(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
患者生体内の関心領域のスライスのＭＲアンギオグラフィ画像を、当該画像が、逆流した血流により画質低下されないようにして形成する装置において、
関心領域のスライスの隣に飽和スラブを形成する手段と、
患者の周期的な生理学的機能をモニタし、前記周期的な生理学的機能の関数として、前記関心領域のスライスに対して前記飽和スラブを移動させる手段と
を有するＭＲアンギオグラフィ画像形成装置。
【請求項２】
患者生体内の関心領域のスライスのＭＲアンギオグラフィ画像を、当該画像が、逆流した血流により画質低下されないようにして形成する装置において、
関心領域のスライスの隣に飽和スラブを形成する手段と、
患者の心臓周期をモニタする手段と、
最大の、逆流しない血流速度が開始した後、所定周期時間の間前記飽和スラブを消去する手段と、
血流の逆流が停止した後、前記関心領域のスライスの隣の、前記飽和スラブの元の位置に前記飽和スラブを復帰させる手段と
を有するＭＲアンギオグラフィ画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、磁気共鳴（ＭＲ）イメージングに関し、特に、ＭＲアンギオグラフィ画像形成装置に関する。その最も直接的な意味では、本発明は、患者の心臓周期の間、血流が逆流する脚部または他の器官のＭＲアンギオグラフィ画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
動脈の通常のＭＲアンギオグラフィでは、放射線技術者が、動脈血流が画像に寄与するようにして、関心領域のスライスを画像化するようにしているが、静脈血流は、画像に寄与しない。これは、関心領域のスライスの直ぐ隣りで、その関心領域の、動脈の下流側の患者のスラブを飽和させることによって行われている。そのようにして形成されたスラブ（厚板状領域）は、「飽和スラブ」として知られている。
【０００３】
しかし、飽和された血液は、ＭＲ画像に寄与しない。飽和スラブは、静脈血流の方向で見て、関心領域のスライスの上流側であるので、静脈血流は、関心領域のスライスに入る前に、飽和スラブを通過してしまう。従って、静脈血流は、それが関心領域のスライスに入る時間までに飽和されてしまい、関心領域のスライスのＭＲ画像に寄与しない。飽和スラブは、動脈血流の方向で見て、関心領域のスライスの下流側なので、関心領域のスライス内の動脈血は、予め飽和スラブを通過しておらず、従って、飽和されていない。その結果、動脈血は、関心領域のスライスのＭＲ画像に寄与する。この様にして、関心領域のスライスのＭＲ画像は、動脈血流を示すが、静脈血流は示さない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような技術は、動脈血流が逆流する（方向が反転する）領域内で使用される場合には、不都合である。例えば、この公知技術が、患者の心臓周期の間、動脈血流が逆流するような、患者の脚部内の動脈のＭＲアンギオグラフィ検査を行うために使用されるとする。このような例では、動脈血は、関心領域のスライス通過した後、飽和スラブ内を流れて飽和される。逆流中、この飽和された動脈血は、関心領域のスライス内に引き戻され、そこでは、ＭＲ画像に寄与しない。その結果、関心領域のスライスのＭＲ画像の画質が低下してしまう。
【０００５】
動脈血が逆流するような場所で使用される場合、画質が低下したＭＲアンギオグラフィ画像を形成しないような方法及び装置を提供することは、有利である。
【０００６】
従って、本発明の一つの目的は、逆流した血流によって、ＭＲ画像の画質が低下しないように、患者生体内の関心領域のスライスのＭＲアンギオグラフィ画像を形成するための装置を提供することにある。
【０００７】
