(57)【要約】  本発明は、磁気共鳴イメージングシステム２０２、イメージングゾーン内の被験者の少なくとも一部を機械的に振動させるためのトランスデューサ２２２を有する医療機器２００、４００、５００を提供する。命令は医療機器を制御するプロセッサ２３６に、トランスデューサを振動するように制御させ（１００）；第１の空間エンコードパルスシーケンス２５０を用いて磁気共鳴データ２５２を繰り返し収集するように磁気共鳴イメージングシステムを制御させ（１０２）；第２の空間エンコードパルスシーケンス２５４を用いてナビゲータデータ２５６を収集するように磁気共鳴イメージングシステムを制御させ（１０４）；ナビゲータデータを用いてナビゲータプロファイルのセット２５８、８０４、９０４、１００４、１１０８、１２０８、１３０８を構成させ（１０６）；ナビゲータプロファイルのセットを用いてトランスデューサ振動を記述する少なくとも一つのパラメータ２６０を決定させ（１０８）、磁気共鳴データから少なくとも一つの磁気共鳴レオロジー画像２６２を再構成させる（１１０）。
2015531259.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
医療機器であって、
少なくとも部分的にイメージングゾーン内にいる被験者から磁気共鳴データを収集するための磁気共鳴イメージングシステムと、
前記イメージングゾーン内の前記被験者の少なくとも一部を機械的に振動させるためのトランスデューサと、
前記トランスデューサの振動の振幅と位相を制御するためのトランスデューサコントローラと、
前記医療機器を制御するためのプロセッサと、
前記プロセッサによる実行のためのマシン実行可能命令を記憶するためのメモリとを有する医療機器であって、前記命令の実行が前記プロセッサに、
前記トランスデューサを振動するように制御させ、
前記トランスデューサの振動中に第１の空間エンコードパルスシーケンスを用いて第１の関心領域から前記磁気共鳴データを繰り返し収集するように前記磁気共鳴イメージングシステムを制御させ、
第２の空間エンコードパルスシーケンスを用いて第２の関心領域からナビゲータデータを収集するように前記磁気共鳴イメージングシステムを制御させ、前記命令の実行が前記磁気共鳴データの収集を前記ナビゲータデータの収集とインターリーブさせ、
前記ナビゲータデータを用いてナビゲータプロファイルのセットを構成させ、
前記ナビゲータプロファイルのセットを用いてトランスデューサ振動を記述する少なくとも一つのパラメータを決定させ、
前記磁気共鳴データから少なくとも一つの磁気共鳴レオロジー画像を再構成させる、
医療機器。
【請求項２】
前記命令の実行がさらに前記プロセッサに、前記ナビゲータプロファイルのセットにおける周期的コントラスト変動を検出させ、前記命令の実行がさらに前記プロセッサに、前記周期的コントラスト変動を用いてトランスデューサ振幅を決定すること、周期的コントラスト変動間の距離を決定することによってトランスデューサ位相を決定すること、及びそれらの組み合わせ、のいずれか一つを実行することによって少なくとも部分的に前記少なくとも一つのパラメータを決定させる、請求項１に記載の医療機器。
【請求項３】
前記医療機器がディスプレイをさらに有し、前記命令の実行がさらに前記プロセッサに、
前記磁気共鳴データの収集中に前記ディスプレイ上に前記少なくとも一つのパラメータを表示させ、
前記ディスプレイ上にユーザインターフェースオブジェクトを表示させ、
前記ユーザインターフェースオブジェクトからトランスデューサ調節コマンドを受信させ、
前記トランスデューサ調節コマンドを用いて振動修正制御コマンドを生成させ、
前記トランスデューサコントローラと前記振動修正制御を用いて前記トランスデューサの振動を調節させる、
請求項１又は２に記載の医療機器。
【請求項４】
前記医療機器がセンサデータを収集するための振動センサをさらに有し、前記命令の実行がさらに前記プロセッサに前記トランスデューサの振動中にセンサデータを収集させ、前記少なくとも一つのパラメータが前記センサデータを用いて部分的に決定される、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の医療機器。
【請求項５】
前記振動センサが、前記トランスデューサ上に取り付けられる、及び前記被験者の表面上に取り付けられるように動作可能である、のいずれか一方である、請求項４に記載の医療機器。
【請求項６】
前記振動センサが、加速度計、ひずみゲージ、圧力ゲージ、圧電トランスデユーサ、マイクロフォン、及びそれらの組み合わせのいずれか一つである、請求項４又は５に記載の医療機器。
【請求項７】
前記トランスデューサが磁気センサデータを測定するための少なくとも一つの磁気センサを有し、前記命令の実行が前記磁気センサデータを用いて少なくとも部分的に前記少なくとも一つのパラメータを決定することをさらに有する、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の医療機器。
【請求項８】
前記磁気共鳴イメージングシステムが主磁石を有し、前記主磁石がＢ０磁場を生成するように動作可能であり、前記磁気センサデータを用いて少なくとも部分的に前記少なくとも一つのパラメータを決定することが前記Ｂ０場に対するトランスデューサ配向を決定することを有する、請求項７に記載の医療機器。
【請求項９】
前記磁気共鳴イメージングシステムがアラインメントディスプレイをさらに有し、前記命令の実行がさらに前記プロセッサに、前記磁気共鳴データの収集中に前記アラインメントディスプレイ上に前記Ｂ０場に対するセンサ配向を表示させる、請求項７又は８に記載の医療機器。
【請求項１０】
前記医療機器が調節可能ピストンをさらに有し、前記調節可能ピストンが接触面を有し、前記調節可能ピストンが前記トランスデューサと前記接触面の間で振動を伝えるように動作可能であり、前記調節可能ピストンが前記プロセッサによって制御されるように動作可能であり、前記命令の実行が前記プロセッサに前記少なくとも一つのパラメータに従って前記調節可能ピストンを調節させる、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の医療機器。
【請求項１１】
前記接触面が膨張及び収縮されるように動作可能であり、前記プロセッサが前記膨張可能な接触面の膨張と収縮を制御するように動作可能であり、前記接触面が膨張可能なトランスデューサヘッド若しくはトランスデューサ先端の表面として形成され得る、請求項１０に記載の医療機器。
【請求項１２】
前記調節可能ピストンが前記トランスデューサと前記接触面の間の距離を調節するように動作可能であり、前記プロセッサが前記トランスデューサと前記接触面の間の距離を制御するように動作可能である、請求項１０又は１１に記載の医療機器。
【請求項１３】
前記接触面が前記調節可能ピストンと前記接触面の間の角度を調節するように動作可能であり、前記プロセッサが前記トランスデューサと前記接触面の間の角度を制御するように動作可能である、請求項１０、１１又は１２に記載の医療機器。
【請求項１４】
前記接触面が調節可能な表面積を持ち、前記プロセッサが前記調節可能な表面積を制御するように動作可能である、請求項１０乃至１３のいずれか一項に記載の医療機器。
【請求項１５】
医療機器を制御するプロセッサによる実行のためのマシン実行可能命令を有するコンピュータプログラム製品であって、前記医療機器が少なくとも部分的にイメージングゾーン内にいる被験者から磁気共鳴データを収集するための磁気共鳴イメージングシステムを有し、前記医療機器が6前記イメージングゾーン内の前記被験者の少なくとも一部を機械的に振動させるためのトランスデューサをさらに有し、前記医療機器が前記トランスデューサの振動の振幅と位相を制御するためのトランスデューサコントローラをさらに有し、前記命令の実行が前記プロセッサに、
前記トランスデューサを振動するように制御させ、
前記トランスデューサの振動中に第１の空間エンコードパルスシーケンスを用いて第１の関心領域から前記磁気共鳴データを繰り返し収集するように前記磁気共鳴イメージングシステムを制御させ、
第２の空間エンコードパルスシーケンスを用いて第２の関心領域からナビゲータデータを収集するように前記磁気共鳴イメージングシステムを制御させ、前記命令の実行が前記磁気共鳴データの収集を前記ナビゲータデータの収集とインターリーブさせ、
前記ナビゲータデータを用いてナビゲータプロファイルのセットを構成させ、
前記ナビゲータプロファイルのセットを用いてトランスデューサ振動を記述する少なくとも一つのパラメータを決定させ、
前記磁気共鳴データから少なくとも一つの磁気共鳴レオロジー画像を再構成させる、
コンピュータプログラム製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は磁気共鳴レオロジーに、特にトランスデューサ振動を記述するデータを測定するためのナビゲータの使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気共鳴レオロジーは、組織の機械的特性を特徴付けるために磁気共鳴トモグラフィが使用されるイメージング法である。この目的で、組織はイメージング中に機械的に振動するように駆動され、イメージングコントラストを生じる何らかの影響をもたらす。低周波数の力学的波は組織にカップリングされ、機械的励起に位相固定される磁気共鳴シーケンスを介して視覚化される。触診は客観的絶対物理量の評価に変えられており、その診断価値が定量化され得る。
【０００３】
この情報は組織、すなわち健常、悪性、などをその粘弾性特性に基づいて区別するために使用されることができ、例えばがん診断に対する特異度の大幅な上昇につながる。組織への機械的振動を利用するための複数の異なるトランスデューサが提案されており、ＭＲスキャナ内部のＢ０場を利用するすなわち電磁設計を示している。圧電駆動トランスデューサ若しくは空圧設計が臨床用途用に提案された。米国特許出願ＵＳ２０１１／０２５３３３はＭＲＩスキャナから遠隔設置される空圧ドライバを開示する。ドライバはＭＲエラストグラフィを実行するために被験者内にせん断波を生じる。
【０００４】
組織の振動は関心イメージング領域近くへ患者に機械的オシレータを取り付けることによって得られる。オシレータは静磁場Ｂ０内で振動する、ＡＣ電流駆動コイルのような、電気機械変換器に基づき得る。しかしながら、これは制御された方法で必要な方法で組織の機械的振動を生じる任意の他の原理（流体力学、圧電、空圧、…アクチュエータ）に基づくことができる。
【０００５】
適切な入力信号を調節することによって、オシレータは体内に力学的波を生成する。今日、振動のマグニチュードは経験に基づいて手動で、例えば前述の電気機械オシレータのコイルを通る電流を設定することによって、調節される。き電及びコイル導体の抵抗率の変化は電流の及び従ってオシレータの振幅のドリフトを引き起こす。抵抗一次及び補償コイルの異なる加熱はＢ０補償のミスアラインメントにつながり、これはＢ０ドリフト及びＢ０アーチファクトにつながる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は独立請求項において医療機器とコンピュータプログラム製品を提供する。実施形態は従属請求項で与えられる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
