| 【発明の名称】 |
磁気共鳴イメ―ジング方法および装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】クリストファー・ジャジソン・ハーディ
【氏名】チャールズ・ルシアン・デュモーリン
【氏名】エリカ・シュナイダー
|
| 【要約】 |
【課題】筋肉組織、脂質組織および血液を含む３つの成分を有するサンプルを磁気共鳴イメージングして、血液と筋肉組織との間のコントラストを示す像を作成し且つ脂質組織の像を抑圧する方法および装置を提供する。
【解決手段】サンプルをほぼ一様な磁界内に配置して、筋肉組織、脂質組織および血液の縦磁化を前記磁界の縦方向に方向付けし、第１の反転パルスを印加して、前記３つの成分のうちの少なくとも２つの成分の縦磁化を反転させ、第２の反転パルスを印加して、脂質組織の縦磁化を反転させ、１つ以上の検出用ＲＦパルスを印加して、血液の縦磁化の残りの量を測定し、筋肉組織および脂質組織の縦磁化がほぼゼロであるときに前記サンプルの像を取得する。一実施態様では第１および第２の反転パルスがそれぞれスライス選択性および化学シフト選択性反転パルスである。別の実施態様では、第１および第２の反転パルスが共に化学シフト選択性反転パルスである。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 筋肉組織、脂質組織および血液を含む３つの成分を有するサンプルを磁気共鳴イメージングして、血液と筋肉組織との間のコントラストを示す像を作成し且つ脂質組織の像を抑圧する方法において、前記サンプルをほぼ一様な磁界内に配置して、筋肉組織、脂質組織および血液の縦磁化を前記磁界の縦方向に方向付けするステップ、第１の反転パルスを印加して、前記３つの成分のうちの少なくとも２つの成分の縦磁化を反転させるステップ、第２の反転パルスを印加して、脂質組織の縦磁化を反転させるステップ、１つ以上の検出用ＲＦパルスを印加して、血液の縦磁化の残りの量を測定するステップ、並びに筋肉組織および脂質組織の縦磁化がほぼゼロであるときに前記サンプルの像を取得するステップを有していることを特徴とする前記方法。
【請求項２】 前記第１の反転パルスを印加する前記ステップの前に造影剤が注入される請求項１記載の方法。
【請求項３】 前記第１の反転パルスが、筋肉組織、脂質組織および血液の縦磁化を反転させるスライス選択性反転パルスである請求項１記載の方法。
【請求項４】 前記第１の反転パルスが、血液および筋肉組織の縦磁化を反転させる第１の化学シフト選択性反転パルスである請求項１記載の方法。
【請求項５】 筋肉組織、脂質組織および血液を有する被検体を磁気共鳴イメージングして、血液と筋肉組織との間のコントラストを示す像を作成し且つ脂質組織の像を抑圧する方法において、前記サンプルをほぼ一様な縦方向磁界内に配置して、筋肉組織、脂質組織および血液の縦磁化を前記磁界の縦方向に方向付けするステップ、第１の反転パルスを印加して、前記被検体の所定のスライス内の筋肉組織、脂質組織および血液の縦磁化を反転させるステップ、化学シフト選択性である第２の反転パルスを印加して、脂質組織の縦磁化を反転させるステップ、１つ以上の検出用ＲＦパルスを印加して、血液の縦磁化の残りの量を測定するステップ、並びに筋肉組織および脂質組織の縦磁化がほぼゼロであるときに前記被検体の像を取得するステップを有していることを特徴とする前記方法。
【請求項６】 前記第１の反転パルスを印加する前記ステップの前に造影剤が注入される請求項５記載の方法。
【請求項７】 前記検出用ＲＦパルスが、筋肉組織、脂質組織および血液の縦磁化を９０°回転させる請求項５記載の方法。
【請求項８】 前記第１の反転パルスから所定の時間後に前記第２の反転パルスを印加して、筋肉組織の縦磁化がゼロに戻るのとほぼ同時に脂質組織の縦磁化がゼロに戻るようにする請求項５記載の方法。
【請求項９】 更に、前記被検体の心臓サイクルを監視するステップ、およびＲ波の検出から所定の時間後に第１のスライス選択性パルスを印加するステップを含んでいる請求項５記載の方法。
【請求項１０】 スライス選択性パルスが前記被検体内の血液の流れの方向に対して横切る向きに方向付けされている請求項５記載の方法。
【請求項１１】 血液がガドリニウムで処理されている請求項５記載の方法。
