JPH0334166Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ この考案は核磁気共鳴装置用のプローブに関
し、さらに詳細にいえば、各種臓器の状態を損な
うことなく高感度の核磁気共鳴測定を行なうこと
ができる核磁気共鳴装置用のプローブに関する。

＜従来の技術＞ 従来から核磁気共鳴測定法を用いて、例えば
³¹P，³H，¹³C等のスペクトルを測定することによ
り、各種蔵器の状態を測定することが行なわれて
いる。

第６図は従来の核磁気共鳴装置用の磁石とプロ
ーブの部分を示す概略図であり、一様で強度が強
く、一方向を向く分極磁界を形成する筒状の磁石
３１を液体ヘリウム封入室３２内に取付け、液体
ヘリウム封入室３２を液体窒素封入室３３内に取
付けて、液体窒素封入室３３の中央部所定位置
に、上下方向に貫通するプローブ挿通空間３４を
形成している。そして、上記プローブ挿通空間３
４の所定位置に、核磁気共鳴測定信号を得るため
のコイル３５を取付け、内部に臓器３６を封入し
たセル３７を上方から挿入してコイル３５の中央
部に位置させ、この状態において外部からセル３
７に潅流液を供給し、必要に応じて薬液をも供給
することにより、臓器３６の状態を損なうことな
く³¹P等の核磁気共鳴測定を行なうことができる
ようにしている。

＜考案が解決しようとする問題点＞ 上記の構成の核磁気共鳴装置であれば、コイル
３５が予め所定位置に取付けられているので、コ
イル３５の中央部に位置させるべきセル３７の大
きさも、挿入状態で正確に位置決めされる直径と
なるよう予め設定する必要がある。

即ち、セル３７自体としては、コイル３５の大
きさに適合する大きさに設定されているのみであ
り、測定する臓器３６の大きさに対応させて設定
されているのではないから、測定すべき臓器３６
自体はセル３７の内部において遊動することが考
えられ、遊動すれば、コイル３５と臓器３６との
相対位置関係が変化して正確な核磁気共鳴測定を
行なうことができなくなるという問題がある。

また、コイル３５がセル３７の挿入、取出しを
許容すべく、軸が上記磁石３１により形成される
分極磁界と直角方向で、かつ試料管の外側にある
ガラス管（インサート）の側面に巻回されている
ので、核磁気共鳴測定の感度を余り向上させるこ
とができないという問題もある。

さらには、プローブ挿通空間３４の上端部から
コイル３５の中央部までの距離が長いので、セル
３７に供給する潅流液の温度を、外部において臓
器３６に最適の温度に制御するようにしていて
も、セル３７の内部において最適の温度に制御さ
れていることは殆ど期待することができず、核磁
気共鳴測定の温度条件が最適条件からずれてしま
うという問題もある。また、温度を調節できない
という欠点をも有している。

さらにまた、臓器から出てくる廃液（心臓の場
合には冠血流にあたる）を排出する排水口が高い
位置になるので自然排水を行なうことができず、
ポンプによる吸引方式を採用しているので、臓器
の血管機能を反映する血流量に相当する排水量の
測定を行なうことができない。さらにいえば、血
管機能の変化を知ることが不可能であるのみなら
ず、生体に投与した薬物濃度の定量化を行なうこ
とができないことになるという問題がある。

この考案は核磁気共鳴測定（例えば³¹P，³H，
¹³C等スペクトル測定）の感度を向上させること
ができ、しかも温度条件を最適条件に保持するこ
とができ、またセル内の潅流液の量と臓器自身の
大きさをほぼ一定にできるとともに、コイルと臓
器との相対位置関係を正確に保持することができ
る核磁気共鳴装置用のプローブを提供することを
目的としている。