磁気共鳴レオロジーを実行する間、レオロジーセットアップは典型的にはイメージング実験（タイミング）にリンクせず、若しくは特定の患者（体のサイズ、機械的オシレータと組織間のカップリング）にフィットされず、オシレータ設定、得られる機械的マグニチュード、及びイメージング結果の間にフィードバックはない。振動はイメージング実験が開始される前に手動でスイッチを入れられ、測定の全シーケンス後に停止される。本発明の実施形態はトランスデューサ振動を記述するデータを生成するために空間エンコードパルスシーケンスで収集されるナビゲータを用いることによってこれらの問題などに対処し得る。
【０００８】
当業者には当然のことながら、本発明の態様は装置、方法、若しくはコンピュータプログラム製品として具体化され得る。従って、本発明の態様は完全にハードウェア実施形態、完全にソフトウェア実施形態（ファームウェア、常駐ソフトウェア、マイクロコードなどを含む）、又は全て一般に本明細書において"回路"、"モジュール"若しくは"システム"と称され得るソフトウェアとハードウェアの態様を組み合わせる実施形態の形をとり得る。さらに、本発明の態様はコンピュータ実行可能コードがその上に具体化される一つ以上のコンピュータ可読媒体において具体化されるコンピュータプログラム製品の形をとり得る。
【０００９】
一つ以上のコンピュータ可読媒体の任意の組み合わせが利用され得る。コンピュータ可読媒体はコンピュータ可読信号媒体若しくはコンピュータ可読記憶媒体であり得る。本明細書で使用される'コンピュータ可読記憶媒体'は計算装置のプロセッサによって実行可能な命令を記憶し得る任意の有形記憶媒体を包含する。コンピュータ可読記憶媒体はコンピュータ可読非一時的記憶媒体と称され得る。コンピュータ可読記憶媒体は有形コンピュータ可読媒体とも称され得る。一部の実施形態において、コンピュータ可読記憶媒体は計算装置のプロセッサによってアクセスされることができるデータを記憶することも可能であり得る。コンピュータ可読記憶媒体の実施例は、限定されないが、フロッピーディスク、磁気ハードディスクドライブ、ソリッドステートハードディスク、フラッシュメモリ、ＵＳＢサムドライブ、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、光ディスク、磁気光ディスク、及びプロセッサのレジスタファイルを含む。光ディスクの実施例はコンパクトディスク（ＣＤ）及びデジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、例えばＣＤ‐ＲＯＭ、ＣＤ‐ＲＷ、ＣＤ‐Ｒ、ＤＶＤ‐ＲＯＭ、ＤＶＤ‐ＲＷ、若しくはＤＶＤ‐Ｒディスクを含む。コンピュータ可読記憶媒体という語はネットワーク若しくは通信リンクを介してコンピュータ装置によってアクセスされることができる様々なタイプの記録媒体もあらわす。例えばデータはモデムを介して、インターネットを介して、若しくはローカルエリアネットワークを介して読み出され得る。コンピュータ可読媒体上に具体化されるコンピュータ実行可能コードは、限定されないが無線、有線、光ファイバケーブル、ＲＦなどを含む任意の適切な媒体、又は上記の任意の適切な組み合わせを用いて伝送され得る。
【００１０】
コンピュータ可読信号媒体は例えばベースバンドにおいて若しくは搬送波の一部として、その中にコンピュータ実行可能コードが具体化される伝搬データ信号を含み得る。かかる伝搬信号は限定されないが、電磁気、光学、若しくはそれらの任意の適切な組み合わせを含む様々な形のいずれをもとり得る。コンピュータ可読信号媒体は、命令実行システム、機器、若しくは装置による使用のための、若しくはそれらと関連するプログラムを通信、伝搬、若しくは輸送することができる、コンピュータ可読記憶媒体ではない任意のコンピュータ可読媒体であり得る。
【００１１】
'コンピュータメモリ'若しくは'メモリ'はコンピュータ可読記憶媒体の一実施例である。コンピュータメモリはプロセッサに直接アクセス可能な任意のメモリである。'コンピュータストレージ'若しくは'ストレージ'はコンピュータ可読記憶媒体のさらなる実施例である。コンピュータストレージは任意の不揮発性コンピュータ可読記憶媒体である。一部の実施形態においてコンピュータストレージはコンピュータメモリでもあり、或いは逆もまた同様であり得る。
【００１２】
本明細書で使用される'プロセッサ'はプログラム若しくはマシン実行可能命令若しくはコンピュータ実行可能コードを実行することができる電子部品を包含する。"プロセッサ"を有する計算装置への言及は、一つよりも多いプロセッサ若しくはプロセシングコアを含む可能性があるものと解釈されるべきである。プロセッサは例えばマルチコアプロセッサであり得る。プロセッサは単一コンピュータシステム内の、若しくはマルチコンピュータシステム間に分散される、プロセッサの集合もあらわし得る。計算装置という語は各々が一つ若しくは複数のプロセッサを有する計算装置の集合若しくはネットワークをあらわす可能性があるとも解釈されるべきである。コンピュータ実行可能コードは同じ計算装置内にあり得る若しくはマルチ計算装置にわたって分散されてもよいマルチプロセッサによって実行され得る。
【００１３】
コンピュータ実行可能コードはプロセッサに本発明の一態様を実行させるマシン実行可能命令若しくはプログラムを有し得る。本発明の態様のための動作を実行するためのコンピュータ実行可能コードは、Ｊａｖａ、Ｓｍａｌｌｔａｌｋ、Ｃ＋＋若しくは同様のものなどのオブジェクト指向プログラミング言語、及び"Ｃ"プログラミング言語若しくは同様のプログラミング言語などの従来の手続き型プログラミング言語を含む、一つ以上のプログラミング言語の任意の組み合わせで記述され、マシン実行可能命令にコンパイルされ得る。一部の場合においてコンピュータ実行可能コードは高級言語の形若しくはプリコンパイル済の形であってもよく、オンザフライでマシン実行可能命令を生成するインタプリタと併用され得る。
【００１４】
コンピュータ実行可能コードは完全にユーザのコンピュータ上で、一部ユーザのコンピュータ上で、スタンドアロンソフトウェアパッケージとして、一部ユーザのコンピュータ上及び一部リモートコンピュータ上で、又は完全にリモートコンピュータ若しくはサーバ上で実行し得る。後者のシナリオにおいて、リモートコンピュータはローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）若しくはワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）を含む任意のタイプのネットワークを通じてユーザのコンピュータに接続され得るか、或いは（例えばインターネットサービスプロバイダを用いてインターネットを通じて）外部コンピュータへの接続がなされ得る。
【００１５】
本発明の態様は本発明の実施形態にかかる方法、装置（システム）及びコンピュータプログラム製品のフローチャート図及び／又はブロック図を参照して説明される。フローチャート、図面、及び／又はブロック図の各ブロック若しくはブロックの一部は、適用できる場合コンピュータ実行可能コードの形でコンピュータプログラム命令によって実施され得ることが理解される。相互排他的でない場合、異なるフローチャート、図面、及び／又はブロック図におけるブロックの組み合わせが組み合わされ得ることがさらに理解される。これらのコンピュータプログラム命令は、コンピュータ若しくは他のプログラム可能なデータ処理装置のプロセッサを介して実行する命令が、フローチャート及び／又はブロック図の一つ若しくは複数のブロックに規定される機能／動作を実施するための手段を作り出すように、マシンを生成するために汎用コンピュータ、専用コンピュータ、若しくは他のプログラム可能なデータ処理装置のプロセッサに供給され得る。
【００１６】
これらのコンピュータプログラム命令は、コンピュータ可読媒体に記憶される命令がフローチャート及び／又はブロック図の一つ若しくは複数のブロックに規定される機能／動作を実施する命令を含む製品を生成するように、コンピュータ、他のプログラム可能なデータ処理装置、若しくは他の装置が特定の方法で機能するように指示することができるコンピュータ可読媒体にも記憶され得る。
【００１７】
コンピュータプログラム命令は、コンピュータ若しくは他のプログラム可能な機器上で実行する命令がフローチャート及び／又はブロック図の一つ若しくは複数のブロックに規定される機能／動作を実施するためのプロセスを提供するようなコンピュータ実施プロセスを生成するために、一連の動作ステップをコンピュータ、他のプログラム可能な機器若しくは他の装置上で実行させるようにコンピュータ、他のプログラム可能なデータ処理装置、若しくは他の装置上へロードされてもよい。
【００１８】
本明細書で使用される'ユーザインターフェース'はユーザ若しくはオペレータがコンピュータ若しくはコンピュータシステムとインタラクトすることを可能にするインターフェースである。'ユーザインターフェース'は'ヒューマンインターフェースデバイス'もあらわし得る。ユーザインターフェースはオペレータに情報若しくはデータを供給し、及び／又はオペレータから情報若しくはデータを受信し得る。ユーザインターフェースはオペレータからの入力がコンピュータによって受信されることを可能にし、コンピュータからユーザへ出力を供給し得る。言い換えれば、ユーザインターフェースはオペレータがコンピュータを制御若しくは操作することを可能にし、インターフェースはコンピュータがオペレータの制御若しくは操作の効果を示すことを可能にし得る。ディスプレイ若しくはグラフィカルユーザインターフェース上のデータ若しくは情報の表示はオペレータへ情報を供給する一実施例である。キーボード、マウス、トラックボール、タッチパッド、ポインティングスティック、グラフィックタブレット、ジョイスティック、ゲームパッド、ウェブカム、ヘッドセット、ギアスティック、ステアリングホイール、ペダル、有線グローブ、ダンスパッド、リモートコントロール、及び加速度計を通じたデータの受信は全てオペレータからの情報若しくはデータの受信を可能にするユーザインターフェースコンポーネントの実施例である。
【００１９】
本明細書で使用される'ハードウェアインターフェース'は、コンピュータシステムのプロセッサが外部計算装置及び／又は機器とインタラクトする、及び／又はそれを制御することを可能にするインターフェースを包含する。ハードウェアインターフェースはプロセッサが外部計算装置及び／又は機器へ制御信号若しくは命令を送信することを可能にし得る。ハードウェアインターフェースはプロセッサが外部計算装置及び／又は機器とデータを交換することも可能にし得る。ハードウェアインターフェースの実施例は、限定されないが、ユニバーサルシリアルバス、ＩＥＥＥ１３９４ポート、パラレルポート、ＩＥＥＥ１２８４ポート、シリアルポート、ＲＳ‐２３２ポート、ＩＥＥＥ‐４８８ポート、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）接続、ワイヤレスローカルエリアネットワーク接続、ＴＣＰ／ＩＰ接続、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ接続、制御電圧インターフェース、ＭＩＤＩインターフェース、アナログ入力インターフェース、及びデジタル入力インターフェースを含む。
