(57)【要約】  ＭＲＩスキャンシーケンス中に患者生理学的情報をモニタリングするためのシステム及び方法を提供する。前記システムは、患者からの生理学的情報を感知するよう構成されたモニタリング装置を備える。前記生理学的情報は、心電計信号、電気解剖学的マッピング信号又は患者の生理学的状態に関する他の情報を含む。前記システムは、ＭＲＩスキャン中に前記モニタリング装置からの信号を受信して電極の出力を調整するよう接続された制御回路をさらに備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）システムにおいて、該ＭＲＩシステムが、
前記ＭＲＩシステム内に配置された患者の少なくとも一部に分極用磁場を生成するよう構成された磁石システムと、
前記分極用磁場に傾斜磁場を印加するよう構成された複数の勾配コイルと、
対象に励起場を印加してそこからＭＲ画像を取得するよう構成された無線周波数（ＲＦ）システムと、
患者の生理学的状態を取得し、該生理学的状態を示す信号を伝達するよう構成された患者モニタリングシステムと、
前記患者モニタリングシステムによる前記生理学的状態を示す信号の取得を、前記勾配コイル及び前記ＲＦシステムのうちの少なくとも一つの動作と合わせて調整するよう構成された制御回路と、を備える
ことを特徴とするＭＲＩシステム。
【請求項２】
前記患者モニタリングシステムが少なくともＥＣＧ電極を備え、前記生理学的状態を示す信号が少なくともＥＣＧ信号を含むことを特徴とする請求項１に記載のＭＲＩシステム。
【請求項３】
前記患者モニタリングシステムが、標準１２誘導ＥＣＧ電極配置の全てを実質的に備えることを特徴とする請求項２に記載のＭＲＩシステム。
【請求項４】
勾配ランピング期間中に前記患者モニタリングシステムによる前記生理学的状態を示す信号の伝達を防ぐために、スキャンにおける勾配ランピング期間中に前記制御回路に制御信号を出力するよう構成された勾配ランプ検出回路をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のＭＲＩシステム。  
【請求項５】
前記勾配ランプ検出回路が前記ＭＲＩシステムの勾配システムに一体化されていることを特徴とする請求項４に記載のＭＲＩシステム。  
【請求項６】
前記ＭＲＩシステムがＥＣＧユニットをさらに備え、前記勾配ランプ検出回路が前記ＥＣＧユニットに一体化されていることを特徴とする請求項４に記載のＭＲＩシステム。  
【請求項７】
前記患者モニタリングシステムが、前記生理学的状態を示す信号から得られる画像を作成するよう構成され、該画像は、ゲートされたＥＣＧ信号から決定された、生理学的モニタリングに適した質のＥＣＧグラフを含むことを特徴とする請求項１に記載のＭＲＩシステム。  
【請求項８】
前記患者モニタリングシステムによる前記生理学的状態を示す信号の調整された取得が、ＭＲ画像データを取得するよう構成されたパルスシーケンスサーバに伝達されることを特徴とする請求項１に記載のＭＲＩシステム。  
【請求項９】
前記生理学的状態を示す信号の取得を調整するよう構成された前記制御回路が、勾配ランピングとＲＦ送信のうちの少なくとも一つの期間中に前記信号の取得を切断するよう構成されたスイッチング回路を備えることを特徴とする請求項１に記載のＭＲＩシステム。
【請求項１０】
前記生理学的状態を示す信号の取得を調整するよう構成された前記制御回路が、勾配ランピングとＲＦ送信のうちの少なくとも一つの期間中に、取得された前記信号を無視するためのソフトウェアアルゴリズムを実行するようプログラムされたＭＲＩシステムの処理ユニットを備えることを特徴とする請求項１に記載のＭＲＩシステム。  
【請求項１１】
患者モニタリングシステムにおいて、該患者モニタリングシステムが、
患者から生理学的情報を感知し、該生理学的情報を示す信号を出力するよう構成された少なくとも一つの電極と、
ＭＲＩスキャナの勾配システム及びＲＦシステムのうちの少なくとも一つの動作に関する信号を前記ＭＲＩスキャナから受信するよう構成されたＭＲＩスキャナインターフェースと、
ＭＲＩスキャン中に前記少なくとも一つの電極の出力の使用を規制するために、前記少なくとも一つの電極から信号を受信するよう接続された制御回路と、を備え、
前記制御回路による規制が、前記ＭＲＩスキャナインターフェースによって受信された信号に基づいて制御される
ことを特徴とする患者モニタリングシステム。
【請求項１２】
前記患者モニタリングシステムが、独立型ＥＣＧモニタリングユニット及び独立型ＥＡＭユニットのうちの少なくとも一つを備えることを特徴とする請求項１１に記載の患者モニタリングシステム。
【請求項１３】
前記ＭＲＩスキャナインターフェースが勾配ランピング検出回路を備え、
前記勾配ランピング検出回路は、前記ＭＲＩスキャナの勾配システムがランピング・アップ又はランピング・ダウンしている期間を決定し、前記制御回路に制御信号を出力することで、該制御回路が前記ランピング期間中に前記少なくとも一つの電極からの出力を伝達しないようにするよう構成された
ことを特徴とする請求項１１に記載の患者モニタリングシステム。
【請求項１４】
前記ＭＲＩスキャナインターフェースは、前記制御回路に制御信号を伝達することで、該制御回路が、前記ＭＲＩスキャナのＲＦ送信の期間中に前記少なくとも一つの電極の出力を伝達しないようにするよう構成されたことを特徴とする請求項１１に記載の患者モニタリングシステム。
【請求項１５】
勾配システムとＲＦシステムのうちの少なくとも一つの動作に関する信号を受信するために、前記ＭＲＩスキャナインターフェースが、前記ＭＲＩスキャナと関連するワークステーションと、前記ＭＲＩスキャナと関連するパルスシーケンスサーバと、前記勾配システムと、前記ＲＦシステムと、のうちの少なくとも一つと取り外し可能に係合するコネクタを備えることを特徴とする請求項１１に記載の患者モニタリングシステム。
【請求項１６】
前記少なくとも一つの電極がＥＡＭ電極のセットをさらに備え、
勾配システムとＲＦシステムのうちの少なくとも一つの動作中に前記ＥＡＭ電極が信号を送信することを防ぐために、前記スイッチング回路が接続されている
ことを特徴とする請求項１１に記載の患者モニタリングシステム。
【請求項１７】
前記患者モニタリングシステムが、前記少なくとも一つの電極の出力からＥＣＧ信号とＥＡＭ信号を分けるためのフィルタをさらに備え、
ユーザ選択に応じて、前記患者モニタリングシステムのディスプレイと、前記ＭＲＩスキャナに関連するディスプレイと、のうちの少なくとも一つに、ＥＣＧグラフ及びＥＡＭ画像を出力するよう、前記プロセッサが構成されている
ことを特徴とする請求項１１に記載の患者モニタリングシステム。
【請求項１８】