＜問題点を解決するための手段＞ 上記の目的を達成するための、この考案のプロ
ーブは、臓器を内面に沿わせて遊動しないように
収容するセルの外周面に、検出コイルを一体的に
巻回し、このセルを、上記磁石の内部の所定位置
にセツトされるケーシングの内部に、当該ケーシ
ングのセツト状態で検出コイルの軸が上記分極磁
界の方向と直交するように配置し、上記セルに潅
流液を供給する供給路を、ケーシング内に設けら
れ所定温度の液体が収容された加熱室内を貫通さ
せて取り付けたことを特徴とするものである。

但し、上記セルが、生体分光用の投受光フアイ
バを有するものであつてもよく、上記セルから潅
流液を排出する排水路が、排水側端部に流量測定
器（例えばドロツプレツトカウンタ、電磁式流量
計）を有するものであつてもよく、上記セルが、
生体分光用の投受光フアイバを有するものである
とともに、セルから潅流液を排出する排水路が、
排水側端部に流量測定器を有するものであつても
よい。

また、上記供給路が、加熱室内においてスパイ
ラル状に形成されているものであつてもよく、さ
らには途中において薬液を混入可能に形成されて
いるものであつてもよい。

また、少なくともセルを含む部分が交換可能で
あつてもよい。

さらには、セルが心臓を収容するものであり、
心臓の内部に収容された風船と接続されて圧力を
伝達する圧力伝達路を有するものであつてもよ
い。

＜作用＞ 上記の構成の核磁気共鳴装置用のプローブであ
れば、ケーシング内のセルの内部に測定すべき臓
器を収容し、このケーシングを磁石内の所定位置
にセツトして、セル内に所定温度の潅流液を供給
するとともに、磁石による分極磁界を形成するこ
とにより、検出コイルによつて核磁気共鳴データ
を得ることができる。特に、臓器を遊動しないよ
うに収容するセルの外周面に、一体的に検出コイ
ルを巻回しているので、セルに臓器を収容するだ
けで、容易に且つ自動的に、臓器と検出コイルと
の相対的な位置関係を最適とすることができる。
しかも、ケーシングの磁石内所定位置へのセツト
状態でコイルの軸が分極磁界と直交するように、
セルをケーシングの内部に配置したので、ケーシ
ングを磁石内の所定位置にセツトするだけで、自
動的にセル及び検出コイルを磁場の所定位置にセ
ツトすることができる。また、供給路が貫通する
加熱室をセルと共にケーシング内に配置したの
で、セル内の臓器に最適温度の潅流液を供給する
ことができる。

そして、セルが、生体分光用の投受光フアイバ
を有するものであれば、臓器自体の状態を検出す
ることができるので、薬液の影響を正確に測定す
ることができる。また、セルから潅流液を排出す
る排水路が、排水側端部に流量測定器を有するも
のであれば、供給された薬液の濃度を検出するこ
とができ、特に臓器が心臓である場合には、冠血
流量を測定することができる。また特に、上記セ
ルが、生体分光用の投受光フアイバを有するもの
であるとともに、セルから潅流液を排出する排水
路が、排水側端部に流量測定器を有するものであ
れば、臓器自体の状態を検出して、薬液の影響を
正確に測定することができるとともに、供給され
た薬液の濃度を検出することができ、特に臓器が
心臓である場合には、冠血流量を測定することが
できる。

さらに、潅流液を供給するための供給路が、加
熱室内においてスパイラル状に形成されていれ
ば、正確な温度保持をより一層確実に行なうこと
ができ、また、途中において薬液を混入可能に形
成されていれば、薬液による影響を簡単に測定す
ることができる。

また、少なくともセルを含む部分が交換可能で
あれば、測定すべき臓器の大きさが変化した場合
に簡単に対処することができる。

さらには、セルが心臓を収容するものであり、
心臓の内部に収容された風船と接続されて圧力を
伝達する圧力伝達路を有するものである場合に
は、心臓の収縮圧、心拍数等をも測定することが
できる。

