JPS58218950A - 生体内部の化学的および／または物理的状態を非插入法により検出する装置 - Google Patents
生体内部の化学的および／または物理的状態を非插入法により検出する装置Info
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- JPS58218950A JPS58218950A JP58091646A JP9164683A JPS58218950A JP S58218950 A JPS58218950 A JP S58218950A JP 58091646 A JP58091646 A JP 58091646A JP 9164683 A JP9164683 A JP 9164683A JP S58218950 A JPS58218950 A JP S58218950A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は均一な一定磁場および高周波磁場による磁気共
鳴を使用して動物またはヒトの損傷のない全生体内部の
化学的および（または）物理的状態を非挿入法によυ検
出する装置に関し、被検体の個々の領域が高分解磁気共
鳴測定装置によって測定され、生体内の任意の位置にあ
る自由に選択しうる測定点が選択可能の体積領域に制限
された磁気共鳴（局所磁気共鳴）を使用して試験される
。
鳴を使用して動物またはヒトの損傷のない全生体内部の
化学的および（または）物理的状態を非挿入法によυ検
出する装置に関し、被検体の個々の領域が高分解磁気共
鳴測定装置によって測定され、生体内の任意の位置にあ
る自由に選択しうる測定点が選択可能の体積領域に制限
された磁気共鳴（局所磁気共鳴）を使用して試験される
。
組織試料の化学的および（または）物理的状態たとえば
ｐＨ値、化学組成、温度等を試験することは公知である
。この場合いわゆるインビトロ測定とインビゼ測定が区
別される。インビトロ測定の場合化きていない組織が試
験管内で試験されるけれど、インビゼ測定は原則として
生きている組織すなわち動物またはヒトの生体内で行わ
れる。
ｐＨ値、化学組成、温度等を試験することは公知である
。この場合いわゆるインビトロ測定とインビゼ測定が区
別される。インビトロ測定の場合化きていない組織が試
験管内で試験されるけれど、インビゼ測定は原則として
生きている組織すなわち動物またはヒトの生体内で行わ
れる。
さらに挿入法および非挿入法による測定法が区別される
。挿入法による測定法の場合ゾンデ、カテーテル等が被
検組織へ導入され、これはインビぎ測定の際著しい苦痛
および場合により被検体の損傷を伴う。したがってこの
ような測定はとくに敏感な組織の場合除外され、または
麻酔と同時に乙のような大きい困難のもとにしか実施で
きない。
。挿入法による測定法の場合ゾンデ、カテーテル等が被
検組織へ導入され、これはインビぎ測定の際著しい苦痛
および場合により被検体の損傷を伴う。したがってこの
ような測定はとくに敏感な組織の場合除外され、または
麻酔と同時に乙のような大きい困難のもとにしか実施で
きない。
非挿入法による測定のため、被検体を貫通する波動また
は放射線たとえば超音波またはＸ線を使用することは公
知である。しかし超音波によれば被検体内部の比較的不
正確な情報しか得られず、Ｘ線法は生体の放射線障害を
伴う。
は放射線たとえば超音波またはＸ線を使用することは公
知である。しかし超音波によれば被検体内部の比較的不
正確な情報しか得られず、Ｘ線法は生体の放射線障害を
伴う。
さらに組織の試験にいわゆる磁気共鳴を使用することが
公知であり、その際被検試料は同時に均一な一定磁場お
よび高周波磁場に置かれる、磁気共鳴は以前は主として
インビトロ測定に使用されたけれど、最近はＮＭＲトモ
グラフィーの通称によるインビダ測定も公知になった。
公知であり、その際被検試料は同時に均一な一定磁場お
よび高周波磁場に置かれる、磁気共鳴は以前は主として
インビトロ測定に使用されたけれど、最近はＮＭＲトモ
グラフィーの通称によるインビダ測定も公知になった。
これに必要なＮＭＲトモグラフィーの場合、均一な一定
磁場にいわゆる勾配磁場が重畳され、この磁場は一定磁
場の有効強さを磁場の軸方向に直線的に上昇する作用を
有する。そこで被検体に一定周波数の高周波磁場を印加
すると、印加した高周波磁場によりちょうど磁気共鳴が
励起される一定磁場の強さを有する被検体の面のみが共
鳴する。一定磁場に対し垂直方向の付カロ的勾配磁場の
使用によって多数の角位置で被検断面の平面的結像をつ
くることができるので、最終的にＸ線ＯＴ に相当する
像を構成することができるけれど、磁気共鳴の門用はＸ
線法力；有する放射線障害のない大きい利点を有する。
磁場にいわゆる勾配磁場が重畳され、この磁場は一定磁
場の有効強さを磁場の軸方向に直線的に上昇する作用を
有する。そこで被検体に一定周波数の高周波磁場を印加
すると、印加した高周波磁場によりちょうど磁気共鳴が
励起される一定磁場の強さを有する被検体の面のみが共
鳴する。一定磁場に対し垂直方向の付カロ的勾配磁場の
使用によって多数の角位置で被検断面の平面的結像をつ
くることができるので、最終的にＸ線ＯＴ に相当する
像を構成することができるけれど、磁気共鳴の門用はＸ
線法力；有する放射線障害のない大きい利点を有する。
しかしＮＭＲ）モグラフイーによれ＆よ前言己断層製造
の際断面内に存在するスピン密度を記録するだけなので
、非常に粗い情報しか得られない。したがって比較的低
分解の磁気共鳴を使用すれば足りる。
の際断面内に存在するスピン密度を記録するだけなので
、非常に粗い情報しか得られない。したがって比較的低
分解の磁気共鳴を使用すれば足りる。
最後に０ｘｆｏｒｄ Ｒｅ５ｅａｒｃｈ Ｓｙｓｔｅｍ