前記制御回路が、勾配システムとＲＦシステムのうちの少なくとも一つによって誘起された電圧から生じたノイズの期間中に前記少なくとも一つの電極の出力の伝達と切断を交互に行うよう構成されたスイッチング回路を備えることを特徴とする請求項１１に記載の患者モニタリングシステム。
【請求項１９】
前記制御回路が、勾配システムとＲＦシステムのうちの少なくとも一つによって誘起された電圧から生じたノイズの期間中に前記少なくとも一つの電極の出力を無視するようプログラムされた処理ユニットを備えることを特徴とする請求項１１に記載の患者モニタリングシステム。
【請求項２０】
ＭＲＩスキャン中に患者生理学的情報を取得する方法であって、
スキャンシーケンス中に、ＭＲＩスキャナの勾配システムとＲＦシステムのうちの少なくとも一つの動作に関する信号を受信する工程と、
前記スキャンシーケンス中に、前記ＭＲＩスキャナの内部に少なくとも部分的に配置された生理学的モニタリング装置によって取得された患者モニタリング信号を受信する工程と、
前記スキャンシーケンスの一部の間に前記患者モニタリング信号の受信を妨げる及び／又は前記スキャンシーケンスの前記一部の間に前記患者モニタリング信号を無視するよう、ＭＲＩスキャナの勾配システムとＲＦシステムのうちの少なくとも一つの動作に関する信号に基づき前記生理学的モニタリング装置の動作を調整する工程と、を備える
ことを特徴とする方法。
【請求項２１】
前記スキャンシーケンスの前記一部が、傾斜磁場ランプ・アップ期間及び傾斜磁場ランプ・ダウン期間のうちの少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記生理学的モニタリング装置の動作を調整する工程が、
傾斜磁場ランプ・アップ及びランプ・ダウンの期間中に、前記生理学的モニタリング装置から前記生理学的モニタリング装置への入力を切断し、
傾斜磁場の定常状態「オン」又は完全に「オフ」の期間中に、前記生理学的モニタリング装置への前記入力を再接続することを含む
ことを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記生理学的モニタリング装置の動作を調整する工程が、
前記ＭＲＩスキャナによるＲＦ送信がある期間中に、前記生理学的モニタリング装置から前記生理学的モニタリング装置への入力を切断し、
前記ＭＲＩスキャナによるＲＦ送信がない期間中に、前記生理学的モニタリング装置への前記入力を再接続することを含む
ことを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項２４】
前記勾配システムとＲＦシステムのうちの少なくとも一つの動作に関する信号を受信する工程が、スキャンシーケンス中に勾配及びＲＦ磁場の印加に関するリアルタイムの情報を受信するために、前記ＭＲＩシステムにＥＣＧ又はＥＡＭ装置を接続することを含むことを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項２５】
前記生理学的モニタリング装置の動作を調整する工程が、前記スキャンシーケンスの一部の間に患者モニタリング信号を受信することを防止することを含むことを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項２６】
前記生理学的モニタリング装置の動作を調整する工程が、前記スキャンシーケンスの一部の間に受信された患者モニタリング信号を無視することを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項２７】
前記患者モニタリング信号が少なくともＥＣＧ信号を含むことを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項２８】
前記スキャンシーケンスの一部の間に前記患者モニタリング信号の受信を妨げる又は無視するためのバッファーを与えるよう構成された遅延を導入する工程をさらに含むことを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項２９】
スキャンシーケンス中に、ＭＲＩスキャナの勾配システム及びＲＦシステムのうちの少なくとも一つ内に配置された少なくとも一つのピックアップ・コイルからの調整信号を受信する工程をさらに含むことを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項３０】
前記生理学的モニタリング装置の動作を調整する工程が、サンプルホールド回路に前記患者モニタリング信号を連続的に送ることを含み、
前記サンプルホールド回路は、ＭＲＩスキャナの勾配システム及びＲＦシステムのうちの少なくとも一つの動作に関する信号に基づき前記患者モニタリング信号のさらなる伝達を遅らせるよう構成された
ことを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本願は、参照により本願に盛り込まれる２０１１年４月２０日付けで出願された、「ＭＲＩスキャン中に患者の生理学的情報を取得するためのシステム及び方法」と称される米国特許仮出願第６１／４７７，５２８号及び２０１１年４月２２日付けで出願された、「ＭＲＩスキャン中に患者の生理学的情報を取得するためのシステム及び方法」と称される米国特許仮出願第６１／４７８，２８１号に基づくものであり、これらの利益を主張する。
【０００２】
本発明は、医療装置及び該医療装置の使用方法に関する。特に、本発明は、医用画像プロセス中の心電図モニタリング、電気解剖学的マッピング及び脳波記録（ＥＥＧ）などの患者の生理学的モニタリングに関する。
【背景技術】
【０００３】
心電図（ＥＣＧ）は、心臓生理学的モニタリング及び心臓異常リアルタイム診断において広く使用されている臨床的手段である。患者の皮膚にＥＣＧ電極を取り付ける体表面心電図は、医用画像プロセスにしばしば用いられるＥＣＧモニタリングの一種である。心臓に異常がある患者は、しばしば例えば磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）スキャンを受け、スキャンシーケンス中にＥＣＧ情報がモニタリングされてＭＲＩ画像の取得を助けるために使用される。得られたＥＣＧ情報は、例えば通常「ゲーティング」と呼ばれるプロセスである正確に同期させた心臓ＭＲＩスキャンに使用してもよい。心臓血管組織はＭＲＩスキャン中に連続的に動いているので、ＭＲＩデータ取得を心臓サイクルと同期又は「ゲーティング」させることによって、心臓サイクルのさまざまなフェーズにおける心臓血管組織のイメージングを改善することができる。また、体表面ＥＣＧモニタリングは、複数の兆候（脳、膝関節、腹部）についてスキャンされる患者又はＭＲＩ内部で治療的介入（心臓血管系以外の介入も含む）を受けている患者の生理学的モニタリングにもしばしば用いられる。これは特に、スキャン中に麻酔がかけられた患者又は心臓病もしくは発作の病歴がある患者について当てはまる。