＜実施例＞ 以下、実施例を示す添付図面によつて詳細に説
明する。

第１図はこの考案のプローブの一実施例を示す
概略斜視図であり、筒状の断熱ケーシング１の内
部に、臓器２（例えば心臓）を収容するセル３
と、セル３に潅流液を供給する供給路６の所定範
囲を包囲する加熱室５を有している。

そして、第３図に示すように、液体窒素封入室
１６の内部に形成された液体ヘリウム封入室１７
の内部に分極磁界形成用の磁石１８を取付けた核
磁気共鳴装置の磁石のプローブ挿通空間１９の内
部に、下方から挿通することにより、核磁気共鳴
測定を行なうことができる。

さらに詳細に説明すると、上記プローブは、上
記ケーシング１の内部所定位置に複数個の固定板
１５を有し、各固定板１５を貫通させて潅流液供
給用の供給路６、薬液（またはビーズ）供給路
７、圧力を伝達する圧力伝達路８、および上記セ
ル３の外面に一体的に巻回された検出コイルから
核磁気共鳴測定信号を取出す出力端子１０を取付
けている。そして、上記加熱室５に所定温度（体
温と等しい温度）の水を供給する給水路１１を取
付けているとともに、上記供給路６のうち、上記
加熱室５の内部に位置する部分をスパイラル状に
形成して加熱効率を高めるようにしている。尚、
上記供給路６の途中部には空気抜き２１を介在さ
せている。また、上記薬液（またはビーズ）供給
路７は、上記供給路６のセル３と接続される位置
の近傍に接続されている。さらに、上記検出コイ
ル９は³¹Pの周波数と同調する同調回路２２に接
続され、この同調回路２２に高周波ケーブル２３
が接続されている。

上記セル３についてさらに詳細に説明すると、
第２図に示すように、内径が測定すべき心臓２の
外径とほぼ等しい円筒状のセル本体１２の両端部
に、円板状のキヤツプ１３を取外し可能に取付け
ているとともに、上記セル本体１２の外面に検出
コイル９を一体的に巻回し、さらに一方のキヤツ
プ１３の所定位置に上記供給路６、および圧力伝
達路８を貫通状態で取付け、他方のキヤツプ１３
の所定位置に上記供給路６と対になる排水路６′
を貫通状態で取付けている。そして、上記圧力伝
達路８の端部を、上記心臓２の内部に収容され、
かつ内部に液体が封入された風鉛２０と連通させ
ている。

尚、１５′は最下位の固定板１５と一体に形成
した広幅鍔部に取付けられた固定具であり、プロ
ーブを下方からプローブ挿通空間１９に挿通した
状態においてプローブを固定することができる。

以上の構成であれば、セル３の内部に心臓２を
封入し、所定温度の水を循環させている加熱室５
の内部において熱交換作用により加熱された潅流
液を供給路６を通してセル３に供給することによ
り心臓２を正常に動作させ続け、この状態にある
プローブを静磁場内に挿入し、さらにシグナル検
出用電磁波を照射すれば、³¹Pの核磁気共鳴測定信
号が検出コイル９から、出力端子１０を通して取
出すことができる。

したがつて、上記出力端子１０を通して取出さ
れた核磁気共鳴測定信号に基いて各種リン化合物
（クレアチンリン酸，ATP，無機リン酸，ニコチ
ンアミドジフオスフエート等）の状態、ひいては
心臓の状態を検出することが可能となる。特に上
記供給路７を通して薬液を供給すれば、薬液によ
る影響を測定することができる。

さらに、圧力伝達路８を通して外部に圧力を取
出すようにしているので、心臓２の収縮圧、心拍
数等を測定することもでき、この場合において、
特別に引圧を必要としないので、心臓の機能低
下、その他の状況を、上記引圧の影響を受けるこ
となく、正確に把握することができる。

