(57)【要約】  磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）装置は、少なくとも１つの変化する撮像パラメータで複数のパラメトリック画像を取得する。パラメトリック・マップは、複数のパラメトリック画像から作成される。少なくとも１つのパイロットパラメータは、少なくともパラメトリック・マップから決められる。少なくとも１つの決められたパイロットパラメータは、診断画像用の少なくとも１つの関心体積を含む。造影剤は、患者に投与される。決められた関心体積は、投与された造影剤が決められた関心体積へ流入する間に撮像される。撮像は、少なくとも１つの決められたパイロットパラメータを用いる。
2005515809.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
患者の中での造影剤の取り込みの特徴を示す装置であって、
選択された磁気共鳴を前記患者の中で励起する手段と、
前記選択された磁気共鳴の励起に応じて前記患者から発せられる無線周波共鳴信号を検出する手段と、
前記検出された無線周波共鳴信号から画像表現を再構成する手段と、
前記励起する手段、前記検出する手段、及び前記再構成する手段を制御する手段とを有し、
前記制御する手段は、
前記患者の中の関心領域の、少なくとも１つの撮像パラメータにパラメトリックに依存する複数の画像を取得する段階と、
前記複数の画像に基づいてパラメトリック・マップを作成する段階と、
少なくとも前記パラメトリック・マップに基づいて最適化された撮像条件を決定する段階と、
投与された造影剤が前記関心領域の中に取り込まれている間に初回通過撮像を行う段階とを行う、装置。
【請求項２】
前記パラメトリック・マップを作成する段階は、
様々なエコー時間を有する複数の画像の画素に対する回帰分析によって画素強度崩壊時定数又は率を得る段階と、
画素強度崩壊時定数又は率のマップを生成するよう各画素に対して回帰分析を繰り返す段階とを含む、請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記パラメトリック・マップを作成する段階は、
緊張剤の投与前に取得された前記複数の画像の第１の部分と、緊張剤の投与後に取得された前記複数の画像の第２の部分との間の統計的な画素強度の変化を推定する段階と、
緊張により誘発された磁化の変化のマップを発生するよう各画素について統計的な推定を繰り返す段階とを含む、請求項１又は２記載の装置。
【請求項４】
磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）装置を用いて患者の中の組織生存可能性又は血管機能を撮像する方法であって、
血液酸化レベルに依存するコントラストを有するパラメトリック・マップを取得する段階と、
前記パラメトリック・マップの血液酸化コントラストに基づき少なくとも１つの選択されたスライス方向を含むパイロット情報を決定する段階と、
前記患者に磁気造影剤を投与する段階と、
前記パイロット情報に基づき撮像パラメータを用いて前記患者の中の造影剤の過渡分布中に撮像する段階とを有する、方法。
【請求項５】
パラメトリック・マップの取得中に患者の代謝を変化させるよう前記患者に緊張原因剤を投与する段階を更に含む、請求項４記載の方法。
【請求項６】
前記パラメトリック・マップを取得する段階は、
前記緊張剤の投与の前に、第１の組の画像を取得する段階と、
前記緊張剤の投与の後に、第２の組の画像を取得する段階と、
緊張が与えられた組織を特定するパラメトリック・マップを作成するよう前記第１及び第２の組の画像を組み合わせる段階とを含む、請求項５記載の方法。
【請求項７】
前記第１及び第２の組の画像を組み合わせる段階は、
前記第１の組の画像の各画素について少なくとも１つの緊張がないときの統計的な量を計算する段階と、
前記第２の組の画像の各画素について少なくとも１つの緊張があるときの統計的な量を計算する段階と、
前記緊張剤の投与による統計的な強度の変化を示すパラメトリック・マップを形成するよう前記緊張があるとき及び緊張がないときの統計的な量を組み合わせる段階を含む、請求項６記載の方法。
【請求項８】
前記緊張原因剤は、ドブタミン、ジピリダモール、及びアデノシンのうちの少なくとも１つを含む、請求項５記載の方法。
【請求項９】
前記患者の中の造影剤の過渡分布を撮像する段階は、
撮像されるべき関心となる器官に前記造影剤が取り込まれたときに初回通過画像データを取得するデータを含む、請求項４乃至８のうちいずれか一項記載の方法。
【請求項１０】
前記患者の中の造影剤の過渡分布を撮像する段階は、
関心となる器官から前記造影剤が除去されたときに遅延造影画像データを取得する段階を含む、請求項４乃至９のうちいずれか一項記載の方法。
【請求項１１】
前記患者中の造影剤の過渡分布を撮像する段階は、
選択された時間に亘って撮像を遅延させる段階と、
前記撮像の遅延の後に、複数の遅延されたパラメトリック画像を取得する段階と、
前記遅延されたパラメトリック画像からの遅延造影コントラストを有するパラメトリック・マップを導出する段階とを更に含む、請求項４乃至１０のうちいずれか一項記載の方法。
【請求項１２】
前記関心体積は、心臓、腎臓、脳、及び肝臓のうちの１つの少なくとも一部分を含む、請求項４乃至１１のうちいずれか一項記載の方法。
【請求項１３】
前記パラメトリック・マップを取得する段階は、
変化するＴ２＊又はＴ２重みを有する複数の画像を取得する段階と、
前記複数の画像からＴ２＊又はＴ２マップを作成する段階とを含む、請求項４乃至１２のうちいずれか一項記載の方法。
【請求項１４】
前記パラメトリック・マップを取得する段階は、
多数エコー読み出し中に複数の画像を取得する段階と、
前記複数の画像に基づき各画素について画素強度崩壊時定数又は率を推定する段階とを含む、請求項２乃至１３のうちいずれか一項記載の方法。
【請求項１５】
前記パラメトリック・マップを取得する段階は、
（ａ）多数エコー読み出し中に複数の画像を取得する段階と、
（ｂ）前記複数の画像に基づいて各画素について画素強度崩壊時定数又は率を推定する段階と、
（ｃ）前記画素の強度崩壊時定数又は率に基づいて第１のパラメトリック・マップを作成する段階と、
（ｄ）前記第１のパラメトリック・マップ中の関心対象を識別する段階と、
（ｅ）前記識別された対象の中心の位置を見つける段階と、
（ｆ）前記識別された対象の位置が見つけられた中心から延びる主軸を推定する段階と、
（ｇ）前記位置が見つけられた中心と前記推定された主軸に対応する改善されたパラメトリック・マップを作成するよう、前記段階（ａ）乃至（ｃ）を繰り返す段階とを含む、請求項４乃至１４のうちいずれか一項記載の方法。
【請求項１６】
前記パラメトリック・マップは、緊張誘導画像コントラスト変化を表わすマップ、又は、画素強度崩壊時定数又は率のマップを含む、請求項１乃至１５のうちいずれか一項記載の方法。
【請求項１７】
前記パラメトリック・マップは、拡散強調画像を含む、請求項４乃至１６のうちいずれか一項記載の方法。
【請求項１８】
前記パラメトリック・マップを取得する段階は、
心臓ゲーティング又は画像ナビゲーションで撮像を行う段階を含む、請求項４乃至１７のうちいずれか一項記載の方法。
【請求項１９】
前記パラメトリック・マップから少なくとも１つのパイロットパラメータを識別する段階を更に含み、
