JP3346673B2 - 生体計測システム - Google Patents
生体計測システムInfo
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、ＭＲＩ(Magnetic Re
sonance Imaging)装置を利用した生体計測システムに関
し、とくに脳などの生体組織の血流分布や酸素消費量分
布を計測するのに好適な生体計測システムに関する。
sonance Imaging)装置を利用した生体計測システムに関
し、とくに脳などの生体組織の血流分布や酸素消費量分
布を計測するのに好適な生体計測システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、頭部外傷、脳梗塞ならびに脳
虚血等により引き起こされる脳神経障害の病態検査は、
おもに、Ｘ線ＣＴ(Computed Tomography )装置やＭＲＩ
装置を用いた頭部の検査によって行なわれている。しか
し、これらＸ線ＣＴ装置やＭＲＩ装置では形態学的な情
報が得られるにすぎず、脳血流量(Cerebral Blood Flo
w; CBF)や脳酸素消費量(Cerebral Metabolic Rate of O
xygen; CMRO2)といった脳循環・代謝に関する情報を得
ることはできない。臨床例において脳血流量や脳酸素消
費量を測定するには、現状では、ＰＥＴ(Positron Emis
sion Tomography)装置を用いた検査を施行するしかな
い。
虚血等により引き起こされる脳神経障害の病態検査は、
おもに、Ｘ線ＣＴ(Computed Tomography )装置やＭＲＩ
装置を用いた頭部の検査によって行なわれている。しか
し、これらＸ線ＣＴ装置やＭＲＩ装置では形態学的な情
報が得られるにすぎず、脳血流量(Cerebral Blood Flo
w; CBF)や脳酸素消費量(Cerebral Metabolic Rate of O
xygen; CMRO2)といった脳循環・代謝に関する情報を得
ることはできない。臨床例において脳血流量や脳酸素消
費量を測定するには、現状では、ＰＥＴ(Positron Emis
sion Tomography)装置を用いた検査を施行するしかな
い。
【０００３】ＰＥＴ装置を用いた方法では、放射性物質
をトレーサとして用いる。放射性物質である水−１５を
静脈注入し水−１５の濃度分布画像とその各ピクセルで
の時間的な変化データを求めるとともに、動脈血を頻回
に採血して血中の水−１５の濃度および酸素−１５の濃
度の時間変化データを得る。これらの画像データと血中
濃度データとにより脳血流量を算出する。そして、脳酸
素消費量の測定は、生体に摂取された酸素は組織の代謝
を受けて、その大部分が水（代謝水）になることを利用
する。この場合も、同じく放射性物質である酸素−１５
を吸入させて脳で産生される水−１５の濃度分布画像を
ＰＥＴ装置で検出すると同時に、動脈血を頻回に採血す
ることにより血中の水−１５の濃度および酸素−１５の
濃度の時間的な変化データを得、これらから脳酸素消費
量を計算する。
をトレーサとして用いる。放射性物質である水−１５を
静脈注入し水−１５の濃度分布画像とその各ピクセルで
の時間的な変化データを求めるとともに、動脈血を頻回
に採血して血中の水−１５の濃度および酸素−１５の濃
度の時間変化データを得る。これらの画像データと血中
濃度データとにより脳血流量を算出する。そして、脳酸
素消費量の測定は、生体に摂取された酸素は組織の代謝
を受けて、その大部分が水（代謝水）になることを利用
する。この場合も、同じく放射性物質である酸素−１５
を吸入させて脳で産生される水−１５の濃度分布画像を
ＰＥＴ装置で検出すると同時に、動脈血を頻回に採血す
ることにより血中の水−１５の濃度および酸素−１５の
濃度の時間的な変化データを得、これらから脳酸素消費
量を計算する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＰＥＴ
装置による脳血流量や脳酸素消費量の測定は、ＰＥＴ装
置を利用できる施設が限られており、しかも放射線を被
曝する問題もあり、また、空間分解能が低く鮮明な画像
が得られない、などの理由から、一般に行なうには無理
