JP3415153B2

JP3415153B2 - Ｍｒｉ中の脂肪飽和改善法

Info

Publication number: JP3415153B2
Application number: JP50632894A
Authority: JP
Inventors: エイレンバーグ，スティーブン，エス．; カークランド，ダブリュ．，ディーン．; ワルターズ，マーク，エー．; デフランコ，ジャック
Original assignee: アライアンスファーマシューティカルコーポレイション
Priority date: 1992-08-11
Filing date: 1993-08-05
Publication date: 2003-06-09
Anticipated expiration: 2018-06-09
Also published as: WO1994004946A1; CA2142302C; DE69325184T2; US5414358A; US5339033A; JPH08500267A; ES2131587T3; AU673191B2; EP0714518B1; AU4803793A; EP0714518A1; ATE180895T1; DE69325184D1; CA2142302A1; EP0714518A4; DK0714518T3; GR3030743T3

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、磁気共鳴撮像中に脂肪飽和を改善する方法
に関する。より詳細には、本発明は、磁気共鳴撮像シス
テムにより撮像中の患者の身体の一部に、非プロトン化
物質、あるいは最小プロトン化物質（あるいは身体組織
と同様の磁化率を有するプロトン化物質）を近接して設
置し、そしてその身体部を撮像し、それにより脂肪飽和
が増加し、身体部の画像改善が提供される方法に関す
る。

発明の背景磁気共鳴撮像（MRI）は、器官の位置、大きさ、形
態、また他の身体構造が決定できる方法である。

典型的なMRIシステムにおいて、特定の化学要素、普
通は水素、の核の回転軸を磁界方向と一致させるため、
該磁界は身体を横断して作られる。この向きを一致させ
られた回転核は、磁界の一致方向周辺で歳差運動を行
う。この回転核にとって、それらが磁界方向周辺で歳差
運動をする周波数は、含まれる特定の核及び磁界強度の
関数である。適用される磁界強度に関してこの歳差運動
周波数の選択性は大変小さく、この歳差運動周波数は共
鳴周波数と考えられる。

通常のMRIシステムにおいて、核が配向あるいは分極
化された後、共鳴周波数で無線（ラジオ）周波数エネル
ギーが噴出され、選定された核の回転一致の干渉性偏向
を生じるため目標身体に向け放射される。偏向されたラ
ジオエネルギーが消失した時、偏向あるいは攪乱された
回転軸が再び方向を変えられるか又は一致させられ、そ
してこの過程で外部コイルにより検知され、次に身体内
の異なる種類の組織間に画像コントラストを生じさせる
ため、MRIシステム内で区別されることが可能な、特性
ラジオ周波数信号を放射する。従来技術によるMRIシス
テムには、自由誘導減少（“FID"）、回転エコー、継続
波等様々な励起及び区別を異にする様式が知られてい
る。

磁化サンプルのその磁気環境の攪乱に対する反応を測
定するため二つのパラメーターが使用される。一つはT1
あるいは長手方向緩和時間、即ちサンプルが外部磁界に
置かれた後磁化されあるいは分極化されるのに要する時
間であり、他方はT2あるいは回転緩和時間、即ちサンプ
ルが外部磁界に垂直な一時的横磁化を保持する時間長で
ある。プロトン密度を基にした画像は、組織間の相違を
高めるためこれら二つの追加的パラメーターにより変更
可能である。

一般に、水素がその優れた磁化率を有するためMRI走
査の基礎として選ばれる。単一プロトン核を有する水素
は、分極化が容易である。さらに、水素は人間の身体の
大部分を占める水の中に多く含まれている。水分率の高
い、従って水素、水素プロトンを多く保有する組織は、
「プロトン化されている」と見なされ、MRI中に強い画
像を提供する。しかし、水素走査の一つ不利な点は、水
が身体組織、器官のほとんどの主要構成要素であること
である。従って、身体組織の大部分が撮像され、MRI走
査中に同様の水素保有率を持つ種々の組織を区別するこ
とが困難になっている。

磁気共鳴撮像で形成される画像は、実際は、MRIピッ
クアップコイルにより検知されるプロトンが放出する、
他の場合目に見えない電波（水素原子走査の時）の転換
視覚表示である。水素原子走査時、水素原子が一つも存
在しない組織領域は、どのような電波も放出せず、従っ
てこの組織のMRI画像は真っ黒となる。他方、水素含有
率の高い組織は、走査基準によっては多量の電波を放出
することができる。このような信号は、同様の明るさを
有する視覚表示画像に変換される。通常、組織から受け
る相対エネルギー、あるいは信号強度を基にしたグレー
スケール割当が、ユーザーがより容易に種々の撮像組
織、器官を区別できるよう利用される。これらのグレー
スケール画像上では、信号強度が低いか又は信号が無い
場合黒と指定され、強度の強い信号の場合色の薄いグレ
ー又は白としても割り当てられる。

時折、豊富に存在し、明るい信号を生み出す組織は、
それほど豊富でなく水素化の異なる種類又は組織から放
出される信号を壊滅させることもある。このことは、後
者の組織を視覚的に覆い、疾病過程あるいは人体構造を
不明瞭にしてしまうことがある。例えば、成人の骨髄は
非常に脂肪が多く、MR画像上では大変明るい。浮腫、炎
症等の微妙な骨髄異常は脂肪からの信号により完全に覆
われてしまう。このことによりある疾病過程に対するMR
Iの感度が減少し、診断上の問題が生じてしまう。

