(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気共鳴画像を取得する画像取得手段と、
血管中の血液内に注入される大量の造影剤からなるテスト用ボーラス（７２，９４）が、患者の脈管構造（６４）に沿って定義されている一連の走査ステーション（５６，５８，６０）を通過するのを追跡する追跡手段と、
該テスト用ボーラスを追跡する前記追跡手段に応答して、前記画像取得手段の内部の所望の選択した走査ステーション（５６．５８，６０）位置に患者（５０，５２）を配置する位置決め手段であって、夫々の走査ステーションが、前記テスト用ボーラスの通過に基づいて前記画像取得手段の視野の範囲内に位置決めされ、且つ、前記血管に沿って所定間隔で離間するように配置された、ところの位置決め手段と、
所与の走査ステーション（５６，  ５８，  ６０）について前記テスト用ボーラス（７２）が前記患者の前記脈管構造（６４）を通過するのに要する通過時間を決定し記憶する手段と、
を具備し、このシステムは、さらに、
各走査ステーションで利用可能な最大イメージング時間を前記テスト用ボーラスを用いて決定する手段であって、前記テスト用ボーラスの前記末梢脈管構造（６４）の前記通過時間の最大値を、検査ボーラスの前記末梢脈管構造（６４）の通過を追跡するのに使用する手段、
とを備え、
所与の走査ステーションについて、前記末梢脈管構造を通過する前記テスト用ボーラスの最大通過時間を決定して記憶する手段（１０，１０２）と、
各々の走査ステーションについての前記最大通過時間中に磁気共鳴画像を取得する制御手段と、前記被検体（５０）の末梢脈管構造のＭＲ画像を最適化する目的で、前記検査用ボーラスが、前記被検体について決定された前記テストボーラス通過時間の最大値に実質的に等しい時間期間に前記末梢脈管構造を通過している間にＭＲデータを取得する制御手段と、
を有していることを特徴とする磁気共鳴イメージング・システム。
【請求項２】
前記最大通過時間を検索する手段（１３６，１７４）と、磁気共鳴画像取得時間を追跡するタイマ（１８０）と、前記磁気共鳴画像取得時間を前記最大通過時間と比較する比較器（１５６）とを更に含んでおり、
前記制御手段（１７８）は、前記最大通過時間内に中央ｋ空間データを先ず取得し（１３４）、次いで、前記最大通過時間が満了していなければ（１３８）、より高い空間周波数の磁気共鳴データを取得することを特徴とする請求項１に記載の磁気共鳴イメージング・システム。
【請求項３】
各々の走査ステーション内で監視空間データ（１７２）を取得すると共に、該データに応答して前記テスト用ボーラスの前記追跡を開始する手段を更に含んでいることを特徴とする請求項１に記載の磁気共鳴イメージング・システム。
【請求項４】
前記磁気共鳴画像を取得する手段における所望の数のコイル（１８８）のみを選択すると共に、前記患者（５２，１８４）及び前記所望の走査ステーションの位置、並びに該走査ステーションを通過する前記テスト用ボーラスの前記最大通過時間に応答して、前記磁気共鳴画像を取得する手段におけるコイル送信器のゲイン・パラメータを設定する手段を更に含んでいることを特徴とする請求項１に記載の磁気共鳴イメージング・システム。
【請求項５】
予備走査を行うと共に、ボーラスの存在を指示する監視されている信号（１７２，１７８）を取得する手段と、
予め決定されている閾値を記憶する手段（１７４）と、
前記予め決定されている閾値を前記取得された監視されている信号と比較すると共に、前記取得された監視されている信号が所与の走査ステーションについての前記予め決定されている閾値を上回った後にのみ磁気共鳴データ取得を開始する手段とを更に含んでいることを特徴とする請求項１に記載の磁気共鳴イメージング・システム。
【請求項６】
前記最大通過時間内に磁気共鳴データ取得が完了したならば、前記制御手段に割り込む手段を更に含んでいることを特徴とする請求項１に記載の磁気共鳴イメージング・システム。
【請求項７】
さらに、
分極磁場を印加するマグネット（３４）のボアの周囲に配置された複数の勾配コイル（１６）と、ＲＦ信号をＲＦコイル・アセンブリへ送信するＲＦ送受信システム（３６）と、パルス制御モジュール（１２）により制御されるＲＦ変調器（２０）とを有して、磁気共鳴画像を取得する磁気共鳴イメージング装置（８）と、
コンピュータ（１０）とを具備し、
前記コンピュータが、
（ａ）該磁気共鳴イメージング装置内で、所与の数の走査ステーションのうち第１の走査ステーション（５６）内での患者テーブル（５２）の配置を確実に行い、
（ｂ）テスト用ボーラス（７２）が所与の走査ステーション（５６，５８，６０）に入ったとの指示があったときに、該所与の走査ステーションを通過する前記テスト用ボーラスを追跡し、
（ｃ）前記第１の走査ステーション（５６）を通過する前記テスト用ボーラス（７２）の通過時間を記録し（１０２）、