【０００４】
ＭＲＩスキャナ内部での体表面ＥＣＧモニタリングにおいては、取得されたＥＣＧ信号及びＭＲＩデータの質すなわち有用性に影響を及ぼす可能性のあるいくつかの課題がある。第一に、ＭＲＩスキャンに使用される磁場勾配のランピング・アップ及びランピング・ダウン（ramping up and down）において生じる望ましくない電圧がＥＣＧ電極に誘起される可能性がある。勾配ランピング(gradient ramping)によって生じる磁場の変化によって、ＥＣＧ電極に誘起された電荷の大きさは最大数ボルトにもなり得る。無線送信前に無線周波数励起コイルのダイオードにバイアスをかけるために使用される信号などのスキャナに送られたシステム制御信号によって、ＥＣＧ電極に他の電圧が誘起される可能性がある。上記した誘起電圧は、本当のＥＣＧ信号の電圧レベルより何倍も大きくなる可能性があり、したがってＥＣＧ取得設備を飽和させる可能性があることから、本当のＥＣＧ信号を正確に取り出して検出することがより困難になる。さらに、高い電圧によって、数ミリボルトの範囲の測定値のみを検出するように構成されたＥＣＧ取得設備がダメージを受ける可能性がある。さらに、誘起電圧の周波数成分は約１００−１０，０００Ｈｚの間であるので、シンプルな周波数ベースフィルタを用いて望ましくない誘起信号を取り除くことが困難となる。同様に、ＥＣＧ電極及びリード線は、ＭＲＩスキャンシーケンスのＲＦパルスによってＥＣＧ電極及びリード線に生じた無線周波数磁界、１．５Ｔについて６４ＭＨｚ又は３Ｔについて１２７ＭＨｚなど、を伝える可能性がある。このようなＲFによって誘起された信号はさらなるノイズを生み、ＥＣＧ電極によって取得された信号の質を低下させる。これらの現象はＥＣＧ情報の取得に悪影響を及ぼすだけでなく、所望のイメージングデータの取得を妨げる可能性がある。
【０００５】
ＭＲＩスキャナ内部での体表面ＥＣＧモニタリングの使用において直面する問題を解決するための試みがなされてきたものの、ある程度の成果しか得られていない。最も試みが行われた解決手段は、単純に、誘起されたＲＦ及び勾配電圧を理論上は減少させるために互いに近い間隔をあけて配置されたより少ないＥＣＧ電極（通常は約３−５個の電極）を使用するアプローチをとるというものである。しかしながら、心臓の異常をモニタリングするために好ましく、最も広く使用されているシステムは、電極が胴の指定位置に配置された１２誘導ＥＣＧ体表面モニタリング配置である。電極の数を３−５だけに減らして電極同士を標準１２誘導配置よりももっと近くに配置すると、ＥＣＧ信号の質及び有用性が著しく劣化する。結果として、そのようなアプローチはＭＲＩスキャン同期を行うためだけに有用であって、生理学的モニタリングに適した質のＥＣＧトレースを提供することはない。
【０００６】
他の試みがなされた解決手段は、ＥＣＧリード線のＲＦ及び勾配によって誘起された成分を除去又は抑制するために、取得されたＥＣＧ信号のソフトウェアフィルタリング又はデジタル信号処理を使用するものであるが、ある程度の成果しか得られておらず、これらの解決手段も生理学的モニタリングに適した質のＥＣＧトレースを提供することはない。ＥＣＧリード線の勾配ノイズ成分が本当のＥＣＧ信号成分より千倍も強くなる可能性があることから、ＭＲＩスキャンシーケンス中に勾配ランピング及びＲＦ送信によって生じたノイズはソフトウェア及びデジタル信号処理を用いて対処するには本質的に難しい問題である。さらに、ＭＲシステムによって与えられた傾斜磁場は、その大きさ、方向、周波数及び持続期間がかなりの程度常に変化する（各イメージングシーケンスの要件が異なるため）ので、可能性のあるさまざまな勾配によるノイズに信号処理アルゴリズムを適用することは困難又は不可能である。
【０００７】
電気解剖学的マッピング（ＥＡＭ）は、典型的な体表面ＥＣＧモニタリングよりも比較的新しい臨床的手段であり、心室の壁を含む体内のさまざまな位置でＥＣＧデータが収集される。体表面ＥＣＧモニタリングと異なる点の一つは、場合によっては電極から受信機にＥＣＧ信号を送る導線と同じ導線上で、位置情報も取得されることである。この位置情報は、例えば表面電極から電流を誘起させて、シャフトに複数の電極を有し体内で動かされるカテーテルを用いてそれらをサンプリングすることによって、取得される。位置追跡信号は、通常、従来のＥＣＧの周波数（０−３００Ｈｚ）よりも高い周波数（５−１０ｋＨｚ）の電磁信号であり、これによりＥＡＭ受信機によって容易に分離される。一般的な方法は、カテーテル電極の位置及びこれらの点でのＥＣＧ電圧を表示するものであり、これがＥＡＭマップを定義する。市販されているＥＡＭシステムは、Ｓｔ．Ｊｕｄｅ  Ｍｅｄｉｃａｌ社が販売するＮａｖＸ（登録商標）システム及びＢｉｏｓｅｎｓｅ  Ｗｅｂｓｔｅｒ社が販売するＣａｒＴｏシステムである。
【０００８】
しかしながら、体表面ＥＣＧモニタリングと同様に、ＭＲＩスキャナ内部をマッピングするＥＡＭにもまた、信号の質に影響を及ぼし得るいくつかの課題がある。第一に、ＥＡＭ信号のＥＣＧ成分は、上述したものと同じＲＦ及び勾配により生じたノイズの問題に直面する。第二に、勾配ランプ（gradient ramps）によって生じたノイズが位置特定電圧と同じ受信帯（５−１０ｋＨｚ）内であることから、ＥＡＭ信号の位置特定成分は勾配ランプに起因する誘起電圧にも悩まされる。例えば、ＮａｖＸ（登録商標）システムの一つは５．８ｋＨｚの信号を用いて動作し、他は８ｋＨｚの信号で動作する。
【０００９】
ＭＲＩスキャナ内部におけるＥＡＭの使用に直面するこれらの問題は、これまでに全く解決されておらず、もしくは十分には解決されていない。実際には、ＭＲＩスキャナ内の位置情報を与える現在使用が認められている技法は、受動的トラッキング（すなわち介入装置を追跡するためにＭＲＩ画像そのものを使用）に基づくものか、能動的トラッキング（例えば、ＭＲトラッキング又はＭＲＩ勾配トラッキング）のためにＭＲＩ法を用いるもののいずれかである。これらの解決手段は、ＭＲＩスキャナ外部では機能しないので、患者をスキャナの中もしくは外に移動させている間又はＭＲＩのボアの外で実施された一部の手順の間又は患者がスキャナ内部にいるが画像が取得されていない期間中に、患者をモニタリングするために用いることができない。
【００１０】
さらに、ＭＲＩスキャン中にＥＣＧ及びＥＡＭ情報の取得に直面する問題は、パルス酸素濃度計、血圧計カフ及び呼吸モニタなどの他の生理学的モニタリング手段の使用にマイナスの影響を与える。これらの臨床的手段は、各々、ＭＲＩスキャン中に生じる勾配ランピング及びＲＦ送信によって生じる同じ望ましくない電流及び電圧の影響を受けやすい電極及びリード線の使用を含む場合がある。
