JP4070814B2

JP4070814B2 - 磁気共鳴診断装置

Info

Publication number: JP4070814B2
Application number: JP50578298A
Authority: JP
Inventors: ランベルトゥスヨハネスマリアペトラスオースターワール
Original assignee: コーニンクレッカフィリップスエレクトロニクスエヌヴイ
Priority date: 1996-07-12
Filing date: 1997-06-12
Publication date: 2008-04-02
Anticipated expiration: 2017-06-12
Also published as: WO1998002092A1; JPH11501858A; EP0920279B1; EP0920279A1; DE69730976D1; DE69730976T2; US5987672A

Description

技術分野
本発明は、診断されるべき対象物を受け入れる診断域を有する磁気共鳴診断装置であって、非導電性のプラスチック材料からなる部品が少なくとも該装置が動作状態にある場合に該診断区域内に配置される磁気共鳴診断装置に関する。本発明はまた、この種の装置において使用する患者台にも関する。
背景技術
この種の装置は、米国特許出願第5 416 413号(PHD92 100)から既知である。この既知の装置は、コイルシステム用の支持具を有し、該支持具は、非導電性の合成（プラスチック）材料からなっている。前記装置の動作中、前記支持具は、強力で一様の磁界、傾斜磁界(gradient magnetic fields)及びRF磁界を発生する診断域内に配置される。このように、前記装置を、前記診断域内に配されるべき対象物の例えば磁気共鳴(MR)撮像または分光(spectroscopy)に使用することができる。いくつかの実験において、プラスチックパーツが、上述の像またはスペクトル内の未知の予期しない位置で視認できるようになったり、アーチファクト(artefacts)を与えることが分かった。この現象の調査結果は、（1990年発行）Magnetic Resonance in Medicine, 13の498〜503頁に公にされている。この文献から、誘電特性及び／または被削性の観点からみて前記診断域内で使用されるべき部品を製造するために非常に適しているであろう多くの材料が、これらの材料が上述のように視認できるようになったりアーチファクトを与えたりするために使用できないことは明らかである。
発明の開示
それゆえ、本発明は、部品製造用のプラスチック材料の選択に既知の装置よりも大きな自由度を与える上述のような装置を提供することを目的とする。本発明による装置は、前記プラスチック材料が常磁性材料の添加剤を有することを特徴とする。本発明は以下の見解に基づいている。すなわち、多くのプラスチック材料は、MRで検出可能な自由陽子を有しているということである。微量の常磁性材料を添加することにより、これら自由陽子が受ける磁界内に局部的な乱れが生じ、ゆえに、これら陽子の検出可能性が大幅に減少するであろう。
良好な結果が、前記プラスチック材料内の常磁性材料の量が重量濃度で0.5%と10%との間にある場合に得られることが分かった。全ての常磁性材料が適しているが、最適の結果はマンガン及びビスマスを用いて得られた。適切なプラスチック材料はポリマーであり、優れた一例はポリウレタンで、常磁性材料がこのポリウレタンに添加された場合に著しい向上を示した。
本発明のこれらの及び他の特長は、以下に述べられる実施例から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明による磁気共鳴診断装置の一実施例のブロック図を示している。
第２図は、第１図に示される装置の側方断面図を示している。
第３図は、本発明を用いて向上が得られることを図示する図を示している。
発明を実施するための最良の形態
第１図に図的に示されている磁気共鳴(MR)装置は、定常磁界Hを生成するための第１の磁気システム１、傾斜磁界を生成するための第２の磁気システム３及び該第２の磁気システム３用の電力供給源７を有している。無線周波数(RF)コイル９が、RF交番磁界(RF magnetic alternating field)を生成するように働く。このため、コイル９は、RF供給源１１に接続されている。RFコイル９はまた、無線周波数が送信されたフィールドにより診断されるべき対象物（図示せず）内に生成されるスピン共鳴信号を検出するために用いることができる。このため、コイル９は、信号増幅器１３を有するＲＦ受信装置に接続されている。信号増幅器１３の出力は、検出回路１５に接続され、該検出回路１５は、中央制御装置１７に接続されている。中央制御装置１７はまた、RF供給源１１用のモジュレータ１９、電力供給源７及び表示用モニタ２１も制御する。RF発振器２３は、モジュレータ１９と測定信号を処理する検出器１５とを制御する。第１の磁気システムの磁気コイルの冷却用に、冷却ダクト２７を有する冷却装置２５が設けられている。磁気システム１及び３内に配列されるRFコイル９は、測定空間すなわち診断域２９を内包している。この診断域２９は、医療診断測定用の装置内で診断されるべき患者または診断されるべき患者の一部、例えば、頭部及び首を収容するのに十分に大きいものである。このように、定常磁界H、対象物の断層を選択する傾斜磁界及び空間的に一様のRF交番磁界を診断域２９内に生成させることができる。RFコイル９は、送信コイル及び測定コイルの両機能を組合わせることができる。他の例においては、異なるコイルを、これら二つの機能に対して使用することができ、例えば測定コイルは表面コイルの形態で使用することができる。望むなら、コイル９は、RF磁界を遮蔽するファラデー箱３１により内包されても良い。
第２図は、第１図に図的に示される装置の側方断面図である。磁気システム１及び３は、患者３７を受け入れるための（破線で示されている）円筒ボア３５を有するハウジング３３内に配置されている。患者３７は、患者台３９上に横たえられる。この患者台３９は、支持具４３上で長手方向（ボア３５の円筒軸に並行）に変位可能な着脱可能テーブルトップ４１を有している。患者が横たわるテーブルトップは、ボア３５内にスライドさせることができる。この構成は、米国特許出願第5 014 968号(PHN12.742)に詳細に述べられている。テーブルトップ４１は、非導電性材料、通常、プラスチック材料からなる。例えばRFコイル９（第１図）を収容するハウジング及び患者３７の頭部を支えるためのヘッドレスト等の他の部品がテーブルトップ４１上に配置されても良い。これらの部品は第２図に示されてはいない。このような部品の一例は、米国特許出願第5 285 150号(PHN14.093)に詳細に述べられている。これらの部品も、通常適切なプラスチック材料からなる。
被削性及び誘電特性の要求条件を満たすプラスチック材料の一例は、ポリウレタン(polyurethane)である。しかしながら、Magnetic Resonance in Medicine,13の498〜503頁の引用文献は、この材料が陽子に関する許容できない高ＭＲ信号を与えることを開示している。これは、ポリウレタン内に自由陽子が存在することにより生じると信じられている。この材料からなる部品は、モールド内に例えばポリオール(polyol)とC-イソシアネート(C-isocyanate)とを同時に射出することにより形成される。これら二つの化学物質は長い撚り合い鎖(long intertwining strings)を形成するであろう。
C-イソシアネート：Ｏ＝Ｃ＝Ｎ〜〜〜〜〜〜〜〜Ｎ＝Ｃ＝Ｏ
ポリオール：ＨＯ〜〜〜〜〜Ｃ−Ｏ−Ｃ〜〜〜〜〜ＯＨ

