JPS59228832A - 画像解析用フアント−ム - Google Patents

画像解析用フアント−ム

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JPS59228832A
JPS59228832A JP58102765A JP10276583A JPS59228832A JP S59228832 A JPS59228832 A JP S59228832A JP 58102765 A JP58102765 A JP 58102765A JP 10276583 A JP10276583 A JP 10276583A JP S59228832 A JPS59228832 A JP S59228832A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
hydrogen
relaxation time
density
image analysis
insoluble solid
Prior art date
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Pending
Application number
JP58102765A
Other languages
English (en)
Inventor
古田 忠昭
山崎 達男
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Asahi Kasei Corp
Asahi Chemical Industry Co Ltd
Asahi Kasei Medical Co Ltd
Original Assignee
Asahi Medical Co Ltd
Asahi Chemical Industry Co Ltd
Asahi Kasei Kogyo KK
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Publication date
Application filed by Asahi Medical Co Ltd, Asahi Chemical Industry Co Ltd, Asahi Kasei Kogyo KK filed Critical Asahi Medical Co Ltd
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は画像解析用のファンドームに関し、更に詳しく
は、核磁気共鳴を用いて生体の構造や機能を映像として
表現する画像解析法において生体組織を磁気共鳴学的に
模倣したファンドーム(擬似生体モデル)に関する。
X綜、粒子線、超音波などの利用により生体の構造、機
能を画像として表現し解析したデータにより診断する方
法は映像診断法と呼ばれる。近年これらの映像診断装置
の性能の向上は著しく、精密な映像データを得ることが
可能となってきた。
X1jCT装置や超音波診断装置がその好例である。
X線CT装置は、密度差の大きな組織の描写に秀れてい
るが、生体内の大部分を占める水に近い密度を持つ組織
の描写や判別は難しく、又、組織の生化学的相違を弁別
することはほとんど不可能に近い。超音波診断装置は軟
組織の描写に秀れているが、分解能が低く、像の歪みが
あり、かつ骨組織などによるアーチファクトや乱反射に
より、よい映像を得ることは難しい。それに対してNM
R・CT装置は、水素原子核の核磁気共鳴を用いた映佇
法であり、水に近い密度を持つ軟組織の描写に秀れてい
るのみならず、X線CTや超音波診断装置では得られな
い体組織の生化学的情報も映像化ができることから近年
注目を集め、実用化が進んでいる。
映像診断法による精密映像データの解析には、ファンド
ームによる解像能力の評価が前提となっており、例えば
、特開昭!に一/29036号公報のごと<、X線CT
用のファンドームは数多く提案され、実用に供されてい
る。
しかるに、NMR映像用ファンドームは、現在高コント
ラスト用のものが映像装置の基本性能評価に用いられて
いるにすぎず、体組織の診断能評価に必要な低コントラ
スト用のものは実用されるに至っていなかった。ここで
高コントラスト用7アントームとは、水と空気、水と重
水、水と固体合成高分子などのように、NMR−CT装
置により磁気共鳴を起こす水素原子核を多量に含む部分
と、はとんどもしくは全く含まない部分とからなるもの
を言う。低コントラスト用ファンドームとは、生体組織
に近い磁気共鳴水素原子核の密度(以下水素原子核密度
と略す)及び/又は水素原子核緩和時間の局所分布を持