もう一つの目的は、一般的に、この一般形式の公知ＭＲ装置を改善することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この課題は、本発明によると、患者生体内の関心領域のスライスのＭＲアンギオグラフィ画像を、当該画像が、逆流した血流により画質低下されないようにして形成する装置において、関心領域のスライスの隣に飽和スラブを形成する手段と、患者の周期的な生理学的機能をモニタし、周期的な生理学的機能の関数として、関心領域のスライスに対して飽和スラブを移動させる手段とを有するＭＲアンギオグラフィ画像形成装置により解決される。
【０００９】
この課題は、本発明によると、患者生体内の関心領域のスライスのＭＲアンギオグラフィ画像を、当該画像が、逆流した血流により画質低下されないようにして形成する装置において、関心領域のスライスの隣に飽和スラブを形成する手段と、患者の心臓周期をモニタする手段と、最大の、逆流しない血流速度が開始した後、所定周期時間の間飽和スラブを消去する手段と、血流の逆流が停止した後、関心領域のスライスの隣の、飽和スラブの元の位置に飽和スラブを復帰させる手段とを有するＭＲアンギオグラフィ画像形成装置により解決される。
【００１０】
【作用】
本発明によると、飽和スラブは、単一ＭＲ系列の間、移動または消去される。有利には、本発明の有利な実施例によると、この移動は、心臓周期の関数として実行され、または、飽和スラブは、逆流が生じる前に消去される。
【００１１】
飽和スラブをその様に移動、または、消去することによって、逆流した血液は飽和されず、従って、そのような逆流した血液が関心領域のスライスに再び流入する場合、関心領域のスライスの画像に寄与するようにすることができる。
【００１２】
【実施例】
以下、説明する図面は、簡単化のために、単純化されており、縮尺度も等しくない。全ての図面では、同じ要素には、常に、同じ参照番号を使用して示されている。
【００１３】
図１に示されたような通常のＭＲ装置は、主磁場コイル１２，１４，１６，１８を有しており、これらのコイルは、患者２０が配置される主磁場を形成する。勾配コイル２２，２４は、患者の他方の側の他の同様のコイルと共に、ＭＲ装置の座標系２６のＸ方向に沿った勾配磁場を形成する。他の勾配コイル（図示していない）は、Ｙ方向に沿った勾配磁場を形成する。ＲＦコイル３０は、送信及び受信機能用に使用されている。ＲＦコイル３０は、ＲＦ信号を患者２０に検査領域１０内で供給し、それにより、患者２０内の、例えば、関心領域のスライス(断層面）内部にある水素原子核の共鳴が励起される。これにより、そのような水素原子核から磁気共鳴信号が発生される。即ち、磁気共鳴信号は、ＲＦコイル３０によって取り込まれ、コンピュータ処理されて、関心領域のスライス画像が形成される。
【００１４】
主磁場コイル１２，１４，１６，１８は、主コイル用電力源３２によって電力供給され、勾配コイル（コイル２２，２４を含むが、それらに限定されない）は、勾配コイル用電力源３４によって電力供給される。勾配コイル用電力源３４は、コンピュータ５０によって順番に制御される。
【００１５】
使用中、コンピュータ５０は、ＲＦパルスがＲＦユニット４４によって発生されるようにする。それから、このパルスは、送信器４０及びスイッチ３６を介してＲＦコイル３０に供給される。こうすることにより、例えば、患者２０内の水素原子核に、ＭＲ効果が励起される。それから、スイッチ３６は、その他方の位置に切り換えられ、患者２０からのＭＲ共鳴信号が、ＲＦコイル３０によって取り込まれ、受信器４２により受信され、ＲＦユニット４４を介してコンピュータ５０に供給される。それから、コンピュータ５０は、関心領域のスライスのＭＲ画像を再構成するのに使用され、これらの再構成されたＭＲ画像は、表示装置５２、または、他の出力装置に出力することができる。
【００１６】