身体の種々の組織から出される信号を区別し、それに
よりより明瞭な画像を生成するため様々な方法が使用さ
れて来た。その一つは、ある組織から受ける信号を無効
にすることを含む。これは、水素原子が、脂肪に結合す
る水素原子対非脂肪組織に結合する水素原子として、そ
の水素原子歳差運動周波数における微妙な相違に関する
情報に基づく回転エコー及び勾配エコー前飽和パルス列
を利用することによりなされる。例えば、脂肪組織の背
後に位置する非脂肪質組織の可視性を向上するため、ま
ずその組織全体が化学的に特定の飽和ラジオパルスにさ
らされる。この予備パルスは、本質的に、脂肪分子に結
合する水素原子に影響を与える。これらの前もって処理
された水素原子は、ある意味では短時間不活性化されて
おり、パルス列の実際の部分撮像が開始する時有効な信
号を放出できない。そして、そのMR画像は、脂肪組織か
らの寄与が少なくあるいは全く無く生成される。その結
果、画像は真っ黒な背景に対し非脂肪質組織を映し出
す。この過程は、化学選択的脂肪予備飽和、又は脂肪飽
和と呼ばれる。

この脂肪飽和過程は信頼性がない。脂肪質、非脂肪質
組織間の歳差運動の相違が非常に小さいため、技術が極
めて正確でなければならない。さもなけらば、注意しな
いと非脂肪質組織がそれ自身飽和されしまい易い。この
問題は、組織の局所的磁気環境がコイルとの相対位置、
磁気ボア内の位置、磁化率が異なる器官、組織に関する
位置（例えば、骨に隣接する組織、または空気に隣接す
る組織）に基づき変化するという事実により複雑化して
いる。脂肪飽和技術により脂肪組織を無効にする可能性
を決定する上で、直接の磁気環境が重要ばかりでなく、
器官又は身体部の実際の形状が主要な役割を果たす。例
えば、脂肪の飽和率は、直角な足首よりもむしろ円筒状
の大腿の方が高い。

さらに、幾つかの点で解釈の問題も出て来る。まず、
脂肪が効果的に飽和されない場合、病状が覆い隠されて
しまう可能性がある。第二に、撮像中の身体部において
のみ脂肪が飽和される場合、非飽和領域が病的組織とし
て誤って解釈されてしまうことがある。第三に、例えば
首、肩、足首で自然に起きる形状及び磁化率の大幅な変
化は、診断の対象である非脂肪組織の不適切な飽和につ
ながる可能性がある。

この技術の上記のような限界に対処することにより脂
肪飽和を改善するために時折使用される一つの方法は、
走査中の身体部周辺にウォーターバッグを設置すること
を含んでいる。この技術は、脂肪飽和技術の質及び信頼
性の改善において有効である。これは、組織−空気間イ
ンターフェースの減少又は排除を基に、身体部の認知さ
れた形状を有効に変更（例えば、足首の直角形状をより
良好な円筒形に変えること）することにより実行され
る。

しかし、水はプロトン化度が高く、脂肪位置を囲むよ
うに同様に明瞭な信号を生成する。明るい背景は、錯乱
の原因となり、脂肪飽和過程により水を満たしたバッグ
を使用することにより生み出される視覚改善を阻止して
しまうため、この手順にとって深刻な問題である。

発明の概要上述のように従来より技術開発がなされているが、MR
I中の脂肪飽和を達成する方法に関し未だ改善の余地が
残っている。身体組織に含まれる水と同じ磁化率を有す
るフルオロカーボン化合物が、MRI中の走査組織に隣接
して置かれた場合、脂肪飽和を改善することが見出され
た。特に、水素含有率が少なくあるいは皆無のフルオロ
カーボン材料は、走査中の身体部周辺に置かれた時、皮
膚−空気間インターフェースを効果的に排除し、磁化率
の相違を排除し、脂肪飽和効率を劇的に改善し、最終画
像に自身の信号を一つも加えない。脂肪は均質に飽和さ
れ、非脂肪組織が不適切に飽和されず、この完全に外部
の装置からは混乱を与えるような信号は一つも来ない。

フルオロカーボンの中でパーフルオロ（過フッ化）オ
クチルブロマイド（PFOB）、パーフルオロデシルブロマ
イド（PFDB）、FC−77そしてFC−43が特に脂肪飽和改善
に効果があることが見出された。これらの化合物は、組
織と同様の磁化率を有している。さらに、これらの化合
物は、室温で液体である。このことにより、患者の組織
周辺で使用される柔軟性のあるバッグ（袋）内に脂肪飽
和向上物質を挿入することが可能となる。さらにまた、
上記フルオロカーボンは全て安定性、非有毒性の点で有
利である。

撮像される組織と同様の周波数で共鳴するプロトンを
有しないようなプロトン化化合物を含む他の化合物もま
た、脂肪飽和改善には適当であろう。このような化合物
は、液体、固体、粒子、ゲルを含む前ての物理的状態で
有効である。

