(57)【要約】【課題】磁化率関連磁場歪みの検出および撮像のための磁気共鳴法を提供する。【解決手段】たとえば、受動ＭＲガイド下インターベンションに使用されるインターベンション装置のマーカ材料により、または分子イメージング、細胞追跡または細胞ラベリングに使用されるマーカ材料が添加される粒子または細胞により引き起こされるような、磁化率関連コントラスト画像を生成する方法および装置を開示する。局所磁場摂動体の近くで、正のコントラスト信号が局所勾配補償から発生することによりバランスＳＳＦＰタイプのエコーが形成され、一方、他のすべての場所では、エコーがデータ収集ウィンドウ外にシフトする。【選択図】図２
2008272464.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）の方法であって、
ＭＲＩ画像において１つまたは複数の信号が抑制されるようにスピンがディフェージングされる、非バランス定常状態自由歳差運動（ＳＳＦＰ）プロトコルを提供するステップと、
磁化率を有する材料に対し、該非バランスＳＳＦＰプロトコルを施すステップであって、該材料が、局所磁場勾配を生成する局所磁場歪みをもたらすステップと、
を含み、
該局所磁場勾配が該ディフェージングされたスピンを局所的に補償し、それにより該ディフェージングされたスピンが局所信号を提供するようにリフェージングされる、方法。
【請求項２】
前記信号が正の高信号である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記プロトコルが非バランスＳＳＦＰシーケンスであり、前記リフェージングされたスピンが、局所的にバランスＳＳＦＰをもたらす、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
１ＴＲ内の前記スピンが、２πまたは約２πまたはその倍数だけディフェージングされる、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
１ＴＲ内の前記スピンが、４πまたは約４πだけディフェージングされる、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記ディフェージングが、読出し勾配（Ｒｘ）、位相エンコード勾配（Ｇｙ）、スライス選択勾配（Ｇｚ）またはその組合せに沿って発生する、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記局所磁場勾配が、前記ディフェージングされたスピンを完全に補償する、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記局所磁場勾配が、前記ディフェージングされたスピンを完全に補償する、請求項３に記載の方法。
【請求項９】
磁化率を有する前記材料が、反磁性、常磁性または強磁性材料である、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記材料が強磁性材料である、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記ＭＲＩ画像が、１次元、２次元または３次元である、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
磁化率を有する前記材料が閉じ込めエリアにあり、前記非バランスＳＳＦＰプロトコルが過渡非バランスＳＳＦＰ位相である、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記材料に、前記過渡非バランスＳＳＦＰ位相の１〜１０励起パルスが施された後に、信号が検出される、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記信号が、約１〜３０ミリ秒内、好ましくは約１〜２０ミリ秒内に生成される、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記材料が、移動する局所磁場摂動体の一部であり、該移動する局所磁場摂動体の投影画像が生成される、請求項１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえば、インターベンション装置もしくは添加粒子または細胞のマーカ材料によって引き起こされるような磁化率関連磁場歪みを撮像する方法および装置に関する。