（ＣＲＣ）とをさらに備えている。
本考案の一態様によれば、固定位置のうちの少なくとも１つが非導電性ハウジングの外に位置している。
本考案の一態様によれば、固定位置のうちの１つは、最適化された受信信号が磁場軸に沿った安定な磁場の中間点に沿って起こる位置である。
本考案の一態様によれば、固定位置のうちの少なくとも１つは領域の外に位置し、固定位置のうちの１つは最適化された受信が磁場軸に沿った安定な磁場の中間点に沿って起こる位置である。
本考案の一態様によれば、画像化プラットフォーム（ＩＭＰ）がバッド(bad)である。
本考案の一態様によれば、固定された対象を線形運動に供するように、かつ固定された対象の位置を約３〜６０ｍｍの範囲内で再現的に特定するように構成されている第２の機械変換システム（ＭＴＳ）と、ＭＴＳにＩＭＰ又はその部分を接続するための取付手段（ＡＭ）とをさらに備えており、ＩＭＰは、ＣＲＣの変換から独立している決定可能な特定の容積に関して変換するために、可逆的に構成されている。
本考案の一態様によれば、ＡＭは、ＩＭＰに取り付けられた機械変換システム（ＭＴＳ）を、ＣＲＣに取り付けられたＭＴＳに接続するように構成されており、ＩＭＰ及びＣＲＣの動作が相互依存している。
本考案の一態様によれば、光学画像化モジュール（ＯＩＭ）は、ハウジングの周辺部内に機能的に組み込まれる複数の検出器と、複数の検出器の各々から領域の外部に位置するコントローラに信号を送るための手段とを備えており、ハウジング内の複数の検出器の前記機能的組み込みは、複合生体構造的及び実時間の機能的な光画像の生成を可能にする。
本考案の一態様によれば、光学画像化モジュール（ＯＩＭ）は、ハウジングの周辺部内に機能的に組み込まれる複数の光ファイバと、複数の光ファイバの各々から領域の外部に位置するコントローラに信号を送るための手段とを備えており、ハウジング内の複数の光ファイバの機能的組み込みは、複合生体構造的及び実時間の機能的な光画像の生成を可能にする。
本考案の一態様によれば、結合された画像化システム（ＣＩＳ）が、（ａ）蛍光分光法、（ｂ）ＳＰＥＣＴ、（ｃ）ＰＥＴ、及びこれらの任意の組み合わせからなる群から選択される画像化法を提供し、複数の検出器及び／又は光ファイバが少なくとも１つの付加的な画像化法の代表的な信号を検出するように構成されている。
本考案の一態様によれば、空間的に固定結合された画像装置（ＳＦＣＩＤ）は、三次元（３Ｄ）多モードで撮像するように構成されている。
本考案の一態様によれば、均一、安定かつ同一の磁場を提供するための、時計回り又は反時計回りに予め定めた配列で配置された少なくとも３重の自在に継ぎ合わされた重ね合わせ壁層（１）を備えた外側シェルによって特徴づけられる、磁気共鳴装置（ＭＲＤ）（１００）の自動固定ケージを備えている。
本考案の一態様によれば、ＭＲＤは、ケージ壁に設けられた磁場の全体的な強度に応じてケージ壁に予め定めた配列で配置された少なくとも３重の自在に継ぎ合わされた重ね合わせ壁層という特徴を有する外側シェルのケージの壁に互いに対向する向きで磁気的に接続された２つの同等の群に配置された少なくとも６つの側部磁石と、側部磁石の間で互いに対向する向きで配置された少なくとも２つの極磁石片と、極磁石片上に位置し、互いに対向する向きで配置され、ケージ内に静電磁場を生成する少なくとも２つの主磁石とを備えている。
本考案の一態様によれば、少なくとも１つのＭＲＤ画像モジュール（ＭＩＭ）から受信した三次元ＭＲＤ画像と、少なくとも１つの光学画像化モジュール（ＯＩＭ）から受信した実時間の機能的な光画像とを処理して、一体化するための少なくとも１つの中央演算処理装置（ＣＰＵ）を備えている。
本考案の一態様によれば、ＣＰＵは、三次元ＭＲＤ画像及び実時間の光画像を表示する手段を備えている。
本考案の一態様によれば、ＣＰＵは、固定された対象の領域の機能的に能動的な部分が実時間で定義可能であるように、実時間の光画像を固定された対象の領域の三次元ＮＭＲ画像から区別するための手段を備えている。
本考案の一態様によれば、ＭＲＤモジュールには、ＣＴ手段を備えている。
本考案の一態様によれば、ＭＲＤモジュールには、ＭＲＩ手段を備えている。
本考案の一態様によれば、ＭＲＤモジュールは、画像を構築するための２次元フーリエ変換（２ＤＦＴ）手段及びスライス選択手段を有している。
本考案の一態様によれば、ＭＲＤモジュールは、画像を構築するための３次元フーリエ変換（３ＤＦＴ）手段を有している。
本考案の一態様によれば、ＭＲＤモジュールは、画像を構築するための投影再構築手段を有している。
本考案の一態様によれば、ＭＲＤモジュールは、画像を構築するための点毎の画像構築手段を有している。
本考案の一態様によれば、ＭＲＤモジュールは、画像を構築するための線毎の画像構築手段を有している。
本考案の一態様によれば、ＭＲＤモジュールは、画像を構築するための静的磁場勾配画像構築手段を有している。
本考案の一態様によれば、ＭＲＤモジュールは、画像を構築するためのＲＦ場勾配画像構築手段を有している。
本考案の一態様によれば、光学画像化モジュールは、固定された対象の領域の三次元の実時間の光画像を提供するために予め定められた方法で画像化プラットフォーム周辺に分配されている複数の光線検出器を含む光検出器の配列を備えている。
本考案の一態様によれば、光学画像化モジュールは、固定された対象の領域の生物発光を検出するための手段を有している。
本考案の一態様によれば、光学画像化モジュールは、固定された対象の領域の化学ルミネセンスを検出するための手段を有している。
本考案の一態様によれば、光学画像化モジュールは、固定された対象の領域の蛍光を検出するための手段を有している。
本考案の一態様によれば、光学画像化モジュールは、固定された対象の領域の近い赤外線の蛍光を検出するための手段を有している。
本考案の一態様によれば、光学画像化モジュールは、固定された対象の領域の単一格子放射断層撮影（ＳＰＥＣＴ）のための手段を含む。
本考案の一態様によれば、光学画像化モジュールは、固定された対象の領域のポジトロン断層撮影（ＰＥＴ）のための手段を含む。
本考案の一態様によれば、光学画像化モジュールは、光子を計数する感知手段を含む。
本考案の一態様によれば、光学画像化モジュールは、固定された対象の領域から戻る励振パルスを選択的に検出する手段を含む。
本考案の一態様によれば、光学画像化モジュールは、励振パルスを同期させる手段をさらに含む。
本考案の一態様によれば、固定された対象は、小さい哺乳類である。
本考案の一態様によれば、固定された対象は、人間、未熟児、爬虫類、海洋動物、生物学的標本、生物学的器官、マウス、ラット、齧歯動物、鳥類、爬虫類、両生類、in vivoの生物組織若しくは器官又はex vivoの生物組織若しくは器官からなる群から選択される。
本考案に関連する方法によれば、少なくとも１つの動物の過分極化ガス画像化方法であって、寸法及び形状について領域（関心領域、関心体積、体積）を限定する少なくとも１つのチャンバを提供するステップと、少なくとも１つのチャンバに少なくとも１つの動物を収容するステップと、少なくとも１つのチャンバに不分極ガスを供給するステップと、記不分極ガスを過分極化するステップと、動物の少なくとも１つの領域が撮像に必要な時間の少なくとも一部の間、過分極化ガスを含んでいる場合に、動物の少なくとも領域を撮像するステップとを備えており、不分極ガスの過分極化は、留められた領域内で行われる過分極化ガス画像化方法が提供される。
本考案に関連する方法の一態様によれば、画像装置を、ＮＭＲ、ＭＲＩ、ＣＴ、Ｘ線、超音波装置、蛍光装置、サーモグラフィ装置又はそれらの任意の組み合わせからなる群から選択するステップをさらに備えている。
本考案に関連する方法の一態様によれば、過分極化手段を、レーザ、ＲＦ、超音波、マイクロ波、加熱又はそれらの任意の組み合わせから選択するステップをさらに備えている。
本考案に関連する方法の一態様によれば、動物を、哺乳類、人間、未熟児、爬虫類、海洋動物、生物学的標本、生物学的器官、マウス、ラット、齧歯動物、鳥類、爬虫類、両生類、in vivoの生物組織若しくは器官又はex vivoの生物組織若しくは器官からなる群から選択するステップをさらに備えている。
本考案に関連する方法の一態様によれば、ガスをヘリウム又はキセノンから選択するステップをさらに備えている。
本考案に関連する方法の一態様によれば、撮像するステップの間、不分極ガスの過分極化を中断するステップをさらに備えている。
本考案に関連する方法の一態様によれば、結合された画像システムＣＩＳを簡易操作式画像システムＭＩＳに機能的に組み込むことによって合成生体構造的及び実時間の機能的な光画像を生成するステップをさらに備えている。
本考案に関連する方法の一態様によれば、生成するステップは、磁気共鳴画像システムに空間的に固定結合された画像装置（ＳＦＣＩＤ）を提供してＭＩＳに非導電性ハウジング内に配置される固定された対象を収容する画像化プラットフォーム（ＩＭＰ）を提供するステップと、対象の１つ以上の領域を撮像する高周波（ＲＦ）コイルシステム（ＲＦＣＳ）内にＩＭＰを提供するステップと、（ｉ）少なくとも１つの導電性受信コイル（ＣＲＣ）、及び／又は（ｉｉ）少なくとも一部のＩＭＰについて、少なくとも１つの非導電性ハウジングコイル（ＮＣＨＣ)において、対象がＭＩＳ内に留まる場合は３ｍｍ以内の精度で少なくとも１つの固定位置に、可逆的な変換を行う手段をＲＦＣＳに提供するステップと、ＲＦＣＳに、機械的変換システム（ＭＴＳ)とＭＴＳによってハウジングをＭＴＳに接続し、固定された対象を線形運動させ、かつ固定された対象の位置を３〜６０ｍｍの範囲内で再現的に固定するための取付手段（ＡＭ）とを提供するステップと、（ｉ）固定された対象の少なくとも１つの特定の領域を撮影するように構成された少なくとも１つのＭＲＤ画像モジュール（ＭＩＭ）を、（ｉｉ）ＩＭＰに連結されかつ、固定された対象の領域から放出又は反射される光子を検出し、これにより、固定された対象の領域の機能上能動的な部分についての実時間の機能的な光画像を生成するように構成された少なくとも１つの光学画像化モジュール（ＯＩＭ）に統合することにより、固定された対象の少なくとも１つの特定の領域を撮影するステップと、ＩＭＰにおけるＭＩＭ及びＯＩＭを機能的に統合し、これにより、決定可能な特定の領域内に位置する固定された対象の領域の１つ以上の結合された複合モジュールの実時間の画像を提供するステップとをさらに備えている。
本考案に関連する方法の一態様によれば、固定された対象を、磁石によって発生する安定な磁場内の決定可能な特定の位置に導入するステップと、ＮＣＨＣの位置が約３ｍｍ〜約６０ｍｍ以内に固定されるように、かつ、関心領域の少なくとも一部がＮＣＨＣにより規定される領域内に位置するように、固定された対象に近接して位置決め可能なＮＣＨＣを配置するステップと、予め定められた画像化プロトコルに従ってＲＦパルス及び磁場勾配を印加することによって、関心領域内に核磁化を励起するステップと、励起された核磁化によって、ＮＣＨＣ内に発生するＲＦ画像信号を受信するステップと、受信した磁気共鳴画像信号及びＮＣＨＣの位置から、決定可能な特定の領域の磁気共鳴画像を再構築するステップとをさらに備えている。
本考案に関連する方法の一態様によれば、決定可能な特定の領域から放射された共鳴信号の受信を最適化するに有効であり、対象に近接してＮＣＨＣを配置する上述のステップは、磁場軸に沿った安定な磁場の中間点に沿った位置にＮＣＨＣを配置するステップをさらに含む。
本考案に関連する方法の一態様によれば、固定された対象を、領域内であってその内部の少なくとも一部が磁石によって発生する安定な磁場を含みかつその近傍に複数の検出器が配置されている、決定可能な特定の位置に導入するステップと、ＲＦ受信コイルの位置がＸｍｍ以内に固定され、かつ、関心領域の少なくとも一部がコイルにより規定される領域内に位置するように、配置可能なＲＦ受信コイルを対象に近接して配置するステップと、予め定められた画像化プロトコルに従ってＲＦパルス及び磁場勾配を印加することによって、関心領域内に核磁化を励起するステップと、励起された核磁化によって、ＲＦ受信コイル内に発生するＲＦ画像信号を受信するステップと、受信した磁気共鳴画像信号及びＲＦ受信コイルの位置から、関心領域の磁気共鳴画像を再構築するステップと、少なくとも１つの複数の検出器の各々から領域の外部に位置するコントローラへ信号を伝送するステップとを備えており、上述の伝送が、励起するステップ（ｃ）の開始に関連する所定時間に開始し、かつ所定の期間継続する。
本考案に関連する方法の一態様によれば、少なくとも１つの他の画像技術は、蛍光分光法、ＳＰＥＣＴ、ＰＥＴ、及びそれらの任意の組み合わせからなる群から選択される。
本考案に関連する方法の一態様によれば、動物の内部で不分極ガスを過分極化する方法であって、不分極ガスを少なくとも部分的に含む動物を提供するステップと、不分極ガスを過分極化するための過分極化手段を得るステップと、不分極ガスを過分極化するステップとを備えており、不分極ガスを過分極化する上述のステップは、動物の内部でin situで行われる。
本考案に関連する方法の一態様によれば、レーザ、超音波、ＲＦ、マイクロ波、加熱又はそれらの任意の組み合わせから過分極化手段を選択するステップをさらに備えている。
本考案に関連する方法の一態様によれば、ガスを、ヘリウム又はキセノンから選択するステップをさらに備えている。
本考案に関連する方法の一態様によれば、動物を、哺乳類、人間、未熟児、爬虫類、海洋動物、生物学的標本、生物学的器官、マウス、ラット、齧歯動物、鳥類、爬虫類、両生類、in vivoの生物組織若しくは器官又はex vivoの生物組織若しくは器官からなる群から選択するステップをさらに備えている。
本考案に関連する方法の一態様によれば、内部に媒体を有する領域内に留められた不分極ガスを過分極化する方法であって、不分極ガス及び少なくとも１つの媒体を留める少なくとも１つの領域を提供するステップと、未分極ガスを過分極化する過分極化手段を得るステップと、不分極ガスを過分極化するステップとを備えており、不分極ガスを過分極化する上述のステップは留められた領域内でin vitroで行われる。
本考案に関連する方法の一態様によれば、過分極化手段を、レーザ、超音波、ＲＦ、マイクロ波、加熱又はそれらの任意の組み合わせから選択するステップをさらに備えている。
本考案に関連する方法の一態様によれば、ガスを、ヘリウム又はキセノンから選択するステップをさらに備えている。
本考案に関連する方法の一態様によれば、過分極化されたガスが領域からこのチャンバに供給されるように、領域に流体連通しており、少なくとも１つの動物を収容するチャンバを提供するステップをさらに備えている。
本考案に関連する方法の一態様によれば、動物を、哺乳類、人間、未熟児、爬虫類、海洋動物、生物学的標本、生物学的器官、マウス、ラット、齧歯動物、鳥類、爬虫類、両生類、in vivoの生物組織若しくは器官、又はex vivoの生物組織若しくは器官からなる群から選択するステップをさらに備えている。
本考案に関連する方法の一態様によれば、少なくとも１つの動物の過分極化ガス画像化方法であって、寸法及び形状について領域を限定する少なくとも１つのチャンバを提供するステップと、少なくとも１つの動物を少なくとも１つのチャンバ内に収容するステップと、不分極ガス及び少なくとも１つ媒体を留める少なくとも１つの領域を提供するステップと、少なくとも１つのチャンバに不分極ガスを供給するステップと、不分極ガスを過分極化するステップと、動物の少なくとも１つの領域が撮像に必要な時間の少なくとも一部の間に不分極ガスを含んでいる場合に、動物の少なくとも領域を撮像するステップとを備えており、不分極ガスを過分極化するステップが、留められた領域内でin vitroで行われる過分極化ガス画像化方法が提供される。
本考案に関連する方法の一態様によれば、画像装置を、ＮＭＲ、ＭＲＩ、ＣＴ、Ｘ線、超音波装置、蛍光装置、サーモグラフィ装置又はそれらの任意の組み合わせからなる群から選択するステップをさらに備えている。
本考案に関連する方法の一態様によれば、過分極化手段を、レーザ、ＲＦ、超音波、マイクロ波、加熱、又はそれらの任意の組み合わせから選択するステップをさらに備えている。
本考案に関連する方法の一態様によれば、動物を、哺乳類、人間、未熟児、爬虫類、海洋動物、生物学的標本、生物学的器官、マウス、ラット、齧歯動物、鳥類、爬虫類、両生類、in vivoの生物組織若しくは器官、又はex vivoの生物組織若しくは器官からなる群から選択するステップをさらに備えている。
本考案に関連する方法の一態様によれば、ガスを、ヘリウム又はキセノンから選択するステップをさらに備えている。
本考案に関連する方法の一態様によれば、撮像するステップの間、不分極ガスの過分極化を中断するステップをさらに備えている。
本考案に関連する方法の一態様によれば、媒体を、麻酔ガス、水、酸素又はそれらの任意の組み合わせからなる群から選択するステップをさらに備えている。
最後に、本考案に関連する方法の一態様によれば、チャンバに、麻酔ガス、水、酸素、又はそれらの任意の組み合わせを供給するステップをさらに備えている。
本考案を理解し、そして、それがどのように実際に行うことができるかについて見るために、添付の図面に関して、非限定的な実施形態に過ぎないものとして、いくつかの好ましい実施形態を以下に示す。
本考案の一実施形態を示す図である。 合成生体構造的及び実時間の機能的な光画像を生成することに役立つ新規な空間的に固定結合された画像装置（ＳＦＣＩＤ）の概略図である。ＳＦＣＩＤは、ここに開示されている本考案の一実施形態によれば、結合された画像システムＣＩＳを有する簡易操作式画像システムＭＩＳを機能的に組み込んでいる。 ここに開示されている本考案の一実施形態による、位置決め可能なＭＲＩ受信コイルアセンブリを組み込んでいるＭＲＩシステムの概略図である。 ここに開示されている本考案の一実施形態による、位置決め可能なＭＲＩ受信コイル及び独立して移動可能な台を組み込んでいるＭＲＩシステムの概略図である。 ここに開示されている本考案の一実施形態による、位置決め可能なＭＲＩ受信コイル及び第２の画像化法のための手段を組み込んだＭＲＩシステムの概略側面図である。 ここに開示されている本考案の一実施形態による、位置決め可能なＭＲＩ受信コイル及び第２の画像化法のための手段を組み込んだＭＲＩシステムの概略正面図である。 ここに開示されている本考案の一実施形態による、統合化機能的な画像診断法及び生体構造的画像診断法の概略図である。 ここに開示されている本考案の一実施形態による、動かない固定された対象の統合された（固定された）実時間の（機能的）画像を取得する方法のフローチャートである。
考案の詳細な説明
以下の説明は、本考案の全ての章について、いかなる当業者も本考案を使用できるように提供され、考案者により考察される本考案を実行する最良の形態を記載している。しかしながら、そのさまざまな変更態様は当業者にとっては明白なものとなっている。本考案の一般的な原理は特に、in situでの過分極化されたガスを生成する手段及び方法を提供するために定められている。本考案は、また、ガス過分極化を画像化するための装置及び方法を提供する。
本考案は、不分極ガスを過分極化するための過分極化手段を備えており、動物の内部で不分極ガスを過分極化するシステムを開示する。
重要な点は、不分極ガスの過分極化が動物内においてin situで提供される点にある。
本考案は、また、内部に媒体を有する領域内に留められたガスの過分極化を画像化するシステムを開示している。このシステムは、
（ａ）不分極ガス及び少なくとも１つの媒体を留める少なくとも１つの領域と、
（ｂ）不分極ガスを過分極化するための過分極化手段とを備えている。重要な点は、不分極ガスの過分極化が留められた領域内でなされる点である。
本考案はまた、少なくとも１つの動物の過分極化ガス画像化システムを開示する。このシステムは、
ａ．少なくとも１つの動物を収容可能な寸法及び形状の領域を限定する少なくとも１つのチャンバと、
ｂ．少なくとも１つのチャンバに不分極ガスを供給する供給手段と、
ｃ．不分極ガスを過分極化するための過分極化手段と、
ｄ．少なくとも動物の領域を撮像するための画像装置と、
を備えており、その重要な点は、不分極ガスの過分極が、留められた領域内でなされるように構成されている点にある。
上述した方法及び装置についての説明は、方法を実施する装置及び当業者に周知のあるゆるタイプの装置を使用する方法を含み、当業者が本考案を実施するためのさらなる詳しい説明は不要であると解釈されるべきである。
本考案において「過分極化」とは、特に、通常の熱平衡を大きく超えた原子の核回転の選択的な分極化である。より特定的には、本考案の範囲において、「過分極」又は「過分極化」という用語は、通常の熱平衡を超えた材料の核スピンの分極と、置き換え可能に相関している。これは、例えば、肺の過分極化された磁気共鳴画像法（ＭＲＩ）で使われる、１２９Ｘｅ及び３Ｈｅのようなガスに、一般に適用される。過分極化のための他の方法は、液体溶液（ＰＨＩＰ）の化学反応で使用される極低温の固体材料及びパラ水素のための動的核分極（ＤＮＰ）を含む。概して約１Ｋにおける１３Ｃ又は１５Ｎのような核種についてのＤＮＰは、結果として急速な溶解を伴い、過分極した核を有する室温の溶液が生成される。この液体は、腫瘍学及びその他の応用のためのin vivoの代謝画像化において用いることが可能である。固体の１３Ｃ分極化レベルは、特定の準備によって例えば（６４±５）％となると報告されており、実際のＮＭＲ又はＭＲＩ測定値のためのサンプルの溶解及び転送の間の損失は２〜３％まで最小化することができる。
「過分極化手段」という用語は、以下、過分極化を提供することに役立つあらゆる装置、機構又はシステムを参照する。例えば、過分極化手段は、レーザ、超音波、ＲＦ、マイクロ波、加熱手段、及びそれらの任意の組み合わせからなる群から非限定的な方法で選択される。
「麻酔ガス」という用語は、以下、ニトロ酸化物（Ｎ２Ｏ）、ハロタン、エンフルラン、イソフルラン、セボフルラン、デスフルラン及びキセノン、水、酸素、又はそれらの任意の組み合わせからなる群から選択される任意のガスを参照する。
「磁気共鳴装置」という用語（ＭＲＤ）は、以下、任意の磁気共鳴画像法（ＭＲＩ）装置、任意の核磁気共鳴（ＮＭＲ）分光器、任意の電子スピン共鳴（ＥＳＲ）分光器、任意の核四極子共鳴（ＮＱＲ）、又はそれらの任意の組み合わせに適用される。
「モダリティ（様式）、モード」という用語は、ここでは、画像又は画像群を発生するための複数の手段を備えた本考案の装置の属性を非限定的に参照する。好ましい実施形態では、装置は対象の画像を発生するための例えばＭＲＩ若しくはＣＴ等のＮＭＲ手段又はモダリティ（様式）を備えており、さらに、全く同じ装置が同じ対象の画像を発生するための光学手段又はモダリティ（様式）を備えている。ＮＭＲ手段及び光学手段は、共に、時間分解された画像を発生することができる。
「生体構造的画像化」という用語は、以下、例えばコンピュータ断層（ＣＴ）撮像装置又は磁気共鳴（ＭＲ）撮像装置等の、生体構造的画像を再構築するために用いられるＮＭＲベースの画像技術、方法、手段及び器材を非限定的に参照する。
「機能的な画像化」という用語は、以下、微生物、組織、器官、又は体の部位若しくは一部の機能上の変化を検出又は測定する光学画像化技術、方法、手段及び器材を非限定的に参照する。この機能は、分子画像化のために用いられる他のあらゆるモダリティ（様式）と同様に、代謝、血流、局所的化学組成及び吸収を非限定的に参照する。このような機能は、光学画像化、光学蛍光画像化、分子画像化、生物発光、化学ルミネセンス、蛍光、ＵＶ、ＩＲ及び／若しくは可視光、単一光子放射断層撮影（ＳＰＥＣＴ）、及びポジトロン放射断層撮影（ＰＥＴ）からなる群から選択されるあらゆる技術、方法又は手段に適用される光学式検出器又はセンサにより検出されるかもしれない。
ここで用いる「対象」という用語は、少なくとも１つのその若しくはそれからの磁気共鳴画像を得るために、磁気共鳴画像（ＭＲＩ）システムの静磁場に全体又は部分が挿入される任意の対象又は生きている生物を参照する。
「関心領域（volume of interest）」という用語は、画像を得ようとする対象内の領域を指している。関心領域は、従って、例えば、対象の全て、対象内の器官、又は対象内の器官内の特定の領域（例えば、腫瘍が存在すると思われる部位）であるかもしれない。
ここで用いる「ベッド」という用語は、ＭＲＩシステムによって磁気共鳴画像を得る間に、対象をその表面に静止させておくあらゆる物体を参照する。非限定的な例として、対象を静止させておく表面は、その物体の上表面であり、基本的に平坦である。ベッドは、ＭＲＩの外部位置へ移動可能であってもよい。
ここで用いる「コイル」という用語は、任意の一般的に円形又は螺旋形の導電部品、特に高周波（ＲＦ）放射の送信又は受信用に適用されるものを参照する。
ここで用いる「中間点」という用語は、磁場に関して、所定領域の２つの限界値を共に規定する、磁場軸と直角をなす２つの平面から等距離の磁場軸に沿った点を参照する。
ここで用いる「検出器」という用語は、これに作用する信号の強度を測定しかつその強度を記録装置に送るように構成された装置を参照する。検出器は、受け取った信号を電流、電圧又はその信号の強度に比例した数値に変換するために必要な全ての電子機器（信号が光子からなる場合は光学機器）と、電流、電圧又は数値を適当な記録装置に送る手段とを含んでいる。
ここで用いる「複数」という用語は、１に等しいかそれを超える任意の整数を非限定的に参照する。
「約」という用語は、以下、規定された値の±２５％の大きさに適用される。
上述の通り、本考案は、過分極化されたガスをin situで生成する手段及び方法を提供する。
より特定的には、本考案はまた、過分極化ガス画像化を実行するための装置も提供する。
本考案の一実施形態によれば、動物の内部で不分極ガスを過分極化するシステムが開示される。このシステムは、不分極ガスを過分極化するための過分極化手段を備えている。不分極ガスの過分極化が動物内部でin situでなされる点が重要である。
他の実施形態によれば、領域（関心領域、関心体積、体積）内に限定される過分極化ガス画像化システムが開示される。領域はその中に媒体を有している。
システムは、（ａ）不分極ガス及び少なくとも１つの媒体を留める少なくとも１つの領域と、（ｂ）未分極ガスを過分極化する過分極化手段とを備えている。不分極ガスの過分極化が留められた領域内でなされることが重要である。