【請求項１２】 筋肉および脂質の縦磁化がほぼゼロになる時に無線周波（ＲＦ）イメージング・パルスが前記被検体に印加される請求項５記載の方法。
【請求項１３】 更に、前記被検体内の血液の像を表示装置上に作成するステップを含んでいる請求項１２記載の方法。
【請求項１４】 脂質組織の像が抑圧される請求項１３記載の方法。
【請求項１５】 前記の最後の２つのステップがエコー・プレーナ・イメージング・パルス系列を有している請求項５記載の方法。
【請求項１６】 前記の最後の２つのステップがセグメント化高速勾配エコー・イメージング・パルス系列を有している請求項５記載の方法。
【請求項１７】 前記の１つ以上の反転パルスが、１８０°より小さく且つ９０°より大きいＲＦパルスで置き換えられ、その後、残留する横磁化を位相はずれさせるために１つ以上の勾配パルスが印加され、この場合、前記ＲＦパルスとイメージング系列との間の遅延時間は、磁化のゼロ化がイメージング系列の間に生じるように対応的に短縮される請求項１記載の方法。
【請求項１８】 筋肉組織、脂質組織および血液を有する被検体を磁気共鳴イメージングして、血液と筋肉組織との間のコントラストを示す像を作成し且つ脂質組織の像を抑圧する方法において、前記サンプルをほぼ一様な縦方向磁界内に配置して、筋肉組織、脂質組織および血液の縦磁化を前記磁界の縦方向に方向付けするステップ、第１の化学シフト選択性反転パルスを印加して、血液および筋肉組織の縦磁化を反転させるステップ、第２の化学シフト選択性反転パルスを印加して、脂質組織の縦磁化を反転させるステップ、１つ以上の検出用ＲＦパルスを印加して、血液の縦磁化の残りの量を測定するステップ、並びに筋肉組織および脂質組織の縦磁化がほぼゼロであるときに前記被検体の像を取得するステップを有していることを特徴とする前記方法。
【請求項１９】 更に、血液を造影剤で処理するステップを含んでいる請求項１８記載の方法。
【請求項２０】 前記検出用ＲＦパルスが、筋肉組織、脂質組織および血液の縦磁化を９０°回転させる請求項１８記載の方法。
【請求項２１】 前記第１の反転パルスから所定の時間後に前記第２の反転パルスを印加して、筋肉組織の縦磁化がゼロに戻るのとほぼ同時に脂質組織の縦磁化がゼロに戻るようにする請求項１８記載の方法。
【請求項２２】 更に、前記被検体の心臓サイクルを監視するステップ、およびＲ波の検出から所定の時間後に第１のスライス選択性パルスを印加するステップを含んでいる請求項１８記載の方法。
【請求項２３】 スライス選択性パルスが前記被検体内の血液の流れの方向に対して横切る向きに方向付けされている請求項１８記載の方法。
【請求項２４】 血液がガドリニウムで処理されている請求項１８記載の方法。
【請求項２５】 筋肉および脂質の縦磁化がほぼゼロになる時に無線周波（ＲＦ）イメージング・パルスが前記被検体に印加される請求項１８記載の方法。
【請求項２６】 更に、前記被検体内の血液の像を表示装置上に作成するステップを含んでいる請求項２５記載の方法。
【請求項２７】 脂質組織の像が抑圧される請求項２６記載の方法。
【請求項２８】 前記の最後の２つのステップがエコー・プレーナ・イメージング・パルス系列を有している請求項１８記載の方法。
【請求項２９】 前記の最後の２つのステップがセグメント化高速勾配エコー・イメージング・パルス系列を有している請求項１８記載の方法。
【請求項３０】 筋肉組織、脂質組織および血液を含む３つの成分を有するサンプルを磁気共鳴イメージングして、血液と筋肉組織との間のコントラストを示す像を作成し且つ脂質組織の像を抑圧する装置において、前記サンプルをほぼ一様な磁界内に配置して、筋肉組織、脂質組織および血液の縦磁化を前記磁界の縦方向に方向付けする手段、第１の反転パルスを印加して、前記３つの成分のうちの少なくとも２つの成分の縦磁化を反転させる手段、第２の反転パルスを印加して、脂質組織の縦磁化を反転させる手段、１つ以上の検出用ＲＦパルスを印加して、血液の縦磁化の残りの量を測定する手段、並びに筋肉組織および脂質組織の縦磁化がほぼゼロであるときに前記サンプルの像を取得する手段を有していることを特徴とする前記装置。