従って、本発明の好適な実施例は、容器内に封入され
た脂肪飽和向上物質を含む磁気共鳴撮像中の脂肪飽和改
善装置により構成される。好ましくは、脂肪飽和向上物
質はPFOB、PFDB、FC−77、FC−43等の液体フルオロカー
ボンであり、これらはバッグ内に封入される。ある態様
では、これらのバッグは薄く可変形性である。このよう
な構成により、患者の上に置かれた部材の重量が減少さ
れ、皮膚−空気間インターフェースを排除するよう患者
の皮膚面等高線に沿ってバッグが設置されることが可能
になる。これらのバッグは、種々の人体構造領域で使用
でき、また最適な円筒走査形態が得られるよう積載され
ることが好ましい。

別の形態では、幾分大きく厚いバッグが利用される。
この形態におけるバッグは、広範に変化する人体構造領
域で有効であり、積載する必要はない。充満されたバッ
グの重量を減少し、そこの中に入れられる材料のコスト
を減少するため、このようなバッグには充填材が含まれ
る。この充填材は、バッグ表面の支持に効果的であり、
自身柔軟性を有し、フルオロカーボンがバッグを通って
循環可能となるよう多孔性あるいは透過性である。この
ような充填材には、セライト（ケイ藻土）、シリカ、ポ
リウレタンフォーム、ポリエステル、吸収タオル材等が
含まれる。

別の実施例では、バッグが剛性、又は半剛性の外部シ
ェル構造内に組み込まれている。この形態では、身体部
を入れるための凹部を有するバッグが外部シェルの内側
に取り付けられている。脂肪飽和向上物質は、バッグと
シェルの凹部内の位置する身体部に近接して設置される
ようバッグ内に置かれる。

MR撮像状態が最大となるよう、外部シェルはその外部
面が円筒状となるよう形成されている。さらに、身体部
が挿入されるバッグの凹部は、脂肪飽和材が撮像中の身
体部に近接するよう形成される。例えば、バッグの凹部
は、手の挿入用及びMR撮像用手袋として形成でき、ある
いは足又は腕の挿入及び撮像を可能とするよう円筒状に
形成できる。最後に、このバッグは選択充填可能であ
る。このように、患者の身体の一部がバッグ凹部内に位
置されるようバッグから脂肪飽和向上物質を排除でき
る。次に、バッグが撮像される身体部と完全に当接する
点までバッグに脂肪向上物質の注入が可能である。この
ことにより、脂肪飽和材が完全に走査中の領域を囲むこ
とが保証される。

また別の実施例では、脂肪飽和向上物質を含むバッグ
がMR撮像用のフレキシブルコイルを囲むように設置され
る。フレキシブルコイルはMR撮像分野では良く知られて
おり、撮像される身体部の回りに巻装されるため、組織
内のより均質な信号を送信及び／又は受信することによ
り画像品質を向上させる。さらに、フレキシブルコイル
は、剛性コイルの制限された使用と異なり、大きさ形状
を異にする多くの身体部を効率的に撮像する。ラップア
ラウンド撮像は、頭、腰、首、胸、膝、足首等形状が変
化する人体構造部に特に有効である。コイルを汚染から
保護するため、コイルの回りに使い捨て柔軟外装を使用
できる。脂肪飽和材を含む柔軟性バッグ内にフレキシブ
ルコイルを閉じ込めることにより、この構成はコイルと
患者間の空気を排除することによって画像品質をさらに
高められる。

さらに別の実施例では、図８に示すように、フレキシ
ブルMRコイルが脂肪飽和材を含むバッグの外面の少なく
とも一部を形成する。バッグに装着されたコイルは柔軟
性を有し、撮像中の患者と直接且つラップアラウンドの
当接を提供する。従って、特に上記のように形状が変化
する人体構造部に対する解像度が向上する。

さらに別の実施例では、脂肪飽和材を含むバッグ内の
MR撮像コイルが周辺組織の撮像のため人体空洞部に挿入
される。このような空洞内コイルは、脂肪飽和物質を保
持する柔軟性バッグ内に含まれる剛性、半剛性、あるい
はフレキシブルMRコイルである。空洞内コイルは、例え
ば、直腸、腟、口腔等の撮像に使用される。空洞内コイ
ルはまた、上記の理由により空洞画像の質も向上する。

さらに別の実施例では、本発明は、磁気共鳴撮像中に
脂肪飽和を改善する方法により構成される。脂肪飽和
は、撮像される患者の身体部上又はその回りに設置され
る容器内にPFOB、PFDB、FC−77、FC−43等の脂肪飽和向
上物質を提供し、次にMRIシステムによりその身体部を
撮像することにより改善できる。脂肪飽和向上物質とし
ては、PFOB、PFDB、FC−77、FC−43等のフルオロカーボ
ンが好ましい。代わりに、撮像される組織と同様の周波
数では共鳴しないプロトンを有する他の化合物も使用で
きる。さらに、容器と撮像される身体部が共に実質的に
円筒状の形状を有するようその容器が設置されることが
好ましい。