実施形態によっては、本発明は、磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）スキャン中にインターベンション装置を追跡しかつ／または視覚化するために、もしくはたとえば鉄添加粒子または細胞によってもたらされる局所的な磁場の不均一性を視覚化しかつ／または検出するために、背景に亙ってかかる局所的な磁場歪みから正の信号を生成する方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
常磁性材料等のマーカ材料からもたらされる磁化率によるコントラストは、それらの用途が広範囲に及ぶため、ＭＲＩにおいてますます関心が持たれてきた。これら用途には、限定されないが、細胞追跡、分子画像化、またはインターベンショナルＭＲＩにおける、たとえば常磁性材料によってマーキングされる装置の誘導がある。その結果、磁化率関連ＮＭＲ画像コントラストを生成するために多くの異なる方法が提案されてきた。一般に、これら方法は、陰性（信号損失）造影または陽性（信号利得）造影のいずれかに基づく、すなわち、背景信号に亙る磁化率関連磁場歪みにおける信号、すなわち磁場摂動体（ｐｅｒｔｕｒｂｅｒ）の遠視野における信号を低減させるかまたは増大させるＭＲイメージングシーケンスに基づく。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、局所磁場歪みは、マーカ材料からだけではなく、組織（たとえば、空気腔、骨組織界面等）の間、すなわち、通常主磁場のアイソセンタから遠い領域における磁化率差からももたらされる。このため、マーカ材料からもたらされる磁化率関連コントラスト信号（必要）と、背景の他の材料からもたらされる磁化率関連コントラスト信号（不要）と、の識別は、困難な作業である。最先端の方法では、不要な背景信号が拡大されることが多く、それにより、ＭＲガイド下臨床インターベンション、細胞追跡および／または分子イメージングに対し、それらの実際的な使用が制限される。特に、これら不要な背景信号の拡大により、偽陽性がもたらされ、それは患者の安全性に対し相当な悪影響を及ぼす可能性がある。
【０００４】
上記に鑑み、本技術分野において、従来技術の背景信号識別の上記欠点を解決するかまたは少なくとも改善するイメージング方法および／または装置が必要とされていることが明らかである。本発明の目的は、本技術分野におけるこの必要を、以下の開示が与えられることで当業者にはより明らかになるであろう他の必要とともに満たすことである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
概して、本発明は、磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）の方法であって、
ＭＲＩ画像において１つまたは複数の信号が抑制されるようにスピンがディフェージングされる、非バランス（ｎｏｎ−ｂａｌａｎｃｅｄ）定常状態自由歳差運動（ＳＳＦＰ）プロトコルを提供するステップと、
磁化率を有する材料に対し、非バランスＳＳＦＰプロトコルを施すステップであって、該材料が、局所磁場勾配を生成する局所磁場歪みをもたらす、施すステップと、
を含み、
局所磁場勾配がディフェージングされたスピンを局所的に補償し、それによりディフェージングされたスピンが局所信号を提供するようにリフェージングされる、
方法を提供することにより、本技術分野における上述した必要を満たす。
【０００６】
信号は、正の高（ｈｙｐｅｒｉｎｔｅｎｓｅ）信号であってもよい。プロトコルは、非バランスＳＳＦＰシーケンスであってもよく、リフェージングされたスピンにより、局所的にバランス（ｂａｌａｎｃｅｄ）ＳＳＦＰがもたらされてもよい。１ＴＲ内のスピンを、πまたは約πまたはその倍数だけディフェージングしてもよいが、好ましい実施形態では、２πまたは約２πまたはその倍数、たとえば４πまたは約４πだけディフェージングする。