【請求項３１】 筋肉組織、脂質組織および血液を有する被検体を磁気共鳴イメージングして、血液と筋肉組織との間のコントラストを示す像を作成し且つ脂質組織の像を抑圧する装置において、前記サンプルをほぼ一様な縦方向磁界内に配置して、筋肉組織、脂質組織および血液の縦磁化を前記磁界の縦方向に方向付けする手段、第１の反転パルスを印加して、前記被検体の所定のスライス内の筋肉組織、脂質組織および血液の縦磁化を反転させる手段、化学シフト選択性である第２の反転パルスを印加して、脂質組織の縦磁化を反転させる手段、１つ以上の検出用ＲＦパルスを印加して、血液の縦磁化の残りの量を測定する手段、並びに筋肉組織および脂質組織の縦磁化がほぼゼロであるときに前記被検体の像を取得する手段を有していることを特徴とする前記装置。
【請求項３２】 筋肉組織、脂質組織および血液を有する被検体を磁気共鳴イメージングして、血液と筋肉組織との間のコントラストを示す像を作成し且つ脂質組織の像を抑圧する装置において、前記サンプルをほぼ一様な縦方向磁界内に配置して、筋肉組織、脂質組織および血液の縦磁化を前記磁界の縦方向に方向付けする手段、第１の化学シフト選択性反転パルスを印加して、血液および筋肉組織の縦磁化を反転させる手段、第２の化学シフト選択性反転パルスを印加して、脂質組織の縦磁化を反転させる手段、１つ以上の検出用ＲＦパルスを印加して、血液の縦磁化の残りの量を測定する手段、並びに筋肉組織および脂質組織の縦磁化がほぼゼロであるときに前記被検体の像を取得する手段を有していることを特徴とする前記装置。
|
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は一般に血管の医用イメージングに関するものであり、更に詳しくはこのようなイメージングを実行するために磁気共鳴を使用することに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】血管造影すなわち血管構造のイメージングは医学的診断および治療手順に非常に有用である。Ｘ線血管造影法では、液体のＸ線造影剤を患者の中に注入するために侵襲性器具が使用される。造影剤が患者内にある間、造影剤で強調された一連のＸ線像が求められる。
【０００３】Ｘ線血管造影法は、患者にとって不快な副作用などの幾つかの危険を伴う。従来のＸ線透視検査装置がＸ線被爆量を最小にするように設計されているが、手順によっては時間が非常に長くなって、累積Ｘ線被爆量がかなりのものになることがある。随伴する医療スタッフがこれらの医学的手順に常に参加するので、彼らの長時間被爆も更に重大な問題である。従って、これらの手順の間にＸ線被爆量を低減し又は無くすことが望ましい。
【０００４】Ｘ線血管造影法は、典型的には、単一の二次元投影像を作成する。視野内の物体の深さに関する情報はオペレータには得られない。この情報は診断および治療手順の間に得ることがしばしば望ましい。
【０００５】血管構造のイメージングのための磁気共鳴（ＭＲ）イメージング手順が近年利用できるようになった。このようなＭＲ血管造影法は様々な方法で実行されており、それらは全て２つの基本的な現象の１つを利用している。第１の現象は、血液が患者の１つの領域から別の領域へ移動するときにスピンの縦磁化に変化が起こることから生じる。この現象を使用する方法は、イン・フロー（ｉｎ−ｆｌｏｗ）またはタイム・オブ・フライト（ｔｉｍｅ−ｏｆ−ｆｌｉｇｈｔ）法として知られている。普通に使用されているタイム・オブ・フライト法はタイム・オブ・フライト血管造影法である。この方法では、関心のある領域が比較的短い繰返し時間ＴＲおよび比較的強い励起無線周波（ＲＦ）パルスによりイメージングされる。これにより、視野内のＭＲスピンが飽和状態になり、弱いＭＲ応答信号を与える。しかし、視野内に流入する血液は、完全に緩和された状態で入る。この結果、この血液は飽和状態になるまでに比較的強いＭＲ応答信号を与える。タイム・オブ・フライト法による血管検出の性質のため、血管を取り巻く不動の組織は完全に抑圧することが出来ない。更に、動きの遅い血液およびイメージング対象容積内に長時間留まる血液は飽和して、イメージングされなくなる。
【０００６】別の形式のＭＲ血管造影法は横スピン磁化における位相シフトの誘起に基づくものである。これらの位相シフトは速度に正比例し、流れ符号化（ｆｌｏｗ−ｅｎｃｏｄｉｎｇ）磁界勾配パルスによって誘起される。位相検知ＭＲ血管造影法はこれらの位相シフトを利用して、画素（ｐｉｘｅｌ）強度が血液の速度の関数である像を作成するものである。位相検知ＭＲ血管造影法は複雑な幾何形状の血管内のゆっくりとした流れを容易に検出することが出来るが、視野内にある動きのある組織をも検出する。その結果として、心臓の位相検知ＭＲ血管造影像は、動いている心筋によるアーティファクトおよび心室内の動いている血液プールによるアーティファクトを有する。