（ｄ）次に続く走査ステーションへの患者テーブル（５２）の移動（５４）を開始し、
（ｅ）前記の段階（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）を各々の後続の走査ステーション（５８，６０）毎に繰り返し、
（ｆ）前記患者テーブル（５２）を前記第１の走査ステーション（５６）へ復帰させ、
（ｇ）検査用ボーラスが前記患者（５０）に注入されたとの指示があったときに、前記磁気共鳴イメージング装置（８）を起動して、各々の走査ステーション内で、該走査ステーションについて前段で記録された各々のテスト用ボーラス通過時間にわたって、前記患者の少なくとも中央のｋ空間磁気共鳴イメージング・データ（１３４）を取得するようにプログラムされているコンピュータと、を具備したことを特徴とする請求項１に記載の磁気共鳴イメージング・システム。
【請求項８】
前記コンピュータ（１０）は、テスト用ボーラスが所与の走査ステーション（５６，５８，６０）に入ったとの前記指示を自動検出システム（１７０，１７２）から受け取ることを特徴とする請求項７に記載の磁気共鳴イメージング・システム。
【請求項９】
前記コンピュータは、テスト用ボーラスが所与の走査ステーションに入ったとの前記指示を外部入力（１７０）から受け取ることを特徴とする請求項７または８に記載の磁気共鳴イメージング・システム。
【請求項１０】
前記コンピュータは、各々の走査ステーション毎に前記テスト用ボーラス（７２，１２２）の最大通過時間を記録し、また、前記コンピュータは、前記検査用ボーラスが指示された後（１２６，１３０）に、各々の走査ステーション内で、該走査ステーション（１０２）についての前記最大ボーラス通過時間にわたって磁気共鳴イメージング・データ（１３４）を取得すると共に、前記患者テーブル（５２，１５０）の次の走査ステーションへの移動を開始して、各々の走査ステーションにおいて磁気共鳴イメージング・データ（１３４）を取得し、これにより、完全な動脈相画像（１４４）を形成することを特徴とする請求項７乃至９のいずれかに記載の磁気共鳴イメージング・システム。
【請求項１１】
前記コンピュータは、前記テスト用ボーラスの前記最大通過時間中に中央ｋ空間領域の磁気共鳴イメージング・データを先ず取得し、次いで、各々の走査ステーションについて少なくとも前記中央ｋ空間領域（１３４）の磁気共鳴イメージング・データが取得された後に（１４０，１４８）、前記コンピュータは、各々の走査ステーションへ前記患者テーブルを復帰させて、各々の走査ステーションにおいて完全な磁気共鳴イメージング・データ集合を取得することを特徴とする請求項１０に記載の磁気共鳴イメージング・システム。
【請求項１２】
前記コンピュータは、各々の走査ステーション毎に、前記完全な磁気共鳴イメージング・データ集合から（１５８）前記中央ｋ空間領域のデータのマスク減算を行って、静脈相画像を形成する（１７８）ことを特徴とする請求項１１に記載の磁気共鳴イメージング・システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は一般的には、血液及び他の体液を運ぶ動脈又は類似の管の磁気共鳴（ＭＲ）イメージングであるＭＲアンジオグラフィに関する。より具体的には、本発明は、患者の末梢脈管構造に沿って隔設された一定数の走査位置又は走査ステーションの各々においてＭＲデータを取得する方法に関する。造影剤の初期テスト用ボーラス（bolus)が患者に注入された後にデータが取得され、ボーラスが血管又は他の導管に沿ってステーションからステーションへ走行する時間を計る。ボーラスの走行時間が既知になった後に、検査用ボーラスを注入し、各々の走査ステーションにおいて、ボーラスがこのステーションに位置している間にＭＲデータが取得される。
【０００２】
【従来の技術】
ＭＲアンジオグラフィでは、血管に沿って流動する血液内に、ガドリニウム・キレート等の一定体積の造影剤を注入することは周知の技術である。この一定体積又は一定量の造影剤は、「ボーラス」と呼ばれており、血液のＴ1 時間を短縮する効果を有する。このようにしてファスト・グラディエント（高速勾配）エコー法又は類似の手法によって取得された血液のＭＲ画像は、血管構造に隣接した静止組織に対して極めて良好に際立って表示される。又、比較的長い血管をイメージングする際に、血管に沿って間隔を空けて配置された所与の数のステーション又は走査位置で患者からＭＲデータを取得することも周知である。特定のステーションにおいてＭＲデータを取得するために、患者は、典型的には患者テーブルを移動させることにより、ＭＲスキャナに関して選択的に配置される。次いで、この特定の走査位置又はステーションにおいて、患者の領域又は区画を通して得られる一連のスライスからデータが取得される。この後に、他の走査ステーションにおいて患者の他の区画からデータを取得することができるように、患者をスキャナに対して移動させる。この手順を造影剤ボーラスの注入と組み合わせて用いるＭＲアンジオグラフィをボーラス追跡式末梢ＭＲアンジオグラフィと呼ぶこともある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