ｓ社の社報”Ｔｏｐｉｃａｌ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅ
５ｏｎａｎｃｅ Ｓｐθｃｔｒｏｅｃｏｐｙ”から動物
生体の個々の領域の高分解核共鳴測定を実施する装置が
公知である。そのために試験コイルが動物生体の表面へ
装着され、動物生体の表面近くの詳細には決定されない
領域が高分解核共鳴測定装置によって測定される。しか
しこの公知装置によれば被検体内部の一定測定点とくに
自由に選択しうる測定点の試験は不可能である。
ｓ社の社報”Ｔｏｐｉｃａｌ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅ
５ｏｎａｎｃｅ Ｓｐθｃｔｒｏｅｃｏｐｙ”から動物
生体の個々の領域の高分解核共鳴測定を実施する装置が
公知である。そのために試験コイルが動物生体の表面へ
装着され、動物生体の表面近くの詳細には決定されない
領域が高分解核共鳴測定装置によって測定される。しか
しこの公知装置によれば被検体内部の一定測定点とくに
自由に選択しうる測定点の試験は不可能である。
本発明の目的は人体内部の任意の測定点における直接評
価しうるノξラメータの生理的診断用測定が可能である
装置を得ることである。
価しうるノξラメータの生理的診断用測定が可能である
装置を得ることである。
この目的は本発明により１つの測定段がまず測定した核
共鳴スペクトルの・ξラメータから選択した体積領域内
の温度を求め、本発明の目的の第２の解決手段によれば
選択した体積領域内のｐＨ値を測定することによって解
決される。
共鳴スペクトルの・ξラメータから選択した体積領域内
の温度を求め、本発明の目的の第２の解決手段によれば
選択した体積領域内のｐＨ値を測定することによって解
決される。
したがって本発明の装置によって初めて高分解核共鳴ス
ペクトロスコピーの意外な分析可能性を動物またはヒト
の体内の任意の位置における非挿入インビｉ測定の場合
にも直接診断用に評価しうる測定値を得るために使用す
ることが可能になる。
ペクトロスコピーの意外な分析可能性を動物またはヒト
の体内の任意の位置における非挿入インビｉ測定の場合
にも直接診断用に評価しうる測定値を得るために使用す
ることが可能になる。
特許請求の範囲第２項〜第１０項および第１２項〜第２
０項記載の特徴によってさらに利点が得られる。
０項記載の特徴によってさらに利点が得られる。
自由に選択しうる特定測定点を測定するだめの本発明の
有利な形成によれば、インビトロ測定の文献から１部公
知の装置および１部は本出願人の先の特許に係る装置の
１部が使用される・ 。これらの装置は測定点の自由選
択性が純電子的手段によって達成されることで共通し、
それゆえ自動測定が可能であり、被検体の位置は測定の
量変化することを必要としない。
有利な形成によれば、インビトロ測定の文献から１部公
知の装置および１部は本出願人の先の特許に係る装置の
１部が使用される・ 。これらの装置は測定点の自由選
択性が純電子的手段によって達成されることで共通し、
それゆえ自動測定が可能であり、被検体の位置は測定の
量変化することを必要としない。
本発明によればそれぞれの測定点の位置における温度お
よび（または） ｐＨ値が測定される。それによって生
体の物理的または化学的状態のきわめて正確な高選択性
監視が可能である。
よび（または） ｐＨ値が測定される。それによって生
体の物理的または化学的状態のきわめて正確な高選択性
監視が可能である。
たとえば温度を測定する場合、重症とくに腫瘍の高熱発
生器による処置の際のまったく新規な適用法が開かれる
。というのは本発明の装置によって人体のどこかの領域
または許容外の高温からとくに保護すべき領域たとえば
脳がなお健康に支障のない温度を有するかどうかを監視
できるからである。ｐＨ値を測定する本発明のもう１つ
の装置の場合、したがって生体たとえば特定器官または
器官１部の状態の診断が可能であるだけで力＜、本発明
の装置は処置とくに医薬処置の効果の監視に使用するこ
とができる。
生器による処置の際のまったく新規な適用法が開かれる
。というのは本発明の装置によって人体のどこかの領域
または許容外の高温からとくに保護すべき領域たとえば
脳がなお健康に支障のない温度を有するかどうかを監視
できるからである。ｐＨ値を測定する本発明のもう１つ
の装置の場合、したがって生体たとえば特定器官または
器官１部の状態の診断が可能であるだけで力＜、本発明
の装置は処置とくに医薬処置の効果の監視に使用するこ
とができる。
前記装置は純電子的形成のため著しく高速に動作するの
で、生体の全試験を比較的迅速に実施することができる
。たとえば被検体の１つの体積領域中の温度をスペクト
ロメトリーにより検出するために必要な時間は約１−の
体積に対し約数１０秒で十分である。
で、生体の全試験を比較的迅速に実施することができる
。たとえば被検体の１つの体積領域中の温度をスペクト
ロメトリーにより検出するために必要な時間は約１−の
体積に対し約数１０秒で十分である。
磁気共鳴は種々の核種の共鳴に使用しうるので、多数の
生体固有の物質または異物質をこれらが磁気共鳴信号の
みを発する限り測定することができる。測定精度および
信号利得を上昇するため、有利にコントラスト改善剤を
添加たとえば注射し、その際多数の核種を利用すること
ができる。コントラスト改善剤とはこの場合ＮＭＲスヘ
クトルの・ξラメータたとえばケミカルシフトが温度ま
たはｐＨ値にとくに明らかに依存する物質を表わす。
生体固有の物質または異物質をこれらが磁気共鳴信号の
みを発する限り測定することができる。測定精度および
信号利得を上昇するため、有利にコントラスト改善剤を
添加たとえば注射し、その際多数の核種を利用すること
ができる。コントラスト改善剤とはこの場合ＮＭＲスヘ