新しい画像を形成するよう少なくとも１つのパラメトリック画像とパラメトリック・マップとを組み合わせる段階と、
前記新しい画像に基づいて前記少なくとも１つのパイロットパラメータを識別する段階とを含む、請求項４乃至１８のうちいずれか一項記載の方法。
【請求項２０】
複数のパラメトリック画像の取得前又は取得中に、前記患者に第２の造影剤を投与し、前記第２の造影剤は前記造影剤とは異なった及び区別可能な方法で組織の磁化に影響を与え、前記第２の造影剤はパラメトリック画像コントラストを与える、請求項１９記載の方法。
【請求項２１】
前記パラメトリック・マップに基づいて、改善されたスライスの向きを推定し、
前記改善されたスライスの向きで前記取得する段階及び作成する段階を繰り返す段階を更に含む、請求項４乃至２０のうちいずれか一項記載の方法。
【請求項２２】
前記改善されたスライスを推定する段階は、
前記パラメトリック・マップ中の関心対象を識別する段階と、
前記識別された対象の中心の位置を見つける段階と、
前記識別された対象の見つけられた位置から延びる主軸を推定する段階とを含む、請求項２１記載の方法。
【請求項２３】
前記造影剤はガドリニウムを含む、請求項４乃至２２のうちいずれか一項記載の方法。
【請求項２４】
磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）装置を用いて患者の中の組織を評価する方法であって、
少なくとも１つの変化する撮像パラメータで複数のパラメトリック画像を取得する段階と、
前記複数のパラメトリック画像からパラメトリック・マップを作成する段階と、
少なくとも前記パラメトリック・マップから、少なくとも診断画像のための関心体積を含む少なくとも１つのパイロットパラメータを識別する段階と、
前記患者に造影剤を投与する段階と、
前記識別された関心体積への前記投与された造影剤の流入中に、前記識別された関心体積を少なくとも１つの識別されたパイロットパラメータを用いて撮像する段階とを有する、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医用撮像技術に関連する。本発明は、特に、冠状動脈性疾患、心臓組織の生存可能性（viability）、及び心臓機能の磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）による評価に関連し、これらを特に参照して説明される。しかしながら、本発明は、腎臓、脳、肝臓といった様々な器官の他のコントラスト強調ＭＲＩ撮像、並びに、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）といった他の撮像態様にも適用される。
【背景技術】
【０００２】
心臓疾患は、現在、アメリカ合衆国において主な健康上の問題であることがよく知られている。一般的に心臓麻痺として知られている心筋梗塞は、主な死因である。しかしながら、その罹患率の高さにもかかわらず、診断には一貫性がない。心臓麻痺で死亡する人の半数以上は、以前に記録された症状を示していない。
【０００３】
多くの致命的な心筋梗塞の前には、診断されないことが多いが、細い冠状血管の部分的な閉塞の形の初期冠状動脈性疾患の長い期間が先行する。初期の心臓疾患は、胸の痛み、過剰な疲労感、及び、通常は運動又は他の激しい活動の中にのみ現れる他の症状を生じさせることがある。これらの症状は、しばしば、消化不良や他の軽度の医学上の状態として誤診される。初期の冠状動脈性疾患はまた、一般的には「無症状の心臓発作（silent  heart  attacks）」と称される小さい梗塞を生じさせることがあり、これは、明らかなはっきりとした症状を生じさせることなく心臓組織の部分を死なせる。
【０００４】
初期の冠状動脈性疾患は、早期段階では、食事及び生活様式の変化を用いること、又は冠状動脈ステント挿入又は血管カテーテル法の処置といった比較的小さい医療処置によって抑えることがしばしば可能であり、更には、完全に可逆的であることもある。逆に言えば、初期の冠状動脈性疾患は、処置されなければ、大きな心臓発作又は他の命を脅かす状態を生じさせる、より深刻な冠状動脈性疾患となりうる。従って、初期の冠状動脈性疾患の早期の診断が重要である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
医師が初期冠状動脈性心臓病の早期の徴候をしばしば見逃すのは、はっきりした診断のための便利な且つ比較的費用の高くない方法が不足しているためである。早期の冠状動脈の閉塞は、一般的には、磁気共鳴撮像法（ＭＲＩ）やマルチスライスコンピュータ断層撮影法（ＣＴ）といった従来の医用撮像技術ではあまりよく見えない細い血管内で生ずる。当該の血管は、血管カテーテル法診断技術を用いて実際に調べるにはあまりにも小さく、あまりにも数が多い。カテーテル法による処置はまた、費用がかかり、医療上の危険性が高く、あいまいな症状を診断するには更に魅力が少ないものとなる。
【０００６】
小さい冠状動脈の閉塞を検出する間接的な方法は、投与された造影剤ボーラスの心臓組織による取り込みの監視を通じたものである。この技術では、酸素供給の乏しい、又は、死んだ心臓組織は、造影剤取り込みの差として明らかとなる。心筋機能及び組織の生存可能性を調べるために多くの医療撮像態様が使用されており、これらの医療撮像態様は、例えば、一般的には相対組織取り込み率を測定するためのＴｈ−２０１又はＴｃ−９９ｍを用いた単光子放出コンピュータ断層撮影法（SPECT）、１８−Ｆ（ＦＤＧ）造影剤を用いた陽電子放出断層撮影法（PET）、及び少量の緊張剤（stress  agent）を用いた心エコー検査法を含む。
【０００７】
ＭＲＩもまた、心筋機能及び組織の生存可能性を調べるために使用されてきた。ガドリニウム（Ｇｄ）キレートといった磁気造影剤を用いたコントラスト強調法では、Ｇｄはボーラス注入として投与され、損傷を受けた組織における変化されたＧｄ取り込みにより冠状動脈の血管閉塞によって生ずる酸素供給の乏しい又は死んだ組織がＧｄ感応ＭＲＩ画像中で検出されることを期待しつつ、最も一般的には冠状動脈の閉塞によってまず影響を受ける心臓の心室又は頂点位置に焦点を当てて、幾つかのスライスの高速ＭＲＩ測定が行われる。このアプローチは、「初回通過（first-pass）法」（ＦＰＭ）として知られる。医師は、心臓組織へのＧｄの高速な取り込みによって制限され、撮像データを取得するのに数秒しか有さない。この短い時間中に撮像された領域が血管の１つ又は複数の閉塞によって影響を受けた心臓領域を含んでいなければならず、これに失敗すれば、一般的に、検査は失敗し、潜在的に不正確な医療診断がなされる。従って、心臓の体積をかなり網羅する画像スライスを取得することが望ましい。しかしながら、利用可能な撮像時間が限られているため、体積の網羅範囲（カバレッジ）と解像度との間にはトレードオフが成り立ち、ＦＰＭでは、満足のいく解像度での心臓全体の完全な撮像の網羅範囲はめったに利用可能とならないこととなる。
【０００８】
しかしながら、いったんＧｄが略吸収されると、Ｇｄ剤が腎臓によって血液から完全に除去されるには数十分乃至数時間のオーダの時間がかかる。心臓組織からのＧｄの除去がゆっくりであることは、以前のＧｄボーラスからの残留汚染による単一撮像セッション中の一回又はそれ以上のＧｄボーラス注入を用いて高質の心臓ＦＰＭ撮像を高い信頼性で繰り返すのを困難とする。このことは、一回のＧｄボーラス注入のみを用いて良い画像を取得することを望ましいものとする。
