JPS6325781B2 - - Google Patents
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- JPS6325781B2 JPS6325781B2 JP56191802A JP19180281A JPS6325781B2 JP S6325781 B2 JPS6325781 B2 JP S6325781B2 JP 56191802 A JP56191802 A JP 56191802A JP 19180281 A JP19180281 A JP 19180281A JP S6325781 B2 JPS6325781 B2 JP S6325781B2
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- Japan
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- magnetic field
- signal
- digital
- forming device
- coil
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Links
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Landscapes
- Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
- Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
１ 発明の技術分野
この発明は、診断のための医療機器の技術分野
に属し、特に、核磁気共鳴（以下NMRと称する
こともある。）現象を利用して、摘出された生体
組織中の特定の原子核の緩和時間を測定すること
により医学情報を得ることができる診断用NMR
装置に関する。
に属し、特に、核磁気共鳴（以下NMRと称する
こともある。）現象を利用して、摘出された生体
組織中の特定の原子核の緩和時間を測定すること
により医学情報を得ることができる診断用NMR
装置に関する。
２ 従来技術
従来の癌検診においては、患者から摘出した組
織をパラフインで固定し、数ミクロン程度の厚み
にスライスしてから顕微鏡により細胞核の変形を
観測するという組織学的方法が採用されていた。
織をパラフインで固定し、数ミクロン程度の厚み
にスライスしてから顕微鏡により細胞核の変形を
観測するという組織学的方法が採用されていた。
３ 従来技術の問題点
前記組織学的方法による癌検診では、検診結果
を得るのにたとえば１週間もの長時間を要してい
た。したがつて、多数の組織を迅速に検査するの
はとうてい無理であつた。
を得るのにたとえば１週間もの長時間を要してい
た。したがつて、多数の組織を迅速に検査するの
はとうてい無理であつた。
４ 発明の目的
この発明は、複数個の摘出組織を迅速に検査し
て癌の早期発見に寄与する診断用NMR装置を提
供することを目的とする。
て癌の早期発見に寄与する診断用NMR装置を提
供することを目的とする。
５ 発明の構成
前記目的を達成するためのこの発明の構成は、
癌細胞中の各種原子核の緩和時間が正常細胞中の
ものよりも長くなるという性質を利用するもので
あり、一様静磁場を形成する第１の磁場形成装置
と、この一様静磁場に沿つた方向に線型傾斜磁場
を形成する第２の磁場形成装置と、両磁場内に配
置された容器内に配列された複数の被検試料にパ
ルス励起信号を印加し、各被検試料中の特定原子
核のみによる自由誘導信号を検出する手段と、第
２の磁場形成装置に印加する電流および検出手段
に印加する励起信号の制御を行なうと共に、検出
手段で検出された自由誘導信号をアナログ・デイ
ジタル変換する変換器、変換したデイジタル信号
を記録、積算し、フーリエ変換して投影信号を得
るデイジタル計算機と、デイジタル計算機により
得られる結果を出力する出力装置とを具備し、複
数の被検試料中の特定原子核の緩和時間の同時測
定を可能にしたことを特徴とするものである。
癌細胞中の各種原子核の緩和時間が正常細胞中の
ものよりも長くなるという性質を利用するもので
あり、一様静磁場を形成する第１の磁場形成装置
と、この一様静磁場に沿つた方向に線型傾斜磁場
を形成する第２の磁場形成装置と、両磁場内に配
置された容器内に配列された複数の被検試料にパ
ルス励起信号を印加し、各被検試料中の特定原子
核のみによる自由誘導信号を検出する手段と、第
２の磁場形成装置に印加する電流および検出手段
に印加する励起信号の制御を行なうと共に、検出
手段で検出された自由誘導信号をアナログ・デイ
ジタル変換する変換器、変換したデイジタル信号
を記録、積算し、フーリエ変換して投影信号を得
るデイジタル計算機と、デイジタル計算機により
得られる結果を出力する出力装置とを具備し、複
数の被検試料中の特定原子核の緩和時間の同時測
定を可能にしたことを特徴とするものである。
６ 発明の実施例
第１図に示すように、この発明に係る診断用
NMR装置においては、コイル１と鉄芯２とから
なる電磁石により一様静磁場を形成すると共に、