クトルの・ξラメータたとえばケミカルシフトが温度ま
たはｐＨ値にとくに明らかに依存する物質を表わす。
測定精度とくに較正精度またはたとえば多数・ξラメー
タの同時的検出のための変化可能性は本発明により多数
の異なる核種を同時に測定することによってさらに増大
することができる。
タの同時的検出のための変化可能性は本発明により多数
の異なる核種を同時に測定することによってさらに増大
することができる。
さらに本発明の有利な形成によればただ１つの測定点の
物理的および（または）化学的状態を検出しうるだけで
なく、測定点の簡単なステップ送りによシ検出した測定
値たとえば温度またはｐＨ値の被検体断面に相当する完
全な平面的ラスタをつくることができる。それによって
面内の温度分布またはｐＨ値分布を示すことができる。
物理的および（または）化学的状態を検出しうるだけで
なく、測定点の簡単なステップ送りによシ検出した測定
値たとえば温度またはｐＨ値の被検体断面に相当する完
全な平面的ラスタをつくることができる。それによって
面内の温度分布またはｐＨ値分布を示すことができる。
最後に本発明の有利な形成によればさらに付加的均一化
手段すなわちいわゆるシム（Ｓｈｉｍ ）コイルを使用
し、試験する個々の測定点の一定磁場をさらに均一にし
、物理的および（または）化学的状態を一層正確に測定
することができる。
手段すなわちいわゆるシム（Ｓｈｉｍ ）コイルを使用
し、試験する個々の測定点の一定磁場をさらに均一にし
、物理的および（または）化学的状態を一層正確に測定
することができる。
他の利点は以下の実施例の説明から明らかである。
被検体内部の自由に選択しうる特定の点を選択的に測定
するため本発明により局所磁気共鳴（ＬＭＲ）を実施す
るスペクトロメータが使用される。
するため本発明により局所磁気共鳴（ＬＭＲ）を実施す
るスペクトロメータが使用される。
本発明の装置の第１実施例によれば均一な一定磁場に対
し付加的に、平行でなくとくに直交する３つの勾配磁場
が使用され、この磁場は異通の交点すなわち試験すべき
測定点で交わる。
し付加的に、平行でなくとくに直交する３つの勾配磁場
が使用され、この磁場は異通の交点すなわち試験すべき
測定点で交わる。
３つのすべての磁場を時間的に非同期的に変調すると、
変調は交点すなわち測定点を除いて到る所で打消される
。したがって変調振幅がゼロに等しい点には公知手段で
容易に検出しうるＤＣ成分のみが存在するので、この装
置を使用すれば３平面の交点のＬＭＲ信号のみが検出さ
れる。
変調は交点すなわち測定点を除いて到る所で打消される
。したがって変調振幅がゼロに等しい点には公知手段で
容易に検出しうるＤＣ成分のみが存在するので、この装
置を使用すれば３平面の交点のＬＭＲ信号のみが検出さ
れる。
この種の装置は文献に記載され、特殊な形成はたとえば
Ｊ、Ａｐｌ）１．Ｐｈ３’８．４７巻３７０９〜３７２
１−”−、）（１９７６年）のＨ１ｎ８ｂ＋ａｗの論文
”。
Ｊ、Ａｐｌ）１．Ｐｈ３’８．４７巻３７０９〜３７２
１−”−、）（１９７６年）のＨ１ｎ８ｂ＋ａｗの論文
”。
５ｅｎｓｉｔｉｖｅ Ｐｏ１ｎｔ ”法に記載される。
さらに試験する選択的測定点は均一磁場に１つの勾配磁
場を特殊な補助フィルによって重畳させることによって
決定することができ、その際狭く仕切られた体積領域す
なわち試験すべき測定点のみが高い均一性を得、残りの
被検体を含むすべての位置は著しい不均一性を有するの
で、これらの不均一部では利用しうる共鳴刊号が発生し
ない。したがって磁場の選択的均一化により選択的共鳴
測定が達成される。このような装置も文献に記載され、
特殊な形成はたとえばＰｈｙｅＬａｌ、Ｏｈｅｍ、Ｐｈ
ｙｓ、 ８．６１〜６５ベージ（１９７６年）にＤａｍ
ａｄｉａｎにより°’ＦＯＮＡＲ”とし不記載される。
場を特殊な補助フィルによって重畳させることによって
決定することができ、その際狭く仕切られた体積領域す
なわち試験すべき測定点のみが高い均一性を得、残りの
被検体を含むすべての位置は著しい不均一性を有するの
で、これらの不均一部では利用しうる共鳴刊号が発生し
ない。したがって磁場の選択的均一化により選択的共鳴
測定が達成される。このような装置も文献に記載され、
特殊な形成はたとえばＰｈｙｅＬａｌ、Ｏｈｅｍ、Ｐｈ
ｙｓ、 ８．６１〜６５ベージ（１９７６年）にＤａｍ
ａｄｉａｎにより°’ＦＯＮＡＲ”とし不記載される。
最後に本発明のもう１つの形成によれば本出願人の先の
特願昭５８−４０８３６号に記載のＬＭＲ装置が使用さ
れる。すなわちこの先願の全開示内容は本発明にり１用
される。この先願装置の場合、均一な一定磁場に同方向
の第１磁場が重畳され、その強さは被検体の第１空間座
標の方向に変化する（第１勾配磁場）。続いて均一磁場
と第１勾配磁場の重畳による合成磁場内の選択された核
スピンのラーモア周波数によって決定された、第１空間
座標の方向と垂直の選択された被検体面内にある被検体
に含まれる選択された核スピンを選択的に励起し、次に
同様均一磁場と同方向で第１空間座標の方向と垂直の方
向に変化するもう１つの勾配磁場を印加する。最後に均
一磁場およびもう１つの勾配磁場にさらされる励起され
た核スピンの発する誘導信号を画像信号に処理し、第１
勾配磁場を印加し −た際均一磁場内にある選択された
核スピンのすべてが付加的に励起される。選択された被
検体面内に含まれる核スピンの選択的励起はこの面内に
含まれる選択された核スピンを均一磁場に対し選択的に
同方向または反対方向に向けるように均一磁場の方向へ
戻すように行われ、その際もう１つの勾配磁場の印加後
、選択された面内に含まれる選択された核スピンの新た
な励起が行われるので、この核スピンが所望の誘導信号
を発する。この場合結局均一磁場に対し交互に同方向ま
たは反対方向に戻し回転した核スピンによって１組の測