【０００９】
これまでは、心筋機能及び組織生存可能性を評価するためにＦＰＭ画像を取得しようとしていたＭＲＩ操作者は、適当な撮像条件について非常に限られた事前知識のみをもっていた。操作者は、一般的には軸方向の向きとされ特に心室を含む頂点領域を目標とする、幾つかの（例えば６つ又は７つの）比較的低解像度のスライスを選択する。適当なスライス解像度で心臓全体を完全に網羅するのに９枚のオーダのスライスを必要とする更に完全な心臓の空間マッピングは、時間的な制約により、ＦＰＭ撮像中に行うのは実際的ではない。より高速な傾斜磁場−スルーレートを用いることによって高められた速度は、安全上の条件により許されないことがある。スライス選択は、撮像されるべき欠陥についての有意な事前知識なしに行われ、従って、選択された幾つかのスライスが未知の欠陥と最適に交差しない可能性がある。
【００１０】
ＦＰＭの変形として、遅延（late又はdelayed）強調法があり、撮像はＧｄが心臓組織から除去されているときに行われる。減少された血流又は阻止された血流を伴う冠状組織は、一般的には酸素供給の良い組織よりも長くＧｄを保持し、「遅延」したコントラスト強調を生じさせる。遅延強調は、ＦＰＭと比較して、数分のオーダの、より広い取得時間枠を有するという利点がある。しかしながら、遅延強調個運とラストはかなり弱く、正確な撮像には良く同調された撮像条件が重要である。更に、Ｇｄの投与と、後の腎臓による除去との間の遅延は、数十分乃至数時間のオーダで可変である。このような、長い不確実な遅延は、ＭＲＩ設備が過密なスケジュールで稼働されている臨床環境では問題でありうる。
【００１１】
心筋機能及び組織の生存可能性を調べる更なる他のＭＲＩ法は、血液酸化レベル依存（ＢＯＬＤ）コントラストを用いる。ＢＯＬＤコントラストは、血液中で酸素を運ぶヘモグロビン分子の磁気的な性質から生ずる。血液のヘモグロビンは、２つの形で存在する。即ち、酸素を運ぶオキシヘモグロビンと、酸素を運ばないデオキシヘモグロビンである。２つのヘモグロビンは、異なる磁気特性を有する。即ち、オキシヘモグロビンは反磁性分子であり、デオキシヘモグロビンは常磁性分子である。この酸素の有無による磁気特性の差は、ＭＲＩ装置によって検出可能であり、２つのヘモグロビンの種類の比率に関連するコントラストを有するＢＯＬＤコントラストＭＲＩ画像が生成されうる。血管の閉塞は、酸化された血液の組織への運搬及び脱酸素化された血液の組織からの除去に影響を与えるため、ＢＯＬＤコントラスト機構は組織の酸化を撮像するのに有用である。
【００１２】
ＢＯＬＤコントラストは、一般的にはＴ２＊又はＴ２強調撮像法を用いて撮像される。ＢＯＬＤコントラストは、脳の撮像にも用いられており、ファンクショナルＭＲＩと称されることもあり、また、限られた範囲では心臓撮像にも用いられている。典型的なＢＯＬＤ心臓撮像法では、心臓組織の酸素必要量を高める激しい活動状態をシミュレートするために緊張剤（stress  agent）が投与される。場合によっては、患者の完全のため、又は、他の理由により、緊張剤の投与がされないこともある。
【００１３】
本発明は、上述及び他の制限を克服する、冠状動脈性疾患、組織生存可能性、及び心臓機能の磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）の改善された方法及び装置について考えたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の１つの面によれば、磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）装置を用いて患者の中の組織生存可能性又は血管機能を撮像する方法が提供される。血液酸化レベルに依存するコントラストを有するパラメトリック・マップが取得される。パラメトリック・マップの血液酸化コントラストに基づき少なくとも１つの選択されたスライス方向を含むパイロット情報が決定される。患者に磁気造影剤が投与される。パイロット情報に基づいて撮像パラメータを用いて患者の中の造影剤の過渡分布中に撮像が行われる。
【００１５】
本発明の他の面によれば、磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）装置を用いて患者の中の組織を評価する方法が提供される。少なくとも１つの変化する撮像パラメータで複数のパラメトリック画像が取得される。パラメトリック・マップは、複数のパラメトリック画像から作成される。少なくともパラメトリック・マップから少なくとも１つのパイロットパラメータが識別される。少なくとも１つの識別されたパイロットパラメータは、少なくとも診断画像のための関心体積を含む。造影剤は患者に投与される。識別された関心体積は、投与された造影剤の識別された関心体積への流入中に撮像される。撮像は、少なくとも１つの識別されたパイロットパラメータを用いる。
【００１６】
本発明の更なる他の面によれば、患者の中での造影剤の取り込みの特徴を示す装置が開示される。選択された磁気共鳴を患者の中で励起する手段が提供される。選択された磁気共鳴の励起に応じて患者から発せられる無線周波共鳴信号を検出する手段が提供される。検出された無線周波共鳴信号から画像表現を再構成する手段が提供される。励起する手段、検出する手段、及び再構成する手段を制御する手段が提供される。制御する手段は、患者の中の関心領域の、少なくとも１つの撮像パラメータにパラメトリックに依存する複数の画像を取得する段階と、複数の画像に基づいてパラメトリック・マップを作成する段階と、少なくともパラメトリック・マップに基づいて最適化された撮像条件を決定する段階と、投与された造影剤が関心領域の中に取り込まれている間に初回通過撮像を行う段階とを行う。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の１つの利点は、改善された臨床上のワークフローを与えるためにＢＯＬＤ及びＦＰＭ撮像技術の相補的な強さを利用することである。本発明の他の利点は、過渡的な造影剤強調撮像のためにスライスの配置及び向きの最適化がなされることである。本発明の他の利点は、最適化された関心領域中の過渡造影剤分布の時間が重要な撮像を行う前に、最適化された関心撮像領域、スライスの数、スライスの位置、スライスの向き、スライスの厚さ、撮像視野等のパイロット情報を取得できることである。
【００１８】
本発明の他の利点は、質の高いファンクショナル心臓ＭＲＩ画像を取得する可能性を最大化することである。本発明の更なる他の利点は、限られた臨床上のＭＲＩ設備の時間資源を最適に効率的に使用することである。本発明の多数の更なる利点及び利益は、当業者によれば望ましい実施例についての以下の詳細な説明を読むことによって明らかとなろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明は、様々な構成要素及び構成要素の配置、並びに、様々な段階及び段階の配置の形をとりうる。図面は、望ましい実施例を例示するためだけのものであって、本発明を制限するものと理解されるべきではない。
【００２０】