【０００７】血管造影像を作成するための侵襲性器具を使用するＭＲ法が米国特許第５，４４７，１５６号明細書に示されている。別の侵襲性ＭＲ法が米国特許第５，４７９，９２５号明細書に示されている。１つの非侵襲性ＭＲ法がが速度および速度の検出に依存する。その方法は米国特許第５，４６９，０５９号明細書に記載されている。
【０００８】ＭＲイメージングには、サンプルのＴ１を測定するための反転回復パルスを使用することが出来る。サンプルのＴ１は、ＲＦパルスにより縦磁化を乱した後に縦磁化がその平衡値に戻るまでの時間である。近年、通常の軟組織ＭＲイメージングでＴ１コントラストを与えるために反転回復法が使用されている。高分解能およびイメージングの両用途では、ＲＦパルスによりサンプル内の核のスピン磁化が反転される。次いで、縦磁化の量を測定するために、典型的には９０°のフリップ角度を持つ検出用ＲＦパルスが、反転パルスから所定の時間後に印加される。縦磁化の量は、検出用ＲＦパルスに応答して形成された像内の信号強度から測定することが出来る。多数の所定の遅延時間で検出用ＲＦパルスを印加することによって、反転後のスピン磁化の定常状態への指数関数的な戻りを量的に測定することができ、またサンプルのＴ１を決定することが出来る。
【０００９】通常のＭＲイメージングにおいて所定の組織を抑圧するためにスライス選択性反転パルスが使用されている。例えば、解剖学的構造の断面像を得るために、データ取得の前にスライス選択性反転パルスを印加して、脂質を抑圧しながら筋肉が比較的影響を受けないようにするか、またはその逆を行うようにしている。また、所定の組織を抑圧するために化学シフト選択性反転パルスも使用されている。しかしながら、これらの２つの方法は血管造影像を得るために一緒に使用されていず、また血管像または心臓の像を得るために２つの化学シフト選択性反転パルスが一緒に使用されることはなかった。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、環状動脈などの非侵襲性ＭＲイメージング方法および装置を提供することである。本発明の別の目的は、化学シフト選択性反転パルスを使用して、環状動脈などの非侵襲性ＭＲイメージング方法および装置を提供することである。本発明の更に別の目的は、スライス選択性反転パルスおよび化学シフト選択性反転パルスを使用して、環状動脈などの非侵襲性ＭＲイメージング方法および装置を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、患者の心臓の磁気共鳴イメージングして、心筋層（筋肉）組織および脂質組織を抑圧しながら心室内および環状血管内の血液を示す像を作成する方法および装置を提供する。随意選択による第１のステップとして、この方法は、ガドリニウムまたは同様なＭＲ造影剤を含む化合物を血液にドープすることによって、血液を造影剤で処理する。次いで被検体をほぼ一様な磁界内に配置して、心筋層組織、脂質組織および血液の縦磁化を前記磁界の方向に方向付けする。該方法は２つの逐次的な反転パルスの後に一連の検出用ＲＦパルスを使用する。反転パルスは、所定の成分の縦磁化を１８０°回転させる無線周波（ＲＦ）パルスである。検出用ＲＦパルスは、所定の成分の縦磁化を９０°回転させるＲＦパルスである。第１の反転パルスが被検体に印加される。第１の反転パルスは心筋層、脂質および血液成分のうちの少なくとも２つの成分の縦磁化を反転させる。第２の反転パルスが、脂質組織の縦磁化を反転させるために印加される。最後に、１つ以上の検出用ＲＦパルスが、血液の縦磁化の残りの量を測定するために印加される。縦磁化の量は、検出用ＲＦパルスに応答して取得された１つ以上の像内の信号強度として表示される。
