(57)【要約】      （修正有）【課題】試料交換に要する時間を大幅に短縮し、簡単な操作で試料の置き換えを行なうことのできる磁気共鳴イメージング装置用ファントムを提供する。【解決手段】試料液を滞留させる液溜空間と、該液溜空間に試料液を流通させる試料流路とを備えた。液溜空間は小動物の腎臓とほぼ同じ大きさとし、時間に依存して濃度変化させることができるニトロオキシドラジカル水溶液を流通させる。これにより、試料交換に要する時間を大幅に短縮し簡単な操作で試料の置き換えを行なうことの出来きるファントムを提供できる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料液を滞留させる液溜空間と、該液溜空間に試料液を流通させる試料流路とを備えたことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置用ファントム。
【請求項２】
前記液溜空間は、小動物の腎臓とほぼ同じ大きさを有することを特徴とする請求項１記載の磁気共鳴イメージング装置用ファントム。
【請求項３】
前記流通する試料液は、時間に依存して、濃度変化させ得ることを特徴とする請求項１または２記載の磁気共鳴イメージング装置用ファントム。
【請求項４】
前記試料液はニトロキシドラジカル溶液、前記磁気共鳴装置は電子スピン共鳴装置であることを特徴とする請求項１、２、または、３記載の磁気共鳴イメージング装置用ファントム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気共鳴イメージング装置、例えば、電子スピン共鳴（ＥＳＲ）イメージング装置や核磁気共鳴（ＮＭＲ）イメージング装置に用いられるファントムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＥＳＲ装置は、静磁場中に置かれた試料に、静磁場の方向と直交する方向に高周波磁界を印加して、試料中に含まれる不対電子による高周波の共鳴吸収を観測する装置である。近年、このＥＳＲ装置の静磁場に勾配磁場を重畳して、不対電子の空間分布を画像化するＥＳＲイメージング装置が開発され、マウス、ラットなどの小動物を生きたままイメージング測定することが可能になった。
【０００３】
図１は、ＥＳＲイメージング装置の構成を模式的に表わしたものである。高周波発振器１から発振された高周波は、ステップアッテネータ２で適切な電力に減衰された後、サーキュレータ３と高周波線路４とを介して、ループギャップ共振器５に供給される。ループギャップ共振器５は、静磁場コイル６と勾配磁場コイル７から発生した磁場が重畳された磁極間隙に置かれている。
【０００４】
ループギャップ共振器５の共振器軸は、静磁場方向（ｚ軸方向）と直交する方向（すなわち、ｘ軸方向）に配置されていて、高周波磁場と静磁場が互いに直交する構成になっている。ループギャップ共振器５内には、麻酔されたマウスやラットなどの実験小動物が、測定対象物８として試料台９上に載置された上で、共振器軸に沿って挿入されている。
【０００５】
ループギャップ共振器５に供給された高周波は、移動式のカップラー１０によって反射波のない状態に結合を調整されている。もし、測定対象物８がＥＳＲ現象によって高周波の吸収を引き起こせば、ループギャップ共振器５と高周波線路４との結合がずれてループギャップ共振器５から反射波を生じる。この反射波を、サーキュレータ３を介して取り出し、高周波検出器１１に送り、高周波検出器１１で検波した結果をデータ処理装置１２で画像データに変換している。
【０００６】
尚、高周波検出器１１に適当なバイアスをかけるため、高周波発振器１から発振された高周波の一部を方向性結合器１３によって分岐させ、移相器１４で位相を調節した後、再び方向性結合器１５で合流させる操作を加えている。
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−１６６８９１号公報。
【０００８】
【特許文献２】特開２００１−１０４２８３号公報。
【０００９】
【特許文献３】実開昭６３−１３７６１２号公報。
【００１０】
【特許文献４】実開昭６２−４４２４８号公報。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところで、従来、ＥＳＲイメージング装置の性能チェックには、ファントムが用いられてきた。ファントムは、特許文献１の図１３にもあるように、試料として、単一濃度のニトロキシドラジカル水溶液を用いている。そして、試料の濃度を変える場合には、ＥＳＲイメージング装置をいったん待機状態にした上で、ファントムをＥＳＲイメージング装置から取り出して、人の手で試料を入れ替える作業を行なっていた。そのため、試料を交換する毎に、ＥＳＲイメージング装置への再設定を行なわなければならず、時間がかかり、作業も煩雑であった。
【００１２】