このような反応においては、全てのOH基が反応後になくなりはしないであろう。残ったのOH基は、MRを用いて検出可能であろう‘自由’陽子を有している。これらの陽子は、20ms程度のT2緩和時間を持っている。微量のマンガン(manganese)またはビスマス(bismuth)等の常磁性材料を添加することにより、自由陽子の位置において磁界の局部的乱れが生じ、これにより、T2^*の減少が生じるであろうことが分かった。これは、これら自由陽子の検出可能性を大幅に減少させる。
試験目的のために、長方形モールド（25×15×1cm）を用いた小さな製造ユニットが実際のコイル部品と同様の密度を持つ試験試料を生成するために使用された。供給ビン内において、ポリオールが、所定量のMnSO₄(+1H₂O)と混合された。種々のMn⁺濃度を持つ試料が作られた。これらの試料の一つ（試料A）は、基礎材料（ポリウレタン）からなり、他の試料（試料B）は、この基礎材料と5%（重量濃度）のMnSO₄＝1H₂Oの添加剤とからなり、第３の試料（試料C）は、この基礎材料と10%（重量濃度）のこの添加剤とからなる。これら試料の化学分析により、試料B及びC内のMn⁺の濃度が、それぞれ重量濃度で約1.5%及び6.6%であるべきであることが決定された。これら試料の陽子のMRスペクトルが、MR装置において測定された。この結果が第３図に図示されている。
この図は、周波数fの関数として各試料A、B及びCから得られた信号sを示している。Dで示されるカーブは、‘空の’MR装置（何のサンプルも持たない装置）から得られた信号を示し、Eで示されるカーブは、基準として10mlのH₂Oの試料から得られた信号を示している。明白さのために、カーブA、B、C及びDは、これらカーブが重ならないように垂直方向にずらされている。実際には、カーブCは、測定精度内で、カーブDと一致する。カーブBのピークは、カーブCのピークの約３倍の高さであり、カーブAのピークは、カーブBのピークの約６倍の高さである。これから、常磁性材料をプラスチック材料に添加することにより、この材料からなる部品のＭＲ診断における可視性を大幅に減少させることができることは明らかである。
これらの好結果を残した試験の後、ポリウレタンへのマンガンの添加が、ヘッドコイル用のアンダーカバーの通常の製造に用いられた。MnSO₄は研究所での使用のみ利用可能であるため（これはかなり高価である）、大量に利用可能なMnCO₃を使用することが決断された。カバーは、この添加剤を持つポリウレタンから作られ、これらカバーの一つの化学分析が、Mn⁺の実際の濃度は0.67%であるべきことを示した。これらカバーの陽子信号をMR装置において測定した際、常磁性添加剤を持たないポリウレタンから作られた標準カバーからの信号よりも５のファクターで少なくなることが分かった。これらの及び他の実験から、良好な結果は、プラスチック材料内の常磁性材料の量が重量濃度で0.5%と10%との間にある場合に得られると言う結果に至った。

Claims

診断されるべき対象物を受け入れる診断域と、
少なくとも該装置が動作状態にある場合に前記診断域内に配置され、磁気共鳴画像又は磁気共鳴スペクトルにおいて視認されない非導電性のプラスチック材料からなる部品とを有し、
前記プラスチック材料は、常磁性材料の添加剤を有することを特徴とする磁気共鳴診断装置であって、
前記プラスチック材料内の常磁性材料の量は、重量濃度で0.5%と10%との間にあり、
前記常磁性材料は、マンガンまたはビスマスであり、
前記プラスチック材料は、ポリマーであり、
前記部品が患者台であることを特徴とする磁気共鳴診断装置。
磁気共鳴診断装置において使用する患者台であって、少なくとも一部が磁気共鳴画像又は磁気共鳴スペクトルにおいて視認されない非導電性のプラスチック材料からなる患者台において、
前記プラスチック材料は、常磁性材料の添加剤を有することを特徴とする患者台であって、
前記プラスチック材料内の常磁性材料の量は、重量濃度で0.5%と10%との間にあり、
前記常磁性材料は、マンガンまたはビスマスであり、
前記プラスチック材料は、ポリマーであることを特徴とする患者台。