(57)【要約】【課題】非侵襲の、Ｘ線なしの、高分解能の画像記録を可能にする血管壁の画像撮影方法であって、血管壁変化の改善された組成評価および血管壁血栓塞栓性事象に関する危険患者の改善された識別を可能にする、アテローム性動脈硬化による血管壁変化の画像を撮影することのできる方法を提供する。【解決手段】本発明は血管壁変化の画像撮影方法に関し、磁気共鳴装置（１）の撮像ボリューム内に患者の検査すべき血管壁部分を位置決めするステップ（５１）と、超短エコー時間シーケンスにより血管壁部分の画像データを記録するステップ（５３）と、記録された画像データから画像を作成するステップ（５５）とを含む。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気共鳴装置（１）の撮像ボリューム内に患者の検査すべき血管壁部分を位置決めするステップ（５１）、
超短エコー時間シーケンスにより血管壁部分の画像データを記録するステップ（５３）、
記録された画像データから画像を作成するステップ（５５）
を含むことを特徴とする血管壁変化の画像撮影方法。
【請求項２】
超短エコー時間シーケンスが、１００μｓよりも短いエコー時間ＴEを有する画像データを記録することを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
超短エコー時間シーケンスが、脂肪組織の核スピンの信号を抑制するための少なくとも１つの高周波飽和パルス（６１）を含むことを特徴とする請求項１又は２記載の方法。
【請求項４】
超短エコー時間シーケンスが、予め定められた閾値よりも長いＴ２緩和時間を有する核スピンの信号を抑制するための少なくとも１つの高周波飽和パルス（６３）を含むことを特徴とする請求項１乃至３の１つに記載の方法。
【請求項５】
超短エコー時間シーケンスによりｋ空間が３次元走査されることを特徴とする請求項１乃至４の１つに記載の方法。
【請求項６】
ｋ空間が半径方向に走査されることを特徴とする請求項５記載の方法。
【請求項７】
超短エコー時間シーケンスが、心電図信号（５７）によって開始されることを特徴とする請求項１乃至６の１つに記載の方法。
【請求項８】
超短エコー時間シーケンスが、記録されたナビゲータ信号（５９）によって開始されることを特徴とする請求項１乃至７の１つに記載の方法。
【請求項９】
請求項１乃至８の１つに記載の方法を実施するように構成されている磁気共鳴装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に、アテローム性動脈硬化に起因する血管壁の変化を診断するために使用されるような磁気共鳴装置による血管壁の画像データの取得方法ならびにこの種の方法のための磁気共鳴装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
動脈硬化とは、血管壁に血液脂肪、血栓および石灰沈着を生じる動脈の系統疾患である。とりわけ内部および中間血管壁に発生する病巣状の変化はアテローム性動脈硬化と呼ばれる。しばしばアテローム性の変化は局部的に限られ、いわゆるプラークを形成する。動脈硬化の典型的な続発症には、とりわけ心筋梗塞および卒中発作が含まれる。
【０００３】
血栓塞栓性の事象、すなわち動脈内における血栓形成は、しばしば「易損性」プラークの破裂、つまり炎症性の血管壁の薄い線維状の覆いの裂け目に起因する。
【０００４】
プラークの易損性は、プラークの大きさおよび血管内腔の残りの大きさよりも遥かに著しくプラークの組織組成の影響を受けるように思われる。プラークの組織成分には、主として石灰沈着（石灰化組織）、結合組織、脂質沈着ならびに線維素沈着が含まれる。
【０００５】
これまで、血管壁変化を検査することができる多くの方法が存在する。
【０００６】
血管内超音波は、血管壁の放射線なしの検査を可能にし、特に軟らかい石灰化していないプラークに適しているが、しかし侵襲性の検査法であり、比較的高コストである。