本発明の上記、また他の面は、下記の図面を参照とす
る下記の説明を検討することにより明確となろう。

図面の説明図１は、磁気共鳴走査装置内の患者の斜視図であり、
患者の足首周辺に置かれた脂肪飽和向上物質で満たされ
たバッグを示す。

図２は、本発明のバッグの斜視図である。

図３は、積載状に示される図２の多数のバッグの斜視
図である。

図４は、脂肪飽和向上物質を含む図２に示すバッグの
一部断面図である。

図５は、患者の身体上に積載された多数のバッグの側
面図であり、身体等高線に沿ってどのようにバッグが設
置されるかを示す。

図６は、図１の慣用形状のバッグの拡大斜視図であ
る。

図７は、脂肪飽和向上物質及び充填材を含むバッグの
断面図である。

図８は、外部シェル内に据え付けられた脂肪飽和向上
物質を含むバッグの断面図である。

図９は、手袋状の凹部を有し、脂肪飽和向上物質を含
む外部シェル内に設置され、またバッグを満たしたり空
にしたりするための貯水槽及びポンプシステムを有する
バッグの断面図である。

図10は、シェル内に搭載され胸部撮像と共に使用され
るバッグの断面図である。

図11は、バッグが完全に満たされる前の図10のバッグ
とシェル構成の断面図である。

図12は、患者の胸部に一致するようバッグが満たされ
る場合の図10のバッグとシェル構成の断面図である。

図13は、患者の膝周辺に巻装された脂肪飽和向上物質
を含むバッグ内部にあるフレキシブルMRコイルを示す。

図14は、MRコイルが脂肪飽和向上物質を挿入可能なバ
ッグ内に封入される空洞内コイルを示す。

図15は、バッグが満たされた後の図14の空洞内コイル
の断面図である。

発明の詳細な説明単独、あるいは同様の化合物と共に使われるフルオロ
カーボンは、MRI中の脂肪飽和、他の医学的撮像診断手
順の改善に有効である。

脂肪組織はプロトン化度が高いため、走査時に強力な
信号を放出し、従ってMR画像上では比較的明るく映し出
される。明るい信号は、脂肪と混ざるそれほど豊富でな
い非脂肪質水素処理組織を覆い隠してしまう。この非脂
肪組織は、MR診断において最大の関心領域である場合が
多く、豊富な脂肪から発せされる圧倒的信号により覆い
隠される。

磁気共鳴撮像は、脂肪組織の「飽和」時に強められ
る。これが起きた時、脂肪組織は信号を一つも発せず、
明るさを失い、最終画像上に真っ黒に映し出される。こ
のことは、脂肪と混合する他の組織とは良いコントラス
トとなる。このことはまた、混合する非脂肪質組織がMR
診断上最大の関心である目標組織となる場合が多いため
有利である。

図１に示すように、後でより詳細に説明するように、
フルオロカーボン化合物の水素含有量は少なく、あるい
は皆無であり、走査中の組織に隣接して置かれた時、こ
れらの化合物は脂肪飽和の改善に有効である。このよう
なフルオロカーボンは水素含有量が少ないため、従って
MRI中にこれらの化合物から発せられるラジオ波エネル
ギーは極めて少ないか皆無である。この物質の対応MR画
像は、暗いか真っ黒であり、効果的なコントラスト画像
を提供する。さらに、フルオロカーボンは、組織と同様
の磁化率を有する。これらの化合物は皮膚−空気間イン
ターフェース近傍に設置された時、MRI装置の脂肪飽和
を補助する。フルオロカーボンは、室温で液体であり、
非有毒性の物が好ましい。比較的安全なフルオロカーボ
ン液体が多数知られており、本発明で利用可能である。
適当なフルオロカーボンの例に関しては、米国特許5077
036の例を参照のこと。

脂肪飽和の改善にはフルオロカーボンが有効である
が、他の物質もまた効果的である。このような物質はど
れも水素含有率が低く、換言すれば非プロトン化又は最
小プロトン化でなければならず、他の多くの特性を有し
ていなければならない。プロトンが身体組織と同様の周
波数で共鳴しない他のどのようなプロトン化物質でも適
当である。この物質は安定しており、人体組織と同様の
磁化率を有していなければならい。また、非有毒性で患
者の身体の様々な位置での使用に容易に適合する物が好
ましい。さらに室温で液体げあるものが好ましいが、Go
rtex^TMブランドのポリテトラフルオルエチレン（W.L.Go
re ＆ Co.）等の非プロトン化の、あるいはプロトン化
度が低い、柔軟な固体でもよい。非あるいは低プロトン
化固体のマイクロファイバー、又はマイクロ粒子も液体
と同様の流れが可能なため、適当な物質である。

水素含有率の低いフルオロカーボン化合物が上記の要
件を満たす。これらの化合物は、人体組織に含まれる水
と同様の磁化率も有し、患者の人体形状に一致するバッ
グ又はパケット内に設置可能である。これらの化合物が
液体状の場合も患者の身体の形状に容易に一致するバッ
グ又はパケット内に容易に設置できる。