図１を参照するに、磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）スキャナ１０は、検査領域１４を通るｚ軸に沿って略均一な時間的に一定の主磁場Ｂ0を発生する超伝導又は抵抗性の磁石１２を含む。図１中、ボアタイプの磁石が示されているが、本発明は、オープン磁石系及び他の公知の種類のＭＲＩスキャナにも同様に適用可能である。磁石１２は、主磁場制御部１６によって制御される。撮像は、例えば患者１８といった撮像されるべき対象を、心臓又は関心となる他の領域が検査領域１４内にあるように配置して磁気共鳴（ＭＲ）シーケンスを実行することによって行われる。一般的に、関心領域は、アイソセンタに置かれる。
【００２１】
磁気共鳴シーケンスは一連のＲＦ及び傾斜磁場パルスを生じさせ、これらは、磁気スピンを反転又は励起し、磁気共鳴を誘導し、磁気共鳴をリフォーカスし、磁気共鳴を操作し、磁気共鳴を空間的及び他の方法でエンコードし、スピンを飽和させる等のために、対象に印加される。より特定的には、傾斜磁場パルス増幅器２０は、全身傾斜磁場コイル組立体２２に電流パルスを印加し、検査領域１４のｘ軸、ｙ軸、及びｚ軸に対する傾斜磁場を発生する。
【００２２】
望ましくはディジタルであるＲＦ送信器２４は、ＲＦパルスを検査領域内へ送信するために全身ＲＦコイル２６にＲＦパルス又はパルスパケットを印加する。典型的なＲＦパルスは、互いに及び任意の印加された傾斜磁場とまとめたときに選択された磁気共鳴操作を達成する短い持続時間の直ぐに連続するパルスセグメントのパケットから構成される。ＲＦパルスは、検査領域の選択された部分において、飽和し、共鳴を励起し、磁化を反転させ、共鳴をリフォーカスし、又は共鳴を操作するために使用される。
【００２３】
全身用途では、選択された操作の結果として発生される結果として得られた共鳴信号もまた全身ＲＦコイル２６によってピックアップされる。あるいは、対象の限られた領域内でＲＦパルスを発生するために、局所ＲＦコイル（図示せず）は、選択された領域に連続して配置される。例えば、従来技術で知られているように、挿入可能な頭部コイル又はそのような他の専用ＲＦコイルが使用されうる。ＲＦシステムはまた、任意に、フェーズドアレイ受信コイル（図示せず）を含み、それにより、従来技術で公知の部分平行撮像（ＰＰＩ）技術が可能とされる。１つの実施例では、全身ＲＦコイル２６は、共鳴を誘導し、局所ＲＦコイル又はコイルアレイは、選択された領域から発せられる磁気共鳴信号を受信する。他の実施例では、局所ＲＦコイルは、共鳴を励起し、また、結果として得られる磁気共鳴信号を受信する。
【００２４】
ＲＦコイルの形態及びその用途に関わらず、ＲＦコイルのうちの１つ又は他のものによってピックアップされる結果として得られるＲＦ磁気共鳴信号は、望ましくはディジタル受信器であるＲＦ受信器３２によって受信され復調される。シーケンス制御プロセッサ３４は、選択された磁気共鳴（ＭＲ）信号及び任意のエコーを発生し、結果として得られるＭＲ応答を空間的にエンコードするよう適当なエンコード傾斜磁場を与え、ＭＲピックアップ及び受信動作を調整する、統合されたＭＲＩパルスシーケンス及び読み出し波形を生成するよう、傾斜磁場パルス増幅器２０、ＲＦ送信器２４、及びＲＦ受信器３２を制御する。
【００２５】
ＭＲＩシーケンスは、一般的には、傾斜磁場増幅器２０によって発生される複雑な一連の傾斜磁場パルス又は掃引を含み、これはＲＦコイル２６によって発生された選択されたＲＦパルスと共に、ｋ空間へマップされる磁気共鳴エコーを生じさせる。結果として得られる磁気共鳴データは、ｋ空間メモリ３６に格納される。ｋ空間データは、３次元又はマルチスライス再構成画像表現を生成するために、一般的には逆フーリエ変換プロセッサ又は従来技術で公知の他の再構成プロセッサである再構成プロセッサ３８によって処理される。
【００２６】
心臓撮像法では、患者１８は、心筋、血液組織、血液の動き又は流れ、心臓組織への造影剤の取り込み、又は臨床的な関心となる他の面を特に強調する撮像条件を用いてＭＲＩシステム１０によって撮像される。脈動する心臓の動きによるボケを回避するために、心周期は心電計（ＥＣＧ）５０を用いて有利に非侵襲的に監視される。図１に示す例示的な実施例では、ＥＣＧ５０は、ＥＣＧ５０信号を準周期的心電図における予め選択されたトリガイベントについて監視するシーケンス制御プロセッサ３４へ入力される。トリガイベント及び心周期に対するＥＣＧ信号の関係の知識に基づき、画像取得は、心周期の選択された位相と同期される。この同期アプローチは、従来技術では予想（prospective）心臓ゲーティングとして知られている。
【００２７】
当業者は、他の同期方法が使用されうることを認識するであろう。例えば、遡及（retrospective）心臓ゲーティングでは、ＥＣＧ５０信号は、ＭＲＩ画像取得とともに記録される。記録されたＥＣＧ５０信号は、画像再構成のための選択された心臓位相に対応するＭＲＩデータを選択するよう再構成プロセッサ３８によって参照される。ナビゲータエコー、超音波等の他の心臓運動モニタもまた考えられる。幾つかの心周期に亘って得られた画像データ線が唯一の画像を形成するよう結合される心臓セグメント化ゲーテッド撮像法は、予想又は遡及心臓ゲーティングのいずれかを用いて行われうる。
【００２８】
適切な撮像シーケンスが用いられ、１つの適当な実施例では、血液酸化レベル依存（ＢＯＬＤ）コントラストを有する撮像法、初回通過法（ＦＰＭ）を用いる撮像法、及び遅延（late又はdelayed）強調撮像法を含む。ＦＰＭ又は遅延強調撮像法では、患者１８に磁気造影剤５４が投与され、時間に対する造影剤の流入（ＦＰＭ）又は除去（遅延造影：late  imaging）が監視される。心臓ＦＰＭ及び遅延造影法のために、ガドリニウム又はジスプロシウム族の薬剤から選択された造影剤がしばしば使用される。
【００２９】
ＢＯＬＤ、ＦＰＭ、又は遅延強調撮像法のいずれに対しても、患者１８に化学的に緊張を与えるよう、患者１８に緊張剤（stress  agent）５６が任意に投与される。緊張剤５６は、患者１８の代謝を高め、心臓をより激しく働かせ、より多くの酸素を必要とさせる。このような緊張が与えられた条件下で、血管の閉塞により冠状動脈系との連通がうまくいかない心臓組織では、酸化された血液が使い尽くされうる。同様に、過去の心筋梗塞により死んだ組織は、梗塞が生じた領域における酸素吸収が十分でないため、よりよく見えるようになる。心臓ファンクショナル撮像法に用いられる一般的な緊張剤は、ドブタミン、ジピリダモール、及びアデノシンを含む。
【００３０】
１つの適切な実施例では、シーケンス制御器３４は、最初に、磁気造影剤５４がないときにパラメトリック撮像シーケンスを行う。パラメトリック画像は再構成され、パラメトリック画像メモリ６０に格納される。パラメトリック画像は、有利には、ＦＰＭ撮像法と比べて比較的延ばされた時間期間に亘って取得されうる。取得中に緊張剤５６が用いられる場合、パラメトリック撮像法は、緊張剤５６投与の時間枠及び効果と調整される。一般的な緊張剤５６では、この時間枠は、少なくとも数分のオーダの撮像ウィンドウを与える。格納されたパラメトリック画像６０に基づいて、パラメトリック・マップ６２が作成される。
【００３１】