他の実施形態によれば、上述のごとく規定されたシステムは、領域に流体連通したチャンバをさらに備えており、このチャンバは、少なくとも１つの動物（哺乳類、人間、未熟児、爬虫類、海動物、生物学的標本、生物学的器官、マウス、ラット、齧歯動物、鳥類、爬虫類、両生類、in vivoの生物学的組織若しくは器官、又はex vivoの生物学的組織若しくは器官から選択される）を収容し、過分極化されたガスが上述した領域からチャンバへ供給される。
本考案の他の実施形態によれば、少なくとも１つの動物についての過分極化ガス画像化システムが提供される。このシステムは、（ａ）少なくとも１つの動物を収容可能な寸法及び形状に領域を限定する少なくとも１つのチャンバと、（ｂ）少なくとも１つのチャンバに不分極ガスを供給する供給機構と、（ｃ）不分極ガスを過分極化するための過分極化手段と、（ｄ）少なくとも動物の領域を撮像するための画像装置とを備えている。不分極ガスの過分極が、留められた領域内でなされることが重要である。
本考案の他の実施形態によれば、少なくとも１つの動物についての過分極化ガス画像化システムが提供される。このシステムは、（ａ）不分極ガス及び少なくとも１つの媒体を留める少なくとも１つの領域と、（ｂ）少なくとも１つの動物を収容可能な寸法及び形状に領域を限定する少なくとも１つのチャンバと、（ｃ）少なくとも１つのチャンバに不分極ガスを供給する供給機構と、（ｄ）不分極ガスを過分極化するための過分極化手段と、（ｅ）少なくとも動物の領域を撮像するための画像装置とを備えており、不分極ガスの過分極が、留められた領域内でex vivoでなされる。
他の実施形態によれば、画像化の間、不分極ガスの過分極化は中断される。換言すれば、過分極化されたガスが動物に吸入されると、画像化が行われ、過分極化は中断される。
本考案の他の実施形態によれば、媒体が、麻酔ガス、水、酸素、又はそれらの任意の組み合わせからなる群から選択される、上述したシステムが提供される。
他の実施形態によれば、上述した過分極化手段は、レーザ、超音波、ＲＦ、マイクロ波、加熱、又はそれらの任意の組み合わせから選択される。
他の実施形態によれば、ガスは、ヘリウム又はキセノンから選択される。
他の実施形態によれば、画像装置は、ＮＭＲ、ＭＲＩ、ＣＴ、Ｘ線、超音波装置、蛍光装置、サーモグラフィ装置、又はそれらの任意の組み合わせからなる群から選択される。
他の実施形態によれば、動物は、哺乳類、人間、未熟児、爬虫類、海動物、生物学的標本、生物学的器官、マウス、ラット、齧歯動物、鳥類、爬虫類、両生類、in vivoの生物学的組織若しくは器官、又はex vivoの生物学的組織若しくは器官からなる群から選択される。
他の実施形態によれば、画像装置は、ＮＭＲ及びＭＲＩからなる群から選択される。
本考案に関連して、動物の内部で不分極ガスを過分極化する方法が明らかになる。この方法は、不分極ガスを少なくとも部分的に含む動物を提供するステップと、不分極ガスを過分極化するための過分極化手段を得るステップと、不分極ガスを過分極化するステップとから選択されるステップを備えており、不分極ガスを過分極化するステップは、動物の内部でin situでなされる。
上述した方法は、他の態様によれば、レーザ、超音波、ＲＦ、マイクロ波、加熱、又はそれらの任意の組み合わせから選択される過分極化手段を選択するステップをさらに備えている。
上述した方法は、他の態様によれば、ガスをヘリウム又はキセノンから選択するステップをさらに備えている。
上述した方法は、他の態様によれば、画像化ステップの間、不分極ガスを過分極化することを中断するステップをさらに備えている。
上述した方法は、他の態様によれば、哺乳類、人間、未熟児、爬虫類、海動物、生物学的標本、生物学的器官、マウス、ラット、齧歯動物、鳥類、爬虫類、両生類、in vivoの生物学的組織若しくは器官、又はex vivoの生物学的組織若しくは器官からなる群から動物を選択するステップをさらに備えている。
本考案に関連して、また、媒体を有する領域（関心領域、関心体積、体積）内に留められた不分極ガスを過分極化する方法が明らかになる。この方法は、特に、不分極ガス及び少なくとも１つの媒体を留める少なくとも１つの領域を提供するステップと、不分極ガスを過分極化するための過分極化手段を得るステップと、不分極ガスを過分極化するステップとを備えており、不分極ガスを過分極化するステップが留められた領域内でin vitroで実施される。
上述した方法は、他の態様によれば、領域に流体連通したチャンバをさらに備えており、このチャンバは、少なくとも１つの動物（哺乳類、人間、未熟児、爬虫類、海動物、生物学的標本、生物学的器官、マウス、ラット、齧歯動物、鳥類、爬虫類、両生類、in vivoの生物学的組織若しくは器官、又はex vivoの生物学的組織若しくは器官から選択される）を収容しており、過分極化されたガスが上述した領域からチャンバへ供給される。
上述した方法は、他の態様によれば、過分極化手段を、レーザ、超音波、ＲＦ、マイクロ波、加熱、又はそれらの任意の組み合わせから選択するステップをさらに備えている。
上述した方法は、他の態様によれば、ガスをヘリウム又はキセノンから選択するステップをさらに備えている。
本考案に関連して、少なくとも１つの動物についての過分極化ガスを画像化する方法が明らかになる。この方法は、領域を寸法及び形状について限定する少なくとも１つのチャンバを提供するステップと、少なくとも１つの動物を少なくとも１つのチャンバ内に収容するステップと、不分極ガスを少なくとも１つのチャンバに供給するステップと、不分極ガスを過分極化するステップと、少なくとも１つのチャンバに不分極ガスを供給するステップと、不分極ガスを過分極化するステップと、動物の少なくとも１つの領域が撮像に必要な時間の少なくとも一部の間に不分極ガスを含んでいる場合に、動物の少なくとも領域を撮像するステップとを備えている。不分極ガスを過分極化するステップが留められた領域内で実施されることが重要である。
上述した方法は、他の態様によれば、画像化のステップの間、不分極ガスの過分極化を中断するステップをさらに備えている。換言すれば、過分極化されたガスが動物に吸入されると、画像化が行われ、過分極化は中断される。
上述した方法は、他の態様によれば、ＮＭＲ、ＭＲＩ、ＣＴ、Ｘ線、超音波装置、蛍光装置、サーモグラフィ装置又はそれらの任意の組み合わせからなる群から選択するステップをさらに備えている。
上述した方法は、他の態様によれば、過分極化手段を、レーザ、超音波、ＲＦ、マイクロ波、加熱、又はそれらの任意の組み合わせから選択するステップをさらに備えている。
上述した方法は、他の態様によれば、動物を、哺乳類、未熟児、人間、爬虫類、海動物、生物学的標本、生物学的器官、マウス、ラット、齧歯動物、鳥類、爬虫類、両生類、in vivoの生物学的組織若しくは器官、又はex vivoの生物学的組織若しくは器官からなる群から選択するステップをさらに備えている。
上述した方法は、他の態様によれば、ガスをヘリウム又はキセノンから選択するステップをさらに備えている。
以下の記載は、特にＭＲＩ画像装置に関する。
図１ａは、前述した記載の一実施形態を概略的に示している。
同図に示すように、このシステム２０００は、不分極ガスを留める領域（体積、volume）１００１に不分極ガスを供給するための供給手段１０００を備えている。
このシステムには、領域１００１内でin situでガスを過分極化するための過分極化手段１００２をさらに備えている。
領域１００１はバルブ１００５を介して、動物１００４を収容するチャンバ１００３に連結されている。
供給手段１００６は、チャンバに麻酔ガスを供給するように構成されている。
麻酔ガスを排出するように構成されたドレイン手段１００７もチャンバに連結されている。
参照番号２０１は、ＲＦ放射パルスを発生するように構成された送信コイルである。
このシステムは、画像化のための光ファイバ１００８をさらに備えているかも知れない。領域１００１及びチャンバ１００３が一体化できる（即ち、同一チャンバとすることができる）ことが重要である。
図１ｂは、本考案の一実施形態における磁気共鳴画像システムのブロック構成を非限定的に示している。磁気共鳴画像システムは、合成生体構造的かつ実時間の機能的な光画像を生成するのに有用な新規な空間的に固定結合された画像装置（ＳＦＣＩＤ）を備えている。ＳＦＣＩＤは、結合された画像システムＣＩＳを有する簡易操作式画像システムＭＩＳを機能的に組み込んでいる。簡易操作式画像システム（ＭＩＳ）は、なかでも、非導電性ハウジング内に配置された固定された対象に適応している画像化プラットフォーム（ＩＭＰ）を含んでいる。ＩＭＰは、対象の１つ以上の領域を画像化する高周波コイルシステム（ＲＦＣＳ）を含んでいる。ＲＦＣＳは、ＲＦＣＳは、ＭＩＳ内に対象が留まる場合に３ｍｍ以内の精度で、（ｉ）少なくとも１つの導電性受信コイル、及び／又は（ｉｉ）ＩＭＰの少なくとも一部を、少なくとも１つの特定された位置において、少なくとも１つの非導電性ハウジングコイルに、可逆的に変換するように構成されている。ＲＦＣＳは、固定された対象を線形運動に供し、その固定された対称の位置を３〜６０ｍｍの範囲内で再現的に固定するための機械的変換システムを含んでいる。ＲＦＣＳは、ＭＴＳにハウジングを接続するための取付手段（ＡＭ）をも含んでいる。結合された画像システム（ＣＩＳ）は、固定された対象の少なくとも１つの特定の領域を撮影するように構成されていると共に、（ｉ）三次元生体構造的画像を提供するために最適化された少なくとも１つのＭＲＤ画像モジュール（ＭＩＭ）、及び（ｉｉ）固定された対象の機能上能動的な部位についての実時間の機能的な光画像を生成できる状態にある、固定された対象の領域から発せられるか反射される光子を検出するために最適化されたＩＭＰに連結した少なくとも１つの光学画像化モジュール（ＯＩＭ）を統合するように構成されている。従って、ＩＭＰ内のＭＩＭとＯＩＭとの機能的な結合が１つ以上の複合モジュールの結合で決定可能な特定の領域内に位置する固定された対象の領域の実時間の画像を提供する。
図２は、本考案のさらに他の実施形態として、本考案において開示される受信コイルアセンブリを含むＳＦＣＩＤ１０の側面を概略的に示している。静磁場は、ＭＲＩチャンバ１００に外部にある磁石（図示せず）によって生成される。この磁石は、任意の適切な幾何学的デザインの超電導磁石又は永久磁石であるかもしれない。また、適切な勾配の磁場を生じる勾配磁場コイルは、図２には示されていない。この種の磁石及びコイルのデザイン及び構造はこの分野で周知である。ＭＲＩチャンバ１００の外部に位置する送信コイル１０１は、この分野で周知の原理に従って、静磁場中で磁気核を励起するために、ＲＦパルスを提供する。対象１０２（例えば、ここではマウス）は、関心領域が静磁場内にかつ送信コイル１０１によって囲まれる領域内に位置するように、チャンバ１００内に配置される。他の実施形態では、対象１０２は人間であり、ＭＲＩ機器は全身の画像を得るように構成されている。さらに他の実施形態では、対象の体（例えば頭又は脚）の一部だけが、チャンバ１００内に位置する。またさらに他の実施形態では、対象は人間でない（非限定的な実施形態として、対象は例えばラット又はウサギのごとき小型の哺乳類であり得、一般に、これらの実施形態において、全ての動物はチャンバ内に位置する）。図示の実施形態においては、対象１０２は、ベッド１０６又は同様の備品上に横たわる。（ｉ）コイル１０１及び１０３の両方がハウジング１００の内部にあること、又は図示されているように、コイル１０１がハウジングの外部に位置しかつコイル１０３がハウジングの内部に位置していることも本考案の範囲内である。
受信コイル１０３は、関心領域を実質的に取り囲んでおり、これにより、関心領域の対象内の特定位置に応じて、例えば、対象の全身、又は脚若しくは体の一部を取り囲むように設計されるかもしれない。受信コイル１０３は、関心領域のできるだけ近くに配置される。受信コイルは、例えばソレノイド、ヘルムホルツコイル又は面コイル（ループ）等のいかなるタイプのＲＦコイルであってもよい。内側コイルは、均一である必要はない。図１に示す実施形態では単一の受信コイルが設けられており、他の実施形態では複数の独立コイルが存在する。受信コイルは、機械的移動装置１０４に取り付けられている。
機械的移動装置は、受信コイルを、静磁場によって規定される軸（矢印１０５Ａ参照）に沿った任意の所定の位置に移動させ、かつ軸（矢印１０５Ｂ参照）の周囲を回転させるように構成されている。機械的移動装置としては、受信コイルを移動させ、また、その位置をＸｍｍの範囲内で固定できるように構成されたこの分野で公知のあらゆる適切な手段（例えばステッパーモータ）を使用することができる。ここで、Ｘは任意の整数である。例えば、Ｘは、約０．１ｍｍ〜約５０ｍｍの範囲、約５ｍｍ〜約５００ｍｍの範囲、約５０ｍｍ〜１．５ｍの範囲等である。受信コイルが適切に配置されると、ＭＲＩは、任意の適切なパルス／検出計画を開始することができる。
図３は、本考案のまたさらに他の実施形態として、ＳＦＣＩＤ２０の側面を概略的に示している。本実施形態は、前述した実施形態の特徴点の全てを備えている。即ち、対象２０２又はその一部が導入されるＭＲＩ適合チャンバ２００と、送信するためのＲＦ放射のパルスを発生させるように構成された送信コイル２０１と、関心領域を実質的に取り囲む少なくとも１つの受信コイル２０３と、矢印２０５（即ち静磁場の磁場軸と平行）の方向に受信コイル（単数又は複数のコイル）を移動させる手段２０４と、対象が配置されるベッド２０６とを備えている。前述した実施形態の場合と同様に、静磁場を発生する磁石と、磁場勾配を発生する勾配磁場コイルと、これらに付随する電子機器及びコントローラとは、全てこの分野において周知であり、図示していない。本実施形態は、矢印２０５で示す方向に沿ってベッド２０６を移動させる機械的手段２０７をさらに含んでいる。この機械的手段は、ベッドを所望の位置へ移動させるこの分野において公知のいかなる手段でもあってもよい。ベッドの移動は受信コイル２０３を移動するために用いる機械的手段２０４とは独立しているか、又は限定されない実施形態として、ベッド及び受信コイルが縦に並んで移動するように２つの機械的移動装置が結合される、ベッド及び受信コイルが反対方向に移動するように結合される、若しくはベッド及び受信コイルの一方の運動が他方の運動の所定分数（例えば、距離Ｄだけベッドを移動すると、距離０．１Ｄだけコイルがこのベッドの移動方向と関連する所定方向に移動する）となるように結合されるかもしれない。本実施形態において、関心領域が静磁場の中間点に位置しかつ対象上を受信コイルが走査して関心領域の撮像がなされるように対象を移動することが可能である。本実施形態は、さらに、空間的分解能が最も高い位置で受信コイルが静止したまま関心領域が走査されるように、静磁場の中間点にこの受信コイルを固定し、対象を予め定めた速度で受信コイルを通って移動させることが可能である。
図４ａ及び図４ｂは、本考案のさらに他の実施形態として、ＳＦＣＩＤ３０の側面を概略的に示している。前述した実施形態において詳述されている要素（本実施形態のＳＦＣＩＤ３０の構成要素３００〜３０７は、図２の実施形態のＳＦＣＩＤ２０の構成要素２００〜２０７に非常に類似している）に加えて、本実施形態は、チャンバ３００の円周に配置された複数のＮ個の検出器３０８を含んでいる。Ｎは、任意の整数であり、例えば、非限定的に、約１〜約２０の範囲、約３〜約３００の範囲、又は、約３０〜約３０００の範囲である。これら検出器の一般的な配置が図４ａに示されている。種々の実施形態においては、検出器は、必要とされる特定の画像データに応じて、チャンバの全長に沿って、又は、チャンバの長さの予め定めた分数（割合）に沿って配置される。検出器３０８が、生物発光、化学ルミネセンス、蛍光、ＵＶ、ＩＲ及び／又は可視光、並びにこれらの任意の組み合わせからなる群から非限定的に選択されることは、本考案の範囲である。本考案の特定の実施形態によれば、光検出器は空間的位置に設けられ、これにより、撮像データの三角測量（triangulation）が可能となる。
図４ｂは、代表的な実施形態の断面（正面又は背面）を概略的に示している。本実施形態において、検出器は、チャンバの壁内に配置されている。他の実施形態においては、検出器は、チャンバの壁内に配置された検出器に加えて、又はその代わりにチャンバの内部に取り付けられる。
検出器は、ＭＲＩに加えて、非限定的な例として、ＳＰＥＣＴ、ＰＥＴ及び蛍光を含む少なくとも１つの付加的な種類の画像化を行うように構成されている。検出器は、各検出器で測定される信号が別個に記録及び格納されるように、この分野で公知の任意の適切な手段により記録装置に接続されている（例えば、蛍光の場合、検出器は、適切な光ファイバケーブルを介してＣＣＤ／コンピュータアセンブリに接続される）。本実施形態において、複数の検出器は、真の三次元（３Ｄ）情報の収集及び算出が可能である。加えて、コイル及び／又はベッドを移動するための機械的移動手段３０４及び３０７の存在は、追加の画像化手段による画像の収集の間、対象から検出器への直接的な見通し線アクセスを可能にする。即ち、受信コイルは、ＭＲＩデータの収集の間に対象をその位置から移動させることなく、次の画像（単数若しくは複数）の収集の間、阻害しないような位置に移動する。
上述しかつ図に示した実施形態によれば、全データ収集手順の間に対象が静止ままであるため、ＭＲＩ及びその付加的な方法によって得られた画像の重ね合わせは、直接的となり、対象の真の三次元画像化を可能にする。
本考案のまたさらに他の実施形態によれば、本考案において開示される機能的な撮像装置は光学画像化モダリティであり、検出器は光学式検出器である。多次元画像化のために、通常、複数の検出器が必要とされる。これら検出器は、使用する画像化モダリティと互換性のある光ファイバによって、又は他の任意の情報変換手段によって得たデータを変換可能である。対象を扱うシステムは、対象を画像装置に関して所望の位置に調整するために、及び／又はその調整プロセスの間、対象を動かないように固定ために用いることができる。装置は、また、対象又は多モダリティ画像装置の内部の環境条件を調整するためのセンサをさらに備えることができる。
図５は、本考案のさらに他の実施形態として、多モダリティ画像システムがブロック図で概略的に示されている。システム５０は、データをプロセッサ（例えば、ＣＰＵ５３０）に変換する、機能的撮像装置５１０及び生体構造的画像モダリティ５２０を備えている。両方の走査の間、対象の位置が同一のままであるため、再構築される画像は、機能と生体構造との間の相関関係を表示して、単一の画像に統合可能である。統合された画像は、任意の要求される形態（ハードコピー又はソフトコピー）で表示装置５４０によって保存又は表示することができる。
図６は、本考案のまたさらに他の実施形態に関連して、多モダリティ画像装置を使用してin vivoの統合された画像を得る方法を非限定的に表すフローチャートが概略的に示されている。この方法は、特に、多モダリティの空間的に固定結合された画像装置（ＳＦＣＩＤ）を得るステップ６１０と、装置に対象を導入するステップ６２０と、生体構造的画像を所得するステップ６３０と、機能的画像を取得するステップ６４０と、データを処理し、機能的及び生体構造的画像を統合するステップ６５０と、統合した画像を保存及び表示するステップ６６０とを備えている。
非限定的に以下に説明される例では、観察する固定された対象が、本考案によって定義されたＳＦＣＩＤに挿入され、生体構造的ＮＭＲ画像及び機能的画像の両方が取得される。データが処理され、機能的及び生体構造的画像の統合が実施される。統合された画像は保存され表示される。好ましい実施形態において、光学検出アレイからの光学データによって生成される機能的画像は、例えば腫瘍の代謝活動の態様を表している。ＳＦＣＩＤが時間分解された画像を提供するので、腫瘍の代謝は時間と共に監視される。これは、悪性の又は増殖的な細胞若しくは組織疾患の経過の診断検査と同様に、例えば細胞取り込み研究等の広範囲の研究において極めて重要である。腫瘍研究又は治療を受けている対象に、異なる薬剤をin vivoで投与することが可能であり、腫瘍の代謝的に能動な又は機能的に能動な部分に対する効果を時間ごとに観察することができる。多くの悪性腫瘍は、機能的に能動な領域及びそれよりは能動ではない又は死んだ領域を有する。これらの領域は、３次元で実時間で正確にモニタすることができる。
本考案の機能的画像は、実時間で獲得するようになされているため、この機能的画像の前に撮像された単一の生体構造的画像上に表示することができ、その場合、再構築され統合された画像は、各生体構造的スライス部について時間の経過と共に変化する。
幾つかの生体構造的画像モダリティは、例えば、ＣＴ又はＭＲＩである潅流画像、ＭＲエコーシーケンス等の実時間生体構造的画像を生成可能である。さらに、画像は、時々、心臓リズム又は呼吸リズムによってゲート制御される。いずれの場合にも、機能的画像及び生体構造的画像の両方が、同時に又は異なる時間に取得され、ゲート制御に従って、自由に相関する。機能的画像を生体構造的画像の取得の前に取得すること、又は、両方のモダリティを１つの期間中に交互に働かせることが可能である。
本考案の一実施形態によれば、磁気共鳴画像（ＭＲＩ）システムは、以下の特徴を有する分離された受信コイルを含んでいる、（１）送信コイルとは独立している単一の受信コイルを備えており、（２）受信コイルは、選択した特定の領域を走査できるように位置合わせ可能であり、（３）装置が、関心領域及び受信コイルが静磁場の中間点に配置可能なように設計されており、（４）システムが、高感度、高位置精度及びＳＮＲを有する３次元のＭＲＩ画像を取得するのみならず、撮像される本体を動かすことなくかつ受信コイルが検出信号を遮断することなく、少なくとも１つの他の分光法によって三次元画像を取得するように構成されている。
本考案の他の実施形態によれば、ＭＲＩシステムは、対象の１つ以上の領域を画像化するＲＦコイルシステムを備えている。ＲＦシステムは、特に、（ａ）少なくとも１つの非導電性ハウジング内の少なくとも１つの導電コイルを備えたコイルと、（ｂ）取り付けられた対象に線形運動を提供するように、及び取り付けられた対象の位置を距離Ｘｍｍの範囲内で再現可能に固定するように構成された機械的移動システムと、（ｃ）ハウジングを機械てき移動システムに接続する取り付け手段とを備えている。コイルシステムは、対象を磁気共鳴画像システム内に残したまま、コイルを少なくとも１つの固定位置に精度約Ｘｍｍで可逆的に移動させるように構成されている（例えばステッパーモータ）。ここで、Ｘは任意の整数である。例えば、Ｘは、約０．１ｍｍ〜約５０ｍｍの範囲、約５ｍｍ〜約５００ｍｍの範囲、約５０ｍｍ〜１．５ｍの範囲等である。
本考案のさらに他の実施形態によれば、コイルは、（ａ）ソレノイド、（ｂ）ヘルムホルツコイル、及び（ｃ）面コイルからなる群から選択される。
本考案のまたさらに他の実施形態によれば、ＭＲＩシステムは、特に、（ａ）領域内に、磁場軸を規定する安定な磁場を生成するための磁石と、（ｂ）領域内で少なくとも１つの磁場勾配を成立させるための複数のコイルと、（ｃ）領域内に位置する本体の核回転を励起するためにＲＦ放射のパルスを印加するための少なくとも１つのコイルと、（ｄ）本体から放射された共鳴信号を最適に受信するように構成された上述した少なくとも１つの受信コイルとを備えている。磁気共鳴画像システムは、対象内における少なくとも１つの予め定めた領域の少なくとも１つの磁気共鳴画像を提供するように構成されている。
本考案のさらに他の実施形態によれば、固定位置のうちの少なくとも一つは、領域の外に位置している。
本考案のさらに他の実施形態によれば、ＭＲＩシステムにおいて、固定位置のうちの１つは、磁場軸に沿った安定な磁場の中間点に沿った位置であって最適化された受信が行われる位置である。
本考案のさらに他の実施形態によれば、ＭＲＩシステムにおいて、固定位置のうちの少なくとも１つは領域の外に位置しており、固定位置のうちの１つは、磁場軸に沿った安定な磁場の中間点に沿った位置であって最適化された受信が行われる位置である。
本考案のまたさらに他の実施形態によれば、ＭＲＩシステムは、特に、（ａ）取り付けられた対象に線形運動を提供するように、及び取り付けられた対象の位置を距離Ｘｍｍの範囲内で再現可能に固定するように構成された第２の機械的移動システムと、（ｂ）ベッドを機械的移動システムに接続するための取り付け手段とを備えている。ベッドが、ＲＦコイルの移動から独立して、領域に対して可逆的に移動するように構成されることも、本考案の特質の範囲内である。
本考案のさらに他の実施形態によれば、ＭＲＩシステムは、特に、ベッドに取り付けられた機械的移動システムを、ＲＦコイルに取り付けられた機械的移動システムに接続するための結合手段を備えている。ベッド及びコイルの動作は、相互依存している。
本考案のまたさらに他の実施形態によれば、ＭＲＩシステムは、特に、（ａ）領域の周辺部に配置した複数の検出器と、（ｂ）複数の検出器の各々から領域の外部に配置されているコントローラへ信号を送るための手段とを備えている。磁気共鳴画像システムが、磁気共鳴画像法に加えて少なくとも１つの画像化方法を実施するように構成されていることも、本考案の特質の範囲内である。
本考案に関連する方法の実施形態によれば、検査すべき対象の関心領域の磁気共鳴画像化方法が、移動可能なＲＦコイルシステムによって提供される。この方法は、特に、（ａ）対象を、磁石により発生する安定な磁場内の所定の位置に導入するステップと、（ｂ）ＲＦ受信コイルの位置がＸｍｍの範囲内で固定されるようにかつ関心領域の少なくとも一部がコイルによって規定される領域内に位置されるように、対象の近傍に位置合わせ可能なＲＦ受信コイルを配置するステップと、（ｃ）予め定められた画像化プロトコルに従ってＲＦパルス及び磁場勾配を印加することによって、関心領域内の核磁化を励起するステップと、（ｄ）励起された核磁化によってＲＦ受信コイルにおいて発生するＲＦ画像化信号を受信するステップと、（ｅ）受信した磁気共鳴画像法の信号及びＲＦ受信コイルの位置から関心領域の磁気共鳴画像を再構築するステップとを備えている。この方法は、関心領域の正確な３次元磁気共鳴画像を生成する。
本考案に関連する方法の他の実施形態によれば、方法は、関心領域から放射される共鳴信号の受信を最適化するように構成されたＲＦ受信コイルによって提供され、さらに、対象の近傍に位置合わせ可能なＲＦ受信コイルを配置するステップは、磁場軸に沿った安定な磁場の中間点に沿った位置に位置合わせ可能なＲＦ受信機を配置するステップを含んでいる。