がある。さらにＰＥＴ装置を用いる場合、頻回に採血す
る必要があったり、血流量と酸素消費量とを同時に測定
できず、それぞれ個別にしか測定できない点も問題であ
る。
装置による脳血流量や脳酸素消費量の測定は、ＰＥＴ装
置を利用できる施設が限られており、しかも放射線を被
曝する問題もあり、また、空間分解能が低く鮮明な画像
が得られない、などの理由から、一般に行なうには無理
がある。さらにＰＥＴ装置を用いる場合、頻回に採血す
る必要があったり、血流量と酸素消費量とを同時に測定
できず、それぞれ個別にしか測定できない点も問題であ
る。
【０００５】この発明は、上記に鑑み、多くの施設で実
施可能で、採血の必要なく、放射線被曝の問題がなく、
しかも空間分解能が高く鮮明な画像が得られる方法で脳
などの生体組織における血流量と酸素消費量とを同時に
測定できるようにし、そのことによってとくに脳神経障
害における脳血流量や脳酸素消費量の測定を一般化させ
ることができ、その病態診断、治療、予後判定を飛躍的
に向上させることに寄与できる、生体計測システムを提
供することを目的とする。
施可能で、採血の必要なく、放射線被曝の問題がなく、
しかも空間分解能が高く鮮明な画像が得られる方法で脳
などの生体組織における血流量と酸素消費量とを同時に
測定できるようにし、そのことによってとくに脳神経障
害における脳血流量や脳酸素消費量の測定を一般化させ
ることができ、その病態診断、治療、予後判定を飛躍的
に向上させることに寄与できる、生体計測システムを提
供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、この発明による生体計測システムにおいては、被検
体に酸素−１７を吸入させる呼吸手段と、該酸素−１７
の吸入に連動して上記被検体に対する複数回の撮像を行
ない、時系列的な画像データを収集するＭＲＩ手段と、
血中の少なくとも水−１７の時間的な濃度変化を測定す
る測定手段と、上記の画像データと濃度変化データとを
用いて血流量および酸素消費量を算出する手段とが備え
られることが特徴となっている。
め、この発明による生体計測システムにおいては、被検
体に酸素−１７を吸入させる呼吸手段と、該酸素−１７
の吸入に連動して上記被検体に対する複数回の撮像を行
ない、時系列的な画像データを収集するＭＲＩ手段と、
血中の少なくとも水−１７の時間的な濃度変化を測定す
る測定手段と、上記の画像データと濃度変化データとを
用いて血流量および酸素消費量を算出する手段とが備え
られることが特徴となっている。
【０００７】この血中の少なくとも水−１７の濃度変化
を測定する測定手段は、心臓や大動脈血管などの部分を
撮像するＭＲＩ手段により構成することができる。
を測定する測定手段は、心臓や大動脈血管などの部分を
撮像するＭＲＩ手段により構成することができる。
【０００８】あるいは、血中の少なくとも水−１７の濃
度変化を測定する測定手段は、カテーテルを通して血液
が導かれる質量分析手段により構成することができ、こ
の場合は血中の水−１７の濃度だけでなく、血中の酸素
−１７ガス濃度および通常の酸素ガスの濃度も測定する
ようにしてもよい。
度変化を測定する測定手段は、カテーテルを通して血液
が導かれる質量分析手段により構成することができ、こ
の場合は血中の水−１７の濃度だけでなく、血中の酸素
−１７ガス濃度および通常の酸素ガスの濃度も測定する
ようにしてもよい。
【０００９】
【作用】生体に摂取された酸素は組織の代謝を受けて、
その大部分が水（代謝水）になる。この発明の生体計測
システムでは、トレーサとして、ＰＥＴ装置で用いられ
た放射性物質の代わりに、酸素の安定同位元素である酸
素−１７ガスを吸入させ、脳などで産生される水−１７
をＭＲＩ装置を用いて画像データとして間接的に検出す
ると同時に、血中の少なくとも水−１７の濃度を連続的
に測定し、この画像データと濃度データとを用いて計算
することにより血流量および酸素消費量を同時に得る。
すなわち、酸素−１７ガスが生体で代謝を受けて水−１
７になるという生理現象と、水−１７は周囲のプロトン
の核スピンに影響を与えるのでその生成量がＭＲＩ手段
によって間接的に画像データとして検出できるとともに
水−１７の血中濃度は質量分析手段により直接的に、あ