【０００７】
コンピュータ断層撮影技術に基づく検査法は、検査される患者にとって比較的高い放射線被爆を避けられない。
【０００８】
磁気共鳴技術（以下においてＭＲは「磁気共鳴」を意味する。）も、動脈硬化の診断に使用される。ＭＲ技術は、検査対象の内部の画像を作成することのできる数十年前から知られた技術である。極めて簡略に説明するならば、このために検査対象がＭＲ装置において比較的強い均一の静磁場（０．２〜７テスラ以上の磁場強度）に位置決めされることによって、検査対象の核スピンが整列させられる。核スピン共鳴の作動のために高周波励起パルスが検査対象へ照射され、作動させられた核スピン共鳴が測定され、測定された核スピン共鳴に基づいてＭＲ画像が再構成される。測定データの空間エンコーディングのために静磁場に高速にスイッチングされる傾斜磁場が重畳される。記録された測定データがディジタル化され、複素数値としてｋ空間マトリックスに格納される。値を割り付けられたｋ空間マトリックスから多次元フーリエ変換により付属のＭＲ画像が再構成可能である。測定すべき画像ボリュームの励起、信号発生および空間エンコーディングのための励起パルスおよび傾斜磁場の時間的順序は、シーケンス（またはパルスシーケンスまたは測定シーケンス）と呼ばれる。
【０００９】
ＭＲ技術は、特別のシーケンスを適用することによって血管造影の作成にも使用される。ＭＲ血管造影法は、血管内腔検査およびそれにともなう場合によっては存在する狭窄の検出に使用される。しかしながら、内腔の大きさはプラークの易損性と相関関係になく、そのためにこの検査法では危険にさらされている患者を不十分にしか識別することができない。
【００１０】
アテローム性の血管変化を定量化することができる可能性が既に公表されている（例えば、非特許文献１参照）。これでは、種々のＴ１強調、Ｔ２強調およびプロトン密度強調シーケンスがアテローム性の血管変化の画像撮影のために使用されている。これに対する考察の結果、プラークにおける石灰化および／または石灰沈着が不十分にしか検出できないことがわかった。というのは、石灰がそれの短いＴ２緩和時間のゆえに画像内において信号減弱を有する領域として現われるからである。しかしながら、信号減弱は種々のアーチファクトにも起因するので、石灰化がしばしば過大に評価される。
【００１１】
横磁化が崩壊する前に短いＴ２緩和時間により組織成分の信号を測定することを可能にしたいわゆる超短エコー時間シーケンス（以下において、ＵＴＥシーケンスと呼ぶ。）が公知である（例えば、特許文献１および非特許文献２参照）。
【特許文献１】国際公開第２００５／０２６７４８号パンフレット
【非特許文献１】Ｊ．Ｍ．Ａ．Ｈｏｆｍａｎ  ｅｔ  ａｌ．，“Ｑｕａｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ  ｏｆ  ａｔｈｅｒｏｓｃｌｅｒｏｔｉｃ  ｐｌａｑｕｅ  ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ  ｕｓｉｎｇ  ｉｎ  ｖｉｖｏ  ＭＲＩ  ａｎｄ  ｓｕｐｅｒｖｉｓｅｄ  ｃｌａｓｓｉｆｉｅｒｓ”，Ｍａｇｎ．Ｒｅｓ．Ｍｅｄ．５５（４），７９０−７９９，２００６
【非特許文献２】Ｐ．Ｄ．Ｇａｔｅｈｏｕｓｅ，Ｇ．Ｍ．Ｂｙｄｄｅｒ，“Ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｒｅｓｏｎａｎｃｅ  ｉｍａｇｉｎｇ  ｏｆ  ｓｈｏｒｔ  Ｔ２  ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ  ｉｎ  ｔｉｓｓｕｅ”，Ｃｌｉｎ  Ｒａｄｉｏｌ  ５８（１），１−１９，２００３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の課題は、非侵襲の、Ｘ線なしの、高分解能の画像記録を可能にする血管壁の画像撮影方法であって、血管壁変化の改善された組成評価および血管壁血栓塞栓性事象に関する危険患者の改善された識別を可能にする、アテローム性動脈硬化による血管壁変化の画像を撮影することのできる方法を提供することにある。更に、本発明の課題は、この種の方法を実施するための磁気共鳴装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