本発明の目的は、上述した点に鑑み、試料交換に要する時間を大幅に短縮し、簡単な操作で試料の置き換えを行なうことのできる磁気共鳴イメージング装置用ファントムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
この目的を達成するため、本発明にかかる磁気共鳴イメージング装置用ファントムは、
試料液を滞留させる液溜空間と、該液溜空間に試料液を流通させる試料流路とを備えたことを特徴としている。
【００１４】
また、前記液溜空間は、小動物の腎臓とほぼ同じ大きさを有することを特徴としている。
【００１５】
また、前記流通する試料液は、時間に依存して、濃度変化させ得ることを特徴としている。
【００１６】
また、前記試料液はニトロキシドラジカル溶液、前記磁気共鳴装置は電子スピン共鳴装置であることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る磁気共鳴イメージング装置用ファントムによれば、
試料液を滞留させる液溜空間と、該液溜空間に試料液を流通させる試料流路とを備えたので、
試料交換に要する時間を大幅に短縮し、簡単な操作で試料の置き換えを行なうことのできる磁気共鳴イメージング装置用ファントムを提供することが可能になった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
【実施例１】
【００１９】
図２は、本発明に係るＥＳＲイメージング装置用ファントムの一実施例である。ファントムＢＳは、試料溶液（例えば、ニトロキシドラジカル水溶液）を滞留させる４つの液溜空間ｓ、ｓ’、Ｌ、Ｌ’を備え、ｓとｓ’とがマウスの腎臓サイズの空間、ＬとＬ’とがラットの腎臓サイズの空間となっている。
【００２０】
液溜空間Ｌの左側には、試料液を注入する流路Ａ、液溜空間Ｌ’の左側には、試料液を注入する流路Ａ’が設けられている。また、液溜空間ｓの右側には、試料液を注出する流路Ｂ、液溜空間ｓ’の右側には、試料液を注出する流路Ｂ’が設けられている。
【００２１】
液溜空間Ｌと液溜空間ｓとの間、および、液溜空間Ｌ’と液溜空間ｓ’との間は、ともに流路で連通されているので、試料液は、流路Ａ→液溜空間Ｌ→液溜空間ｓ→流路Ｂ、および、流路Ａ’→液溜空間Ｌ’→液溜空間ｓ’→流路Ｂ’のように流れることができる。
【００２２】
このとき、２つの流系を流れる試料液の濃度を意図的に異ならせておけば、このファントムから、濃淡の異なる２種類の液溜空間、Ｌ＋ｓとＬ’＋ｓ’のＥＳＲ画像を取得することができる。これにより、ファントム由来のＥＳＲシグナルを、ＥＳＲイメージング用ソフトウェアの評価に利用することができる。
【００２３】
また、ＥＳＲ画像としてではなく、ＥＳＲスペクトロスコピーとして見た場合は、試料濃度を時間に依存して増加または減少させれば、生体中の試料濃度の経時変化に類似した模擬的なデータとして、取り扱うことができる。
【００２４】
また、ファントムに手を触れることなく、試料液の濃度をコントロールできるので、試料交換に要する時間を大幅に短縮し、簡単な操作で試料の置き換えを行なうことのできるＥＳＲイメージング装置用ファントムを提供することが可能になる。
【００２５】
また、ファントムで得られたＥＳＲデータと、実験動物で得られたＥＳＲデータを比較することにより、実験動物の腎臓に分布するラジカルの量、移動速度、および、代謝速度などを考察することができる。
【００２６】
また、試料混合装置を用いて、試料液注入口ＡまたはＡ’付近で２種類の試料液を混合させるようにすれば、ファントム内で試料が混和するようすを観察することができる。
【００２７】
尚、ニトロキシドラジカル水溶液の代わりに、ＮＭＲ用試料を流通させれば、ＮＭＲイメージング装置用のファントムとしても使用できる。
【実施例２】
【００２８】
図３は、本発明に係るＥＳＲイメージング装置用ファントムの別の実施例である。ファントムＢＳは、試料溶液（例えば、ニトロキシドラジカル水溶液）を滞留させる４つの液溜空間ｓ、ｓ’、Ｌ、Ｌ’を備え、ｓとｓ’とがマウスの腎臓サイズの空間、ＬとＬ’とがラットの腎臓サイズの空間となっている。
【００２９】
液溜空間Ｌの左側には、試料液を注入する流路Ａ、液溜空間Ｌ’の左側には、試料液を注入する流路Ａ’が設けられている。また、液溜空間ｓの右側には、試料液を注出する流路Ｂ、液溜空間ｓ’の右側には、試料液を注出する流路Ｂ’が設けられている。
【００３０】
液溜空間Ｌと液溜空間ｓとの間、液溜空間Ｌ’と液溜空間ｓ’との間、および、流路Ｂと流路Ｂ’との間は、ともに流路で連通されているので、試料液は、流路Ａ→液溜空間Ｌ→液溜空間ｓ→流路Ｂ→流路Ｂ’→液溜空間ｓ’→液溜空間Ｌ’→流路Ａ’のように流れることができる。
【００３１】
この場合は、４つの液溜空間ｓ、ｓ’、Ｌ、Ｌ’を流れる試料液の濃度が同一なので、このファントムから、濃淡の等しい４つの液溜空間ｓ、ｓ’、Ｌ、Ｌ’のＥＳＲ画像を取得することができる。これにより、ＥＳＲ画像を、測定部の静磁場均一性の評価などに利用することができる。
【００３２】
