JPS584543A - 診断装置 - Google Patents

診断装置

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JPS584543A
JPS584543A JP57096053A JP9605382A JPS584543A JP S584543 A JPS584543 A JP S584543A JP 57096053 A JP57096053 A JP 57096053A JP 9605382 A JP9605382 A JP 9605382A JP S584543 A JPS584543 A JP S584543A
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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】 本発明は人体組織構造及び組織の質を測定する診断装置
に関する。
超音波が病気の検査、妊娠等の状況の進展の観察、解剖
体の検査など医療上の診断において用いられている。
最近の超音波装置においては、超音波ビームのスキャニ
ング操作を行う電気的若しくは機械的手段によって検診
センサの下にある人体の組織の像が作られる。像は圧電
素材等により作られたマトリックスセンサ（圧電素材製
の一列のセンサエレメントからなるセンサ）によって超
音波パルスを発射することにより作られる。該パルスは
組織内を平面波として伝播する。該パルスがアコースチ
ックインピーダンスの急激に変るすなわち・ξルスの伝
播速度が急激に変化する組織面に達すると、その変化に
比例した超音波の一部がエコーとして反射されてクリス
タルマトリックスにより検知される。
クリスタルマトリックス上に取り付けられた処理ユニッ
トは、パルス発信時間とエコー検知時間の時間々隔を基
に、マトリックスの検知方向に関する反射面の位置すな
わちマトリックスから反射面までの距離を決める。従っ
て、その操作はレーダと類似している。上記処理ユニッ
トなりリスタルマトリックスの下の組織内の反射面の平
面図を作る。アコースチックインピーダンスは超音波平
面波が組織境界面を通るときに通常変化するので、人体
の組織構造に比較的良く対応した像が得られる。
超音波診断において良く知られている欠点は、組織の特
性または質を表わす能力が低いということである。たと
えば、水、血液、稠密繊維筋肉組織及び牌臓組織は超音
波像においては同じような超音波反射のない領域のよう
に見える。また、たとえば肝臓内の組織変ｒヒを表わす
超音波反射は、悪性組織の増殖や結合組織の増殖や壊痕
などによって生じるが、それらの組織の質を検知するこ
とが明瞭にはできない。この組織の質を検知する能力が
低いために、超音波を診断に用いるのに限界が生じ、ま
た、得られた像を解釈するのも複雑なものとなる。
新たに開発中の像形成法はＮＭＲ（核磁気共鳴）法とい
われるもので、その基本的概念は１９７６年にＩ、ａｕ
ｔｅｒｂｕｒ　によって導入された。
ＮＭＲ法においては、検査領域に比較的強い非常に均質
の磁界ＢＯをかける。たとえば水素、燐（光）体、フッ
素などの核は磁気モーメントをもっている。検査領域に
おける磁気モーメントを持つ核の大半は外部磁界の方向
、換言すれば最小エネルギ状態において安定する。多数
の核、従って核の磁気モーメントのＲクトル和いわゆる
正味磁化（ｎｅｔ　ｍａｇｎｅｔｉｚａｔｉｏｎ　）も
この法則に従う。
たとえに水素原子を含む検査領域が磁界Ｂｏ内に位置決
めされると、水素原子の正味磁化は磁界Ｂｏの方向、す
なわち最小エネルギの状態になる。
水素原子のグループに電磁気エネルギをかけると、正味
磁化の方向を磁界Ｂｏの方向からそらせることができる
。偏向させられた正味磁イヒは磁界Ｂ。
の作用によって磁界Ｂｏの方向のまわりのいわゆる歳差