定が実施され、得られた誘導信号が互いに減算される。
特願昭５８−４０８３６号に記載のＬＭＲ装置が使用さ
れる。すなわちこの先願の全開示内容は本発明にり１用
される。この先願装置の場合、均一な一定磁場に同方向
の第１磁場が重畳され、その強さは被検体の第１空間座
標の方向に変化する（第１勾配磁場）。続いて均一磁場
と第１勾配磁場の重畳による合成磁場内の選択された核
スピンのラーモア周波数によって決定された、第１空間
座標の方向と垂直の選択された被検体面内にある被検体
に含まれる選択された核スピンを選択的に励起し、次に
同様均一磁場と同方向で第１空間座標の方向と垂直の方
向に変化するもう１つの勾配磁場を印加する。最後に均
一磁場およびもう１つの勾配磁場にさらされる励起され
た核スピンの発する誘導信号を画像信号に処理し、第１
勾配磁場を印加し −た際均一磁場内にある選択された
核スピンのすべてが付加的に励起される。選択された被
検体面内に含まれる核スピンの選択的励起はこの面内に
含まれる選択された核スピンを均一磁場に対し選択的に
同方向または反対方向に向けるように均一磁場の方向へ
戻すように行われ、その際もう１つの勾配磁場の印加後
、選択された面内に含まれる選択された核スピンの新た
な励起が行われるので、この核スピンが所望の誘導信号
を発する。この場合結局均一磁場に対し交互に同方向ま
たは反対方向に戻し回転した核スピンによって１組の測
定が実施され、得られた誘導信号が互いに減算される。
前記３つのＬＭＲ装置はすべて共通して純電子的手段に
よシ順次選択点を大きい測定精度をもって測定すること
ができる。その際被検体は少しも負荷にさらされない。
よシ順次選択点を大きい測定精度をもって測定すること
ができる。その際被検体は少しも負荷にさらされない。
というのは使用する一定および高周波磁場は認めうる生
理作用を有しないからである。
理作用を有しないからである。
本発明によれば調節した測定点で測定点のそれぞれの温
度または支配するｐＨ値を検出する測定回路が備えられ
る。
度または支配するｐＨ値を検出する測定回路が備えられ
る。
高分解核共鳴の場合、被検物質の核共鳴スペクトル中に
特性値すなわちいわゆるケミカルシフトだけ遊離プロト
ンの共鳴線からずれた１つまたは多数の線が発生する。
特性値すなわちいわゆるケミカルシフトだけ遊離プロト
ンの共鳴線からずれた１つまたは多数の線が発生する。
高分解核共鳴装置によってのみ検出されるこの測定値に
より種々の化学的および（または）物理的状態を推論す
ることができる。たとえばケミカルシフトから温度およ
びｐＨ値を解明しうろことは文献から公知である。たと
えば温度依存に関してはＡｎａｌ。
より種々の化学的および（または）物理的状態を推論す
ることができる。たとえばケミカルシフトから温度およ
びｐＨ値を解明しうろことは文献から公知である。たと
えば温度依存に関してはＡｎａｌ。
Ｃｈｅｍ、 ４０巻、２２２７〜２２２９ページ（１９
６８年）のｖａｎ Ｇｅｅｔ、Ａ、Ｌ、の論文、ｐＨ値
に関してはＪ、Ｂｉｏｌ、（！ｈｅｍ、 ２４８巻、７
２７６ページ（１９７３年）のＭｏｏｎ Ｒ，Ｂ、の論
文に記載される。
６８年）のｖａｎ Ｇｅｅｔ、Ａ、Ｌ、の論文、ｐＨ値
に関してはＪ、Ｂｉｏｌ、（！ｈｅｍ、 ２４８巻、７
２７６ページ（１９７３年）のＭｏｏｎ Ｒ，Ｂ、の論
文に記載される。
核磁気共鳴は多数の核種に使用しうるので、核共鳴によ
り試験しうる多数の化学物質を使用することができる。
り試験しうる多数の化学物質を使用することができる。
本発明によればまず体内に７ｆ４ケよ、ｂ ＊ ！ ７
５Ｅ ｉｎよ、ゎヨあわ６．、わ１、 □。
５Ｅ ｉｎよ、ゎヨあわ６．、わ１、 □。
本発明の他の実施例によれば生体に故意に供給たとえば
注射した特殊な核共鳴信号を発する物質の測定が行われ
るので、測定の改善が可能である。この場合もちろん文
献から公知の核共鳴信号を発するすべての化合物を使用
することはできない１．それはこれらの化合物は１部毒
性を有するからである。本発明には非毒性化合物のみま
たは非毒性濃度の他の化合物を使用することは明らかで
ある。
注射した特殊な核共鳴信号を発する物質の測定が行われ
るので、測定の改善が可能である。この場合もちろん文
献から公知の核共鳴信号を発するすべての化合物を使用
することはできない１．それはこれらの化合物は１部毒
性を有するからである。本発明には非毒性化合物のみま
たは非毒性濃度の他の化合物を使用することは明らかで
ある。
温度測定にはとくに核種Ｉ Ｈ、２Ｈ、１５ｃ１１５
Ｎ ２３ Ｎ ａ、 ３１ ｐ、５９ｃｏが適す乙。
Ｎ ２３ Ｎ ａ、 ３１ ｐ、５９ｃｏが適す乙。
これらの核種は前記のように生体固有の物質中とくに１
Ｈはヒスチジン中に、または３１ＰはＡＴＰもしくはＡ
ＤＰの形で無機または有機リン酸塩中に見いたされる。
Ｈはヒスチジン中に、または３１ＰはＡＴＰもしくはＡ
ＤＰの形で無機または有機リン酸塩中に見いたされる。
Ｘ線法の際使用する造影剤と同様ＮＭＲコントラスト改
善剤の効果を有する異物質を被検体へ供給するため、有
利に表２に示す文献に記載の表１に示す物質を使用する
ことができる。すでに強調したように“これらは文献に
核共鳴測定のためきくに適するとされている物質であり
、これらが人体または動物体に有害であるかどうかは考
慮されていない。
善剤の効果を有する異物質を被検体へ供給するため、有
利に表２に示す文献に記載の表１に示す物質を使用する
ことができる。すでに強調したように“これらは文献に
核共鳴測定のためきくに適するとされている物質であり
、これらが人体または動物体に有害であるかどうかは考
慮されていない。
ｐＨ値測定の場合、本発明によればとくに核種 １Ｈま
たは３１Ｐが適する。これらの核種は前記のように生体