【００１１】
したがって、スキャン中にＭＲＩスキャナ内部から生理学的モニタリングに適した質を有するＥＣＧ及び／又はＥＡＭ信号を取得するために、ＲＦ及び勾配により生じる電圧がＥＣＧ及びＥＡＭ信号（及び他の生理学的モニタリング信号）にマイナスの影響を与えることを低減又は回避するシステム及び方法を提供することが望ましい。同様に、前記システム及び方法は、そのような信号を、スキャナの内部と外部の両方で、画像が取得されている間及び取得されていない間に、取得できることがさらに望ましい。
【発明の概要】
【００１２】
本発明は、上記の問題を解決するために、モニタリング装置に望ましくない電圧を生じさせる又は装置の出力にノイズを生じる可能性のあるＭＲＩスキャンシーケンス期間中に生理学的モニタリング装置の出力を切断し、スキャンシーケンスの他の期間中に装置の出力の伝達を許可するよう構成された回路を有するシステムを提供する。特に、前記システムは、誘起電圧及び／又はノイズを生じる原因となるＭＲＩシステムの部品からの制御信号に応答する信号ゲーティングスイッチ回路を利用する。
【００１３】
本発明は、一側面において、磁石システム、複数の傾斜磁場コイル、ＲＦシステム、患者モニタリングシステム及び制御回路を有するＭＲＩシステムを提供する。磁石システムは、ＭＲＩシステム内に配置された患者の全て又は一部に分極用磁場を生成するよう構成されており、傾斜磁場コイルは、分極用磁場に傾斜磁場を与えるよう構成され、ＲＦシステムは対象に励起場を印加してその結果生じるＭＲ画像データを取得するよう構成されている。患者モニタリングシステムは、患者の生理学的状態を取得し、該生理学的状態を示す信号、ＥＣＧ信号及び／又はＥＡＭ振動など、を伝達するよう構成されている。
【００１４】
本発明は、別の側面において、患者からの生理学的情報を感知する少なくとも一つの電極と、ＭＲＩスキャナの勾配システムとＲＦシステムのうちの少なくともの一つの動作に関するＭＲＩスキャナからの信号を受けるよう構成されたＭＲＩスキャナインターフェースと、を有する患者モニタリングシステムを提供する。該患者モニタリングシステムは、ＭＲＩスキャン中に（複数の）電極からの信号を受信しかつ（複数の）電極の出力の使用を規制するよう接続された制御回路をさらに有する。該システムにおいて、制御回路による規制は、ＭＲＩスキャナインターフェースによって受信された信号に基づいて制御される。
【００１５】
本発明は、さらに別の側面において、ＭＲＩスキャン中に患者の生理学的情報を取得する方法を提供する。該方法は、スキャンシーケンス中にＭＲＩスキャナの勾配システム及び／又はＲＦシステムの動作に関する信号を受信する工程と、スキャンシーケンス中にＭＲＩスキャナ内部に少なくとも部分的に配置された生理学的モニタリング装置によって取得された患者モニタリング信号を受信する工程と、スキャンシーケンスの一部の間に患者モニタリング信号の受信を妨げる及び/又は前記スキャンシーケンスの前記一部の間に患者モニタリング信号を無視するために、ＭＲＩスキャナの勾配システムとＲＦシステムのうちの少なくとも一つの動作に関する信号に基づき生理学的モニタリング装置の動作を調整する工程と、を有する。
【００１６】
本発明の上記の及び他の側面及び利点は以下の記載から理解される。以下の記載は、本明細書に添付された図面を参照し、図には、説明のために本発明の好ましい実施形態が示されている。そのような実施形態は必ずしも本発明の全範囲を示すものではなく、本発明の範囲は特許請求の範囲及び本願明細書の記載を参照して解釈される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】）本発明に関わる磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）システムの一例を示すブロック図であり、ＥＣＧ／ＥＡＭ信号ゲーティング制御及び処理回路がＭＲＩシステムと一体化されている。
【図２】本発明に関わるＥＣＧ／ＥＡＭシステムの一例と組み合わされて採用された磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）システムの一例を示すブロック図である。
【図３】本発明に関わる代表的なＥＣＧ／ＥＡＭスイッチング及び処理回路のブロック図である。
【図４】ＭＲＩスキャンの一例及びＥＣＧトレースの一例からの勾配波形を示すチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
特に図１を参照すると、本発明は、磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）システムに用いられる。ＭＲＩシステムは、ディスプレイ１０４及びキーボード１０６を有するワークステーション１０２を備える。ワークステーション１０２は、市販の動作システムを走らせる市販のプログラム可能な装置などのプロセッサ１０８を備える。ワークステーション１０２は、ＭＲＩシステム内にスキャン指示を入力することを可能とするオペレータインターフェースを提供する。ワークステーション１０２は、パルスシーケンスサーバ１１０、データ取得サーバ１１２、データ処理サーバ１１４、データ保存サーバ１１６の四つのサーバに接続されている。ワークステーション１０２と各サーバ１１０、１１２、１１４、１１６は互いに通信するために接続されている。
【００１９】
パルスシーケンスサーバ１１０は、ワークステーション１０２からダウンロードされた指示に応答して勾配システム１１８及び無線周波数（ＲＦ）システム１２０を動作させるよう機能する。所定のスキャンを実行するために必要とされる勾配波形が作成されて勾配システム１１８に提供され、これにより傾斜磁場コイルアセンブリ１２２内の傾斜磁場コイルが励起されて、位置エンコードＭＲ信号に用いられる磁場勾配Ｇｘ，Ｇｙ，Ｇｚが生成される。傾斜磁場コイルアセンブリ１２２は、分極磁石１２６及び全身ＲＦコイル１２８を含む磁石アセンブリ１２４の一部を形成する。
【００２０】
所定の磁気共鳴パルスシーケンスを実行するために、ＲＦシステム１２０によって、ＲＦコイル１２８又は別個の局所コイル（図１には図示せず）にＲＦ励起波形が与えられる。ＲＦコイル１２８又は別個の局所コイル（図１には図示せず）により検出された応答ＭＲ信号は、パルスシーケンスサーバ１１０により生成された命令に基づき、ＲＦシステム１２０により受信され、増幅され、復調され、フィルタ処理され、そしてデジタル化される。ＲＦシステム１２０は、ＭＲパルスシーケンスに用いられるさまざまなＲＦパルスを生成するＲＦ送信機を備える。ＲＦ送信機は、スキャン指示及びパルスシーケンスサーバ１１０からの指示に応答して、所望の周波数、位相及びパルス振幅波形を有するＲＦパルスを生成する。生成されたＲＦパルスは、全身ＲＦコイル１２８又は一以上の局所コイルもしくはコイル配列（図１には図示せず）に与えられてもよい。