この課題は、本発明によれば、請求項１による血管壁変化を検査するための画像撮影方法ならびに請求項９による磁気共鳴装置によって解決される。本方法の有利な実施態様は従属請求項に記載されている。
【００１４】
特に、血管壁部分を検査するための本発明による血管壁変化の画像撮影方法は次のステップを含む。すなわち、
磁気共鳴装置の撮像ボリューム内に患者の検査すべき血管壁部分を位置決めするステップ、
超短エコー時間シーケンス（Ｕｌｔｒａｓｈｏｒｔ−Ｅｃｈｏ−Ｔｉｍｅ−Ｓｅｑｕｅｎｃｅ）により血管壁部分の画像データを記録するステップ、
記録された画像データから画像を作成するステップ。
【００１５】
超短エコー時間シーケンス（Ｕｌｔｒａｓｈｏｒｔ−Ｅｃｈｏ−Ｔｉｍｅ−Ｓｅｑｕｅｎｃｅ）は先に挙げた特許文献１および非特許文献２に記載されている。ＵＴＥシーケンスは１００μｓ（マイクロ秒）よりも短い、好ましくは８０μｓよりも短いエコー時間ＴＥを特徴としている。
【００１６】
超短エコー時間シーケンスによる画像化は、短い、好ましくは非選択性の高周波励起パルスおよびこの後に続く、励起された核スピンの信号の記録を基礎としている。所望の短いエコー時間を可能にするために、測定データの記録のために投入された傾斜磁場が構築されるランプ段階中に既に測定データの記録が行なわれる。
【００１７】
３次元の超短エコー時間シーケンスの場合、例えば、ｋ空間の中心から半径方向に外側に向かって、例えばｋ空間内の球体の表面に向かって測定データの非対称の記録を可能にする傾斜磁場が照射される。
【００１８】
これによって、例えば石灰化した組織のような短いＴ２緩和時間を有する組織成分からも信号を測定することができるので、この組織も画像内にポジティブコントラスト、すなわち可視信号を発生する。これは作成された画像において有利である。なぜならば、従来のＭＲシーケンスによればネガティブコントラストしか発生しない、すなわち表示中に不十分な信号しか発生しない石灰化が今や可視化され得るからである。作成された画像は、使用者が血管壁変化の組成をより良好に評価することを可能にする。同様に、作成された画像データに基づくコンピュータ支援の評価アルゴリズムが、プラークの組織成分のより正確な定量化を行なうことができる。なぜならば、プラークの易損性の診断のために重要な成分の１つ、すなわち石灰化または石灰沈着が、一義的に可視化可能かつ測定可能な信号を発生するからである。
【００１９】
有利な実施態様では、超短エコー時間シーケンスが、脂肪組織の核スピンの信号を抑制するための少なくとも１つの高周波飽和パルスを含む。この実施態様によって、脂肪組織の核スピンから派生する信号を減少させることができる。なぜならば、これらの核スピンが高周波飽和パルスによって飽和させられるからである。これによって、血管壁内において脂質沈着と石灰化との間でコントラストが高められる。
【００２０】
有利な実施態様では、超短エコー時間シーケンスが、予め定められた閾値よりも長いＴ２緩和時間を有する核スピンの信号を抑制するための少なくとも１つの高周波飽和パルスを含む。これによって、長いＴ２緩和時間を有する組織から派生する信号を減少させることができる。作成された画像内において、これはこの組織と石灰化組織との間に高いコントラストを生じる。
【００２１】