本考案に関連する方法のさらに他の実施形態によれば、上述した方法における、磁石によって生成される安定な磁場内の所定の位置に対象を導入するステップと、対象の近傍に位置合わせ可能なＲＦ受信コイルを配置するステップとが、本体とＲＦ受信コイルとの独立した運動を可能にする機械的手段によって実行される。
本考案に関連する方法の他の実施形態によれば、移動可能なＲＦコイルシステムと関心領域の少なくとも１つの他の画像化技術とによって、検査すべき対象の関心領域の磁気共鳴画像化する方法が提供される。この方法は、特に、（ａ）周辺に複数の検出器が配置されておりかつ磁石によって発生する安定な磁場をその内部の一部に含んでいる領域内の所定の位置に対象を導入するステップと、（ｂ）ＲＦ受信コイルの位置がＸｍｍの範囲内で固定されるようにかつ関心領域の少なくとも一部がコイルによって規定される領域内に位置されるように、対象の近傍に位置合わせ可能なＲＦ受信コイルを配置するステップと、（ｃ）予め定められた画像化プロトコルに従ってＲＦパルス及び磁場勾配を印加することによって、関心領域内の核磁化を励起するステップと、（ｄ）励起された核磁化によってＲＦ受信コイルにおいて発生するＲＦ画像化信号を受信するステップと、（ｅ）受信した磁気共鳴画像法の信号及びＲＦ受信コイルの位置から関心領域の磁気共鳴画像を再構築するステップと、（ｆ）複数の検出器の少なくとも１つの各々から領域の外部に位置するコントローラへ信号を送信するステップとを備えている。この送信は、（ｃ）のステップの開始と関連した所定時間に開始され、所定期間継続する。
本考案に関連する方法のさらに他の実施形態によれば、上述した方法は、少なくとも１つの他の画像化技術が、（ａ）蛍光分光法、（ｂ）ＳＰＥＣＴ、（ｃ）ＰＥＴ、（ｄ）これらの任意の組み合わせからなる群から選択されることによって提供される。
１０、２０、３０ ＳＦＣＩＤ
５０、２０００ システム
１００ ＭＲＩチャンバ
１０１、２０１ コイル
１０２、２０２、３０２ 対象
１０３、２０３、３０３ 受信コイル
１０５Ａ、１０５Ｂ 軸
１０６、２０６ ベッド
２００、３００、１００３ チャンバ
２０４、３０４ 手段
２０５、３０５ 矢印
２０７、３０７ 機械的手段
３０８ 検出器
５１０ 機能的画像モダリティ
５２０ 生体構造的画像モダリティ
５３０ ＣＰＵ
５４０ 表示装置
１０００ 供給手段
１００１ 領域
１００２ 過分極化手段
１００４ 動物
１００５ バルブ
１００６ 供給手段
１００７ ドレイン手段
本考案は、一般に、過分極化ガスの画像化を実行するために使用するシステムに関する。さらにまた、本考案はin situにおける過分極化ガスを生成するために提供されるシステムに関する。
核磁気共鳴画像法（ＭＲＩ）は、臨床及び基礎科学の画像化アプリケーションの双方にとって重要な手段である。ＭＲＩの最近の顕著な進歩は、新規な磁気共鳴造影剤としての「過分極化された」希ガスであるヘリウム３（３Ｈｅ）及びキセノン１２９（１２９Ｘｅ）の導入であった。
過分極化された希ガスを使用して、１００パーセントに近い核分極化のレベルを提供することができる。そして、典型的には熱平衡（ほとんどはおよそ１０−４）において達成される分極化のこの劇的な増加は、多くの新規なＭＲＩアプリケーションの可能性を提示した。
例えば、過分極化された３Ｈｅガスの吸入の後の肺空間の高解像度ＭＲイメージが実証されている。そして、研究によると、３Ｈｅの肺画像化が健康な肺を、病変（例えば慢性閉塞性肺疾患、喘息及び嚢胞性線維症）を有するものと区別するための展望を示すことを示唆する。従って、in situで過分極化されたガスを生成すると共に、画像化ガス画像化を過分極化することを実行するシステムを提供することは、有益である。
本考案によれば、動物の内部で不分極ガスを過分極化するシステムであって、不分極ガスを過分極化するための過分極化手段を備え、不分極ガスの過分極化が動物内部でin situでなされる、不分極ガスを過分極化するシステムが提供される。
本考案の一態様によれば、過分極化手段は、レーザ、超音波、ＲＦ、マイクロ波、加熱又はそれらの任意の組み合わせから選択される。
本考案の一態様によれば、ガスは、ヘリウム又はキセノンから選択される。
本考案の一態様によれば、動物は、哺乳類、人間、未熟児、爬虫類、海動物、生物学的標本、生物学的器官、マウス、ラット、齧歯動物、鳥類、爬虫類、両生類、in vivoの生物組織若しくは器官、又はex vivoの生物組織若しくは器官からなる群から選択される。
本考案の一態様によれば、領域（関心領域、関心体積、体積）内に留められた不分極ガスを過分極化するシステムであって、内部に媒体を有する領域は、不分極ガス及び少なくとも１つの媒体を限定する少なくとも１つの領域と、不分極ガスを過分極化する過分極化手段とを備えており、不分極ガスの過分極化が、留められた領域内でin vitroでなされるように構成されている。
本考案の一態様によれば、過分極化手段は、レーザ、超音波、ＲＦ、マイクロ波、加熱又はそれらの任意の組み合わせから選択される。
本考案の一態様によれば、ガスは、ヘリウム又はキセノンから選択される。
本考案の一態様によれば、領域と流体連通しているチャンバをさらに備え、このチャンバは、少なくとも１つの動物を収容し、領域から過分極化されたガスをチャンバまで供給するように構成されている。
本考案の一態様によれば、動物は、哺乳類、人間、未熟児、爬虫類、海洋動物、生物学的標本、生物学的器官、マウス、ラット、齧歯動物、鳥類、爬虫類、両生類、それらのin vivoの生物組織若しくは器官、又はex vivoの生物組織若しくは器官からなる群から選択される。
本考案の一態様によれば、媒体は、麻酔ガス、水、酸素又はそれらの任意の組み合わせからなる群から選択される。
本考案の一態様によれば、少なくとも１つの動物の過分極化ガス画像化システムであって、不分極ガス及び少なくとも１つの媒体を限定する少なくとも１つの領域と、少なくとも１つの動物を収容可能な寸法及び形状に領域を限定すると共にこの領域と流体連通された少なくとも１つのチャンバと、少なくとも１つのチャンバに不分極ガスを供給する供給手段と、不分極ガスを過分極化するための過分極化手段と、少なくとも動物の領域を撮像するための画像装置とを備えており、不分極ガスの過分極が、留められた領域内でin vitroでなされるように構成されている過分極化ガス画像化システムが提供される。
本考案の一態様によれば、少なくとも１つの動物の過分極化ガス画像化システムであって、少なくとも１つの動物を収容可能な寸法及び形状の領域を限定する少なくとも１つのチャンバと、少なくとも１つのチャンバに不分極ガスを供給する供給手段と、不分極ガスを過分極化するための過分極化手段と、少なくとも動物の領域を撮像するための画像装置とを備えており、不分極ガスの過分極が、留められた領域内でin vitroでなされるように構成されている過分極化ガス画像化システムが提供される。
本考案の一態様によれば、媒体は、麻酔ガス、水、酸素及びそれらの任意の組み合わせからなる群から選択される。
本考案の一態様によれば、麻酔ガス、水、酸素又はそれらの組み合わせがチャンバに供給される。
本考案の一態様によれば、画像装置は、ＮＭＲ、ＭＲＩ、ＣＴ、Ｘ線、超音波装置、蛍光装置、サーモグラフィ装置又はそれらの任意の組み合わせからなる群から選択される。
本考案の一態様によれば、過分極化手段がレーザ、超音波、マイクロ波、ＲＦ、加熱又はそれらの任意の組み合わせから選択される。
本考案の一態様によれば、ガスは、ヘリウム又はキセノンから選択される。
本考案の一態様によれば、動物は、哺乳類、人間、未熟児、爬虫類、海洋動物、生物学的標本、生物学的器官、
マウス、ラット、齧歯動物、鳥類、爬虫類、両生類、in vivoの生物組織若しくは器官、又はex vivoの生物組織若しくは器官からなる群から選択される。
本考案の一態様によれば、画像装置は、ＮＭＲ及びＭＲＩからなる群から選択される。
本考案の一態様によれば、ＮＭＲ／ＭＲＩシステムは、合成生体構造的かつ実時間の機能的な光画像を生成するための空間的に固定結合された画像装置（ＳＦＣＩＤ）を備え、ＳＦＣＩＤは、結合された画像システムＣＩＳを有する簡易操作式画像システムＭＩＳを機能的に組み込んでおり、簡易操作式画像システム（ＭＩＳ）は、非導電性ハウジング内に配置される固定された対象に適応している画像化プラットフォーム（ＩＭＰ）を含み、このＩＭＰは、対象の１つ以上の領域を撮像する高周波（ＲＦ）コイルシステム（ＲＦＣＳ）内に含まれ、このＲＦＣＳは、ＭＩＳ内に対象が留まる場合に３ｍｍ以内の精度で、（ｉ）少なくとも１つの導電性受信コイル、及び／又は（ｉｉ）ＩＭＰの少なくとも一部を、少なくとも１つの特定された位置において、少なくとも１つの非導電性ハウジングコイルに、可逆的に変換するように構成されており、ＲＦＣＳは、固定された対象を線形運動に供し、その固定された対称の位置を３〜６０ｍｍの範囲内で再現的に固定するための機械的変換システムと、ＭＴＳにハウジングを接続するための取付手段（ＡＭ）とを含み、結合された画像システム（ＣＩＳ）は、固定された対象の少なくとも１つの特定の領域を撮影するように構成されていると共に、（ｉ）三次元生体構造的画像を提供するために最適化された少なくとも１つのＭＲＤ画像モジュール（ＭＩＭ）、及び（ｉｉ）固定された対象の機能上能動的な部位についての実時間の機能的な光画像を生成できる状態にある、固定された対象の領域から発せられるか反射される光子を検出するために最適化されたＩＭＰに連結した少なくとも１つの光学画像化モジュール（ＯＩＭ）を統合するように構成されており、ＩＭＰ内のＭＩＭとＯＩＭとの機能的な結合が１つ以上の複合モジュールの結合で決定可能な特定の領域内に位置する固定された対象の領域の実時間の画像を提供する過分極化ガス画像化システムが提供される。
本考案の一態様によれば、ＲＦコイルは、ソレノイド・コイル、ヘルムホルツ・コイル及び面コイルからなる群から選択される。
本考案の一態様によれば、過分極化ガス画像化システムにおいて、関心領域（ＶＯＩ）を定める非導電性ハウジングと、ＶＯＩの定義済みの磁場軸を有する安定な磁場を生成するために構成される磁石と、ＶＯＩの中で少なくとも１つの磁場勾配を確立するように調整されている複数のコイルと、ＶＯＩの固定された対象の範囲内で核回転を起こすためにＲＦ放射線のパルスを適用するように調整されている少なくとも１つの非導電性ハウジング・コイル（ＮＣＨＣ）と、ＮＣＨＣの中に位置し、ＶＯＩの中で設けられている決定可能な関心領域の範囲内で固定された対象から放射されているエコー信号の受信を最適化するように構成されている少なくとも１つの導電性受信コイル（ＣＲＣ）とをさらに備えている。
本考案の一態様によれば、固定位置のうちの少なくとも１つが非導電性ハウジングの外に位置している。
本考案の一態様によれば、固定位置のうちの１つは、最適化された受信信号が磁場軸に沿った安定な磁場の中間点に沿って起こる位置である。
本考案の一態様によれば、固定位置のうちの少なくとも１つは領域の外に位置し、固定位置のうちの１つは最適化された受信が磁場軸に沿った安定な磁場の中間点に沿って起こる位置である。
本考案の一態様によれば、画像化プラットフォーム（ＩＭＰ）がベッドである。
本考案の一態様によれば、固定された対象を線形運動に供するように、かつ固定された対象の位置を約３〜６０ｍｍの範囲内で再現的に特定するように構成されている第２の機械変換システム（ＭＴＳ）と、ＭＴＳにＩＭＰ又はその部分を接続するための取付手段（ＡＭ）とをさらに備えており、ＩＭＰは、ＣＲＣの変換から独立している決定可能な特定の容積に関して変換するために、可逆的に構成されている。
本考案の一態様によれば、ＡＭは、ＩＭＰに取り付けられた機械変換システム（ＭＴＳ）を、ＣＲＣに取り付けられたＭＴＳに接続するように構成されており、ＩＭＰ及びＣＲＣの動作が相互依存している。
本考案の一態様によれば、光学画像化モジュール（ＯＩＭ）は、ハウジングの周辺部内に機能的に組み込まれる複数の検出器と、複数の検出器の各々から領域の外部に位置するコントローラに信号を送るための手段とを備えており、ハウジング内の複数の検出器の前記機能的組み込みは、複合生体構造的及び実時間の機能的な光画像の生成を可能にする。
本考案の一態様によれば、光学画像化モジュール（ＯＩＭ）は、ハウジングの周辺部内に機能的に組み込まれる複数の光ファイバと、複数の光ファイバの各々から領域の外部に位置するコントローラに信号を送るための手段とを備えており、ハウジング内の複数の光ファイバの機能的組み込みは、複合生体構造的及び実時間の機能的な光画像の生成を可能にする。
本考案の一態様によれば、結合された画像化システム（ＣＩＳ）が、（ａ）蛍光分光法、（ｂ）ＳＰＥＣＴ、（ｃ）ＰＥＴ、及びこれらの任意の組み合わせからなる群から選択される画像化法を提供し、複数の検出器及び／又は光ファイバが少なくとも１つの付加的な画像化法の代表的な信号を検出するように構成されている。
本考案の一態様によれば、空間的に固定結合された画像装置（ＳＦＣＩＤ）は、三次元（３Ｄ）多モードで撮像するように構成されている。
本考案の一態様によれば、均一、安定かつ同一の磁場を提供するための、時計回り又は反時計回りに予め定めた配列で配置された少なくとも３重の自在に継ぎ合わされた重ね合わせ壁層（１）を備えた外側シェルによって特徴づけられる、磁気共鳴装置（ＭＲＤ）（１００）の自動固定ケージを備えている。
本考案の一態様によれば、ＭＲＤは、ケージ壁に設けられた磁場の全体的な強度に応じてケージ壁に予め定めた配列で配置された少なくとも３重の自在に継ぎ合わされた重ね合わせ壁層という特徴を有する外側シェルのケージの壁に互いに対向する向きで磁気的に接続された２つの同等の群に配置された少なくとも６つの側部磁石と、側部磁石の間で互いに対向する向きで配置された少なくとも２つの極磁石片と、極磁石片上に位置し、互いに対向する向きで配置され、ケージ内に静電磁場を生成する少なくとも２つの主磁石とを備えている。
本考案の一態様によれば、少なくとも１つのＭＲＤ画像モジュール（ＭＩＭ）から受信した三次元ＭＲＤ画像と、少なくとも１つの光学画像化モジュール（ＯＩＭ）から受信した実時間の機能的な光画像とを処理して、一体化するための少なくとも１つの中央演算処理装置（ＣＰＵ）を備えている。
本考案の一態様によれば、ＣＰＵは、三次元ＭＲＤ画像及び実時間の光画像を表示する手段を備えている。
本考案の一態様によれば、ＣＰＵは、固定された対象の領域の機能的に能動的な部分が実時間で定義可能であるように、実時間の光画像を固定された対象の領域の三次元ＮＭＲ画像から区別するための手段を備えている。
本考案の一態様によれば、ＭＲＤモジュールには、ＣＴ手段を備えている。
本考案の一態様によれば、ＭＲＤモジュールには、ＭＲＩ手段を備えている。
本考案の一態様によれば、ＭＲＤモジュールは、画像を構築するための２次元フーリエ変換（２ＤＦＴ）手段及びスライス選択手段を有している。
本考案の一態様によれば、ＭＲＤモジュールは、画像を構築するための３次元フーリエ変換（３ＤＦＴ）手段を有している。
本考案の一態様によれば、ＭＲＤモジュールは、画像を構築するための投影再構築手段を有している。
本考案の一態様によれば、ＭＲＤモジュールは、画像を構築するための点毎の画像構築手段を有している。
本考案の一態様によれば、ＭＲＤモジュールは、画像を構築するための線毎の画像構築手段を有している。
本考案の一態様によれば、ＭＲＤモジュールは、画像を構築するための静的磁場勾配画像構築手段を有している。
本考案の一態様によれば、ＭＲＤモジュールは、画像を構築するためのＲＦ場勾配画像構築手段を有している。
本考案の一態様によれば、光学画像化モジュールは、固定された対象の領域の三次元の実時間の光画像を提供するために予め定められた方法で画像化プラットフォーム周辺に分配されている複数の光線検出器を含む光検出器の配列を備えている。
本考案の一態様によれば、光学画像化モジュールは、固定された対象の領域の生物発光を検出するための手段を有している。
本考案の一態様によれば、光学画像化モジュールは、固定された対象の領域の化学ルミネセンスを検出するための手段を有している。
本考案の一態様によれば、光学画像化モジュールは、固定された対象の領域の蛍光を検出するための手段を有している。
本考案の一態様によれば、光学画像化モジュールは、固定された対象の領域の近い赤外線の蛍光を検出するための手段を有している。
本考案の一態様によれば、光学画像化モジュールは、固定された対象の領域の単一格子放射断層撮影（ＳＰＥＣＴ）のための手段を含む。
本考案の一態様によれば、光学画像化モジュールは、固定された対象の領域のポジトロン断層撮影（ＰＥＴ）のための手段を含む。
本考案の一態様によれば、光学画像化モジュールは、光子を計数する感知手段を含む。
本考案の一態様によれば、光学画像化モジュールは、固定された対象の領域から戻る励振パルスを選択的に検出する手段を含む。
本考案の一態様によれば、光学画像化モジュールは、励振パルスを同期させる手段をさらに含む。
本考案の一態様によれば、固定された対象は、小さい哺乳類である。
本考案の一態様によれば、固定された対象は、人間、未熟児、爬虫類、海洋動物、生物学的標本、生物学的器官、マウス、ラット、齧歯動物、鳥類、爬虫類、両生類、in vivoの生物組織若しくは器官又はex vivoの生物組織若しくは器官からなる群から選択される。
本考案に関連する方法によれば、少なくとも１つの動物の過分極化ガス画像化方法であって、寸法及び形状について領域（関心領域、関心体積、体積）を限定する少なくとも１つのチャンバを提供するステップと、少なくとも１つのチャンバに少なくとも１つの動物を収容するステップと、少なくとも１つのチャンバに不分極ガスを供給するステップと、記不分極ガスを過分極化するステップと、動物の少なくとも１つの領域が撮像に必要な時間の少なくとも一部の間、過分極化ガスを含んでいる場合に、動物の少なくとも領域を撮像するステップとを備えており、不分極ガスの過分極化は、留められた領域内で行われる過分極化ガス画像化方法が提供される。
本考案に関連する方法の一態様によれば、画像装置を、ＮＭＲ、ＭＲＩ、ＣＴ、Ｘ線、超音波装置、蛍光装置、サーモグラフィ装置又はそれらの任意の組み合わせからなる群から選択するステップをさらに備えている。
本考案に関連する方法の一態様によれば、過分極化手段を、レーザ、ＲＦ、超音波、マイクロ波、加熱又はそれらの任意の組み合わせから選択するステップをさらに備えている。
本考案に関連する方法の一態様によれば、動物を、哺乳類、人間、未熟児、爬虫類、海洋動物、生物学的標本、生物学的器官、マウス、ラット、齧歯動物、鳥類、爬虫類、両生類、in vivoの生物組織若しくは器官又はex vivoの生物組織若しくは器官からなる群から選択するステップをさらに備えている。
本考案に関連する方法の一態様によれば、ガスをヘリウム又はキセノンから選択するステップをさらに備えている。
本考案に関連する方法の一態様によれば、撮像するステップの間、不分極ガスの過分極化を中断するステップをさらに備えている。
本考案に関連する方法の一態様によれば、結合された画像システムＣＩＳを簡易操作式画像システムＭＩＳに機能的に組み込むことによって合成生体構造的及び実時間の機能的な光画像を生成するステップをさらに備えている。
本考案に関連する方法の一態様によれば、生成するステップは、磁気共鳴画像システムに空間的に固定結合された画像装置（ＳＦＣＩＤ）を提供してＭＩＳに非導電性ハウジング内に配置される固定された対象を収容する画像化プラットフォーム（ＩＭＰ）を提供するステップと、対象の１つ以上の領域を撮像する高周波（ＲＦ）コイルシステム（ＲＦＣＳ）内にＩＭＰを提供するステップと、（ｉ）少なくとも１つの導電性受信コイル（ＣＲＣ）、及び／又は（ｉｉ）少なくとも一部のＩＭＰについて、少なくとも１つの非導電性ハウジングコイル（ＮＣＨＣ)において、対象がＭＩＳ内に留まる場合は３ｍｍ以内の精度で少なくとも１つの固定位置に、可逆的な変換を行う手段をＲＦＣＳに提供するステップと、ＲＦＣＳに、機械的変換システム（ＭＴＳ)とＭＴＳによってハウジングをＭＴＳに接続し、固定された対象を線形運動させ、かつ固定された対象の位置を３〜６０ｍｍの範囲内で再現的に固定するための取付手段（ＡＭ）とを提供するステップと、（ｉ）固定された対象の少なくとも１つの特定の領域を撮影するように構成された少なくとも１つのＭＲＤ画像モジュール（ＭＩＭ）を、（ｉｉ）ＩＭＰに連結されかつ、固定された対象の領域から放出又は反射される光子を検出し、これにより、固定された対象の領域の機能上能動的な部分についての実時間の機能的な光画像を生成するように構成された少なくとも１つの光学画像化モジュール（ＯＩＭ）に統合することにより、固定された対象の少なくとも１つの特定の領域を撮影するステップと、ＩＭＰにおけるＭＩＭ及びＯＩＭを機能的に統合し、これにより、決定可能な特定の領域内に位置する固定された対象の領域の１つ以上の結合された複合モジュールの実時間の画像を提供するステップとをさらに備えている。
本考案に関連する方法の一態様によれば、固定された対象を、磁石によって発生する安定な磁場内の決定可能な特定の位置に導入するステップと、ＮＣＨＣの位置が約３ｍｍ〜約６０ｍｍ以内に固定されるように、かつ、関心領域の少なくとも一部がＮＣＨＣにより規定される領域内に位置するように、固定された対象に近接して位置決め可能なＮＣＨＣを配置するステップと、予め定められた画像化プロトコルに従ってＲＦパルス及び磁場勾配を印加することによって、関心領域内に核磁化を励起するステップと、励起された核磁化によって、ＮＣＨＣ内に発生するＲＦ画像信号を受信するステップと、受信した磁気共鳴画像信号及びＮＣＨＣの位置から、決定可能な特定の領域の磁気共鳴画像を再構築するステップとをさらに備えている。
本考案に関連する方法の一態様によれば、決定可能な特定の領域から放射された共鳴信号の受信を最適化するに有効であり、対象に近接してＮＣＨＣを配置する上述のステップは、磁場軸に沿った安定な磁場の中間点に沿った位置にＮＣＨＣを配置するステップをさらに含む。
本考案に関連する方法の一態様によれば、固定された対象を、領域内であってその内部の少なくとも一部が磁石によって発生する安定な磁場を含みかつその近傍に複数の検出器が配置されている、決定可能な特定の位置に導入するステップと、ＲＦ受信コイルの位置がＸｍｍ以内に固定され、かつ、関心領域の少なくとも一部がコイルにより規定される領域内に位置するように、配置可能なＲＦ受信コイルを対象に近接して配置するステップと、予め定められた画像化プロトコルに従ってＲＦパルス及び磁場勾配を印加することによって、関心領域内に核磁化を励起するステップと、励起された核磁化によって、ＲＦ受信コイル内に発生するＲＦ画像信号を受信するステップと、受信した磁気共鳴画像信号及びＲＦ受信コイルの位置から、関心領域の磁気共鳴画像を再構築するステップと、少なくとも１つの複数の検出器の各々から領域の外部に位置するコントローラへ信号を伝送するステップとを備えており、上述の伝送が、励起するステップの開始に関連する所定時間に開始し、かつ所定の期間継続する。
本考案に関連する方法の一態様によれば、少なくとも１つの他の画像技術は、蛍光分光法、ＳＰＥＣＴ、ＰＥＴ、及びそれらの任意の組み合わせからなる群から選択される。
本考案に関連する方法の一態様によれば、動物の内部で不分極ガスを過分極化する方法であって、不分極ガスを少なくとも部分的に含む動物を提供するステップと、不分極ガスを過分極化するための過分極化手段を得るステップと、不分極ガスを過分極化するステップとを備えており、不分極ガスを過分極化する上述のステップは、動物の内部でin situで行われる。
本考案に関連する方法の一態様によれば、レーザ、超音波、ＲＦ、マイクロ波、加熱又はそれらの任意の組み合わせから過分極化手段を選択するステップをさらに備えている。
本考案に関連する方法の一態様によれば、ガスを、ヘリウム又はキセノンから選択するステップをさらに備えている。
本考案に関連する方法の一態様によれば、動物を、哺乳類、人間、未熟児、爬虫類、海洋動物、生物学的標本、生物学的器官、マウス、ラット、齧歯動物、鳥類、爬虫類、両生類、in vivoの生物組織若しくは器官又はex vivoの生物組織若しくは器官からなる群から選択するステップをさらに備えている。
本考案に関連する方法の一態様によれば、内部に媒体を有する領域内に留められた不分極ガスを過分極化する方法であって、不分極ガス及び少なくとも１つの媒体を留める少なくとも１つの領域を提供するステップと、未分極ガスを過分極化する過分極化手段を得るステップと、不分極ガスを過分極化するステップとを備えており、不分極ガスを過分極化する上述のステップは留められた領域内でin vitroで行われる。
本考案に関連する方法の一態様によれば、過分極化手段を、レーザ、超音波、ＲＦ、マイクロ波、加熱又はそれらの任意の組み合わせから選択するステップをさらに備えている。
本考案に関連する方法の一態様によれば、ガスを、ヘリウム又はキセノンから選択するステップをさらに備えている。
本考案に関連する方法の一態様によれば、過分極化されたガスが領域からこのチャンバに供給されるように、領域に流体連通しており、少なくとも１つの動物を収容するチャンバを提供するステップをさらに備えている。
本考案に関連する方法の一態様によれば、動物を、哺乳類、人間、未熟児、爬虫類、海洋動物、生物学的標本、生物学的器官、マウス、ラット、齧歯動物、鳥類、爬虫類、両生類、in vivoの生物組織若しくは器官、又はex vivoの生物組織若しくは器官からなる群から選択するステップをさらに備えている。
本考案に関連する方法の一態様によれば、少なくとも１つの動物の過分極化ガス画像化方法であって、寸法及び形状について領域を限定する少なくとも１つのチャンバを提供するステップと、少なくとも１つの動物を少なくとも１つのチャンバ内に収容するステップと、不分極ガス及び少なくとも１つ媒体を留める少なくとも１つの領域を提供するステップと、少なくとも１つのチャンバに不分極ガスを供給するステップと、不分極ガスを過分極化するステップと、動物の少なくとも１つの領域が撮像に必要な時間の少なくとも一部の間に不分極ガスを含んでいる場合に、動物の少なくとも領域を撮像するステップとを備えており、不分極ガスを過分極化するステップが、留められた領域内でin vitroで行われる過分極化ガス画像化方法が提供される。