【００２１】
ＲＦシステム１２０は、一以上のＲＦ受信チャンネルをさらに含む。各ＲＦ受信チャンネルは、ＲＦ受信チャンネルが接続されるコイル１２８により受信されたＭＲ信号を増幅するＲＦ増幅器と、受信されたＭＲ信号の直角成分Ｉ及びＱを検出してデジタル化する検出器と、を備える。したがって、受信されたＭＲ信号の大きさは、サンプルされたどの点においても、下記のように成分Ｉ及びＱの二乗の和のルートをとることにより決定される。
【００２２】
【数１】
2014512228.tif 000003
【００２３】
さらに、受信されたＭＲ信号の位相は下記のように決定される。
【００２４】
【数２】
2014512228.tif 000004
【００２５】
パルスシーケンスサーバ１１０は、患者及び磁石システムの状態と関連するさまざまなセンサからの信号を受信するスキャンルームインターフェース回路１３２にも接続する。さらに、患者位置決めシステム１３４は、スキャン中に患者を所望の位置に移動させるための命令を、スキャンルームインターフェース回路１３２を介して受信する。
【００２６】
ＲＦシステム１２０により生成されたデジタル化されたＭＲ信号サンプルは、データ取得サーバ１１２によって受信される。このデータ取得サーバ１１２は、リアルタイムＭＲデータを受信してデータのオーバーランによりデータが失われないようバッファー記憶装置を提供するために、ワークステーション１０２からダウンロードされた指示に応答して動作する。いくつかのスキャンにおいては、データ取得サーバ１１２は、取得されたＭＲデータをデータ処置サーバ１１４に渡すだけでなく、それ以上の機能も果たす。しかしながら、スキャンのさらなる実行を制御するために取得されたＭＲデータから得られる情報を必要とするスキャンにおいては、データ取得サーバ１１２はそのような情報を作成してこれをパルスシーケンスサーバ１１０に伝えるようプログラムされている。例えば、プレスキャン中にＭＲデータが取得されて、パルスシーケンスサーバ１１０により実行されるパルスシーケンスを調整するために用いられる。また、スキャン中にナビゲータ信号が取得されてもよく、ＲＦシステム１２０又は勾配システム１１８の動作パラメータを調節するため又はｋ空間がサンプルされるビューのオーダーを制御するために用いられる。データ取得サーバ１１２は、磁気共鳴血管造影（ＭＲＡ）スキャンにおいて造影剤の到着を検出するために用いられるＭＲ信号を処理するために用いられてもよい。これらの例の全てにおいて、スキャンの制御に用いられる情報を作成するために、データ取得サーバ１１２は、ＭＲデータを取得してそれをリアルタイムで処理する。
【００２７】
データ処理サーバ１１４はデータ取得サーバ１１２からＭＲデータを受信し、それをワークステーション１０２からダウンロードされた指示に基づいて処理する。そのような処理には、例えば、二次元又は三次元画像を作成するための生のｋ空間ＭＲデータのフーリエ変換、再構成された画像にフィルタを適用すること、取得されたＭＲデータの逆投影画像再構成を実行すること、機能的ＭＲ画像の作成、及び動作画像又は流動画像の計算が含まれる。
【００２８】
データ処理サーバ１１４により再構成された画像はワークステーション１０２へと戻されてそこに保存される。リアルタイムの画像は、データベースメモリキャッシュ（図１には図示せず）に保存され、そこから、オペレーターのディスプレイ１０４又は磁性体アセンブリ１２４の近くに配置される担当医が使用するディスプレイ１３６に出力される。バッチモード画像又は選択されたリアルタイム画像は、ディスクストレージ１３８のホストデータベースの中に保存される。そのような画像が再構成されてストレージに送られると、データ処理サーバ１１４がワークステーション１０２のデータ保存サーバ１１６に通知する。ワークステーション１０２は、画像をアーカイブに保管するため、フィルムを作成するため、またはネットワークを介して画像をその他の施設に送るためにオペレーターにより使用されてもよい。
【００２９】
いくつかのスキャンにおいて、パルスシーケンスサーバ１１０は、オプションで、電極及び関連介在カテーテルからのＥＣＧ、ＥＥＧもしくはＥＡＭ信号、パルス酸素濃度計の信号、血圧計カフからの信号及び肺もしくは他の呼吸モニリング装置からの呼吸信号などの生理学的患者モニタリング信号を、患者に接続されたあらゆるセンサから受信してもよい。図１に示す実施形態において、ＥＣＧ、ＥＥＧ又はＥＡＭ信号がスキャン中にＭＲＩスキャナ内の患者から取得され、ＥＣＧ／ＥＡＭ制御回路１３５を介してＥＣＧ／ＥＡＭ信号受信機又はプロセッサ１３０に送られる。好ましくは、スキャンルーム内の干渉を低減するために、ＥＣＧ又はＥＡＭ信号は低ノイズケーブルを用いて送られる。プロセッサ１３０は生の信号を調整し、フィルタをかけ及び／又は処理して、最終的にＥＣＧ及び／又はＥＡＭ情報をワークステーション１０２及び／又はパルスシーケンスサーバ１１０に送る。あるいは、プロセッサ１３０の機能をワークステーション１０２もしくはＭＲＩシステムの他の部品に一体化してもよく、又は市販のＥＣＧもしくはＥＡＭ受信処理システム、例えばＧＥ  Ｈｅａｌｔｈｃａｒｅ社から販売されるＣａｒｄｉｏｌａｂ−ＩＴ  Ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｙｓｉｏｌｏｇｙ  Ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ又はＳｔ．Ｊｕｄｅ  Ｍｅｄｉｃａｌ社から販売されるＮａｖＸ（登録商標）システムなどを設けてもよい。
【００３０】
信号ゲーティング制御回路１３５は、ＥＣＧ及びＥＡＭの取得を勾配システム１１８及びＲＦシステム１２０の動作と合わせて調整するために、各種信号に応答してもよい。上述したように、傾斜磁場のランピング・アップ及びランピング・ダウン並びに所定のＲＦ送信が原因で、ＥＣＧ及びＥＡＭ電極及び他の生理学的モニタリング装置からの出力の質が大きく低下する可能性がある。したがって、ＥＣＧ及びＥＡＭ電極の出力に誘起電圧及び誘導ノイズが生じるイメージングシーケンス中（勾配ランピング及びＲＦ送信中など）に、患者のモニタリング及びＭＲＩ画像の取得への望ましくないノイズの影響を制限するよう、ＥＣＧ及びＥＡＭ電極からの出力を制御回路１３５によって切断又は無視することができる。例えば、示された実施形態では、制御回路１３５は、ＲＦシステム１２０及び勾配システム１１８と一体化された勾配ランプ検出回路１３７からのゲーティング信号に対して応答する。これらのゲーティング信号は、例えば、電極の出力をプロセッサ１３０から切断する又は電極の出力をプロセッサ１３０に接続することを交互に行うように制御回路１３５を動作させるのに用いられるＴＴＬ（トランジスタ−トランジスタ論理）信号でもよい。