一対のコイル４たとえばヘルムホルツ型コイルに
より前記一様静磁場に沿う方向に線型傾斜磁場を
形成し、一様静磁場および線型傾斜磁場内に生体
より摘出した被検試料を配列する試料ケース６が
配置されている。なお、３で示すものは、コイル
１と鉄芯２とからなる電磁石に電流を流すための
電源であり、５で示すものはコイル４についての
電源である。
NMR装置においては、コイル１と鉄芯２とから
なる電磁石により一様静磁場を形成すると共に、
一対のコイル４たとえばヘルムホルツ型コイルに
より前記一様静磁場に沿う方向に線型傾斜磁場を
形成し、一様静磁場および線型傾斜磁場内に生体
より摘出した被検試料を配列する試料ケース６が
配置されている。なお、３で示すものは、コイル
１と鉄芯２とからなる電磁石に電流を流すための
電源であり、５で示すものはコイル４についての
電源である。
試料ケース６および診断用NMR装置の回路に
つき第２図を参照しながら説明する。
つき第２図を参照しながら説明する。
試料ケース６は、被検試料７を収納する容器８
を一列に配置したものと、各容器８にコイル９を
巻回し、並列接続したコイル９をコンザンサ１０
に接続することによりタンク回路を形成するよう
に構成されたプローブヘツドよりなる。１１で示
すのは、被検試料７中の特定原子核たとえばプロ
トンを励起するための信号を発生する送信器であ
り、前記プローブヘツドにおけるコンザンサ１０
と、これを電気的に切る交叉ダイオード１２を介
して接続されている。１３で示すのは受信器１４
におけるプリアンプを保護するための交叉ダイオ
ードである。受信器１４で増幅されたFID信号
は、アナログ・デイジタル変換器１５によりデイ
ジタル変換され、デイジタル計算機１６によつて
記録、積算され、さらにフーリエ変換等のデータ
処理がなされる。なお、デイジタル計算器１６
は、送信器１１の制御も行なつている。１７で示
すのは、デイジタル計算機１６により得られた各
被検試料についての緩和時間情報を出力する出力
装置である。
を一列に配置したものと、各容器８にコイル９を
巻回し、並列接続したコイル９をコンザンサ１０
に接続することによりタンク回路を形成するよう
に構成されたプローブヘツドよりなる。１１で示
すのは、被検試料７中の特定原子核たとえばプロ
トンを励起するための信号を発生する送信器であ
り、前記プローブヘツドにおけるコンザンサ１０
と、これを電気的に切る交叉ダイオード１２を介
して接続されている。１３で示すのは受信器１４
におけるプリアンプを保護するための交叉ダイオ
ードである。受信器１４で増幅されたFID信号
は、アナログ・デイジタル変換器１５によりデイ
ジタル変換され、デイジタル計算機１６によつて
記録、積算され、さらにフーリエ変換等のデータ
処理がなされる。なお、デイジタル計算器１６
は、送信器１１の制御も行なつている。１７で示
すのは、デイジタル計算機１６により得られた各
被検試料についての緩和時間情報を出力する出力
装置である。
次に、前記構成を有する診断用NMR装置の作
用について説明する。
用について説明する。
先ず、電源３によりコイル１に電流を流し、コ
イル１と鉄芯２とからなる電磁石により、被検試
料７を有する測定領域に一定の静磁場を印加する
と共に、電源５より電流が供給されたコイル４に
より、前記静磁場方向（Ｚ方向とする。）に沿つ
た傾斜磁場を印加し、さらに、送信器１１により
コイル９を介してr磁界を印加する。そうする
と、被検試料７中の特定の原子核たとえばプロト
ンの磁気共鳴が生じ、FID信号が受信器１４で検
出される。検出したFID信号は、さらに受信器１
４で増幅され、アナログ・デイジタル変換器１５
によりデイジタル変換され、デイジタル計算機１
６に記録される。
イル１と鉄芯２とからなる電磁石により、被検試
料７を有する測定領域に一定の静磁場を印加する
と共に、電源５より電流が供給されたコイル４に
より、前記静磁場方向（Ｚ方向とする。）に沿つ
た傾斜磁場を印加し、さらに、送信器１１により
コイル９を介してr磁界を印加する。そうする
と、被検試料７中の特定の原子核たとえばプロト
ンの磁気共鳴が生じ、FID信号が受信器１４で検
出される。検出したFID信号は、さらに受信器１
４で増幅され、アナログ・デイジタル変換器１５
によりデイジタル変換され、デイジタル計算機１
６に記録される。
ここで、磁場はＺ方向に傾斜を有しているので
Ｚ方向に核磁気共鳴信号の周波数分散が生じてい
る。したがつて、記録された核磁気共鳴信号をデ
イジタル計算機１６によりフーリエ変換すること
によつて周波数解析をすると、Ｚ方向における各
位置と信号強度との対応がつくので、第３図に示
すように、各被検体試料についての信号強度が得
られることになる。一方、原子核スピンの緩和時
間にはスピン格子緩和時間T1とスピン・スピン
緩和時間T2とがあり、スピン・格子緩和時間T1
の測定は、たとえば〔180゜、τ、90゜（FID）、Ｔ〕o
のパルス系列でτを変えながら第４図に示すよう
な信号強度の変化を求めることにより行なうこと
ができる。磁化Ｍ（τ）は次式に従つて回復して
いく。
Ｚ方向に核磁気共鳴信号の周波数分散が生じてい