さらには、プローブをセツトすることにより、
自動的にセル３が磁石１８により形成される磁場
の中心の定位置にセツトされるので、感度が向上
し、しかも時間分解能が、従来装置で約３分以上
であつたのに比べて約15秒程度と大幅に向上し
た。そして、臓器２を遊動しないように収容する
セル３の外面に、一体的に検出コイル９を巻回し
ているので、セル３に臓器２を収容するだけで、
容易に且つ自動的に、臓器２と検出コイル９との
相対的な位置関係を最適とすることができ、した
がつて、正確な核磁気共鳴測定を行うことができ
る。

また、上記実施例中において、２４は、セル３
の内部の液に接触するよう配設された温度センサ
であり、この温度センサ２４により液温を常時監
視し、温度センサ２４による検出温度に基いて液
温を制御することにより、正確な温度設定を行な
い得るようにするものであるが、この考案におい
ては必須の要件ではなく、必要に応じて取付けれ
ば足りる。

さらに上記実施例において、２５は、排水路
６′の排液側端部に配設されたドロツプレツトカ
ウンタであり、このドロツプレツトカウンタ２５
により排液滴数をカウントすれば、供給された薬
液濃度を検出することができ、特に臓器が心臓で
あれば、冠血流量の測定を行なうことができるの
であるが、薬液濃度の検出、冠血流量の測定を行
なわない場合には、省略することができる。

第４図はセル３の部分の他の実施例を示す概略
図であり、セル本体１２の所定位置を貫通させて
投受光用２分岐フアイバ２６を取付け、貫通部外
面にシール部材２７を取付け、上記投受光用２分
岐フアイバ２６の一方に投光部２８からの光を導
き、他方からの光を分光器２９に導くようにして
いる。ここで、分光器２９としては、従来から使
用されているものが使用可能であり、また、投光
部２８としては、所定の波長の光を出力するもの
が使用可能である。

この実施例の場合には、投光部２８からの光を
投受光用２分岐フアイバ２６を通してセル内の臓
器に照射し、臓器からの拡散光、散乱光等を投受
光用２分岐フアイバ２６を通して分光器２９に導
くことにより、生体臓器の状態を測定することが
できる。

さらに詳細に説明すると、生体臓器の様々な生
理的条件変化に伴なう運動機能と細胞内の生化学
的な代謝機能（エネルギー代謝）の指標となる燐
酸化合物や細胞内PH、さらには細胞機能を大きく
左右する酸素レベルや代謝の指標となるミオグロ
ビン（細胞内の酸素の貯蔵の役割を有している物
質）とかヘモグロビン（血液中の酸素量に影響を
及ぼすもの）の変化を測定することにより（酸素
量に応じて拡散光、分散光が変化するので、これ
ら光を分光測光することにより）、生体臓器自体
の状態変化に起因する要因と薬液の投与に起因す
る要因とを識別することができるのであり、より
正確な解析を行なうことが可能となるのである。

尚、上記ミオグロビンの状態変化を測定する場
合には、投光部２８として可視光を出力するもの
を使用すればよく、ヘモグロビンの状態変化を測
定する場合には投光部２８として水銀ランプを使
用すればよく、両者を測定する場合には、両投光
部からの光を選択的に投受光用２分岐フアイバ２
６に導くようにすればよい。

また、この実施例の場合には、生体臓器の分光
測定のみを行なわせることもできる。

第５図はさらに他の実施例を示しており、上記
第３図の実施例と異なる点は、竪型の代わりに横
化とした点のみであり、各部の構成は同一であ
る。

したがつて、この実施例の場合にも、第３図の
実施例と同様の作用を奏することになる。

尚、この考案は上記の実施例に限定されるもの
ではなく、例えば同調回路２２の共鳴周波数を他
の原子核、例えば³H，¹³C等にあわせることによ
り、³H，¹³C等のスペクトル測定を行なうことがで
き、また心臓以外の臓器を使用する場合であつて
も、同様に臓器の状態を損なうことなく、動作状
態での測定を正確に行なうことができ、その他こ
の考案の要旨を変更しない範囲内において種々の
設計変更を施すことが可能である。