MRI中の脂肪飽和の改善においてパーフルオロオクチ
ルブロマイド（PFOB）、パーフルオロデシルブロマイド
（PFDB）、FC−77、FC−43が特に効果的だと決定され
た。さらに、これら化合物の、あるいは水と同様の磁化
率を有するフルオロ化合物との混合物が適当と考えられ
る。この特性によりMRI装置はこれらの薬剤を人体の一
部として効果的に認識できる。また、フルオロカーボン
が患者の身体面と当接しあるいは近傍に置かれた時、皮
膚−空気インターフェースでのMRI走査に関連する問題
が減少又は排除されるため撮像改善の補助となる。皮膚
−空気間のインターフェースが効果的に排除されるた
め、MRI装置はより効果的に脂肪飽和が達成される。本
発明は、脂肪飽和技術により生成する磁気共鳴画像の改
善に加え、磁界均一性に鋭敏なパルス化パラメーターを
使用したとき、画像品質を向上できる。これらには、化
学シフト水飽和、勾配エコー撮像、磁気共鳴スペクトロ
スコピー、潅流・拡散撮像が含まれる。

これらの物質はまた、室温で液体又はゲル状になるた
め容易に包装可能であるという利点も有する。これによ
り化合物は、患者の人体のどの部にも適合し、あるいは
設置可能な容器内に置くことができる。このように、皮
膚−空気間インターフェースがより効果的に排除され
る。しかし、液状の脂肪飽和向上物質が好ましいが、固
体又は気体状の物質も考えられる。例えば、Gortex^TM又
はTeflon^TM（両方ともポリテトラフルオルエチレンのブ
ランド名）等の固体フルオロポリマー化合物が適当と信
じられている。板状のTeflon^TMは身体に対して圧接可能
である。このような板状固体は、バッグ内に対応する重
量の液体が無く、身体の大部分を覆うという利点を有す
る。例えば、人体の胸部又は背中に置かれる比較的平坦
な固体Teflon^TM部材は、MRIシステムの脂肪飽和を改善
するため使用できるであろう。気体状フルオロカーボン
物質等の気体状の脂肪飽和向上物質も考えられる。この
形態では、気体状のフルオロカーボン物質によりバッグ
10が圧力を受け満たされる。ゲル状の飽和向上物質もバ
ッグ10を満たすのに利用できるであろう。

脂肪飽和改善に有効と信じられる他のフルオロカーボ
ンが存在する。例えば、パーフルオロオクチルハイドラ
イド（PFOH）等のパーフルオロカーボン水素化物（ハイ
ドライド）が脂肪飽和改善に利用できる適当な物質であ
るとも信じられている。さらに、パーフルオロヘキシル
ブロマイド（PFHB）も脂肪飽和改善に効果的な薬剤と信
じられる。さらにまた、フルオロシリコン、シリコフル
オロカーボン化合物も脂肪飽和改善に有効と考えられ
る。上記のように、前記特性を有するフルオロカーボン
化合物の混合も適当であろう。

図1,2に示すように、望まれる実施例において、脂肪
飽和を改善する物質は、PFOB、PFDB、FC−77、FC−43等
の液体状のものが適当であり、MRI中に患者の身体部周
辺に置かれるバッグ10あるいは他の容器内に設置され
る。

上記のように、MRI中に皮膚−空気間インターフェー
スを排除することが好ましい。PFOB等の撮像向上物質内
に患者を浸しMRIを成し遂げることは可能であるが、こ
れはそれほど実際的ではない。この方法は、皮膚−空気
間インターフェースの排除に効果的であり、同様の磁化
率を有する物質により撮像組織を囲む。このような特性
は装置の脂肪飽和を補助し、従って撮像も向上する。し
かし、不幸にしてこの方法は面倒であり、費用もかか
り、極めて心地の良くない場合が多い。さらに、身体全
体を浸すことなく特定の身体部を浸すことが困難なこと
がしばしばである。

従って、図２に示すように、バッグ10又は同様の適当
な容器内に設置された液状フルオロカーボン化合物を利
用することが望ましい。バッグ10は、耐久性に優れ、フ
ルオロカーボン物質に浸透せず、費用が低く、患者の身
体に合致するよう十分柔軟性に富む薄材により形成され
るのが好ましい。酢酸エチルビニル、ポリウレタン、ナ
イロン、ポリエチレン／ポリエステル等の積層物がバッ
グ10によい材料であることが発見されている。

図２に示すように、バッグ10は薄いことが好ましい。
このようなバッグは、例えば、酢酸エチルビニル、ポリ
ウレタン、ナイロン、又はポリエチレン／ポリエステル
等の積層物から成る板間にフルオロカーボンを封止する
インパルス、RF、又はホットバー（熱棒）シールにより
形成することができる。薄バッグ10は、多量のガスは機
械の脂肪飽和性能を阻止するため、バッグ内にガス溜り
が少なく、あるいは皆無となるよう該バッグ内にフルオ
ロカーボン物質が入れられ封止できるという利点を有す
る。さらに、薄バッグ10において、バッグが患者の皮膚
と当接した時、患者の末消循環を行わせるように、素早
く冷却又は熱することができるフルオロカーボンがさほ
ど含まれていない。最後に、薄バッグ10において、穴が
あいた場合でも物質の損失が制限されるよう、フルオロ
カーボン物質の含有量が少ない。

バッグ10を互いに連結して使用できるよう、図３に示
すようにこれらのバッグは積載あるいは連結可能に設置
されるのが好ましい。積載性を改善するため、図４に示
すようにバッグ20の外面上に連動リッジ20が形成され
る。代わって、バッグを互いに固着するための効果的手
段を提供するため、バッグ10の表面に接着細帯又はフッ
クパイル留め具（Velcro^Rブランド留め具等）を付ける
か、あるいは熟練者にはどのような手段も十分である
が、これらのバッグをおおいの中に入れておくこともで
きる。