１つの適切なパラメトリック・マッピングでは、パラメトリック画像６０は、変化するＴ＊又はＴ２重み付けを用いた心臓領域のスライスの複数の画像を含む。このような画像は、幾つかのエコー時間を組み込んだ多エコーシーケンスを用いて取得されうる。スライスの各画素に対して、Ｔ２＊又はＴ２崩壊時定数（又は対応する崩壊率）は、幾つかのエコー時間における画素強度崩壊の率の回帰分析によって抽出され、各画素における結果としてのＴ２＊又はＴ２値は集合的にパラメトリック・マップ６２を形成する。Ｔ２＊又はＴ２パラメトリック・マップは、血液酸化レベル依存（ＢＯＬＤ）コントラストを含み、冠状動脈性心臓病に関連する心臓組織損傷のＦＰＭ撮像に関するパイロット情報を取得するのに適している。パイロット情報は、後の時間が重要な（time-critical）初回通過（ＦＰＭ）撮像法のための最適化された撮像パラメータを含み、スライスの位置及び向き、スライス厚さ、及び他の撮像パラメータといったものを含みうる。
【００３２】
Ｔ２又はＴ２＊パラメトリック・マッピングを作成するのに用いられるシーケンスは、各個々のエコー時間に同じスライス位置から収集されたサンプルからパラメトリック・マップ画像６２が発生されるよう設計されるパラメトリック撮像６０エコーを用いる。幾つかのサンプリングエコーに亘る画素強度は、Ｔ２＊崩壊又は、撮像条件によって選択された他の優勢な共鳴崩壊機構により、略指数的な強度の崩壊を示す。指数的な崩壊は、
【００３３】
【数１】
2005515809.tif 000003
のようにモデル化でき、式中、ｔiはｉ番目のサンプリングウィンドウのエコー時間、ｘiは時間ｔiにおける画素強度、パラメータａ及びｂは回帰分析によって取得されるものである。パラメータａ及びｂは、各画素における回帰分析によって得られ、適当なパラメトリック・マップは、パラメータａ、パラメータｂ、又はそれらの数学的な結合を空間的にプロットすることによって作成される。
【００３４】
典型的な回帰分析では、パラメータａ及びｂは、以下の式、
【００３５】
【数２】
2005515809.tif 000004
によって与えられる誤り関数Ｅを最小化することによって得られ、式中、Ｅはａ及びｂを最適化することによって最小化される誤り、Ｎはサンプリング画像６０の数である。指数関数は、式（１）の対数をとることによって除かれ、即ち、
【００３６】
【数３】
2005515809.tif 000005
となり、パラメータａ及びｌｎｂについての線形化された式を与える。式（３）に対応する最小平方示性数は、
【００３７】
【数４】
2005515809.tif 000006
である。パラメータａ及びｌｎｂについての偏導関数をとると、以下の形、
【００３８】
【数５】
2005515809.tif 000007
の正規方程式が得られ、これは、
【００３９】
【数６】
2005515809.tif 000008
と、書き換えることができる。式（６）は線形であり、最小化された誤りＥに対応する正確な解は、
【００４０】
【数７】
2005515809.tif 000009
で与えられる。式（７）は、各画素に対して評価され、画素毎の結果は、パラメトリック・マップ６２を形成するよう結合される。パラメトリック・マップ６２は、例えば、ａ、ｌｎｂ、又はｂを空間的にプロットすることによって作成される。
【００４１】
低い信号対雑音比での撮像のときは、上述のように変化するＴ２＊又はＴ２重みを有する多エコー画像の指数回帰を用いたＢＯＬＤパラメトリック・マップの作成は、雑音干渉により実際的でないことがある。特に低い信号対雑音比に適した（しかしこれに限られない）他のパラメトリック・マッピング実施例では、技術分野で知られているｔ−検定が用いられる。Ｔ２＊又はＴ２重み付けされた撮像法は、まず緊張が与えられていない心臓組織のＮ0画像を取得するよう緊張剤５６なしで行われる。次に、緊張剤５６が投与され、緊張が与えられた心臓組織のＮs画像が取得される。緊張が与えられていない画像及び緊張が与えられた画像の適切な数は、各々約５乃至１０であり、低い信号対雑音比の場合はより多くの画像が望ましい。従来技術で知られている適切な画像処理又はフィルタリング、及び、画像位置合わせを用いた後、パラメトリック・マップ６２は、以下の式、
【００４２】
【数８】
2005515809.tif 000010
に従って、各画素に対してｔ−検定を計算することによって作成され、式中、μsは緊張が与えられた平均画素値であり、μ0は緊張が与えられていない平均画素値であり、以下の式、
【００４３】
【数９】
2005515809.tif 000011
によって与えられ、σsは緊張が与えられた画素分散値であり、σ0は緊張が与えられていない画素分散値であり、以下の式、
【００４４】
【数１０】
2005515809.tif 000012
で与えられ、ｘs,nは緊張が与えられた画素値であり、ｘ0,mは緊張が与えられていない画素値である。各画素に対して計算されたｔ−検定値は、集合的にパラメトリック・マップを形成し、これはＴ２＊又はＴ２重み付けによるＢＯＬＤコントラストを有する。
【００４５】
式（８）は、緊張が一般的に画素強度を増加させる撮像法に適している。緊張が画素の強度を一般的に減少させる撮像法の場合、式（８）は、以下の式、
【００４６】
【数１１】
2005515809.tif 000013
のように適切に書き換えられる。
【００４７】
上述のパラメトリック・マッピングは、例示的のためだけのものである。パラメトリック・マップ６２は、選択された組織状態を区別又は強調する任意の撮像及び画像処理方法を用いて、スピン密度（ρ）又はＴ１崩壊時定数又は率といった本質的に任意の画像特性について作成されうる。当業者は、選択されたパラメトリック・マップ６２が構築されるパラメトリック画像６０のために適当な条件を選択しうる。例えば、更なる他の適当な実施例では、パラメトリック・マップ６２は、変化する拡散誘導傾斜磁場で得られたパラメトリック画像６０から作成された拡散画像である。拡散マップは、Ｔ２＊又はＴ２の分析によっては十分に明らかとはされないある種の冠状動脈性疾患及び他の心臓欠陥を検出するのに適している。更なる他の考えられるパラメトリック・マッピングでは、上述の例示的な指数回帰法（exponential  regression  method）ではなく、双指数回帰法（biexponential  regression  method）が用いられる。従来技術で知られているように、双指数マッピングは、弱められた組織に対して改善された有病正診率及び無病正診率を与えうる。
【００４８】
内生的なパラメトリック・マッピングについて上述したが、パラメトリック・マッピング中に磁気造影剤５４（図示しない第２の磁気造影剤）以外の磁気造影剤を用いることも考えられる。パラメトリック・マッピングに用いられる磁気造影剤は、造影剤５４を用いる後のＲＰＭ撮像を妨害しないものでなくてはならない。例えば、造影剤５４とは異なった、また、区別可能な方法で磁化に影響を与える造影剤は、任意の第２の造影剤としての使用に適している。
【００４９】
少なくともパラメトリック・マップ６２に基づいて、パイロット情報６４が得られる。パイロット情報６４は、一般的には、最適化されたスライスの位置及び向き、関心となる撮像体積、スライスの数、スライスの間隔、スライスの厚さ、視野、方向余弦、及び最適化された緊張レベル（例えば心臓欠陥を撮像するのに充分な最小緊張レベル）といったパラメータを含む。もちろん、他のパイロット情報もまた抽出されうる。
【００５０】
任意に、パイロット情報６４は、１つ又はそれ以上のパラメトリック画像６０と組み合わせてパラメトリック・マップ６２から抽出される。例えば、パラメトリック・マップ６２は、パラメトリック・マップについての内容を与えるようパラメトリック画像６０のうちの１つと加法的に結合されうる。パラメトリック・マップ６２のうちの、エアポケットといった関心とならない部分は、パラメトリック画像６０のうちの１つを用いてマスクされうる。