【００１２】本発明の一態様では、第１の反転パルスは、心筋層組織、脂質組織および血液の縦磁化を反転させるスライス選択性反転パルスである。本発明の別の態様では、第１の反転パルスは、血液および筋肉組織の縦磁化を反転させる第１の化学シフト選択性反転パルスである。両態様では、少なくとも２つの成分が第１の反転パルスによって反転される。両態様では、第２の反転パルスは、像取得操作が開始されるときに脂質および心筋層組織の縦磁化の両方がゼロになり且つ血液の磁化が正常な平衡状態に近づいている状態になるようにタイミングが取られる。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明の新規と考えられる特徴は特許請求の範囲に具体的に記載してあるが、本発明自体の構成、作用並びにその他の目的および利点は、添付の図面を参照した以下の説明から最も良く理解されよう。
【００１４】図１において、被検体１００が支持テーブル１１０上に置かれて、磁石ハウジング１２０内に収容された磁石１２５によって発生された均一な磁界内に配置される。磁石１２５および磁石ハウジング１２０は円筒対称性を有し、患者被検体１００の位置が現れるように半部を断面で示されている。被検体１００の関心のある領域は、磁石１２５の中孔のほぼ中央に位置決めされる。被検体１００は１組の円筒形磁界勾配コイル１３０によって囲まれており、磁界勾配コイル１３０は所定のＭＲパルス系列（後述する）に従った所定の時間に所定の強度の磁界勾配を作成する。磁界勾配コイル１３０は３つの直交方向に磁界勾配を作成する。少なくとも１つの外部無線周波（ＲＦ）コイル１４０（図１にはただ１つしか示していない）がまた被検体１００の関心のある領域を取り囲む。図１において、ＲＦコイル１４０は円筒形であり、被検体全体を囲むのに充分な直径を持つ。代替実施態様では、他の形状、例えば、頭部や四肢をイメージングするための一層小さい円筒を使用することが出来る。面コイルのような非円筒形外部無線周波（ＲＦ）コイルも使用することが出来る。外部ＲＦコイル１４０は所定の時間に所定の周波数の充分な電力で無線周波エネルギを被検体１００に照射して、当業者に周知のように被検体１００の一群の核磁気スピン（以後、「スピン」と呼ぶ）を章動させる。外部ＲＦコイル１４０はまた、希望により、章動によって発生されたＭＲ応答信号を検出する受信コイルとして使用することも出来る。
【００１５】スピンの章動により、スピンはラーモア周波数で共鳴する。各々のスピンについてのラーモア周波数は、スピンが受ける磁界の強度に正比例する。この磁界強度は、磁石１２５により発生される静磁界と磁界勾配コイル１３０によって発生される局部磁界との和である。
【００１６】図２は、本発明を使用するのに適した磁気共鳴（ＭＲ）イメージング・システムの主要構成部品を示す簡略ブロック図である。このシステムは汎用ミニコンピュータ２を有し、これはディスク記憶装置２ａおよびインターフェイス装置２ｂに機能的に結合されている。無線周波（ＲＦ）送信器３、信号平均化装置４並びに勾配電源５ａ、５ｂおよび５ｃが全て、インターフェイス装置２ｂを介してコンピュータ２に結合されている。勾配電源５ａ、５ｂおよび５ｃは磁界勾配コイル１３０−１、１３０−２および１３０−３をそれぞれ付勢して、イメージング対象の被検体に対してＸ、ＹおよびＺ方向にそれぞれ磁界勾配Ｇｘ、ＧｙおよびＧｚを作成する。ＲＦ送信器３はコンピュータ２からのパルス包絡線でゲート駆動されて、被検体からＭＲ応答信号を励起するために必要な変調を持つＲＦパルスを発生する。ＲＦパルスは、ＲＦ電力増幅器６内で、イメージング方法に応じて１００ワットから数キロワットまで変化するレベルに増幅されて、ＲＦコイル１４０に印加される。希望により、ＲＦコイル１４０は別々の送信コイル１４０−１および受信コイル１４０−２であってよい。全身用イメージングにおけるような大きなサンプル容積については一層高い電力レベルが必要であり、またより大きいＭＲ周波数帯域幅を励起するには短い持続時間のパルスが必要である。
【００１７】ＭＲ応答信号は、受信コイル１４０−２によって検知され、低ノイズ前置増幅器９によって増幅された後、更に増幅、検出およびフィルタリングのために受信器１０に送られる。次いで信号はディジタル化されて、信号平均化装置４によって平均化され且つコンピュータ２によって処理される。前置増幅器９および受信器１０は、能動ゲート作用または受動フィルタリングによって送信の際のＲＦパルス保護される。
【００１８】コンピュータ２は、ＭＲパルスについてのゲート駆動および包絡線変調を行い、前置増幅器およびＲＦ電力増幅器についてのブランキングを行い、且つ勾配電源に対する電圧波形を作成する。コンピュータはまた、フーリエ変換、像再構成、データ・フィルタリング、イメージング表示および記憶機能のようなデータ処理も行う（これらは全て通常のものであって、本発明の範囲外である）。