本考案に関連する方法の一態様によれば、画像装置を、ＮＭＲ、ＭＲＩ、ＣＴ、Ｘ線、超音波装置、蛍光装置、サーモグラフィ装置又はそれらの任意の組み合わせからなる群から選択するステップをさらに備えている。
本考案に関連する方法の一態様によれば、過分極化手段を、レーザ、ＲＦ、超音波、マイクロ波、加熱、又はそれらの任意の組み合わせから選択するステップをさらに備えている。
本考案に関連する方法の一態様によれば、動物を、哺乳類、人間、未熟児、爬虫類、海洋動物、生物学的標本、生物学的器官、マウス、ラット、齧歯動物、鳥類、爬虫類、両生類、in vivoの生物組織若しくは器官、又はex vivoの生物組織若しくは器官からなる群から選択するステップをさらに備えている。
本考案に関連する方法の一態様によれば、ガスを、ヘリウム又はキセノンから選択するステップをさらに備えている。
本考案に関連する方法の一態様によれば、撮像するステップの間、不分極ガスの過分極化を中断するステップをさらに備えている。
本考案に関連する方法の一態様によれば、媒体を、麻酔ガス、水、酸素又はそれらの任意の組み合わせからなる群から選択するステップをさらに備えている。
最後に、本考案に関連する方法の一態様によれば、チャンバに、麻酔ガス、水、酸素、又はそれらの任意の組み合わせを供給するステップをさらに備えている。
本考案を理解し、そして、それがどのように実際に行うことができるかについて見るために、添付の図面に関して、非限定的な実施形態に過ぎないものとして、いくつかの好ましい実施形態を以下に示す。
本考案の一実施形態を示す図である。 合成生体構造的及び実時間の機能的な光画像を生成することに役立つ新規な空間的に固定結合された画像装置（ＳＦＣＩＤ）の概略図である。ＳＦＣＩＤは、ここに開示されている本考案の一実施形態によれば、結合された画像システムＣＩＳを有する簡易操作式画像システムＭＩＳを機能的に組み込んでいる。 ここに開示されている本考案の一実施形態による、位置決め可能なＭＲＩ受信コイルアセンブリを組み込んでいるＭＲＩシステムの概略図である。 ここに開示されている本考案の一実施形態による、位置決め可能なＭＲＩ受信コイル及び独立して移動可能な台を組み込んでいるＭＲＩシステムの概略図である。 ここに開示されている本考案の一実施形態による、位置決め可能なＭＲＩ受信コイル及び第２の画像化法のための手段を組み込んだＭＲＩシステムの概略側面図である。 ここに開示されている本考案の一実施形態による、位置決め可能なＭＲＩ受信コイル及び第２の画像化法のための手段を組み込んだＭＲＩシステムの概略正面図である。 ここに開示されている本考案の一実施形態による、統合化機能的な画像診断法及び生体構造的画像診断法の概略図である。 ここに開示されている本考案の一実施形態による、動かない固定された対象の統合された（固定された）実時間の（機能的）画像を取得する方法のフローチャートである。
考案の詳細な説明
以下の説明は、本考案の全ての章について、いかなる当業者も本考案を使用できるように提供され、考案者により考察される本考案を実行する最良の形態を記載している。しかしながら、そのさまざまな変更態様は当業者にとっては明白なものとなっている。本考案の一般的な原理は特に、in situでの過分極化されたガスを生成するシステムを提供するために定められている。本考案は、また、ガス過分極化を画像化するためのシステムを提供する。
本考案は、不分極ガスを過分極化するための過分極化手段を備えており、動物の内部で不分極ガスを過分極化するシステムを開示する。
重要な点は、不分極ガスの過分極化が動物内においてin situで提供される点にある。
本考案は、また、内部に媒体を有する領域内に留められたガスの過分極化を画像化するシステムを開示している。このシステムは、
（ａ）不分極ガス及び少なくとも１つの媒体を留める少なくとも１つの領域と、
（ｂ）不分極ガスを過分極化するための過分極化手段とを備えている。重要な点は、不分極ガスの過分極化が留められた領域内でなされる点である。
本考案はまた、少なくとも１つの動物の過分極化ガス画像化システムを開示する。このシステムは、
ａ．少なくとも１つの動物を収容可能な寸法及び形状の領域を限定する少なくとも１つのチャンバと、
ｂ．少なくとも１つのチャンバに不分極ガスを供給する供給手段と、
ｃ．不分極ガスを過分極化するための過分極化手段と、
ｄ．少なくとも動物の領域を撮像するための画像装置と、
を備えており、その重要な点は、不分極ガスの過分極が、留められた領域内でなされるように構成されている点にある。
上述したシステムについての説明は、システムを実施する装置及び当業者に周知のあるゆるタイプの装置を使用するシステムを含み、当業者が本考案を実施するためのさらなる詳しい説明は不要であると解釈されるべきである。
本考案において「過分極化」とは、特に、通常の熱平衡を大きく超えた原子の核回転の選択的な分極化である。より特定的には、本考案の範囲において、「過分極」又は「過分極化」という用語は、通常の熱平衡を超えた材料の核スピンの分極と、置き換え可能に相関している。これは、例えば、肺の過分極化された磁気共鳴画像法（ＭＲＩ）で使われる、１２９Ｘｅ及び３Ｈｅのようなガスに、一般に適用される。過分極化のための他の方法は、液体溶液（ＰＨＩＰ）の化学反応で使用される極低温の固体材料及びパラ水素のための動的核分極（ＤＮＰ）を含む。概して約１Ｋにおける１３Ｃ又は１５Ｎのような核種についてのＤＮＰは、結果として急速な溶解を伴い、過分極した核を有する室温の溶液が生成される。この液体は、腫瘍学及びその他の応用のためのin vivoの代謝画像化において用いることが可能である。固体の１３Ｃ分極化レベルは、特定の準備によって例えば（６４±５）％となると報告されており、実際のＮＭＲ又はＭＲＩ測定値のためのサンプルの溶解及び転送の間の損失は２〜３％まで最小化することができる。
「過分極化手段」という用語は、以下、過分極化を提供することに役立つあらゆる装置、機構又はシステムを参照する。例えば、過分極化手段は、レーザ、超音波、ＲＦ、マイクロ波、加熱手段、及びそれらの任意の組み合わせからなる群から非限定的な方法で選択される。
「麻酔ガス」という用語は、以下、ニトロ酸化物（Ｎ２Ｏ）、ハロタン、エンフルラン、イソフルラン、セボフルラン、デスフルラン及びキセノン、水、酸素、又はそれらの任意の組み合わせからなる群から選択される任意のガスを参照する。
「磁気共鳴装置」という用語（ＭＲＤ）は、以下、任意の磁気共鳴画像法（ＭＲＩ）装置、任意の核磁気共鳴（ＮＭＲ）分光器、任意の電子スピン共鳴（ＥＳＲ）分光器、任意の核四極子共鳴（ＮＱＲ）、又はそれらの任意の組み合わせに適用される。
「モダリティ（様式）、モード」という用語は、ここでは、画像又は画像群を発生するための複数の手段を備えた本考案の装置の属性を非限定的に参照する。好ましい実施形態では、装置は対象の画像を発生するための例えばＭＲＩ若しくはＣＴ等のＮＭＲ手段又はモダリティ（様式）を備えており、さらに、全く同じ装置が同じ対象の画像を発生するための光学手段又はモダリティ（様式）を備えている。ＮＭＲ手段及び光学手段は、共に、時間分解された画像を発生することができる。
「生体構造的画像化」という用語は、以下、例えばコンピュータ断層（ＣＴ）撮像装置又は磁気共鳴（ＭＲ）撮像装置等の、生体構造的画像を再構築するために用いられるＮＭＲベースの画像技術、方法、手段及び器材を非限定的に参照する。
「機能的な画像化」という用語は、以下、微生物、組織、器官、又は体の部位若しくは一部の機能上の変化を検出又は測定する光学画像化技術、方法、手段及び器材を非限定的に参照する。この機能は、分子画像化のために用いられる他のあらゆるモダリティ（様式）と同様に、代謝、血流、局所的化学組成及び吸収を非限定的に参照する。このような機能は、光学画像化、光学蛍光画像化、分子画像化、生物発光、化学ルミネセンス、蛍光、ＵＶ、ＩＲ及び／若しくは可視光、単一光子放射断層撮影（ＳＰＥＣＴ）、及びポジトロン放射断層撮影（ＰＥＴ）からなる群から選択されるあらゆる技術、方法又は手段に適用される光学式検出器又はセンサにより検出されるかもしれない。
ここで用いる「対象」という用語は、少なくとも１つのその若しくはそれからの磁気共鳴画像を得るために、磁気共鳴画像（ＭＲＩ）システムの静磁場に全体又は部分が挿入される任意の対象又は生きている生物を参照する。
「関心領域（volume of interest）」という用語は、画像を得ようとする対象内の領域を指している。関心領域は、従って、例えば、対象の全て、対象内の器官、又は対象内の器官内の特定の領域（例えば、腫瘍が存在すると思われる部位）であるかもしれない。
ここで用いる「ベッド」という用語は、ＭＲＩシステムによって磁気共鳴画像を得る間に、対象をその表面に静止させておくあらゆる物体を参照する。非限定的な例として、対象を静止させておく表面は、その物体の上表面であり、基本的に平坦である。ベッドは、ＭＲＩの外部位置へ移動可能であってもよい。
ここで用いる「コイル」という用語は、任意の一般的に円形又は螺旋形の導電部品、特に高周波（ＲＦ）放射の送信又は受信用に適用されるものを参照する。
ここで用いる「中間点」という用語は、磁場に関して、所定領域の２つの限界値を共に規定する、磁場軸と直角をなす２つの平面から等距離の磁場軸に沿った点を参照する。
ここで用いる「検出器」という用語は、これに作用する信号の強度を測定しかつその強度を記録装置に送るように構成された装置を参照する。検出器は、受け取った信号を電流、電圧又はその信号の強度に比例した数値に変換するために必要な全ての電子機器（信号が光子からなる場合は光学機器）と、電流、電圧又は数値を適当な記録装置に送る手段とを含んでいる。
ここで用いる「複数」という用語は、１に等しいかそれを超える任意の整数を非限定的に参照する。
「約」という用語は、以下、規定された値の±２５％の大きさに適用される。
上述の通り、本考案は、過分極化されたガスをin situで生成するシステムを提供する。
より特定的には、本考案はまた、過分極化ガス画像化を実行するための装置も提供する。
本考案の一実施形態によれば、動物の内部で不分極ガスを過分極化するシステムが開示される。このシステムは、不分極ガスを過分極化するための過分極化手段を備えている。不分極ガスの過分極化が動物内部でin situでなされる点が重要である。
他の実施形態によれば、領域（関心領域、関心体積、体積）内に限定される過分極化ガス画像化システムが開示される。領域はその中に媒体を有している。
システムは、（ａ）不分極ガス及び少なくとも１つの媒体を留める少なくとも１つの領域と、（ｂ）未分極ガスを過分極化する過分極化手段とを備えている。不分極ガスの過分極化が留められた領域内でなされることが重要である。
他の実施形態によれば、上述のごとく規定されたシステムは、領域に流体連通したチャンバをさらに備えており、このチャンバは、少なくとも１つの動物（システム上記記載の通り）、室は少なくとも１つの動物（哺乳類、人間、未熟児、爬虫類、海動物、生物学的標本、生物学的器官、マウス、ラット、齧歯動物、鳥類、爬虫類、両生類、in vivoの生物学的組織若しくは器官、又はex vivoの生物学的組織若しくは器官から選択される）を収容し、過分極化されたガスが上述した領域からチャンバへ供給される。
本考案の他の実施形態によれば、少なくとも１つの動物についての過分極化ガス画像化システムが提供される。このシステムは、（ａ）少なくとも１つの動物を収容可能な寸法及び形状に領域を限定する少なくとも１つのチャンバと、（ｂ）少なくとも１つのチャンバに不分極ガスを供給する供給機構と、（ｃ）不分極ガスを過分極化するための過分極化手段と、（ｄ）少なくとも動物の領域を撮像するための画像装置とを備えている。不分極ガスの過分極が、留められた領域内でなされることが重要である。
本考案の他の実施形態によれば、少なくとも１つの動物についての過分極化ガス画像化システムが提供される。このシステムは、（ａ）不分極ガス及び少なくとも１つの媒体を留める少なくとも１つの領域と、（ｂ）少なくとも１つの動物を収容可能な寸法及び形状に領域を限定する少なくとも１つのチャンバと、（ｃ）少なくとも１つのチャンバに不分極ガスを供給する供給機構と、（ｄ）不分極ガスを過分極化するための過分極化手段と、（ｅ）少なくとも動物の領域を撮像するための画像装置とを備えており、不分極ガスの過分極が、留められた領域内でex vivoでなされる。
他の実施形態によれば、画像化の間、不分極ガスの過分極化は中断される。換言すれば、過分極化されたガスが動物に吸入されると、画像化が行われ、過分極化は中断される。
本考案の他の実施形態によれば、媒体が、麻酔ガス、水、酸素、又はそれらの任意の組み合わせからなる群から選択される、上述したシステムが提供される。
他の実施形態によれば、上述した過分極化手段は、レーザ、超音波、ＲＦ、マイクロ波、加熱、又はそれらの任意の組み合わせから選択される。
他の実施形態によれば、ガスは、ヘリウム又はキセノンから選択される。
他の実施形態によれば、画像装置は、ＮＭＲ、ＭＲＩ、ＣＴ、Ｘ線、超音波装置、蛍光装置、サーモグラフィ装置、又はそれらの任意の組み合わせからなる群から選択される。
他の実施形態によれば、動物は、哺乳類、人間、未熟児、爬虫類、海動物、生物学的標本、生物学的器官、マウス、ラット、齧歯動物、鳥類、爬虫類、両生類、in vivoの生物学的組織若しくは器官、又はex vivoの生物学的組織若しくは器官からなる群から選択される。
他の実施形態によれば、画像装置は、ＮＭＲ及びＭＲＩからなる群から選択される。
本考案に関連して、動物の内部で不分極ガスを過分極化する方法が明らかになる。この方法は、不分極ガスを少なくとも部分的に含む動物を提供するステップと、不分極ガスを過分極化するための過分極化手段を得るステップと、不分極ガスを過分極化するステップとから選択されるステップを備えており、不分極ガスを過分極化するステップは、動物の内部でin situでなされる。
上述した方法は、他の態様によれば、レーザ、超音波、ＲＦ、マイクロ波、加熱、又はそれらの任意の組み合わせから選択される過分極化手段を選択するステップをさらに備えている。
上述した方法は、他の態様によれば、ガスをヘリウム又はキセノンから選択するステップをさらに備えている。
上述した方法は、他の態様によれば、画像化ステップの間、不分極ガスを過分極化することを中断するステップをさらに備えている。
上述した方法は、他の態様によれば、哺乳類、人間、未熟児、爬虫類、海動物、生物学的標本、生物学的器官、マウス、ラット、齧歯動物、鳥類、爬虫類、両生類、in vivoの生物学的組織若しくは器官、又はex vivoの生物学的組織若しくは器官からなる群から動物を選択するステップをさらに備えている。
本考案に関連して、また、媒体を有する領域（関心領域、関心体積、体積）内に留められた不分極ガスを過分極化する方法が明らかになる。この方法は、特に、不分極ガス及び少なくとも１つの媒体を留める少なくとも１つの領域を提供するステップと、不分極ガスを過分極化するための過分極化手段を得るステップと、不分極ガスを過分極化するステップとを備えており、不分極ガスを過分極化するステップが留められた領域内でin vitroで実施される。
上述した方法は、他の態様によれば、領域に流体連通したチャンバをさらに備えており、このチャンバは、少なくとも１つの動物（哺乳類、人間、未熟児、爬虫類、海動物、生物学的標本、生物学的器官、マウス、ラット、齧歯動物、鳥類、爬虫類、両生類、in vivoの生物学的組織若しくは器官、又はex vivoの生物学的組織若しくは器官から選択される）を収容しており、過分極化されたガスが上述した領域からチャンバへ供給される。
上述した方法は、他の態様によれば、過分極化手段を、レーザ、超音波、ＲＦ、マイクロ波、加熱、又はそれらの任意の組み合わせから選択するステップをさらに備えている。
上述した方法は、他の態様によれば、ガスをヘリウム又はキセノンから選択するステップをさらに備えている。
本考案に関連して、少なくとも１つの動物についての過分極化ガスを画像化する方法が明らかになる。この方法は、領域を寸法及び形状について限定する少なくとも１つのチャンバを提供するステップと、少なくとも１つの動物を少なくとも１つのチャンバ内に収容するステップと、不分極ガスを少なくとも１つのチャンバに供給するステップと、不分極ガスを過分極化するステップと、少なくとも１つのチャンバに不分極ガスを供給するステップと、不分極ガスを過分極化するステップと、動物の少なくとも１つの領域が撮像に必要な時間の少なくとも一部の間に不分極ガスを含んでいる場合に、動物の少なくとも領域を撮像するステップとを備えている。不分極ガスを過分極化するステップが留められた領域内で実施されることが重要である。
上述した方法は、他の態様によれば、画像化のステップの間、不分極ガスの過分極化を中断するステップをさらに備えている。換言すれば、過分極化されたガスが動物に吸入されると、画像化が行われ、過分極化は中断される。
上述した方法は、他の態様によれば、ＮＭＲ、ＭＲＩ、ＣＴ、Ｘ線、超音波装置、蛍光装置、サーモグラフィ装置又はそれらの任意の組み合わせからなる群から選択するステップをさらに備えている。
上述した方法は、他の態様によれば、過分極化手段を、レーザ、超音波、ＲＦ、マイクロ波、加熱、又はそれらの任意の組み合わせから選択するステップをさらに備えている。
上述した方法は、他の態様によれば、動物を、哺乳類、未熟児、人間、爬虫類、海動物、生物学的標本、生物学的器官、マウス、ラット、齧歯動物、鳥類、爬虫類、両生類、in vivoの生物学的組織若しくは器官、又はex vivoの生物学的組織若しくは器官からなる群から選択するステップをさらに備えている。
上述した方法は、他の態様によれば、ガスをヘリウム又はキセノンから選択するステップをさらに備えている。
以下の記載は、特にＭＲＩ画像装置に関する。
図１ａは、前述した記載の一実施形態を概略的に示している。
同図に示すように、このシステム２０００は、不分極ガスを留める領域（体積、volume）１００１に不分極ガスを供給するための供給手段１０００を備えている。
このシステムには、領域１００１内でin situでガスを過分極化するための過分極化手段１００２をさらに備えている。
領域１００１はバルブ１００５を介して、動物１００４を収容するチャンバ１００３に連結されている。
供給手段１００６は、チャンバに麻酔ガスを供給するように構成されている。
麻酔ガスを排出するように構成されたドレイン手段１００７もチャンバに連結されている。
参照番号２０１は、ＲＦ放射パルスを発生するように構成された送信コイルである。
このシステムは、画像化のための光ファイバ１００８をさらに備えているかも知れない。領域１００１及びチャンバ１００３が一体化できる（即ち、同一チャンバとすることができる）ことが重要である。
図１ｂは、本考案の一実施形態における磁気共鳴画像システムのブロック構成を非限定的に示している。磁気共鳴画像システムは、合成生体構造的かつ実時間の機能的な光画像を生成するのに有用な新規な空間的に固定結合された画像装置（ＳＦＣＩＤ）を備えている。ＳＦＣＩＤは、結合された画像システムＣＩＳを有する簡易操作式画像システムＭＩＳを機能的に組み込んでいる。簡易操作式画像システム（ＭＩＳ）は、なかでも、非導電性ハウジング内に配置された固定された対象に適応している画像化プラットフォーム（ＩＭＰ）を含んでいる。ＩＭＰは、対象の１つ以上の領域を画像化する高周波コイルシステム（ＲＦＣＳ）を含んでいる。ＲＦＣＳは、ＲＦＣＳは、ＭＩＳ内に対象が留まる場合に３ｍｍ以内の精度で、（ｉ）少なくとも１つの導電性受信コイル、及び／又は（ｉｉ）ＩＭＰの少なくとも一部を、少なくとも１つの特定された位置において、少なくとも１つの非導電性ハウジングコイルに、可逆的に変換するように構成されている。ＲＦＣＳは、固定された対象を線形運動に供し、その固定された対称の位置を３〜６０ｍｍの範囲内で再現的に固定するための機械的変換システムを含んでいる。ＲＦＣＳは、ＭＴＳにハウジングを接続するための取付手段（ＡＭ）をも含んでいる。結合された画像システム（ＣＩＳ）は、固定された対象の少なくとも１つの特定の領域を撮影するように構成されていると共に、（ｉ）三次元生体構造的画像を提供するために最適化された少なくとも１つのＭＲＤ画像モジュール（ＭＩＭ）、及び（ｉｉ）固定された対象の機能上能動的な部位についての実時間の機能的な光画像を生成できる状態にある、固定された対象の領域から発せられるか反射される光子を検出するために最適化されたＩＭＰに連結した少なくとも１つの光学画像化モジュール（ＯＩＭ）を統合するように構成されている。従って、ＩＭＰ内のＭＩＭとＯＩＭとの機能的な結合が１つ以上の複合モジュールの結合で決定可能な特定の領域内に位置する固定された対象の領域の実時間の画像を提供する。
図２は、本考案のさらに他の実施形態として、本考案において開示される受信コイルアセンブリを含むＳＦＣＩＤ１０の側面を概略的に示している。静磁場は、ＭＲＩチャンバ１００に外部にある磁石（図示せず）によって生成される。この磁石は、任意の適切な幾何学的デザインの超電導磁石又は永久磁石であるかもしれない。また、適切な勾配の磁場を生じる勾配磁場コイルは、図２には示されていない。この種の磁石及びコイルのデザイン及び構造はこの分野で周知である。ＭＲＩチャンバ１００の外部に位置する送信コイル１０１は、この分野で周知の原理に従って、静磁場中で磁気核を励起するために、ＲＦパルスを提供する。対象１０２（例えば、ここではマウス）は、関心領域が静磁場内にかつ送信コイル１０１によって囲まれる領域内に位置するように、チャンバ１００内に配置される。他の実施形態では、対象１０２は人間であり、ＭＲＩ機器は全身の画像を得るように構成されている。さらに他の実施形態では、対象の体（例えば頭又は脚）の一部だけが、チャンバ１００内に位置する。またさらに他の実施形態では、対象は人間でない（非限定的な実施形態として、対象は例えばラット又はウサギのごとき小型の哺乳類であり得、一般に、これらの実施形態において、全ての動物はチャンバ内に位置する）。図示の実施形態においては、対象１０２は、ベッド１０６又は同様の備品上に横たわる。（ｉ）コイル１０１及び１０３の両方がハウジング１００の内部にあること、又は図示されているように、コイル１０１がハウジングの外部に位置しかつコイル１０３がハウジングの内部に位置していることも本考案の範囲内である。
受信コイル１０３は、関心領域を実質的に取り囲んでおり、これにより、関心領域の対象内の特定位置に応じて、例えば、対象の全身、又は脚若しくは体の一部を取り囲むように設計されるかもしれない。受信コイル１０３は、関心領域のできるだけ近くに配置される。受信コイルは、例えばソレノイド、ヘルムホルツコイル又は面コイル（ループ）等のいかなるタイプのＲＦコイルであってもよい。内側コイルは、均一である必要はない。図１に示す実施形態では単一の受信コイルが設けられており、他の実施形態では複数の独立コイルが存在する。受信コイルは、機械的移動装置１０４に取り付けられている。
機械的移動装置は、受信コイルを、静磁場によって規定される軸（矢印１０５Ａ参照）に沿った任意の所定の位置に移動させ、かつ軸（矢印１０５Ｂ参照）の周囲を回転させるように構成されている。機械的移動装置としては、受信コイルを移動させ、また、その位置をＸｍｍの範囲内で固定できるように構成されたこの分野で公知のあらゆる適切な手段（例えばステッパーモータ）を使用することができる。ここで、Ｘは任意の整数である。例えば、Ｘは、約０．１ｍｍ〜約５０ｍｍの範囲、約５ｍｍ〜約５００ｍｍの範囲、約５０ｍｍ〜１．５ｍの範囲等である。受信コイルが適切に配置されると、ＭＲＩは、任意の適切なパルス／検出計画を開始することができる。
図３は、本考案のまたさらに他の実施形態として、ＳＦＣＩＤ２０の側面を概略的に示している。本実施形態は、前述した実施形態の特徴点の全てを備えている。即ち、対象２０２又はその一部が導入されるＭＲＩ適合チャンバ２００と、送信するためのＲＦ放射のパルスを発生させるように構成された送信コイル２０１と、関心領域を実質的に取り囲む少なくとも１つの受信コイル２０３と、矢印２０５（即ち静磁場の磁場軸と平行）の方向に受信コイル（単数又は複数のコイル）を移動させる手段２０４と、対象が配置されるベッド２０６とを備えている。前述した実施形態の場合と同様に、静磁場を発生する磁石と、磁場勾配を発生する勾配磁場コイルと、これらに付随する電子機器及びコントローラとは、全てこの分野において周知であり、図示していない。本実施形態は、矢印２０５で示す方向に沿ってベッド２０６を移動させる機械的手段２０７をさらに含んでいる。この機械的手段は、ベッドを所望の位置へ移動させるこの分野において公知のいかなる手段でもあってもよい。ベッドの移動は受信コイル２０３を移動するために用いる機械的手段２０４とは独立しているか、又は限定されない実施形態として、ベッド及び受信コイルが縦に並んで移動するように２つの機械的移動装置が結合される、ベッド及び受信コイルが反対方向に移動するように結合される、若しくはベッド及び受信コイルの一方の運動が他方の運動の所定分数（例えば、距離Ｄだけベッドを移動すると、距離０．１Ｄだけコイルがこのベッドの移動方向と関連する所定方向に移動する）となるように結合されるかもしれない。本実施形態において、関心領域が静磁場の中間点に位置しかつ対象上を受信コイルが走査して関心領域の撮像がなされるように対象を移動することが可能である。本実施形態は、さらに、空間的分解能が最も高い位置で受信コイルが静止したまま関心領域が走査されるように、静磁場の中間点にこの受信コイルを固定し、対象を予め定めた速度で受信コイルを通って移動させることが可能である。
図４ａ及び図４ｂは、本考案のさらに他の実施形態として、ＳＦＣＩＤ３０の側面を概略的に示している。前述した実施形態において詳述されている要素（本実施形態のＳＦＣＩＤ３０の構成要素３００〜３０７は、図２の実施形態のＳＦＣＩＤ２０の構成要素２００〜２０７に非常に類似している）に加えて、本実施形態は、チャンバ３００の円周に配置された複数のＮ個の検出器３０８を含んでいる。Ｎは、任意の整数であり、例えば、非限定的に、約１〜約２０の範囲、約３〜約３００の範囲、又は、約３０〜約３０００の範囲である。これら検出器の一般的な配置が図４ａに示されている。種々の実施形態においては、検出器は、必要とされる特定の画像データに応じて、チャンバの全長に沿って、又は、チャンバの長さの予め定めた分数（割合）に沿って配置される。検出器３０８が、生物発光、化学ルミネセンス、蛍光、ＵＶ、ＩＲ及び／又は可視光、並びにこれらの任意の組み合わせからなる群から非限定的に選択されることは、本考案の範囲である。本考案の特定の実施形態によれば、光検出器は空間的位置に設けられ、これにより、撮像データの三角測量（triangulation）が可能となる。