【００５１】
パイロット情報６４は、手動で、又は自動化された閾値処理を用いて、又は他の種類の画像解析によって抽出される。抽出されたパイロット６４は、投与された造影剤５４が存在するときに、初回通過法（ＦＰＭ）撮像及び／又は遅延造影（late-enhancement）撮像を最適化するのに用いられるシーケンス制御プロセッサ３４へ入力される。パイロット情報６４が用いられるため、時間が重要なＲＰＭ撮像は無差別に行われるのではなく、パイロット処理によって示される１つ又はそれ以上の欠陥に焦点を当てて行われる。重要なＲＦＭ撮像時間は、心臓欠陥の位置を見つけるため又は、最適化撮像条件を選択するために用いられていないため、ＦＰＭ撮像に利用可能な短い時間ウィンドウは、既知の１つ又は複数の結果に関する選択された非常に詳細な情報を得るために有効に用いられる。
【００５２】
再構成されたＦＰＭ又は遅延造影画像は、ＦＰＭ画像メモリ６６に格納される。再構成されたパラメトリック画像６０、パラメトリック・マップ６２、ＲＦＭ又は遅延された強調６６画像は、一般的にはカラーモニタ、高解像度プリンタ、アニメーションワークステーション、又は同様のグラフィカル・ディスプレイ装置を含むユーザインタフェース７０上に表示されるためのフォーマット処理のためにディスプレイプロセッサ６８へ選択的に入力される。任意に、パラメトリック・マップ６２及び１つ又はそれ以上のＦＰＭ画像６６から作成される融合された画像が表示される。
【００５３】
ユーザインタフェース７０は、シーケンス制御プロセッサ３４をプログラムし、観察すべき画像を選択する等ができる関連するユーザ７２とのインタフェースを与える。ユーザ７２は、パラメトリック・マップ６２中に含まれる情報に少なくとも基づいて異常であると思われる心臓の領域を特定し、損傷を受けた又は潜在的に損傷を受けている組織の全て又はかなりの部分を最適に撮像するスライスの向き及び位置を選択する。適当な実施例では、ユーザインタフェース７０は、任意にはコンピュータネットワーク及び／又はインターネットへのアクセスを含み、任意にはメモリ３６、６０、６２、６６、再構成プロセッサ３８等の他の選択されたシステム要素を物理的に具現化するコンピュータワークステーション又はパーソナルコンピュータである。
【００５４】
引き続き図１を参照し、更に図２を参照し、パイロット情報６４を得る方法１００の適当な実施例１について説明する。典型的な方法１００では、心臓領域のＴ２＊パラメトリック・マップは、心臓セグメント化されたマルチプル・エコー・シーケンス中に獲得される。もちろん、Ｔ２マップ、拡散（Ｄ）マップ、スピン密度（ρ）マップ、Ｔ１マップ等の他の種類のパラメトリック・マップが用いられうる。パラメトリックＴ２＊マップは、有利には、強い酸化レベル依存（ＢＯＬＤ）コントラストを示し、従って、冠状動脈性心臓病に関連している場合の多いあまりよく酸化されていない心臓組織を特定し、続く初回通過法（ＦＰＭ）によってかかる組織を撮像する適当なパイロット情報を発生するのに適している。
【００５５】
方法１００では、最初のパラメトリックＴ２＊又はＢＯＬＤマッピング１０２は、任意に、緊張剤５６を投与せずに患者に対して行われる。適当な実施例では、ＢＯＬＤマッピング１０２は、変化するエコー時間及び対応して変化するＴ２＊重みを用いて複数のパラメトリック画像を取得し、ＢＯＬＤコントラストを含むＴ２＊マップを作成するよう画素毎にＴ２＊崩壊時定数又は対応するＴ２＊崩壊率を抽出することを必要とする（段階については図示せず）。パラメトリック画像は、任意に、多エコー撮像法を用いて単一ＲＦ励起パルスに応答してとられる。ＢＯＬＤ心臓マッピング１０２についての典型的な撮像パラメータは、ＴＥ２．２＝ｍｓ，ＢＷ＝１２５ｋＨｚ／画素、ＦＯＶ＝３９ｃｍ，ＰＳＲ＝１．０、１２８×１２８マトリクス、１０ｍｍ厚、及び、８乃至１６のＰＥＧサイズを有し、４秒間に亘ってＲＦ励起毎に８つのエコーが獲得される。もちろん、当業者は、パラメトリック・マッピング１０２の撮像条件を特定の診療用途に調整することができる。
【００５６】
ＢＯＬＤマッピング１０２は、一般的には、数スライス、例えば６つの軸方向上に向けられたスライス、の獲得を含む。決定段階１０４では、マッピング１０２において欠陥又は心臓の異常が検出された場合、又は緊張剤の投与に対する医療上の禁忌がある場合、緊張を与えないパラメトリックＢＯＬＤマッピングは、検出された異常に対して撮像条件を最適化１０６するために用いられる。最適化１０６は、一般的には、画像スライスの位置及び向き、視野、方向余弦、スライスの数、スライスの厚さ等の最適化を含む。例えば、通常は軸方向上に向けられていない、最適化されたスライスの向きが特定される。最適化されたスライス選択は、均一でない間隔であること、又は、平行でないことがある。最適化１０６は、心臓内の造影剤の過渡分布の後のコントラスト強調心臓撮像において使用される画像パイロット条件１１０を選択する。
【００５７】
人為的に誘導された緊張又は代謝の上昇なしでのＢＯＬＤマッピング１０２は、あまり酸化がされていない心臓組織については通常は弱いコントラストを有する。なぜならば、心臓の組織は安静状態では部分的に閉塞された欠陥が満たすことができる酸化された血液の最小のスループットのみを必要とするためである。Ｔ２＊ＢＯＬＤコントラスト信号は、緊張が与えられた条件下での心臓組織による酸化された血液に対するより高い要求により、投与された薬理学的緊張に応じて最大で４７％増加することが観察されている。
【００５８】
従って、決定段階１０４において、緊張なしで、ＢＯＬＤパラメトリック・マッピング１０２において異常が検出されない場合、又は、異常が検出されたが許容できないほど弱い画像コントラストを有する場合、及び、緊張剤５６の投与に対する医療上の禁忌がない場合、患者の代謝を高め、心臓組織の酸素要求を高めるために、緊張剤５６が任意に投与される１１２。適当な実施例では、緊張剤５６は、心拍数を選択された水準、例えば１分間当たり１２０心拍まで高めるために投与される。或いは、肉体的な緊張が与えられ、例えば、患者は自分の心拍を高めるためにトレッドミル上で走る。しかしながら、化学的な緊張剤を用いることが一般的にはより制御可能であり、患者１８がスキャナのボアの中にいるときに投与されえ、従って、望ましい。
【００５９】
もちろん、パラメトリック・マップのコントラストを高めるために、緊張剤以外の他の種類の強調剤が使用されうる。選択された強調剤は、過渡分布画像において用いられた造影剤５４と干渉するものであってはならず（以下図３を参照して説明する）、又は、速い過渡的な効果を生じさせるものであってはならず、従って、強調剤は、続く強調された過渡撮像を妨害しない。
【００６０】
緊張が、続くコントラスト強調診療撮像に悪影響を与える場合、又は、患者の医療条件が緊張剤の投与を禁忌する場合、緊張剤５６の投与１１２は、任意に省かれてもよく、パイロット処理は、患者１８に緊張を与えずにＢＯＬＤパラメトリック・マッピング１０６を用いて行われる。
【００６１】
いったん緊張剤５６が投与されると１１２、Ｔ２＊ＢＯＬＤパラメトリック・マッピング１１４は、緊張が与えられた条件下で行われる。心臓の異常が検出されると１１６、緊張下でのＢＯＬＤマッピングは、検出された異常に対して撮像条件を最適化１１８するために用いられる。最適化１１８は、一般的には、画像スライスの位置及び向き、視野、方向余弦、スライスの数及び厚さ等を最適化することを含む。最適化１１８は、心臓内の過渡造影剤分布の後のコントラスト強調心臓撮影において用いる画像パイロット条件１１０を選択する。