【００１９】希望により、送信コイル１４０−１および受信コイル１４０−２は単一のＲＦコイル１４０で構成してよい。この代わりに、電気的に直交する２つの別々のコイルを使用してもよい。後者の構成では、パルス送信中に受信器にＲＦパルスが入り込むのを低減する利点がある。いずれの場合でも、これらのコイルは、磁石１２５によって発生される静磁界Ｂ０の方向に対して直交する。磁石、ＲＦコイル、勾配コイルおよびイメージング対象の被検体は、ＲＦ遮蔽されたケージ内の囲いによってシステムの残りの構成部品から隔離される。
【００２０】磁界勾配コイル１３０−１、１３０−２および１３０−３は、サンプル容積に対して単調で線形である磁界勾配Ｇｘ、ＧｙおよびＧｚをそれぞれ作成するのに必要である。多値勾配磁界により、ＭＲ応答信号データにエイリアシングとして知られている劣化が生じ、これは重大な像アーティファクトを招く。非線形勾配により、像に幾何学的歪みが生じる。
【００２１】図３に概略的に示されているように、磁石アセンブリ１２５は、静磁界Ｂ０を典型的には軸方向またはデカルト座標系のＺ方向に発生する中心の円筒形中孔１２５ａを持つ。図１のコイル１３０−１、１３０−２および１３０−３のような１組のコイルが入力接続部１３０ａを介して電気信号を受けて、中孔１２５ａの容積内に少なくとも１つの勾配磁界を作成する。中孔１２５ａ内にはまたＲＦコイル１４０も配置されていて、これは少なくとも１つの入力ケーブルを介してＲＦエネルギを受けて、ＲＦ磁界Ｂ１を典型的にはＸＹ平面内に形成する。
【００２２】ここで図４を参照すると、スピンのラーモア周波数が示されており、これは磁界勾配が印加されたときスピンの位置にほぼ比例する。磁界勾配コイル（図１の１３０）の中心点３００に位置するスピンはラーモア周波数ｆ0 で歳差運動する。点３００における特定のタイプの核スピンのラーモア周波数ｆ0 は磁石（図１の１２５）によって発生される静磁界によって決定される。点３０１に位置するスピンのラーモア周波数ｆ1 は、静磁界と、磁界勾配コイル（図１の１３０）によってその位置に作られる磁界との和によって決定される。勾配コイル応答３２０はほぼ線形（直線）であるので、スピンのラーモア周波数は位置にほぼ比例する。ラーモア周波数と位置とのこの関係はＭＲ像を作成するために使用される。
【００２３】ＲＦおよび磁界勾配パルスに応答して発生されたＭＲ応答信号は外部ＲＦコイル１４０または代わりの受信コイルによって検出される。現在好ましいＭＲパルス系列およびそのタイミングが図５に示されている。
【００２４】イメージングの前に、被検体の血液が、キレート化ガドリニウム化合物、典型的にはＧｄ−ＤＴＰＡのような適当な造影剤（コントラスト増強剤）で処理される。被検体１００の心臓サイクルがＥＣＧモニタ（図示していない）によって監視される。ＥＣＧモニタは、図５に示されているＲ波のようなＲ波を検出する。Ｒ波の検出から所定の時間後、ＭＲスキャナはスライス選択性反転パルスを印加し、続いて化学シフト選択性反転パルスを印加する。反転パルスは、静磁界Ｂ０に揃っている核の磁気モーメントの方向を反転させる。反転パルスの印加時、核スピンが方向を反転して、それらの磁気モーメントが一時的にＢ０の方向とは反対の方向に揃う。スライス選択勾配が第１の反転パルスと同時に印加される。この方法では、第１すなわちスライス選択性のパルスが、指定されたスライス内の血液、脂質組織および心筋層組織を含む全ての物質について磁化を反転させる。その後の第２すなわち化学シフト選択性のパルスが、脂質のみのスピン磁化を反転させる。これらの２つの反転パルスのタイミングは、脂質および心筋層組織に縦磁化がイメージング系列の始めにほぼゼロになるように選ばれる。血液は心筋層組織とは異なるＴ１を持っているので、特に血液がＧｄ−ＤＴＰＡのようなＴ１緩和剤と混合されている場合、血液から生じる信号は完全に抑圧されることはない。さらに、血管が反転スライスに殆ど直交する向きであるとき、反転してない血液がイメージング系列の開始前にイメージング平面に入り、血液についてより強度の大きい信号を生じさせる。