る。したがつて、記録された核磁気共鳴信号をデ
イジタル計算機１６によりフーリエ変換すること
によつて周波数解析をすると、Ｚ方向における各
位置と信号強度との対応がつくので、第３図に示
すように、各被検体試料についての信号強度が得
られることになる。一方、原子核スピンの緩和時
間にはスピン格子緩和時間T1とスピン・スピン
緩和時間T2とがあり、スピン・格子緩和時間T1
の測定は、たとえば〔180゜、τ、90゜（FID）、Ｔ〕o
のパルス系列でτを変えながら第４図に示すよう
な信号強度の変化を求めることにより行なうこと
ができる。磁化Ｍ（τ）は次式に従つて回復して
いく。
なお、M0は熱平衡状態における磁化である。
また、スピン・スピン緩和時間T2の測定は、た
とえば〔90゜x′、τ、180゜y′、τ、（エコー）、τ
、
180゜y′、τ、（エコー）、τ、〕oのパルス系列の
Carr−Purcell−Meiboom−Gill法によることに
より行なうことができる。ここで、90゜x′はｚ方
向の磁化を回転座標におけるy′軸に倒すための
x′軸方向に印加するパルスであり、180゜y′は、τ
時間後に角速度の遅速によりばらつきを生じた磁
化成分をy′軸を軸として180゜回転させるための
y′方向に印加するパルスである。そして、第５図
に示すように横磁化（Ｚ方向の磁場に垂直な方向
の磁化成分）の減衰曲線が得られ、これによりス
ピン・スピン緩和時間T2を求めることができる。
また、スピン・スピン緩和時間T2の測定は、た
とえば〔90゜x′、τ、180゜y′、τ、（エコー）、τ
、
180゜y′、τ、（エコー）、τ、〕oのパルス系列の
Carr−Purcell−Meiboom−Gill法によることに
より行なうことができる。ここで、90゜x′はｚ方
向の磁化を回転座標におけるy′軸に倒すための
x′軸方向に印加するパルスであり、180゜y′は、τ
時間後に角速度の遅速によりばらつきを生じた磁
化成分をy′軸を軸として180゜回転させるための
y′方向に印加するパルスである。そして、第５図
に示すように横磁化（Ｚ方向の磁場に垂直な方向
の磁化成分）の減衰曲線が得られ、これによりス
ピン・スピン緩和時間T2を求めることができる。
以上のようにして複数の被検試料毎に緩和時間
を求めることができるので、多数の組織について
迅速に癌化を判定することができ、さらに組織内
の癌化分布の作成をなすことができる。
を求めることができるので、多数の組織について
迅速に癌化を判定することができ、さらに組織内
の癌化分布の作成をなすことができる。
７ 発明の変形例
この発明は前記実施例に限定されるものではな
く、この発明の要旨の範囲内で様々に変形して実
施することができる。
く、この発明の要旨の範囲内で様々に変形して実
施することができる。
たとえば、試料ケースは、第６図に示すよう
に、被検試料７を一列に配置して収納することの
できる長方形の容器８と容器８全体を円形に囲
繞、巻回する円形コイル９とで構成してもよい。
また、第７図に示すように、試料ケースは被検試
料７を一列に配置して収納することのできる長方
形の容器８と、容器８全体を方形に囲繞、巻回す
るコイル９とで構成してもよい。コイル９を方形
に巻回するほうが、円形に巻回するよりも、被検
試料とのカツプリングが良い。さらに、第８図に
示すように、試料ケースは、円形に巻回するコイ
ル９と、コイル９の円周に沿つて被検試料７を一
列に配置して収納することのできる弧状の容器８
とで構成してもよい。
に、被検試料７を一列に配置して収納することの
できる長方形の容器８と容器８全体を円形に囲
繞、巻回する円形コイル９とで構成してもよい。
また、第７図に示すように、試料ケースは被検試
料７を一列に配置して収納することのできる長方
形の容器８と、容器８全体を方形に囲繞、巻回す
るコイル９とで構成してもよい。コイル９を方形
に巻回するほうが、円形に巻回するよりも、被検
試料とのカツプリングが良い。さらに、第８図に
示すように、試料ケースは、円形に巻回するコイ
ル９と、コイル９の円周に沿つて被検試料７を一
列に配置して収納することのできる弧状の容器８
とで構成してもよい。
なお、この発明において緩和時間を測定する対
象はプロトンに限ることなくNMR観測可能な他
の原子核たとえば 13C、 15N、 81P等であつて
もよい。
象はプロトンに限ることなくNMR観測可能な他
の原子核たとえば 13C、 15N、 81P等であつて
もよい。
８ 発明の効果
この発明によると、摘出された生体組織の緩和
時間を測定し、しかも複数個の生体組織につき一
時に測定することができるので、短時間のうちに
各種の生体組織の癌化を診断することができる。
特に、測定に供する生体組織が10個程度であれ
ば、例えば１分程度で各生体組織の緩和時間を測
定することができる。したがつて、短時間の内に
生体組織の癌化を判定することができるので、た
とえば癌の切除手術中に摘出された組織について
測定することにより、生体組織の癌化の分布図を
作成することができ、適切な切除手術をしたかど
うかを即座に判定することができる。
時間を測定し、しかも複数個の生体組織につき一