【００６２】
引き続き図１及び図２を参照し、緊張下でのＢＯＬＤ撮像１１４を用いて関心となる心臓の異常が検出されなかった場合１１６、又は、検出された異常に対する画像コントラストが満足のいくものでない場合、安全性限界内で緊張剤５６の量を増加させることによって緊張レベルが任意に高められ１２０、ＢＯＬＤマッピング１１４はより高い緊張レベルで繰り返される。当業者は、ドブタミン、ジピリダモール、及びアデノシンといった医療撮像に一般的に用いられる様々な種類の化学的緊張剤が興奮状態に似た急速な生理学的反応を生じさせ、従って患者１８の緊張レベルはかかる化学剤を用いて制御可能且つ迅速に調節され、方法１００を用いたパイロット情報１１０の効率的な獲得を達成することを認識するであろう。
【００６３】
引き続き図１及び図２を参照し、更に図３を参照するに、方法１００によりパイロット条件１１０が選択されると、コントラスト強調初回通過法（ＦＰＭ）撮像及び／又は後の強調撮像は、典型的な方法１４０によって行われる。ＦＰＭ撮像が、パイロット情報１１０によって示されるような緊張の与えられた条件下で行われる場合、また、緊張剤５６の投与に医療的な禁忌がない場合、段階１４２において適当な量の緊張剤５６が投与される。しかしながら、心臓の異常が化学的に誘導された緊張なしに適当に撮像されるとしてパイロット情報１１０に基づき投影される場合、又は、緊張剤５６の投与が医療的に禁忌されるとき、緊張剤１４２の投与は任意に省かれる。
【００６４】
造影剤５４は、段階１４４において投与される。適当な実施例では、造影剤５４は、従来技術で知られているガドリニウム（Ｇｄ）キレート磁気造影剤の投与されたボーラス注入である。Ｇｄは、冠状動脈を含む血流を通って素早く動き、毛細血管、灌流、又は他の機構を通じて心臓組織によって吸収される。当業者は、冠状動脈組織へのＧｄ吸収は、数秒のオーダの非常に短い時間枠内で生じ、診断者又は他のＭＲＩ操作者に対してＦＰＭ撮像スライス及び条件の選択の誤りについてのわずかな余裕のみを残す。更に、連続的なボーラス注入を用いたＦＰＭ撮像の繰り返しは、以前のボーラス注入からの残留Ｇｄによる後のＦＰＭ画像の汚染が生じうるためあまり望ましくない。
【００６５】
ここに記載する改善された例示的な方法１００、１４０では、Ｔ２＊ＢＯＬＤ画像マッピングから得られる画像パイロット条件１１０は、最適化されたＦＰＭ撮像１４６を行うのに用いられる最適化されたＦＰＭ撮像条件、例えば、スライスの数、スライスの厚さ、スライスの位置、スライスの向き、視野等を選択するために用いられる。例えば、軸方向でない、更には平行でないスライスは、パイロット情報１１０に基づいて選択されうる。心臓組織中の過渡造影剤分布がある制限されたＲＰＭ取得時間ウィンドウは、最適には、パイロット方法１００によって以前に識別された心臓欠陥を撮像するために用いられる。ＦＰＭ撮像中に損傷を受けた心臓領域を見逃す可能性は最小限とされる。
【００６６】
方法１４０では、ＦＰＭ撮像段階１４６は、一般的には、その配置及び向きがパイロット処理１１０に基づいている数個の（例えば４つ又は５つの）良い配置され良い向きとされたＦＰＭ画像スライスを獲得することを含む。スライスの選択及び配置は、パイロット処理１１０により事前に決定されるため、ＦＰＭ撮像１４６に利用可能な制限された時間は、最適に、スライス平面内及びスライス選択傾斜方向の両方で（より近接して配置された又はより薄いスライスを用いることにより）、より高い解像度を得るために用いられる。
【００６７】
１つの適当な実施例では、Ｔ１強調ＦＰＭ画像が獲得される。パイロット情報１１０が利用可能であるため、心臓組織を最大限に網羅するために制限された撮像時間を用いることは必要ではない。代わりに、事前に特定された欠陥の領域において減少された心臓の動きのボケを有するより高い解像度の画像を取得するために時間集約心臓セグメント・ゲーティングが任意に用いられる。
【００６８】
Ｇｄ剤が健康な心臓組織と、弱い血流又は死んだ組織の両方へかなり吸収されると、即ち、造影剤５４の投与１４４の数秒後、ＦＰＭ撮像１４６に対する時間ウィンドウは過ぎている。遅延造影として知られる技術では、心臓組織への造影剤の流入の本質的な完了の後の期間中に心臓組織を撮像することによって、追加的な情報が任意に得られる。
【００６９】
遅延造影撮像を得るために、操作者７２及び患者１８は、脈管構造との連通が悪い心臓又は他の期間組織の領域の残留Ｇｄを除き、腎臓を介して体からＧｄが略除去されるまで、遅延する１４８。数十分から数時間の範囲であり得るこの待ち時間１４８の間、Ｇｄの除去を監視するため、遅延造影撮像のための最適タイミングを予想するため、又はＦＰＭ又は遅延造影撮像以外の診療撮像のために、更なる撮像１５０が任意に定期的に行われうる。
【００７０】
造影剤５４が除去され、Ｇｄ除去により心臓組織中に過渡造影剤分布が現れ始めると、更なるＢＯＬＤに基づくパイロット段階１５２が、実質的に、遅延造影撮像に対する準備としての方法１００により任意に行われる。特に、遅延された強調は弱いコントラスト機構であるため、パイロット段階１５２は、望ましくは、エコーまでの時間及びフリップ角といった撮像パラメータの最適化を含む。ＢＯＬＤパイロット段階１５２または、長くなった待ち時間１４８中に患者の動きを調整するのに用いられる。
【００７１】
パイロット段階１５２によって得られた情報に基づき、遅延造影撮像データ取得シーケンス１５４が行われる。弱い遅延造影コントラストと、遅延造影撮像シーケンス１５４が実行されうる比較的幅広い時間枠により、撮像段階１５４は、異なるエコー時間及びフリップ角を用いて取得される複数の画像を含むことが望ましい。よい遅延された強調コントラストを生じさせる可能性が最も高いエコー時間及びフリップ角は、パイロット処理１５２に基づいて選択される。同様に、最初の遅延造影撮像１５４が、例えば時間的な遅延が最適な遅延造影のために十分でなかったために、うまく行かない場合は、パイロット段階１５２は、更なる遅延造影撮像１５４の前に任意に繰り返される。
【００７２】
当業者は、組み合わされたパラメトリック・マッピングＦＰＭ方法１００、１４０は、ＭＲＩによる冠状動脈性心臓病、組織の生存可能性、及び心臓の機能について評価についての従来技術の方法に対するかなりの改善を与える。組み合わされたパラメトリック・マッピングＦＰＭ方法１００、１４０は、患者に対する緊張を最小限とし、限られた診療上のＭＲＩ時間を最適に有効に利用し、診断上有用な心臓ＭＲＩ画像を獲得する可能性を最大限とする、改善された診療上の作業の流れを与えるようＢＯＬＤコントラスト撮像及びＦＰＭの相補的な強度を利用する。
【００７３】
図１及び図２に戻って参照するに、方法１００では、最適化段階１０６、１１８は、検出された欠陥を最もよく画像化する最適化されたスライスの位置及び向きを反復的に特定するよう変化する向き及び位置を有する連続的な画像スライスを取得することを含む。反復的な最適化１０６、１１８は、ユーザ７２がスライスのパラメトリック・マップを獲得し、マップを観察し、現在のパラメトリック・マップに基づいて新しいスライスの位置及び／又は向きを推定し、ユーザ７２が、最適な画像の向きと位置が得られたと満足するまで、取得、観察、及び推定を繰り返すため、任意に手動で行われる。このアプローチは、不正確であり、ユーザ７２の判断に依存するという不利点がある。