超短エコー時間シーケンスによりｋ空間が３次元走査されるとよい。ｋ空間の走査は半径方向に行なわれると有利である。この種の走査様式は、モーションアーチファクトに対する弱さが比較的少なく、しかも小さな画像領域（ＦＯＶ、撮像視野）を持つ画像の作成を同時に高い分解能で可能にする。
【００２２】
超短エコー時間シーケンスが心電図信号によって開始されるとよい。これによって測定データの記録を心拍動に合わせて調整することができるので、冠状血管の変化の画像も良好な品質で記録することができる。
【００２３】
超短エコー時間シーケンスは記録されたナビゲータ信号によって開始されるとよい。ナビゲータ信号により、身体の種々の運動、例えば呼吸運動を検出し、これに合わせて測定データの記録を調整することができる。
【００２４】
本発明による磁気共鳴装置は、請求項１乃至８の１つに記載の方法を実施するように構成されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下において、従属請求項の特徴による有利な実施態様を有する本発明に実施例を添付図面に基づいて更に詳細に説明するが、しかし本発明はこれに限定されない。
【００２６】
図１はＭＲ装置の概略構成を示し、
図２は本発明の有利な実施形態の方法ステップを示し、
図３は３次元超短エコー時間シーケンス（ＵＴＥシーケンス）の概略図を示し、
図４は３次元マルチエコーＵＴＥシーケンスの概略図を示し、
図５は心電図信号およびナビゲータ信号によって開始させられるＵＴＥシーケンスの概略図を示す。
【００２７】
図１は主要構成要素を備えた磁気共鳴装置１の構成を概略的に示す。磁気共鳴画像化により身体を検査するために、時間的および空間的特性に関して極めて正確に互いに調整された種々の磁場が励起される。
【００２８】
高周波技術的に遮蔽された測定室３内に配置された強力な磁石、一般的にはトンネル状の開口を有する超電導磁石５が、一般的に０．２テスラ〜３テスラ以上の大きさである静的な強い主磁場７を発生する。ここには図示されていない検査すべき身体または身体部分が患者用寝台９の上に置かれ、主磁場７の均質範囲内に位置決めされる。
【００２９】
身体の核スピンの励起は磁気的な高周波励起パルスを介して行なわれ、高周波励起パルスはここではボディコイル１３として示されている高周波アンテナを介して照射される。高周波励起パルスは、パルスシーケンス制御ユニット１７によって制御されるパルス発生ユニット１５によって発生させられる。高周波励起パルスは高周波増幅器１９による増幅後に高周波アンテナに導かれる。ここに示された高周波システムは概略的に示されているにすぎない。一般に、磁気共鳴装置１においては、１つよりも多いパルス発生ユニット１５、１つよりも多い高周波増幅器１９および複数の高周波アンテナが使用される。
【００３０】
更に、磁気共鳴装置１は傾斜磁場コイル２１を持ち、傾斜磁場コイル２１により測定時に傾斜磁場が選択スライス励起および測定信号の空間エンコーディングのために放射される。傾斜磁場コイル２１は傾斜磁場コイル制御ユニット２３によって制御され、傾斜磁場コイル制御ユニット２３はパルス発生ユニット１５と同様にパルスシーケンス制御ユニット１７に接続されている。
【００３１】
励起された核スピンから送出された信号はボディコイル１３および／または局部コイル２５によって受信され、付設の高周波前置増幅器２７によって増幅され、受信ユニット２９によって継続処理されかつディジタル化される。
【００３２】
例えばボディコイル１３のように送信モードでも受信モードでも動作可能なコイルの場合、前置された送受信切替器３９によって正しい信号転送が制御される。
【００３３】
画像処理ユニット３１が測定データから画像を作成し、画像は操作コンソール３３を介して使用者に対して表示されるか、またはメモリユニット３５に保存される。中央コンピュータユニット３７が個々の装置構成要素を制御する。磁気共鳴装置１のコンピュータユニット３７は、磁気共鳴装置１により本発明による方法を実施することができるように構成されている。