運動を生じるようにされる。歳差運動の角周波数ＷＯは
物理学の法則によって決定され、それは磁界Ｂｏの強度
に正比例する。ＷＯは歳差運動している核のいわゆる回
転磁気比（ｇｕｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｒｏ　”ｔ　ｉｏ
）に依存するレーマー速度（Ｌａｒｍｏｒ　５ｐｅｅｄ
）であり、磁気モーメントを持つ異るエレメントの核は
それぞれ固有のＶ−マ速度を有している。
ｆｌ）　　　　　Ｗ　ｏ、　＝　Ｑ拳Ｂ。
ここで、Ｇ−回転磁気化 電磁気エネルギのかけられた核のグループは？＄７’ｃ
エネルギを次第になくし、正味磁化は外部磁界の方向に
復帰する。この復帰プロセスは事実上指数方程式で表わ
されるものであり、時定数Ｔ１によって特徴付けられる
。
核のグループはレーマー速度に正比例するンーマー周波
数１；’ｒｅｓでエネルギを受けることができることに
注目すべきである。
Ｆｅｒｓは大体、無線周波数の範囲であり、例えばＢ□
’＝Ｑ、ｉテスラ（ＴＥＳＬＡ　）の場合、水素原子ノ
ＦｒｅＳは約４．２５ＭＨｚである。
歳差磁化は可変磁界を発生するので、この磁界はその中
に設定される単一のコイルによって検知できる。コイル
内に生じる電磁力は検査領域内の正味磁化の強度すなわ
ち核の数に正比例する。コイル内に生じる電磁力の周波
数はＦｒｅｓである。
たとえば外部磁界Ｂｏの不均一性及び核により作られた
磁界の相互作用の結果として核のグループ内の異る核が
相互に異なる磁界内にあるので、コイル内に生じる信号
は時定数Ｔ２を伴う指数関数的に減衰する。従って、歳
差運動している核はその角周波数が相互にわずかに違う
ので、それらのフェースコーヒレンス（ト匹Ｃσム見ｎ
ｏシ）ヲ失つ。Ｂ。
が非常に均一であるとすると、Ｔ２は材料の特性を特徴
付ける。
ＮＭＲ像形成法は、核のレーマ周波数及び歳差運動する
核に作用する外部磁界の強度に基づきコイル内に生じる
電磁力によってその像形成が行われる。無線周波数の・
ξルスで検査領域の核を励起し局部的に変る強度の磁場
内の核の歳差運動を観察することてより、核の配置を測
定でき、従って、ＮＭＲ像形成ができる。
幾つかのＮＭＲ像形成法が知られている。たとえば次の
刊行物に示されている。Ｌａｕｔｅｒｂｕｒ　：Ｎａｔ
ｕｒｅ　　Ｖｏｌ、　２４２の１９０〜１９１頁（１９
７６年６月６日）　：　ＵＳ　ＰへＴ、４．０２１，７
２．Ｉｓ：ＵＳ　　ＰＡＴ。
４．０７０，６１１．；［ＪＳ　　ＰＡＴ、４，０１５
．１９６：等である。また、一定の領域から検査すべき
ターゲット部分内−のＮＭＲ情報を収集する方法も幾つ
か知れている。
この場合、そのターゲット部分の特定は、たとえば磁界
をターゲット部分に重ねて共鳴条件が一定点でのみ合う
ようにしたり、または、磁界の均一性を一定領域のみで
良好な状態とし、その外部の領域では磁場の不均一性に
より信号が急激に弱くなるようにすることによって行わ
れる。このような方法は［ＪＳ　　ＰＡＴ、３，７８９
，８ろ２：ＵＳ　　ＰＡＴ。
ろ、９３２，８０５　：及び、ＵＳ　　ＰＡＴ、４，２
４０，４６９：に示されている。
上述の全ての方法は、いわゆる自由水の分布並びに自由
水内に含まれる不純物の性質及び量に関する情報を集め
るのに供される。たとえば、減衰時間Ｔ、は水溶液の粘
性の変ｆｔ、に伴って変る。すなわち、粘性が犬とくな
れば時間Ｔ、は短かくなる。従って、たとえば、水及び
血液は相互に識別できる。すなわち、純粋の水のＴ、は
約６秒、血液のそれは約０６秒である。悪性腫瘍内では
たんばく質への水の結合が弱くなり、細胞間の液の量が
増加するので、その時間Ｔ１は正常な組織のＴ１に比較
して長くなる。
一般的には器官内の自由水の量及び上記時間Ｔ。
は相互に異り、従って組織の特徴付けはＮＭＲ法により