時に測定することができるので、短時間のうちに
各種の生体組織の癌化を診断することができる。
特に、測定に供する生体組織が10個程度であれ
ば、例えば１分程度で各生体組織の緩和時間を測
定することができる。したがつて、短時間の内に
生体組織の癌化を判定することができるので、た
とえば癌の切除手術中に摘出された組織について
測定することにより、生体組織の癌化の分布図を
作成することができ、適切な切除手術をしたかど
うかを即座に判定することができる。
以上、詳述したように、この発明によると、迅
速に複数個の生体組織の緩和時間を測定すること
のできる診断用NMR装置を提供することができ
る。
速に複数個の生体組織の緩和時間を測定すること
のできる診断用NMR装置を提供することができ
る。
第１図および第２図はこの発明の一実施例を示
すブロツク図、第３図はこの発明における試料投
影信号測定の原理を示す説明図、第４図および第
５図はこの発明の前記実施例におけるスピン・格
子緩和時間およびスピン・スピン緩和時間の測定
それぞれの原理を示す説明図並びに第６図、第７
図および第８図はこの発明の変形例を示す説明図
である。 １……コイル、２……鉄芯、３，５……電源、
６……試料ケース、７……被検試料、８……容
器、９……コイル、１０……コンデンサ、１１…
…送信器、１２，１３……交叉ダイオード、１４
……受信器、１５……アナログ・デイジタル変換
器、１６……デイジタル計算機、１７……出力装
置。
すブロツク図、第３図はこの発明における試料投
影信号測定の原理を示す説明図、第４図および第
５図はこの発明の前記実施例におけるスピン・格
子緩和時間およびスピン・スピン緩和時間の測定
それぞれの原理を示す説明図並びに第６図、第７
図および第８図はこの発明の変形例を示す説明図
である。 １……コイル、２……鉄芯、３，５……電源、
６……試料ケース、７……被検試料、８……容
器、９……コイル、１０……コンデンサ、１１…
…送信器、１２，１３……交叉ダイオード、１４
……受信器、１５……アナログ・デイジタル変換
器、１６……デイジタル計算機、１７……出力装
置。
Claims (1)
- １ 一様静磁場を形成する第１の磁場形成装置
と、この一様静磁場に沿つた方向に線型傾斜磁場
を形成する第２の磁場形成装置と、両磁場内に配
置された容器内に配列された複数の被検試料にパ
ルス励起信号を印加し、各被検試料中の特定原子
核のみによる自由誘導信号を検出する手段と、第
２の磁場形成装置に印加する電流および検出手段
に印加する励起信号の制御を行なうと共に、検出
手段で検出された自由誘導信号をアナログ・デイ
ジタル変換する変換器、変換したデイジタル信号
を記録、積算し、フーリエ変換して投影信号を得
るデイジタル計算機とデイジタル計算機により得
られる結果を出力する出力装置とを具備し、複数
の被検試料中の特定原子核の緩和時間の同時測定
を可能にしたことを特徴とする診断用核磁気共鳴
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56191802A JPS5894837A (ja) | 1981-12-01 | 1981-12-01 | 診断用核磁気共鳴装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56191802A JPS5894837A (ja) | 1981-12-01 | 1981-12-01 | 診断用核磁気共鳴装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5894837A JPS5894837A (ja) | 1983-06-06 |
| JPS6325781B2 true JPS6325781B2 (ja) | 1988-05-26 |
Family
ID=16280772
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56191802A Granted JPS5894837A (ja) | 1981-12-01 | 1981-12-01 | 診断用核磁気共鳴装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5894837A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IL81276A (en) * | 1986-02-26 | 1991-05-12 | Beth Israel Hospital | Process for the screening of cancer using nuclear magnetic resonance spectroscopy |
-
1981
- 1981-12-01 JP JP56191802A patent/JPS5894837A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5894837A (ja) | 1983-06-06 |
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