現時点では、造影剤を末梢ＭＲアンジオグラフィ検査と組み合わせて用いるときには、第１の走査ステーションは、関心のある血管に沿ってボーラスが最初に到達する患者の区画となるように選択される。第１のステーションでの走査が完了すると、取得は通常、次の走査ステーションへ移動する。しかしながら、次のステーションへ移動するのに最も適切な時刻は、正確にはわからない。例えば、遅い血流の場合には、次の走査ステーションに位置する遠位の（distal）脈管構造は、造影剤物質で充填されるのに十分な時間を有していない可能性がある。他方、流速が予測よりも速ければ、造影剤は、データ取得が開始する前に次の走査ステーションに隣接する静止組織に移動しかけている可能性がある。いずれの場合でも、移動する流体と静止した血管組織との間のコントラストは、次の走査ステーションでは著しく低下する可能性がある。更に、過度に遅い又は過度に速い流速のいずれに起因するにせよ、イメージングが後続の各走査ステーションへ進行するにつれて、又、走査ステーションの総数が増大するにつれて、望ましくない影響が次第に悪化する傾向を示す可能性がある。
【０００４】
更に、造影剤物質の最大安全投与量を超過してはならないので、イメージングされ得る走査区画又はステーションの数は制限され、造影剤画像の流れ方に対して過度に速い又は過度に遅いのいずれかで画像が取得されるならば、検査の反復精度はこの最大安全投与量によって制限される。又、駆動状態にあるコイル要素がイメージングされている走査ステーションの領域内に存在するように、コイルを手動で改めて配置するか又は切り換えるかしなければならない。この結果、従来の末梢ＭＲＡ検査を完了するのに必要な時間は、１．５時間乃至２．５時間程度となっている。
【０００５】
従って、テーブルの移動及びコイル選択に対するコンピュータ制御を含んでおり、末梢脈管構造を最適にイメージングすることの可能な方法及び装置を提供し、造影剤ボーラスが存在しているとわかっている位置の画像を得ることが望ましい。
【特許文献１】
国際公開特許ＷＯ９６１０４５６７
【特許文献２】
米国発行特許５７４６２０８号
【非特許文献１】
TH.K.F. FOO ET AL.: "Automated Detection of Bolus Arrival ...",  RADIOLOGY, vol. 203, 1997, pages 275-280, XP000921005
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、末梢脈管構造の最適なイメージングのための方法及び装置を提供するものであり、この方法及び装置は、所定の数の走査位置の各々において信号対ノイズ比（Ｓ／Ｎ）を最適化し得るような患者テーブルの移動及びコイルの選択に対するコンピュータ制御を含んでおり、上述の問題を解決する。テーブル移動との協働によって、様々な走査位置の正確な再現性が可能になり、これにより、造影剤ボーラスが導入された後に得られる画像からの造影剤注入前の画像マスクの最適な減算が可能になる。所載の方法は、大動脈から下って下肢部の動脈に到るまでボーラス注入の経過を追跡して、動脈相の画像を取得するように設計されている。又、後に行われる画像取得及びマスク減算によって、静脈相画像を形成するためのデータの後処理も可能になる。
【０００７】
本発明の一面によれば、患者の末梢脈管構造をＭＲイメージングする方法が、患者の末梢脈管構造に沿ってその各々が配置されている所与の数の走査ステーションを画定し、比較的少量の造影剤を患者に初期注入して患者の末梢脈管構造を通じてのテスト用ボーラスの通過を開始することを含んでいる。次いで、患者の脈管構造を通じてのテスト用ボーラスの通過を１つの走査ステーションから次のステーションへ追跡し、患者をＭＲイメージング装置内で前後に移動させて、テスト用ボーラスの通過に基づいてＭＲイメージング装置の視野（ＦＯＶ）の範囲内に所望の走査ステーションが位置するように患者を配置する。この方法は又、テスト用ボーラスが所与の数の走査ステーションの各々を通過して走行するのに掛かる走行時間を決定し、この後に、追加の造影剤を注入して、患者の末梢脈管構造を通じて検査用ボーラスを形成すると共に通過させることを含んでいる。各々の走査ステーション毎にテスト用ボーラスの走行時間を用いることにより、患者の末梢脈管構造を通じての検査用ボーラスの通過を追跡することが可能になり、検査用ボーラスが存在している時間中に各々の走査ステーションにおいてデータを取得することが可能になる。