ち、かつ水素原子核密度及び/又は水素原子核緩和時間
のファンドーム構成物質間の差が、実質的に生体組織間
の該密度、緩和時間の差に近いものを含むものを言う。
そこで、本発明者らは、水素原子含有化合物を含浸した
不溶性固体を、水素原子を含有する媒体中に不均一に分
布させることにより核磁気共鳴学的見地からみて、各生
体組織における水素原子核密度及び水素原子核緩和時間
に対応した映像診断用のファンドームに関する発明を完
成し、特願昭j’?−/2’12に!r号(以下これを
先願と呼ぶ)として出願した。
しかし、この先願発明におけるように、該不溶性固体を
該媒体中に不均一に分布させる方法では水素原子含有化
合物を含浸させた不溶性固体の水素原子核密度及び/又
は水素原子核緩和時間の値と媒体の該値との差が、生体
各組織間の該値の差に近くなるように、媒体を選んで用
いなければならない。更に、該媒体が不溶性固体に含ま
れる水素原子含有化合物と混合する場合は、両者を同一
の物質としなければ、安定な低コントラスト用ファンド
ームを件部することは困難である。従って水素原子核密
度及び/又は水素原子核緩和時間の値が広範囲にわたっ
て調節された低コントラスト用ファンドームを作ること
は困難である。
以上に鑑み本発明者らは、上記先願の発明につき更に研
究を続けた結果、該不溶性固体を媒体中に分布させるこ
となく、直接担み合わせることによって、簡単な加工法
、製造法で、より広範囲にわたって水素原子核密度及び
/又は水床原子核緩和時間を変化させた高い精度と再現
性を持つファンドームを構成し得ることを見い出し、本
発明に到達した。
すなわち、本発明は、水素原子含有化合物を含浸させた
不溶性固体を少なくとも2種類組み合わせてなる、水素
原子核密度及び/又は水素原子核緩和時間の局所分布を
測定するための画像解析用ファンドームに関するもので
ある。
更に詳しくは、水素原子含有化合物の含有量、組成、鯛
密度、架橋度などの少なくとも一つが異なる不溶性固体
を2種類以上組み合わせることを特徴とする水素原子核
密度及び/又は水素原子核緩和時間の局所分布を測定す
るための映(tffF析用ファンドームに関するもので
ある。
本発明によれば、前記のごとき媒体を用いる場合の欠点
がなく、後で述べるように、不溶性固体として多孔質体
を用いる場合は、その孔径や孔密度を変化させることに
より、又、有機高分子重合体を用いる場合は、該重合体
の密度及び/又は架橋度を変化させるWことによって、
広範囲にわたって水素原子核密度及び/又は水素原子核
緩和時間の値を調節することができるため、広い範囲に
わたって咳値の調節された低コントラスト用ファンドー
ムを、より少ない素材の組み合わせによって容易に製造
することができる。
本発明において、水素原子含有化合物は不溶性固体に含
浸させる際の流動性が確保できるもの(好ましくは70
℃以下にて流動性のもの)であり、かつ室温にて結晶状
態にない化合物であれば、その化学構造を問わずに使用
できる。又、測定の感度のうえからは、7重量%以上2
0重景%以下、より好ましくは9重i%以上lS重量%
以下の水素原子を含有する化合物が好適に使用される。
具体的な例を示すと、水やメチルアルコール、エチルア
ルコール、グリセリン、エチレングリコール、ポリエチ
レングリコールなどのアルコール類、ア化トン、メチル
エチルケトンなどのケトン類、テトラヒドロフラン、ジ
オキサンなどのエーテル類、酢酸などの脂肪酸及びその
エステル類などが誉げられ、単独もしくは混合物として
用いることができる。なかでも水又は水を主成分とする
混合物は水素結合により、水素原子核の緩和時間を容易
に変えることができ、特に好ましい。又、全屈イオンな
どを含有させて、緩和時間をより広範に調整することも
好ましい実施態様である。
本発明における不溶性固体は、前記の水素原子含有化合
物を含浸できるものであれば、製造方法によらず何でも
よい。例えば、金属やガラスなどの発泡体等の無機多孔
質体や、ポリウレタン、シリコン樹脂発泡体等の有機多
孔質体、もしくは単量体と架橋性単量体との多孔質共重
合体や、寒天又はポリビニルアルコールなどの水溶性高
分子をグルグルアルデヒドやエピクロルヒドリンなどの
多官能反応性化合物により架橋された不溶゛性固体など
が本発明の不溶性固体として好適に用いられる。又、不
溶性固体に前記の水素原子含有化合物を含浸してもよく
、又は該水素原子含有化合物を含む可溶性高分子化合物
を多官能反応性化合物により架橋し、ゲル化したもので
あってもよい。なかでも孔の大きさと孔の数量とを比較
的自由にフン)p−ルしやすい共重合体が最も好ましく
、特ニ、水酸基、カルボキシル基、アミ7基、スルホン
