TOP > 国内特許検索 > 電子スピン共鳴装置及び電子スピン共鳴装置における画像作成方法

電子スピン共鳴装置及び電子スピン共鳴装置における画像作成方法

国内特許コード P08A013598
整理番号 QP050015
掲載日 2008年8月22日
出願番号 特願2005-257116
公開番号 特開2007-071607
登録番号 特許第5162747号
出願日 平成17年9月5日(2005.9.5)
公開日 平成19年3月22日(2007.3.22)
登録日 平成24年12月28日(2012.12.28)
発明者
  • 内海 英雄
  • 長沼 辰弥
出願人
  • 国立大学法人九州大学
発明の名称 電子スピン共鳴装置及び電子スピン共鳴装置における画像作成方法
発明の概要

【課題】 射影のデータ取得の偏りを小さくして、画像を再構成することができる電子スピン共鳴装置を提供する。
【解決手段】 ステップS11にて、θとφを生成する関数のパラメータを変更し、ステップS12にてθとφを計算する。次にステップS13にて、得られたθとφを元に、n射影の勾配ベクトルを算出する。ステップS14にて、最隣接軸間隔角度の最小値を求める。ステップS15にて、最隣接軸間隔角度の最小値が十分大きいか否かを判定する。十分大きければ(YES)処理を終える。
【選択図】 図5

従来技術、競合技術の概要


ESRは試料内のラジカルの有無を観察するための装置であるが、近年では様々な角度の磁場勾配をかけることによって試料の同一位置における様々な角度でのスペクトルを得、X線CTの原理を応用することによってそれらのスペクトルから当該位置における試料の断層像を作成して表示する技術が盛んである。この断層像によれば、試料のどのような位置にラジカルが存在するか、及びそれらのラジカルの濃度を知ることができる。



図24はESRの外部磁場に磁場勾配を印加することで位置情報を付与することを示す図である。上向きの勾配ベクトルを印加することによる、特定勾配下での射影を示している。



ここで、位置情報は一次元の射影として与えられるので、画像を得るために画像再構成の処理を必要とする。再構成法としては、射影を平面に対して逆投影し、順次加算していくことで画像を得る逆投影法(Back-Projection法)がある。なお、以下では、ESRによる画像化(Imaging)をESRIという。



図25はn射影からの画の再構成を示す図である。n=3の射影から画を再構成する様子である。また、フィルターを適用して再構成の操作によるノイズを低減することが行われる。これは、射影に対してフーリエ軸でフィルターを適用する。フィルター補正にはSheppの補正関数、Ramacachandranの補正関数、Cheslerの補正関数がある。フィルターを適用し逆投影法を用いたフィルター補正逆投影法(Filtered Back-Projection)が一般的に用いられている。



一般的には、二軸の磁場勾配を用い二次元画像を得ることが行われている。しかし、二次元ESRIには、以下の問題点がある。



図26は、二次元ESRIにおける平面情報の概念を示す図である。体積情報→平面情報のように、感度範囲の情報全てが平面情報として含まれる。



このように、ESRIにおいてはMRI(Magnetic Resonance Imaging)などのスライス画像とは違い、感度範囲の情報が全て圧縮されて画像化される。このため、二次元ESRIでは正確な位置情報を得ることが難しい。



そこで、ESRIにあって、正確な位置情報を得るためには、三次元による体積情報の取得が必要となる。



図27は従来の三次元ESRIの生成を示す図である。n’射影からの面の再構成を行い、任意の軸を中心に、画の回転を行い、m’枚の画を空間へ逆投影する。二次元で一度再構成を行い、複数の面情報を得て、さらに体積に再構成を行うという手法である。鉛直方向に圧縮された情報を空間への投影で再構成する。



この手法では、十分な画質の画像を得るために多くの射影を必要とする。そのため、画像化に長時間を要するという問題点がある。つまり、従来の3次元ESRI生成方法では、十分な画像を得るために長時間を要する。



ところで、下記特許文献1等には、スパイラル走査型のエコープラナー(Echo-planar Imaging:EPI)法を適用し、磁気共鳴画像装置(MRI)により、画像再構成処理を行う技術が開示されている。



従来からのスパイラル法をESRIにそのまま適用することを考える。図28はスパイラル法の勾配ベクトルの軌跡を示す図である。図29はn射影を直接空間へ逆投影することを示す図である。図28に示したスパイラル法の勾配ベクトルの軌跡と、図29に示したn射影を直接空間へ逆投影から、この手法では、軸を決め、そこから射影の向きとの成す角をθ、回転角度をφとおき、各々を定速度で変化させることになる。つまり、回転角度φと傾きθを一定(等間隔)としたスパイラル軌跡に基づいて射影ベクトルを得、n射影を直接空間へ逆投影する方法である。

【特許文献1】特開平09-140686号公報

産業上の利用分野


本発明は、電子スピン共鳴装置(Electron Spin Resonance:ESR)に関し、特に三次元でn射影から画像を再構成する電子スピン共鳴装置及び電子スピン共鳴装置における画像作成方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
三次元座標系における一軸を回転軸とし、前記回転軸に対する傾き角θと前記回転軸と直交する平面内において前記回転軸を通り該平面に平行する一軸を開始点とした回転角度φによって規定される勾配ベクトルを用い、前記勾配ベクトル方向に印加された磁場勾配による試料の一次元の位置情報である射影に基づいて、複数の射影から三次元の画像を再構成する電子スピン共鳴装置において、
前記傾き角θと回転角度φは、iは0≦i<Nを満たす整数、Nは3以上の整数、θmax=π/2として、
θ=θmax(1-(1-(i/N)αβ)、
φ=(φmax/N)×i
によって与えられ、
定数φmax、α、βは、前記複数の勾配ベクトルについて最隣接の勾配ベクトル間の角度の最小値を求め、その最小値が最大になるように設定することを特徴とする電子スピン共鳴装置。

【請求項2】
三次元座標系における一軸を回転軸とし、前記回転軸に対する傾き角θと前記回転軸と直交する平面内において前記回転軸を通り該平面に平行する一軸を開始点とした回転角度φによって規定される勾配ベクトルを用い、前記勾配ベクトル方向に印加された磁場勾配による試料の一次元の位置情報である射影に基づいて、複数の射影から三次元の画像を再構成するための電子スピン共鳴装置における画像作成方法において、
前記傾き角θと回転角度φは、iは0≦i<Nを満たす整数、Nは3以上の整数、θmax=π/2として、
θ=θmax(1-(1-(i/N)αβ)、
φ=(φmax/N)×i
によって与えられ、
全ての勾配ベクトルに対して最隣接の勾配ベクトル間の角度の最小値を求める工程と、
前記最小値が最大か否かを判定する工程と、
前記最小値が最大となったときの前記定数φmax、α、βを算出する工程とを備え、
前記算出した定数φmax、α、βを用いて前記回転角度φ及び前記傾き角θを求めることを特徴とする電子スピン共鳴装置における画像作成方法。
産業区分
  • 試験、検査
  • 治療衛生
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

※ 画像をクリックすると拡大します。

JP2005257116thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
上記の特許・技術に関心のある方は、下記問合せ先にご相談下さい。


PAGE TOP

close
close
close
close
close
close
close