固有の物質中に測定される。もちろん前記方法で適当な
生体異物質を供給することもできる。
たは３１Ｐが適する。これらの核種は前記のように生体
固有の物質中に測定される。もちろん前記方法で適当な
生体異物質を供給することもできる。
前記のように核磁気共鳴を使用する場合、多数の核種を
利用することができる。それゆえ核、ｔｌ［スペクトロ
メ） ＩＪ〜の技術から公知の装置によって多数の異な
る核種を同時に励起して検出し、本発明による高分解局
所核共鳴測定の情報の変化幅を拡大することもできる。
利用することができる。それゆえ核、ｔｌ［スペクトロ
メ） ＩＪ〜の技術から公知の装置によって多数の異な
る核種を同時に励起して検出し、本発明による高分解局
所核共鳴測定の情報の変化幅を拡大することもできる。
前記のように特定測定点は純電子的手段によって調節さ
れるので、個々の点のみならず多数の点とくに面を測定
し、測定した・ξラメータの完全な面ラスタを記録する
ことが問題なく可能である。したがってたとえば被検体
断面の温度プロフィルまたはｐＨプロフィルを得ること
ができる。この方法で生体のたとえば多数の器官の断面
の温度分布が得られる。
れるので、個々の点のみならず多数の点とくに面を測定
し、測定した・ξラメータの完全な面ラスタを記録する
ことが問題なく可能である。したがってたとえば被検体
断面の温度プロフィルまたはｐＨプロフィルを得ること
ができる。この方法で生体のたとえば多数の器官の断面
の温度分布が得られる。
高分解核共鳴の場合さらにいわゆるシムコイルを備え、
これによって測定から測定へ試験位置に高度の均一性を
調節し、とくに高分解測定が可能になる。それゆえ本発
明の他の実施例に、ｌＬば、ヘルムホルツコイルのよう
につねに一定の所定位置にのみ作用するように形成され
た何加的コイルが使用される。この局所的に有効なシム
コイルによってそのつと試験する側腕のみが付加的に均
一化され、高分解測定たとえば検出したケミカルシフト
の精度が改善されるので、検出した物理的および（また
は）化学的状態の精度が同様上昇する。
これによって測定から測定へ試験位置に高度の均一性を
調節し、とくに高分解測定が可能になる。それゆえ本発
明の他の実施例に、ｌＬば、ヘルムホルツコイルのよう
につねに一定の所定位置にのみ作用するように形成され
た何加的コイルが使用される。この局所的に有効なシム
コイルによってそのつと試験する側腕のみが付加的に均
一化され、高分解測定たとえば検出したケミカルシフト
の精度が改善されるので、検出した物理的および（また
は）化学的状態の精度が同様上昇する。
次に本発明を図面により説明する１、
図面には公知法でＮＭＲ）モダラフイー〇際使用される
磁気コイル配置が全体的に１０で示される。この場合と
くにヘルムホルツ配置またはそれから誘導された補正コ
イルを有する配置が使用される。第１図には簡単のため
示されていない多数の勾配コイルも備えられる。電流供
給装置１１は均−一定磁場を発生する磁気コイル装置に
直流を供給する。高周波発信器／受信器１２は磁気コイ
ル配置１０の高周波コイルに必要な信号を送る。高周波
受信器１２が受信した核共鳴信号はスペクトロメータ１
３に送られ、このスペクトロメータは同様電流供給装置
１１の制閤号を送る。スペクトロメータ１３は前記形式
の１つに形成され、局所磁気共鳴ＬＭＲすなわち被検体
内の選択された測定点の磁気共鳴の測定に適する。
磁気コイル配置が全体的に１０で示される。この場合と
くにヘルムホルツ配置またはそれから誘導された補正コ
イルを有する配置が使用される。第１図には簡単のため
示されていない多数の勾配コイルも備えられる。電流供
給装置１１は均−一定磁場を発生する磁気コイル装置に
直流を供給する。高周波発信器／受信器１２は磁気コイ
ル配置１０の高周波コイルに必要な信号を送る。高周波
受信器１２が受信した核共鳴信号はスペクトロメータ１
３に送られ、このスペクトロメータは同様電流供給装置
１１の制閤号を送る。スペクトロメータ１３は前記形式
の１つに形成され、局所磁気共鳴ＬＭＲすなわち被検体
内の選択された測定点の磁気共鳴の測定に適する。
スペクトロメータ１３は出力として核共鳴スペクトルを
送り、このスペクトルは測定回路１牛のメモリー１５に
記録される。メモリー１５を呼出し、比較器回路１６で
選択された線を検出し、その相互距離すなわちいわゆる
ケミカルシフトを求める。比較器回路１６の出力信号は
読出しメモリー１７に送られ、ここには温度またはｐＨ
値の一定ケミカルシフトに対応する値が特性ダイヤグラ
ムまたは表の形で貯蔵してｉる。したがって、読出しメ
モリーの出力側からこれらの値すなわち温度またはｐＨ
値が直接得られる。この値は次にアルファニューメリッ
ク表示器１８に直接表示され、または完全な被検体面の
相当する値が得られ、記録器１９に２次元的表示でプリ
ントされ、たとえば一定の温度またはｐＨ値と種々の黒
さまたは色が対応するので、温度分布またはｐＨ値分布
の２次元的表示が発生する。
送り、このスペクトルは測定回路１牛のメモリー１５に
記録される。メモリー１５を呼出し、比較器回路１６で
選択された線を検出し、その相互距離すなわちいわゆる
ケミカルシフトを求める。比較器回路１６の出力信号は
読出しメモリー１７に送られ、ここには温度またはｐＨ
値の一定ケミカルシフトに対応する値が特性ダイヤグラ
ムまたは表の形で貯蔵してｉる。したがって、読出しメ
モリーの出力側からこれらの値すなわち温度またはｐＨ
値が直接得られる。この値は次にアルファニューメリッ
ク表示器１８に直接表示され、または完全な被検体面の
相当する値が得られ、記録器１９に２次元的表示でプリ
ントされ、たとえば一定の温度またはｐＨ値と種々の黒
さまたは色が対応するので、温度分布またはｐＨ値分布
の２次元的表示が発生する。