【０００７】
ディフェージングは、読出し勾配（Ｇｘ）、位相エンコード勾配（Ｇｙ）、スライス選択勾配（Ｇｚ）またはその組合せに沿って発生してもよい。実施形態によっては、局所磁場勾配は、ディフェージングされたスピンを完全に補償してもよい。磁化率を有する材料は、反磁性、常磁性または強磁性材料であってもよい。ＭＲＩ画像は、１次元、２次元または３次元であってもよい。
【０００８】
磁化率を有する材料は、閉じ込めエリアにあってもよく、上記非バランスＳＳＦＰプロトコルは、過渡（ｔｒａｎｓｉｅｎｔ）非バランスＳＳＦＰ位相であってもよい。磁化率を有する材料に、上記過渡非バランスＳＳＦＰ位相の１〜１０励起パルスが施された後に、信号を検出してもよい。信号を、約１〜３０ミリ秒内、好ましくは約１〜２５ミリ秒内、より好ましくは約１〜２０ミリ秒、約１〜１５ミリ秒または約１〜１０ミリ秒内に生成してもよい。磁化率を有する材料は、移動する局所磁場摂動体の一部であってもよく、その移動する局所磁場摂動体の投影画像を生成してもよい。
【０００９】
本発明およびその利点がより完全に理解されるために、ここで、添付図面に関連してそのさまざまな例示的かつ非限定的な実施形態の以下の説明を参照する。図面において、同様の参照番号は同様の特徴を示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
磁気共鳴イメージング、以下「ＭＲＩ」（より一般的には核磁気共鳴イメージングすなわち「ＮＭＲ」と呼ばれる）は、励起された原子核の緩和特性の検出を利用し、その後強制的に、核が一時的に、整列しないより高エネルギー状態を呈するようにするために、電磁エネルギーのパルス（励起／勾配パルス、無線周波数すなわち「ＲＦ」パルス）に核を露出させる、画像を生成する方法である。かかる方法では、エネルギー状態の変化は、磁場またはＲＦ場の印加によってもたらされる際に、測定されかつ／または検出され、後に画像に取り入れられる。
【００１１】
既知のＭＲＩ技法によって生成される画像は、多くの用途において適当であるが、背景信号に対する局所磁場摂動信号（ｐｅｒｔｕｒｂｅｒ  ｓｉｇｎａｌ）の識別と、画像収集時間と、の両方における改善が望ましい。
【００１２】
撮像方法は、磁場における磁化率関連磁場歪みからコントラストを生成する或るＭＲイメージングシーケンス群を利用してもよい。これら磁場歪みは、たとえば、インターベンション装置により、もしくは常磁性材料が添加された細胞または粒子を介して、ＭＲＩ装置の磁場に挿入される小型の常磁性材料によってもたらされる可能性がある。これら画像化方法は、陰性（信号損失）造影メカニズムまたは陽性（信号利得）造影メカニズム、すなわち、１つまたは複数の背景信号に亙る磁化率関連磁場歪みにおける信号を低減させるかまたは増大させるＭＲイメージングシーケンスに基づいてもよい。多くの従来技術による方法では、局所磁場摂動体（本明細書では単に「摂動体」とも呼ぶ）／マーカ材料から生じる磁化率関連信号（必要）と、背景からの１つまたは複数の磁化率関連コントラスト信号（不要）とを識別することができない。
【００１３】
図１は、これら欠点を示す、従来技術によるＳＳＦＰ（定常状態自由歳差運動）ベースの、磁化率関連ＭＲＩ画像収集に使用される方法の例を示す。特に、図１（ａ）は、磁化率関連磁場摂動が無信号（ｓｉｇｎａｌ  ｖｏｉｄ）をもたらす陰性造影方法を示し、図１（ｂ）は、磁化率関連磁場摂動が陽性信号をもたらす陽性造影方法を示す。（ａ）では、低含水率領域（（１）によって示すような空気または骨）により、背景からの信号と摂動によって生成される磁化率関連磁場摂動からの信号との適当な識別能力が失われる可能性があり、（ｂ）では、非特定磁化率関連磁場摂動により、かかる能力が失われる可能性がある。このような能力がないことは、特にコンピュータ支援、自動または半自動画像後処理方法に支障をきたす。
【００１４】