【００３１】
したがって、信号ゲーティング制御回路１３５は、勾配システム１１８及びＲＦシステム１２０からの制御信号に応じて、ＥＣＧ又はＥＡＭ電極の出力を切断又は妨げるために開くことと電極の出力をプロセッサ１３０に伝達するために閉じることを交互に行うスイッチを備えてもよい。このようなスイッチは、勾配ランプの間又は後にリアルタイムＥＣＧ又はＥＡＭ取得を素早く切断及び再接続することを確実にするために、固体の高速応答電子機器を有してもよい。望ましいスイッチング遅延時間は２００ｎｓｅｃより小さいが、他のスイッチング時間を用いてもよい。一実施形態において、スイッチは単極双投電子スイッチを備えてもよい。したがって、図１に示すように、制御回路１３５は、患者電極とプロセッサ１３０の間に接続されたスイッチ１３９を有してもよい。
【００３２】
あるいは、以下で図２を参照して議論するように、制御回路１３５は、誘導ノイズの期間中（勾配ランピング又はＲＦ送信中など）に、電極（又は他の生理学的モニタリング手段）の出力を破棄する又は無視するためのシステムを含んでもよい。そのような実施においては、誘導ノイズの期間中にＥＣＧ又はＥＡＭ取得を削除、破棄又は無視するために、勾配システム１１８及びＲＦシステム１２０からの制御信号をタイミング信号として分析するソフトウェアアルゴリズムを用いてもよく、そのようなソフトウェアはプロセッサ１３０で実行されてもよく、あるいは、制御回路１３５及びプロセッサ１３０の機能は、どちらも、ワークステーション１０４又はＭＲＩシステムの他の計算部品に一体化されてもよい。あるいは、制御回路１３５は、プロセッサ１３０への信号伝達ストリームからの誘導ノイズの期間中に電極からの出力を除去するためにデジタル信号処理回路によって実施されるソフトウェアアルゴリズムを備えてもよい。言い換えれば、ＭＲＩスキャン中に勾配システム１１８及び／又はＲＦシステム１２０の動作によって生じたノイズの期間中に患者生理学的状態センサにより出力された信号の使用を阻止するために、制御回路１３５は、スイッチ、回路、チップ又はソフトウェアアルゴリズムを含んでもよい。
【００３３】
制御回路１３５に制御信号を与える勾配ランプ検出回路１３７は、勾配キャビネット内に別個の回路として設置されることにより勾配システム１１８に一体化されてもよく、又は勾配システム１１８自体の機能の一部として含まれてもよい。代替的な構成において、勾配ランプ検出回路１３７は、磁石アセンブリ１２４のボア内に位置づけられたピックアップ・コイルを含んでもよい。傾斜磁場がランプ・アップ又はランプ・ダウンされているときはいつでも、検出回路１３７がスキャンシーケンス中に傾斜磁場の印加をモニタリングし、制御回路１３５に信号を出力して制御回路１３５が患者モニタリング電極の出力を妨げる又は切断するよう、ランプ検出回路１３７は勾配システム１１８のリアルタイム出力に接続される。上述したように、ＥＣＧ及びＥＡＭ電極に誘起電圧が生じるのは傾斜磁場印加のランピング段階である。したがって、傾斜磁場印加の定常状態「オン」及び完全な「オフ」段階では、勾配ランプ検出回路１３７は制御回路１３５に信号を出力し、これにより制御回路１３５が患者モニタリング電極からプロセッサ１３０に信号を接続又は伝達する。
【００３４】
同様に、ＲＦシステム１２０は、検出コイル（非図示）に接続されてもよく又は検出コイルを含んでもよいが、ＲＦシステムの動作に基づく信号ゲーティング制御回路１３５の制御は、シンプルにＲＦシステムの既存の出力ラインを用いて達成されてもよい。例えば、多くのＭＲＩシステムにおいては、アンブランク(unblank)信号が、ＲＦ送信の直前及び／又は間にＲＦシステム１２０のＲＦ増幅器によって出力され、これを制御回路１３５の制御に使用することができる。
【００３５】
あるいは、信号ゲーティング制御回路１３５は、スキャン指示ワークステーション１０２からの、あるいは、いつ勾配システムがランピング・アップもしくはランピング・ダウンするか及び／又はいつＲＦシステムが送信されるかを示すパルスシーケンスサーバ１１０からの信号に対して応答してもよい。また、制御回路１３５は、勾配及び／又はＲＦシステムの動作に関連する又は伴う他のノイズ起因信号の存在に対して応答してもよい。例えば、所定のＧＥ  ＭＲＩスキャナにおいては、実際にＲＦ信号がＲＦ増幅器から送られる前に、１０００Ｖの信号がＲＦ体用コイルに送られてその上にあるダイオードに逆バイアスがかけられる。この１０００Ｖの信号もまた、ＥＣＧ及びＥＡＭ電極内などの磁石のボア内で大きなノイズを生む可能性があり、したがって制御回路１３５は、１０００Ｖの信号の印加中にそのような電極からの出力をも切断することができる。さらに、制御回路１３５は、単純なユーザによる決定の覆しに対して応答してもよい。さらに、上述したように、制御回路１３５は、ＭＲスキャン中に勾配及びＲＦ動作からの誘起電圧及び誘導ノイズの影響を受ける可能性のあるパルス酸素濃度計、血圧計カフ及び呼吸モニタなどの他の生理学的モニタリング手段の出力をゲートすることもできる。
【００３６】
ＥＣＧ又はＥＡＭ電極のゲートされた出力がプロセッサ１３０に達すると、プロセッサ１３０は、ゲートされたＥＣＧ又はＥＡＭ情報をパルスシーケンスサーバ１１０及び／又はワークステーションディスプレイ１０４に伝達する。したがって、ゲートされた情報は、以下に詳細に説明するＥＣＧトレース又はＥＡＭ画像を表示するため及びＭＲ画像の取得のために用いることができる。すなわち、心臓のゲートされたスキャンでは、パルスシーケンスサーバ１１０が、スキャンの実行を、対象の心拍又は呼吸と同期又は「ゲート」させることができる。他の実施形態では、制御回路１３５は、ＥＣＧ信号を、プロセッサ１３０への伝達の代わりに又はプロセッサ１３０への伝達に加えて、パルスシーケンスサーバ１１０に直接伝達してもよい。
【００３７】
図２を参照すると、さらなる実施形態が示され、この実施形態では、別個の独立型ＥＣＧ又はＥＡＭシステム１４０が、標準ＭＲＩシステムとともに採用される。独立型システム１４０は、例えば、ＧＥ  Ｈｅａｌｔｈｃａｒｅ、Ｓｉｅｍｅｎｓ  Ｈｅａｌｔｈｃａｒｅ、Ｐｈｉｌｉｐｓ  Ｈｅａｌｔｈｃａｒｅ、Ｃａｒｄｉａｃ  Ｓｃｉｅｎｃｅ、Ｍｅｄｒａｄ及びＩｎｖｉｖｏなどの会社から提供される携帯型ＥＣＧユニットを含んでもよい。この構成を用いて、（１）ＭＲＩシステムの外部及びＭＲＩシステムから離れたところで、（２）スキャンが実施されていないときにＭＲＩシステムの内部で、（３）ＭＲＩスキャニングシーケンス中にＭＲＩシステムの内部で、患者のモニタリングを途切れなく連続して行うことができる。この実施形態において、勾配ランプ検出回路、ＥＣＧ／ＥＡＭ信号ゲーティング制御回路及びＥＣＧ／ＥＡＭ受信機又はプロセッサが、すべて、独立型システム１４０内に一体化される。