したがって本発明の実施例は実際には全体的に次のとお
り経過する： 温度分布を測定すべき被検体へあらかじめ測定に使用す
る核種たとえば Ｈを種々のアルコールの非毒性用量の
注射によって導入する。次に被検体をＢｒｕｋｅｒ社の
ＯＸＰ ＩＱＱｔ形のようなＮＭＲ）モグラフイー装置
の一定磁場へ配置する。使用する核種の磁気共鳴を励起
するためこの場合たとえば９０°・ξルスが使用される
。核共鳴の励起後、共鳴振動によって誘起された高周波
信号は和信号（インターフェログラム）として受信、記
録され、これからフーリエ解析（ＦＩＴ）により検出す
る物質の個々の共鳴振動またはス梨りトルが求められる
。これは詳細には高分解ＮＥＴ−ＮＭＲスペクトロスコ
ピーから公知の方法で行われる。この場合測定回路はた
とえば特徴スペクトルノξラメータとして１つまたは多
数の線のケミカルシフトを絶対的に、試験する核種の較
正溶液に対し、または多数の異なる核種に対して測定す
る。次に温度がシフト値および場合により他の・ξラメ
ータ（磁場の強さ等）の函数として電子メモリー（’Ｆ
ＲＯＭ ）に貯蔵した特性ダイヤグラムから取出される
。
り経過する： 温度分布を測定すべき被検体へあらかじめ測定に使用す
る核種たとえば Ｈを種々のアルコールの非毒性用量の
注射によって導入する。次に被検体をＢｒｕｋｅｒ社の
ＯＸＰ ＩＱＱｔ形のようなＮＭＲ）モグラフイー装置
の一定磁場へ配置する。使用する核種の磁気共鳴を励起
するためこの場合たとえば９０°・ξルスが使用される
。核共鳴の励起後、共鳴振動によって誘起された高周波
信号は和信号（インターフェログラム）として受信、記
録され、これからフーリエ解析（ＦＩＴ）により検出す
る物質の個々の共鳴振動またはス梨りトルが求められる
。これは詳細には高分解ＮＥＴ−ＮＭＲスペクトロスコ
ピーから公知の方法で行われる。この場合測定回路はた
とえば特徴スペクトルノξラメータとして１つまたは多
数の線のケミカルシフトを絶対的に、試験する核種の較
正溶液に対し、または多数の異なる核種に対して測定す
る。次に温度がシフト値および場合により他の・ξラメ
ータ（磁場の強さ等）の函数として電子メモリー（’Ｆ
ＲＯＭ ）に貯蔵した特性ダイヤグラムから取出される
。
前記例に記載した測定の場合、被検体の個々の体積領域
中の温度精度は測定物質のケミカルシフトの前記温度依
存性は別として、使用する一４磁場の大きさおよび均一
性にも依存する。
中の温度精度は測定物質のケミカルシフトの前記温度依
存性は別として、使用する一４磁場の大きさおよび均一
性にも依存する。
常用の実用的一定磁場が約１．９Ｔ、被検体直径、が約
２０ｃＩｎの場合、約±０．２にの精度を得ることがで
きる。この値は多くの医学的試験目的に完全に十分であ
り、生体に現れるすべての温°度領域を考慮しても温度
分布のコントラストに富む高分解断面像を得ることがで
きる。ｐＨ値測定の実施例の場合も同様である。
２０ｃＩｎの場合、約±０．２にの精度を得ることがで
きる。この値は多くの医学的試験目的に完全に十分であ
り、生体に現れるすべての温°度領域を考慮しても温度
分布のコントラストに富む高分解断面像を得ることがで
きる。ｐＨ値測定の実施例の場合も同様である。
全体的に本発明によれば示された化学的試験物質および
試験装置が単なる例示であることは明らかであり、もち
ろん点状の磁気共鳴試験の可能な他の試験装置も本発明
により測定回路と組合せて使用することができる。また
文献から多数の試験物質、生体固有物質も異物質も使用
することができ、前記説明に挙げた個々の物質または物
質群に制限されない。最後に多数の公知試験装置を使用
することもでき、その際使用核種、使用する磁場の強さ
または測定周波数は幅広く変化することができる。さら
に本発明は核共鳴に制限されず、適当に変化すれば同等
の電子共鳴測定も可能である。
試験装置が単なる例示であることは明らかであり、もち
ろん点状の磁気共鳴試験の可能な他の試験装置も本発明
により測定回路と組合せて使用することができる。また
文献から多数の試験物質、生体固有物質も異物質も使用
することができ、前記説明に挙げた個々の物質または物
質群に制限されない。最後に多数の公知試験装置を使用
することもでき、その際使用核種、使用する磁場の強さ
または測定周波数は幅広く変化することができる。さら
に本発明は核共鳴に制限されず、適当に変化すれば同等
の電子共鳴測定も可能である。
表 ２
１）Ｆｒｉｅｂｏｌｉｎ 、 Ｓｃｈｉｌｌｉｎｇ
ｕ、Ｐｏｈｌ：Ｏｒｇａｎ、Ｍａｇｎ、Ｒｅｓ、
−１２＋ １０，８．５６９（１９７９）２）Ａｍｍａ
ｎｎ 、’Ｎ１ｅｉｅ’ｒ ｕ、Ｍｅｈｒｂａｃｈ：
Ｊｏｕｒｎ、Ｍａｇｎ、Ｒｅｓ、 ４６．、Ｓ、３
１９（１９８２）３）Ｖｉｄｒｉｎ ｕ、Ｐｅｔｅｒ
ｓｏｎ：Ａｎａｌ、 Ｃｈｅｍ、 ４δ、
９．Ｓ、１３０１（１９７６）４）Ｇｕｐｔａ ｕ、ａ
ｕｐｔａ： Ｊｏｕｒｎ、Ｍａｇｎ、Ｒｅａ、 ４０．Ｓ、５８
７（１９８０）５）Ｄｉｃｋｅｒｔ ｕ、Ｈｅｌｌｍ
ａｎｎ：Ａｎａｌ、Ｃｈｅ（ｎ、 ５２．
５−９９６（１９８０）６）Ｌｅｖｙ 、 Ｂａ１ｌ
ｅｙ ｕ、Ｗｒｉｇｈｔ：Ｊｏｕｒｎ、Ｍａｇｎ、Ｒ
ｅｓ、 ３’Ｌ ３．３５３（１９８０）／
ｕ、Ｐｏｈｌ：Ｏｒｇａｎ、Ｍａｇｎ、Ｒｅｓ、
−１２＋ １０，８．５６９（１９７９）２）Ａｍｍａ
ｎｎ 、’Ｎ１ｅｉｅ’ｒ ｕ、Ｍｅｈｒｂａｃｈ：
Ｊｏｕｒｎ、Ｍａｇｎ、Ｒｅｓ、 ４６．、Ｓ、３
１９（１９８２）３）Ｖｉｄｒｉｎ ｕ、Ｐｅｔｅｒ
ｓｏｎ：Ａｎａｌ、 Ｃｈｅｍ、 ４δ、
９．Ｓ、１３０１（１９７６）４）Ｇｕｐｔａ ｕ、ａ
ｕｐｔａ： Ｊｏｕｒｎ、Ｍａｇｎ、Ｒｅａ、 ４０．Ｓ、５８
７（１９８０）５）Ｄｉｃｋｅｒｔ ｕ、Ｈｅｌｌｍ
ａｎｎ：Ａｎａｌ、Ｃｈｅ（ｎ、 ５２．
５−９９６（１９８０）６）Ｌｅｖｙ 、 Ｂａ１ｌ