通常のＭＲアンギオグラフィ（血管造影撮影法）では、空間領域内の試料からのＭＲ信号は、実質的に、その領域の所謂「飽和」によって誘起される。そのような飽和以前では、その領域内の試料内の核スピンは、Ｚ方向に沿った磁化だけを有している。その試料をその領域内で飽和させるために、ＲＦプリパルス及び一つ乃至複数の勾配パルスが、ＲＦコイル及び勾配コイルの夫々に供給される。こうすることにより、試料の所望のスラブ（厚板状領域）内の核のスピンが、Ｘ−Ｙ平面の方に倒され、乃至、フリップされ、それにより、Ｚ方向に沿った磁化だけの状態ではなくなり、各核スピンがＸ−Ｙ平面内で種々異なって配向され(核スピンの所謂「ディフェージング」）、その結果、倒されたスピンの核がＭＲ信号を発生しなくなる。この状態では、核は、「飽和」されており、この飽和状態の領域は、「飽和スラブ」として公知である。
【００１７】
飽和された核は、徐々にＭＲ信号を発生する能力を回復して、自然な緩和過程として、核に、Ｚ方向だけに沿った磁化を回復させるが、この過程は、時間だけの関数であり、比較的ゆっくりと、血液中の水素の原子核に対して生じる。その結果、飽和された原子核は、かなり長い時間の間、ＭＲ信号を発生せず、この時間間隔後に、所定の所望のスライスからのＭＲ信号が、ＲＦコイル３０により取り込まれ、コンピュータ５０に供給され、ＭＲ画像を構成するのに使用される。
【００１８】
従って、ＲＦプリパルス及び単数または複数の勾配パルスの間、飽和スラブ内の原子核は、ＭＲ信号を発生せず、つまり、所定時間ウィンドウ中、ＭＲ装置が、そのような信号を「見つける（検出する）」まで、発生しないことが分かる。その結果、そのように飽和された原子核が、物理的に移動するとしても（例えば、血液中の水素の原子核の場合：原子核は、循環系を通って流れる血液として移動する）、この原子核は、何等ＭＲ画像形成に寄与しない。
【００１９】
通常のＭＲアンギオグラフィ検査について、図２Ａ，２Ｂを用いて説明する。図２Ａ，２Ｂは、略図であり、縮尺通りではない。
【００２０】
動脈１００および静脈１０２は、患者（他同様図示しない）内の関心領域１０４のスライスを通過している。動脈１００および静脈１０２は、相互に広く離れて示されているが、実際には、そうではないことが多い。つまり、人体内では、動脈および静脈は、相互に接近していることが多い。診断者は、例えば、動脈内の狭窄部を識別したいことがしばしばあるので、診断者は、動脈血流のＭＲ画像が、直ぐ隣の静脈血流のＭＲ画像によって不鮮明になったり、画質が低下したりするのを好まない。したがって、診断者が、しばしば望むのは、動脈１００を流れる血液の画像は含むが、静脈１０２を流れる血液の画像は含まないような、関心領域１０４のスライスのＭＲ画像を得ることである（静脈血を有しているが、動脈血は有していない関心領域のスライスを画像化することも択一的に可能であるが、ここでの説明では、動脈血流に焦点を合わせることにする。と言うのは、静脈血流は、逆流しないからである。以下、参照。）。
【００２１】
そのような画像を形成するために、飽和スラブ１０６が、関心領域１０４のスライスの、動脈の下流側の直ぐ隣りに形成される。（図示のように、この飽和スラブ１０６は、尺度どおりではない。つまり、関心領域１０４のスライスよりも厚いが、その厚みは、関心領域のスライスへの血流速度に依存する。但し、このことは、本発明の一部分ではない。）Ｄ１は、関心領域１０４のスライスと飽和スラブ１０６との間隔を示し、Ｄ１の正の値は、関心領域１０４のスライスと飽和スラブ１０６との隙間を示し、Ｄ１の負の値は、関心領域１０４のスライスと飽和スラブとの重なりを示す。
【００２２】
動脈１００を通って、図２Ｂで見て、右の方に流れる血流は、関心領域１０４のスライスのＭＲ画像形成に役立つ。と言うのは、この血液内の水素原子核は、当該原子核により関心領域１０４のスライスが励起される後まで、即ち、飽和された血液を含む領域１０８が、飽和スラブ１０６の下流になるまで、飽和状態にならないからである。しかし、静脈１０２を通って、図２Ａで見て、左の方に流れる血流は、関心領域１０４のスライスのＭＲ画像形成に寄与しない。と言うのは、静脈血流の領域１１０内の原子核は、飽和スラブ１０６内で飽和されていて、当該原子核が、関心領域１０４のスライス内に位置している間、ＭＲ信号を発生しないからである。従って、領域１１０内の血液は、関心領域１０４のスライスのＭＲ画像に寄与しない。その結果、関心領域１０４のスライスのＭＲ画像は、動脈血流像だけを映し、静脈血流像を映さない。
