JPS60207654A - 分解能測定用のフアントム - Google Patents

分解能測定用のフアントム

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JPS60207654A
JPS60207654A JP59063269A JP6326984A JPS60207654A JP S60207654 A JPS60207654 A JP S60207654A JP 59063269 A JP59063269 A JP 59063269A JP 6326984 A JP6326984 A JP 6326984A JP S60207654 A JPS60207654 A JP S60207654A
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phantom
image
nmr
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thin film
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JP59063269A
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山崎 達男
古田 忠昭
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Asahi Kasei Medical Co Ltd
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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ファントムに関し、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
したファントム(擬似生体モデル)に関する。
X線、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。
X線CT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IW写に優れて
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、組織の生化学的差異を弁
別することは殆ど不可能に近い。超音波診断装置は軟組
織の描写に優れているが、分解能が低く、像の歪があり
、かつ骨組織などによるアーチファクトや乱反射により
、良い映像を得ることは難しい。これに対してNMR−
CT詰装置、水素原子核の核磁気共鳴を用いた映像法で
あり、水に近い密度を持つ軟組織の描写に優れているの
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できることから近年注目を
築め、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、ファント
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55−129036号公報の如く、X線CT用ファ
ントムは数多く提案され、実用に供されている。
しかるに、NMR映像用ファントムは、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
るに過ぎず、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い。ここで高コン
トラスト用ファントムとは、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詰装置より
磁気共鳴を起こす水素原子核を多量に含む部分と、殆ど
若しくは全く含まない部分とからなるものを云う。
低コントラスト用ファントムとは、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分布のファントム
構成物質間の差が、実質的に生体組織間の該密度、緩和
時間分布の差に近いものを含むものを云う。
X線CT用の低コントラスト用ファントムは、特開昭5
5−129036号公報に示されるように、CT値、即
ち、X線の減弱係数が生体組織に近似した素材を組合わ
せることにより構成することができる。X線is弱係数
が水に近い素材としては、数種の熱可塑性樹脂の混合組
成物など、形状保持特性や加工性に優れたものがあり、
隔壁を用いることなしに低コントラスト用ファントムを
構成することが可能である。
一方NMR映像用ファントムは、NMR上の性質の異な
る物体を不均一に配置したもの、例えば高コントラスト
分解能測定用のものや、濃度の異なる数種類の常磁性イ
オン水溶液を配置したT、値の測定精度評価用のものは
既に実用に供されている。
本発明者らは、先に低コントラスト分解能の測定に用い
ることのできる実用的なNMR映像用ファントムを提案
した(特願昭57−124255号、58−10276
