緩和時間と電気的特性を生体等価にしたMRI及び癌の温熱療法用ファントムの開発

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13670942
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: 加藤 博和 岡山大学, 医学部, 教授 (60127511)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山本 尚武 岡山大学, 医学部, 教授 (50032941) ; 内田 伸恵 島根医科大学, 医学部, 助教授 (80304260) ; 黒田 昌宏 岡山大学, 医学部・附属病院, 助教授 (50225306) ; 花元 克巳 岡山大学, 医学部, 助手 (20335590)
• Keywords: MRI / Hyperthermia / Phantom

Research Abstract

従来報告されているMRI用ゲルファントムは,アガロースなどのゲル化剤でT2緩和を行い,Niなどの常磁性イオンでT1緩和を行っている。このようなファントムでT2緩和時間の長いファントムを作製した場合,ゲル濃度が低くなりすぎ自立性のある固形ファントムを作製することができなかった。また,実験データが不十分であり,生体等価なファントムを再現することができなかった。当研究では,従来のゲル化ファントムに固形剤としてカラギーナンを添加したファントムの開発を行っている。ファントム材料は,固形剤としてカラギーナン3%, T2緩和剤としてアガロース0〜1.6%, T1緩和剤として塩化ガドリニウム0〜140μmol/kg;保存剤としてアジ化ナトリウム0.03%を用い,残部を水とした。種々のアガロースと塩化ガドリニウム濃度の組み合わせ試料400本以上を作製し,1.5T MRI装置にて,T1,T2緩和時間の測定を行った。この結果,生体組織すべての緩和時間を再現できるファントムを作製することができた。実験データの解析より,カドリニウム濃度をG,アガロース濃度をA.とすると,T1緩和時間は,1/T1=a1+a2A+(a3+a4A)G+(a5+a6A)G^2で表すことができ,T2緩和時間は1/T2=b1+b2G+b3G^2+(b4+b5G)Aで表すことができた。ここでai, biは係数である。これらの式に試料で得られた値をGauss-Newton法による非線形最小自乗データ近似を行うことにより係数の値を定めた。これにより,任意のT1とT2をもつ固形ファントムを作製することが可能となった。今後T1とT2に加え,さらに任意の導電率をもつファントムを開.発する計画である。

Research Products

• [Publications] 加藤博和, 他: "カラギーナンを用いたMRI用ファントム"医学物理. 21. 81 (2001)
• [Publications] 加藤博和: "MRI位相画像用フーリエ変換"医学物理. 21. 84 (2001)
• [Publications] 内田伸恵, 加藤博和, 他: "RF組織内加温法の開発と臨床経験"マイクロ波効果・応用シンポジウム講演要旨集. 160-161 (2001)
• [Publications] 加藤博和, 他: "磁化を指標とした温度測定についての検討"日本ハイバーサーミア学会誌. 17. 84 (2001)
• [Publications] 吉村孝一, 加藤博和, 他: "非侵襲的温度測定システム開発のためのMRI用ファントムの作製"日本ハイバーサーミア学会誌. 17. 108 (2001)
• [Publications] 加藤博和: "医学分野における電磁波用ファントム"電子情報通信学会論文誌. J85-B(in press). (2002)
• [Publications] 加藤博和: "MR撮像技術学(笠井俊文ら, 編)"オーム社. 27 (2001)