かなり良好に行うことができる。
現在の技術レベルでは、ＮＭＲ像形成は比較的遅く、腹
部の断面図の形成に必要な情報を収集するのに約６０秒
かかる。得られる解像度は約３×６朋２であり、スライ
ス厚は約１ＣＴＬである。器官の動きのため、上記のよ
うな遅い像形成法では得られる情報が劣化しまた組織の
特徴付けもそこなわれる。更に、像形成に必要とされる
磁界の勾配は、より多くの時間を特徴とする特別な手段
がないと、Ｔ２情報の発見を妨げる。
更に、ＮＭＲ像形成においては、たとえばＮＭＲ検査の
領域の像形成平面を選択する必要がある。
これを行う１つの例としては、人体などの被検体の選択
された方向で磁界勾配を設定する。励起ＲＦ　ハルスに
狭い周波数帯域が与えられ、被検体の狭いスライス部分
を励起する。
ＮＭＲ像形成装置においては、患者はパルス発信・受信
装置及び磁界勾配を作るためのコイルのセットによって
囲まれた空間内に位置決めされなければならない。この
ことは、たとえば潜在的心臓病の患者の治療や検査を複
雑にする。更に、多くの患者はその身体の動きを増し得
られる情報の質に悪影響を与える恐怖感を感じる。
本発明の目的は、たとえば人体などの被検体から組織の
信頼性のある十分な情報を得るため、超音波映像法及び
ＮＭＲ，映像法の好ましい特質を組合せた装置を提供す
ることにある。本発明の他の目的は構造的、機能的に簡
単で信頼性があり操作が容易な診断装置を提供すること
にある。
本発明に係る装置は、従来得ることができなかった人体
の組織の正確な特徴付けを可能とする。
本装置の本質的特質は、検査される領域を超音波手段に
よって特定することであり、この領域はＮＭＲ法によっ
て即座に分析される。
以下、本発明を添付図面に示した実施例に基づき詳細に
説明する。
第１図及び第２図に示すように、本発明に係る装置は超
音波マトリックスセンサ１、ＮＭＲ）ランスミッタ・レ
シーバとして作動するコイルアセンブリ２、ＮＭＲプリ
アンプろ、センサユニット２０の保護ケーシング４．Ｎ
ＭＲ，ロッキングアセンブリ５、センサアーム７、場所
及び位置の情報ヲ得るため角度センサ６、ディスプレー
装置８、情報収集の制御のためのコントロールパネル９
、超音波及びＮＭＲ情報処理ユニット１０．均一な磁界
Ｂｏを発生するための電磁石、ソレノイドなどのエレメ
ント１２、電磁石のための電源１ろ、自由に位置を変え
ることができる検査台１４、センサユニット２０の手動
による変位をするためのハントゝル状のコントロール手
段１５とを有している。
第１図に示す診断装置の操作は次のように行う。
外科医等の診断者が検査台１４を動かして患者Ｐが電磁
石１１によって作られる均一な磁界の範囲に入るように
する。それからコノトロール手段１５を操作してセンサ
アーム）２０を診断する領域に向け、同時にディスプレ
ー装置８上に現われた超音波像からセンサの下方にある
組織を検食する。診断領域において識別すべき組織部分
が決められると、診断者はコントロールパネル９から当
該診断装置のＮＭＲ分析ンステムのスイッチを入れる。
ＮＭＲロッキングアセンブリ５によって、ＮＭＲ分析シ
ステムがセンサに隣接する磁場の強度をモニターしてそ
の情報をコントロールユニット１０に伝達する。ディス
プレー装置８には映像領域を２つに分割する線２１が現
われており、診断者はセンサユニット２０を勅かして線
２１が識別すべき組織部分１６を通るようにする。セン
ターリングリングすなわち心出しリング１９′がＮＭＲ
感知分析範囲１９を表わすものであり、ディスプレー装
置８上の線２１に清って垂直方向で可動でアリ、コント
ロールパネル９　Ｖ（、よってその位置を制御される。
心出しリング１９が診断される組織部分の位置に来ると
、診断者はパネル９によってＮＭＲ分析を始める。
すなわち、ソレノイド１２が作動されて第６図に示すよ
うな、磁場Ｂｏに平行だが両ソレノイドを結ぷ線に直角