【００３４】
図２は本発明による方法の有利な実施形態の方法ステップの概観を示す。
【００３５】
第１ステップ５１において、検査すべき血管部分から画像が記録可能であるように患者が磁気共鳴装置の撮像ボリューム内に位置決めされる。
【００３６】
第２ステップ５３において、ＵＴＥシーケンスにより、検査すべき血管部分の画像が作成される。ＵＴＥシーケンスは、例えば石灰を含む組織の如き非常に短いＴ２緩和時間、例えば１０ｍｓ以下の緩和時間を有する組織も画像内に明白に可視表示できる点で優れている。
【００３７】
第３ステップ５５において血管部分の画像が作成される。それにしたがって使用者は画像を視覚的に観察することができ、あるいは画像において、手動および／または自動にて、他の評価、例えば個々の組織成分の定量化のための評価を行なうこともできる。まさに石灰化をより正確に検出することができる。
【００３８】
本方法は追加の随意的なステップが更に続けられるとよい。
【００３９】
一方では、第４ステップ５７および第５ステップ５９において、患者からＥＣＧ信号（ＥＣＧ＝ｅｌｅｃｔｒｏｃａｒｄｉｏｇｒａｍ、心電図）もしくはプロスペクティブなデータ取得補正のためのナビゲータエコーが記録される。両者はデータ取得の開始のために使用される。なぜならば、これによって、例えば拍動する心臓の運動または呼吸運動によりひき起こされ得るようなモーションアーチファクトを明白に低減することができるからである。
【００４０】
他方では、ＵＴＥシーケンスが脂肪組織の核スピンの飽和６１もしくは長いＴ２緩和時間、例えば予め規定された閾値を上回るＴ２緩和時間を有する核スピンの飽和６３を含むように、ＵＴＥシーケンスが更に続けられるとよい。これは、例えばＵＴＥシーケンスが相応に構成された高周波飽和パルスを含むことによって行なわれる。このようにして、脂肪組織もしくは他の組織成分に対する石灰化のコントラスト差を高めることができる。
【００４１】
しかし、例えば励起パルスの後に異なるエコー時間ＴE1，ＴE2を有する２つの信号エコーが記録される二重エコーシーケンスを使用することも可能である。長いＴ２緩和時間を有する核スピンの抑制は、短いエコー時間ＴE1を有する信号エコーから長いエコー時間ＴE2を有する信号エコーを減算することによって行なわれる。
【００４２】
図３は３次元ＵＴＥシーケンスの概略図を示す。第１行ＲＦは、核スピンの非選択性励起のために照射された高周波励起パルス６５を示す。第２行ＧXYZは、ｘ方向、ｙ方向もしくはｚ方向において適用される傾斜磁場を概略的に示す。
【００４３】
読み出し傾斜磁場６７の使用は、高周波励起パルス６５の後に続くいわゆる遅延時間６９（ディレイタイム）後に走査されるグラジエントエコーを発生する（第３行ＡＤＣは「アナログディジタル変換」を意味する。）。走査７１は時点ＴＥ1で行なわれる。この時点ＴＥ1で、例えば石灰化組織のような短いＴ２緩和時間を有する組織からもなおも測定可能な信号が存在する。数１０μｓのオーダの短いエコー時間を達成するために、読み出し傾斜磁場６７がまだランプ段階にある時点で既に測定データの記録が行なわれる。測定データの記録後に、スポイラー傾斜磁場７３が、場合によってはなおも存在する横磁化を、新たな励起パルスの前に崩壊させる。
【００４４】
ｋ空間の走査はｋ空間の中心から半径方向に外側に向かって行なわれる。この走査は球体もしくは楕円体の中心から始まって表面を指すｋ空間走査線に沿った走査に相当する。ｋ空間内に測定データの均一な分布を達成するために、種々の公知のアルゴリズムを適用することができる。これらのアルゴリズムによって、個数Ｎの異なるｋ空間走査線がｋ空間内にできるだけ均一に分布させられる。
【００４５】