ここで図２を参照すると、この図は、磁場歪みの結果として陽性造影が生成される本発明の方法の一実施形態を示す。
【００１５】
図面は、本発明の文脈で使用されるシーケンスの一実施形態に対するパルスシーケンス図（ＰＳＤ）を示す。ここでは、時間間隔（ＴＲ）によって分離される連続した励起パルス間で、収集、すなわち本発明の文脈ではイメージングデータを測定するプロセスが、読出し（Ｇｘ）、位相（Ｇｙ）および／またはスライス（Ｇｚ）方向に沿って切替勾配パルスを介して実行される。いくつかの状況（一定フリップ角（α）、ディフェージング（θ）およびＴＲ）の下では、数ＴＲ後に磁化の定常状態が確立する。これを、定常状態自由歳差運動（ＳＳＦＰ）と呼ぶ。ＳＳＦＰシーケンスは、通常、約５０ＴＲ後、約１００ＴＲ後、約１５０ＴＲ後、または約２００ＴＲ後に確立される。ＳＳＦＰシーケンスが確立される前の間隔を、本明細書では過渡（ｔｒａｎｓｉｅｎｔ）ＳＳＦＰ位相と呼ぶ。この過渡ＳＳＦＰ位相および後続するＳＳＦＰシーケンスを、本明細書ではＳＳＦＰプロトコルと呼ぶ。バランス（ｂａｌａｎｃｅｄ）ＳＳＦＰ（ｂ−ＳＳＦＰ）プロトコルは、ＴＲ内の勾配によるディフェージングが正確にゼロである、すなわち、ＴＲ内で、印加される勾配パルスの各々が反対の極性の勾配パルスによって補償される状況について記述する。非バランス（ｎｏｎ−ｂａｌａｎｃｅｄ）ＳＳＦＰ（ｎｂ−ＳＳＦＰ）プロトコルでは、印加される勾配パルスの少なくとも１つ、たとえば読出し勾配（Ｇｘ）は補償されず、すなわち、勾配モーメントはゼロにならない。本発明の文脈で使用するｂ−ＳＳＦＰプロトコルという用語は、ｂ−ＳＳＦＰシーケンスと過渡ｂ−ＳＳＦＰ位相との両方を指し、ｎｂ−ＳＳＦＰプロトコルという用語は、ｎｂ−ＳＳＦＰシーケンスと過渡ｎｂ−ＳＳＦＰ位相との両方を指す。過渡ｂ−ＳＳＦＰ位相および／または過渡ｎｂ−ＳＳＦＰ位相を含む過渡ＳＳＦＰ位相を、ｂ−ＳＳＦＰシーケンスおよび／またはｎｂ−ＳＳＦＰシーケンスを含むＳＳＦＰシーケンスが確立する前に終了させてもよい。
【００１６】
本発明の文脈では、ＭＲＩ画像において信号が抑制されるように、かかるｎｂ−ＳＳＦＰプロトコルのスピンがディフェージングされる。達成される信号抑制の程度は、提供される装備によって決まる。たとえば、一次エコーのみが、画像収集ウィンドウまたは画像収集中心外にシフトする（２πまたは約２π、たとえば１．９πまたは２．１πのスピンシフト）が、たとえば図５に示すように、後続するエコーがリフォーカシング（リフェージング）される場合、信号抑制の程度は、本発明の好ましい実施形態のうちの１つにおけるように、一次エコーおよび後続エコー（２πまたは約２πの倍数、好ましくは４πまたは約４πのスピンシフト）が、画像取得ウィンドウまたは画像取得中心外にシフトする時よりも小さい。本発明に含まれるスピンシフトは、約１πで開始することが好ましく、たとえば２πまたは約２π、３πまたは約３π、４πまたは約４π、５πまたは約５πもしくはそれらの倍数であってもよい。好ましい実施形態では、均一な暗い画像をもたらす信号はすべて抑制される。実施形態によっては、選択されるスピンシフトに応じて、フリップ角（α）およびＴＲを、上記ｎｂ−ＳＳＦＰプロトコルにおいて信号（本明細書ではしばしば「背景信号」と呼ぶ）を抑制し、かつ収集時間を操作するように調整してもよい。したがって、スピンシフトが２π以下である本発明の実施形態によっては、フリップ角は、好ましくは約１°〜約１０°、より好ましくは約１°〜約５°、さらにより好ましくは約１°〜約３°の範囲である。夫々のＴＲは、好ましくは約５ミリ秒〜約３０ミリ秒、より好ましくは約１０ミリ秒〜約２５ミリ秒、さらにより好ましくは約１５ミリ秒〜約２０ミリ秒の範囲である。スピンシフトが４π以上である本発明のさらなる実施形態では、フリップ角は、好ましくは約１０°〜約９０°、より好ましくは約２０°〜約７０°、さらにより好ましくは約３０°〜約５０°の範囲である。夫々のＴＲは、好ましくは約２ミリ秒〜約１０ミリ秒、より好ましくは約２ミリ秒〜約６ミリ秒、さらにより好ましくは約２ミリ秒〜約４ミリ秒の範囲である。