【００２０】
本明細書で使用される'ディスプレイ'若しくは'表示装置'は画像若しくはデータを表示するように構成される出力装置若しくはユーザインターフェースを包含する。ディスプレイは視覚、音声、及び／又は触覚データを出力し得る。ディスプレイの実施例は、限定されないが、コンピュータモニタ、テレビ画面、タッチスクリーン、触覚電子ディスプレイ、点字スクリーン、陰極線管（ＣＲＴ）、蓄積管、双安定ディスプレイ、電子ペーパー、ベクトルディスプレイ、フラットパネルディスプレイ、真空蛍光ディスプレイ（ＶＦ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）ディスプレイ、電子発光ディスプレイ（ＥＬＤ）、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、有機発光ダイオードディスプレイ（ＯＬＥＤ）、プロジェクタ、ヘッドマウントディスプレイを含む。
【００２１】
磁気共鳴（ＭＲ）データは本明細書において磁気共鳴イメージングスキャン中に磁気共鳴装置のアンテナによって記録される原子スピンによって発せられる高周波信号の測定であると定義される。磁気共鳴データは医用画像データの一実施例である。磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）画像は本明細書において磁気共鳴イメージングデータ内に含まれる解剖学的データの再構成された二次元若しくは三次元視覚化であると定義される。この視覚化はコンピュータを用いて実行され得る。磁気共鳴データの一部は"ショット"とも称され得る。ナビゲータデータは磁気共鳴データの一実施例であり、典型的には被験者の位置若しくは運動状態をあらわす。
【００２２】
一態様において本発明はイメージングゾーンから磁気共鳴データを収集するための磁気共鳴イメージングシステムを提供する。磁気共鳴イメージングシステムは磁気共鳴イメージングシステムを制御するためのプロセッサを有する。磁気共鳴イメージングシステムはプロセッサによる実行のためのマシン実行可能命令を記憶するためのメモリをさらに有する。マシン実行可能命令の実行はプロセッサに磁気共鳴データの一部を収集するように磁気共鳴イメージングシステムを繰り返し制御させる。磁気共鳴データの各部分はナビゲータデータを有する。一部の磁気共鳴イメージングプロトコルの場合データは数分にわたって収集され得る。磁気共鳴データの一部は全プロトコル中に収集される磁気共鳴データの一部をあらわす。
【００２３】
本明細書で使用されるナビゲータデータは磁気共鳴データの一実施例である。ナビゲータデータは磁気共鳴データの一部から抽出される画像データ及び／又はｋ空間におけるデータでもあり得る。本明細書で使用されるナビゲータデータは被験者の動きを示す磁気共鳴データを包含する。例えば被験者が内面的に及び外面的に完全に動かない場合、ナビゲータデータは変化しないはずである。しかしながら被験者が動いている若しくは内面的に動いている場合、ナビゲータデータはこの動きをあらわす若しくは定量化するために有用であり得る。本発明の実施形態においてナビゲータデータはトランスデューサの振動を記述する少なくとも一つのパラメータを推定するためにも使用される。
【００２４】
一態様において本発明は少なくとも部分的にイメージングゾーン内にいる被験者から磁気共鳴データを収集するための磁気共鳴イメージングシステムを有する医療機器を提供する。医療機器はイメージングゾーン内の被験者の少なくとも一部を機械的に振動させるためのトランスデューサをさらに有する。トランスデューサは磁気共鳴レオロジーを実行するために十分な周波数、位相及び振幅で振動することができる。磁気共鳴レオロジーにおいて組織は、磁気スピンを空間エンコードするために空間エンコードパルスシーケンスが使用されるのと同時に振動される。
【００２５】
収集された磁気共鳴データを用いて位相マップが作られるとき、振動領域の弾性特性が推定され得る。医療機器はトランスデューサの振動の振幅と位相を制御するためのトランスデューサコントローラをさらに有する。医療機器は医療機器を制御するためのプロセッサをさらに有する。医療機器はプロセッサによる実行のためのマシン実行可能命令を記憶するためのメモリをさらに有する。マシン実行可能命令の実行はトランスデューサが振動するように誘導されるよう、プロセッサにトランスデューサコントローラを制御させる。
【００２６】
命令の実行はさらに、トランスデューサの振動中に第１の空間エンコードパルスシーケンスを用いて第１の関心領域から磁気共鳴データを繰り返し収集するようにプロセッサに磁気共鳴イメージングシステムを制御させる。命令の実行はさらに、第２の空間エンコードパルスシーケンスを用いて第２の関心領域からナビゲータデータを収集するようにプロセッサに磁気共鳴イメージングシステムを制御させる。命令の実行は磁気共鳴データの収集をナビゲータデータの収集とインターリーブさせる。命令の実行はさらにプロセッサにナビゲータデータを用いてナビゲータプロファイルのセットを構成させる。ナビゲータプロファイルはトランスデューサによって振動される被験者の動きを記述するデータである。
【００２７】
命令の実行はさらにプロセッサにナビゲータプロファイルのセットを用いてトランスデューサ振動を記述する少なくとも一つのパラメータを決定させる。命令の実行はさらにプロセッサに磁気共鳴データから少なくとも一つの磁気共鳴レオロジー画像を再構成させる。本明細書で使用されるナビゲータデータは磁気共鳴データを包含することが理解される。第２の空間エンコードパルスシーケンスは第２の関心領域を規定し得る。一部の実施形態において第２の関心領域は第１の関心領域と同じサイズであるか若しくはそれよりも小さくなり得る。第２の空間エンコードパルスシーケンスは磁気共鳴データよりもはるかに迅速にナビゲータデータを収集するようにも設計され得る。
【００２８】
本発明の実施形態はトランスデューサを記述する少なくとも一つのパラメータが磁気共鳴データの収集と比較して迅速に収集され得るという利点を持ち得る。これは例えばトランスデューサの能動制御、若しくはトランスデューサが正常に機能しているかどうかを検出することなど、様々な目的で使用され得る。
【００２９】
ナビゲータデータは繰り返し収集されるとも考えられ得る。一部の実施形態において少なくとも一つのパラメータはトランスデューサの振動振幅及び／又は位相を記述するパラメータであり得る。本明細書で使用されるナビゲータは被験者を記述する空間若しくは運動情報を決定するために収集される磁気共鳴データを包含する。
【００３０】
一部の実施形態においてトランスデューサは被験者とよく接触して振動する。一部の実施形態においてナビゲータプロファイルは磁気共鳴データの収集中に再構成され得る。一部の実施形態においてナビゲータプロファイルのセットは一つのナビゲータプロファイルを持つだけであり得る。
【００３１】
トランスデューサは様々な異なる方法で実現され得る。例えばトランスデューサはコイルを用いて構成され得、これは振動効果を生じるためにコイルと併用して磁気共鳴イメージングシステムの磁場を使用し得る。他の実施形態において、空圧、液体駆動及び圧電トランスデユーサも機械的振動を実行するために使用され得る。
【００３２】
一部の実施形態においてナビゲータプロファイルはｋ空間において構成され得る。他の実施形態においてナビゲータプロファイルはナビゲータデータから再構成される画像から構成され得る。
【００３３】
別の実施形態において命令の実行はさらにプロセッサにナビゲータプロファイルのセットにおける周期的コントラスト変動を検出させる。命令の実行はさらに以下のうちいずれか一つを実行するために少なくとも部分的に少なくとも一つのパラメータを決定させる：周期的コントラスト変動を用いてトランスデューサ振幅を決定すること、周期的コントラスト変動間の距離を決定することによってトランスデューサ位相を決定すること、及びそれらの組み合わせ。この分析はｋ空間において実行され得るか若しくはこれは再構成画像において実行され得る。この実施形態は被験者において誘導される振動の振幅及び／又は位相を迅速に決定することができるという利点を持ち得るので、有益であり得る。
【００３４】
別の実施形態において医療機器はディスプレイをさらに有する。命令の実行はさらにプロセッサに磁気共鳴データの収集中にディスプレイ上に少なくとも一つのパラメータを表示させる。命令の実行はさらにプロセッサにユーザインターフェースオブジェクトをディスプレイ上に表示させる。命令の実行はさらにプロセッサにユーザインターフェースオブジェクトからトランスデューサ調節コマンドを受信させる。命令の実行はさらにプロセッサにトランスデューサ調節コマンドを用いて振動修正制御コマンドを生成させる。命令の実行はさらにプロセッサにトランスデューサ制御及び振動修正制御を用いてトランスデューサの振動を調節させる。つまり少なくとも一つのパラメータの値は被験者若しくはオペレータ用のグラフィカルユーザインターフェース上に表示され得、オペレータはグラフィカルユーザインターフェースを用いて振動の振幅及び／又は位相のレベルを調節し得る。プロセッサは振動修正制御を生成し、そしてこれはコントローラへ送信され、トランスデューサの振動の振幅及び／又は位相を変更させる。
【００３５】
別の実施形態において医療機器はセンサデータを収集するための振動センサをさらに有する。命令の実行はさらにプロセッサにトランスデューサの振動中にセンサデータを収集させる。少なくとも一つのパラメータはセンサデータを用いて部分的に決定される。この実施形態は、少なくとも一つのパラメータを決定するためにナビゲータデータを補完するために外部センサが使用され得るので、有益であり得る。
【００３６】
別の実施形態において振動センサは以下のうちのいずれか一つである：トランスデューサ上に取り付けられる、及び被験者の表面上に取り付けられるように動作可能である。トランスデューサ上に取り付けられることは、トランスデューサがどのように機械的に振動しているかの直接測定を行い得るので、有利であり得る。例えばトランスデューサがコイルと磁気共鳴イメージングシステムの磁場を用いることによって機能する場合、アラインメントのわずかな変化がトランスデューサの位相及び／又は振幅を修正し得る。センサをトランスデューサ上に直接取り付けることは直接フィードバックを与え得る。
振動センサを被験者の表面上に直接取り付けることは複数の異なる方法で有用であり得る。例えばこれはトランスデューサが被験者と接触している場合でも直接測定を提供し得る。例えば手順中にトランスデューサが落下する可能性があり、これは直ちに検出されない可能性がある。
【００３７】
別の実施形態において、振動センサは以下のうちのいずれか一つである：加速度計、ひずみゲージ、圧力ゲージ、圧電トランスデユーサ、マイクロフォン、及びそれらの組み合わせ。
【００３８】