【０００８】
本発明の好ましい実施態様では、先ず、各々のステーションへのテスト用ボーラスの走行時間が決定される。ＭＲ検査の正規の画像取得段階中に、各々のステーションへのテスト用ボーラス走行時間によって決定される時間内に、各々のステーションにおいて、予め画定された中央ｋ空間データ・ブロックが取得される。テスト用ボーラス走行時間が各々のステーションで完全なデータを得るための時間を上回っているならば、ｋ空間のより高い空間周波数でエンコードされた追加データを取得して空間分解能を高めるか、又は画像信号対ノイズ比（ＳＮＲ）を高めるために中央ｋ空間の低い空間周波数のデータを再び取得するかのいずれかによって、更なる時間を活用する。各々のステーションにおいて欠落したｋ空間データがもし存在するならば、これらの欠落したデータは走査の終盤に取得される。
【０００９】
本発明のもう１つの面によれば、患者の末梢脈管構造のイメージングを最適化することが可能なＭＲシステムが開示され、このＭＲシステムは、分極磁場を印加するマグネットのボア（中孔）の周囲に配置されている所定の数の勾配コイルと、ＲＦ信号をＲＦコイル・アセンブリへ送信するＲＦ送受信システムと、パルス制御モジュールによって制御されるＲＦ変調器とを有していて、ＭＲ画像を取得するＭＲＩ装置を含んでいる。本発明のＭＲＩシステムは又、コンピュータを含んでおり、コンピュータは、ＭＲＩ装置内で、予め画定された所与の数の走査ステーションのうち第１の走査ステーションへの可動式患者テーブルの配置を確実にするようにプログラムされていると共に、テスト用ボーラスが患者の所与の走査ステーションに入ったとの指示があったときに、この所与の走査ステーションを通過するテスト用ボーラスを追跡し、この所与の走査ステーションを通過するテスト用ボーラスの走行時間を記録し、次いで、次に続く走査ステーションへの患者テーブルの移動を開始するようにプログラムされている。これらの工程は、各々の後続の走査ステーション毎に繰り返され、一旦完了すると、コンピュータは、患者テーブルを第１の走査ステーションへ復帰させる。また、検査用ボーラスが患者に入ったとの指示があったときには、コンピュータは、ＭＲＩ装置を起動し、走査ステーションの各々において、テスト用ボーラスを用いて前段で記録されたこの特定の走査ステーションについてのテスト用ボーラス走行時間に実質的に等しい時間にわたって、患者の少なくとも中央のｋ空間ＭＲＩデータを取得する。
【００１０】
従って、本発明の方法及び装置を用いて、１つの走査ステーションからもう１つの走査ステーションへテーブル位置を制御すると共に患者を移動させ、コイル要素選択を制御し、受信器及びボディ・コイル送信器のゲイン・パラメータを設定して、各々の走査ステーション毎に画像のＳ／Ｎを最適化する。加えて、コンピュータは、各々のステーションにおいて取得マトリクス・サイズ又は画像取得の視野（ＦＯＶ）を調節して、ステーション毎に画像分解能を最適化することができる。
【００１１】
好ましい実施態様のもう１つの特徴は、一旦、ボーラスが患者の体内に導入されたら、自動ボーラス検出及びトリガ制御を用いて走査にトリガを与え、第１の走査ステーションについての走査の設定確立を支援することができることである。第１の走査ステーションでのデータ取得の後に、コンピュータは、患者テーブルの次のステーションへの移動を開始し、適当な受信器を選択して、この特定の走査ステーションに適当な送信器及び受信器のゲイン設定を調節することができる。次いで、予めプログラムされた走査ステーションの各々についてこの手順を繰り返す。加えて、テスト用ボーラスを用いて各々のステーションにおいて利用可能な最大イメージング時間を決定することにより、取得されるＭＲデータは、動脈相を効率的に視覚化するように最適化される。利用可能な時間を活用して、次に続くステーションに移動しなければならないよりも前に各々のステーションにおいて可能な限り多くのｋ空間線を取得する。尚、中央（低空間周波数）ｋ空間エンコード線が最初に取得される。一旦、十分なｋ空間線が取得されたら、又は特定のステーションにおけるデータ取得が完了したら、システムは、時間が許せば追加のｋ空間線を取得するために前のステーションに復帰することも可能であるし、又は必要なテーブル移動パラメータ及び適当なＲＦコイル要素の起動を用いて、次のステーションに移動してＭＲデータを取得することも可能であることに留意されたい。
【００１２】
更に、末梢血行状態（run-off）ＭＲＡの場合には、腎動脈のレベル又はこれよりも高いレベルの大動脈から下って、足を含めた下肢部に到るまでの末梢動脈脈管構造をイメージングすることが望ましいことに留意されたい。ここに記載した本発明は、胸部大動脈、腹部大動脈及び大動脈回腸部を含めた大動脈の包括的な評価に用いることもできる。従来のＭＲイメージング・システムが典型的には、最大で４０ｃｍ〜４８ｃｍの画像ＦＯＶを提供する所を、本発明は、約１００ｃｍ〜１５０ｃｍのＦＯＶを有する有効撮像領域を提供する。