図４ｂは、代表的な実施形態の断面（正面又は背面）を概略的に示している。本実施形態において、検出器は、チャンバの壁内に配置されている。他の実施形態においては、検出器は、チャンバの壁内に配置された検出器に加えて、又はその代わりにチャンバの内部に取り付けられる。
検出器は、ＭＲＩに加えて、非限定的な例として、ＳＰＥＣＴ、ＰＥＴ及び蛍光を含む少なくとも１つの付加的な種類の画像化を行うように構成されている。検出器は、各検出器で測定される信号が別個に記録及び格納されるように、この分野で公知の任意の適切な手段により記録装置に接続されている（例えば、蛍光の場合、検出器は、適切な光ファイバケーブルを介してＣＣＤ／コンピュータアセンブリに接続される）。本実施形態において、複数の検出器は、真の三次元（３Ｄ）情報の収集及び算出が可能である。加えて、コイル及び／又はベッドを移動するための機械的移動手段３０４及び３０７の存在は、追加の画像化手段による画像の収集の間、対象から検出器への直接的な見通し線アクセスを可能にする。即ち、受信コイルは、ＭＲＩデータの収集の間に対象をその位置から移動させることなく、次の画像（単数若しくは複数）の収集の間、阻害しないような位置に移動する。
上述しかつ図に示した実施形態によれば、全データ収集手順の間に対象が静止ままであるため、ＭＲＩ及びその付加的な方法によって得られた画像の重ね合わせは、直接的となり、対象の真の三次元画像化を可能にする。
本考案のまたさらに他の実施形態によれば、本考案において開示される機能的な撮像装置は光学画像化モダリティであり、検出器は光学式検出器である。多次元画像化のために、通常、複数の検出器が必要とされる。これら検出器は、使用する画像化モダリティと互換性のある光ファイバによって、又は他の任意の情報変換手段によって得たデータを変換可能である。対象を扱うシステムは、対象を画像装置に関して所望の位置に調整するために、及び／又はその調整プロセスの間、対象を動かないように固定ために用いることができる。装置は、また、対象又は多モダリティ画像装置の内部の環境条件を調整するためのセンサをさらに備えることができる。
図５は、本考案のさらに他の実施形態として、多モダリティ画像システムがブロック図で概略的に示されている。システム５０は、データをプロセッサ（例えば、ＣＰＵ５３０）に変換する、機能的撮像装置５１０及び生体構造的画像モダリティ５２０を備えている。両方の走査の間、対象の位置が同一のままであるため、再構築される画像は、機能と生体構造との間の相関関係を表示して、単一の画像に統合可能である。統合された画像は、任意の要求される形態（ハードコピー又はソフトコピー）で表示装置５４０によって保存又は表示することができる。
図６は、本考案のまたさらに他の実施形態に関連して、多モダリティ画像装置を使用してin vivoの統合された画像を得る方法を非限定的に表すフローチャートが概略的に示されている。この方法は、特に、多モダリティの空間的に固定結合された画像装置（ＳＦＣＩＤ）を得るステップ６１０と、装置に対象を導入するステップ６２０と、生体構造的画像を所得するステップ６３０と、機能的画像を取得するステップ６４０と、データを処理し、機能的及び生体構造的画像を統合するステップ６５０と、統合した画像を保存及び表示するステップ６６０とを備えている。
非限定的に以下に説明される例では、観察する固定された対象が、本考案によって定義されたＳＦＣＩＤに挿入され、生体構造的ＮＭＲ画像及び機能的画像の両方が取得される。データが処理され、機能的及び生体構造的画像の統合が実施される。統合された画像は保存され表示される。好ましい実施形態において、光学検出アレイからの光学データによって生成される機能的画像は、例えば腫瘍の代謝活動の態様を表している。ＳＦＣＩＤが時間分解された画像を提供するので、腫瘍の代謝は時間と共に監視される。これは、悪性の又は増殖的な細胞若しくは組織疾患の経過の診断検査と同様に、例えば細胞取り込み研究等の広範囲の研究において極めて重要である。腫瘍研究又は治療を受けている対象に、異なる薬剤をin vivoで投与することが可能であり、腫瘍の代謝的に能動な又は機能的に能動な部分に対する効果を時間ごとに観察することができる。多くの悪性腫瘍は、機能的に能動な領域及びそれよりは能動ではない又は死んだ領域を有する。これらの領域は、３次元で実時間で正確にモニタすることができる。
本考案の機能的画像は、実時間で獲得するようになされているため、この機能的画像の前に撮像された単一の生体構造的画像上に表示することができ、その場合、再構築され統合された画像は、各生体構造的スライス部について時間の経過と共に変化する。
幾つかの生体構造的画像モダリティは、例えば、ＣＴ又はＭＲＩである潅流画像、ＭＲエコーシーケンス等の実時間生体構造的画像を生成可能である。さらに、画像は、時々、心臓リズム又は呼吸リズムによってゲート制御される。いずれの場合にも、機能的画像及び生体構造的画像の両方が、同時に又は異なる時間に取得され、ゲート制御に従って、自由に相関する。機能的画像を生体構造的画像の取得の前に取得すること、又は、両方のモダリティを１つの期間中に交互に働かせることが可能である。
本考案の一実施形態によれば、磁気共鳴画像（ＭＲＩ）システムは、以下の特徴を有する分離された受信コイルを含んでいる、（１）送信コイルとは独立している単一の受信コイルを備えており、（２）受信コイルは、選択した特定の領域を走査できるように位置合わせ可能であり、（３）装置が、関心領域及び受信コイルが静磁場の中間点に配置可能なように設計されており、（４）システムが、高感度、高位置精度及びＳＮＲを有する３次元のＭＲＩ画像を取得するのみならず、撮像される本体を動かすことなくかつ受信コイルが検出信号を遮断することなく、少なくとも１つの他の分光法によって三次元画像を取得するように構成されている。
本考案の他の実施形態によれば、ＭＲＩシステムは、対象の１つ以上の領域を画像化するＲＦコイルシステムを備えている。ＲＦシステムは、特に、（ａ）少なくとも１つの非導電性ハウジング内の少なくとも１つの導電コイルを備えたコイルと、（ｂ）取り付けられた対象に線形運動を提供するように、及び取り付けられた対象の位置を距離Ｘｍｍの範囲内で再現可能に固定するように構成された機械的移動システムと、（ｃ）ハウジングを機械てき移動システムに接続する取り付け手段とを備えている。コイルシステムは、対象を磁気共鳴画像システム内に残したまま、コイルを少なくとも１つの固定位置に精度約Ｘｍｍで可逆的に移動させるように構成されている（例えばステッパーモータ）。ここで、Ｘは任意の整数である。例えば、Ｘは、約０．１ｍｍ〜約５０ｍｍの範囲、約５ｍｍ〜約５００ｍｍの範囲、約５０ｍｍ〜１．５ｍの範囲等である。
本考案のさらに他の実施形態によれば、コイルは、（ａ）ソレノイド、（ｂ）ヘルムホルツコイル、及び（ｃ）面コイルからなる群から選択される。
本考案のまたさらに他の実施形態によれば、ＭＲＩシステムは、特に、（ａ）領域内に、磁場軸を規定する安定な磁場を生成するための磁石と、（ｂ）領域内で少なくとも１つの磁場勾配を成立させるための複数のコイルと、（ｃ）領域内に位置する本体の核回転を励起するためにＲＦ放射のパルスを印加するための少なくとも１つのコイルと、（ｄ）本体から放射された共鳴信号を最適に受信するように構成された上述した少なくとも１つの受信コイルとを備えている。磁気共鳴画像システムは、対象内における少なくとも１つの予め定めた領域の少なくとも１つの磁気共鳴画像を提供するように構成されている。
本考案のさらに他の実施形態によれば、固定位置のうちの少なくとも一つは、領域の外に位置している。
本考案のさらに他の実施形態によれば、ＭＲＩシステムにおいて、固定位置のうちの１つは、磁場軸に沿った安定な磁場の中間点に沿った位置であって最適化された受信が行われる位置である。
本考案のさらに他の実施形態によれば、ＭＲＩシステムにおいて、固定位置のうちの少なくとも１つは領域の外に位置しており、固定位置のうちの１つは、磁場軸に沿った安定な磁場の中間点に沿った位置であって最適化された受信が行われる位置である。
本考案のまたさらに他の実施形態によれば、ＭＲＩシステムは、特に、（ａ）取り付けられた対象に線形運動を提供するように、及び取り付けられた対象の位置を距離Ｘｍｍの範囲内で再現可能に固定するように構成された第２の機械的移動システムと、（ｂ）ベッドを機械的移動システムに接続するための取り付け手段とを備えている。ベッドが、ＲＦコイルの移動から独立して、領域に対して可逆的に移動するように構成されることも、本考案の特質の範囲内である。
本考案のさらに他の実施形態によれば、ＭＲＩシステムは、特に、ベッドに取り付けられた機械的移動システムを、ＲＦコイルに取り付けられた機械的移動システムに接続するための結合手段を備えている。ベッド及びコイルの動作は、相互依存している。
本考案のまたさらに他の実施形態によれば、ＭＲＩシステムは、特に、（ａ）領域の周辺部に配置した複数の検出器と、（ｂ）複数の検出器の各々から領域の外部に配置されているコントローラへ信号を送るための手段とを備えている。磁気共鳴画像システムが、磁気共鳴画像法に加えて少なくとも１つの画像化法を実施するように構成されていることも、本考案の特質の範囲内である。
本考案に関連する方法の実施形態によれば、検査すべき対象の関心領域の磁気共鳴画像化方法が、移動可能なＲＦコイルシステムによって提供される。この方法は、特に、（ａ）対象を、磁石により発生する安定な磁場内の所定の位置に導入するステップと、（ｂ）ＲＦ受信コイルの位置がＸｍｍの範囲内で固定されるようにかつ関心領域の少なくとも一部がコイルによって規定される領域内に位置されるように、対象の近傍に位置合わせ可能なＲＦ受信コイルを配置するステップと、（ｃ）予め定められた画像化プロトコルに従ってＲＦパルス及び磁場勾配を印加することによって、関心領域内の核磁化を励起するステップと、（ｄ）励起された核磁化によってＲＦ受信コイルにおいて発生するＲＦ画像化信号を受信するステップと、（ｅ）受信した磁気共鳴画像法の信号及びＲＦ受信コイルの位置から関心領域の磁気共鳴画像を再構築するステップとを備えている。この方法は、関心領域の正確な３次元磁気共鳴画像を生成する。
本考案に関連する方法の他の実施形態によれば、方法は、関心領域から放射される共鳴信号の受信を最適化するように構成されたＲＦ受信コイルによって提供され、さらに、対象の近傍に位置合わせ可能なＲＦ受信コイルを配置するステップは、磁場軸に沿った安定な磁場の中間点に沿った位置に位置合わせ可能なＲＦ受信機を配置するステップを含んでいる。
本考案に関連する方法のさらに他の実施形態によれば、上述した方法における、磁石によって生成される安定な磁場内の所定の位置に対象を導入するステップと、対象の近傍に位置合わせ可能なＲＦ受信コイルを配置するステップとが、本体とＲＦ受信コイルとの独立した運動を可能にする機械的手段によって実行される。
本考案に関連する方法の他の実施形態によれば、移動可能なＲＦコイルシステムと関心領域の少なくとも１つの他の画像化技術とによって、検査すべき対象の関心領域の磁気共鳴画像化する方法が提供される。この方法は、特に、（ａ）周辺に複数の検出器が配置されておりかつ磁石によって発生する安定な磁場をその内部の一部に含んでいる領域内の所定の位置に対象を導入するステップと、（ｂ）ＲＦ受信コイルの位置がＸｍｍの範囲内で固定されるようにかつ関心領域の少なくとも一部がコイルによって規定される領域内に位置されるように、対象の近傍に位置合わせ可能なＲＦ受信コイルを配置するステップと、（ｃ）予め定められた画像化プロトコルに従ってＲＦパルス及び磁場勾配を印加することによって、関心領域内の核磁化を励起するステップと、（ｄ）励起された核磁化によってＲＦ受信コイルにおいて発生するＲＦ画像化信号を受信するステップと、（ｅ）受信した磁気共鳴画像法の信号及びＲＦ受信コイルの位置から関心領域の磁気共鳴画像を再構築するステップと、（ｆ）複数の検出器の少なくとも１つの各々から領域の外部に位置するコントローラへ信号を送信するステップとを備えている。この送信は、（ｃ）のステップの開始と関連した所定時間に開始され、所定期間継続する。
本考案に関連する方法のさらに他の実施形態によれば、上述した方法は、少なくとも１つの他の画像化技術が、（ａ）蛍光分光法、（ｂ）ＳＰＥＣＴ、（ｃ）ＰＥＴ、（ｄ）これらの任意の組み合わせからなる群から選択されることによって提供される。
１０、２０、３０ ＳＦＣＩＤ
５０、２０００ システム
１００ ＭＲＩチャンバ
１０１、２０１ コイル
１０２、２０２、３０２ 対象
１０３、２０３、３０３ 受信コイル
１０５Ａ、１０５Ｂ 軸
１０６、２０６ ベッド
２００、３００、１００３ チャンバ
２０４、３０４ 手段
２０５、３０５ 矢印
２０７、３０７ 機械的手段
３０８ 検出器
５１０ 機能的画像モダリティ
５２０ 生体構造的画像モダリティ
５３０ ＣＰＵ
５４０ 表示装置
１０００ 供給手段
１００１ 領域
１００２ 過分極化手段
１００４ 動物
１００５ バルブ
１００６ 供給手段
１００７ ドレイン手段
本考案は、一般に、過分極化ガスの画像化を実行するために使用するシステムに関する。さらにまた、本考案はイン・サイチューにおける過分極化ガスを生成するために提供されるシステムに関する。
核磁気共鳴画像法（ＭＲＩ）は、臨床及び基礎科学の画像化アプリケーションの双方にとって重要な手段である。ＭＲＩの最近の顕著な進歩は、新規な磁気共鳴造影剤としての「過分極化された」希ガスであるヘリウム３（３Ｈｅ）及びキセノン１２９（１２９Xｅ）の導入であった。
過分極化された希ガスを使用して、１００パーセントに近い核分極化のレベルを提供することができる。そして、典型的には熱平衡（ほとんどはおよそ１０−４）において達成される分極化のこの劇的な増加は、多くの新規なＭＲＩアプリケーションの可能性を提示した。
例えば、過分極化された３Ｈｅガスの吸入の後の肺空間の高解像度ＭＲイメージが実証されている。そして、研究によると、３Ｈｅの肺画像化が健康な肺を、病変（例えば慢性閉塞性肺疾患、喘息及び嚢胞性線維症）を有するものと区別するための展望を示すことを示唆する。従って、イン・サイチューで過分極化されたガスを生成すると共に、画像化ガス画像化を過分極化することを実行するシステムを提供することは、有益である。
本考案によれば、動物の内部で不分極ガスを過分極化するシステムであって、不分極ガスを過分極化するための過分極化手段を備え、不分極ガスの過分極化が動物内部でイン・サイチューでなされる、不分極ガスを過分極化するシステムが提供される。
本考案の一態様によれば、過分極化手段は、レーザ、超音波、ＲＦ、マイクロ波、加熱又はそれらの任意の組み合わせから選択される。
本考案の一態様によれば、ガスは、ヘリウム又はキセノンから選択される。
本考案の一態様によれば、動物は、哺乳類、人間、未熟児、爬虫類、海動物、生物学的標本、生物学的器官、マウス、ラット、齧歯動物、鳥類、爬虫類、両生類、イン・ビボの生物組織若しくは器官、又はエクス・ビボの生物組織若しくは器官からなる群から選択される。
本考案の一態様によれば、領域（関心領域、関心体積、体積）内に留められた不分極ガスを過分極化するシステムであって、内部に媒体を有する領域は、不分極ガス及び少なくとも１つの媒体を限定する少なくとも１つの領域と、不分極ガスを過分極化する過分極化手段とを備えており、不分極ガスの過分極化が、留められた領域内でイン・ビトロでなされるように構成されている。
本考案の一態様によれば、過分極化手段は、レーザ、超音波、ＲＦ、マイクロ波、加熱又はそれらの任意の組み合わせから選択される。
本考案の一態様によれば、ガスは、ヘリウム又はキセノンから選択される。
本考案の一態様によれば、領域と流体連通しているチャンバをさらに備え、このチャンバは、少なくとも１つの動物を収容し、領域から過分極化されたガスをチャンバまで供給するように構成されている。
本考案の一態様によれば、動物は、哺乳類、人間、未熟児、爬虫類、海洋動物、生物学的標本、生物学的器官、マウス、ラット、齧歯動物、鳥類、爬虫類、両生類、それらのイン・ビボの生物組織若しくは器官、又はエクス・ビボの生物組織若しくは器官からなる群から選択される。
本考案の一態様によれば、媒体は、麻酔ガス、水、酸素又はそれらの任意の組み合わせからなる群から選択される。
本考案の一態様によれば、少なくとも１つの動物の過分極化ガス画像化システムであって、不分極ガス及び少なくとも１つの媒体を限定する少なくとも１つの領域と、少なくとも１つの動物を収容可能な寸法及び形状に領域を限定すると共にこの領域と流体連通された少なくとも１つのチャンバと、少なくとも１つのチャンバに不分極ガスを供給する供給手段と、不分極ガスを過分極化するための過分極化手段と、少なくとも動物の領域を撮像するための画像装置とを備えており、不分極ガスの過分極が、留められた領域内でイン・ビトロでなされるように構成されている過分極化ガス画像化システムが提供される。
本考案の一態様によれば、少なくとも１つの動物の過分極化ガス画像化システムであって、少なくとも１つの動物を収容可能な寸法及び形状の領域を限定する少なくとも１つのチャンバと、少なくとも１つのチャンバに不分極ガスを供給する供給手段と、不分極ガスを過分極化するための過分極化手段と、少なくとも動物の領域を撮像するための画像装置とを備えており、不分極ガスの過分極が、留められた領域内でイン・ビトロでなされるように構成されている過分極化ガス画像化システムが提供される。
本考案の一態様によれば、媒体は、麻酔ガス、水、酸素及びそれらの任意の組み合わせからなる群から選択される。
本考案の一態様によれば、麻酔ガス、水、酸素又はそれらの組み合わせがチャンバに供給される。
本考案の一態様によれば、画像装置は、ＮＭＲ、ＭＲＩ、ＣＴ、X線、超音波装置、蛍光装置、サーモグラフィ装置又はそれらの任意の組み合わせからなる群から選択される。
本考案の一態様によれば、過分極化手段がレーザ、超音波、マイクロ波、ＲＦ、加熱又はそれらの任意の組み合わせから選択される。
本考案の一態様によれば、ガスは、ヘリウム又はキセノンから選択される。
本考案の一態様によれば、動物は、哺乳類、人間、未熟児、爬虫類、海洋動物、生物学的標本、生物学的器官、マウス、ラット、齧歯動物、鳥類、爬虫類、両生類、イン・ビボの生物組織若しくは器官、又はエクス・ビボの生物組織若しくは器官からなる群から選択される。
本考案の一態様によれば、画像装置は、ＮＭＲ及びＭＲＩからなる群から選択される。
本考案の一態様によれば、ＮＭＲ／ＭＲＩシステムは、合成生体構造的かつ実時間の機能的な光画像を生成するための空間的に固定結合された画像装置（ＳＦＣＩＤ）を備え、ＳＦＣＩＤは、結合された画像システムＣＩＳを有する簡易操作式画像システムＭＩＳを機能的に組み込んでおり、簡易操作式画像システム（ＭＩＳ）は、非導電性ハウジング内に配置される固定された対象に適応している画像化プラットフォーム（ＩＭＰ）を含み、このＩＭＰは、対象の１つ以上の領域を撮像する高周波（ＲＦ）コイルシステム（ＲＦＣＳ）内に含まれ、このＲＦＣＳは、ＭＩＳ内に対象が留まる場合に３ｍｍ以内の精度で、（ｉ）少なくとも１つの導電性受信コイル、及び／又は（ｉｉ）ＩＭＰの少なくとも一部を、少なくとも１つの特定された位置において、少なくとも１つの非導電性ハウジングコイルに、可逆的に変換するように構成されており、ＲＦＣＳは、固定された対象を線形運動に供し、その固定された対称の位置を３〜６０ｍｍの範囲内で再現的に固定するための機械的変換システムと、ＭＴＳにハウジングを接続するための取付手段（ＡＭ）とを含み、結合された画像システム（ＣＩＳ）は、固定された対象の少なくとも１つの特定の領域を撮影するように構成されていると共に、（ｉ）三次元生体構造的画像を提供するために最適化された少なくとも１つのＭＲＤ画像モジュール（ＭＩＭ）、及び（ｉｉ）固定された対象の機能上能動的な部位についての実時間の機能的な光画像を生成できる状態にある、固定された対象の領域から発せられるか反射される光子を検出するために最適化されたＩＭＰに連結した少なくとも１つの光学画像化モジュール（ＯＩＭ）を統合するように構成されており、ＩＭＰ内のＭＩＭとＯＩＭとの機能的な結合が１つ以上の複合モジュールの結合で決定可能な特定の領域内に位置する固定された対象の領域の実時間の画像を提供する過分極化ガス画像化システムが提供される。
本考案の一態様によれば、ＲＦコイルは、ソレノイド・コイル、ヘルムホルツ・コイル及び面コイルからなる群から選択される。
本考案の一態様によれば、過分極化ガス画像化システムにおいて、関心領域（ＶＯＩ）を定める非導電性ハウジングと、ＶＯＩの定義済みの磁場軸を有する安定な磁場を生成するために構成される磁石と、ＶＯＩの中で少なくとも１つの磁場勾配を確立するように調整されている複数のコイルと、ＶＯＩの固定された対象の範囲内で核回転を起こすためにＲＦ放射線のパルスを適用するように調整されている少なくとも１つの非導電性ハウジング・コイル（ＮＣＨＣ）と、ＮＣＨＣの中に位置し、ＶＯＩの中で設けられている決定可能な関心領域の範囲内で固定された対象から放射されているエコー信号の受信を最適化するように構成されている少なくとも１つの導電性受信コイル（ＣＲＣ）とをさらに備えている。
本考案の一態様によれば、固定位置のうちの少なくとも１つが非導電性ハウジングの外に位置している。
本考案の一態様によれば、固定位置のうちの１つは、最適化された受信信号が磁場軸に沿った安定な磁場の中間点に沿って起こる位置である。
本考案の一態様によれば、固定位置のうちの少なくとも１つは領域の外に位置し、固定位置のうちの１つは最適化された受信が磁場軸に沿った安定な磁場の中間点に沿って起こる位置である。
本考案の一態様によれば、画像化プラットフォーム（ＩＭＰ）がベッドである。
本考案の一態様によれば、固定された対象を線形運動に供するように、かつ固定された対象の位置を約３〜６０ｍｍの範囲内で再現的に特定するように構成されている第２の機械変換システム（ＭＴＳ）と、ＭＴＳにＩＭＰ又はその部分を接続するための取付手段（ＡＭ）とをさらに備えており、ＩＭＰは、ＣＲＣの変換から独立している決定可能な特定の容積に関して変換するために、可逆的に構成されている。
本考案の一態様によれば、ＡＭは、ＩＭＰに取り付けられた機械変換システム（ＭＴＳ）を、ＣＲＣに取り付けられたＭＴＳに接続するように構成されており、ＩＭＰ及びＣＲＣの動作が相互依存している。
本考案の一態様によれば、光学画像化モジュール（ＯＩＭ）は、ハウジングの周辺部内に機能的に組み込まれる複数の検出器と、複数の検出器の各々から領域の外部に位置するコントローラに信号を送るための手段とを備えており、ハウジング内の複数の検出器の前記機能的組み込みは、複合生体構造的及び実時間の機能的な光画像の生成を可能にする。
本考案の一態様によれば、光学画像化モジュール（ＯＩＭ）は、ハウジングの周辺部内に機能的に組み込まれる複数の光ファイバと、複数の光ファイバの各々から領域の外部に位置するコントローラに信号を送るための手段とを備えており、ハウジング内の複数の光ファイバの機能的組み込みは、複合生体構造的及び実時間の機能的な光画像の生成を可能にする。
本考案の一態様によれば、結合された画像化システム（ＣＩＳ）が、（ａ）蛍光分光法、（ｂ）ＳＰＥＣＴ、（ｃ）ＰＥＴ、及びこれらの任意の組み合わせからなる群から選択される画像化法を提供し、複数の検出器及び／又は光ファイバが少なくとも１つの付加的な画像化法の代表的な信号を検出するように構成されている。
本考案の一態様によれば、空間的に固定結合された画像装置（ＳＦＣＩＤ）は、三次元（３Ｄ）多モードで撮像するように構成されている。
本考案の一態様によれば、均一、安定かつ同一の磁場を提供するための、時計回り又は反時計回りに予め定めた配列で配置された少なくとも３重の自在に継ぎ合わされた重ね合わせ壁層（１）を備えた外側シェルによって特徴づけられる、磁気共鳴装置（ＭＲＤ）（１００）の自動固定ケージを備えている。
本考案の一態様によれば、ＭＲＤは、ケージ壁に設けられた磁場の全体的な強度に応じてケージ壁に予め定めた配列で配置された少なくとも３重の自在に継ぎ合わされた重ね合わせ壁層という特徴を有する外側シェルのケージの壁に互いに対向する向きで磁気的に接続された２つの同等の群に配置された少なくとも６つの側部磁石と、側部磁石の間で互いに対向する向きで配置された少なくとも２つの極磁石片と、極磁石片上に位置し、互いに対向する向きで配置され、ケージ内に静電磁場を生成する少なくとも２つの主磁石とを備えている。
本考案の一態様によれば、少なくとも１つのＭＲＤ画像モジュール（ＭＩＭ）から受信した三次元ＭＲＤ画像と、少なくとも１つの光学画像化モジュール（ＯＩＭ）から受信した実時間の機能的な光画像とを処理して、一体化するための少なくとも１つの中央演算処理装置（ＣＰＵ）を備えている。
本考案の一態様によれば、ＣＰＵは、三次元ＭＲＤ画像及び実時間の光画像を表示する手段を備えている。
本考案の一態様によれば、ＣＰＵは、固定された対象の領域の機能的に能動的な部分が実時間で定義可能であるように、実時間の光画像を固定された対象の領域の三次元ＮＭＲ画像から区別するための手段を備えている。
本考案の一態様によれば、ＭＲＤモジュールには、ＣＴ手段を備えている。
本考案の一態様によれば、ＭＲＤモジュールには、ＭＲＩ手段を備えている。
本考案の一態様によれば、ＭＲＤモジュールは、画像を構築するための２次元フーリエ変換（２ＤＦＴ）手段及びスライス選択手段を有している。
本考案の一態様によれば、ＭＲＤモジュールは、画像を構築するための３次元フーリエ変換（３ＤＦＴ）手段を有している。
本考案の一態様によれば、ＭＲＤモジュールは、画像を構築するための投影再構築手段を有している。
本考案の一態様によれば、ＭＲＤモジュールは、画像を構築するための点毎の画像構築手段を有している。
本考案の一態様によれば、ＭＲＤモジュールは、画像を構築するための線毎の画像構築手段を有している。
本考案の一態様によれば、ＭＲＤモジュールは、画像を構築するための静的磁場勾配画像構築手段を有している。
本考案の一態様によれば、ＭＲＤモジュールは、画像を構築するためのＲＦ場勾配画像構築手段を有している。