別の実施形態においてトランスデューサは磁気センサデータを測定するための少なくとも磁気センサを有する。命令の実行は磁気センサデータを用いて少なくとも部分的に少なくとも一つのパラメータを決定することをさらに有する。磁気センサデータは例えば磁場の絶対マグニチュード、磁場の方向、若しくは磁場の変化を記述し得る。これは特にコイルが使用される実施形態である場合、トランスデューサが磁場内で正常に機能するために有益であり得る。一部の実施形態において磁気センサはホール効果センサである。これは絶対測定を提供し得る。他の実施形態において磁気センサはトランスデューサの相対運動についての情報のみを提供するピックアップコイルであり得る。
【００３９】
別の実施形態において磁気共鳴イメージングシステムは主磁石を有する。主磁石はＢ０磁場を生成するように動作可能である。磁気センサデータを使用して少なくとも部分的に少なくとも一つのパラメータを決定することはＢ０場に対するトランスデューサ配向を決定することを有する。これは基本的に磁場に対するセンサ配向を決定するが、センサはトランスデューサに取り付けられる可能性が高いので、センサとのトランスデューサ配向の関係がわかる。これは特にトランスデューサがコイルを用いて駆動されるときにトランスデューサのより一貫性のある動作を提供し得る。
【００４０】
別の実施形態において磁気共鳴イメージングシステムはアラインメントディスプレイをさらに有する。命令の実行はさらにプロセッサに磁気共鳴データの収集中にアラインメントディスプレイ上にＢ０場に対するセンサ配向を表示させる。これは例えばディスプレイのグラフィカルユーザインターフェース上に表示される画像であり得る。或いはこれはオペレータ若しくは他の医療専門家がＢ０場に対してトランスデューサを適切にアラインし得るように、磁気共鳴イメージングシステム付近にライト若しくは他のインジケータも有し得る。
【００４１】
別の実施形態において医療機器は調節可能ピストンをさらに有する。調節可能ピストンは接触面を有する。調節可能ピストンはトランスデューサと接触面の間で振動を伝えるように動作可能である。調節可能ピストンはプロセッサによって制御されるように動作可能である。命令の実行はプロセッサに少なくとも一つのパラメータに従って調節可能ピストンを調節させる。この実施形態は、トランスデューサから被験者への振動の伝達がより効率的になるように、少なくとも一つのパラメータが調節可能ピストンを調節するために使用され得るので、有益であり得る。
【００４２】
別の実施形態において、接触面は膨張及び収縮されるように動作可能である。プロセッサは膨張可能な接触面の膨張と収縮を制御するように動作可能である。膨張可能な接触面は膨張可能なトランスデューサヘッド若しくはトランスデューサ先端の表面として形成され得る。この実施形態はこれがトランスデューサと被験者の間のカップリングを制御し得るので有益であり得る。
【００４３】
別の実施形態において調節可能ピストンはトランスデューサと接触面の間の距離を調節するように動作可能である。プロセッサはトランスデューサと接触面の間の距離を制御するように動作可能である。これは被験者とトランスデューサの間のカップリングを適切に調節するために有益であり得る。
【００４４】
別の実施形態において接触面は調節可能ピストンと接触面の間の角度を調節するように動作可能である。プロセッサはトランスデューサと接触面の間の角度を制御するように動作可能である。これは特にトランスデューサが駆動するためにＢ０場を使用するコイルタイプである場合、トランスデューサとＢ０場の間の角度が重要であるため、有益であり得る。調節可能ピストンと接触面の間の角度の調節を可能にすることによって、これは効率的に被験者へトランスデューサをカップリングするためのさらなる自由度を提供する。
【００４５】
別の実施形態において接触面は調節可能な表面積を持つ。プロセッサは調節可能な表面積を制御するように動作可能である。例えば接触面は互いにスライドし合い、それらの間隔を何らかの機構によって制御させる二つのプレートであり得る。例えば流体、空気若しくは小型モータがプレート間の間隔を変更するために使用され得る。これは被験者上で振動される領域若しくは領域のサイズに影響を及ぼすために使用され得るので、有益であり得る。
【００４６】
別の態様において本発明は医療機器を制御するプロセッサによる実行のためのコンピュータプログラム製品を提供する。医療機器は少なくとも部分的にイメージングゾーン内にいる被験者から磁気共鳴データを収集するための磁気共鳴イメージングシステムを有する。医療機器はイメージングゾーン内の被験者の少なくとも一部を機械的に振動させるためのトランスデューサをさらに有する。医療機器はトランスデューサの振動の振幅位相を制御するためのトランスデューサコントローラをさらに有する。命令の実行はプロセッサにトランスデューサを振動するように制御させる。命令の実行はさらにプロセッサにトランスデューサの振動中に第１の空間エンコードパルスシーケンスを用いて第１の関心領域から磁気共鳴データを繰り返し収集させる。
【００４７】
命令の実行はさらにプロセッサに第２の空間エンコードパルスシーケンスを用いて第２の関心領域からナビゲータデータを収集するよう磁気共鳴イメージングシステムを制御させる。命令の実行はさらに磁気共鳴データの収集をナビゲータデータの収集とインターリーブさせる。命令の実行はさらにプロセッサにナビゲータデータを用いてナビゲータプロファイルのセットを構成させる。命令の実行はさらにプロセッサにナビゲータプロファイルのセットを用いてトランスデューサを記述する少なくとも一つのパラメータを決定させる。命令の実行はさらにプロセッサに磁気共鳴データから少なくとも一つの磁気共鳴レオロジー画像を再構成させる。
【００４８】
別の態様において本発明は医療機器を制御する方法を提供する。医療機器は少なくとも部分的にイメージングゾーン内にいる被験者から磁気共鳴データを収集するための磁気共鳴イメージングシステムを有する。医療機器はイメージングゾーン内の被験者の少なくとも一部を機械的に振動させるためのトランスデューサをさらに有する。医療機器はトランスデューサの振動の振幅、周波数、位相を制御するためのトランスデューサコントローラをさらに有する。方法はトランスデューサを振動するように制御するステップを有する。方法はトランスデューサの振動中に第１の空間エンコードパルスシーケンスを用いて第１の関心領域から磁気共鳴データを繰り返し収集するように磁気共鳴イメージングシステムを制御するステップをさらに有する。
【００４９】
方法は第２の空間エンコードパルスシーケンスを用いて第２の関心領域からナビゲータデータを収集するように磁気共鳴イメージングシステムを制御するステップをさらに有する。収集される磁気共鳴データはナビゲータデータの収集とインターリーブされる。方法はナビゲータデータを用いてナビゲータプロファイルのセットを構成するステップをさらに有する。方法はナビゲータプロファイルのセットを用いてトランスデューサを記述する少なくとも一つのパラメータを決定するステップをさらに有する。方法は磁気共鳴データから少なくとも一つの磁気共鳴レオロジー画像を再構成するステップをさらに有する。
【００５０】
一つ以上の請求項及び／又は本発明の上述の実施形態の一つ以上は、組み合わされる実施形態が相互排他的でない限り組み合わされ得ることが理解される。
【００５１】
以下本発明の好適な実施形態が、ほんの一例として、図面を参照して記載される。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の一実施形態にかかる方法を図示するフロー図を示す。
【図２】本発明の一実施形態にかかる医療機器の一実施例を図示する。
【図３】図２に図示されるイメージングゾーンの詳細図を示す。
【図４】本発明のさらなる実施形態にかかる医療機器を示す。
【図５】本発明のさらなる実施形態にかかる医療機器の概略図を示す。
【図６】フィードバック制御ループ６００の一実施例を図示する。
【図７】フィードバックコントローラ６０２の具体的な実施形態を示す。
【図８】トランスデューサを記述する少なくとも一つのパラメータを決定するためにナビゲータ画像及び／又はデータがどのように使用され得るかを図示する。
【図９】トランスデューサを記述する少なくとも一つのパラメータを決定するためにナビゲータ画像及び／又はデータがどのように使用され得るかをさらに図示する。
【図１０】トランスデューサを記述する少なくとも一つのパラメータを決定するためにナビゲータ画像及び／又はデータがどのように使用され得るかをさらに図示する。
【図１１】トランスデューサを記述する少なくとも一つのパラメータを決定するためにナビゲータ画像及び／又はデータがどのように使用され得るかをさらに図示する。
【図１２】トランスデューサを記述する少なくとも一つのパラメータを決定するためにナビゲータ画像及び／又はデータがどのように使用され得るかをさらに図示する。
【図１３】トランスデューサを記述する少なくとも一つのパラメータを決定するためにナビゲータ画像及び／又はデータがどのように使用され得るかをさらに図示する。
【図１４】磁場センサを有するアセンブリに組み込まれているトランスデューサを図示する。
【図１５】図１４に示す構成を制御するために使用されるフィードバックループの一実施例を示す。
【図１６】本発明の一実施形態にかかるトランスデューサを図示する。
【図１７】本発明のさらなる一実施形態にかかるトランスデューサを図示する。
【図１８】本発明のさらなる一実施形態にかかるトランスデューサを図示する。
【図１９】本発明のさらなる一実施形態にかかるトランスデューサを図示する。
【図２０】図１７に示すトランスデューサ実施形態の一実施例を示す。
【図２１】図２０に示すトランスデューサ実施形態の代替的実施形態を示す。
【図２２】トランスデューサの性能を自動的に構成するための制御ループ２２００の一実施例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００５３】
これらの図面において類似の番号が付けられた要素は均等な要素であるか若しくは同じ機能を実行する。前に論じられている要素は機能が均等である場合後の図面において必ずしも論じられない。
【００５４】
図１は本発明の一実施形態にかかる方法を図示するフロー図を示す。ステップ１においてトランスデューサ若しくはトランスデューサコントローラはトランスデューサを振動させるように制御される。次にステップ１０２において磁気共鳴データが第１の空間エンコードパルスシーケンスを用いて第１の関心領域から繰り返し収集される。次にステップ１０４においてナビゲータデータが第２の空間エンコードパルスシーケンスを用いて第２の関心領域から繰り返し収集される。磁気共鳴データとナビゲータデータはインターリーブ方式で収集される。従ってステップ１０２及び１０４は何度も繰り返され、このフロー図における正確な順序は関係がない。次にステップ１０６においてナビゲータプロファイルのセットがナビゲータデータを用いて構成される。次にステップ１０８においてトランスデューサを記述する少なくとも一つのパラメータがナビゲータプロファイルのセットを用いて決定される。そして最後にステップ１１０において少なくとも一つの磁気共鳴レオロジー画像が磁気共鳴データから再構成される。
【００５５】