スピンシフトが２πと４πとの間である本発明のさらなる実施形態では、フリップ角およびＴＲを、これら範囲のセットのいずれかから、すなわち約１°〜約９０°（フリップ角）および約２ミリ秒〜約３０ミリ秒（ＴＲ）から選択してもよく、たとえば、夫々、フリップ角は、約１０°〜約７０°、約１０°〜約５０°または約２０°〜約５０°の範囲であってもよく、ＴＲは、たとえば約４ミリ秒〜約２５ミリ秒、約４ミリ秒〜約１５ミリ秒、または約６ミリ秒〜約１５ミリの範囲であってもよい。低収集時間が望まれる実施形態によっては、当業者は、優れた信号強度を取得するためにフリップ角を比較的高く維持しながら、所望の抑制を達成するために可能な最短ＴＲを選択することが分るであろう。
【００１７】
さらに別の好ましい実施形態では、リフェージングによってもたらされる信号は、正の高信号（本明細書では単に「高信号」とも呼ぶ）である。正の局所高信号は、たとえば異なる組織によって引き起こされる磁場歪みによってもたらされる可能性のある、空間的に制限され、かつ１つまたは複数の背景信号から識別することができる正の信号である。好ましい実施形態では、かかる高信号は、背景からの干渉に対してスケーリングされる信号強度の比であるコントラスト対雑音比（ＣＮＲ）が、少なくとも約２、好ましくは少なくとも約３、より好ましくは少なくとも約４、少なくとも約５、より好ましくは約１０以上、約１５以上または約２０以上である。
【００１８】
本発明の実施形態によっては、磁化率（ＭＭＳ）を有する材料は、ｎｂ−ＳＳＦＰが施される。かかるＭＭＳは、反磁性、好ましくは常磁性または強磁性材料であり得る。好ましい実施形態では、かかる材料は、鉄、コバルトまたはニッケルベース材料を含む強磁性材料である。特に好ましい実施形態では、材料は、限定されないが極小超常磁性酸化鉄（ｕｌｔｒａｓｍａｌｌ  ｓｕｐｅｒｐａｒａｍａｇｎｅｔｉｃ  ｉｒｏｎ  ｏｘｉｄｅ）（ＵＳＰＩＯ）およびフェリデックス（Ｆｅｒｉｄｅｘ（登録商標））、エンドレム（Ｅｎｄｏｒｅｍ（商標））、ガストロＭＡＲＫ（ＧａｓｔｒｏＭＡＲＫ（登録商標））、ルミレム（Ｌｕｍｉｒｅｍ（登録商標））、シネレム（Ｓｉｎｅｒｅｍ（登録商標））またはレソビスト（Ｒｅｓｏｖｉｓｔ（登録商標））という商標で取り引きされている材料を含む、超常磁性酸化鉄（ＳＰＩＯ）である。本発明の文脈で使用することができる他の材料には、限定されないが、ガドペンテト酸ジメグルミン、ガドテリドール、ガドテル酸メグルミンまたはマンガホジピル三ナトリウム（ｍａｎｇａｆｏｄｉｐｉｒ  ｔｒｉｓｏｄｉｕｍ）とともに、鉄・炭素合金（たとえばステンレス鋼）等の合金がある。ｎｂ−ＳＳＦＰが施されると、局所磁場歪みをもたらし、その結果局所スピンをリフェージングして局所信号を提供するＭＭＳもまた、本明細書では「マーカ材料」と呼ぶ。かかるマーカ材料を備える物体を、本明細書では局所磁場摂動体または単に摂動体と呼ぶ。
【００１９】
本発明の一実施形態では、マーカ材料、たとえばステンレス鋼等の鉄・炭素合金は、ガイドワイヤに位置する。たとえば、マーカ材料を、かかるガイドワイヤのコーティングに埋め込んでもよく、実施形態によっては、かかるガイドワイヤの先端または他の領域に集中させかつ／または閉じ込めてもよく、たとえば先端における１つ、２つ、３つ、４つまたは５つの場所に閉じ込めてもよい。ガイドワイヤの本体は、径が２ｍｍ未満かまたはさらには１ｍｍ未満であってもよく、長さが０．５ｍ、１ｍ、２ｍまたはそれより長くてもよい。ガイドワイヤの本体は、マーカ材料より磁化率が低い材料から作製されることが好ましい場合がある。本発明の実施形態によっては、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）および他の高分子材料等の熱可塑性物質を含む、移植に使用される生体適合物質が好ましい。かかるガイドワイヤのマーカ材料は、「閉じ込め領域」にあると考えられる、局所磁場摂動（磁場歪み）を生成する可能性がある。かかるガイドワイヤは、たとえば、ＭＲガイド下インターベンションに使用され得る。ここで、ガイドワイヤの移動を、本明細書で説明する方法を用いて追従することができる。有利には、局所信号は、本発明の実施形態によっては、非常に迅速に、すなわちわずか数秒、好ましくは約３０ミリ秒未満、約２０ミリ秒未満、約１５ミリ秒未満、約１０ミリ秒未満または約５ミリ秒未満等のミリ秒で生成される。