基、アミド基、エーテル結合などの親水性官能基を有す
る化合物を構成単位とするものは、水素結合を形成する
ことができ、条件により緩和時間を変えることができ特
に好ましい。
就中、アクリルアミド(以下AAと略称する)とN、N
’−メチレンビスアクリルアミド(以下MBAと略称す
る)の含水性共重合体やメタクリル酸コーヒドpキシエ
チルエステル(以下J −HEMA ト略称する)や、
ポリエチレングリコールモノメタクリレートとポリエチ
レングリコールジアクリレートとの含水性共重合体など
が、生体組織に近い含水率と緩和時間を簡単な製造法で
再現性良く実玩できるために最も好適である。
前述のごとき不溶性固体を使用することにより本発明の
ファンドームは熱的安定性、経時的安定性に秀れたもの
となる。
これらの不溶性固体は、設計さるべきファンドームの対
照しようとする空間分解性能に応じた形状、サイズの成
形体にあらかじめ成形したもの、もしくは一度成形した
板秋体又は柱状体を切削し。
て成形したもののどちらでもよい。又、成形された発泡
体などの不溶性固体を水素原子含有化合物液体中に浸漬
し、該化合物を多孔質体中に含浸させたものでもよいし
、該化合物を含む溶液を型枠内で架橋ゲル化させること
により得られたものでもよい。
不溶性固体の空隙率をコントロールすることにより、対
照とする部分の水素原子核密度を調整することができ、
更に空隙中の細孔の大きさをコントロールすること、及
び/又は不溶性固体の材質の水素結合能の有無とにより
水素原子核の緩和時間を調節することができ、NMR−
CT装置用の映像用ファントニムとして好適に用いるこ
とができる。
本発明におけるファンドームは、例えば形状保持ができ
る密閉性の外殻の内部に、水素原子含有化合物を含浸さ
せた核磁気共鳴学的性質の異なる複数個の不溶性固体を
隙間なく充填することによって作製することができる。
充填方法の7例を挙げると、形枠中で重合成形した後に
挿入する方法や、外殻の内部に注入して重合させた後、
一部分を任意形状に切削し、切削後の空間に異なる不溶
性固体を挿入又は注入後、重合させる方法又は注入後固
形化させる方法を用いることができる。
水素原子含有化合物を含浸した複数の不溶性固体は対照
しようとする標準物質として働き、その大きさ、形状の
みを変更することにより、画像解析の空間分解性能を評
価でき、又、水素原子含有化合物の含浸量のみを変える
ことにより、水素原子核密度分布の画像を得ることがで
き、更に該化合物と不溶性固体の材質との水素結合能の
有無及びその強さのみを変えることにより、水素原子核
緩和時間分布の画像を得ることができる。上記の標準物
質は、それぞれ一つの特性を比較できるものであっても
よいし、上述の諸物性を組み合わせたものであってもよ
い。水素原子含有化合物を含浸した不溶性固体を標準物
質として使うことにより、標準物質は隔壁をもつことな
く媒体中に不均一に分布して存在することが可能となり
、空間分解能において著しい向上が期待される。
本発明の画像解析用ファンドームの例を図面に示ス。第
1図(11,(2)はファンドームの/ 例のfF視図
と断面図である。JA、3B、3C1,?D、JE及び
ケはそれぞれ水素原子含有化合物を含浸した不溶性固体
からなる標準物質であり、グは、?(A、13.C。
D、E)の標準物質いずれとも異なる水素原子核密度及
び/又は水素原子核緩和時間を有する標準物質である。
本発明にしたがえば、生体各組織に近似した水素原子核
密度及び/又は水素原子核緩和時間を有する構造を再現
できると同時に、人体の頭部、胸部、腹部などの部位に
おける正常組織相互間及び正常組織と悪性腫瘍間などの
水素原子核密度差及び/又は水素原子核緩和時間差、す
なわち、低コントラスト差と磁気共鳴学的にきわめてよ
く近似した構造の高い精度を持つファンド−ムを簡単な
製造法、加工法によって製作することができ、核磁気共
鳴を利用した画像解析用モデルとして、映像診断装置に
よる精密映像データの解析評価にきわめて効果的である
実施例/ 内径60門φ、高さ30節の円筒状の容器の底面にlO
gφのアクリル樹脂製の丸棒を間隔をあけて複数本垂直
に立てた重合槽を作った。別に、アクリルアミドモノマ
ー混合物(AA、29:MBA/  (7)割合で混合
したもの)を生理的リン酸緩衝液(、N7の(以下PB
Sと略称)に溶解し、/ 、t % (W/V)に調製
した後に、過硫酸アンモニウムを0.:12mgz旬の
割合で加え、十分攪拌し、脱気、N2置換し、06μl
〃のNS層−テトラメチルエチレンジアミンを加え攪拌
したものを作成し、これを前記重合槽に注入して、N2