【００１３】
本発明の他の様々な特徴、目的及び利点は、以下の詳細な記述及び図面から明らかとなろう。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図面は、本発明を実行するのに現状で想到される最良の態様を示している。
【００１５】
先ず図１について説明すると、本発明の実施に適した形式の磁気共鳴（ＭＲ）イメージング・システム８が示されており、該システム８は、パルス制御モジュール１２を介して勾配コイル電力増幅器１４を制御するコンピュータ１０を含んでいる。パルス制御モジュール１２及び勾配増幅器１４は共に、スピン・エコー、グラディエント・リコールド・エコー、ファスト・スピン・エコー又はその他の形式のパルス・シーケンスのいずれかに適正な勾配波形Ｇx 、Ｇy 及びＧz を発生する。勾配波形は、マグネット３４のボアの周囲に配置されている勾配コイル１６に接続され、勾配Ｇx 、Ｇy 及びＧz がそれぞれの軸に沿って、マグネット３４からの分極磁場Ｂ0 上に印加されるようにしている。
【００１６】
パルス制御モジュール１２は又、ＲＦ送受信システムの一部である無線周波数合成器１８を制御する。尚、ＲＦ送受信システムの各部は、破線ブロック３６で囲まれている。パルス制御モジュール１２は又、無線周波数合成器１８の出力を変調するＲＦ変調器２０を制御する。結果として得られたＲＦ信号は、電力増幅器２２によって増幅されて、送受信（Ｔ／Ｒ）スイッチ２４を介してＲＦコイル２６に印加され、このＲＦ信号を用いて、撮像対象（図示されていない）の核スピンを励起する。
【００１７】
撮像対象の励起された核からのＭＲ信号は、ＲＦコイル２６によって捕獲されて、送受信スイッチ２４を介して前置増幅器２８に供給され、そこで増幅された後に、直交位相検波器３０によって処理される。検波された信号は、高速Ａ／Ｄ変換器３２によってディジタル化されて、コンピュータ１０に印加されて処理され、撮像対象のＭＲ画像を形成する。コンピュータ１０は又、シム・コイル電源３８を制御して、シム・コイル・アセンブリ４０に電力を供給する。
【００１８】
本発明は、以上に述べたＭＲＩシステム、又はＭＲ画像を得る任意の類似したシステム若しくは同等のシステムと共に用いられるＭＲＩアンジオグラフィのための方法及びシステムを含んでいる。
【００１９】
図２について説明すると、図には、コンピュータで制御される可動式テーブル５２に支持されている患者５０が図示されており、テーブル５２は、ＭＲ装置８のマグネット３４内で矢印５４によって示すように前後に摺動する又は並進（平行移動）することができる。これにより、患者５０を主マグネット１６のボア内に選択的に配置することができる。テーブルの移動は、コンピュータの制御下にあり、マグネット・ボアの軸５４に沿ったテーブルの位置は、精密に制御することができ、再現性がある。
【００２０】
より詳しく述べると、図２の示す所によれば、患者５０は、大動脈、大腿動脈又はその他の動脈のようにかなりの長さを有する血管６４を有しており、血管６４は、被検体の腹部区域から下肢部まで伸びている。血管６４の全体としてのＭＲ画像データを取得することが望ましい。しかしながら、血管６４にはかなりの長さがあるので、患者５０の長さに沿って、ＭＲシステムの各構成要素の内部で複数の走査位置又は走査ステーション５６、５８及び６０を確立することによりデータを得る必要がある。各々の走査ステーション５６、５８及び６０は、患者５０の予め画定された区画を含んでいる。例えば、走査ステーション５６は、患者５０の胴体上部区域を含んでおり、走査ステーション５８は胴体下部区域を含んでおり、走査ステーション６０は患者５０の下肢部を含んでいる。特定の走査ステーションに関連したＭＲデータを取得するために、可動式テーブル５２は、軸５４に沿って前後に移動させられて、特定の走査ステーションを主マグネット１６と特定の関係に配置する。例えば、図２は、走査ステーション５６の中央点がマグネット１６のアイソセンタ(isocenter) ６２に配置されている所を示している。
【００２１】
従来構成では、走査ステーション５６内に位置する血管６４の区画に関するＭＲデータ集合の全体が、この走査ステーションが図２に示す位置にある間に取得されている。次いで、テーブル５２は、図２で見た場合に左方向に患者５０を並進させ、走査ステーション５８の中央点をアイソセンタ６２に配置する。走査ステーション５８内の血管６４の区画に関するデータ集合の全体を走査した後に、患者５０は更に並進させられて、走査ステーション６０の中央点をアイソセンタ６２に配置する。次いで、走査ステーション６０に関するＭＲデータの集合が走査されて、データ取得手順を完了する。尚、隣接する走査ステーションの間には一定量の重なり６６及び６８が生じ得ることに留意されたい。このことは、各々のステーションからの画像を、撮像領域の範囲全体を網羅するすべてのステーションからの単一の合成画像として効率的に組み合わせることを可能にするのに望ましく、又、必要でもある。