腹部、大腿等均一性の高い身体表面の領域でバッグ10
が使用される所では、図５に示すようにバッグ10が柔軟
性を有し身体表面に容易に合致できる。このように、組
織−空気間インターフェースが効果的に排除される。

人体構造がより異なる領域では、バッグ10は特定部に
合致するよう形成される。例えば、足首周辺に平坦、矩
形、又は正方形のバッグを置くことは困難である。図
１、６に示すように、バッグ10が曲がり又は角度を付け
て形成される時、組織−空気間インターフェースを排除
するため、バッグ及びその中の物質は脚及び足に沿った
組織に対しより効果的に封止される。さらに、どのよう
なバッグ10でも、患者に固着されるよう紐、リブ、低部
シール、他の取付手段を付けることができる。このよう
な取付手段には、MR診断中画像を干渉しないVelcro、
接着、他の手段がこの分野の技術では知られている。

バッグ10はまた、診断中の身体部周辺におかれた時、
画像向上物質の断面が身体と共に実質的に円筒状に形成
できるよう設計される。上記のように、構造断面がいろ
いろ変化する身体部における撮像、脂肪飽和、無効化は
MRI装置にとって困難である。最善の撮像及び最も効果
的な脂肪飽和にとって走査中の身体部構造が円筒状に近
いことが望まれる。不幸にして、足首での連結部は直角
に近く形成されている。

撮像及び脂肪飽和を改善するため、脂肪飽和向上物質
が身体上に置かれた時、円筒構造を有する主要部の形成
に補助となることが好ましい。これは、所望の形態でフ
ルオロカーボンを含むバッグ10を形成することにより可
能である。例えば、バッグは特定身体部に合致するよう
注文設計でき、あるいは種々の構造部において「回旋
状」バッグを一つ使ってもよい。不幸にして、これは大
変難しい場合が多い。足首部において、脚下方全面から
爪先にかけての部位をフルオロカーボン物質で満たすこ
とが必要となる。これは大きめのバッグをこの物質で満
たすことにより可能となるが、実際的ではない。代わっ
て、バッグ10を上記のように積載することができる。し
かし、身体のある部位では、このことを成し遂げるのに
使用されるバッグ10の数がバッグ配置を難しくする。さ
らに、フルオロカーボン液体は極めて密度が高く、この
ことは多数のバッグ10の配置は患者にとり不快となる原
因となる。また、大きめのバッグ10を該物質で満たす場
合、その費用の面で問題となることが多い。

好ましい実施例において、図７に示すように、大きめ
のバッグ10は、種々の形態でバッグ10を支持する充填材
30で満たされる。充填材30の導入はまた、脂肪飽和向上
物質で満たさなければならないバッグ10の総容量を減少
する。充填材30は軽重量で、費用がさほどかからず非有
毒性の物質で形成されることが好ましい。充填材30はバ
ッグ10内に挿入された時、バッグ表面を支持可能でなけ
ればならない。さらに、充填材30は磁化率を全く有さ
ず、PFOB等の物質がバッグ10を満たし、それでもバッグ
10を通って流れることができるよう多孔性でなければな
らず、あるいは少なくとも不浸透性であってはならな
い。充填材は、例えば、スポンジ状の発泡ポリマー材、
遊離微粒子材、合成繊維材（例えば、原綿、織物、又は
非織物繊維）、自然繊維材等の隙間充填材のどれでもよ
い。

上記特性を有する充填材としていくつか見出されてい
る。そこにはセライト（ケイ藻土）、シリカ、発泡ポリ
ウレタン、発泡ゴム、ポリエステル、吸収タオル素材が
含まれる。

バッグ10は、脂肪飽和向上物質で満たされる時、バッ
グ10の重量を減ずるため内部充填材30を有することが有
利である。この物質はその脂肪飽和向上機能を果たせる
ようバッグ10全体に効果的に分散される。

液状PFOB等の脂肪飽和向上物質を含むバッグ10は、他
の役割もいくつか果たす。まず、患者の快適感を向上さ
せるため、充填バッグ10を利用できる。MRIを受診中患
者が強制的に横たわらせられるテーブルは平坦で固いも
のがよい。この材料のバッグ10が患者のためのクッショ
ンの役割を果たすこともできる。さらに、バッグ10を利
用してMRIを向上するため、患者を所定の位置に支持し
横たえることもできる。従って、患者が不快感を覚え維
持するのが困難な場合、充填バッグ10を操作し容易に位
置の変更が可能となる。

バッグ10の別の好ましい実施例を図８から12に示す。
この実施例において、バッグ10は選択的な充填が可能で
あり、外部シェル40内に搭載される。

図８に示すように、バッグ10は患者の身体の導入が可
能となるよう凹部を有し、外部シェル40に接続される。
シェル40は、磁化率を全く有さないプラスチック、又は
同様の材料で形成される剛性、あるいは半剛性の構造で
あることが好ましい。シェル40は、種々の形態のどれで
も形成できるが、最善の撮像状態を促進するため、凹形
であり、撮像される身体部を挿入する少なくても開口端
あるいは側端を有し、円筒形の外部面を有することが好
ましい。円筒形状は、円筒状コイルを有するMRIシステ
ムにおいて使用するのに特に好ましく、またコイル内に
密着するよう形成されてもよく、あるいは一つの実施例
において、MRI装置に実際に組み込んでもよい。