ｋ空間走査線の方向は、２つの空間角、すなわち極角θ（０＜θ＜π）および方位角φ（０＜φ＜２π）によって表すことができる。ｋ空間走査線の予め定められた方向において、ｘ方向、ｙ方向もしくはｚ方向における傾斜磁場Ｇx，Ｇy，Ｇzは次のとおり計算される。
【００４６】
Ｇx＝Ｇｓｉｎθｃｏｓφ
Ｇy＝Ｇｓｉｎθｓｉｎφ
Ｇz＝Ｇｃｏｓθ
この半径方向３次元ｋ空間走査は多くの利点をもたらす。一方では、この走査様式はモーションアーチファクトに対して比較的敏感でないので、まさに脈動する血管においてその運動にもかかわらず僅かなアーチファクトしか持たない画像を得ることができる。他方では、この走査パターンは高い分解能を有する小さな画像領域（ＦＯＶ）の表示を可能にし、このことはアテローム性の血管壁変化の表示にとって重要である。更に、この走査様式は等方性の分解能で画像領域の走査を可能にし、このことが血管撮像を改善する。
【００４７】
ｋ空間の３次元走査は、有利ではあるが、しかし必ずしも必要ではない。２次元ＵＴＥシーケンスも適用可能である。
【００４８】
図４は、マルチエコーシーケンスとして構成されている３次元ＵＴＥシーケンスの概略図を示す。
【００４９】
図３に示されたシーケンスに比べて、読み出し傾斜磁場６７が複数回繰り返し適用され、その都度グラジエントエコーが発生され、グラジエントエコーは異なる時点（ＴＥ1，ＴＥ2，ＴＥ3）で読み出される。このようにして、１つのみのシーケンスにより、その都度異なったコントラストを有する異なる画像を作成することができる。これらの画像は種々に統合することができる。
【００５０】
図５はＵＴＥシーケンスの時間的経過を示す。ＵＴＥシーケンスのデータ取得期間６１は記録された心電図信号（ＥＣＧ）５７と記録されたナビゲータ信号５９とによって開始（トリガー）される。これらのトリガーは、心臓および肺の運動を有利に補償可能であるように、ＵＴＥシーケンスの時間的および空間的特性を整合させる利点をもたらす。これは特に冠動脈の記録時に有利である。心臓および肺によってひき起こされた運動は僅かな画質制限をもたらすだけである。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】ＭＲ装置の構成例を示す概略図
【図２】本発明の有利な実施形態の方法ステップを示す流れ図
【図３】３次元ＵＴＥシーケンスの概略を示すタイムチャート
【図４】３次元マルチエコーＵＴＥシーケンスの概略を示すタイムチャート
【図５】心電図信号およびナビゲータ信号によって開始されるＵＴＥシーケンスの概略を示すタイムチャート
【符号の説明】
【００５２】
１          磁気共鳴装置
３          測定室
５          超電導磁石
７          主磁場
９          患者用寝台
１３        ボディコイル
１５        パルス発生ユニット
１７        パルスシーケンス制御ユニット
１９        高周波増幅器
２１        傾斜磁場コイル
２３        傾斜磁場コイル制御ユニット
２５        局所コイル
２７        高周波前置増幅器
２９        受信ユニット
３１        画像処理ユニット
３３        操作コンソール
３５        メモリユニット
３７        コンピュータユニット
３９        送受信切替器
５１〜６３  ステップ
６５        高周波励起パルス
６７        読み出し傾斜磁場
６９        遅延時間
７１        走査
７３        スポイラー傾斜磁場
【図１】
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【図２】
2008142553.tif 000004
【図３】
2008142553.tif 000005
【図４】
2008142553.tif 000006
【図５】
2008142553.tif 000007