【００２０】
本発明の文脈では、本明細書で説明するＭＭＳに対し、ｎｂ−ＳＳＦＰプロトコルが施されると言う場合、それは、まずｎｂ−ＳＳＦＰプロトコルが確立されてもよく、次いでマーカ材料／摂動体が導入されること、またはまずたとえばＭＲＩ装置内にマーカ材料／摂動体が導入され、後にｎｂ−ＳＳＦＰプロトコルが採用されることを意味する。後者は、たとえば、本発明により上述したようなガイドワイヤの投影画像が生成される場合にそうなる可能性がある。
【００２１】
本発明の文脈において、磁場勾配が局所的であると考えられる場合、これら磁場勾配は空間的に制限される。局所磁場勾配は、ディフェージングされたスピンを補償する可能性があり、本発明の実施形態によっては、局所的にｂ−ＳＳＦＰをもたらす可能性がある。かかるｂ−ＳＳＦＰは、ＳＳＦＰが非バランスである（ｎｂ−ＳＳＦＰ）背景から識別可能であり得る。ｂ−ＳＳＰＦは、ｎｂ−ＳＳＦＰ背景に対してコントラストをもたらす局所信号を生成する。より一般的には、ｎｂ−ＳＳＦＰプロトコルにおける局所スピンリフェージングにより、ｎｂ−ＳＳＦＰ背景に対するコントラストをもたらす局所信号が提供される。これにより、たとえば、このリフェージングの原因となるマーカ材料の視覚化が可能になる。
【００２２】
局所磁場勾配は、マーカ材料／摂動体からもたらされる最大補償を表すその局所磁場勾配の少なくともの１つの点において、ディフェージングを、約５０％を超えて反転させる場合、ディフェージングされたスピンを補償すると考えられる。この補償は、かかるディフェージングされたスピンのリフェージングが局所信号、好ましくは高信号を生成する程度に達することが好ましい。本発明の実施形態によっては、補償は、局所磁場勾配が約６０％を超える、約７０％を超える、約８０％を超える、好ましくは約９０％を超える点に達する。本明細書では、約９５％以上でピークに達する補償を、完全補償と呼ぶ。上記補償が空間的に制限される場合、局所磁場勾配は、ディフェージングされたスピンを局所的に補償すると考えられる。
【００２３】
図２の特定の実施形態に戻ると、この図は、非バランス（ｎｂ）（不平衡）定常状態自由歳差運動（ＳＳＦＰ）プロトコルを使用して、空間的に制限された、すなわち局所的な磁化率関連磁場歪みから、陽性造影が生成される方法を示す。図２（ａ）は、本発明において適用され得るようなｎｂ−ＳＳＦＰプロトコルを示す。このシーケンス方式は、画像のグロス領域、すなわちマーカ材料からの磁場歪みの影響が低い領域に存在する。エコーは、読出し軸Ｇｘ上で勾配モーメントＢにより収集ウィンドウ（又は収集ウィンドウ中心）外にシフトし、すなわち、イメージングボクセルにおけるスピンが、次の励起の前に、この場合は量２Ａ＋Ｂ＋Ｃだけディフェージングされる。図２（ａ）から、エコーをデータ収集のためのデータ収集ウィンドウ外に（Ａ＋Ｂの量だけ）シフトさせることにより、読出し（勾配Ａ＋Ａの期間）の前に画像背景からのいかなる信号も破壊されると推測することができる。１つのイメージングボクセル内のスピンは、次の励起の前に、この場合は２Ａ＋Ｂ＋Ｃの量だけディフェージングされる。マーカ材料によって引き起こされるような強い局所磁場歪みにより、複雑なパターンの、強力でありかつ空間的に非常に制限された、故に局所的な磁場歪みが生成される。いずれかの所与の点Ｐ（ｘ０，ｙ０，ｚ０）において、これら磁場歪みを、公式上、周波数オフセット（Δω）と、位置による磁場の変化（磁場歪みの空間微分によって数学的に与えられる）を第１近似まで表す局所磁場勾配（ΔＧｘ（ｘ０，ｙ０，ｚ０）、ΔＧｙ（ｘ０，ｙ０，ｚ０）およびΔＧｚ（ｘ０，ｙ０，ｚ０））と、によって取得することができる。これら局所磁場勾配（ΔＧｘ、ΔＧｙ、ΔＧｚ）は、たとえば画像エンコーディングまたはスピンディフェージングのためにＭＲＩ装置によって生成されるような全体的な磁場勾配（図２ＡにおけるＧｘ、Ｇｙ、Ｇｚ）と競合する。