【００２５】図６は、血液、心筋層および脂質に反転パルスを印加した後の縦スピン磁化の平衡への異なる戻り速度を例示する。図６に示されているように、ドープされた血液は３つの物質のうちで最も速く平衡状態へ戻る。脂質は中間の戻り速度を持ち、心筋層は最も遅い戻り速度を持つ。これらの平衡への戻り速度の相違をスライス選択性反転パルスおよび化学シフト選択性反転パルスと組み合わせて使用することにより、心筋層に対して血液の高コントラスト像が作成される。
【００２６】図７には、被検体１００に印加されたときのスライス選択性および化学シフト選択性パルス系列の効果が示されている。再び、ＥＣＧモニタが被検体１００のＲ波を検出する。第１の反転パルスがスライス内の心筋層、脂肪およびＧｄ−ＤＴＰＡ血液の磁化を反転させる。血液の磁化はその平衡状態へ急速に戻る一方、心筋層の磁化はゆっくりと戻る。第２の化学シフト選択性反転パルスが脂質の磁化を反転させるが、血液または心筋層の磁化は反転させない。第２の化学シフト選択性反転パルスは、脂質および心筋層がイメージング系列部分の間にほぼゼロの縦磁化を持つようにタイミングが定められる。イメージング系列部分は、第２の化学シフト選択性反転パルスの後で且つ脂質および心筋層の磁化ほぼゼロになるときに生じるように選択される。ここで、イメージングの時に、血液の磁化が非常に強くなることに注意されたい。イメージング系列は１つ尾上の検出用ＲＦパルスを含み、その回転角度は特定の実施態様に応じて大体２０°乃至９０°の範囲にあってよい。血液が平衡状態またはその近くにあり且つ心筋層および脂質がほぼゼロであるので、検出用ＲＦパルスの後の受信信号は心筋層および脂質に対して血液の高コントラスト像を構成する。
【００２７】本発明の方法はまた、１つ以上の反転パルスを、１８０°より小さく且つ９０°より大きいＲＦパルスで置き換え、その後、残留する横磁化を位相はずれ（ｄｅｐｈａｓｅ）させるために１つ以上の勾配パルスを印加することを含む。ＲＦパルスとイメージング系列との間の遅延時間は、磁化のゼロがイメージング系列の間に生じるように対応的に短縮される。
【００２８】ガドリニウムがドープされていない場合、１．５テスラにおける血液のＴ１は１２００ｍｓである。３倍量のＧｄ−ＤＴＰＡの場合、血液のＴ１は３００ｍｓに低減される。心筋層のＴ１もまた、幾分かのＧｄ−ＤＴＰＡが筋肉によって保持されるので、Ｇｄ−ＤＴＰＡの注入後に幾分か低減する。一旦血液プールＧｄ剤の人体への使用が承認されると、心筋層のＴ１に悪影響を与えることなく更にまた血液のＴ１を低減することが可能である。
【００２９】急速に印加できるイメージング系列が最も有用であるが、殆どのイメージング系列を使用することが出来る。上記の基本的な方法に加えて、様々な変形も可能である。これらの変形には例として次のものが挙げられる。
【００３０】Ａ）スライス選択性反転とイメージング系列との間の、例えば心臓の動きを補償するために、イメージング・スライスよりも大きいスライスを反転させること。
Ｂ）スライス選択性反転とイメージング系列との間の、例えば心臓の動きを補償するために、イメージング・スライスからずれたスライスを反転させること。
【００３１】Ｃ）主としてイメージング平面内にある血管におけるタイム・オブ・フライト効果を考慮するために、イメージング・スライスと一致するよりもむしろイメージング・スライスに対して直交するスライスを反転させること。
Ｄ）主としてイメージング平面内にある血管におけるタイム・オブ・フライト効果を考慮するために、イメージング・スライスに対して直交する複数の平行なスライスまたはスラブを反転させること。
【００３２】Ｅ）複数の血管中に残されている任意のギャップを除去するために複数のずらしたスラブにより上記Ｄを複数回行うこと。
Ｆ）スペクトル的および空間的に同時に選択性である反転パルスを利用すること。
Ｇ）冠状動脈をイメージングするために本発明を使用すること。
【００３３】Ｈ）心臓をイメージングしながら、ストレス剤と共に本発明を使用すること。
Ｉ）頚部、腹部および四肢における血管造影イメージングのために本発明を使用すること。
Ｊ）血液のＴ１を下げるために造影剤を使用しまたは使用しないで本発明を適用すること。
【００３４】Ｋ）血液よりもむしろ脂質または心筋層からの信号のみを含む像を生じるように別の遅延時間を選択すること。