ｅｙ ｕ、Ｗｒｉｇｈｔ：Ｊｏｕｒｎ、Ｍａｇｎ、Ｒ
ｅｓ、 ３’Ｌ ３．３５３（１９８０）／
図面は本発明の装置のブロック図である。
１０・・・磁気コイル配置、ｌｌ・・・電流供給装置、
１２・・・高周波発信および受信器、１３・・・スペク
トロメータ、１４・・・測定回路、１５・・・メモリー
、１６・・・比較器、１７・・・読出しメモリー、１８
・・・表示器、１９・・・記録器
１２・・・高周波発信および受信器、１３・・・スペク
トロメータ、１４・・・測定回路、１５・・・メモリー
、１６・・・比較器、１７・・・読出しメモリー、１８
・・・表示器、１９・・・記録器
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、生体の個々の領域を高分解磁気共鳴測定装置によっ
て測定し、生体内の任意の位置にある自由に選択しうる
測定点を選択しうる体積領域に制限された磁気共鳴（Ｉ
ＪＭＲ，局所磁気共鳴）の使用によって試験する、均一
な一定磁場および高周波磁場による磁気共鳴を使用して
損傷のないヒトまたは動物の全生体内部の化学的および
（または）物理的状態を非挿入法により検出する装置に
おいて、 選択した体積領域内部の温度を測定した核共鳴スペクト
ルの・ξラメータから検出する測定回路を備えている ことを特徴とする生体内部の化学的および（または）物
理的状態を非挿入法により検出する装置。 ２、 ＬＭＲ発生のため、一定磁場内に試験すべき測
定点に共通の交点を有する平行でない３つの勾配磁場を
印加することによって磁気共鳴の３つの像面をつくり、
かつさらに交点のみが変調されずに選択的に評価される
ように３゛ つの勾配磁場を非同期的に変調する装置
を有する特許請求の範囲第１項記載の装置。 ３、 ＬＭＲ発生のため、選択された体積領域または
測定点に相当する領域に高均一性の磁場プロフィルを与
え、被検体の残シの領域に高い不均一性を与える一定磁
場の均一化装置を備え、それによって均一領域のみが評
価しうる共鳴信号を発する特許請求の範囲第１項記載の
装置。 ４、 ＬＭＲ発生のため、ＮＭＲ）モグラフイー装置
ｌ空間座標の方向に強さが変化する第１の同方向磁場（
第１勾配磁場）を重畳させ、次に均一磁場と第１勾配磁
場の重畳によって生ずる合成磁場内の選択された核スピ
ンのラーモア周波数によって決定された、第１空間座標
の方向と直角の選択された被検体面内にある被検体に含
まれる選択された核スピンを選択的に励起し、次に同様
均一磁場と同方向の、第１空間座標の方向と垂直の方向
に変化するもう１つの勾配磁場を印加し、均一磁場およ
びもう１つの勾配磁場にさらされた励起された核スピン
が発する誘導信号を画像信号に処理し、第１勾配磁場を
印加した際付加的に均−磁場内にある選択された核スピ
ンのすべてが励起され、選択された被検体面内に含まれ
る核スピンの選択的励起が、この面に含まれる選択され
た核スピンを均一磁場に対し選択的に同方向または反対
方向に向けるように均一磁場の方向へ戻すように行われ
、もう１つの勾配磁場の印加後、選択された面内に含ま
れる選択された核スピンの新たな励起が行われ、この核
スピンが所望の誘導信号を発し、かつ均一磁場に対し交
互に同方向および反対方向に戻し回転−された核スピン
による１組の測定が実施され、得られた誘導信号を互い
に減算する特許請求の範囲第１項記載の装置。 ５、測定回路が核種１Ｈ１’ Ｈ，１３ｃ、１５Ｎ１２
５Ｎａ−、５１，５９ｃｏの１つまたは多数のケミカル
シフトを測定する特許請求の範囲第１項〜第４項の１つ
に記載の装置。 ６、 測定が生体固有の物質たとえばヒスチジン、また
はＡＴＰもしくはＡＤＰのような有機もしくけ無機リン
酸塩で実施される特許請求の範囲第５項記載の装置。 ７、測定回路が生体へ導入とくに注射した物質、エチレ
ングリコール（１Ｈ）、ＭｇＡＴＰ （アデノシントリ
ホスフェート）（０）、Ｃｏ （ａｃ ａｃ ）３のｏ
Ｄｃ１３溶液（ｃｏ）の１つを測定する特許請求の範囲
第５項または第６項記載の装置。 ８、 測定回路が少なくとも２つの異なる核種のケミカ
ルシフトを同時に測定する特許請求の °１範囲
第１項〜第７項の１つに記載の装置。 ９、他の測定手段が化学的および（または）物理的状態
の平面的ラスタを被検体内の像面に応じてつくる特許請
求の範囲第１項〜第８項の１つに記載の装置。 １０、測定点の位置の磁場の均一・性を改善するた ・
め、シムコイルの形の他の均一化装置を備え、それによ
って所定の測定点を選択的に電気的に均一化する特許請
求の範囲第１項〜第９項の１つに記載の装置。 １１、生体の個々の領域を高分解磁気共鳴測定装置によ
って測定し、生体内の任意の位置にある自由に選択しう
る測定点を選択しうる体積領域に制限された磁気共鳴（
ＬＭＲ，局所磁気共鳴）の使用によって試験する、均一
な一定磁場および高周波磁場による磁気共鳴を使用して
損傷のないヒトまたは動物の全生体内部の化学的および
（または）物理的状態を非挿入法により検出する装置に
おいて、 選択した体積領域内部のｐＨ値を測定した核共鳴スペク
トルの・ぞラメータから検出する測定回路を備えている ことを特徴とする生体内部の化学的および〔、または〕
物理的状態を非挿入法により検出する装置。 １２、 ＬＭＲ発生のため、一定磁場内に試験すべき測
定点に共通の交点を有する平行でない３つの勾配磁場を
印加することによって磁気共鳴の３つの像面をつくり、
かつさらに交点のみが変調されずに選択的に評価される
ように３つの勾配磁場を非同期的に変調する装置を有す
る特許請求の範囲第１１項記載の装置。 １３、 ＬＭＲ発生のため、選択された体積領域または
測定点に相当する領域に高均一性の磁場プロフィルを与
え、被検体の残りの領域に高い不均一性を与える一定磁
場の均一化装置を備え、それによって均一領域のみが評