気流下で重合させた。
重合後、アクリル樹脂製丸棒を引き抜き、出来た空孔に
上記と同様にして作製した/ 0 % (W/’/)及
び、2(7%(Wハ′)アクリルアミドモノマー混合物
溶液をそれぞれ異なる空孔に注入し、重合させた。
このようにして作製したファンドームを旭化成工業側製
のNMR−CT装置(10OOG :lにより撮影した
ところ、水分含有率に対応した水素原子核密度及び水素
原子核緩和時間の差を、それぞれの画像上で確認するこ
とができた。
実施例λ 実施例1においてアクリル樹脂製丸棒を引き抜いた後の
空孔に、内径/QMnφ、高さjQWRの円筒容器中テ
重合させた10% (W/V)、:lOチ(W/V )
のアクリルアミド重合体を風乾してわずかに体費を減少
させたものを挿入し、PBSを加えて再び塵溜させた。
このようにして作製したファンドームを実施例1と同様
にNMR−CT装置により撮影したところ、水分含有率
に対応した水素原子核密度及び水素原子核緩和時間の差
を、それぞれの画像上で確認することができた。
実施例3 ポリエチレングリコール付加数がt〜左のポリエチレン
グリコールモノメタクリレート(日産化学製、ブレンマ
ーPE−,10θ)とポリエチレングリコール鎖数が平
均/グのポリエチレングリコールジアクリレート(新中
村化学製、 NKエステルA−/4ZG)を/9:/に
混合した七ツマー混合物を用いて実施例1と同様の作製
法によって一〇−125久30% の含水性重合物から
なるファンドームを作製した。このファンドームを実施
例/と同様に、NMR−CT装置により撮影したところ
、水分含有率に対応した水素原子核密度及び水素原子核
緩和時間の差を、それぞれの画像上で確認することがで
きた。
本発明による核磁気共鳴映像用ファンドームとして得ら
れる具体的な効果を列挙すれば、以下のとおりである。
(1)広範囲にわたる生体組織構造体の水素原子核密度
及び/又は水素原子核緩和時間と実質的に同一のモデル
の製作が可能である。
(2)  どのような形状にでも加工することができ、
かつ、加工が容易である。
(3)  形状、羽質及び磁気共鳴学的性質の長期変化
がなく、製作、メンテナンスが容易である。
(4)  隔壁を設番づることなく、組成及び/又は0
度が類似した物質を共存させ得るので、低コントラスト
界面に対する高い空間分舒能の検定に使用し得る。
【図面の簡単な説明】
第1図(1)、 (2)は本発明のファンド−ムの7例
を示し、(1)は余1視図、(2)は断面図である。 図において、 /・・・ファンドーム    ユ・・・外殻、? (A
、B、C,DJ )・・・杼準物質グ・・・3と異なる
標準物質 代理人弁理士 星  野     透 第1図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)、水素原子含有化合物を含浸させた不溶性固体を
    少なくとも2@!1類を組み合わせてなる、水素原子核
    密度及び/又は水素原子核緩和時間の局所分布を測定す
    るための画像解析用ファンドーム。
  2. (2)、該不溶性固体が親水性官能基をもつ架橋化合成
    高分子重合体である特許請求の範囲第1項記載の画像解
    析用ファンドーム。
JP58102765A 1983-06-10 1983-06-10 画像解析用フアント−ム Pending JPS59228832A (ja)

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JP58102765A JPS59228832A (ja) 1983-06-10 1983-06-10 画像解析用フアント−ム

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01299533A (ja) * 1988-05-26 1989-12-04 Toshiba Corp Ct装置用位置決め装置
JP2004305745A (ja) * 2003-04-04 2004-11-04 Ge Medical Systems Global Technology Co Llc 導電性ポリマーを用いて無線周波数コイルに電気的負荷を与えるためのシステム及び方法
JP2015511524A (ja) * 2012-03-28 2015-04-20 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ 磁気共鳴に基づく放射線治療プランニングの品質保証装置及び方法

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