るいはＭＲＩ手段によって間接的に測定できるという物
理現象を利用して、血流量および酸素消費量を同時に得
る。
その大部分が水（代謝水）になる。この発明の生体計測
システムでは、トレーサとして、ＰＥＴ装置で用いられ
た放射性物質の代わりに、酸素の安定同位元素である酸
素−１７ガスを吸入させ、脳などで産生される水−１７
をＭＲＩ装置を用いて画像データとして間接的に検出す
ると同時に、血中の少なくとも水−１７の濃度を連続的
に測定し、この画像データと濃度データとを用いて計算
することにより血流量および酸素消費量を同時に得る。
すなわち、酸素−１７ガスが生体で代謝を受けて水−１
７になるという生理現象と、水−１７は周囲のプロトン
の核スピンに影響を与えるのでその生成量がＭＲＩ手段
によって間接的に画像データとして検出できるとともに
水−１７の血中濃度は質量分析手段により直接的に、あ
るいはＭＲＩ手段によって間接的に測定できるという物
理現象を利用して、血流量および酸素消費量を同時に得
る。
【００１０】ＭＲＩ手段によって血中の水−１７の濃度
を測定する場合は、ＭＲＩ手段によって心臓や大動脈血
管部分の撮像を行なう。血中の水−１７の濃度変化はＭ
Ｒの信号強度変化として反映されるので、ＭＲ撮像によ
って得られる画像データから、間接的に血中の水−１７
の濃度変化を測定することができる。
を測定する場合は、ＭＲＩ手段によって心臓や大動脈血
管部分の撮像を行なう。血中の水−１７の濃度変化はＭ
Ｒの信号強度変化として反映されるので、ＭＲ撮像によ
って得られる画像データから、間接的に血中の水−１７
の濃度変化を測定することができる。
【００１１】したがって、単に酸素−１７ガスを吸入さ
せてＭＲＩ手段による撮像を行なうだけであり、しか
も、血中の水−１７の濃度の連続的な測定は、ＭＲＩ手
段によって測定可能であり、また質量分析手段による場
合も動脈に血液分析用の細いカテーテルを挿入するだけ
で採血の必要もなく行なえるので、きわめて簡便であ
る。また、ＭＲＩ装置はすでに多くの医療機関で使用さ
れており、ＰＥＴ装置のように設置医療機関が限られて
いて使用が制限されることもない。その結果、より多く
の医療機関で簡便に脳血流量と脳酸素消費量とを同時に
測定できることから、種々の脳疾患の病態はより深く探
求され、治療法も格段に進歩すると考えられる。
せてＭＲＩ手段による撮像を行なうだけであり、しか
も、血中の水−１７の濃度の連続的な測定は、ＭＲＩ手
段によって測定可能であり、また質量分析手段による場
合も動脈に血液分析用の細いカテーテルを挿入するだけ
で採血の必要もなく行なえるので、きわめて簡便であ
る。また、ＭＲＩ装置はすでに多くの医療機関で使用さ
れており、ＰＥＴ装置のように設置医療機関が限られて
いて使用が制限されることもない。その結果、より多く
の医療機関で簡便に脳血流量と脳酸素消費量とを同時に
測定できることから、種々の脳疾患の病態はより深く探
求され、治療法も格段に進歩すると考えられる。
【００１２】
【実施例】以下、この発明の好ましい一実施例について
図面を参照しながら詳細に説明する。図１において、被
検者１０がガントリ１１内に挿入されている。このガン
トリ１１には、ＭＲＩ装置の主磁場および傾斜磁場を発
生する磁場発生装置が納められており、その磁場空間に
被検者１０が配置できるようになっている。そして、図
示しないが被検者１０にＲＦ送受信アンテナが取り付け
られる。ＭＲＩ装置のコンソール１２には、所定の撮像
シーケンスにしたがって傾斜磁場パルスおよびＲＦパル
スの発生をコントロールするシーケンサーや、被検者１
０から発生しＲＦ送受信アンテナで受信されたＮＭＲ信
号を検波しＡ／Ｄ変換する受信装置や、収集されたデー
タを処理して画像再構成するデータ処理装置などが含ま
れる。また、このコンソールには得られた画像を表示す
る画像モニター装置や指示等を入力するためのキーボー
ドなども備えられている。
図面を参照しながら詳細に説明する。図１において、被
検者１０がガントリ１１内に挿入されている。このガン
トリ１１には、ＭＲＩ装置の主磁場および傾斜磁場を発
生する磁場発生装置が納められており、その磁場空間に
被検者１０が配置できるようになっている。そして、図
示しないが被検者１０にＲＦ送受信アンテナが取り付け