【００７４】
図４を参照するに、欠陥をよりよく画像化すると推定される次のスライスを自動的に選択する方法１７０を説明する。パラメトリック画像の現在の繰り返しは、現在のスライスの向き及び位置を用いて取得され１７２、その位置及び向きのパラメトリック・マップが導出される１７４。パラメトリック・マップの部分は、段階１７６において、病気の又は損傷した組織のコントラストを改善させるためにマスク処理又は閾値処理される。適当な実施例では、パラメトリック・マップ又はその部分は、病気の組織をより明らかとするよう対応する心臓画像を用いてマスク処理され、続いて損傷した画像に対応する画素を識別する多レベル閾値処理が行われる。損傷した組織に対応する識別された領域は、健康でない心臓組織に対応するはっきりした画像領域を決定するよう段階１７８において成長技術又はクラスタリング技術を用いて処理される。
【００７５】
適当な方法では、２つの領域Ｒi及びＲjは、対応する周囲Ｐi及びＰjを有する。長さＬの共通の境界があり、この境界は、はっきりといずれの領域内にあるのではなくおそらくは領域間の連結を成すｗ個のあいまいな境界画素を含む。領域Ｒi及びＲjは、以下の規準のうちの１つ又はそれ以上を満たす場合は結合される。
【００７６】
【数１２】
2005515809.tif 000014
式中、Ｓは領域ＲiとＲjの間の計算された類似性距離を表わす。Ｓは、内積、類似性規則、加重ユークリッド距離、及び正規化された相関といった幾つかの公知の技術のうちの１つを用いて計算される。閾値Ｔaは、マージされるべき領域の寸法を制御する。より大きいＴaの値（Ｔa＜１で制限される）は、より小さい領域をより大きい領域へマージするために領域ＲiとＲjの間のより大きい寸法の差を必要とする。閾値Ｔbは、境界の強さを表わす。閾値Ｔcは境界の類似性の差を表わす。
【００７７】
領域中心は、ステップ１８０において決定される。適当な実施例では、重心は、公知の機械的な原理を用いて見つけられる。Ｎ個の画素を有する領域Ｒでは、ｉ及びｊが所与の位置における画素値の成分を表わすとき、以下の量、
【００７８】
【数１３】
2005515809.tif 000015
が定義され、式中、（ｉ0，ｊ0）は領域についての重心（又は信号強度）を表わす。
【００７９】
引き続き図４を参照すると、領域の中心を決定する段階１８０についての他の適当な方法では、加重ピークは、従来技術で公知の収束方形（converging  squares）法を用いて見つけられる。領域Ｒを実質的に囲む寸法（ｄｘｄ）の最初の方形分析領域は、夫々が寸法（（ｄ−１）ｘ（ｄ−１））の４つの方形テスト領域へ分割される。４つの平方テスト領域の夫々の平均画素強度が計算され、続く分析のために最大平均画素強度を有するテスト領域が選択される。処理は、２ｘ２の分析領域が残るまで、各座標方向に１つの画素だけ寸法的に小さくされた分析領域を生じさせる各繰り返しで反復される。４つの残る画素のうち最も高い強度を有する画素が加重ピークとして選択される。
【００８０】
引き続き図４を参照するに、選択されるべきスライスの主軸は段階１８２において特定される。主軸は、段階１８０において特定された領域中心を通る。適当な実施例では、主軸は、最小慣性モーメント法を用いて決定される。領域Ｒについての（ｐ，ｑ）次の中心モーメントμp,qは、
【００８１】
【数１４】
2005515809.tif 000016
として計算され、ただし、ｉ0及びｊ0は式（１３）で与えられている。角度θは、最適な向きを特定する最小慣性モーメントの軸に対応する。角度θの関数としての慣性モーメントは、以下の式、
【００８２】
【数１５】
2005515809.tif 000017
で与えられる。θに対してＩ（θ）を最小化すると、最小慣性モーメントの軸の最適化された角度θopt、即ち、
【００８３】
【数１６】
2005515809.tif 000018
が得られる。式（１６）を展開すると、
【００８４】
【数１７】
2005515809.tif 000019
が得られる。主軸は、角度θopt（段階１８２で見つけられる）に向けられた、領域中心（段階１８０で見つけられる）を通る線である。提案される撮像のためのスライスは、領域中心を含み、主軸に対して垂直に向けられたスライスとして特定される。提案されるスライスの厚さは、一般的には以前のスライスの厚さと異なるものではないが、他の厚さもまた使用されうる。
【００８５】
引き続き図４を参照するに、段階１８０、１８２は、領域の主軸を特定する。マスク処理／閾値処理１７６及び領域成長／クラスタリング１７８によって複数の領域が特定されると、決定段階１８４において、方法１７０は他の領域１８６を選択し、段階１８０、１８２は次の領域の主軸を特定するために繰り返される。全ての特定された領域が処理された後、方法１７０は、段階１８８において１つ又はそれ以上の提案されるスライスの向きを与える。或いは、領域成長／クラスタリング段階１７８の後、その主軸が段階１８０、１８２において特定されるべき領域を選択するようユーザにプロンプトが出され、任意に反復ループ段階１８４、１８６がなくされる。いずれの場合も、提案されたスライスがユーザによって受け入れられると（図示しない段階）、欠陥を撮像するための改善されたスライスの位置及び向きを確認するために、パラメトリック撮像及びマッピングは提案されたスライスに対して繰り返される。方法１７０は、最適化されたスライスの位置及び向きが特定されたとユーザ７２が満足するまで任意に繰り返される。
【００８６】
当業者は、ここに記載の装置及び方法が心臓への適用に限られるものではなく、本質的には組織の生存可能性の撮像評価が所望な任意の期間に対して適用可能であることを認識するであろう。方法が特に適当であると考えられる他の期間は、腎臓、脳、及び肝臓を含む。
【００８７】
装置及び方法はまた、従来技術で知られている撮像ナビゲーション及び画像ナビゲート方法に関する使用にも適している。典型的なナビゲータでは、ＭＲＩ撮像は、長くなった撮像セッション中に画像の位置あわせを達成するよう、横隔膜の動きの追跡といった患者の動きの監視に使用される。同様に、心臓撮像では、装置及び方法は従来技術で公知の心臓セグメンテッド・ゲーテッド撮像技術とともに使用されるのに適している。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明による典型的な磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）装置を示す図である。
【図２】ＢＯＬＤコントラスト機構を用いたパラメトリック撮像法を用いてパイロット情報を取得する典型的な方法のフローチャートを示す図である。
【図３】ＢＯＬＤパイロット法から取得されたパイロット情報を用いて初回通過法（ＲＰＭ）画像及び遅延造影画像に対して典型的な方法を示すフローチャートである。
【図４】既存のパラメトリック・マップに基づくパラメトリック・マップ法のために改善されたスライスの向き及び方法を自動的に選択する典型的な方法を示すフローチャートである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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