【００２２】
ＭＲアンジオグラフィでは通常、血管６４を流れる血液７０に２０ｃｃ〜４０ｃｃのガドリニウム・キレート等の造影剤を静脈注射することが行われており、造影剤は、血流７０を流れるボーラス７２を形成する。血管６４は、患者５０の上体から下肢部まで血液を運んでいるので、図２で見た場合には流れの方向は左から右となる。肺系統７４に到達した後に、ボーラス７２は、走査ステーション５６に先ず到達し、次いで走査ステーション５８に到達し、最後に走査ステーション６０に到達する。
【００２３】
SMARTPREP（登録商標）として商業的に公知のGeneral Electic Company社による従来技術によれば、Radiology誌、１９９７年、第２０３号、第２７３頁〜第２８０頁のFoo TKL、Saranathan M、Prince MR及びChenevert TLによる論文「高速３次元ガドリニウム強調型ＭＲアンジオグラフィにおける自動的なボーラス到達の検出及びデータ取得の開始（Automated Detection of Bolus Arrival and Initiation of Data Acquisition in Fast, Three Dimensional, Gadolinium-Enhanced MR Angiography）」にも詳述されているように、血管６４の至近で且つ走査ステーション５６に相当する視野に関して動脈血流の上流側に、モニタ７６が配置される。この実例を図２に示す。モニタ７６の厳密な位置は重要ではないが、好ましくは、関連する走査ステーションの最初の２５％の範囲内に位置するようにする。モニタ７６は、血管６４の小体積又は小領域において励起されたＭＲ信号を周期的に検出する。検出されたＭＲ信号は、造影剤が走査ステーション５６内に位置する血管６４の部分又は区画に入ったときに所定の閾値レベルに到達し、この時点で、ステーション５６の走査が開始する。走査が完了したときに、ＭＲ装置は、後続の走査ステーション５８及び６０からデータを取得するように順次進行する。
【００２４】
前述したように、従来技術のＭＲＡ法では、ボーラス７２が１つの走査ステーションから次の走査ステーションへ走行するのに必要な時間は既知ではなく、又、この時間は患者ごとに異なるものであるので、このような走行時間を知ると有利である。過去には、このことは、従来の走査手法における造影剤利用の利点を大幅に損なう可能性があり、又は増大した量若しくは投与量のガドリニウム・キレート造影物質の利用を要求する。従って、従来技術におけるこれらの不利益を克服するために、本発明の一実施例によれば、走査ステーション５８及び６０の血管６４を対象とするモニタ７８及び８０が設けられる。すると、モニタ７８及び８０はそれぞれ、走査ステーション５８及び６０内へのボーラス７２の到達を検出することができる。モニタ７８及び８０の動作及び構造は、モニタ７６の動作及び構造と同様である。
【００２５】
本発明によれば、好ましい実施例に従ってＭＲ画像取得を完遂する２つの主要なアルゴリズムが存在する。第１のアルゴリズムは、図３に示すように、テスト用ボーラス走行時間決定アルゴリズム８２であり、第２のアルゴリズムは、図４に示すように、図３のテスト用ボーラス走行時間決定を用いたＭＲ画像取得８４である。
【００２６】
図３について説明する。テスト用ボーラス走行時間決定アルゴリズム８２の第１段階は、開始８６の後に、すべての走査ステーションについて監視空間位置及びベースライン・データを得るものである（ブロック８８）。ベースライン・データは、アンジオグラフィ検査の画像データの取得の前に、造影剤を存在させずに各々のモニタから得られる。これらのデータを元に、各々のモニタ毎に閾値レベルをリセットして、対応する走査ステーションへのボーラスの到達を指示することができる。これらの局限された走査を典型的にはスカウト・ビュー(scout view)と呼ぶ。次いで、システムを第１の走査ステーションにリセットして（ブロック９０）、正規の検査用ボーラスと同じ流速で注入される少量、典型的には１ｍｌ〜５ｍｌの造影剤を注入することによりテスト用ボーラスを出発させる（ブロック９２）。テスト用ボーラスは、患者の末梢脈管構造を通過し始め、同時に、アルゴリズムは、出発時刻を記録して、ボーラス監視を開始する（ブロック９４）。尚、監視空間７６、７８及び８０は、各々のステーション内の画像視野の範囲内で任意の位置に配置することができ、好ましくは、所望の視野の範囲内で関心区域に関して正確に配置することができることに留意されたい。