られる。ＭＲＩ装置のコンソール１２には、所定の撮像
シーケンスにしたがって傾斜磁場パルスおよびＲＦパル
スの発生をコントロールするシーケンサーや、被検者１
０から発生しＲＦ送受信アンテナで受信されたＮＭＲ信
号を検波しＡ／Ｄ変換する受信装置や、収集されたデー
タを処理して画像再構成するデータ処理装置などが含ま
れる。また、このコンソールには得られた画像を表示す
る画像モニター装置や指示等を入力するためのキーボー
ドなども備えられている。
【００１３】この被検者１０には呼吸器１３が装着され
ており、この呼吸器１３に送られてきたガスが吸入され
るようになっている。ここでは、通常の酸素ガスを供給
するための空気供給装置（コンプレッサやボンベなど）
１５と、酸素−１７ガス供給装置（ボンベ）１６とが切
り換え器１４に接続されていて、空気と酸素−１７ガス
が切り換えられて供給されるようになっている。そし
て、これらの空気供給装置１５および酸素−１７ガス供
給装置１６においては、それぞれの酸素濃度が調節可能
となっている。切り換え器１４は、コンソール１２によ
り制御され、供給ガスの切り換えが撮像シーケンスの実
行に連動するようにされている。そして、呼吸器１３に
供給される実際のガスの酸素濃度がガス濃度測定器１７
によってつねにモニターされ、その結果がコンソール１
２に送られる。
ており、この呼吸器１３に送られてきたガスが吸入され
るようになっている。ここでは、通常の酸素ガスを供給
するための空気供給装置（コンプレッサやボンベなど）
１５と、酸素−１７ガス供給装置（ボンベ）１６とが切
り換え器１４に接続されていて、空気と酸素−１７ガス
が切り換えられて供給されるようになっている。そし
て、これらの空気供給装置１５および酸素−１７ガス供
給装置１６においては、それぞれの酸素濃度が調節可能
となっている。切り換え器１４は、コンソール１２によ
り制御され、供給ガスの切り換えが撮像シーケンスの実
行に連動するようにされている。そして、呼吸器１３に
供給される実際のガスの酸素濃度がガス濃度測定器１７
によってつねにモニターされ、その結果がコンソール１
２に送られる。
【００１４】他方、被検者１０の大腿部の動脈にガス分
析用のカテーテル１８が挿入される。このカテーテル１
８の他端は質量分析計１９に導かれており、動脈血中の
水−１７、酸素−１７ガスおよび通常の酸素ガスの濃度
変化が検出される。その濃度変化の測定データはコンソ
ール１２に送られる。
析用のカテーテル１８が挿入される。このカテーテル１
８の他端は質量分析計１９に導かれており、動脈血中の
水−１７、酸素−１７ガスおよび通常の酸素ガスの濃度
変化が検出される。その濃度変化の測定データはコンソ
ール１２に送られる。
【００１５】ここでは、ＭＲＩの撮像シーケンスとし
て、高速スピンエコー法による撮像時間１分程度のＴ２
強調シーケンスを採用する。まず、切り換え器１４を制
御して空気供給装置１５の側へ切り換え、呼吸器１３を
介して被検者１０に空気を吸入させる。そしてこの空気
吸入時の頭部のＭＲＩ画像を上記のシーケンスにより撮
像する。次いで、切り換え器１４を制御して酸素−１７
ガス供給装置１６側へと切り換え、被検者１０に呼吸器
１３を介して酸素−１７を吸入させる。このとき、上記
のシーケンスを実行し、頭部のＭＲＩ画像を得る。
て、高速スピンエコー法による撮像時間１分程度のＴ２
強調シーケンスを採用する。まず、切り換え器１４を制
御して空気供給装置１５の側へ切り換え、呼吸器１３を
介して被検者１０に空気を吸入させる。そしてこの空気
吸入時の頭部のＭＲＩ画像を上記のシーケンスにより撮
像する。次いで、切り換え器１４を制御して酸素−１７
ガス供給装置１６側へと切り換え、被検者１０に呼吸器
１３を介して酸素−１７を吸入させる。このとき、上記
のシーケンスを実行し、頭部のＭＲＩ画像を得る。
【００１６】この酸素−１７吸入時のＭＲＩ画像は脳内
の水−１７の濃度を反映しているので、空気吸入時のＭ
ＲＩ画像との差像を得ることにより、脳内の水−１７の
濃度分布像を得ることができる。この酸素−１７吸入時
のＭＲＩ画像を時間的に連続して数十枚撮像し、上記の
ような差像を得れば、脳内の各ピクセルでの水−１７の
濃度の時間的変化を表わすデータを得ることができる。
の水−１７の濃度を反映しているので、空気吸入時のＭ