また、ＥＳＲ画像としてではなく、ＥＳＲスペクトロスコピーとして見た場合は、試料濃度を時間に依存して増加または減少させれば、生体中の試料濃度の経時変化に類似した模擬的なデータとして、取り扱うことができる。
【００３３】
また、ファントムに手を触れることなく、試料液の濃度をコントロールできるので、試料交換に要する時間を大幅に短縮し、簡単な操作で試料の置き換えを行なうことのできるＥＳＲイメージング装置用ファントムを提供することが可能になる。
【００３４】
また、ファントムで得られたＥＳＲデータと、実験動物で得られたＥＳＲデータを比較することにより、実験動物の腎臓に分布するラジカルの量、移動速度、および、代謝速度などを考察することができる。
【００３５】
また、試料混合装置を用いて、試料液注入口Ａ付近で２種類の試料液を混合させるようにすれば、ファントム内で試料が混和するようすを観察することができる。
【００３６】
尚、ニトロキシドラジカル水溶液の代わりに、ＮＭＲ用試料を流通させれば、ＮＭＲイメージング装置用のファントムとしても使用できる。
【実施例３】
【００３７】
図４は、本発明に係るＥＳＲイメージング装置用ファントムの別の実施例である。ファントムＢＳは、試料溶液（例えば、ニトロキシドラジカル水溶液）を滞留させる４つの液溜空間ｓ、ｓ’、Ｌ、Ｌ’を備え、ｓとｓ’とがマウスの腎臓サイズの空間、ＬとＬ’とがラットの腎臓サイズの空間となっている。
【００３８】
液溜空間ｓの右側には、試料液を注入する流路Ｂ、液溜空間ｓ’の右側には、試料液を注入する流路Ｂ’が設けられている。また、液溜空間Ｌの左側には、試料液を注出する流路Ａ、液溜空間Ｌ’の左側には、試料液を注出する流路Ａ’が設けられている。
【００３９】
液溜空間ｓと液溜空間Ｌとの間、および、液溜空間ｓ’と液溜空間Ｌ’との間は、ともに流路で連通されているので、試料液は、流路Ｂ→液溜空間ｓ→液溜空間Ｌ→流路Ａ、および、流路Ｂ’→液溜空間ｓ’→液溜空間Ｌ’→流路Ａ’のように流れることができる。
【００４０】
このとき、一方の流系、流路Ｂ→液溜空間ｓ→液溜空間Ｌ→流路Ａの側の、試料液の流れを停止させ、所望の濃度の試料液を流系内に閉じ込める。残ったもう一方の流系、流路Ｂ’→液溜空間ｓ’→液溜空間Ｌ’→流路Ａ’の側のみ、試料液を流すようにする。
【００４１】
そして、前者の流系を標準、あるいは基準のファントムとして取り扱い、後者の流系を流れる試料液の濃度を、時間に依存させて増加または減少させれば、このファントムから、一方の流系をスタンダードにした、濃淡の異なる２種類の液溜空間、Ｌ＋ｓとＬ’＋ｓ’のＥＳＲ画像を取得することができる。これにより、ファントム由来のＥＳＲシグナルを、ＥＳＲイメージング用ソフトウェアの評価に利用することができる。
【００４２】
また、ＥＳＲ画像としてではなく、ＥＳＲスペクトロスコピーとして見た場合は、試料濃度を時間に依存して増加または減少させれば、生体中の試料濃度の経時変化に類似した模擬的なデータとして、取り扱うことができる。
【００４３】
また、ファントムに手を触れることなく、試料液の濃度をコントロールできるので、試料交換に要する時間を大幅に短縮し、簡単な操作で試料の置き換えを行なうことのできるＥＳＲイメージング装置用ファントムを提供することが可能になる。
【００４４】
また、ファントムで得られたＥＳＲデータと、実験動物で得られたＥＳＲデータを比較することにより、実験動物の腎臓に分布するラジカルの量、移動速度、および、代謝速度などを考察することができる。
【００４５】
また、試料混合装置を用いて、試料液注入口Ｂ’付近で２種類の試料液を混合させるようにすれば、ファントム内で試料が混和するようすを観察することができる。
【００４６】
尚、ニトロキシドラジカル水溶液の代わりに、ＮＭＲ用試料を流通させれば、ＮＭＲイメージング装置用のファントムとしても使用できる。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
磁気共鳴イメージング装置に、広く利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】従来のＥＳＲイメージング装置を示す図である。
【図２】本発明にかかるＥＳＲイメージング装置用ファントムの一実施例を示す図である。
【図３】本発明にかかるＥＳＲイメージング装置用ファントムの別の実施例を示す図である。
【図４】本発明にかかるＥＳＲイメージング装置用ファントムの別の実施例を示す図である。
【符号の説明】
【００４９】
１：高周波発振器、２：ステップアッテネータ、３：サーキュレータ、４：高周波線路、５：ループギャップ共振器、６：静磁場コイル、７：勾配磁場コイル、８：測定対象物、９：試料台、１０：カップラー、１１：高周波検出器、１２：データ処理装置、１３：方向性結合器、１４：移相器、１５：方向性結合器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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