【００３５】本発明の第２の実施態様が図８および図９に示されている。本発明の第２の実施態様では、２つの化学シフト選択性パルスが印加される。第１の化学シフト選択性パルスは水のスピン磁化を反転させる。結果として、そのパルスは血液および心筋層の両方について磁化を反転させる。第２の化学シフト選択性パルスは脂質組織のスピン磁化を反転させる。この反転パルスのタイミングは、イメージング系列の始めに脂質および心筋層の縦磁化をほぼゼロにするように選ばれる。しかし、血液が心筋層とは異なるＴ１を持っているので、血液から生じる信号は、特に血液がＧｄ−ＤＴＰＡのようなＴ１緩和剤と混合されている場合は完全に抑圧されない。ここで、血液および心筋層組織が図６に示されているように反転パルスに応答することを思い出されたい。図示のように、血液波最も速い応答を持ち、心筋層は最も遅い応答を持つ。真の縦磁化は反転パルス後、破線で示されているように負になる。イメージングは、磁化が実線で示されているように正である時間の間に生じ得る。図９に示されているように、第１の化学シフト選択性パルスは心筋層およびＧｄ−ＤＴＰＡをドープした血液の両方の磁化を反転させる。血液の磁化はその平衡状態へ急速に戻る一方、心筋層の磁化はゆっくりと戻る。第２の反転パルスは、脂質および心筋層がイメージング系列部分の間にほぼゼロの縦磁化を持つようにタイミングが定められる。そのイメージングの時に、血液の磁化が非常に強くなる。血液が平衡状態またはその近くにあり且つ心筋層および脂質がほぼゼロであるので、検出用ＲＦパルスの後の受信信号は心筋層および脂質に対して血液の高コントラスト像を構成する。第１の実施態様について指摘したように、ガドリニウムのドーピングは、イメージング操作における血液のＴ１応答を増強することが出来る。
【００３６】本発明の方法はまた、１つ以上の反転パルスを、１８０°より小さく且つ９０°より大きいＲＦパルスで置き換え、その後、残留する横磁化を位相はずれさせるために１つ以上の勾配パルスを印加することを含む。ＲＦパルスとイメージング系列との間の遅延時間は、磁化のゼロ化がイメージング系列の間に生じるように対応的に短縮される。
【００３７】急速に時間領域像符号化空間を横切るイメージング系列が最も有用と思われるが、殆どのイメージング系列を使用することが出来る。本発明の方法は幾つかの変形が可能である。これらの変形には次のものが挙げられる。
【００３８】Ａ）空間選択性および化学シフト選択性である反転パルスの使用。
Ｂ）他のタイプの組織の抑圧のための付加的な反転パルスの使用。
Ｃ）動き（モーション）に起因するアーティファクトを最小にするために位相符号化順序およびナビゲータ・エコーのようなモーション補償方式の組み込み。
Ｄ）３つの空間的次元へのパルス系列の拡張。
【００３９】Ｅ）薄いスライスよりもむしろ投影の像取得。
Ｆ）造影剤の注入を使用した潅流イメージングのための系列の適応。
Ｇ）心臓トリガ無しの系列の使用（定常流状態で有用）。
Ｈ）心臓ストレスを誘起する物質または活動と関連した系列の使用。
Ｉ）エコー・プレーナ・イメージング系列の使用。
【００４０】Ｊ）セグメント化高速勾配エコー系列の使用。
Ｋ）像内の付加的な不所望な組織を抑圧するための付加的な反転パルスの組み込みによるこれらの方法の拡張。
Ｌ）１つ以上の反転パルスのフリップ角度の変更に続く、残留する横磁化を位相はずれさせるための１つ以上の勾配パルスの印加、および反転パルスのゼロ化特性を維持するための反転後の遅延時間の短縮。
【００４１】本発明を特定の好ましい実施態様を、これらの実施態様の種々の変形と共に説明したが、当業者には特許請求の範囲に記載された本発明の真の精神および範囲から逸脱せずに更に種々の変形、追加および変更をなし得ることが理解されよう。
|
| 【出願人】 |
【識別番号】３９００４１５４２
【氏名又は名称】ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ
【氏名又は名称原語表記】ＧＥＮＥＲＡＬ ＥＬＥＣＴＲＩＣ ＣＯＭＰＡＮＹ
|
| 【出願日】 |
平成１１年（１９９９）１月２７日 |
| 【代理人】 |
【弁理士】
【氏名又は名称】生沼 徳二
|
| 【公開番号】 |
特開平１１−２６７１１０ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）１０月５日 |
| 【出願番号】 |
特願平１１−１７８５８ |
|