ＲＩ画像との差像を得ることにより、脳内の水−１７の
濃度分布像を得ることができる。この酸素−１７吸入時
のＭＲＩ画像を時間的に連続して数十枚撮像し、上記の
ような差像を得れば、脳内の各ピクセルでの水−１７の
濃度の時間的変化を表わすデータを得ることができる。
【００１７】一方、この酸素−１７の吸入時の動脈血中
の水−１７、酸素−１７ガスおよび通常の酸素ガスの濃
度の時間的な変化データは質量分析計１９によりコンソ
ール１２に送られているので、上記の脳内の各ピクセル
での水−１７の濃度の時間的変化を表わすデータと、こ
の動脈血中の水−１７、酸素−１７ガスおよび通常の酸
素ガスの濃度の時間的な変化データとを用いて、脳血流
量と脳酸素消費量とを算出することが可能となる。
の水−１７、酸素−１７ガスおよび通常の酸素ガスの濃
度の時間的な変化データは質量分析計１９によりコンソ
ール１２に送られているので、上記の脳内の各ピクセル
での水−１７の濃度の時間的変化を表わすデータと、こ
の動脈血中の水−１７、酸素−１７ガスおよび通常の酸
素ガスの濃度の時間的な変化データとを用いて、脳血流
量と脳酸素消費量とを算出することが可能となる。
【００１８】すなわち、Ｃｂ（ｔ）を脳組織中の水−１
７の濃度、Ｃａ（ｔ）を動脈血中の水−１７の濃度、Ｃ
ｖ（ｔ）を静脈血中の水−１７の濃度、Ｑを脳血流量、
Ｒを脳酸素消費量、αを動脈血中での全酸素ガスに対す
る酸素−１７ガスの割合とすると、つぎの数式１が成立
する。
７の濃度、Ｃａ（ｔ）を動脈血中の水−１７の濃度、Ｃ
ｖ（ｔ）を静脈血中の水−１７の濃度、Ｑを脳血流量、
Ｒを脳酸素消費量、αを動脈血中での全酸素ガスに対す
る酸素−１７ガスの割合とすると、つぎの数式１が成立
する。
【数１】
【００１９】いま、脳−血液分配定数をλ（通常、水の
λは１．０）とすると、つぎの数式２
λは１．０）とすると、つぎの数式２
【数２】 が成立するため、上記の数式１は、つぎの数式３のよう
になる。
になる。
【数３】
【００２０】ここで、Ｃｂ（ｔ）は上記の通り、ＭＲＩ
のダイナミック測定によって、脳内の各ピクセルでの水
−１７の濃度の時間的変化を表わすデータとして得られ
ており、またＣａ（ｔ）は動脈血中の水−１７の濃度の
時間的な変化データとして得られているので、未知数Ｑ
とＲとをどのように求めることができるかという問題に
帰着する。
のダイナミック測定によって、脳内の各ピクセルでの水
−１７の濃度の時間的変化を表わすデータとして得られ
ており、またＣａ（ｔ）は動脈血中の水−１７の濃度の
時間的な変化データとして得られているので、未知数Ｑ
とＲとをどのように求めることができるかという問題に
帰着する。
【００２１】その解法は種々に考え得るが、ここでは、
非常に高速な処理が可能であることから、線形最小２乗
法を利用する方法を考える。上記の数式３の両辺を、ｔ
＝０でＣｂ（ｔ）＝０の条件で、時間積分するとつぎの
数式４を得る。
非常に高速な処理が可能であることから、線形最小２乗
法を利用する方法を考える。上記の数式３の両辺を、ｔ
＝０でＣｂ（ｔ）＝０の条件で、時間積分するとつぎの
数式４を得る。
【数４】 この数式４でｆ（ｔ）はつぎの数式５で表わされる。
【数５】
【００２２】ここで、Ｃａ（ｔ）、Ｃｂ（ｔ）について
の測定データがｔ＝ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４、…、ｔｎ
で合計ｎ個得られたとすると、この数式４はつぎの数式
６のようになる。
の測定データがｔ＝ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４、…、ｔｎ
で合計ｎ個得られたとすると、この数式４はつぎの数式
６のようになる。
【数６】 これを数式７
【数７】 のようにベクトルで書くと、つぎの数式８
【数８】 となる。
【００２３】この数式８の両辺からＡの転置行列Ａ’を
かけて、つぎの数式９を得、
かけて、つぎの数式９を得、
【数９】 さらにこれはつぎの数式１０
【数１０】 のように表わせるので、この方程式を解けば、２α・Ｒ
とＱとを求めることができる。αは上記の通り動脈血中
での全酸素ガスに対する酸素−１７ガスの割合であり、
血中の酸素−１７ガスと通常の酸素ガスの濃度が質量