このため、図２（ｂ）に示すように、マーカ材料に近い領域において、ΔＧｘによって示す局所磁場摂動は、シーケンス関連ディフェージング（Ｇｘ方向：２Ａ＋Ｂ＋Ｃ）と局所的に競合し、それによりｂ−ＳＳＦＰタイプのエコーが形成され、すなわち、イメージングボクセル内のスピンは、次の励起の前に完全にリフェージングされる。図２（ｂ）は、局所勾配磁場（ΔＧｘ）がシーケンス関連ディフェージング（量２Ａ＋Ｂ＋Ｃ）を正確に補償する、磁場摂動の特定領域（点Ｐの周囲）に対する局所勾配磁場振幅を示す。この特定の領域に対し、シーケンス関連ディフェージングパターン（背景に対する）はリフェージングされ、バランスＳＳＦＰタイプのシーケンスが局所的に形成される。その結果、この領域においてバランスＳＳＦＰタイプのエコーが形成され、特別に高い信号振幅がもたらされる。さらに、ＳＳＦＰ−ＦＩＤまたはＳＳＦＰエコー等のより高次のＳＳＦＰエコーが、距離Ｐにおいて勾配の領域（点Ｐ１の周囲）に局所的に同様に形成されてもよいが、信号振幅が著しく低くなる。
【００２４】
図３は、図２の実施形態に基づく本発明の好ましい実施形態を示すが、ここでは、スピンディフェージングが対称であり、すなわち図３（ａ）に示すようにＢ＝Ｃである。ディフェージングは、読出し中のディフェージングの２倍の量になる可能性がある。図３（ｂ）に示すように、Ｂ＝Ｃ＝Ａであり、すなわち、１つのイメージングボクセル内のスピンが、次の励起の前に量４πだけディフェージングされる。
【００２５】
ここで図４を参照すると、この図は、本発明の好ましい実施形態を利用する画像を示す。これら画像は、図３（ｂ）に示すプロトコルによって生成されており、試験用装備は図１（ａ）に示すものに対応する。４πのディフェージングの結果、非摂動磁界からのいかなる背景信号も完全に抑制される（図３（ｂ）上部に示すようなＰＤＳが適用）。しかしながら、局所勾配補償の領域により、背景から明確に識別することができる高信号がもたらされる（図３（ｂ）下部に示すようなシーケンス方式が局所的に適用）。図４（ａ）は、厚さがｄ＝４ｍｍであるスライスを示し、図４（ｂ）は、厚さがｄ＝４０ｍｍであるスライスを示す。特に、ｄが、表示される３次元摂動体の方向ｄ内への拡張に等しいかそれを超える場合、２次元投影画像、すなわち、信号の強度に関する情報を提供する画像を生成することができる。
【００２６】
図５（ａ）は、画像のグロス領域、すなわち磁場摂動体／マーカ材料の影響が低い領域に存在するシーケンス方式を示す。ここでは、勾配モーメントＣによる部分的リフォーカシングのために、一次エコーのみが、読出し軸Ｇｘ上で勾配モーメントＢにより収集ウィンドウ（または収集ウィンドウ中心）外に（量Ｂ＋Ａだけ）シフトする。このため、本発明の図示する実施形態では、次の励起の前にディフェージング勾配（形状Ａ／Ｂ）に対して反対の極性でリフォーカシング勾配（形状Ｃ）を適用することにより、より高次のエコーが部分的にリフォーカシングされる。図示する実施形態では、イメージングボクセルにおけるスピンは、次の励起の前に量２Ａ＋Ｂ−Ｃだけディフェージングされる。（ｂ）に示すように、局所磁場歪みの領域において、ΔＧｘによって示す局所磁場勾配が、シーケンス関連ディフェージング（Ｇｘ方向：２Ａ＋Ｂ−Ｃ）と局所的に競合することにより、ｂ−ＳＳＦＰタイプのエコーが形成され、すなわち、次の励起の前にイメージングボクセル内のスピンがリフェージングされる。
【００２７】
図６は、本発明の別の実施形態を示す。ここでは、過渡ｎｂ−ＳＳＦＰ位相が適用されることにより、スピンの局所リフェージングによって、投影画像、すなわち１つの方向に沿った、ここではＧｘ軸に沿った信号の投影がもたらされる。本実施形態により、移動する摂動体、たとえばマーカ材料を含むガイドワイヤの位置を非常に高速に特定することが可能になる。結果としての局所磁場歪みを視覚化することができ、そのため、移動する摂動体の位置を、３０ミリ秒未満で、好ましくは２０ミリ秒未満で、１５ミリ秒未満で、１０ミリ秒未満で、または５ミリ秒未満で特定することができる。
【００２８】