【００３８】
動作中、ＥＣＧ／ＥＡＭシステム１４０は、ＭＲＩスキャナインターフェースを介して勾配システム１１８とＲＦシステム１２０の出力ラインに接続され、これにより、内部勾配ランプ検出回路及び信号ゲーティング制御回路によって、適切な時間に、ＥＣＧ／ＥＡＭ取得を防ぐ又は無視することができる。したがって、リアルタイムで勾配ランピング期間を検出し、検出された勾配ランピング期間と協調してＥＣＧ／ＥＡＭ取得を接続又は切断する信号ゲーティング制御スイッチ又は回路に制御信号を送るために、独立型ＥＣＧ又はＥＡＭシステム１４０内にチップ又は回路を含んでもよい。同様に、ＲＦ送信期間を検出するため、又はリアルタイムでＲＦ送信が行われているもしくはこれから行われることを示す信号を受信してＲＦ送信期間と協調してＥＣＧ／ＥＡＭ取得を接続もしくは切断する信号ゲーティング制御スイッチもしくは回路に制御信号を送信するために、チップ又は回路を含んでもよい。あるいは、ＥＣＧ／ＥＡＭシステム１４０はソフトウェアを有してもよく、該ソフトウェアによって、該システムが、勾配システム１１８及びＲＦシステム１２０の動作に関する入力を受信し、勾配ランピング及び／又はＲＦ送信の期間を計算し、そしてこれらの期間中にＥＣＧ／ＥＡＭ電極からの出力を無視するよう構成されている。いずれの場合でも、勾配システム１１８及びＲＦシステム１２０の動作に関する信号がＥＣＧ／ＥＡＭシステム１４０に伝達されるよう、ＭＲＩシステムを、プラグインリード線用のシンプルで取り外し可能な接続ポイントを有するよう構成又は改良してもよい。あるいは、ＥＣＧ／ＥＡＭシステム１４０は、勾配及びＲＦシステムのためのパルスシーケンス指示に関する情報を受信するために、単純にパルスシーケンスサーバ１１０又はワークステーション１０４に接続されてもよい。
【００３９】
図３を参照すると、機能的なブロック図が示され、上記の実施形態のある側面の動作及び相互接続をより詳細に示す。図３において、例えばＥＣＧもしくはＥＡＭ電極のセットなどの複数の電極１４１及び／又は関連するカテーテル（非図示）が、遅延／フィルタ１４２を介して、図３においてＳＰＤＴスイッチとして示される一以上の信号ゲーティング制御回路１４４に接続されている。ローパス・フィルタを含んでもよい遅延／フィルタ１４２は、電極１４１からの信号を制御回路１４４に達する前に数十マイクロ秒、例えば約４０マイクロ秒、遅延させるために用いてもよい。この遅延によって、例えば、たとえトリガーパルスが少し遅く到着したとしても、示されたＳＰＤＴスイッチは十分高速に反応することができる。すなわち、Ｘ，Ｙ又はＺ方向の勾配が新しい値へと回転したときに上記のＴＴＬ出力などのトリガがオンされる。そのような遅延がないと、ＳＰＤＴスイッチが伝達を切断する前に、ノイズの短いスパイク、例えば期間が２０マイクロ秒、がＳＰＤＴスイッチを通過する可能性がある。さらに、ローパス・フィルタは、任意の超高速スパイクをいくらか広げる。また、ローパス・フィルタは、ＥＣＧ又はＥＡＭ記録システム内のＡ／Ｄ変換器ためのアンチエイリアス処理フィルタとしても機能する。勾配検出回路１４６及び関連するブランキング時間拡張１４９と同様に、関連するブランキング時間拡張１５１を介して、ＭＲＩ  ＲＦキャビネット１５０から信号を取得することができる。したがって、両方ともに独立した制御によって変化可能なこれらの二つのブランキング拡張１４９、１５１によって、スイッチングの制御を高めることができ、関連する遅延を制御することができる。
【００４０】
ＥＣＧのみを備えたシステムにおいて、上記ラインは、通常は数百Ｈｚにおいて数ミリボルト程度のＥＣＧ信号を含む。ＥＡＭシステムにおいて、上記ラインは、数ｋＨｚのＥＣＧ信号及び位置信号を含んでもよい。
【００４１】
上述したように、電極の出力の伝達をゲートするために単極双投（ＳＰＤＴ）スイッチを使用してもよい。図３に示す実施形態では、制御回路１４４は、ＭＲＩ  ＲＦシステム１５０及びＭＲＩ勾配システム１４８からの制御信号に対して応答する（しかしながら、上述したように、誘導ノイズ期間中に生理学的状態の取得を無視するために、スイッチのかわりに又はスイッチと組み合わせてソフトウェア又は信号処理のアプローチをとってもよい。さらに、無視された信号をスイッチの切断の直前に取得されたデータと置き換えて取得システムに供給するために制御回路１４４を補うようデジタル又はアナログの「サンプルホールド」回路を用いてもよい）。勾配検出回路１４６は、Ｘ、Ｙ又はＺ方向の磁場勾配がランプ・アップ又はランプ・ダウンされている時間を決定するために勾配システム１４８によって出力された勾配波形をリアルタイムでモニタリングするために用いられる。ブランキング時間拡張又はブランキング回路１４９を設けてもよい。スイッチが再度開いた後にスイッチを通過するいくらかのＭＲＩノイズが依然としてある場合に、ブランキング拡張、期間は変化してもよい、は、ＴＴＬパルス反応を不定量の時間、例えば０−６ミリ秒、拡張する。「ＯＲ」機能を実行するためにＯＲスイッチ１５２を有する回路を使用してもよく、これにより、勾配ランピングが生じているとき又はＲＦ送信が生じているときにスイッチが切断される。この「ＯＲ」スイッチ１５２は、制御回路１４４と一体化されてもよく及び／又は両方の回路が独立型ＥＣＧ又はＥＡＭシステムと一体化されてもよい。また、例えば、ＯＲスイッチを用いずに「ＯＲ」のように機能するために、制御回路１４４は直列配置された二以上のＳＰＤＴ回路から構成されてもよい。しかしながら、上述したように、本発明の実施形態はたった一つのノイズ誘起ＭＲ機能に基づく電極出力をゲートする（例えば、勾配ランピングのみに基づいて、ＲＦ送信のみに基づいて又は１０００Ｖダイオードバイアス信号などの他のＭＲ機能のみに基づいてゲートする）ことから、「ＯＲ」機能は必ずしも必要ではない。本発明は、制御回路１４４の前の遅延ライン及び／又は信号フィルタの配置の可能性を具体化する。これらの遅延ラインはスイッチが作動するまで大きな信号の到着を遅らせるので、このような遅延ラインによって、信号送信を切断するようＯＲスイッチ１５２が制御回路１４４に命令を送るいくらか（数マイクロ秒）前に生じうる大きな電圧の成分を除去することができる。
【００４２】
制御回路１４４の下流において、傾斜磁場がランプ・アップもしくはランプ・ダウンされていない（すなわち全Ｘ，Ｙ，Ｚ勾配が定常状態「オン」もしくは完全に「オフ」のどちらか）及び／又はＲＦ送信がされていないＭＲＩスキャンシーケンス期間中に、ゲートされた電極出力１５４が受信機／プロセッサ１５６に伝達される。したがって、制御回路１４４（又は他の実施形態では信号ゲーティングソフトウェアアルゴリズム又はデジタル信号処理回路）は、誘起電圧に起因するノイズの影響を受けたＥＣＧ又はＥＡＭ電極の出力が受信機／プロセッサ１５６によって使用されることを防止する。