【００２３】
ＭＲアンギオグラフィ検査が、例えば、患者の脚部に対して行なわれるとする。静脈血流は、本来、一方向に流れ、かつ、上述の通常の技術を使用して画像化し得るが、脚部動脈（例えば、外腸骨動脈、股動脈、ひかがみ動脈、脛骨動脈）内の動脈血流は、その他の所定の動脈と同様に一方向性ではない。と言うのは、所定の動脈壁は伸縮性があり、心臓周期の所定部分の間伸長し、かつ、心臓周期のその他の部分では収縮する風船のように作動することがあるからである。従って、患者の心臓周期の間の特定時間では、関心領域の動脈の壁は、収縮して動脈血流を逆流させ、即ち、動脈内で血流を逆流させることがある。この逆流の経過ないし結果については、図２Ｃを用いて説明する。
【００２４】
予め、関心領域１０４のスライスを通って流れた動脈血流の容積要素（ボクセル）１１２は、患者の心臓周期の第１の部分にて、飽和スラブ１０６に入る。動脈血の容積要素１１２内の水素原子核は、飽和スラブ１０６内に位置しているが、これらの原子核は、ＲＦプリパルス及び一つ又は複数の勾配パルスにより飽和され、従って、関連の時間フレームの間、取り込まれるＭＲ画像に役立たない。動脈血流の逆流中、動脈血の容積要素１１２の飽和された部分が、関心領域１０４のスライスに再度入る場合、逆流血の、そのように飽和された部分は、関心領域１０４のスライスのＭＲ画像に寄与することができない。その結果、関心領域１０４のスライスのＭＲ画像の質が画質低下してしまう。
【００２５】
本発明の第１の有利な実施例によると、飽和スラブ１０６の位置は、単一系列の間、患者の心臓周期に応じて変化される（図３から分かるように）。最大速度の動脈血流開始後、飽和スラブ１０６は、動脈の下流の方に、その最初の位置から、関心領域１０４のスライスから離れた比較的大きな距離Ｄ２の位置に移動する。その後、動脈血流の逆流開始前に、飽和スラブ１０６の移動は中止する。動脈血流の逆流中止後、飽和スラブ１０６は、関心領域１０４のスライスから、距離Ｄ１の個所の、その飽和スラブの最初の（元の）位置に再び位置するようになる。
【００２６】
この第１の有利な実施例の作動について、次に、図４Ａ，４Ｂ，４Ｃを用いて説明する。最初に、図４Ａに示されているように、飽和スラブ１０６は、動脈血流の方向に沿って、関心領域１０４のスライスから下流の距離Ｄ１の所に位置している。飽和スラブ１０６内の動脈血は飽和され、動脈領域１２０内の動脈血は、飽和ＲＦプリパルス及び一つまたは複数の勾配パルスの以前の印加時点から飽和されている。これらの飽和は、飽和スラブ１０６の上流の動脈血に何等作用せず、関心領域１０４のスライスのＭＲ画像は、この作用を受けていない上流動脈血からの寄与を含んでいる。飽和スラブ１０６内の静脈血、及び（以前の飽和パルスから）静脈領域１２２内の静脈血が飽和され、従って、それらの静脈血は、関心領域１０４のスライスのＭＲ画像に寄与しない。と言うのは、そのような静脈血内の原子核は、関心領域１０４のスライス内にあるが、ＭＲ信号を生じないからである。
【００２７】
患者の心臓周期が、動脈血流速度が最大に達する段階に進んだ後、飽和スラブ１０６は、動脈の下流の方に、関心領域１０４のスライスから新たな距離Ｄ２離れた位置に移動される（図４Ｂに示されているように）。血液は、動脈１００及び静脈１０２を通って流れ続け、領域１２４内の動脈血及び領域１２６内の静脈血は、飽和スラブ１０６を通過する際に飽和される（図４Ｃ参照）。飽和されていない動脈血が、関心領域１０４のスライスと図４Ｃに示されたような飽和スラブ１０６の新たな位置との間のギャップＤ２を満たす。
【００２８】