図２は本発明の一実施形態にかかる医療機器２００４の一実施例を図示する。医療機器２００は磁石２０４を有する磁気共鳴イメージングシステム２０２を有する。磁石２０４はそれを通るボア２０６を持つ超電導円筒型磁石２０４である。異なるタイプの磁石の使用も可能であり、例えばスプリット円筒磁石及びいわゆるオープン磁石の両方を使用することも可能である。スプリット円筒磁石は磁石の等測面（ｉｓｏ‐ｐｌａｎｅ）へのアクセスを可能にするためにクライオスタットが二つのセクションに分割されている点を除き、標準円筒磁石と同様であり、かかる磁石は例えば荷電粒子ビーム治療と併用して使用され得る。オープン磁石は被験者を受け入れるために十分な大きさの空間を間に持つ上下の二つの磁石セクションを持つ。二つのセクション領域の配置はヘルムホルツコイルのものと同様である。オープン磁石は、被験者があまり閉じ込められないので、一般的である。円筒磁石のクライオスタットの内部に、超電導コイルの集合がある。円筒磁石２０４のボア２０６内に、磁場が磁気共鳴イメージングを実行するために十分に強く均一である、イメージングゾーン２０８がある。
【００５６】
磁石のボア２０６内に、磁石２０４のイメージングゾーン２０８内の磁気スピンを空間エンコードするために磁気共鳴データの収集のために使用される傾斜磁場コイルのセット２１０もある。傾斜磁場コイル２１０は傾斜磁場コイル電源２１２に接続される。傾斜磁場コイル２１０は代表例であることが意図される。典型的に傾斜磁場コイル２１０は三つの直交空間方向に空間エンコードするための三つの個別コイルセットを含む。傾斜磁場電源は傾斜磁場コイルに電流を供給する。傾斜磁場コイル２１０へ供給される電流は時間の関数として制御され、ランプ若しくはパルス化され得る。
【００５７】
イメージングゾーン２０８内の磁気スピンの配向を操作するため、及びまたイメージングゾーン２０８内のスピンからの無線伝送を受信するために、高周波コイル２１４がイメージングゾーン２０８に隣接する。高周波アンテナはマルチコイル素子を含み得る。高周波アンテナはチャネル若しくはアンテナとも称され得る。高周波コイル２１４は高周波トランシーバ２１６に接続される。高周波コイル２１４及び高周波トランシーバ２１６は個別の送信及び受信コイル並びに個別の送信機と受信機によって置き換えられ得る。高周波コイル２１４と高周波トランシーバ２１６は代表例であることが理解される。高周波コイル２１４は専用送信アンテナ及び専用受信アンテナもあらわすことが意図される。同様にトランシーバ２１６は個別送信機と受信機もあらわし得る。
【００５８】
トランスデューサ２２２は被験者２１８の表面上に取り付けられるものとして示される。トランスデューサ２２２はトランスデューサ２２２を駆動するためのエネルギーを供給するトランスデューサコントローラ２２４に接続される。トランスデューサ２２２は被験者２１８内に振動を誘導する。矢印２２６は被験者２１８内に誘導される振動の方向を示す。トランスデューサ２２２と矢印２２６は代表例であることが意図される。一部の実施形態においてトランスデューサと矢印２２６は、トランスデューサ２２２が振動を生じるためにコイルと併用して磁場を使用するので、好適には磁石２０４の磁場とアラインされる。しかしながらトランスデューサ２２２とトランスデューサコントローラ２２４は代表例であり、様々な異なるタイプのトランスデューサ２２２とトランスデューサコントローラ２２４をあらわし得る。
【００５９】
例えばトランスデューサはコイルシステム、空圧システム、液体駆動システム、及び圧電トランスデユーサをあらわし得る。第１の関心領域２２８と第２の関心領域２３０がイメージングゾーン２０８内に示される。第１の関心領域２２８は磁気共鳴データが収集される領域である。第２の関心領域２３０はナビゲータデータが収集される関心領域である。この実施形態において第２の関心領域２３０は第１の関心領域２２８のサブセットである。しかしながら一部の実施形態においてこれらは分離されるか若しくは部分的に分離されてもよい。この実施形態において第２の関心領域２３０はトランスデューサ２２２によって生じる振動運動をキャプチャするために矢印２２６とアラインされる。
【００６０】
関心領域はイメージングゾーン２０８内の領域を定義することが留意されるべきである。しかしながら関心領域の境界は必ずしもそれほどきれいに若しくは明確に定義されない。磁気共鳴データ若しくはナビゲータデータはフーリエ空間において収集され、従って第１の関心領域２２８と第２の関心領域２３０の外側からの寄与を含む。
【００６１】
傾斜磁場コイル電源２１２、トランシーバ２１６、及びトランスデューサコントローラ２２４はコンピュータシステム２３２のハードウェアインターフェース２３４に接続される。コンピュータシステム２４３はプロセッサ２３６をさらに有する。プロセッサ２３６はハードウェアインターフェース２３４、ユーザインターフェース２３８、コンピュータストレージ２４０、及びコンピュータメモリ２４２に接続される。
【００６２】
コンピュータストレージ２４０は第１空間エンコードパルスシーケンス２５０を含むものとして示される。第１空間エンコードパルスシーケンス２５０は磁気共鳴データ２５２を収集するように磁気共鳴イメージングシステム２００を制御するために使用された。コンピュータストレージ２４０は第２空間エンコードパルスシーケンス２５４を含むものとして示される。第２空間エンコードパルスシーケンス２５４は第２の関心領域２３０からナビゲータデータ２５６を収集するために磁気共鳴イメージングシステム２００によって使用された。コンピュータストレージ２４０はナビゲータプロファイル２５８を含むものとして示される。ナビゲータプロファイル２５８はナビゲータデータ２５６を用いて決定された。コンピュータストレージ２４０はさらにナビゲータプロファイル２５８を用いて計算されるパラメータ２６０を含むものとして示される。コンピュータストレージ２４０はさらに磁気共鳴レオロジー画像２６２を含むものとして示される。磁気共鳴レオロジー画像２６２は磁気共鳴データ２５２を用いて計算された。
【００６３】
コンピュータメモリ２４２は制御モジュール２６４を含むものとして示される。制御モジュールはプロセッサが医療機器２００の動作と機能を制御することを可能にするコンピュータ実行可能コードを含む。例えば制御モジュール２６４は磁気共鳴データ２５２とナビゲータデータ２５６を収集するためにパルスシーケンス２５０、２５４を使用し得る。コンピュータメモリ２４２はさらにナビゲータプロファイル構成モジュール２６６を含むものとして示される。ナビゲータプロファイル構成モジュール２６６はプロセッサ２３６がナビゲータデータ２５６からナビゲータプロファイル２５８を再構成することを可能にするコンピュータ実行可能コードを含む。コンピュータメモリ２４２はさらにパラメータ計算モジュール２６８を含むものとして示される。パラメータ計算モジュール２６８はプロセッサ２３６がナビゲータプロファイル２５８からパラメータ２６０を計算することを可能にするコンピュータ実行可能コードを含む。コンピュータメモリ２４２はさらにレオロジー画像構成モジュール２７０を含むものとして示される。レオロジー画像構成モジュール２７０はプロセッサ２３６が磁気共鳴データ２５２から磁気共鳴レオロジー画像２６２を再構成することを可能にするコンピュータ実行可能コードを含む。
【００６４】
図３は図２のイメージングゾーン２０８の詳細図を示す。
【００６５】
図４は本発明のさらなる実施形態にかかる医療機器４００を示す。図４における医療機器は、この医療機器４００がさらに振動センサ４０２を持つ点を除き図２及び３に示すものと同様である。振動センサ４０２は代表例であることが意図される。これは被験者２１８の表面と接触して示されるが、一部の実施形態において振動センサ４０２はトランスデューサ２２２と接触し得る。振動センサ４０２は異なるタイプの振動センサの代表例であることも意図される。例えば振動センサは、限定されないが、加速度計、ひずみゲージ、圧力ゲージ、圧電トランスデユーサ、マイクロフォン、若しくは様々なこれらセンサの組み合わせであり得る。
【００６６】
コンピュータストレージ２４０はさらに磁気共鳴データ２５２及び／又はナビゲータデータ２５６の収集中に振動センサ４０２によって収集されるセンサデータ４０４を含むものとして示される。この実施形態においてパラメータ計算モジュール２６８はさらにプロセッサ２３６がパラメータ２６０の計算においてセンサデータ４０４も使用することを可能にするように動作可能である。
【００６７】
本発明の一部の実施形態は低品質に起因する（例えばレオロジートランスデューサを通る電流が最適に設定されない場合）測定の不要な繰り返しを回避してレオロジー性能を増すために、及び患者の安心を増すために、フィードバックループを使用し得る。特に、患者のサイズが変化し、従って体内の脂肪分布が患者によって変わる場合、良好なイメージング結果を得るためのレオロジーユニットの設定を適応させる必要がある。イメージングデータとモニタリングされたオシレータデータに基づく自動チューニング機構はその性能を改善し得る。
【００６８】
本発明の実施形態はアプリケータ若しくは周辺組織の振動振幅及び周波数、並びに電気機械トランスデューサの場合は装置を通る電流を測定し得る。アプリケータ性能のモニタリングは位相、周波数及び振幅に関してオシレータの入力信号を修正することを可能にする。さらに、イメージング結果に基づいてフィードバック情報が生成される。これらの情報全てがオシレータをステアリングするために制御装置において組み合わされる。
【００６９】
図５は本発明のさらなる実施形態にかかる医療機器５００の概略図を示す。図５はレオロジーアプリケータを持つＭＲＩシステムを示す。肝臓セットアップは別にして、胸部若しくは頭部イメージングのような他の用途が知られる。図５に示す実施形態は図２及び４に示すものと同様である。しかしながら、全構成要素が図５に示されるわけではない。被験者２１８が患者台２２０上に横になっている磁気共鳴イメージングシステム２０２がある。レオロジーアプリケータ５０２若しくはトランスデューサは被験者２１８と接触していることが見られる。レオロジーアプリケータ５０２はこの図には示されないトランスデューサコントローラに接続するように動作可能な駆動信号及びセンシングライン５０４と接続される。
【００７０】
図６はフィードバック制御ループ６００の一実施例を図示する。増幅器６０６を制御するフィードバックコントローラ６０２はトランスデューサコントローラ２２４の一実施形態をなす。これはトランスデューサ２２２を駆動するために使用される。フィードバックコントローラ６０２はトランスデューサ２２２を振動させるための要求信号６０４に応答する。増幅器６０６はフィードバックコントローラへ直接フィードバック６０８を供給する。トランスデューサ２２２もアプリケータにおける間接測定である直接フィードバック６１２を供給する。トランスデューサ２２２は直接測定若しくは直接フィードバック６１４もコントローラ６０２へ供給する。直接測定はトランスデューサ２２２によって生じる機械的振動の実測である。システムは随意に振動センサ６１６も持ち得る。振動センサからの測定はフィードバック制御ユニット６０２へのフィードバック６１８として供給される。フィードバックコントローラは例えばオペレータが磁気共鳴イメージングシステムを制御するために使用しているグラフィカルユーザインターフェースを通じて、磁気共鳴画像に対して実行される画像再構成６２０からのフィードバックと、磁気共鳴システムコンソール６２２からの直接制御命令もとり得る。画像フィードバック６２０は診断画像の形であり得るか、又はナビゲータ画像若しくはデータの形であり得る。