シェル40は、バッグ10が上記のように一体に搭載でき
る支持構造としての役割を果たす。図８に示すように、
バッグ10は既に封止密閉され、シェル40の内壁に装着さ
れる。代わって、バッグ10はその外壁としてシェル40の
内壁を利用し、バッグをその接続箇所からシェル40の壁
に内側に伸びるようにすることが可能である。この形態
において、バッグ10は、バッグ材の端をシェル40に熱封
止又は接着することにより形成できる。

上記のように、バッグ10は、身体部を挿入できるよ
う、シェル40開口端に対応して中央凹部を有する。例え
ば、図９に示すバッグ10は、手袋状に形成された凹部90
を有している。バッグ10の凹部を種々の形態に形成する
能力により、バッグ、そしてその中に位置する脂肪飽和
向上物質を撮像される組織の近傍に位置させることがで
きる。この特性は、撮像中の身体が複雑な構造を有し、
上記のような単一バッグの配置が困難な場合特に利点が
ある。例えば、図８に示されるバッグ10とシェル40の配
置は、脚、腕等幾分円筒状の身体部撮像を向上する場合
有効である。しかし、身体の他部を撮像する場合利用で
きるものとして、他の形態をした凹部を有するバッグ10
が考えられる。このようなバッグ10は、上記のバッグ10
と同様の物質から様々な形態に容易に形成され、外部シ
ェル40の内壁に封止される。もちろん、上記のような充
填材もバッグ10自身内に位置させることができる。

バッグ10とその中に挿入された身体部位間の最大の当
接を容易にするため、バッグ10は選択的な充填が可能で
あることが好ましい。図８、９に示すように、バッグ10
はその中に続いて搭載されるポンプ60を有する注入パイ
プ又はチューブ50、そしてその中に搭載される遮断バル
ブを有する排出パイプ又はチューブ70に接続される。注
入、排出チューブ50、70の相対する端に接続される貯液
槽75が提供される。バッグ10は、貯液槽75から注入チュ
ーブ50を通り脂肪飽和向上物質を注ぎ込むようにポンプ
60の電源を入れることにより充填し、その間それと同時
にバルブ80を閉じてバッグからの物質の排出を防ぐ。こ
のように、バッグ10は、バッグ表面と患者の身体間で最
大の当接を提供できるよう選択充填が可能である。また
バッグ10は、患者の身体を容易に取り除き、バッグ10が
別の患者のため準備されるよう、ポンプ60の電源を切り
開口バルブ80を開くすることにより、物質の選択排出が
できる。従来の技術においてよく知られている他の多く
の手段のどれにおいてもバッグ10を選択充填可能とする
ことができ、そのなかには単に貯液槽をバッグに接続
し、次にその貯液槽を上げ下げして重力を利用して、脂
肪飽和向上物質のバッグ10への流入、バッグからの排出
ができるようにしたものも含む。

図10から12に示すように、選択充填可能なバッグ10
は、胸部、足首等角度のある身体部を撮像するMRと共に
使用された場合、特に有効である。図示の通り、バッグ
10はMRテーブル内に挿入されるシェル40内に適合する。
バッグ10自身は、患者に対し上側に向いた側面を除き全
ての側面上のシェル40内に含まれる。バッグ10の凹部
は、この目的で使用される場合、患者に面した側面上の
バッグ10内に形成される小さな窪みであることが好まし
い。この窪みは、患者の胸部の導入を容易にするもので
ある。

ここにおいても、バッグ10は、その中に注入される脂
肪飽和向上物質と共に患者の胸部、周辺組織と当接して
設置されるよう、図８、９とともに上述したように選択
充填可能である。図11に示すように、撮像前にバッグ10
からは少なくとも一部脂肪飽和材を排出しておいた方が
よい。患者は、胸部をバッグ10の窪み部に置き俯せに位
置される。次に、図10に示すように、バッグ10が胸部及
び周辺組織に合致するまで、図12に示すようにバッグ10
は脂肪飽和向上物質で満たされる。

上記のバッグ10とシェル40の配置は、単一の胸及び周
辺組織を撮像する場合有効である。もちろん、このよう
なバッグ10、シェル40の配置を２組有し、両胸が同時に
撮像できるよう各組をそれぞれの胸用として使うことが
可能である。代わって、バッグ10が窪み部を２箇所有
し、脂肪飽和向上物質の容量が増加する大きめのバッグ
10、シェル40を有すことにより、両胸を撮像することが
できる。同様に、他の身体部を撮像するためこのバッグ
10とシェル40の配置を使うことができる。