分析計１９で測定されているから、これらのデータから
求めることができる。そこで、脳血流量Ｑと脳酸素消費
量Ｒとが求められることになる。
とＱとを求めることができる。αは上記の通り動脈血中
での全酸素ガスに対する酸素−１７ガスの割合であり、
血中の酸素−１７ガスと通常の酸素ガスの濃度が質量
分析計１９で測定されているから、これらのデータから
求めることができる。そこで、脳血流量Ｑと脳酸素消費
量Ｒとが求められることになる。
【００２４】このような計算をコンソール１２内のデー
タ処理装置で行なうことにより、ピクセルごとの脳血流
量Ｑと脳酸素消費量Ｒを求めることができ、つまり脳血
流量の分布画像と脳酸素消費量の分布画像とを得ること
ができる。
タ処理装置で行なうことにより、ピクセルごとの脳血流
量Ｑと脳酸素消費量Ｒを求めることができ、つまり脳血
流量の分布画像と脳酸素消費量の分布画像とを得ること
ができる。
【００２５】なお、上記では、質量分析計１９で血中の
水−１７、酸素−１７ガスおよび通常の酸素ガスのそれ
ぞれの濃度を測定しているが、ＭＲＩ装置によっても血
中の水−１７の濃度の測定は可能である。この場合、動
脈血中の水−１７の濃度を得る必要があるため、たとえ
ば心臓や大動脈血管部分の撮像を行なう。このような部
位の撮像は脳の部位の撮像と同時に行なうこともでき
る。これにより、ＭＲＩ装置で脳の画像を撮像すること
により脳内の水−１７の濃度を反映したデータを得るこ
とと同様の原理で、つまり、ＭＲ信号の強度が水−１７
の濃度を反映するような撮像シーケンスを採用すること
により、血中の水−１７の濃度を間接的に測定する。こ
の場合は動脈血中の酸素−１７ガスおよび通常の酸素ガ
スの濃度測定はできないので、一つの仮定ないし近似を
用いる。血液中の酸素−１７ガスの全酸素ガスに対する
割合αは、吸入させるガス中における酸素−１７ガスの
全酸素ガスに対する割合が一定であれば一定と仮定で
き、かつある値に近似できるから、このような前提のも
とにαを一定の値とするのである。
水−１７、酸素−１７ガスおよび通常の酸素ガスのそれ
ぞれの濃度を測定しているが、ＭＲＩ装置によっても血
中の水−１７の濃度の測定は可能である。この場合、動
脈血中の水−１７の濃度を得る必要があるため、たとえ
ば心臓や大動脈血管部分の撮像を行なう。このような部
位の撮像は脳の部位の撮像と同時に行なうこともでき
る。これにより、ＭＲＩ装置で脳の画像を撮像すること
により脳内の水−１７の濃度を反映したデータを得るこ
とと同様の原理で、つまり、ＭＲ信号の強度が水−１７
の濃度を反映するような撮像シーケンスを採用すること
により、血中の水−１７の濃度を間接的に測定する。こ
の場合は動脈血中の酸素−１７ガスおよび通常の酸素ガ
スの濃度測定はできないので、一つの仮定ないし近似を
用いる。血液中の酸素−１７ガスの全酸素ガスに対する
割合αは、吸入させるガス中における酸素−１７ガスの
全酸素ガスに対する割合が一定であれば一定と仮定で
き、かつある値に近似できるから、このような前提のも
とにαを一定の値とするのである。
【００２６】また、ＭＲＩ撮像シーケンスは水−１７の
濃度が信号強度に鋭敏に影響するものであればよいの
で、上記のような高速スピンエコー法によるＴ２強調シ
ーケンス以外のものも採用可能である。また、血流量と
酸素消費量とを求める計算方法は上記以外にも採用でき
る。
濃度が信号強度に鋭敏に影響するものであればよいの
で、上記のような高速スピンエコー法によるＴ２強調シ
ーケンス以外のものも採用可能である。また、血流量と
酸素消費量とを求める計算方法は上記以外にも採用でき
る。
【００２７】
【発明の効果】以上実施例について説明したように、こ
の発明の生体計測システムによれば、脳などの生体組織
における血流量と酸素消費量とを同時に測定できる。ま
た、放射性物質を用いることなく、人体に安全な酸素−
１７ガスを吸入させるだけであり、また血中の水−１７
の濃度もカテーテルを挿入するだけかあるいはカテーテ
ルの挿入もなしに測定できるので、被検者の放射線被曝
の問題も回避でき、被検者の負担も軽く安全である。さ
らに、ＭＲＩ装置は多くの病院等の医療機関に普及して
おり、上記のように被検者の負担が軽く安全性が高いこ
ともあって、通常の医療機関でも簡便に検査をすること