【００７１】
図６はフィードバック制御ループとフィードバック入力データ測定を示す。かかるフィードバックループのために使用可能なデータは振動周波数及び振幅、アプリケータを通る電流若しくは温度であり得る。
【００７２】
上述の通り、図６は制御ループを示す。主要な要素としてレオロジーアプリケータは可聴周波数増幅器（ここではＡＣ電流駆動コイルの実施例）によって駆動される。増幅器入力信号は測定によって得られる値のセットに基づいて計算される：
‐アプリケータにおける間接測定：振動コイルを通る若しくは増幅器における電流
‐アプリケータにおける直接測定：機械的振動のマグニチュードの測定
‐追加装置における直接測定：機械的振動用のセンサが患者の組織に取り付けられ、例えば組織の機械的振動を直接測定するために患者の周りに巻き付けられる、抵抗ひずみゲージを持つガードル、若しくは加速度センサが機械的パラメータを測定する
‐画像再構成／ＭＲコンソールからの導出。最初のレオロジーキャリブレーション測定に基づいて、画像パラメータが導出され、対応する結果が計算される。これらの結果に基づいて、振動のマグニチュードが削減若しくは増加され得る。
‐ＭＲコンソールとオシレータ駆動増幅器の間の直接リンクがイメージングシーケンスと機械的振動の適用を同期させることを可能にする。
さらに、必要なときにのみオシレータがスイッチを入れられるように、ＭＲＩイメージングシーケンスのリアルタイムデータがフィードバック制御のための入力において使用される。
【００７３】
フィードバック制御ループは取り付けられる装置の範囲内で要求信号に従って出力を調節する。フィードバックループ全体若しくはループの一部はトランスデューサセットアップに組み込まれることもできる。トランスデューサとＭＲＩシステム間の通信は例えば光学若しくは無線システムを用いて実行される。
【００７４】
異なる被験者に対するフィードバックループとプリセットデータのオートキャリブレーション（体重、脂肪、イメージングデータ、データベース）はループを制御するソフトウェアにおいて実施され得る。
【００７５】
図７はフィードバックコントローラ６０２の具体的実施形態を示す。フィードバックコントローラは例えば要求信号６０４を受信してオペレータへの信号７０２を送信することが可能であり得る。オペレータは構成要素７００として示される。オペレータへの信号７０２は制御論理７０４装置からきてもよい。コンパレータ７０６は制御オブジェクト７０４からの信号と要求信号を比較し得る。そしてこれは第２のルックアップテーブル７０８へ送られる。第２のルックアップテーブル７０８の出力においてデジタル‐アナログ変換器７１０があり、これは図６に示す増幅器６０６へ信号を供給する。制御オブジェクト部７０４は様々なタイプのフィードバックを組み合わせる。例えば磁気共鳴コンソール制御６２２は磁気共鳴イメージングパルスシーケンスによって制御されるスイッチ７１６を持ち得る。様々なタイプの他の入力も含まれ得る。例えば増幅器信号６０８及び磁気共鳴ベースフィードバック６２０がある。デジタルアナログ変換器７１２を通る様々なタイプのアナログセンサ入力７１１もあり得る。デジタルセンサ入力７１３もあり得る。様々なタイプの入力が第１のルックアップテーブル７１４に対して比較される。第１のルックアップテーブル７１４は制御オブジェクト７０４からの値をコンパレータ７０６へ供給する。
【００７６】
図７はフィードバック制御装置の実現を示す。要求信号、測定信号、画像ベース情報、及びＭＲＩシーケンス入力が入力となる。センサ自体がＡＤ変換をしない場合、測定信号をデジタル化することが要求され得る。入力装置制御論理はフィードバック入力信号をそれらの重要性に従ってソートする。ＭＲＩシーケンス入力（ＭＲコンソール）は最高優先度を持つ：振動が要求されない場合振動はオフにされる。ＭＲコンソールは緊急のため患者（ナースコール）によるスキャン中断の場合に振動を停止することもできる。第２の重要な信号はＭＲＩベース情報である：これは要求信号と比較される。特定の効果、例えばコントラストに達しない場合、増幅器入力信号がルックアップテーブル（ＬＵＴ２）に従って調節される。ＬＵＴ２はキャリブレーション測定、増幅器若しくは他の装置の電力制限のようなシステムコンポーネントの知識、及び患者を傷つけることに対するレオロジーアプリケータ限界から得られる。出力信号は増幅器に与えられ、これはおそらくアナログ入力信号を必要とする。
【００７７】
増幅器（出力カプラ）、オシレータにおけるセンサ、若しくは振動センサの測定信号が三番目に重要である。それらは装置のセットアップをチェックするために使用され得る。例：測定ＭＲ画像における消失効果はレオロジーアプリケータの低振動から生じ得る。その場合増幅器出力は増加される必要がある。しかしながら、これは組織へのレオロジーアプリケータの機械的カップリングの消失からも生じ得る。かかる障害はチェーンの異なる段階においてセンサを比較する入力装置制御論理において検出され得る。チェーンの異なる部分から生じる信号に対する許容差範囲への限界がＬＵＴ１に記憶される。
【００７８】
記載されるプロセスはＭＲＩレオロジー測定のはじめに一度実行され、ドリフトを補償し正常に機能していることをチェックするために、測定中に連続的に繰り返される。
【００７９】
フィードバック制御ユニットはスタンドアロン装置であり得るか、若しくはこれはオペレータコンソールの一部であり得、その場合これは追加ハード及びソフトウェアによって拡張される必要がある。
【００８０】
図８‐１３はトランスデューサを記述する少なくとも一つのパラメータを決定するためにナビゲータ画像及び／又はデータがどのように使用され得るかを図示する。
【００８１】
図８はテスト画像８００、８０２を示す。画像８００は画像８００のマグニチュードを示し、画像８０２はテスト画像の位相を示す。この場合テスト画像はマグニチュードと位相の両方を有する。そしてこの画像８００、８０２はフーリエ変換される。８０４はｋ空間におけるテスト画像のマグニチュードを示し、画像８０６はフーリエ変換画像の位相８０６を示す。単一のブライトスポット８０８がｋ空間マグニチュード画像８０４に存在することが見られる。
【００８２】
図９は同じマグニチュード画像８００を示すが、この場合正弦波位相が位相画像９０２に導入されている。フーリエ変換が実行されるとき、位相画像９０６は位相画像８０６と異なることが見られる。特に重要なことはｋ空間マグニチュード画像９０４における変化である。この場合一連のブライトスポット９０８があることが見られる。
【００８３】
図１０はこの場合テスト画像の位相１００２がより高い空間周波数の正弦波位相を持つ点を除き、図９に示すものと同様の画像のセットを示す。フーリエ変換画像１００４、１００６は画像９０６のｋ空間位相に対するｋ空間位相１００６の変化を示すことが見られる。特に重要なことはｋ空間マグニチュード画像１００４において複数のブライトスポット１００８もあることが見られる点である。しかしながらブライトスポット１００８はブライトスポット９０８よりもさらに間隔が離れている。従ってｋ空間におけるスポットのマグニチュードはトランスデューサの位相と振幅を決定するのに特に役立ち得る。振幅が増加するにつれてｋ空間マグニチュード画像における明るさは増加する。空間周波数が増加するにつれてｋ空間マグニチュード画像１００４におけるブライトスポットはさらに離れていく。この結果は、磁気共鳴データがｋ空間において収集されるので特に有用であり得る。トランスデューサの振幅及び位相は画像の再構成を実行することなく制御され得る。
【００８４】
図１１‐１３はｋ空間において単一ラインをとることによってもこれがどのように適用され得るかを図示する。図１１は４プロットを示す。図１１００は画像８００の断面を示し、プロット１１０２はプロット８０２の断面を示す。そしてプロット１１００と１１０２のこれらの値はフーリエ変換される。マグニチュードにおけるｋ空間は１１０４にプロットされ、位相は１１０６にプロットされる。ｋ空間マグニチュードプロット１１０４において単一の大きなピーク１１０８があることが見られる。
【００８５】
図１２は画像８００の断面と画像９０２の断面を示し、これはプロット１２０２にプロットされる。そしてこれらの値はフーリエ変換される。マグニチュードプロット１２０４と位相プロット１２０６がある。マグニチュードプロット１２０４において目に見える最低三つのピーク１２０８がある。
【００８６】
図１３は図１１００にプロットされる画像８００の断面と、プロット１３０２にプロットされる画像１００２の断面を示す。そしてこれらの値はフーリエ変換され、ｋ空間マグニチュードプロットは１３０４であり、ｋ空間位相プロットはプロット１３０６である。マグニチュードプロット１３０４において再度目に見える複数のピーク１３０８があることが見られる。しかしながらピークの間隔が変化している。図１１‐１３に示すｋ空間プロットは磁気共鳴データの単一ラインを収集することによって収集され得るデータの代表例である。これはｋ空間データの単一ラインで振幅と位相がどのように決定され得るかを例示する。このデータを収集し解釈するのは極めて迅速であり得るので、これはトランスデューサの振幅と位相を制御する極めて効率的な方法であり得る。
【００８７】
典型的な電気駆動のレオロジートランスデューサはＢ０場へのその配向から独立してフリーランニングに作動される。トランスデューサがｚ軸に対して離れて傾斜されるとき、装置を通る定電流を仮定すると振動振幅は削減される。
【００８８】
我々はトランスデューサの位置におけるＢ０場を決定するための一つ若しくは複数のホールセンサ又は他のフィールドプローブの組み込みを提案する。トランスデューサがｚ軸に対して傾斜されるか若しくは半径方向に動かされる場合、センサの出力は削減されたＢ０場に対する値を与え、これは振動振幅が一定に維持されるようにトランスデューサ電流を駆動するために使用される。トランスデューサの正確な固定のために役立つ情報を受けるので、臨床ユーザにとって改良されたワークフローが提供される。
【００８９】
ＭＲレオロジーはＢ０場内部の低周波数電流で駆動されるフィールド補償コイルから成るトランスデューサを用いて実行され得る。装置は印加電流の周波数で振動し始める。振動振幅は電流及び外部磁場に対する装置の配向に依存する。所与の電流に対し振動振幅はコイル巻線の平面がもはやＢ０場に平行でなくなるとすぐに減少する。
【００９０】
本発明の一部の実施形態はトランスデューサの傾斜の効果を所定量若しくは一定トランスデューサ運動に補正し得る。トランスデユーサが患者に取り付けられる場合、例えば呼吸によるトランスデューサ傾斜の効果が補正され得る。
【００９１】
装置の位置におけるＢ０場の値がリアルタイムに測定され得るように、一つ若しくは複数の磁場センサがトランスデューサに組み込まれ得る。患者若しくはトランスデューサ運動中、及びトランスデューサの再配置後に、振動振幅が一定に維持され得るように、センサの出力はトランスデューサの駆動電流を制御するための手段を提供する。体内への音波の最適な侵入のために、トランスデューサユニットはそのハウジングに対して角を付けられ得る。
【００９２】