本考案の一態様によれば、光学画像化モジュールは、固定された対象の領域の三次元の実時間の光画像を提供するために予め定められた方法で画像化プラットフォーム周辺に分配されている複数の光線検出器を含む光検出器の配列を備えている。
本考案の一態様によれば、光学画像化モジュールは、固定された対象の領域の生物発光を検出するための手段を有している。
本考案の一態様によれば、光学画像化モジュールは、固定された対象の領域の化学ルミネセンスを検出するための手段を有している。
本考案の一態様によれば、光学画像化モジュールは、固定された対象の領域の蛍光を検出するための手段を有している。
本考案の一態様によれば、光学画像化モジュールは、固定された対象の領域の近い赤外線の蛍光を検出するための手段を有している。
本考案の一態様によれば、光学画像化モジュールは、固定された対象の領域の単一格子放射断層撮影（ＳＰＥＣＴ）のための手段を含む。
本考案の一態様によれば、光学画像化モジュールは、固定された対象の領域のポジトロン断層撮影（ＰＥＴ）のための手段を含む。
本考案の一態様によれば、光学画像化モジュールは、光子を計数する感知手段を含む。
本考案の一態様によれば、光学画像化モジュールは、固定された対象の領域から戻る励振パルスを選択的に検出する手段を含む。
本考案の一態様によれば、光学画像化モジュールは、励振パルスを同期させる手段をさらに含む。
本考案の一態様によれば、固定された対象は、小さい哺乳類である。
本考案の一態様によれば、固定された対象は、人間、未熟児、爬虫類、海洋動物、生物学的標本、生物学的器官、マウス、ラット、齧歯動物、鳥類、爬虫類、両生類、イン・ビボの生物組織若しくは器官又はエクス・ビボの生物組織若しくは器官からなる群から選択される。
本考案に関連する方法によれば、少なくとも１つの動物の過分極化ガス画像化方法であって、寸法及び形状について領域（関心領域、関心体積、体積）を限定する少なくとも１つのチャンバを提供するステップと、少なくとも１つのチャンバに少なくとも１つの動物を収容するステップと、少なくとも１つのチャンバに不分極ガスを供給するステップと、記不分極ガスを過分極化するステップと、動物の少なくとも１つの領域が撮像に必要な時間の少なくとも一部の間、過分極化ガスを含んでいる場合に、動物の少なくとも領域を撮像するステップとを備えており、不分極ガスの過分極化は、留められた領域内で行われる過分極化ガス画像化方法が提供される。
本考案に関連する方法の一態様によれば、画像装置を、ＮＭＲ、ＭＲＩ、ＣＴ、X線、超音波装置、蛍光装置、サーモグラフィ装置又はそれらの任意の組み合わせからなる群から選択するステップをさらに備えている。
本考案に関連する方法の一態様によれば、過分極化手段を、レーザ、ＲＦ、超音波、マイクロ波、加熱又はそれらの任意の組み合わせから選択するステップをさらに備えている。
本考案に関連する方法の一態様によれば、動物を、哺乳類、人間、未熟児、爬虫類、海洋動物、生物学的標本、生物学的器官、マウス、ラット、齧歯動物、鳥類、爬虫類、両生類、イン・ビボの生物組織若しくは器官又はエクス・ビボの生物組織若しくは器官からなる群から選択するステップをさらに備えている。
本考案に関連する方法の一態様によれば、ガスをヘリウム又はキセノンから選択するステップをさらに備えている。
本考案に関連する方法の一態様によれば、撮像するステップの間、不分極ガスの過分極化を中断するステップをさらに備えている。
本考案に関連する方法の一態様によれば、結合された画像システムＣＩＳを簡易操作式画像システムＭＩＳに機能的に組み込むことによって合成生体構造的及び実時間の機能的な光画像を生成するステップをさらに備えている。
本考案に関連する方法の一態様によれば、生成するステップは、磁気共鳴画像システムに空間的に固定結合された画像装置（ＳＦＣＩＤ）を提供してＭＩＳに非導電性ハウジング内に配置される固定された対象を収容する画像化プラットフォーム（ＩＭＰ）を提供するステップと、対象の１つ以上の領域を撮像する高周波（ＲＦ）コイルシステム（ＲＦＣＳ）内にＩＭＰを提供するステップと、（ｉ）少なくとも１つの導電性受信コイル（ＣＲＣ）、及び／又は（ｉｉ）少なくとも一部のＩＭＰについて、少なくとも１つの非導電性ハウジングコイル（ＮＣＨＣ)において、対象がＭＩＳ内に留まる場合は３ｍｍ以内の精
度で少なくとも１つの固定位置に、可逆的な変換を行う手段をＲＦＣＳに提供するステップと、ＲＦＣＳに、機械的変換システム（ＭＴＳ)とＭＴＳによってハウジングをＭＴＳ
に接続し、固定された対象を線形運動させ、かつ固定された対象の位置を３〜６０ｍｍの範囲内で再現的に固定するための取付手段（ＡＭ）とを提供するステップと、（ｉ）固定された対象の少なくとも１つの特定の領域を撮影するように構成された少なくとも１つのＭＲＤ画像モジュール（ＭＩＭ）を、（ｉｉ）ＩＭＰに連結されかつ、固定された対象の領域から放出又は反射される光子を検出し、これにより、固定された対象の領域の機能上能動的な部分についての実時間の機能的な光画像を生成するように構成された少なくとも１つの光学画像化モジュール（ＯＩＭ）に統合することにより、固定された対象の少なくとも１つの特定の領域を撮影するステップと、ＩＭＰにおけるＭＩＭ及びＯＩＭを機能的に統合し、これにより、決定可能な特定の領域内に位置する固定された対象の領域の１つ以上の結合された複合モジュールの実時間の画像を提供するステップとをさらに備えている。
本考案に関連する方法の一態様によれば、固定された対象を、磁石によって発生する安定な磁場内の決定可能な特定の位置に導入するステップと、ＮＣＨＣの位置が約３ｍｍ〜約６０ｍｍ以内に固定されるように、かつ、関心領域の少なくとも一部がＮＣＨＣにより規定される領域内に位置するように、固定された対象に近接して位置決め可能なＮＣＨＣを配置するステップと、予め定められた画像化プロトコルに従ってＲＦパルス及び磁場勾配を印加することによって、関心領域内に核磁化を励起するステップと、励起された核磁化によって、ＮＣＨＣ内に発生するＲＦ画像信号を受信するステップと、受信した磁気共鳴画像信号及びＮＣＨＣの位置から、決定可能な特定の領域の磁気共鳴画像を再構築するステップとをさらに備えている。
本考案に関連する方法の一態様によれば、決定可能な特定の領域から放射された共鳴信号の受信を最適化するに有効であり、対象に近接してＮＣＨＣを配置する上述のステップは、磁場軸に沿った安定な磁場の中間点に沿った位置にＮＣＨＣを配置するステップをさらに含む。
本考案に関連する方法の一態様によれば、固定された対象を、領域内であってその内部の少なくとも一部が磁石によって発生する安定な磁場を含みかつその近傍に複数の検出器が配置されている、決定可能な特定の位置に導入するステップと、ＲＦ受信コイルの位置がXｍｍ以内に固定され、かつ、関心領域の少なくとも一部がコイルにより規定される領域内に位置するように、配置可能なＲＦ受信コイルを対象に近接して配置するステップと、予め定められた画像化プロトコルに従ってＲＦパルス及び磁場勾配を印加することによって、関心領域内に核磁化を励起するステップと、励起された核磁化によって、ＲＦ受信コイル内に発生するＲＦ画像信号を受信するステップと、受信した磁気共鳴画像信号及びＲＦ受信コイルの位置から、関心領域の磁気共鳴画像を再構築するステップと、少なくとも１つの複数の検出器の各々から領域の外部に位置するコントローラへ信号を伝送するステップとを備えており、上述の伝送が、励起するステップの開始に関連する所定時間に開始し、かつ所定の期間継続する。
本考案に関連する方法の一態様によれば、少なくとも１つの他の画像技術は、蛍光分光法、ＳＰＥＣＴ、ＰＥＴ、及びそれらの任意の組み合わせからなる群から選択される。
本考案に関連する方法の一態様によれば、動物の内部で不分極ガスを過分極化する方法であって、不分極ガスを少なくとも部分的に含む動物を提供するステップと、不分極ガスを過分極化するための過分極化手段を得るステップと、不分極ガスを過分極化するステップとを備えており、不分極ガスを過分極化する上述のステップは、動物の内部でイン・サイチューで行われる。
本考案に関連する方法の一態様によれば、レーザ、超音波、ＲＦ、マイクロ波、加熱又はそれらの任意の組み合わせから過分極化手段を選択するステップをさらに備えている。
本考案に関連する方法の一態様によれば、ガスを、ヘリウム又はキセノンから選択するステップをさらに備えている。
本考案に関連する方法の一態様によれば、動物を、哺乳類、人間、未熟児、爬虫類、海洋動物、生物学的標本、生物学的器官、マウス、ラット、齧歯動物、鳥類、爬虫類、両生類、イン・ビボの生物組織若しくは器官又はエクス・ビボの生物組織若しくは器官からなる群から選択するステップをさらに備えている。
本考案に関連する方法の一態様によれば、内部に媒体を有する領域内に留められた不分極ガスを過分極化する方法であって、不分極ガス及び少なくとも１つの媒体を留める少なくとも１つの領域を提供するステップと、未分極ガスを過分極化する過分極化手段を得るステップと、不分極ガスを過分極化するステップとを備えており、不分極ガスを過分極化する上述のステップは留められた領域内でイン・ビトロで行われる。
本考案に関連する方法の一態様によれば、過分極化手段を、レーザ、超音波、ＲＦ、マイクロ波、加熱又はそれらの任意の組み合わせから選択するステップをさらに備えている。
本考案に関連する方法の一態様によれば、ガスを、ヘリウム又はキセノンから選択するステップをさらに備えている。
本考案に関連する方法の一態様によれば、過分極化されたガスが領域からこのチャンバに供給されるように、領域に流体連通しており、少なくとも１つの動物を収容するチャンバを提供するステップをさらに備えている。
本考案に関連する方法の一態様によれば、動物を、哺乳類、人間、未熟児、爬虫類、海洋動物、生物学的標本、生物学的器官、マウス、ラット、齧歯動物、鳥類、爬虫類、両生類、イン・ビボの生物組織若しくは器官、又はエクス・ビボの生物組織若しくは器官からなる群から選択するステップをさらに備えている。
本考案に関連する方法の一態様によれば、少なくとも１つの動物の過分極化ガス画像化方法であって、寸法及び形状について領域を限定する少なくとも１つのチャンバを提供するステップと、少なくとも１つの動物を少なくとも１つのチャンバ内に収容するステップと、不分極ガス及び少なくとも１つ媒体を留める少なくとも１つの領域を提供するステップと、少なくとも１つのチャンバに不分極ガスを供給するステップと、不分極ガスを過分極化するステップと、動物の少なくとも１つの領域が撮像に必要な時間の少なくとも一部の間に不分極ガスを含んでいる場合に、動物の少なくとも領域を撮像するステップとを備えており、不分極ガスを過分極化するステップが、留められた領域内でイン・ビトロで行われる過分極化ガス画像化方法が提供される。
本考案に関連する方法の一態様によれば、画像装置を、ＮＭＲ、ＭＲＩ、ＣＴ、X線、超音波装置、蛍光装置、サーモグラフィ装置又はそれらの任意の組み合わせからなる群から選択するステップをさらに備えている。
本考案に関連する方法の一態様によれば、過分極化手段を、レーザ、ＲＦ、超音波、マイクロ波、加熱、又はそれらの任意の組み合わせから選択するステップをさらに備えている。
本考案に関連する方法の一態様によれば、動物を、哺乳類、人間、未熟児、爬虫類、海洋動物、生物学的標本、生物学的器官、マウス、ラット、齧歯動物、鳥類、爬虫類、両生類、イン・ビボの生物組織若しくは器官、又はエクス・ビボの生物組織若しくは器官からなる群から選択するステップをさらに備えている。
本考案に関連する方法の一態様によれば、ガスを、ヘリウム又はキセノンから選択するステップをさらに備えている。
本考案に関連する方法の一態様によれば、撮像するステップの間、不分極ガスの過分極化を中断するステップをさらに備えている。
本考案に関連する方法の一態様によれば、媒体を、麻酔ガス、水、酸素又はそれらの任意の組み合わせからなる群から選択するステップをさらに備えている。
最後に、本考案に関連する方法の一態様によれば、チャンバに、麻酔ガス、水、酸素、又はそれらの任意の組み合わせを供給するステップをさらに備えている。
本考案を理解し、そして、それがどのように実際に行うことができるかについて見るために、添付の図面に関して、非限定的な実施形態に過ぎないものとして、いくつかの好ましい実施形態を以下に示す。
本考案の一実施形態を示す図である。 合成生体構造的及び実時間の機能的な光画像を生成することに役立つ新規な空間的に固定結合された画像装置（ＳＦＣＩＤ）の概略図である。ＳＦＣＩＤは、ここに開示されている本考案の一実施形態によれば、結合された画像システムＣＩＳを有する簡易操作式画像システムＭＩＳを機能的に組み込んでいる。 ここに開示されている本考案の一実施形態による、位置決め可能なＭＲＩ受信コイルアセンブリを組み込んでいるＭＲＩシステムの概略図である。 ここに開示されている本考案の一実施形態による、位置決め可能なＭＲＩ受信コイル及び独立して移動可能な台を組み込んでいるＭＲＩシステムの概略図である。 ここに開示されている本考案の一実施形態による、位置決め可能なＭＲＩ受信コイル及び第２の画像化法のための手段を組み込んだＭＲＩシステムの概略側面図である。 ここに開示されている本考案の一実施形態による、位置決め可能なＭＲＩ受信コイル及び第２の画像化法のための手段を組み込んだＭＲＩシステムの概略正面図である。 ここに開示されている本考案の一実施形態による、統合化機能的な画像診断法及び生体構造的画像診断法の概略図である。 ここに開示されている本考案の一実施形態による、動かない固定された対象の統合された（固定された）実時間の（機能的）画像を取得する方法のフローチャートである。
考案の詳細な説明
以下の説明は、本考案の全ての章について、いかなる当業者も本考案を使用できるように提供され、考案者により考察される本考案を実行する最良の形態を記載している。しかしながら、そのさまざまな変更態様は当業者にとっては明白なものとなっている。本考案の一般的な原理は特に、イン・サイチューでの過分極化されたガスを生成するシステムを提供する
ために定められている。本考案は、また、ガス過分極化を画像化するためのシステムを提供する。
本考案は、不分極ガスを過分極化するための過分極化手段を備えており、動物の内部で不分極ガスを過分極化するシステムを開示する。
重要な点は、不分極ガスの過分極化が動物内においてイン・サイチューで提供される点にある。
本考案は、また、内部に媒体を有する領域内に留められたガスの過分極化を画像化するシステムを開示している。このシステムは、
（ａ）不分極ガス及び少なくとも１つの媒体を留める少なくとも１つの領域と、
（ｂ）不分極ガスを過分極化するための過分極化手段とを備えている。重要な点は、不分極ガスの過分極化が留められた領域内でなされる点である。
本考案はまた、少なくとも１つの動物の過分極化ガス画像化システムを開示する。このシステムは、
ａ．少なくとも１つの動物を収容可能な寸法及び形状の領域を限定する少なくとも１つのチャンバと、
ｂ．少なくとも１つのチャンバに不分極ガスを供給する供給手段と、
ｃ．不分極ガスを過分極化するための過分極化手段と、
ｄ．少なくとも動物の領域を撮像するための画像装置と、
を備えており、その重要な点は、不分極ガスの過分極が、留められた領域内でなされるように構成されている点にある。
上述したシステムについての説明は、システムを実施する装置及び当業者に周知のあるゆるタイプの装置を使用するシステムを含み、当業者が本考案を実施するためのさらなる詳しい説明は不要であると解釈されるべきである。
本考案において「過分極化」とは、特に、通常の熱平衡を大きく超えた原子の核回転の選択的な分極化である。より特定的には、本考案の範囲において、「過分極」又は「過分極化」という用語は、通常の熱平衡を超えた材料の核スピンの分極と、置き換え可能に相関している。これは、例えば、肺の過分極化された磁気共鳴画像法（ＭＲＩ）で使われる、１２９Xｅ及び３Ｈｅのようなガスに、一般に適用される。過分極化のための他の方法は、液体溶液（ＰＨＩＰ）の化学反応で使用される極低温の固体材料及びパラ水素のための動的核分極（ＤＮＰ）を含む。概して約１Ｋにおける１３Ｃ又は１５Ｎのような核種についてのＤＮＰは、結果として急速な溶解を伴い、過分極した核を有する室温の溶液が生成される。この液体は、腫瘍学及びその他の応用のためのイン・ビボの代謝画像化において用いることが可能である。固体の１３Ｃ分極化レベルは、特定の準備によって例えば（６４±５）％となると報告されており、実際のＮＭＲ又はＭＲＩ測定値のためのサンプルの溶解及び転送の間の損失は２〜３％まで最小化することができる。
「過分極化手段」という用語は、以下、過分極化を提供することに役立つあらゆる装置、機構又はシステムを参照する。例えば、過分極化手段は、レーザ、超音波、ＲＦ、マイクロ波、加熱手段、及びそれらの任意の組み合わせからなる群から非限定的な方法で選択される。
「麻酔ガス」という用語は、以下、ニトロ酸化物（Ｎ２Ｏ）、ハロタン、エンフルラン、イソフルラン、セボフルラン、デスフルラン及びキセノン、水、酸素、又はそれらの任意の組み合わせからなる群から選択される任意のガスを参照する。
「磁気共鳴装置」という用語（ＭＲＤ）は、以下、任意の磁気共鳴画像法（ＭＲＩ）装置、任意の核磁気共鳴（ＮＭＲ）分光器、任意の電子スピン共鳴（ＥＳＲ）分光器、任意の核四極子共鳴（ＮＱＲ）、又はそれらの任意の組み合わせに適用される。
「モダリティ（様式）、モード」という用語は、ここでは、画像又は画像群を発生するための複数の手段を備えた本考案の装置の属性を非限定的に参照する。好ましい実施形態では、装置は対象の画像を発生するための例えばＭＲＩ若しくはＣＴ等のＮＭＲ手段又はモダリティ（様式）を備えており、さらに、全く同じ装置が同じ対象の画像を発生するための光学手段又はモダリティ（様式）を備えている。ＮＭＲ手段及び光学手段は、共に、時間分解された画像を発生することができる。
「生体構造的画像化」という用語は、以下、例えばコンピュータ断層（ＣＴ）撮像装置又は磁気共鳴（ＭＲ）撮像装置等の、生体構造的画像を再構築するために用いられるＮＭＲベースの画像技術、方法、手段及び器材を非限定的に参照する。
「機能的な画像化」という用語は、以下、微生物、組織、器官、又は体の部位若しくは一部の機能上の変化を検出又は測定する光学画像化技術、方法、手段及び器材を非限定的に参照する。この機能は、分子画像化のために用いられる他のあらゆるモダリティ（様式）と同様に、代謝、血流、局所的化学組成及び吸収を非限定的に参照する。このような機能は、光学画像化、光学蛍光画像化、分子画像化、生物発光、化学ルミネセンス、蛍光、ＵＶ、ＩＲ及び／若しくは可視光、単一光子放射断層撮影（ＳＰＥＣＴ）、及びポジトロン放射断層撮影（ＰＥＴ）からなる群から選択されるあらゆる技術、方法又は手段に適用される光学式検出器又はセンサにより検出されるかもしれない。
ここで用いる「対象」という用語は、少なくとも１つのその若しくはそれからの磁気共鳴画像を得るために、磁気共鳴画像（ＭＲＩ）システムの静磁場に全体又は部分が挿入される任意の対象又は生きている生物を参照する。
「関心領域（volume of interest）」という用語は、画像を得ようとする対象内の領域を指している。関心領域は、従って、例えば、対象の全て、対象内の器官、又は対象内の器官内の特定の領域（例えば、腫瘍が存在すると思われる部位）であるかもしれない。
ここで用いる「ベッド」という用語は、ＭＲＩシステムによって磁気共鳴画像を得る間に、対象をその表面に静止させておくあらゆる物体を参照する。非限定的な例として、対象を静止させておく表面は、その物体の上表面であり、基本的に平坦である。ベッドは、ＭＲＩの外部位置へ移動可能であってもよい。
ここで用いる「コイル」という用語は、任意の一般的に円形又は螺旋形の導電部品、特に高周波（ＲＦ）放射の送信又は受信用に適用されるものを参照する。
ここで用いる「中間点」という用語は、磁場に関して、所定領域の２つの限界値を共に規定する、磁場軸と直角をなす２つの平面から等距離の磁場軸に沿った点を参照する。
ここで用いる「検出器」という用語は、これに作用する信号の強度を測定しかつその強度を記録装置に送るように構成された装置を参照する。検出器は、受け取った信号を電流、電圧又はその信号の強度に比例した数値に変換するために必要な全ての電子機器（信号が光子からなる場合は光学機器）と、電流、電圧又は数値を適当な記録装置に送る手段とを含んでいる。
ここで用いる「複数」という用語は、１に等しいかそれを超える任意の整数を非限定的に参照する。
「約」という用語は、以下、規定された値の±２５％の大きさに適用される。
上述の通り、本考案は、過分極化されたガスをイン・サイチューで生成するシステムを提供する。
より特定的には、本考案はまた、過分極化ガス画像化を実行するための装置も提供する。
本考案の一実施形態によれば、動物の内部で不分極ガスを過分極化するシステムが開示される。このシステムは、不分極ガスを過分極化するための過分極化手段を備えている。不分極ガスの過分極化が動物内部でイン・サイチューでなされる点が重要である。
他の実施形態によれば、領域（関心領域、関心体積、体積）内に限定される過分極化ガス画像化システムが開示される。領域はその中に媒体を有している。
システムは、（ａ）不分極ガス及び少なくとも１つの媒体を留める少なくとも１つの領域と、（ｂ）未分極ガスを過分極化する過分極化手段とを備えている。不分極ガスの過分極化が留められた領域内でなされることが重要である。
他の実施形態によれば、上述のごとく規定されたシステムは、領域に流体連通したチャンバをさらに備えており、このチャンバは、少なくとも１つの動物（システム上記記載の通り）、室は少なくとも１つの動物（哺乳類、人間、未熟児、爬虫類、海動物、生物学的標本、生物学的器官、マウス、ラット、齧歯動物、鳥類、爬虫類、両生類、イン・ビボの生
物学的組織若しくは器官、又はエクス・ビボの生物学的組織若しくは器官から選択される）を
収容し、過分極化されたガスが上述した領域からチャンバへ供給される。
本考案の他の実施形態によれば、少なくとも１つの動物についての過分極化ガス画像化システムが提供される。このシステムは、（ａ）少なくとも１つの動物を収容可能な寸法及び形状に領域を限定する少なくとも１つのチャンバと、（ｂ）少なくとも１つのチャンバに不分極ガスを供給する供給機構と、（ｃ）不分極ガスを過分極化するための過分極化手段と、（ｄ）少なくとも動物の領域を撮像するための画像装置とを備えている。不分極ガスの過分極が、留められた領域内でなされることが重要である。
本考案の他の実施形態によれば、少なくとも１つの動物についての過分極化ガス画像化システムが提供される。このシステムは、（ａ）不分極ガス及び少なくとも１つの媒体を留める少なくとも１つの領域と、（ｂ）少なくとも１つの動物を収容可能な寸法及び形状に領域を限定する少なくとも１つのチャンバと、（ｃ）少なくとも１つのチャンバに不分極ガスを供給する供給機構と、（ｄ）不分極ガスを過分極化するための過分極化手段と、（ｅ）少なくとも動物の領域を撮像するための画像装置とを備えており、不分極ガスの過分極が、留められた領域内でエクス・ビボでなされる。
他の実施形態によれば、画像化の間、不分極ガスの過分極化は中断される。換言すれば、過分極化されたガスが動物に吸入されると、画像化が行われ、過分極化は中断される。
本考案の他の実施形態によれば、媒体が、麻酔ガス、水、酸素、又はそれらの任意の組み合わせからなる群から選択される、上述したシステムが提供される。
他の実施形態によれば、上述した過分極化手段は、レーザ、超音波、ＲＦ、マイクロ波、加熱、又はそれらの任意の組み合わせから選択される。
他の実施形態によれば、ガスは、ヘリウム又はキセノンから選択される。
他の実施形態によれば、画像装置は、ＮＭＲ、ＭＲＩ、ＣＴ、X線、超音波装置、蛍光装置、サーモグラフィ装置、又はそれらの任意の組み合わせからなる群から選択される。
他の実施形態によれば、動物は、哺乳類、人間、未熟児、爬虫類、海動物、生物学的標本、生物学的器官、マウス、ラット、齧歯動物、鳥類、爬虫類、両生類、イン・ビボの生物学的組織若しくは器官、又はエクス・ビボの生物学的組織若しくは器官からなる群から選択される。
他の実施形態によれば、画像装置は、ＮＭＲ及びＭＲＩからなる群から選択される。
本考案に関連して、動物の内部で不分極ガスを過分極化する方法が明らかになる。この方法は、不分極ガスを少なくとも部分的に含む動物を提供するステップと、不分極ガスを過分極化するための過分極化手段を得るステップと、不分極ガスを過分極化するステップとから選択されるステップを備えており、不分極ガスを過分極化するステップは、動物の内部でイン・サイチューでなされる。
上述した方法は、他の態様によれば、レーザ、超音波、ＲＦ、マイクロ波、加熱、又はそれらの任意の組み合わせから選択される過分極化手段を選択するステップをさらに備えている。
上述した方法は、他の態様によれば、ガスをヘリウム又はキセノンから選択するステップをさらに備えている。
上述した方法は、他の態様によれば、画像化ステップの間、不分極ガスを過分極化することを中断するステップをさらに備えている。
上述した方法は、他の態様によれば、哺乳類、人間、未熟児、爬虫類、海動物、生物学的標本、生物学的器官、マウス、ラット、齧歯動物、鳥類、爬虫類、両生類、イン・ビボの生物学的組織若しくは器官、又はエクス・ビボの生物学的組織若しくは器官からなる群から動物を選択するステップをさらに備えている。
本考案に関連して、また、媒体を有する領域（関心領域、関心体積、体積）内に留められた不分極ガスを過分極化する方法が明らかになる。この方法は、特に、不分極ガス及び少なくとも１つの媒体を留める少なくとも１つの領域を提供するステップと、不分極ガスを過分極化するための過分極化手段を得るステップと、不分極ガスを過分極化するステップとを備えており、不分極ガスを過分極化するステップが留められた領域内でイン・ビトロで実施される。
上述した方法は、他の態様によれば、領域に流体連通したチャンバをさらに備えており、このチャンバは、少なくとも１つの動物（哺乳類、人間、未熟児、爬虫類、海動物、生物学的標本、生物学的器官、マウス、ラット、齧歯動物、鳥類、爬虫類、両生類、イン・ビボの生物学的組織若しくは器官、又はエクス・ビボの生物学的組織若しくは器官から選択される）を収容しており、過分極化されたガスが上述した領域からチャンバへ供給される。
上述した方法は、他の態様によれば、過分極化手段を、レーザ、超音波、ＲＦ、マイクロ波、加熱、又はそれらの任意の組み合わせから選択するステップをさらに備えている。