5号)。これらのものは、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種類組合わせてNMR画
像解析用ファントムを構成しているが、隔壁を用いずに
不溶性固体が相接して配置された場合、各固体に含浸さ
せた水素原子核含有化合物が拡散して相互に混合するた
め経時的変化を起こす。従って、経時変化を起こさない
ためには、各不溶性固体の水素原子核含有化合物の組成
を同一にすることが必要であると云う欠点があった。
以上に鑑み、本発明者らは鋭意研究の結果、一定の厚さ
以下の薄い高分子重合体薄膜からなる隔壁は、NMR映
像上に実質的な影響を与えないことを見いだし、これを
用いることにより以上の問題点を解決し、本発明をなす
に至った。
もう少し詳しく述べると、従来のX線CTや超音波診断
機用の低コントラスト用ファントムにおいては、高分子
膜隔壁を用いた場合、該隔壁が映像に多大の影響を与え
、実質的に低コントラスト用ファントムを構成し得ない
が、NMR−CTにおいては、高分子膜隔壁は映像を与
えないことから、該隔壁によって仕切られている物質と
該隔壁は高コントラスト差を持つ。しかるに分解能のl
/2以下の厚さ、即ち、現在用いられているNMR−C
T詰装置おいては0.5mm以下の厚さの隔壁を用いる
ことにより、NMR映像上における該隔壁の影響は実質
的に無視できることが見いだされた。本発明はこの事実
の発見に基づくものである。
即ち、本発明は、NMR上の性質の異なる2以上の形状
保持性のある物体を分割して保持するファントムにおい
て、0,51以下の厚さを持つ高分子重合体薄膜を隔壁
として用いることを特徴とする低コンストラスト分解能
測定用ファンI−ムに関するものである。
本発明によれば、各不溶性固体の水素原子核含有化合物
の組成を同一にすると云う煩雑な操作の必要がなく従っ
て作成が簡単であり、しかも経時的に安定であり、高い
精度のNMR映像用の低コントラスト分解能測定用ファ
ントムを提供することができる。
隔壁に用いる高分子重合体薄膜の厚さは、用いられるN
MR映像装置の分解能以下、好ましくは分解能の1/3
以下、より好ましくは115以下、更に好ましくはl/
10以下である。なお、1/2の厚さは約5IIIlに
相当する。
本発明で形状保持性のある物体とは、破壊しない程度の
外力を加えても変形しないか、或いは変形しても外力を
除いた後に元の形状に復元する物体を云う。
本発明のファントムは、2以上の形状保持性のある物体
を分割して保持するものであるが、そのなかに形状保持
性のない物体を含んでいても差支えなく、これらも本発
明に含まれる。
NMR映像法においては、種々のパルス系列を用いるこ
とによって種々の像を得ることができる。
プロトンNMR映像法において現在実用化しているもの
には、90°パルスを用いたプロトン1象、180°−
τ−90°パルスを用いたIR(インバージョンリカバ
リー)像、90°−τ−180°パルスを用いたスピン
エコー像、更にプロトン像とIR像から計算された実像
、プロトン像とスピンエコー像から計算されたT1像な
どがあり、実用に供されている。隔壁の映像に与える影
響は像の種類によって異なり、プロトンの存在量に影響
を受けないT5、T2像などでは、隔壁の影響は少なく
、分解能の1/2以下の厚さの隔壁を用いれば低コント
ラスト分解能測定に供し得るが、プロトンの存在量に影
響を受けるプロトン像、IR像、スピンエコー像などで
は、隔壁の厚さを分解能の1/3以下、好ましくは11
5以下、より好ましくは1/10以下にすることにより
、低コントラスト分解能測定用ファントムを構成し得る
又、NMR映像装置による映像のS/N (信号/雑音
)比によっても、隔壁の映像に与える影響が異なり、S
/N比が高いほど隔壁の映像に与える影響は大きい。故
に、高いS/N比を持つ装置の低コントラスト分解能測
定に用いるファントムの隔壁は、同一の分解能でより低
いS/N比の装置用のものより、より薄くしなければな
らない。
本発明に用いる高分子膜は、機械的強度、寸法精度及び
安定性が許す範囲内で、出来るだ?ノ薄いものが良< 
、0.5mm〜0.005mmのものが用いられる。
隔壁としては、ポリエステル、ポリイミド、ポリエチレ
ン、ポリ塩化ビニリデンなどの薄膜を好適に用いること
ができ、中でもポリエステル(ポリエチレンテレフタレ
ート)膜が耐水性、強度、水透過性などの点から最も好
ましい。ポリエチレンテレフタレート(PETと略す)
膜を隔壁として用いる場合、強度や寸法精度の点から0
.02mm以上の厚さのものを用いるのが良い。
本発−明の好ましい実施態様は、十分な強度を持つ型枠
及び/又は支持具に高分子重合体薄膜をたるみなく張り
、末端部分を接着することにより密閉性、機械的強度、
寸法安定性を良好に保ち固定する。このような構造物を
密閉できる外殻内に固定して設置し、それぞれの空間に
NMR上の性質の異なる形状保持性のある物体を入れて
ファントムを構成し実用に供することができる。又、外
殻に直接高分子膜を接着することにより、外殻内を二つ
以上の密閉された空間に分割し、それぞれの空間にNM
R上の性質の異なる二つ以上の形状保持性のある物体を
入れて構成してもよい。