図１４は磁場センサ１４０２を有するアセンブリ１４００に組み込まれているトランスデューサ２２２を図示する。磁場センサ１４０２はセンサ信号１４０４をトランスデューサコントローラ２２４へ送る。そしてトランスデューサコントローラはトランスデューサ２２２の位相と振幅を調節し得る。トランスデューサコントローラ２２４も磁気共鳴イメージングコンソール１４０６へ信号を送信し得る。
【００９３】
トランスデューサを通る電流に対するエラー信号を供給するために、フィールドプローブがトランスデューサハウジングの上若しくは内部に置かれる（図１４参照）。かかるフィールドプローブはホールセンサ若しくは他のタイプの磁場プローブ、例えばピックアップループであり得る。
【００９４】
センサは読み出され、複数のセンサの場合、信号の結合が実行され得る。複数の異なるフィールド測定もさらなる処理のために使用され得る。そして測定値はＢ０に対する所定値若しくは事前に決定されるキャリブレーション値のいずれかと比較される。単純な論理が偏差信号を供給し、それをトランスデューサを駆動する電流源の入力へ与える。この入力信号はＰＩＤレギュレータを用いてフィルタされ得る（比例／積分／微分）。このセットアップは図１５に示される。
【００９５】
図１５は図１４に示す構成を制御するために使用されるフィードバックループ１５００の一実施例を示す。電力増幅器１５０４へ駆動信号１５０６を送信するトランスデューサドライバがあり得る。トランスデューサドライバと電力増幅器はトランスデューサコントローラ２２４の一実施形態を有し得る。電力増幅器はトランスデューサアセンブリ１４００内のトランスデューサへ増幅駆動信号１５０８を出力する。アセンブリ１４００内のフィールドセンサは信号結合フィルタ１５１２へフィールドセンシング信号１５１０を送信する。信号結合フィルタはＰＩＤレギュレータを持つ。信号結合フィルタ１５１２はトランスデューサドライバ１５０２へエア信号１５１４を出力する。これは閉制御ループを形成する。
【００９６】
図１５において、フィードバックループはレオロジートランスデューサを操作する。例えば正弦波信号を供給するトランスデューサドライバとして典型的に波形発生器が使用される。この信号は増幅されてトランスデューサへ印加される。本発明はトランスデューサへフィールドプローブを追加することを提案する。これらプローブの出力信号は信号結合器／フィルタ／レギュレータへ与えられ、このユニットは最適トランスデューサ効率及び一定振動振幅のために駆動信号に対してエラー信号を追加する。
【００９７】
トランスデューサを保護するために電源によって供給される最大電流も設定される。この機構は、トランスデューサを破壊し得る、フィードバックループが電流を無限に増加することを許さない。
【００９８】
トランスデューサの位置付けは光学若しくは音響フィードバックによって臨床ユーザにとって改善され得る。フィールドセンサの出力が連続的にモニタリングされると仮定すると、この信号は最大振動振幅を与えるトランスデューサ位置を導出するために使用され得る。どの位置が最大トランスデューサ振幅を与えるかの表示は、例えば一列のＬＥＤ若しくは音響信号を用いて光学的視覚化によって与えられ得る。
【００９９】
トランスデューサの位置付けは重要であり、熟練した及び訓練されたユーザを必要とする。体内の音波の振幅を最大化するために、接続されたピストンを伴うハウジングとオシレータの間のヒンジは被験者に対する最適励起角度を規定する。ｋ空間の中心を部分的にのみカバーする高速準備シーケンスはオシレータのアラインメントに必要なフィードバック情報を提供する。Ｂ０センサは適切なオシレータユニットにおいて接続される。
【０１００】
ＭＲＩレオロジーは粘弾性情報に基づき、診断の特異度の大幅な上昇につながる。我々はカップリングを最大化し運動の影響を補正するために被験者の体への機械的カップリングを動的に変化させることを提案する。ピストンのオフセットは可変長及び傾斜角によって変更され、ピストンのサイズと形も可変であり得る。ピストンのオフセットは個々の患者の身体サイズに対して波の振幅を最大化する、身体への最適な力学的波のインターフェースを得るために、ＭＲＩ測定を介して制御される。
【０１０１】
患者間の解剖学的構造の違いのために、一つの設定可能なレオロジー装置が手順の最適な結果を提供し得るので、ワークフローが大幅に改善される。患者の苦痛が防止される。
【０１０２】
ＭＲレオロジーは組織の機械的特性を特徴付けるために磁気共鳴トモグラフィが使用されるイメージング法である。この目的で、組織はイメージング中に機械的に振動するように駆動され、追加のイメージングコントラストをもたらす。従って低周波数の力学的波が組織にカップリングされ、機械的励起に位相固定されるＭＲシーケンスを介して視覚化される。触診は客観的絶対物理量の評価に変えられており、その診断価値が定量化され得る。
【０１０３】
この情報は組織（健常、悪性、…）をその粘弾性特性に基づいて区別するために使用されることができ、例えばがん診断に対する特異度の大幅な上昇につながる。組織への機械的振動を使用するために複数の異なるトランスデューサが提案されており、ＭＲスキャナ内部のＢ０場を利用する、つまり電磁設計を示している。圧電駆動トランスデューサ若しくは空圧設計が臨床用途のために提案された。
【０１０４】
組織の振動は関心イメージング領域近くへ患者に機械的オシレータを取り付けることによって得られる。オシレータは静磁場Ｂ０において振動するＡＣ電流駆動コイルのような電気機械変換器に基づき得る。組織の機械的励起は固定サイズ、長さ及び位置を持つピストンを用いて生成される。
【０１０５】
被験者への個別適応は最適なカップリングを、従って最適な再構成のための体内への良好な力学的波伝達を提供することができ、これは必須である。
【０１０６】
今日、振動のマグニチュードは例えば上述の電気機械オシレータのコイルを通る電流を設定することによって、経験に基づいて手動で調節される。本発明の一部の実施形態によって対処され得る問題は：
・患者の身体への機械的マッチングは剛体トランスデューサセットアップにとって準最適である
・異なるサイズの患者の身体への個別適応が提供されない
・局所組織境界への適応が可能でない
・典型的な設計において運動及び呼吸は補正されない
・最大レベルにおける振動が制御されない
・患者の安心が保証されない
【０１０７】
レオロジーオシレータのピストンのオフセットはＭＲＩ測定を介して制御され、個々の患者の身体サイズにとって最適な波振幅を提供する身体への力学的波の最適なインターフェースが保証され、位置付けのための効率的な支援を提供する。
【０１０８】
異なるパラメータ、例えばピストンの長さ、傾斜角、若しくはピストンの接触面の直径が、電気機械的に変更／適応され得る。特に様々な患者サイズ、及び従って体内で変化する脂肪分布に対して、良好なイメージング結果を得るためのレオロジーユニットの設定が適応され得る。イメージングデータ及びモニタリングされたオシレータデータに基づく自動チューニング機構はその性能を改善する。最大レベルでの振動は除外され、これは患者の苦痛を防止する。
【０１０９】
本発明の一部の実施形態はピストンの長さ（オフセット）、オシレータハウジングに対するピストンの傾斜角、及び患者の身体へのピストンの接触面のような装置パラメータの外部変動を提供する手段をレオロジートランスデューサに組み込む。
【０１１０】
図１６は本発明の一実施形態にかかるトランスデューサ１６００を図示する。この実施形態において可変長のピストン１６０２がある。ピストンはオシレータ１６０４を接触面１６０８へ接続する。接触面１６０８は被験者の表面と接触するため及び被験者へ振動を伝えるように動作可能である。ピストン１６０２が長さを変えることを可能にするドライブ１６０６がある。これは可変距離１６１０をもたらす。
【０１１１】
図１７は代替的なトランスデューサ設計１７００を示す。この実施例において接触面１６０８はトランスデューサ１７００の残りの部分に対して傾斜される。接触面１６０８はピストン１７０２を介してオシレータ１６０４へ接続される。ピストン１７０２を回転させるように動作可能なドライブ１７０６がある。このように接触面１６０８の角度は方向１７１０に回転され得る。回転させることによって接触面１６０８と被験者の間の接触角が変更され得る。
【０１１２】
図１８は本発明の一実施形態にかかるトランスデューサ１８００の代替的な実施形態を示す。この実施形態はこの場合ピストン１８０２が固定される点を除き他のものと同様である。ピストンはオシレータ１６０４と接触面１６０８の間で振動を伝える。この場合接触面１６０８は変更可能な表面積を持つ。例えば接触面１６０８は二つ以上のプレートから構成され得、プレート間の間隔を制御するために駆動機構１８０６が使用され得る。
【０１１３】
図１９は本発明にかかるトランスデューサ１９００のさらなる実施形態を示す。この実施形態ではピストン１８０２に取り付けられる膨張可能領域１９０２がある。ドライブ１９０６は膨張可能領域１９０２を膨張若しくは収縮させることができ、それによって接触面１６０８の形で危険を生じる。
【０１１４】
図１６乃至１９は改良された結果のためにレオロジーセッション中に遠隔で変更され得るピストンの異なるパラメータを示す。主要な要素としてレオロジーアプリケータは可聴周波数増幅器（ここではＡＣ電流駆動コイルの実施例）によって駆動される。増幅器入力信号とオフセットの入力が、ＭＲＩ測定によって得られる値のセットに基づいて計算される。
【０１１５】
ＭＲコンソールとオフセット駆動インターフェースとコントロールとの間の直接リンクは、イメージングシーケンスと機械的振動パラメータセットの適用とを同期させることを可能にする。さらに、ダイナミックピストンを持つオシレータが必要なときのみスイッチを入れられるように、ＭＲＩイメージングシーケンスのリアルタイムデータがフィードバック制御のための入力において使用される。フィードバックループと異なる被験者に対するプリセットデータ（体重、脂肪、イメージングデータ、データベース）のオートキャリブレーションが、ループを制御するソフトウェアにおいて実施される。上記プロセスはＭＲＩレオロジー測定のはじめに一度実行され、患者の動き及び運動中に異なる機械的マッチングを補正するために測定中に連続的に繰り返される。
【０１１６】
図２０はかかる装置を実現する方法の一実施例を示す。ピストンはねじ状接続を介してオシレータにしっかりと取り付けられる。機械的固定のために必要以上の巻線／空間がある。ピストンを回転させることによって、オシレータとピストン（患者）の距離が調節され得る。このために、ピストンは垂直歯車を持ち、ここにマッチする第２の歯車を持つ距離‐ドライバが取り付けられる。回転のほんの一部だけを駆動することによって、ピストンの角度が変更され得る。
【０１１７】
図２０は図１７に示す実施形態の一実施例を示す。図２０はトランスデューサ１７００を示す。ハウジング２０００内にオシレータがあり、これはそれらの内部に取り付けられる巻線２００２を持つ。ドライバ１７０６がギア２００４を駆動する。ギア２００４を駆動することでピストン１７０２を巻線２００２において回転させる。これはピストン１７０２をオシレータハウジング２０００を出入りして動かす。この実施例において接触面１６０８は斜めに傾斜される。ドライバ１７０６がギア２００４を回転させると接触面１６０８は巻線の軸の中心まわりに回転され、ピストン１７０６もその距離を変える。