上述した方法は、他の態様によれば、ガスをヘリウム又はキセノンから選択するステップをさらに備えている。
本考案に関連して、少なくとも１つの動物についての過分極化ガスを画像化する方法が明らかになる。この方法は、領域を寸法及び形状について限定する少なくとも１つのチャンバを提供するステップと、少なくとも１つの動物を少なくとも１つのチャンバ内に収容するステップと、不分極ガスを少なくとも１つのチャンバに供給するステップと、不分極ガスを過分極化するステップと、少なくとも１つのチャンバに不分極ガスを供給するステップと、不分極ガスを過分極化するステップと、動物の少なくとも１つの領域が撮像に必要な時間の少なくとも一部の間に不分極ガスを含んでいる場合に、動物の少なくとも領域を撮像するステップとを備えている。不分極ガスを過分極化するステップが留められた領域内で実施されることが重要である。
上述した方法は、他の態様によれば、画像化のステップの間、不分極ガスの過分極化を中断するステップをさらに備えている。換言すれば、過分極化されたガスが動物に吸入されると、画像化が行われ、過分極化は中断される。
上述した方法は、他の態様によれば、ＮＭＲ、ＭＲＩ、ＣＴ、X線、超音波装置、蛍光装置、サーモグラフィ装置又はそれらの任意の組み合わせからなる群から選択するステップをさらに備えている。
上述した方法は、他の態様によれば、過分極化手段を、レーザ、超音波、ＲＦ、マイクロ波、加熱、又はそれらの任意の組み合わせから選択するステップをさらに備えている。
上述した方法は、他の態様によれば、動物を、哺乳類、未熟児、人間、爬虫類、海動物、生物学的標本、生物学的器官、マウス、ラット、齧歯動物、鳥類、爬虫類、両生類、イン・ビボの生物学的組織若しくは器官、又はエクス・ビボの生物学的組織若しくは器官からなる群から選択するステップをさらに備えている。
上述した方法は、他の態様によれば、ガスをヘリウム又はキセノンから選択するステップをさらに備えている。
以下の記載は、特にＭＲＩ画像装置に関する。
図１ａは、前述した記載の一実施形態を概略的に示している。
同図に示すように、このシステム２０００は、不分極ガスを留める領域（体積、volume）１００１に不分極ガスを供給するための供給手段１０００を備えている。
このシステムには、領域１００１内でイン・サイチューでガスを過分極化するための過分極化手
段１００２をさらに備えている。
領域１００１はバルブ１００５を介して、動物１００４を収容するチャンバ１００３に連結されている。
供給手段１００６は、チャンバに麻酔ガスを供給するように構成されている。
麻酔ガスを排出するように構成されたドレイン手段１００７もチャンバに連結されている。
参照番号２０１は、ＲＦ放射パルスを発生するように構成された送信コイルである。
このシステムは、画像化のための光ファイバ１００８をさらに備えているかも知れない。領域１００１及びチャンバ１００３が一体化できる（即ち、同一チャンバとすることができる）ことが重要である。
図１ｂは、本考案の一実施形態における磁気共鳴画像システムのブロック構成を非限定的に示している。磁気共鳴画像システムは、合成生体構造的かつ実時間の機能的な光画像を生成するのに有用な新規な空間的に固定結合された画像装置（ＳＦＣＩＤ）を備えている。ＳＦＣＩＤは、結合された画像システムＣＩＳを有する簡易操作式画像システムＭＩＳを機能的に組み込んでいる。簡易操作式画像システム（ＭＩＳ）は、なかでも、非導電性ハウジング内に配置された固定された対象に適応している画像化プラットフォーム（ＩＭＰ）を含んでいる。ＩＭＰは、対象の１つ以上の領域を画像化する高周波コイルシステム（ＲＦＣＳ）を含んでいる。ＲＦＣＳは、ＲＦＣＳは、ＭＩＳ内に対象が留まる場合に３ｍｍ以内の精度で、（ｉ）少なくとも１つの導電性受信コイル、及び／又は（ｉｉ）ＩＭＰの少なくとも一部を、少なくとも１つの特定された位置において、少なくとも１つの非導電性ハウジングコイルに、可逆的に変換するように構成されている。ＲＦＣＳは、固定された対象を線形運動に供し、その固定された対称の位置を３〜６０ｍｍの範囲内で再現的に固定するための機械的変換システムを含んでいる。ＲＦＣＳは、ＭＴＳにハウジングを接続するための取付手段（ＡＭ）をも含んでいる。結合された画像システム（ＣＩＳ）は、固定された対象の少なくとも１つの特定の領域を撮影するように構成されていると共に、（ｉ）三次元生体構造的画像を提供するために最適化された少なくとも１つのＭＲＤ画像モジュール（ＭＩＭ）、及び（ｉｉ）固定された対象の機能上能動的な部位についての実時間の機能的な光画像を生成できる状態にある、固定された対象の領域から発せられるか反射される光子を検出するために最適化されたＩＭＰに連結した少なくとも１つの光学画像化モジュール（ＯＩＭ）を統合するように構成されている。従って、ＩＭＰ内のＭＩＭとＯＩＭとの機能的な結合が１つ以上の複合モジュールの結合で決定可能な特定の領域内に位置する固定された対象の領域の実時間の画像を提供する。
図２は、本考案のさらに他の実施形態として、本考案において開示される受信コイルアセンブリを含むＳＦＣＩＤ１０の側面を概略的に示している。静磁場は、ＭＲＩチャンバ１００に外部にある磁石（図示せず）によって生成される。この磁石は、任意の適切な幾何学的デザインの超電導磁石又は永久磁石であるかもしれない。また、適切な勾配の磁場を生じる勾配磁場コイルは、図２には示されていない。この種の磁石及びコイルのデザイン及び構造はこの分野で周知である。ＭＲＩチャンバ１００の外部に位置する送信コイル１０１は、この分野で周知の原理に従って、静磁場中で磁気核を励起するために、ＲＦパルスを提供する。対象１０２（例えば、ここではマウス）は、関心領域が静磁場内にかつ送信コイル１０１によって囲まれる領域内に位置するように、チャンバ１００内に配置される。他の実施形態では、対象１０２は人間であり、ＭＲＩ機器は全身の画像を得るように構成されている。さらに他の実施形態では、対象の体（例えば頭又は脚）の一部だけが、チャンバ１００内に位置する。またさらに他の実施形態では、対象は人間でない（非限定的な実施形態として、対象は例えばラット又はウサギのごとき小型の哺乳類であり得、一般に、これらの実施形態において、全ての動物はチャンバ内に位置する）。図示の実施形態においては、対象１０２は、ベッド１０６又は同様の備品上に横たわる。（ｉ）コイル１０１及び１０３の両方がハウジング１００の内部にあること、又は図示されているように、コイル１０１がハウジングの外部に位置しかつコイル１０３がハウジングの内部に位置していることも本考案の範囲内である。
受信コイル１０３は、関心領域を実質的に取り囲んでおり、これにより、関心領域の対象内の特定位置に応じて、例えば、対象の全身、又は脚若しくは体の一部を取り囲むように設計されるかもしれない。受信コイル１０３は、関心領域のできるだけ近くに配置される。受信コイルは、例えばソレノイド、ヘルムホルツコイル又は面コイル（ループ）等のいかなるタイプのＲＦコイルであってもよい。内側コイルは、均一である必要はない。図１に示す実施形態では単一の受信コイルが設けられており、他の実施形態では複数の独立コイルが存在する。受信コイルは、機械的移動装置１０４に取り付けられている。
機械的移動装置は、受信コイルを、静磁場によって規定される軸（矢印１０５Ａ参照）に沿った任意の所定の位置に移動させ、かつ軸（矢印１０５Ｂ参照）の周囲を回転させるように構成されている。機械的移動装置としては、受信コイルを移動させ、また、その位置をXｍｍの範囲内で固定できるように構成されたこの分野で公知のあらゆる適切な手段（例えばステッパーモータ）を使用することができる。ここで、Xは任意の整数である。例えば、Xは、約０．１ｍｍ〜約５０ｍｍの範囲、約５ｍｍ〜約５００ｍｍの範囲、約５０ｍｍ〜１．５ｍの範囲等である。受信コイルが適切に配置されると、ＭＲＩは、任意の適切なパルス／検出計画を開始することができる。
図３は、本考案のまたさらに他の実施形態として、ＳＦＣＩＤ２０の側面を概略的に示している。本実施形態は、前述した実施形態の特徴点の全てを備えている。即ち、対象２０２又はその一部が導入されるＭＲＩ適合チャンバ２００と、送信するためのＲＦ放射のパルスを発生させるように構成された送信コイル２０１と、関心領域を実質的に取り囲む少なくとも１つの受信コイル２０３と、矢印２０５（即ち静磁場の磁場軸と平行）の方向に受信コイル（単数又は複数のコイル）を移動させる手段２０４と、対象が配置されるベッド２０６とを備えている。前述した実施形態の場合と同様に、静磁場を発生する磁石と、磁場勾配を発生する勾配磁場コイルと、これらに付随する電子機器及びコントローラとは、全てこの分野において周知であり、図示していない。本実施形態は、矢印２０５で示す方向に沿ってベッド２０６を移動させる機械的手段２０７をさらに含んでいる。この機械的手段は、ベッドを所望の位置へ移動させるこの分野において公知のいかなる手段でもあってもよい。ベッドの移動は受信コイル２０３を移動するために用いる機械的手段２０４とは独立しているか、又は限定されない実施形態として、ベッド及び受信コイルが縦に並んで移動するように２つの機械的移動装置が結合される、ベッド及び受信コイルが反対方向に移動するように結合される、若しくはベッド及び受信コイルの一方の運動が他方の運動の所定分数（例えば、距離Ｄだけベッドを移動すると、距離０．１Ｄだけコイルがこのベッドの移動方向と関連する所定方向に移動する）となるように結合されるかもしれない。本実施形態において、関心領域が静磁場の中間点に位置しかつ対象上を受信コイルが走査して関心領域の撮像がなされるように対象を移動することが可能である。本実施形態は、さらに、空間的分解能が最も高い位置で受信コイルが静止したまま関心領域が走査されるように、静磁場の中間点にこの受信コイルを固定し、対象を予め定めた速度で受信コイルを通って移動させることが可能である。
図４ａ及び図４ｂは、本考案のさらに他の実施形態として、ＳＦＣＩＤ３０の側面を概略的に示している。前述した実施形態において詳述されている要素（本実施形態のＳＦＣＩＤ３０の構成要素３００〜３０７は、図２の実施形態のＳＦＣＩＤ２０の構成要素２００〜２０７に非常に類似している）に加えて、本実施形態は、チャンバ３００の円周に配置された複数のＮ個の検出器３０８を含んでいる。Ｎは、任意の整数であり、例えば、非限定的に、約１〜約２０の範囲、約３〜約３００の範囲、又は、約３０〜約３０００の範囲である。これら検出器の一般的な配置が図４ａに示されている。種々の実施形態においては、検出器は、必要とされる特定の画像データに応じて、チャンバの全長に沿って、又は、チャンバの長さの予め定めた分数（割合）に沿って配置される。検出器３０８が、生物発光、化学ルミネセンス、蛍光、ＵＶ、ＩＲ及び／又は可視光、並びにこれらの任意の組み合わせからなる群から非限定的に選択されることは、本考案の範囲である。本考案の特定の実施形態によれば、光検出器は空間的位置に設けられ、これにより、撮像データの三角測量（triangulation）が可能となる。
図４ｂは、代表的な実施形態の断面（正面又は背面）を概略的に示している。本実施形態において、検出器は、チャンバの壁内に配置されている。他の実施形態においては、検出器は、チャンバの壁内に配置された検出器に加えて、又はその代わりにチャンバの内部に取り付けられる。
検出器は、ＭＲＩに加えて、非限定的な例として、ＳＰＥＣＴ、ＰＥＴ及び蛍光を含む少なくとも１つの付加的な種類の画像化を行うように構成されている。検出器は、各検出器で測定される信号が別個に記録及び格納されるように、この分野で公知の任意の適切な手段により記録装置に接続されている（例えば、蛍光の場合、検出器は、適切な光ファイバケーブルを介してＣＣＤ／コンピュータアセンブリに接続される）。本実施形態において、複数の検出器は、真の三次元（３Ｄ）情報の収集及び算出が可能である。加えて、コイル及び／又はベッドを移動するための機械的移動手段３０４及び３０７の存在は、追加の画像化手段による画像の収集の間、対象から検出器への直接的な見通し線アクセスを可能にする。即ち、受信コイルは、ＭＲＩデータの収集の間に対象をその位置から移動させることなく、次の画像（単数若しくは複数）の収集の間、阻害しないような位置に移動する。
上述しかつ図に示した実施形態によれば、全データ収集手順の間に対象が静止したままであるため、ＭＲＩ及びその付加的な方法によって得られた画像の重ね合わせは、直接的となり、対象の真の三次元画像化を可能にする。
本考案のまたさらに他の実施形態によれば、本考案において開示される機能的な撮像装置は光学画像化モダリティであり、検出器は光学式検出器である。多次元画像化のために、通常、複数の検出器が必要とされる。これら検出器は、使用する画像化モダリティと互換性のある光ファイバによって、又は他の任意の情報変換手段によって得たデータを変換可能である。対象を扱うシステムは、対象を画像装置に関して所望の位置に調整するために、及び／又はその調整プロセスの間、対象を動かないように固定ために用いることができる。装置は、また、対象又は多モダリティ画像装置の内部の環境条件を調整するためのセンサをさらに備えることができる。
図５は、本考案のさらに他の実施形態として、多モダリティ画像システムがブロック図で概略的に示されている。システム５０は、データをプロセッサ（例えば、ＣＰＵ５３０）に変換する、機能的撮像装置５１０及び生体構造的画像モダリティ５２０を備えている。両方の走査の間、対象の位置が同一のままであるため、再構築される画像は、機能と生体構造との間の相関関係を表示して、単一の画像に統合可能である。統合された画像は、任意の要求される形態（ハードコピー又はソフトコピー）で表示装置５４０によって保存又は表示することができる。
図６は、本考案のまたさらに他の実施形態に関連して、多モダリティ画像装置を使用してイン・ビボの統合された画像を得る方法を非限定的に表すフローチャートが概略的に示されている。この方法は、特に、多モダリティの空間的に固定結合された画像装置（ＳＦＣＩＤ）を得るステップ６１０と、装置に対象を導入するステップ６２０と、生体構造的画像を所得するステップ６３０と、機能的画像を取得するステップ６４０と、データを処理し、機能的及び生体構造的画像を統合するステップ６５０と、統合した画像を保存及び表示するステップ６６０とを備えている。
非限定的に以下に説明される例では、観察する固定された対象が、本考案によって定義されたＳＦＣＩＤに挿入され、生体構造的ＮＭＲ画像及び機能的画像の両方が取得される。データが処理され、機能的及び生体構造的画像の統合が実施される。統合された画像は保存され表示される。好ましい実施形態において、光学検出アレイからの光学データによって生成される機能的画像は、例えば腫瘍の代謝活動の態様を表している。ＳＦＣＩＤが時間分解された画像を提供するので、腫瘍の代謝は時間と共に監視される。これは、悪性の又は増殖的な細胞若しくは組織疾患の経過の診断検査と同様に、例えば細胞取り込み研究等の広範囲の研究において極めて重要である。腫瘍研究又は治療を受けている対象に、異なる薬剤をイン・ビボで投与することが可能であり、腫瘍の代謝的に能動な又は機能的に能動な部分に対する効果を時間ごとに観察することができる。多くの悪性腫瘍は、機能的に能動な領域及びそれよりは能動ではない又は死んだ領域を有する。これらの領域は、３次元で実時間で正確にモニタすることができる。
本考案の機能的画像は、実時間で獲得するようになされているため、この機能的画像の前に撮像された単一の生体構造的画像上に表示することができ、その場合、再構築され統合された画像は、各生体構造的スライス部について時間の経過と共に変化する。
幾つかの生体構造的画像モダリティは、例えば、ＣＴ又はＭＲＩである潅流画像、ＭＲエコーシーケンス等の実時間生体構造的画像を生成可能である。さらに、画像は、時々、心臓リズム又は呼吸リズムによってゲート制御される。いずれの場合にも、機能的画像及び生体構造的画像の両方が、同時に又は異なる時間に取得され、ゲート制御に従って、自由に相関する。機能的画像を生体構造的画像の取得の前に取得すること、又は、両方のモダリティを１つの期間中に交互に働かせることが可能である。
本考案の一実施形態によれば、磁気共鳴画像（ＭＲＩ）システムは、以下の特徴を有する分離された受信コイルを含んでいる、（１）送信コイルとは独立している単一の受信コイルを備えており、（２）受信コイルは、選択した特定の領域を走査できるように位置合わせ可能であり、（３）装置が、関心領域及び受信コイルが静磁場の中間点に配置可能なように設計されており、（４）システムが、高感度、高位置精度及びＳＮＲを有する３次元のＭＲＩ画像を取得するのみならず、撮像される本体を動かすことなくかつ受信コイルが検出信号を遮断することなく、少なくとも１つの他の分光法によって三次元画像を取得するように構成されている。
本考案の他の実施形態によれば、ＭＲＩシステムは、対象の１つ以上の領域を画像化するＲＦコイルシステムを備えている。ＲＦシステムは、特に、（ａ）少なくとも１つの非導電性ハウジング内の少なくとも１つの導電コイルを備えたコイルと、（ｂ）取り付けられた対象に線形運動を提供するように、及び取り付けられた対象の位置を距離Xｍｍの範囲内で再現可能に固定するように構成された機械的移動システムと、（ｃ）ハウジングを機械てき移動システムに接続する取り付け手段とを備えている。コイルシステムは、対象を磁気共鳴画像システム内に残したまま、コイルを少なくとも１つの固定位置に精度約Xｍｍで可逆的に移動させるように構成されている（例えばステッパーモータ）。ここで、Xは任意の整数である。例えば、Xは、約０．１ｍｍ〜約５０ｍｍの範囲、約５ｍｍ〜約５００ｍｍの範囲、約５０ｍｍ〜１．５ｍの範囲等である。
本考案のさらに他の実施形態によれば、コイルは、（ａ）ソレノイド、（ｂ）ヘルムホルツコイル、及び（ｃ）面コイルからなる群から選択される。
本考案のまたさらに他の実施形態によれば、ＭＲＩシステムは、特に、（ａ）領域内に、磁場軸を規定する安定な磁場を生成するための磁石と、（ｂ）領域内で少なくとも１つの磁場勾配を成立させるための複数のコイルと、（ｃ）領域内に位置する本体の核回転を励起するためにＲＦ放射のパルスを印加するための少なくとも１つのコイルと、（ｄ）本体から放射された共鳴信号を最適に受信するように構成された上述した少なくとも１つの受信コイルとを備えている。磁気共鳴画像システムは、対象内における少なくとも１つの予め定めた領域の少なくとも１つの磁気共鳴画像を提供するように構成されている。
本考案のさらに他の実施形態によれば、固定位置のうちの少なくとも一つは、領域の外に位置している。
本考案のさらに他の実施形態によれば、ＭＲＩシステムにおいて、固定位置のうちの１つは、磁場軸に沿った安定な磁場の中間点に沿った位置であって最適化された受信が行われる位置である。
本考案のさらに他の実施形態によれば、ＭＲＩシステムにおいて、固定位置のうちの少なくとも１つは領域の外に位置しており、固定位置のうちの１つは、磁場軸に沿った安定な磁場の中間点に沿った位置であって最適化された受信が行われる位置である。
本考案のまたさらに他の実施形態によれば、ＭＲＩシステムは、特に、（ａ）取り付けられた対象に線形運動を提供するように、及び取り付けられた対象の位置を距離Xｍｍの範囲内で再現可能に固定するように構成された第２の機械的移動システムと、（ｂ）ベッドを機械的移動システムに接続するための取り付け手段とを備えている。ベッドが、ＲＦコイルの移動から独立して、領域に対して可逆的に移動するように構成されることも、本考案の特質の範囲内である。
本考案のさらに他の実施形態によれば、ＭＲＩシステムは、特に、ベッドに取り付けられた機械的移動システムを、ＲＦコイルに取り付けられた機械的移動システムに接続するための結合手段を備えている。ベッド及びコイルの動作は、相互依存している。
本考案のまたさらに他の実施形態によれば、ＭＲＩシステムは、特に、（ａ）領域の周辺部に配置した複数の検出器と、（ｂ）複数の検出器の各々から領域の外部に配置されているコントローラへ信号を送るための手段とを備えている。磁気共鳴画像システムが、磁気共鳴画像法に加えて少なくとも１つの画像化法を実施するように構成されていることも、本考案の特質の範囲内である。
本考案に関連する方法の実施形態によれば、検査すべき対象の関心領域の磁気共鳴画像化方法が、移動可能なＲＦコイルシステムによって提供される。この方法は、特に、（ａ）対象を、磁石により発生する安定な磁場内の所定の位置に導入するステップと、（ｂ）ＲＦ受信コイルの位置がXｍｍの範囲内で固定されるようにかつ関心領域の少なくとも一部がコイルによって規定される領域内に位置されるように、対象の近傍に位置合わせ可能なＲＦ受信コイルを配置するステップと、（ｃ）予め定められた画像化プロトコルに従ってＲＦパルス及び磁場勾配を印加することによって、関心領域内の核磁化を励起するステップと、（ｄ）励起された核磁化によってＲＦ受信コイルにおいて発生するＲＦ画像化信号を受信するステップと、（ｅ）受信した磁気共鳴画像法の信号及びＲＦ受信コイルの位置から関心領域の磁気共鳴画像を再構築するステップとを備えている。この方法は、関心領域の正確な３次元磁気共鳴画像を生成する。
本考案に関連する方法の他の実施形態によれば、方法は、関心領域から放射される共鳴信号の受信を最適化するように構成されたＲＦ受信コイルによって提供され、さらに、対象の近傍に位置合わせ可能なＲＦ受信コイルを配置するステップは、磁場軸に沿った安定な磁場の中間点に沿った位置に位置合わせ可能なＲＦ受信機を配置するステップを含んでいる。
本考案に関連する方法のさらに他の実施形態によれば、上述した方法における、磁石によって生成される安定な磁場内の所定の位置に対象を導入するステップと、対象の近傍に位置合わせ可能なＲＦ受信コイルを配置するステップとが、本体とＲＦ受信コイルとの独立した運動を可能にする機械的手段によって実行される。
本考案に関連する方法の他の実施形態によれば、移動可能なＲＦコイルシステムと関心領域の少なくとも１つの他の画像化技術とによって、検査すべき対象の関心領域の磁気共鳴画像化する方法が提供される。この方法は、特に、（ａ）周辺に複数の検出器が配置されておりかつ磁石によって発生する安定な磁場をその内部の一部に含んでいる領域内の所定の位置に対象を導入するステップと、（ｂ）ＲＦ受信コイルの位置がXｍｍの範囲内で固定されるようにかつ関心領域の少なくとも一部がコイルによって規定される領域内に位置されるように、対象の近傍に位置合わせ可能なＲＦ受信コイルを配置するステップと、（ｃ）予め定められた画像化プロトコルに従ってＲＦパルス及び磁場勾配を印加することによって、関心領域内の核磁化を励起するステップと、（ｄ）励起された核磁化によってＲＦ受信コイルにおいて発生するＲＦ画像化信号を受信するステップと、（ｅ）受信した磁気共鳴画像法の信号及びＲＦ受信コイルの位置から関心領域の磁気共鳴画像を再構築するステップと、（ｆ）複数の検出器の少なくとも１つの各々から領域の外部に位置するコントローラへ信号を送信するステップとを備えている。この送信は、（ｃ）のステップの開始と関連した所定時間に開始され、所定期間継続する。
本考案に関連する方法のさらに他の実施形態によれば、上述した方法は、少なくとも１つの他の画像化技術が、（ａ）蛍光分光法、（ｂ）ＳＰＥＣＴ、（ｃ）ＰＥＴ、（ｄ）これらの任意の組み合わせからなる群から選択されることによって提供される。
１０、２０、３０ ＳＦＣＩＤ
５０、２０００ システム
１００ ＭＲＩチャンバ
１０１、２０１ コイル
１０２、２０２、３０２ 対象
１０３、２０３、３０３ 受信コイル
１０５Ａ、１０５Ｂ 軸
１０６、２０６ ベッド
２００、３００、１００３ チャンバ
２０４、３０４ 手段
２０５、３０５ 矢印
２０７、３０７ 機械的手段
３０８ 検出器
５１０ 機能的画像モダリティ
５２０ 生体構造的画像モダリティ
５３０ ＣＰＵ
５４０ 表示装置
１０００ 供給手段
１００１ 領域
１００２ 過分極化手段
１００４ 動物
１００５ バルブ
１００６ 供給手段
１００７ ドレイン手段

Claims (87)

  1. 動物の内部で不分極ガスを過分極化するシステムであって、
    前記不分極ガスを過分極化するための過分極化手段を備え、
    前記不分極ガスの前記過分極化が前記動物内部でin situでなされる、不分極ガスを過分極化するシステム。
  2. 前記過分極化手段は、レーザ、超音波、ＲＦ、マイクロ波、加熱、又はそれらの任意の組み合わせから選択される請求項１に記載の不分極化ガスを過分極化するシステム。
  3. 前記ガスは、ヘリウム又はキセノンから選択される請求項１に記載の不分極ガスを過分極化するシステム。
  4. 前記動物は、哺乳類、人間、未熟児、爬虫類、海動物、生物学的標本、生物学的器官、マウス、ラット、齧歯動物、鳥類、爬虫類、両生類、in vivoの生物組織若しくは器官、又はex vivoの生物組織若しくは器官からなる群から選択される請求項１に記載の不分極化ガスを過分極化するシステム。
  5. 領域内に留められた不分極ガスを過分極化するシステムであって、内部に媒体を有する前記領域は、
    ａ．不分極ガス及び少なくとも１つの媒体を留める少なくとも１つの領域と、
    ｂ．前記不分極ガスを過分極化する過分極化手段と
    を備えており、
    前記不分極ガスの過分極化が、前記留められた領域内でin vitroでなされるように構成されている、不分極ガスを過分極化するシステム。
  6. 前記過分極化手段は、レーザ、超音波、ＲＦ、マイクロ波、加熱又はそれらの任意の組み合わせから選択される請求項５に記載の不分極ガスを過分極化するシステム。
  7. 前記ガスは、ヘリウム又はキセノンから選択される請求項５に記載の不分極ガスを過分極化するシステム。
  8. 前記領域と流体連通しているチャンバをさらに備え、該チャンバは、少なくとも１つの動物を収容し、前記領域から前記過分極化されたガスを前記チャンバまで供給するように構成されている請求項５に記載の不分極ガスを過分極化するシステム。
  9. 前記動物は、哺乳類、人間、未熟児、爬虫類、海洋動物、生物学的標本、生物学的器官、マウス、ラット、齧歯動物、鳥類、爬虫類、両生類、それらのin vivoの生物組織若しくは器官、又はex vivoの生物組織若しくは器官からなる群から選択される請求項５に記載の不分極ガスを過分極化するシステム。
  10. 前記媒体は、麻酔ガス、水、酸素又はそれらの任意の組み合わせからなる群から選択される請求項５に記載の不分極ガスを過分極化するシステム。