＜考案の効果＞ 以上のようにこの考案は、臓器を遊動しないよ
うに収容するセルの外周面に、一体的に検出コイ
ルを巻回しているので、セルに臓器を収容するだ
けで、容易に且つ自動的に臓器と検出コイルとの
相対的な位置関係を最適とすることができ、しか
も、ケーシングを磁石内の所定位置にセツトする
だけで、自動的にセル及び検出コイルを磁場の所
定位置にセツトすることができ、したがつて、正
確で感度の良い核磁気共鳴測定を速やかに行うこ
とができる。また、供給路が貫通する加熱室をセ
ルと共にケーシング内に配置したので、セル内の
臓器に最適温度の潅流液を供給することができ、
これにより、臓器を最適状態に保持し、長時間に
亘つて臓器を活かした状態に保持したままでの核
磁気共鳴測定を行なうことができるという特有の
実用的効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案のプローブの一実施例を示す
概略斜視図、第２図はセルに心臓を収容した状態
を示す斜視図、第３図はプローブを核磁気共鳴測
定装置にセツトした状態を示す縦断面図、第４図
はセル３の部分の他の実施例を示す概略図、第５
図はプローブを核磁気共鳴測定装置にセツトした
状態の他の実施例を示す縦断面図、６図は従来の
プローブを核磁気共鳴測定装置にセツトした状態
を示す縦断面図。 ２…臓器（例えば心臓）、３…セル、５…加熱
室、６…潅流液供給路、７…薬液（またはビー
ズ）供給路、８…圧力伝達路、９…検出コイル、
１８…磁石、２０…風鉛、２６…投受光用２分岐
フアイバ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 所定方向を向く分極磁界を与える磁石の内部
   に挿通される核磁気共鳴装置用のプローブにお
   いて、臓器を内面に沿わせて遊動しないように
   収容するセルの外周面に、検出コイルを一体的
   に巻回し、このセルを、上記磁石の内部の所定
   位置にセツトされるケーシングの内部に、当該
   ケーシングのセツト状態で検出コイルの軸が上
   記分極磁界の方向と直交するように配置し、上
   記セルに潅流液を供給する供給路を、ケーシン
   グ内に設けられ所定温度の液体が収容された加
   熱室内を貫通させて取り付けたことを特徴とす
   る核磁気共鳴装置用のプローブ。 ２ セルが、生体分光用の投受光フアイバを有す
   るものである上記実用新案登録請求の範囲第１
   項記載の核磁気共鳴装置用のプローブ。 ３ セルから潅流液を排出する排水路が、排水側
   端部に流量測定器を有するものである上記実用
   新案登録請求の範囲第１項記載の核磁気共鳴装
   置用のプローブ。 ４ セルが、生体分光用の投受光フアイバを有す
   るものであるとともに、セルから潅流液を排出
   する排水路が、排水側端部に流量測定器を有す
   るものである上記実用新案登録請求の範囲第１
   項記載の核磁気共鳴装置用のプローブ。 ５ 供給路が、加熱室内においてスパイラル状に
   形成されている上記実用新案登録請求の範囲第
   １項から第４項の何れかに記載の核磁気共鳴装
   置用のプローブ。 ６ 供給路が、途中において薬液を混入可能に形
   成されている上記実用新案登録請求の範囲第１
   項から第４項の何れかに記載の核磁気共鳴装置
   用のプローブ。 ７ 少なくともセルを含む部分が交換可能である
   上記実用新案登録請求の範囲第１項から第６項
   の何れかに記載の核磁気共鳴装置用のプロー
   ブ。 ８ セルが心臓を収容するものであり、心臓の内
   部に収容された風船と接続されて圧力を伝達す
   る圧力伝達路を有するものである上記実用新案
   登録請求の範囲第１項から第７項の何れかに記
   載の核磁気共鳴装置用のプローブ。