な中心線に平行にめ配を有する磁場附ソレノイドの対称
軸線Ｓ上に与えることを特徴とする磁場パターンを発生
する。第３図においては、その磁場の強度はソレノイド
を結ぶ線から離れるに従って増大する。
処理ユニツ）１０は分析されるべきターゲットすなわち
検査領域とセンサの面との間の距離に従って励起電磁放
射線の周波数を選択する。処理ユニットは、発信・受信
器として作用するコイルアセンブリ２を通して電磁パル
スを選択された周波数でターゲット領域に発射する。パ
ルスの持続時間はターゲット領域での上記コイルによっ
て発生された磁場の強さによって得られる。これは測定
することができ、必要な情報が処理ユニット１０にスト
アされる。
この励起のすぐ後、ソレノイドを通る電流は切られ、コ
イルアセンブリ２が励起された核の歳差運動の信号を検
知し、その信号がプリアンプ３で増幅され、処理ユニッ
ト１０にストアされる。若し必要ならば、励起及び検知
のプロセスは十分なＳ／Ｎ　　比（ｓｉｇｎａｌ／ｎｏ
ｉｓｅ　　ｒａｔｉｏ）が得られるまで十分な回数だけ
操り返される。１８０パルス及びそれから遅れた９０°
パルスを伴う通常の連続する・３ルスを与えることによ
りターゲット領域のＴ、の信号が測定される。成育運動
信号の減衰速度からＴ２が得られる。得られた結果は例
えばデジタルデータとして診断者に送られる。集められ
たＮＭＲ情報は角度センサ６から得られた場所情報を使
用することによって適正にストアされる。
従って、患者から集められた情報源の場所及びその方向
は明らかになる。
上述の記載では本発明の装置の一実施例を示した。他の
可能な実施例としては、たとえばオイルやウォーターベ
ッドを介して超音波ビーム装置を患者に音響上又は音響
的に接続し、スキャニングがターゲットのＮＭＲ像形成
と自動的に且つ同時に行われるようにした装置によって
ＮＭＲ，映像アセンブリに超音波ビームセンサを組み込
むことも考えられる。ＮＭＲ感知領域のサイズは当然装
置によって変る。この領域は超音波ビームによって決定
される領域の小さな部分だけとすることができる。他方
、これら両領域を同じサイズとすることができ、この場
合は必要なら両領域を同時にディスプレー装置８上に視
覚化することができる。
そのような装置における実際上の困難は十分に大きい均
一な磁場の発生に主に関係している。
本発明によれば、組織構造及びその特性の情報を同時に
集めることにより、生体、たとえば人体の組繊内のたと
えばガン、炎症、出血等の病的変化を診断することがで
きる。実際には、患者の病的組織から得られる情報を比
較するための健康な人の組織の情報が集められストアさ
れる。別の方法では、患者自身の１つの器官の種々の部
分の情報を集めることにより、病的部分の情報を他の健
康な部分の情報と比較できる。健康な組織からの基準と
なる情報は予め基準情報の全データイースに含めるよう
ストアされる。もちろん、すでに病気であることが診断
されている組織の情報を基準情報としてストアしておき
、診断を容易に且つ迅速に行なえるようにすることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の一実施例ｆ係る診断装置を示す図； 第２図は、第１図の円■で囲まれた部分の拡大図； 第３図は、第１図の装置においてかけられる磁場を示す
図； である。 特許出願人　　インストルメンタリウム・オサケイーテ
イエー ＸＺ ＪｊＺｊ：３ Ｈ（１１ｊ６１ＹＩ 手　　続　　補　　正　　書 １事件の表示 昭和５７年特許願第　ノ１ｔＫＪ　　号２、発明の名称 雲誹軌そ ６、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 住所 、Ｇ　２丁、　イ７フレレ／し７リウム・Ｘヤヂイーフ
イーー４、代理人 ５、補正の対象