本明細書で説明した図面は、スピンのディフェージングおよびリフェージングがＧｘ軸に沿って発生する実施形態を示す。当業者が理解するように、Ｇｙ軸に沿った、Ｇｚ軸に沿った、または３つの軸の任意の組合せに沿ったディフェージングおよび／またはリフェージングが、等しく可能であり、場合によっては望ましい。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
上述した一意のＭＲＩイメージング方法を採用することにより、本発明の実施形態によってはｂ−ＳＳＦＰタイプのエコーの形成に関連する、局所勾配補償により抑制された背景に亙り改善された陽性造影を表示する画像がもたらされる。本発明の多くの実施形態では、約１０倍以上の正のコントラスト対雑音比を達成することができる。このため、本明細書で説明する本発明の実施形態によっては、従来技術による方法の背景信号に対する固有の感度が低減するかまたはなくなる。高特異性および高コントラスト対雑音比により、本方法は、限定されないがＭＲガイド下インターベンションまたは鉄添加粒子の検出等、多くの専門医学的使用に非常に有用となる。高特異性および高コントラスト対雑音比により、本方法は、自動および半自動画像後処理方法、すなわち、関心領域を確実に検出するためにユーザとの対話がまったく必要ないかまたは限られた対話しか必要でないコンピュータ支援アルゴリズムに対して非常に有用である。
【００３０】
上記開示が与えられると、当業者には、他の多くの特徴、変更および改善が明らかとなろう。したがって、かかる他の特徴、変更および改善は、本発明の一部であるとみなされ、本発明の範囲は以下の特許請求の範囲によって確定される。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】従来技術による方法の典型的な（ａ）陰性造影ＭＲＩ画像及び（ｂ）陽性造影ＭＲＩ画像を示す。
【図２】図２（ａ）は局所磁化率変化による陽性造影画像を生成する、本発明の方法の一実施形態を概略的に示す。図２（ｂ）は局所磁化率変化による陽性造影画像を生成する、本発明の方法の一実施形態を概略的に示す。
【図３】図３（ａ）は局所磁化率変化から陽性造影画像を生成する本発明の方法の好ましい実施形態を概略的に示す。図３（ｂ）は局所磁化率変化から陽性造影画像を生成する本発明の方法の好ましい実施形態を概略的に示す。
【図４】図４（ａ）は、図３（ｂ）に提示するような本発明の実施形態の陽性造影画像のバージョンを示す。装備全体は図１（ａ）に示す装備と同じである。図４（ｂ）は、図３（ｂ）に提示するような本発明の実施形態の陽性造影画像のバージョンを示す。装備全体は図１（ａ）に示す装備と同じである。
【図５】図５（ａ）は局所磁化率変化から陽性造影画像を生成する方法の一実施形態を概略的に示す。本実施形態では、一次エコーのみが収集ウィンドウ外にシフトする。図５（ｂ）は局所磁化率変化から陽性造影画像を生成する方法の一実施形態を概略的に示す。本実施形態では、一次エコーのみが収集ウィンドウ外にシフトする。
【図６】図６（ａ）は局所磁化率変化から陽性造影投影画像を生成する本発明の方法の一実施形態を概略的に示す。図６（ｂ）は局所磁化率変化から陽性造影投影画像を生成する本発明の方法の一実施形態を概略的に示す。
【符号の説明】
【００３２】
ＴＲ  時間間隔
Ｇｘ  読出し方向
Ｇｙ  位相方向
Ｇｚ  スライス方向
【図２】
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【図３】
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【図５】
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【図６】
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【図１】
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【図４】
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