一旦、逆流が起こると、図４Ｄに示されているように、動脈血流は逆転し、かつ、飽和スラブ１０６内で飽和された血は、関心領域１０４のスライスの方の領域１２８内に逆流する。しかし、このようにして飽和された逆流動脈血は、関心領域１０４のスライス内に流入しない。と言うのは、逆流は、逆流動脈血が関心領域１０４のスライス内に流入する程長くは継続しないからである。その結果、飽和された逆流動脈血が、関心領域１０４のスライスのＭＲ画像を画質低下させることはない。と言うのは、この飽和された血液は、決して関心領域１０４のスライスに入らないからである。
【００２９】
逆流終了後、飽和スラブ１０６は、関心領域１０４のスライスから距離Ｄ１の個所の、その本来の位置に復帰される。
【００３０】
本発明の第２の有利な実施例は、飽和スラブ１０６の移動の代わりに、飽和スラブ１０６が消去される点で第１の有利な実施例とは異なっている。動脈血の速度が、その最大値に達した後、飽和スラブ１０６は、血流の逆流が開始して終了する迄、消去される。その後、飽和スラブ１０６は、再び作動状態にされ、この周期が繰り返される。
【００３１】
図６Ａに示されたような本発明の第２の有利な実施例によると、飽和スラブ１０６は、動脈血流速度が最大に達した後まで、関心領域１０４のスライスから、距離Ｄ３だけ離隔される。それから、図６Ｂに示されているように、飽和スラブ１０６は、非作動状態にされる。その理由は、血液が一層飽和されないようにするためである。距離Ｄ３は、関心領域１０４のスライスからデータが蓄積される時間中、逆流血液が関心領域１０４のスライスに達しないように選定される。
【００３２】
距離Ｄ１およびＤ３を同じ、または、相互に異なっているようにする必要はない。
【００３３】
有利には、飽和スラブ１０６の形成、消去、または、移動は、技術者による特定の入力なしに実行される。これは、患者の心臓周期をモニタすることにより、また、それにより、ＭＲ装置をトリガすることにより実行される。心臓のモニタは、有利には、電極２００を患者に接続して、電気回路２２０を使用することにより実行され（図７参照）、その際、患者の心臓周期が分析されて、心臓周期の間、適切な時間に、コンピュータ５０にトリガ信号が出力される。
【００３４】
【発明の効果】
逆流した血流によって、ＭＲ画像の画質が低下しないようにして、生体患者内の関心領域のスライスのＭＲアンギオグラフィ画像を形成することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  通常のＭＲ装置を示す図である。
【図２】  ＭＲアンギオグラフィで使用される通常の方法を示し、その通常の方法が使用される場合、動脈逆流の結果を示す図である。
【図３】  本発明の第１の有利な実施例による方法を示す図である。
【図４】  本発明の第１の有利な実施例による方法の作動状態を示す図である。
【図５】  本発明の第２の有利な実施例による方法を示す図である。
【図６】  本発明の第２の有利な実施例による方法の作動状態を示す図である。
【図７】  本発明の有利な実施例による装置を示す図である。
【符号の説明】
１２，１４，１６，１８  主磁場コイル、  ２２，２４  勾配コイル、  ３０  ＲＦコイル、  ３２  主コイル用電力源、  ３４  勾配コイル用電力源、  ４０  送信器、  ４２  受信器、  ４４  ＲＦユニット、  ５０  コンピュータ、  ５２  表示装置、  １００  動脈、  １０２  静脈、  １０４  関心領域、  １０６  飽和スラブ、  １１２  容積要素、  ２００  電極、  ２２０  電気回路
【図１】
0003645932.tif 000002
【図２】
0003645932.tif 000003
【図３】
0003645932.tif 000004
【図４】
0003645932.tif 000005
【図５】
0003645932.tif 000006
【図６】
0003645932.tif 000007
【図７】
0003645932.tif 000008