この時点で、監視されているＭＲ信号は、予め設定されている閾値に対して比較され（ブロック９６）、監視されている信号が予め設定されている閾値を上回っていなければ（ブロック９８）、出発時刻をリセットして、ボーラス監視をブロック９４から再開する。監視されている信号が予め設定されている閾値を上回っていれば（ブロック１００）、ボーラスがこの走査ステーションについて検出された時刻を記憶する（ブロック１０２）。カレントの走査ステーションが所定の最後の走査ステーションでない限り、患者テーブルを次の又は続く走査ステーションへ移動させる（ブロック１０４及び１０６）。次いで、監視空間を調節して、次の監視空間位置におけるデータを取得し（ブロック１０８）、この時点で、システムは復帰して、ブロック９４においてこの特定の監視空間でのボーラス監視及び出発時刻の記録を開始し、次いで、ブロック１０４及び１１０において最後の走査ステーションが検出されるまで、ループを続行して所与の数の走査ステーションの各々を通過するテスト用ボーラスの走行時間を取得する。次いで、ブロック１１２において、正規の検査用ボーラスにおけるイメージングを取得するのに有効な時間を各々のステーション毎にＴavail として記憶すると、システムは、正規のＭＲ画像取得に移る準備ができた状態になる（ブロック１１４）。
【００２７】
図４について説明する。同図には、画像取得アルゴリズム８４が示されており、開始１１６の後に、すべての走査ステーションについて監視空間位置及びベースライン・データが取得される（ブロック１１８）。次いで、システムをリセットして、患者テーブルを第１の走査ステーションに戻し（ブロック１２０）、正規の検査用ボーラスを患者に注入する（ブロック１２２）。次いで、ボーラス監視が開始し（ブロック１２４）、この間に、第１の走査ステーションについての監視空間を監視する。監視されている信号は、予め設定されている閾値に対して比較され（ブロック１２６）、信号が予め設定されている閾値を上回っていなければ（ブロック１２８）、監視されている信号が予め設定されている閾値を上回る（ブロック１３０）まで、モニタはボーラスの存在を再度チェックし（ブロック１２４）、上回った時点で、タイマ（ｔn ）が起動されて（ブロック１３２）、ＭＲ装置は、先ず、中央ｋ空間データの取得から始めて画像取得を開始する（ブロック１３４）。次いで、この特定のステーションについてのタイマをテスト用ボーラス走行時間と比較し（ブロック１３６）、カレントのデータ取得時間がテスト用ボーラス走行時間に到っておらず（ブロック１３６）、且つデータ取得が完了していない限り（ブロック１４０及び１４２）、システムはデータの取得を続行する（ブロック１４４）。一旦、この特定の走査ステーションについてのデータ取得時間がテスト用ボーラス走行時間と等しくなるか若しくは上回るかのいずれかとなる（ブロック１３６及び１４６）、又はシステムが十分なデータを取得した（ブロック１４０及び１４８）ならば、システムが現在最後の走査ステーションにない限り（ブロック１５０及び１５２）、患者テーブルを次の走査ステーションに調節する。この後に、システムは、次の監視空間位置におけるデータの取得に切り換わり（ブロック１５４）、ブロック１２４においてボーラス監視を再開する。次いで、システムは、データが取得されるか又はシステムが最後の走査ステーションについて時間切れとなるまで（ブロック１５６）、上述のようにループする。次いで、システムは、十分なｋ空間データ集合が取得されていない任意の走査ステーションに復帰して、欠落したｋ空間データを取得する（ブロック１５８）。一旦、すべての走査ステーションについてすべてのｋ空間データが取得されたら、画像取得アルゴリズムは完結する（ブロック１６０）。
【００２８】
図２は、３つの走査ステーション５６、５８及び６０を示しているが、他の実施例では、走査ステーションの数ｎは好ましい実施例に示したよりも大きくてもよいし小さくてもよいことが容易に明らかとなろう。更に、図４から容易に明らかになるように、各々の走査ステーションにおける最初のデータ取得は中央ｋ空間データ、即ち低空間周波数を有するｋ空間データを取得するものと限定して記載されている。この取得は、時間が許すならばより高い空間周波数のｋ空間データを取得するように拡張することができる。但し、画像再構成においてはより低い空間周波数のｋ空間データが最も重要であり、約５秒〜１０秒で有用なだけ取得し得ることが理解されよう。
【００２９】