  11. 少なくとも１つの動物の過分極化ガス画像化システムであって、
    ａ．不分極ガス及び少なくとも１つの媒体を留める少なくとも１つの領域と、
    ｂ．前記少なくとも１つの動物を収容可能な寸法及び形状に領域を限定すると共に該領域と流体連通された少なくとも１つのチャンバと、
    ｃ．前記少なくとも１つのチャンバに不分極ガスを供給する供給手段と、
    ｄ．前記不分極ガスを過分極化するための過分極化手段と、
    ｅ．少なくとも前記動物の領域を撮像するための画像装置と
    を備えており、
    前記不分極ガスの前記過分極が、前記留められた領域内でin vitroでなされるように構成されている過分極化ガス画像化システム。
  12. 少なくとも１つの動物の過分極化ガス画像化システムであって、
    ａ．少なくとも１つの動物を収容可能な寸法及び形状の領域を限定する少なくとも１つのチャンバと、
    ｂ．前記少なくとも１つのチャンバに不分極ガスを供給する供給手段と、
    ｃ．前記不分極ガスを過分極化するための過分極化手段と、
    ｄ．少なくとも前記動物の領域を撮像するための画像装置とを備えており、
    前記不分極ガスの前記過分極が、前記留められた領域内でin vitroでなされるように構成されている過分極化ガス画像化システム。
  13. 前記媒体は、麻酔ガス、水、酸素及びそれらの任意の組み合わせからなる群から選択される請求項１１又は１２に記載の過分極化ガス画像化システム。
  14. 麻酔ガス、水、酸素又はそれらの組み合わせが前記チャンバに供給される請求項１１又は１２に記載の過分極化ガス画像化システム。
  15. 前記画像装置は、ＮＭＲ、ＭＲＩ、ＣＴ、Ｘ線、超音波装置、蛍光装置、サーモグラフィ装置又はそれらの任意の組み合わせからなる群から選択される請求項１１又は１２に記載の過分極化ガス画像化システム。
  16. 前記過分極化手段がレーザ、超音波、マイクロ波、ＲＦ、加熱又はそれらの任意の組み合わせから選択される請求項１１又は１２に記載の過分極化ガス画像化システム。
  17. 前記ガスは、ヘリウム又はキセノンから選択される請求項１１又は１２に記載の過分極化ガス画像化システム。
  18. 前記動物は、哺乳類、人間、未熟児、爬虫類、海洋動物、生物学的標本、生物学的器官、マウス、ラット、齧歯動物、鳥類、爬虫類、両生類、in vivoの生物組織若しくは器官、又はex vivoの生物組織若しくは器官からなる群から選択される請求項１１又は１２に記載の過分極化ガス画像化システム。
  19. 前記画像装置は、ＮＭＲ及びＭＲＩからなる群から選択される請求項１１又は１２に記載の過分極化ガス画像化システム。
  20. 前記ＮＭＲ／ＭＲＩシステムは、合成生体構造的かつ実時間の機能的な光画像を生成するための空間的に固定結合された画像装置（ＳＦＣＩＤ）を備え、
    該ＳＦＣＩＤは、結合された画像システムＣＩＳを有する簡易操作式画像システムＭＩＳを機能的に組み込んでおり、
    ａ．前記簡易操作式画像システム（ＭＩＳ）は、非導電性ハウジング内に配置される固定された対象に適応している画像化プラットフォーム（ＩＭＰ）を含み、該ＩＭＰは、対象の１つ以上の領域を撮像する高周波（ＲＦ）コイルシステム（ＲＦＣＳ）内に含まれ、該ＲＦＣＳは、前記ＭＩＳ内に前記対象が留まる場合に３ｍｍ以内の精度で、（ｉ）少なくとも１つの導電性受信コイル、及び／又は（ｉｉ）前記ＩＭＰの少なくとも一部を、少なくとも１つの特定された位置において、少なくとも１つの非導電性ハウジングコイルに、可逆的に変換するように構成されており、前記ＲＦＣＳは、前記固定された対象を線形運動に供し、その固定された対称の位置を３〜６０ｍｍの範囲内で再現的に固定するための機械的変換システムと、前記ＭＴＳにハウジングを接続するための取付手段（ＡＭ）とを含み、
    ｂ．前記結合された画像システム（ＣＩＳ）は、前記固定された対象の少なくとも１つの特定の領域を撮影するように構成されていると共に、
    （ｉ）三次元生体構造的画像を提供するために最適化された少なくとも１つのＭＲＤ画像モジュール（ＭＩＭ）、及び
    （ｉｉ）前記固定された対象の機能上能動的な部位についての実時間の機能的な光画像を生成できる状態にある、前記固定された対象の前記領域から発せられるか反射される光子を検出するために最適化された前記ＩＭＰに連結した少なくとも１つの光学画像化モジュール（ＯＩＭ）を統合するように構成されており、前記ＩＭＰ内の前記ＭＩＭとＯＩＭとの機能的な結合が１つ以上の複合モジュールの結合で決定可能な特定の領域内に位置する前記固定された対象の前記領域の実時間の画像を提供する、請求項１９に記載の過分極化ガス画像化システム。
  21. 前記ＲＦコイルは、ソレノイド・コイル、ヘルムホルツ・コイル及び面コイルからなる群から選択される請求項２０に記載の過分極化ガス画像化システム。
  22. 前記過分極化ガス画像化システムにおいて、
    ａ．関心領域（ＶＯＩ）を定める非導電性ハウジングと、
    ｂ．前記ＶＯＩの定義済みの磁場軸を有する安定な磁場を生成するために構成される磁石と、
    ｃ．前記ＶＯＩの中で少なくとも１つの磁場勾配を確立するように調整されている複数のコイルと、
    ｄ．前記ＶＯＩの固定された対象の範囲内で核回転を起こすためにＲＦ放射線のパルスを適用するように調整されている少なくとも１つの非導電性ハウジング・コイル（ＮＣＨＣ）と、
    ｅ．前記ＮＣＨＣの中に位置し、前記ＶＯＩの中で設けられている決定可能な関心領域の範囲内で前記固定された対象から放射されているエコー信号の受信を最適化するように構成されている少なくとも１つの導電性受信コイル（ＣＲＣ）とをさらに備えている請求項２０に記載の過分極化ガス画像化システム。
  23. 前記固定位置のうちの少なくとも１つが前記非導電性ハウジングの外に位置している請求項２０に記載の過分極化ガス画像化システム。
  24. 前記固定位置のうちの１つは、前記最適化された受信信号が前記磁場軸に沿った前記安定な磁場の中間点に沿って起こる位置である請求項２０に記載の過分極化ガス画像化システム。
  25. 前記固定位置のうちの少なくとも１つは前記領域の外に位置し、前記固定位置のうちの１つは前記最適化された受信が前記磁場軸に沿った前記安定な磁場の中間点に沿って起こる位置である請求項２４に記載の過分極化ガス画像化システム。
  26. 前記画像化プラットフォーム（ＩＭＰ）がバッド(bad)である請求項２０に記載の過分極化ガス画像化システム。
  27. ａ．前記固定された対象を線形運動に供するように、かつ前記固定された対象の位置を約３〜６０ｍｍの範囲内で再現的に特定するように構成されている第２の機械変換システム（ＭＴＳ）と、
    ｂ．前記ＭＴＳに前記ＩＭＰ又はその部分を接続するための取付手段（ＡＭ）とをさらに備えており、
    前記ＩＭＰは、前記ＣＲＣの前記変換から独立している前記決定可能な特定の容積に関して変換するために、可逆的に構成されている請求項２０に記載の過分極化ガス画像化システム。
  28. 前記ＡＭは、前記ＩＭＰに取り付けられた前記機械変換システム（ＭＴＳ）を、前記ＣＲＣに取り付けられた前記ＭＴＳに接続するように構成されており、前記ＩＭＰ及びＣＲＣの動作が相互依存している請求項２７に記載の過分極化ガス画像化システム。
  29. 前記光学画像化モジュール（ＯＩＭ）は、
    ａ．前記ハウジングの周辺部内に機能的に組み込まれる複数の検出器と、
    ｂ．前記複数の検出器の各々から前記領域の外部に位置するコントローラに信号を送るための手段と
    を備えており、
    前記ハウジング内の前記複数の検出器の前記機能的組み込みは、複合生体構造的及び実時間の機能的な光画像の生成を可能にする請求項２０に記載の過分極化ガス画像化システム。
  30. 前記光学画像化モジュール（ＯＩＭ）は、
    ａ．前記ハウジングの周辺部内に機能的に組み込まれる複数の光ファイバと、
    ｂ．前記複数の光ファイバの各々から前記領域の外部に位置するコントローラに信号を送るための手段と
    を備えており、
    前記ハウジング内の前記複数の光ファイバの前記機能的組み込みは、複合生体構造的及び実時間の機能的な光画像の生成を可能にする請求項２０に記載の過分極化ガス画像化システム。
  31. 結合された画像化システム（ＣＩＳ）が、（ａ）蛍光分光法、（ｂ）ＳＰＥＣＴ、（ｃ）ＰＥＴ、及びこれらの任意の組み合わせからなる群から選択される画像化法を提供し、前記複数の検出器及び／又は光ファイバが少なくとも１つの付加的な画像化法の代表的な信号を検出するように構成されている請求項２９又は３０に記載の過分極化ガス画像化システム。
  32. 空間的に固定結合された画像装置（ＳＦＣＩＤ）は、三次元（３Ｄ）多モードで撮像するように構成されている請求項２０に記載の過分極化ガス画像化システム。
  33. 均一、安定かつ同一の磁場を提供するための、時計回り又は反時計回りに予め定めた配列で配置された少なくとも３重の自在に継ぎ合わされた重ね合わせ壁層（１）を備えた外側シェルによって特徴づけられる、磁気共鳴装置（ＭＲＤ）（１００）の自動固定ケージを備えている請求項２０に記載の過分極化ガス画像化システム。
  34. 前記ＭＲＤは、
    ａ．ケージ壁に設けられた磁場の全体的な強度に応じてケージ壁に前記予め定めた配列で配置された少なくとも３重の自在に継ぎ合わされた重ね合わせ壁層という特徴を有する外側シェルのケージの壁に互いに対向する向きで磁気的に接続された２つの同等の群に配置された少なくとも６つの側部磁石と、
    ｂ．前記側部磁石の間で互いに対向する向きで配置された少なくとも２つの極磁石片と、
    ｃ．前記極磁石片上に位置し、互いに対向する向きで配置され、前記ケージ内に静電磁場を生成する少なくとも２つの主磁石と
    を備えている請求項２０に記載の過分極化ガス画像化システム。
  35. 前記少なくとも１つのＭＲＤ画像モジュール（ＭＩＭ）から受信した前記三次元ＭＲＤ画像と、前記少なくとも１つの光学画像化モジュール（ＯＩＭ）から受信した前記実時間の機能的な光画像とを処理して、一体化するための少なくとも１つの中央演算処理装置（ＣＰＵ）を備えている請求項２０に記載の過分極化ガス画像化システム。
  36. 前記ＣＰＵは、前記三次元ＭＲＤ画像及び前記実時間の光画像を表示する手段を備えている請求項３５に記載の過分極化ガス画像化システム。
  37. 前記ＣＰＵは、前記固定された対象の前記領域の機能的に能動的な部分が実時間で定義可能であるように、前記実時間の光画像を前記固定された対象の前記領域の前記三次元ＮＭＲ画像から区別するための手段を備えている請求項３５に記載の過分極化ガス画像化システム。
  38. 前記ＭＲＤモジュールは、ＣＴ手段を備えている請求項２０に記載の過分極化ガス画像化システム。
  39. 前記ＭＲＤモジュールは、ＭＲＩ手段を備えている請求項２０に記載の過分極化ガス画像化システム。
  40. 前記ＭＲＤモジュールは、前記画像を構築するための２次元フーリエ変換（２ＤＦＴ）手段及びスライス選択手段を有している請求項２０に記載の過分極化ガス画像化システム。
  41. 前記ＭＲＤモジュールは、前記画像を構築するための３次元フーリエ変換（３ＤＦＴ）手段を有している請求項２０に記載の過分極化ガス画像化システム。
  42. 前記ＭＲＤモジュールは、前記画像を構築するための投影再構築手段を有している請求項２０に記載の過分極化ガス画像化システム。
  43. 前記ＭＲＤモジュールは、前記画像を構築するための点毎の画像構築手段を有している請求項２０に記載の過分極化ガス画像化システム。
  44. 前記ＭＲＤモジュールは、前記画像を構築するための線毎の画像構築手段を有している請求項２０に記載の過分極化ガス画像化システム。
  45. 前記ＭＲＤモジュールは、前記画像を構築するための静的磁場勾配画像構築手段を有している請求項２０に記載の過分極化ガス画像化システム。
  46. 前記ＭＲＤモジュールは、前記画像を構築するためのＲＦ場勾配画像構築手段を有している請求項２０に記載の過分極化ガス画像化システム。
  47. 前記光学画像化モジュールは、前記固定された対象の前記領域の三次元実時間の光画像を提供するために予め定められた方法で前記画像化プラットフォーム周辺に分配されている複数の光線検出器を含む光検出器の配列を備えている請求項２０に記載の過分極化ガス画像化システム。
  48. 前記光学画像化モジュールは、前記固定された対象の前記領域の生物発光を検出するための手段を有している請求項２０に記載の過分極化ガス画像化システム。
  49. 前記光学画像化モジュールは、前記固定された対象の前記領域の化学ルミネセンスを検出するための手段を有している請求項２０に記載の過分極化ガス画像化システム。
  50. 前記光学画像化モジュールは、前記固定された対象の前記領域の蛍光を検出するための手段を有している請求項２０に記載の過分極化ガス画像化システム。
  51. 前記光学画像化モジュールは、前記固定された対象の前記領域の近い赤外線の蛍光を検出するための手段を有している請求項２０に記載の過分極化ガス画像化システム。
  52. 前記光学画像化モジュールは、前記固定された対象の前記領域の単一格子放射断層撮影（ＳＰＥＣＴ）のための手段を含む請求項２０に記載の過分極化ガス画像化システム。
  53. 前記光学画像化モジュールは、前記固定された対象の前記領域のポジトロン断層撮影（ＰＥＴ）のための手段を含む請求項２０に記載の過分極化ガス画像化システム。
  54. 前記光学画像化モジュールは、光子を計数する感知手段を含む請求項２０に記載の過分極化ガス画像化システム。
  55. 前記光学画像化モジュールは、前記固定された対象の前記領域から戻る励振パルスを選択的に検出する手段を含む請求項２０に記載の過分極化ガス画像化システム。
  56. 前記光学画像化モジュールは、前記励振パルスを同期させる手段をさらに含む請求項２０に記載の過分極化ガス画像化システム。
  57. 前記固定された対象は、小さい哺乳動物である請求項２０に記載の過分極化ガス画像化システム。
  58. 前記固定された対象は、人間、未熟児、爬虫類、海洋動物、生物学的標本、生物学的器官、マウス、ラット、齧歯動物、鳥類、爬虫類、両生類、in vivoの生物組織若しくは器官又はex vivoの生物組織若しくは器官からなる群から選択される請求項２０に記載の過分極化ガス画像化システム。
  59. 少なくとも１つの動物の過分極化ガス画像化方法であって、
    ａ．寸法及び形状について領域を限定する少なくとも１つのチャンバを提供するステップと、
    ｂ．前記少なくとも１つのチャンバに前記少なくとも１つの動物を収容するステップと、
    ｃ．前記少なくとも１つのチャンバに不分極ガスを供給するステップと、
    ｄ．前記不分極ガスを過分極化するステップと、
    ｅ．前記動物の少なくとも１つの領域が撮像に必要な時間の少なくとも一部の間、前記過分極化ガスを含んでいる場合に、前記動物の少なくとも領域を撮像するステップとを備えており、
    前記不分極ガスの前記過分極は、前記留められた領域内で行われる過分極化ガス画像化方法。
  60. 前記画像装置を、ＮＭＲ、ＭＲＩ、ＣＴ、Ｘ線、超音波装置、蛍光装置、サーモグラフィ装置又はそれらの任意の組み合わせからなる群から選択するステップをさらに備えている請求項５９に記載の過分極化ガス画像化方法。
  61. 前記過分極化手段を、レーザ、ＲＦ、超音波、マイクロ波、加熱又はそれらの任意の組み合わせから選択するステップをさらに備えている請求項５９に記載の過分極化ガス画像化方法。
  62. 前記動物を、哺乳類、人間、未熟児、爬虫類、海洋動物、生物学的標本、生物学的器官、マウス、ラット、齧歯動物、鳥類、爬虫類、両生類、in vivoの生物組織若しくは器官又はex vivoの生物組織若しくは器官からなる群から選択するステップをさらに備えている請求項５９に記載の過分極化ガス画像化方法。
  63. 前記ガスをヘリウム又はキセノンから選択するステップをさらに備えている請求項５９に記載の過分極化ガス画像化方法。
  64. 前記撮像するステップの間、前記不分極ガスの前記過分極化を中断するステップをさらに備えている請求項５９に記載の過分極化ガス画像化方法。
  65. 結合された画像システムＣＩＳを簡易操作式画像システムＭＩＳに機能的に組み込むことによって合成生体構造的及び実時間の機能的な光画像を生成するステップをさらに備えている請求項５９に記載の過分極化ガス画像化方法。
  66. 前記生成するステップは、
    ａ．磁気共鳴画像システムに空間的に固定結合された画像装置（ＳＦＣＩＤ）を提供して前記ＭＩＳに非導電性ハウジング内に配置される固定された対象を収容する画像化プラットフォーム（ＩＭＰ）を提供するステップと、
    ｂ．対象の１つ以上の領域を撮像する高周波（ＲＦ）コイルシステム（ＲＦＣＳ）内に前記ＩＭＰを提供するステップと、
    ｃ．（ｉ）少なくとも１つの導電性受信コイル（ＣＲＣ）、及び／又は（ｉｉ）少なくとも一部の前記ＩＭＰについて、少なくとも１つの非導電性ハウジングコイル（ＮＣＨＣ)において、前記対象が前記ＭＩＳ内に留まる場合は３ｍｍ以内の精度で少なくとも１つの固定位置に、可逆的な変換を行う手段を前記ＲＦＣＳに提供するステップと、
    ｄ．前記ＲＦＣＳに、機械的変換システム（ＭＴＳ)と前記ＭＴＳによって前記ハウジングを該ＭＴＳに接続し、前記固定された対象を線形運動させ、かつ該固定された対象の位置を３〜６０ｍｍの範囲内で再現的に固定するための取付手段（ＡＭ）とを提供するステップと、
    ｅ．（ｉ）前記固定された対象の少なくとも１つの特定の領域を撮影するように構成された少なくとも１つのＭＲＤ画像モジュール（ＭＩＭ）を、（ｉｉ）前記ＩＭＰに連結されかつ、前記固定された対象の前記領域から放出又は反射される光子を検出し、これにより、前記固定された対象の前記領域の機能上能動的な部分についての実時間の機能的な光画像を生成するように構成された少なくとも１つの光学画像化モジュール（ＯＩＭ）に統合することにより、前記固定された対象の少なくとも１つの特定の領域を撮影するステップと、
    ｆ．前記ＩＭＰにおける前記ＭＩＭ及び前記ＯＩＭを機能的に統合し、これにより、決定可能な特定の領域内に位置する前記固定された対象の前記領域の１つ以上の結合された複合モジュールの実時間の画像を提供するステップと
    をさらに備えている請求項６５に記載の過分極化ガス画像化方法。
  67. ａ．前記固定された対象を、磁石によって発生する安定な磁場内の決定可能な特定の位置に導入するステップと、
    ｂ．ＮＣＨＣの位置が約３ｍｍ〜約６０ｍｍ以内に固定されるように、かつ、前記関心領域の少なくとも一部が前記ＮＣＨＣにより規定される該領域内に位置するように、前記固定された対象に近接して前記位置決め可能なＮＣＨＣを配置するステップと、
    ｃ．予め定められた画像化プロトコルに従ってＲＦパルス及び磁場勾配を印加することによって、前記関心領域内に核磁化を励起するステップと、
    ｄ．前記励起された核磁化によって、前記ＮＣＨＣ内に発生するＲＦ画像化信号を受信するステップと、
    ｅ．受信した磁気共鳴画像信号及び前記ＮＣＨＣの前記位置から、前記決定可能な特定の領域の磁気共鳴画像を再構築するステップとをさらに備えている請求項６６に記載の過分極化ガス画像化方法。
  68. 前記決定可能な特定の領域から放射された共鳴信号の受信を最適化するに有効であり、前記対象に近接してＮＣＨＣを配置する前記ステップは、前記磁場軸に沿った前記安定な磁場の中間点に沿った位置に前記ＮＣＨＣを配置するステップをさらに含む請求項６６に記載の過分極化ガス画像化方法。
  69. ａ．前記固定された対象を、領域内であってその内部の少なくとも一部が磁石によって発生する安定な磁場を含みかつその近傍に複数の検出器が配置されている、決定可能な特定の位置に導入するステップと、
    ｂ．ＲＦ受信コイルの位置がＸｍｍ以内に固定され、かつ、前記関心領域の少なくとも一部が前記コイルにより限定される該領域内に位置するように、配置可能な前記ＲＦ受信コイルを前記対象に近接して配置するステップと、
    ｃ．予め定められた画像化プロトコルに従ってＲＦパルス及び磁場勾配を印加することによって、前記関心領域内に核磁化を励起するステップと、
    ｄ．前記励起された核磁化によって、前記ＲＦ受信コイル内に発生するＲＦ画像信号を受信するステップと、
    ｅ．受信した磁気共鳴画像信号及び前記ＲＦ受信コイルの前記位置から、前記関心領域の磁気共鳴画像を再構築するステップと、
    ｆ．少なくとも１つの前記複数の検出器の各々から前記領域の外部に位置するコントローラへ信号を伝送するステップとを備えており、
    前記伝送が、前記励起するステップ（ｃ）の開始に関連する所定時間に開始し、かつ所定の期間継続する請求項６６に記載の過分極化ガス画像化方法。
  70. 前記少なくとも１つの他の画像技術は、（ａ）蛍光分光法、（ｂ）ＳＰＥＣＴ、（ｃ）ＰＥＴ、及び（ｄ）それらの任意の組み合わせからなる群から選択される請求項６６に記載の過分極化ガス画像化方法。
  71. 動物の内部で不分極ガスを過分極化する方法であって、
    ａ．前記不分極ガスを少なくとも部分的に含む前記動物を提供するステップと、
    ｂ．前記不分極ガスを過分極化するための過分極化手段を得るステップと、
    ｃ．前記不分極ガスを過分極化するステップとを備えており、
    前記不分極ガスを過分極化する前記ステップは、前記動物の内部でinsituで行われる不分極ガスを過分極化する方法。
  72. レーザ、超音波、ＲＦ、マイクロ波、加熱又はそれらの任意の組み合わせから前記過分極化手段を選択するステップをさらに備えている請求項７１に記載の不分極ガスを過分極化する方法。
  73. 前記ガスを、ヘリウム又はキセノンから選択するステップをさらに備えている請求項７２に記載の不分極ガスを過分極化する方法。
  74. 前記動物を、哺乳類、人間、未熟児、爬虫類、海洋動物、生物学的標本、生物学的器官、マウス、ラット、齧歯動物、鳥類、爬虫類、両生類、in vivoの生物組織若しくは器官又はex vivoの生物組織若しくは器官からなる群から選択するステップをさらに備えている請求項７１に記載の不分極ガスを過分極化する方法。
  75. 内部に媒体を有する領域内に留められた不分極ガスを過分極化する方法であって、
    ａ．不分極ガス及び少なくとも１つの媒体を限定する少なくとも１つの領域を提供するステップと、
    ｂ．前記未分極ガスを過分極化する過分極化手段を得るステップと、
    ｃ．前記不分極ガスを過分極化するステップとを備えており、
    前記不分極ガスを過分極化する前記ステップは前記留められた領域内でin vitroで行われる不分極ガスを過分極化する方法。
  76. 前記過分極化手段を、レーザ、超音波、ＲＦ、マイクロ波、加熱又はそれらの任意の組み合わせから選択するステップをさらに備えている請求項７５に記載の不分極ガスを過分極化する方法。
  77. 前記ガスを、ヘリウム又はキセノンから選択するステップをさらに備えている請求項７５に記載の不分極ガスを過分極化する方法。
  78. 前記過分極化されたガスが前記領域から当該チャンバに供給されるように、該領域に流体連通しており、少なくとも１つの動物を収容するチャンバを提供するステップをさらに備えている請求項７５に記載の不分極ガスを過分極化する方法。
  79. 前記動物を、哺乳類、人間、未熟児、爬虫類、海洋動物、生物学的標本、生物学的器官、マウス、ラット、齧歯動物、鳥類、爬虫類、両生類、in vivoの生物組織若しくは器官、又はex vivoの生物組織若しくは器官からなる群から選択するステップをさらに備えている請求項７５に記載の不分極ガスを過分極化する方法。
  80. 少なくとも１つの動物の過分極化ガス画像化方法であって、
    ａ．寸法及び形状について領域を限定する少なくとも１つのチャンバを提供するステップと、
    ｂ．少なくとも１つの動物を前記少なくとも１つのチャンバ内に収容するステップと、
    ｃ．不分極ガス及び少なくとも１つ媒体を限定する少なくとも１つの領域を提供するステップと、
    ｄ．前記少なくとも１つのチャンバに不分極ガスを供給するステップと、
    ｅ．前記不分極ガスを過分極化するステップと、
    ｆ．前記動物の少なくとも１つの領域が撮像に必要な時間の少なくとも一部の間に前記不分極ガスを含んでいる場合に、前記動物の少なくとも領域を撮像するステップとを備えており、
    前記不分極ガスを前記過分極化するステップが、前記留められた領域内でin vitroで行われる過分極化ガス画像化方法。
  81. 前記画像装置を、ＮＭＲ、ＭＲＩ、ＣＴ、Ｘ線、超音波装置、蛍光装置、サーモグラフィ装置又はそれらの任意の組み合わせからなる群から選択するステップをさらに備えている請求項８０に記載の過分極化ガス画像化方法。
  82. 前記過分極化手段を、レーザ、ＲＦ、超音波、マイクロ波、加熱、又はそれらの任意の組み合わせから選択するステップをさらに備えている請求項８０に記載の過分極化ガス画像化方法。
  83. 前記動物を、哺乳類、人間、未熟児、爬虫類、海洋動物、生物学的標本、生物学的器官、マウス、ラット、齧歯動物、鳥類、爬虫類、両生類、in vivoの生物組織若しくは器官、又はex vivoの生物組織若しくは器官からなる群から選択するステップをさらに備えている請求項８０に記載の過分極化ガス画像化方法。
  84. 前記ガスを、ヘリウム又はキセノンから選択するステップをさらに備えている請求項８０に記載の過分極化ガス画像化方法。
  85. 前記撮像するステップの間、前記不分極ガスの前記過分極化を中断するステップをさらに備えている請求項８０に記載の過分極化ガス画像化方法。
  86. 前記媒体を、麻酔ガス、水、酸素又はそれらの任意の組み合わせからなる群から選択するステップをさらに備えている請求項８０に記載の過分極化ガス画像化方法。
  87. 前記チャンバに、麻酔ガス、水、酸素、又はそれらの任意の組み合わせを供給するステップをさらに備えている請求項８０に記載の過分極化ガス画像化方法。
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