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 （１）検査する人体などの被検体の組織の構造及び質に
    関する情報を同時に収集する診断装置において、 超音波・ξルスを発信する手段で、該手段によって選定
    された所定の検査領域内の組織の境界面でのアコースチ
    ックインピーダンスの変化により反射された超音波パル
    スを検知して記録する機能を持つ超音波パルス発信・検
    知手段と； 反射された超音波の情報を処理する手段と；処理された
    情報を視覚化する手段と； 上記検査領域内の所望の部分から核磁気共鳴すなわちＮ
    ＭＲ現象によって発生された組織認定情報を収集する手
    段と； 該収集手段に接続され組織認定情報を上記反射超音波パ
    ルスの情報の処理と同時に処理する手段と； を有する診断装置。 （′２Ｊ　　被検体の検査すべき領域内にできるだけ均
    一な磁界を発生させる手段を有する特許請求の範囲第１
    項記載の診断装置。 （３）上記均一な磁界を発生させる手段が、少なくとも
    ２個の相互に所定間隔離した磁気エンメントを備える電
    磁石を有し、検査されるべき領域が両磁気エレメントの
    内側で上記磁気エレメント間の中央に位置決めされるよ
    うにした特許請求の範囲第２項記載の装置。 （４）上記超音波パルスを発信し検知する手段が超音波
    マトリックスセンサを備え、上記の組織認定情報を収集
    する上記手段が発生された均一の磁界内に磁場勾配を生
    じるための手段と、無線周波数電磁パルスを発信し、そ
    のパルスによってＮＭＲ感知組織認定情報領域内に生じ
    たＮＭＲ信号を検知するための手段を有し、該手段及び
    上記超音波マトリックスセンサが組み合わされて被検体
    上を自由に移動可能な１つのユニットにされている特許
    請求の範囲第２項若しくは第６項に記載の装置。 （５）上記ユニットを移動する機構が、被検体から収集
    され記録される組織認定情報の正確な方向及び測定点を
    示すためのアングルセンサを有している特許請求の範囲
    第４項記載の装置。 （６）上記磁場勾配を生じさせるための手段が、上記均
    一の磁界に整合され且つ上記ユニットの両側に位置決め
    された相互に一定間隔離された強磁性体や電磁石等の２
    つの磁気エレメントを含む特許請求の範囲第４項若しく
    は第５項に記載の装置。 （力　上記無線周波数電磁パルスを発信する手段が、当
    該パルスの発信の後に、ＮＭＲ感知組織認定領域内に生
    じたＮＭＲ信号を受信するようにされたコイルアセンブ
    リを有している特許請求の範囲第４項、第５項若しくは
    第６項に記載の装置。 （８）得られた超音波像によって決められた検査領域に
    対してＮＭＲ組織認定領域を置き換えるための手段を有
    する特許請求の範囲第１項乃至第７項のいずれかに記載
    の装置。 （９）ＮＭＲ感知組織認定領域の置き換えのため、上記
    コイルアセンブリに発生された信号の周波数を変える手
    段が設けられている特許請求の範囲第７項若しくは第８
    項に記載の装置。 （１■患者内の所望のＮＭＲ感知組織認定領域の位置決
    め及び整合を上記視覚ｆヒ手段によって行うようにされ
    、超音波パルスによって収集された情報及び組織認定情
    報が同時に視覚イヒされるようにした特許請求の範囲第
    １項、第９項のいずれかに記載の装置。 （１１）検査領域内のＮ　Ｍ　Ｒ，感知組織認定領域の
    位置を決めるため、上記視覚（ｆ一手段がディスプレー
    装置を備え、該ディスプレー装置にはインディケータが
    設けられ、該インディケータの位置が当該ディスプレー
    装置上に現われた超音波像内の検査すべき領域における
    ＮＭＲ感知組織認定領域の位置に対応するようにされて
    おり、またディスプレー装置はＮＭＲ分析によって収集
    された情報を視覚化するために用いられるようにされて
    いる特許請求の範囲第１０項記載の装置。
JP57096053A 1981-06-04 1982-06-04 診断装置 Granted JPS584543A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI811733 1981-06-04
FI811733A FI64282C (fi) 1981-06-04 1981-06-04 Diagnosapparatur foer bestaemmande av vaevnadernas struktur oc sammansaettning

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS584543A true JPS584543A (ja) 1983-01-11
JPH0251602B2 JPH0251602B2 (ja) 1990-11-08

Family

ID=8514464

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP57096053A Granted JPS584543A (ja) 1981-06-04 1982-06-04 診断装置

Country Status (7)

Country Link
US (1) US4543959A (ja)
JP (1) JPS584543A (ja)
DE (1) DE3220490A1 (ja)
FI (1) FI64282C (ja)
FR (1) FR2507321A1 (ja)
GB (1) GB2101320B (ja)
IT (1) IT1151266B (ja)

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