図５は、図１に示すようなＭＲ装置８及び可動式患者テーブル５２に接続されているコンピュータ１０の作用ブロック図を示している。この制御部は、ボーラス検出部１７２に対してテスト用ボーラス及び／又は検査用ボーラスの出発を指示するのに用いることのできる入力１７０を有する。加えて、又は代替的には、ボーラス検出は、前述の監視空間手順によって行うこともでき、この一例は、前述のGeneral Electric Company社から市販されているSMARTPREP（登録商標）である。ボーラス検出部１７２には記憶装置１７４が接続されており、記憶装置１７４は、監視空間からの監視されている信号と比較するための予め設定されている閾値を受け取る。予め設定されている閾値は信号比較器１７６において、監視されている信号と比較され、この比較の出力をＭＲＩ取得制御部１７８においてタイマ１８０の出力と共に用いて、ボーラスの位置をＭＲＩ装置８を用いてチェックする。ＭＲＩ取得制御部１７８は又、テーブル移動制御部１８４を介して患者テーブル５２を制御する走査ステーション制御部１８２に接続されている。走査ステーション制御部１８２は又、手順が最初に開始したときに患者テーブルを第１の走査ステーションにリセットするためにボーラス検出部１７２に接続されている。タイマ１８０は又、記憶装置１７４に接続されており、テスト用ボーラスが所与の走査ステーションを通過して走行するのに掛かる最大走行時間を記憶する。タイマ１８０は又、信号比較器１７６とＭＲＩ取得制御部１７８との間に接続されており、このタイマ１８０を画像取得の際に用いて、カレントのＭＲＩ取得の時間を計ると共に、この時間を時間比較器１８６において記憶装置１７４から検索された最大テスト用ボーラス走行時間と比較する。画像取得を最適化するために、テスト用ボーラス走行時間について各々の走査ステーション毎に記憶されている値をＭＲＩ取得制御部１７８において用いて、ＭＲＩ装置８における最も望ましいコイル要素を選択すると共に、ＭＲＩ装置８における最適な受信器及びボディ・コイル送信器のゲイン・パラメータを設定する（ブロック１８８）。
【００３０】
従って、本発明は、患者の末梢脈管構造をイメージングするＭＲイメージング・システムを含んでおり、このＭＲイメージング・システムは、ＭＲ画像を取得する手段８と、患者の脈管構造に沿って配置された一連の走査ステーションを通過するテスト用ボーラスを追跡する手段１７２とを含んでいる。ＭＲ画像を取得する手段８の内部で所望の走査ステーションに患者を選択的に配置する手段１８４及び５２は、テスト用ボーラスを追跡する手段１７２に応答する。加えて、各々の走査ステーションを通過するテスト用ボーラスの最大走行時間を決定すると共に記憶する手段１７４、１８０及び１８６を制御手段１７８と共に用いて、各々の走査ステーションについての最大走行時間中にＭＲ画像を取得する。
【００３１】
本発明のＭＲイメージング・システムは又、最大走行時間を検索する手段１７４及び１８６を含んでいると共に、タイマ１８０を用いてＭＲ画像取得時間を追跡する。比較器１８６を用いて、ＭＲ画像取得時間を最大走行時間と比較する。制御手段１７８は先ず、最大走行時間内に中央ｋ空間ＭＲデータを取得し、次いで、最大走行時間が満了していなければ、制御手段１７８は、残り時間でより高い空間周波数のＭＲデータを取得する。このシステムは又、各々の走査ステーション内で監視空間のデータを取得すると共にこのデータに応答してテスト用ボーラスの追跡を開始する手段１７２を含んでいる。このＭＲイメージング・システムは又、患者及び所望の走査ステーションの位置、並びにこの特定の走査ステーションを通過するテスト用ボーラスの最大走行時間に応じて、所望の数のコイルのみを選択すると共に、ＭＲ画像を取得する手段８におけるコイル送信器のゲイン・パラメータを設定する手段１８８を含んでおり、予備走査を行うと共に、ボーラスの存在を指示する監視されている信号を取得する。
【００３２】
本発明を好ましい実施例によって記載してきたが、明示的に述べられたもの以外の均等構成、代替構成及び改変が可能であり、これらは特許請求の範囲内に含まれることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施するのに用いられるＭＲシステムの基本的な構成要素を示す概略図である。
【図２】本発明に従って末梢ＭＲアンジオグラフィ検査を行うための構成を示す概略図である。
【図３】本発明の一実施例を示す流れ図である。
【図４】本発明の一実施例を示す流れ図である。
【図５】本発明の一実施例のブロック図である。
【符号の説明】
５２  可動式テーブル
５４  テーブル移動方向
５６、５８、６０  走査ステーション
６２  アイソセンタ
６４  血管
６６、６８  走査ステーション間の重なり
７０  血液
７２  ボーラス
７４  肺系統
７６、７８、８０  モニタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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