図13に示すように、脂肪飽和向上物質を含むバッグ10
に挿入したフレキシブルコイル90は、膝等の形状の一定
しない身体部の撮像に特に有効である。このフレキシブ
ルコイルは、ラップアラウンド撮像を可能にし、身体部
周辺に合致するよう形成することができる。脂肪飽和向
上物質を含む柔軟バッグ10内にコイルを設置することに
より、脂肪飽和を改善し、MRコイルと身体部間の空気隙
間を取り除く間、装置全体が身体形状に合致させること
ができる。装置全体を患者に固着するため、紐91又は他
の装着手段を使い保持できる。このような装着手段に
は、MR診断中に画像を干渉しない従来技術によって知ら
れるVelcro^Rブランドフック・ループ留め具、粘着テー
プ、その他のものが含まれる。バッグ内の脂肪飽和向上
物質との直接接触からフレキシブルコイルを保護するた
め、その回りに使い捨て外装を使うことができる。この
外装は、図２に示すような柔軟性を有する材料で形成さ
れる。

図８を参照し理解できるように、フレキシブルコイル
とバッグ装置はMRコイルの片側を形成するよう作成さ
れ、脂肪飽和物質で満たされた装着柔軟袋が他方の側を
形成することも可能である。患者の末端に位置する装置
上部にフレキシブルMRコイルが置かれ、患者の中央部近
傍の装置下部に脂肪飽和物質で満たされたバッグが置か
れることが好ましい。このような装置は柔軟性に富み、
患者、脂肪飽和物質、MR撮像コイル間の最大の当接を許
し、特に上記のような変わった形状を有する身体部にと
って有効である。

図14に示すように、中に脂肪飽和向上物質が入れられ
たバッグ10内にMRコイル94が設置された空洞内コイル
が、身体空洞内の撮像に利用できる。バッグ10は、脂肪
飽和物質を導入、排出する手段に取り付けられる。図14
において、これはバッグを皮下注射器93から脂肪飽和向
上物質で満たすチューブ92として示されている。これは
略図であり、従って、適当であればどのような脂肪飽和
物質でも、そしてそれと関連した挿入、排除手段でも利
用可能である。満たされていないコイル及びバッグ装置
は、口、腟、直腸、胃腸系等、撮像される身体空洞内に
設置できる。次に、脂肪飽和物質は、チューブ92を介
し、注射器93又は他の方法によりバッグ10に注入でき
る。従って、図15に示すように、患者が快適なように、
バッグは脂肪飽和物質で満たされる。物質注入がなされ
たバッグは、空洞の撮像を改善するため、身体空洞の内
部形状に合致する。

本発明は、特定の好適な実施例において詳述したが、
通常の技術知識を有する人に自明な他の実施例も本発明
の範囲内である。従って、本発明の範囲は、以下に記載
する請求項によってのみ定められるものとする。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者カークランド，ダブリュ．，ディーン. アメリカ合衆国，92019 カリフォルニア，エルケイジョン，オールドフィールドコート 1841番地 (72)発明者ワルターズ，マーク，エー. アメリカ合衆国，92129 カリフォルニア，サンディエゴ，キャベゾンプレイス 12596番地 (72)発明者デフランコ，ジャックアメリカ合衆国，92130 カリフォルニア，サンディエゴ，コーベットコート 12828番地 (56)参考文献特開平４−288139（ＪＰ，Ａ) 特開平５−64636（ＪＰ，Ａ) 特開平２−2911（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A61B 5/055

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】磁気共鳴撮像システムの脂肪飽和能力を向
上させるための装置であって、MRIにより撮像される身
体の一部に当接して設置され、身体−空気間インタフェ
ースを最小にするのに適合した容器と、前記容器内の脂肪飽和向上物質と、を備える装置。
【請求項２】前記容器が柔軟性を有する請求項１に記載
の装置。
【請求項３】前記容器が薄板から形成される請求項２記
載の装置。
【請求項４】前記薄板がエチル酢酸ビニル、ポリウレタ
ン、ナイロン、ポリエチレン及びポリエステルから成る
群より選ばれる物質から形成される請求項３記載の装
置。
【請求項５】前記容器がバッグである請求項１記載の装
置。
【請求項６】前記容器がさらにMR撮像コイルを含む請求
項５記載の装置。
【請求項７】前記撮像コイル及び前記容器が柔軟性を有
する請求項６記載の装置。
【請求項８】前記バッグが凹部を有し、前記バッグ以上
の剛性を有する外部シェル内に取り付けられている請求
項５記載の装置。
【請求項９】前記容器が選択的に充填可能な請求項１記
載の装置。
【請求項１０】前記容器が、撮像される身体の一部に、
あるいはその周辺に容器が複数設置される際に容器を互
いに固定する固定手段を有する請求項１記載の装置。
【請求項１１】前記容器が隙間充填固体材料も含む請求
項１記載の装置。
【請求項１２】前記隙間充填材料がシリカ、ケイ藻土、
発泡ポリウレタン、発泡ゴム、ポリエステル、吸収性布
及び吸収性紙から成る群より選ばれる請求項11記載の装
置。
【請求項１３】前記脂肪飽和向上物質がフルオロカーボ
ンを含む請求項１記載の装置。
【請求項１４】前記フルオロカーボン物質がパーフルオ
ロオクチルブロマイド、パーフルオロデシルブロマイ
ド、FC−77及びFC43より成る群から選ばれる請求項13記
載の装置。
【請求項１５】前記脂肪飽和向上物質が非プロトン化又
は最小プロトン化物質を含む請求項１記載の装置。
【請求項１６】前記脂肪飽和向上物質が、そのプロトン
が前記MRI装置により撮像されるプロトンと同じ周波数
で共鳴しない化合物を含む請求項１記載の装置。