【００４３】
図示されるように、ＥＡＭシステムにおいて、受信機／プロセッサ１５６は、各ゲートされた電極出力１５４を振り分けるために信号スプリッタ１５８を有する。各ゲートされた電極出力１５４についての振り分けられた信号の一つは、次に、電極出力１５４のＥＣＧ成分を取り出すためにローパス・フィルタ１６０を通して送られ、同時に他の振り分けられた信号は、電極出力１５４のＥＡＭ位置成分を取り出すためにバンドパス・フィルタ１６２を通して送られる。ＥＣＧのみが設けられたシステムでは、信号スプリッタ１５８は必要ではないが、迷ノイズを減らすためにローパス・フィルタ１６０、例えば最小位相ローパス・バターワース・フィルタ、を使用することが望ましい。これらのフィルタをかける工程を、ワークステーションで又はＥＣＧ／ＥＡＭユニット（ＧＥ  Ｃａｒｄｉｏｌａｂユニットなど）の処理ユニットにおいてデジタル処理で実行してもよい。
【００４４】
受信機／プロセッサ１５６は、ＥＣＧ取得システム１６４及び／又はＥＡＭシステム１６６をさらに含む又はＥＣＧ取得システム１６４及び／又はＥＡＭシステム１６６に接続される。電極の出力は勾配システム１４８及びＲＦシステム１５０の動作と合わせてゲートされるので、受信機／プロセッサ１５６及びＥＣＧ取得システム１６４、１６６に伝達された出力は勾配により生じるノイズを含まない。したがって、ＥＣＧ取得システム１６４（ＧＥ  Ｈｅａｌｔｈｃａｒｅ  Ｃａｒｄｉｏｌａｂ−ＩＴシステムなど）は、勾配及びＲＦに起因するノイズのないＥＣＧ信号のみを抽出し、ＥＣＧトレースの生理学的モニタリングに適した質の画像表示することができる。これらの画像は、独立型ＥＣＧユニットのスクリーン上、ＭＲＩシステムワークステーションのスクリーン又はその両方に表示されてもよい。同様に、ＥＡＭシステム１６６は、勾配及びＲＦによるノイズのないＥＡＭ位置信号のみを抽出することができ、したがって勾配又はＲＦによるノイズによる歪み又は複雑さのない完全な電気生理学画像を表示することができる。これに付随して、誘起電圧の影響を低減するようにＥＣＧ／ＥＡＭ電極の出力がゲートされることから、電極一式を、標準１２誘導電極配置などの通常のモニタリング配置で使用することができる。言い換えると、勾配ランピング又はＲＦ送信によってノイズが生じる取得時間がゲート又は無視されるので、誘導ノイズの量を制限しようとするために電極の数又は電極同士の間隔を減らす必要がなくなる。さらに、「サンプルホールド回路」をシステムに追加することができる。この回路は、電極からの信号送信が遮られている期間中に、前に取得されたデータを受信機／プロセッサ１５６に与えるために循環バッファーにデータを連続的に取得するデジタルメモリ記憶回路でもよい。あるいは、「サンプルホールド回路」は、生理学的信号とグランドの間に配置され制御回路１４４と受信機／プロセッサ１５６の間に位置するコンデンサなどのアナログ部品を備えてもよい。有利には、いくらかのバイアスをデータに与える可能性があるものの、位置及びＥＣＧデータは受信機／プロセッサへと定期的に送られる。
【００４５】
制御回路１４４は、電極出力の誘起電圧が画質に影響を及ぼすことを防止するだけでなく、ＥＡＭシステムにおいて別の目的のために使用することもできる。ＥＡＭシステムの動作中、心腔などの患者組織の内部に位置する介在カテーテルの電極によって検出され抽出された電気信号を送るためにいくつかの電極が用いられる。これらの電気信号の送信及び受信がＭＲＩスキャナ内の勾配及びＲＦ送信からの干渉を受ける可能性があるので、制御回路１４４を、勾配ランピング期間又はＲＦ送信期間中に電極が送信することを防ぐために使用することもできる。この場合、制御回路１４４は同じ制御信号に基づいてゲートされ、それでも電極のリード線に接続されるが、リード線上の信号の送信は、反対方向、すなわち患者から受信機／プロセッサ１５６への方向ではなく受信機／プロセッサ１５６から患者への方向、に移動する。同様に、ＭＲＩスキャンの所定部分の間にＥＡＭ電極からの電気信号の送信を防止することによって、ＥＡＭ電極からの電気信号がＭＲＩスキャナのＲＦコイルによってピックアップされてＭＲＩシステムの画像データ取得に影響を及ぼすリスクが低減する。
【００４６】
図４を参照すると、例示的な勾配波形及びＥＣＧ信号を示す図４（Ａ）〜４（Ｅ）が本発明のある側面を説明するために示される。図４（Ａ）は、スキャンシーケンス中にＭＲＩスキャナの内部でＸ，Ｙ，Ｚ方向に印加された傾斜磁場のタイミング及び大きさを示す波形のセットＧｘ，Ｇｙ，Ｇｚを示す。図からわかるように、通常、勾配は、台形の波形を有し、ランピング・アップ１６８の期間及びランピング・ダウン１７０の期間が定常状態「オン」の期間１７２と完全に「オフ」の期間１７４との間となるよう印加される。図４（Ａ）の下の線は、例示的な「ＴＴＬ」制御信号を表し、任意の方向の傾斜磁場がランピング・アップ又はランピング・ダウンのときは高レベル１７６であり、すべての他の時間は低レベル１７８である。この制御信号は、上述したように、勾配ランピング波形に基づいて信号ゲーティングスイッチを開く（高レベル１７８）及び閉じる（低レベル１７８）ために用いられる勾配ランピング検出回路の出力を表す。
【００４７】
図４（Ｂ）は、ＭＲＩスキャンシーケンスが行われていない時に取得された例示的なＥＣＧ信号である。反対に、図４（Ｃ）は、ＭＲＩスキャン中に取得された例示的なＥＣＧ信号であり、ＥＣＧ電極内の誘起電圧を相殺するゲーティング又は他のアプローチはなされていない。図４（Ｄ）は、図４（Ｃ）の一部の拡大図であり、例示的なＴＴＬ制御信号（図４（Ａ））が重ね合わされている。図からわかるように、勾配ランピングが行われた期間１８０（高ＴＴＬレベル「Ｈ」として示される）が原因で偽スパイク１８２がＥＣＧ信号内に見られる。
【００４８】
図４（Ｅ）は、上述した本発明の勾配ゲーティングの側面を用いてＭＲＩスキャンシーケンス中に取得された例示的なＥＣＧ信号である。図からわかるように、特に図４（Ｃ）と比べると、ＥＣＧ信号は誘起電圧による影響がはるかに少なく、質は通常の生理学的モニタリングに容易に使用することができるレベルである（例えば、ＥＣＧトレースのＱＲＳポイントを正確かつ容易に決定することができる）。
【００４９】
本発明は一以上の好ましい実施形態として記載され、多くの同等の、代替的な、バリエーション及び修正が可能であり、明確に記載したものとは別に、本発明の範囲内である。
【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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