該隔壁により仕切られる空間の幾何学的形状は任意に形
成し得るが、第1.2図に示すように長方形や円柱形の
構造物を複数個設置し、長方形の厚さや円柱の径(断面
の円の径)を種々に変化させることにより分解能測定に
好適に用いることができる。
第1図は本発明のファントムの一例を示すもので、(a
)は側断面図で、fblは(alにおけるa−a’線の
断面図である。ta+は(blにおけるb−b’ 線の
断面図に該当する。図において、1はファントムの外殻
、2は物体A、3は物体B、4は薄膜を担持する型枠、
5は物体Bの注入口、6は型枠の支持体、7は薄膜であ
る。第2図は本発明ファントムの他の態様を示すもので
、+a+は側断面図((b)のb−b’線の断面)で、
(blは(alにおけるa−a’線の断面図である。図
において、1はファントム、2は物体A、3は物体B、
4は薄膜を担持する型枠、6は型枠の支持体、7は薄膜
である。
以下に実施例を示す。
実施例 1 第1図に示すような型枠4の両側に高分子重合体薄膜(
0,1mm厚みのPETフィルム)7をたるみなく張っ
て接着させ内部に密閉された空間を作った。この空間に
注入口5から60℃の3 m Mの硫酸ニッケルを含む
5%アガロース水溶液(B)を注入して満たした。注入
口を密封し型枠を支持体6に固定し、外殻内に60℃の
4mMの硫酸ニッケルを含む5%アガロース水溶液(A
)を注入して密閉した。これらの水溶液は室温では固体
状である。
このようにして作成されたファントムを旭化成工業株式
会社製NMR−CT装置(MK−J、1000ガウス、
画素1 mmX 1 mm)によって撮影したところ、
隔壁の影響のないプロトン密度像及びT1分布像が得ら
れた。
ここでプロトン密度像とは90°パルスを1秒間隔で繰
り返すパルス系列で、電分布像とはAFP−τ−90°
 (r =200msec )を1秒周期で繰り返すパ
ルス系列により得たものである。
実施例 2 実施例1と同様に高分子重合体薄膜として、0゜1mm
厚さのPETフィルムを用いて第2図の如く円筒状の密
閉空間を作成し、この中に60℃の3mM硫酸ニッケル
を含む5%アガロース水溶液(B)を注入し冷却して固
形化した。これに型枠4を接着し、これを支持体6に固
定し、60°Cの4mMの硫酸ニッケルを含む5%アガ
ロース水溶液(A)を外殻内に注入して冷却、固形化し
た後密封した。
このようにして作成したファントムを実施例1と同様に
NMR−CT装置によって撮影したところ隔壁の影響の
ないプロトン密度像及びT5分布像が得られた。
【図面の簡単な説明】
第1図、第2図は本発明の実施態様を示す図面である。 fatは側断面図((b)におけるb−b’線の断面図
)、(b)はfatにおけるa−a’線の断面図を示す
。 1・・・ファントムの外殻 2・・・物体A 3・・・物体B 4・・・薄膜を担持する型枠 5・・・物体Bの注入口 6・・・型枠の支持体 7・・・薄膜 特許出願人 旭メディカル株式会社 代理人 弁理土星野 透 第2図 (α)(b)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (11NMR上の性質の異なる2以上の形状保持性のあ
    る物体を分割して保持するファントムにおいて、0.5
    mm以下の厚さを持つ高分子重合体薄膜を隔壁として用
    いることを特徴とする低コンストラスト分解能測定用フ
    ァントム。
JP59063269A 1984-04-02 1984-04-02 分解能測定用のフアントム Granted JPS60207654A (ja)

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JP59063269A JPS60207654A (ja) 1984-04-02 1984-04-02 分解能測定用のフアントム

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JPH0361449B2 JPH0361449B2 (ja) 1991-09-19

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JP (1) JPS60207654A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62186853A (ja) * 1986-02-07 1987-08-15 ゼネラル・エレクトリツク・カンパニイ 核磁気共鳴走査装置の性能評価用フアントム
JPH01120816U (ja) * 1988-02-08 1989-08-16

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JPS62186853A (ja) * 1986-02-07 1987-08-15 ゼネラル・エレクトリツク・カンパニイ 核磁気共鳴走査装置の性能評価用フアントム
JPH01120816U (ja) * 1988-02-08 1989-08-16

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