価しうる共鳴信号を発する特許請求の範囲第１１項記載
の装置。 １４、 ’ ＬＭＲ発生のため、ＮＭＲトモグラフィー
装置を備え、その際均−な一定磁場に被検体の第１空間
座標の方向に強さが変化する第１０同方向磁場（第１勾
配磁場）を重畳させ、次に均一磁場と第１勾配磁場の重
畳によって生ずる合成磁場内の選択された核スピンのラ
ーモア周波数によって決定された、第１空間座標の方向
と直角の選択された被検体面内にある被検体に含まれる
選択された核スピンを選択的に励起し、次に同様均一磁
場と同方向の、第１空間座標の方向と垂直の方向に変化
するもう１つの勾配磁場を印加し、均一磁場およびもう
１つの勾配磁場にさらされた励起された核スピンが発す
る誘導信号を画像信号に処理し、第１勾配磁場を印加し
た際付加的に均−磁場内にある選択された核スピンＧす
べてが励起され、選択された被検体面内に含まれる核ス
ピンの選択的励起が、この面に含まれる選択された核ス
ピンを均一磁場に対し選択的に同方向または反対方向に
向けるように均一磁場の方向へ戻すように行われ、もう
１つの勾配磁場の印加後、選択された面内に含まれる選
択された核スピンの新たな励起が行われ、この核スピン
が所望の誘導信号を発し、かつ均一磁場に対し交互に同
方向および反対方向に戻し回転された核スピンによる１
組の測定が実施され、得られた誘導信号を互いに減算す
る特許請求の範囲第１１項記載の装置１５、測定回路が
核種 Ｈまたは Ｐのケミカルシフトを測定する特許請
求の範囲第１１項〜第１４項の１つに記載の装置。 １６、測定が生体固有の物質たとえばヒスチジン、また
はＡＴＰもしくはＡＤＰのような有機もしくは無機リン
酸塩で実施される特許請求の範囲第１５項記載の装置。 １７、測定を生体内へ導入とくに注射したＩＨまたは
Ｐを含む物質について実施する特許請求の範囲第１５項
または第１６項記載の装置１８ 測定回路が少なくとも
２つの異なる核種のケミカルシフトを同時に測定する特
許請求の範囲第１１項〜第１７項の１つに記載の装置。 １９、他の測定手段が化学的および（または）物理的状
態の平面的ラスタを被検体内の像面に応じてつくる特許
請求の範囲第１１項〜第１８項の１つに記載の装置。 ２０ 測定点の位置の磁場の均一性を改善するため、
シムコイルの形の他の均一化装置を備え、それによって
所定の測定点を選択的に電気的に均一化する特許請求の
範囲第１１項〜第１９項の１つに記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19823219832 DE3219832A1 (de) | 1982-05-26 | 1982-05-26 | Verfahren zur nicht-invasiven ermittlung von messwerten innerhalb eines lebenden koerpers |
| DE32198329 | 1982-05-26 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58218950A true JPS58218950A (ja) | 1983-12-20 |
Family
ID=6164559
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58091646A Pending JPS58218950A (ja) | 1982-05-26 | 1983-05-26 | 生体内部の化学的および／または物理的状態を非插入法により検出する装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0095124A1 (ja) |
| JP (1) | JPS58218950A (ja) |
| AU (1) | AU551305B2 (ja) |
| DE (1) | DE3219832A1 (ja) |
| ZA (1) | ZA833784B (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JPS59108946A (ja) * | 1982-11-22 | 1984-06-23 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | Ｎｍｒ化学シフト・イメージングを行う方法と装置 |
| JPS60168041A (ja) * | 1983-12-14 | 1985-08-31 | ゼネラル・エレクトリツク・カンパニイ | Ｎｍｒ作像方法と装置 |
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|---|---|---|---|---|
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| US4558279A (en) * | 1983-03-07 | 1985-12-10 | University Of Cincinnati | Methods for detecting and imaging a temperature of an object by nuclear magnetic resonance |
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| US5433717A (en) * | 1993-03-23 | 1995-07-18 | The Regents Of The University Of California | Magnetic resonance imaging assisted cryosurgery |
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