ができる。
の発明の生体計測システムによれば、脳などの生体組織
における血流量と酸素消費量とを同時に測定できる。ま
た、放射性物質を用いることなく、人体に安全な酸素−
１７ガスを吸入させるだけであり、また血中の水−１７
の濃度もカテーテルを挿入するだけかあるいはカテーテ
ルの挿入もなしに測定できるので、被検者の放射線被曝
の問題も回避でき、被検者の負担も軽く安全である。さ
らに、ＭＲＩ装置は多くの病院等の医療機関に普及して
おり、上記のように被検者の負担が軽く安全性が高いこ
ともあって、通常の医療機関でも簡便に検査をすること
ができる。
【図１】この発明の一実施例のブロック図。
１０ 被検者 １１ ガントリ １２ コンソール １３ 呼吸器 １４ 切り換え器 １５ 空気供給装置 １６ 酸素−１７ガス供給装置 １７ ガス濃度測定器 １８ カテーテル １９ 質量分析計
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森 健次郎 京都府京都市左京区松ヶ崎三反長町10 (72)発明者 清水 公治 京都府京都市中京区西ノ京桑原町１番地 株式会社島津製作所三条工場内 (72)発明者 横井 孝司 京都府京都市中京区西ノ京桑原町１番地 株式会社島津製作所三条工場内 (56)参考文献 特開 平６−22936（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) A61B 5/055
Claims (1)
- 【請求項１】 被検体に酸素−１７を吸入させる呼吸手
段と、該酸素−１７の吸入に連動して上記被検体に対す
る複数回の撮像を行ない、時系列的な画像データを収集
するＭＲＩ手段と、血中の少なくとも水−１７の時間的
な濃度変化を測定する測定手段と、上記の画像データと
濃度変化データとを用いて血流量および酸素消費量を算
出する手段とを備えることを特徴とする生体計測システ
ム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10064095A JP3346673B2 (ja) | 1995-03-31 | 1995-03-31 | 生体計測システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10064095A JP3346673B2 (ja) | 1995-03-31 | 1995-03-31 | 生体計測システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08266501A JPH08266501A (ja) | 1996-10-15 |
| JP3346673B2 true JP3346673B2 (ja) | 2002-11-18 |
Family
ID=14279431
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10064095A Expired - Fee Related JP3346673B2 (ja) | 1995-03-31 | 1995-03-31 | 生体計測システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3346673B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5958898B2 (ja) * | 2012-06-11 | 2016-08-02 | 学校法人 岩手医科大学 | 脳血流の撮像におけるｍｒｉ装置の作動方法 |
| GB2527538A (en) | 2014-06-25 | 2015-12-30 | Elekta Ab | Control of breathing during MRI-based procedures |
-
1995
- 1995-03-31 JP JP10064095A patent/JP3346673B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08266501A (ja) | 1996-10-15 |
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