【０１１８】
図２１は図２０に示す実施形態の改良版を示す。図２１はトランスデューサ２１００を示す。この場合第２のドライバ２１０２が追加されている。ドライバ２１０２はギア２１０４を回す。これらはピストン１７０２をねじ若しくは巻線２１０４上で回転させる。ドライバ１７０６は袋ねじ２１０６を回転させるために取り付けられるギア２００４を回転させる。巻線２１０４若しくはねじはピストン１７０６と袋ねじ２１０６の間に取り付けられる。ドライバ１７０６及び２１０２両方を制御することによってピストン１７０６の変位と表面１７０８が回転される角度の両方が制御され得る。
【０１１９】
図２１はどのように両機能が組み合わされ得るかを示す。第１のドライバから駆動されるねじは袋ねじであり、内部巻線を備える。これらの巻線はピストンを保持する。下端にピストン自体が第２の垂直歯車を持つ。第２のドライバを介してこれを駆動することによってピストンの角度を変化させる。両ドライバを同時に（異なる方向に同じ角速度で）駆動することで、一方が並目ねじを備え一方が細目ねじを備えるならば、高さを変化させる。
【０１２０】
図２１において、身体へのピストンの修正されたカップリングのための異なるオプションが示される：長さのオフセット、トランスデューサハウジングに対するピストンの傾斜、身体への可変接触面。
【０１２１】
ピストンをオフセットするためのドライブは、ＭＲスキャナの外側で生成される力をオフセット機構へ伝える、空圧装置、圧電モータ、若しくはボーデンケーブルによって実現され得る。
【０１２２】
トランスデューサとＭＲＩシステム間の通信は例えば光学若しくは無線技術を用いて実行される。
【０１２３】
図２２はトランスデューサ２２２の性能を自動的に構成するための制御ループ２２００の一実施例を示す。例えば磁気共鳴スキャン２２０２がトランスデューサコントローラ２２４への入力として使用され得る。この実施例においてトランスデューサコントローラ２２４は音響増幅器２２０５へコマンドを供給するアナログ‐デジタル変換及び論理ユニット２２０３を有する。コントローラ２２０３は図１６‐２１の実施形態に示す可能な調節のいずれかを含むトランスデューサ２２２への信号も供給する。レオロジートランスデューサ２２２はコントローラ２２０３へ直接フィードバックも供給し得る。例えばピストン長が調節可能である場合、トランスデューサはピストン長を記述するエンコーダデータ２２０４を供給し得る。ピストン角が調節可能である場合トランスデューサ２２２はピストン角を記述するエンコーダデータ２２０６を供給し得る。トランスデューサが接触面の表面積若しくはピストン直径を変えることができる場合、トランスデューサ２２２は接触面の面積を記述するエンコーダデータ２２０８を供給し得る。トランスデューサが調節可能なピストンサイズを持つ場合、トランスデューサ２２２はピストンサイズを記述するエンコーダデータ２２１０を記述するフィードバックをコントローラ２２０３へ供給し得る。
【０１２４】
図２２：レオロジートランスデューサが最適性能のために自動的に構成される方法についての略図。トランスデューサはピストン長傾斜角、直径若しくはサイズについてのデータを供給し得るエンコーダを備える。これらのデータは論理ユニット（ハード若しくはソフトウェア）へ与えられ、これはレオロジーテストスキャン（プレスキャン）の結果も受信する。スキャンの質に依存して、トランスデューサに対するパラメータ及び／又は駆動電力が調節される。別のスキャンが結果を検証する。このループは検査の前に実行されるか若しくは最良の可能な結果を常に提供する検査とインターリーブされ得る。患者の苦痛が防止される。
【０１２５】
本発明は図面と上記記載に詳細に図示され記載されているが、かかる図示と記載は説明若しくは例示であって限定ではないとみなされるものとする；本発明は開示の実施形態に限定されない。
【０１２６】
開示の実施形態への他の変更は、図面、開示、及び添付の請求項の考察から、請求される発明を実施する上で当業者によって理解されもたらされることができる。請求項において、"有する"という語は他の要素若しくはステップを除外せず、不定冠詞"ａ"若しくは"ａｎ"は複数を除外しない。単一のプロセッサ若しくは他のユニットは請求項に列挙される複数の項目の機能を満たし得る。特定の手段が相互に異なる従属請求項に列挙されるという単なる事実は、これら手段の組み合わせが有利に使用されることができないことを示さない。コンピュータプログラムは他のハードウェアと一緒に若しくはその一部として設けられる光記憶媒体若しくはソリッドステート媒体などの適切な媒体上に記憶／分散され得るが、インターネット又は有線若しくは無線通信システムなどを介して他の形式で分散されてもよい。請求項における任意の参照符号は範囲を限定するものと解釈されてはならない。
【符号の説明】
【０１２７】
２００    医療機器
２０２    磁気共鳴イメージングシステム
２０４    磁石
２０６    磁石のボア
２０８    イメージングゾーン
２１０    傾斜磁場コイル
２１２    傾斜磁場コイル電源
２１４    高周波コイル
２１６    トランシーバ
２１８    被験者
２２０    被験者支持部
２２２    トランスデューサ
２２４    トランスデューサコントローラ
２２６    振動の方向
２２８    第１の関心領域
２３０    第２の関心領域
２３２    コンピュータシステム
２３４    ハードウェアインターフェース
２３６    プロセッサ
２３８    ユーザインターフェース
２４０    コンピュータストレージ
２４２    コンピュータメモリ
２５０    第１の空間エンコードパルスシーケンス
２５２    磁気共鳴データ
２５４    第２の空間エンコードパルスシーケンス
２５６    ナビゲータデータ
２５８    ナビゲータプロファイル
２６０    パラメータ
２６２    磁気共鳴レオロジー画像
２６４    制御モジュール
２６６    ナビゲータプロファイル構成モジュール
２６８    パラメータ計算モジュール
２７０    レオロジー画像再構成モジュール
４００    医療機器
４０２    振動センサ
４０４    センサデータ
５００    医療機器
５０２    レオロジーアプリケータ
５０４    駆動信号及びセンシングライン
６００    フィードバック制御ループ
６０２    フィードバックコントローラ
６０４    要求信号
６０６    増幅器
６０８    増幅器フィードバック
６１０    レオロジーアプリケータ／トランスデューサ
６１２    トランスデューサにおける間接フィードバック
６１４    トランスデューサにおける直接フィードバック
６１６    振動センサ
６１８    振動センサフィードバック
６２０    画像再構成フィードバック
６２２    ＭＲコンソールフィードバック
７００    オペレータ
７０２    オペレータへの信号
７０４    制御論理
７０６    コンパレータ
７０８    ルックアップテーブル２
７１０    デジタル‐アナログ変換器
７１２    アナログ‐デジタル変換器
７１４    ルックアップテーブル１
７１６    スイッチ
８００    テスト画像のマグニチュード
８０２    テスト画像の位相
８０４    ｋ空間におけるマグニチュード
８０６    ｋ空間における位相
８０８    単一のブライトスポット
９０２    テスト画像の位相
９０４    ｋ空間におけるマグニチュード
９０６    ｋ空間における位相
９０８    複数のブライトスポット
１００２  テスト画像の位相
１００４  ｋ空間におけるマグニチュード
１００６  ｋ空間における位相
１００８  複数のブライトスポット
１１００  画像８００の断面
１１０２  画像８０２の断面
１１０４  ｋ空間におけるマグニチュード
１１０６  ｋ空間における位相
１１０８  ピーク
１２０２  画像９０２の断面
１２０４  ｋ空間におけるマグニチュード
１２０６  ｋ空間における位相
１２０８  複数のピーク
１３０２  画像１００２の断面
１３０４  ｋ空間におけるマグニチュード
１３０６  ｋ空間における位相
１３０８  複数のピーク
１４００  アセンブリ
１４０２  磁場センサ
１４０４  センサ信号
１４０６  ＭＲＩコンソール
１５００  フィードバックループ
１５０２  トランスデューサドライバ
１５０４  電力増幅器
１５０６  駆動信号
１５０８  増幅駆動信号
１５１０  フィールドセンシング信号
１５１２  信号結合フィルタ
１５１４  エラー信号
１６００  トランスデューサ
１６０２  ピストン
１６０４  オシレータ
１６０６  ドライブ
１６０８  接触面
１６１０  可変距離
１７００  トランスデューサ
１７０２  ピストン
１７０６  ドライブ
１８００  トランスデューサ
１８０２  ピストン
１８０６  ドライブ
１８１０  拡張の方向
１９００  トランスデューサ
１９０２  膨張可能領域
１９０６  ドライブ
２０００  オシレータとハウジング
２００２  巻線
２００４  ギア
２１００  トランスデューサ
２１０２  ドライバ
２１０４  巻線
２１０６  袋ねじ
２２００  制御ループ
２２０２  磁気共鳴スキャン
２２０３  アナログ‐デジタル変換器と論理コントローラ
２２０４  エンコーダデータ：ピストン長
２２０５  音響増幅器
２２０６  エンコーダデータ：ピストン角
２２０８  エンコーダデータ：ピストン直径
２２１０  エンコーダデータ：ピストンサイズ
【図１】
2015531259.tif 000003
【図２】
2015531259.tif 000004
【図３】
2015531259.tif 000005
【図４】
2015531259.tif 000006
【図５】
2015531259.tif 000007
【図６】
2015531259.tif 000008
【図７】
2015531259.tif 000009
【図８】
2015531259.tif 000010
【図９】
2015531259.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
2015531259.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
2015531259.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
2015531259.tif 000017
【図１６】
2015531259.tif 000018
【図１７】
2015531259.tif 000019
【図１８】
2015531259.tif 000020
【図１９】
2015531259.tif 000021
【図２０】
2015531259.tif 000022
【図２１】
2015531259.tif 000023
【図２２】
2015531259.tif 000024
【国際調査報告】
2015531259.tif 000025
2015531259.tif 000026
2015531259.tif 000027