(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
患者に磁気共鳴（ＭＲ）造影剤を投与する手段と、
患者の心臓に対してコントラスト強調ＭＲ検査を行う手段と、
シネＭＲ検査手段を有し、
前記コントラスト強調ＭＲ検査手段は、造影剤投与後所定時間の後、造影剤により強調された心筋組織を特定することにより梗塞心筋組織を判別し、
前記シネＭＲ検査手段は、異常な動きを示す非強調心筋組織を特定することにより損傷心筋組織を判別し、強調も異常な動きも見せない心筋組織を特定することにより正常な心筋組織を判別するよう構成された、ＭＲイメージングにより患者の正常な心筋組織、損傷を有する心筋組織、及び梗塞心筋組織を判別する装置。
【請求項２】
造影剤としてガドリニウムのキレートが使用される、請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記所定時間が最低１０分、最大９０分である、請求項１記載の装置。
【請求項４】
前記ＭＲ検査手段が、Ｔ１重み付けＭＲパルスシーケンスを使用するよう構成された、請求項１記載の装置。
【請求項５】
前記シネＭＲ検査手段はシネＭＲ検査を、ＭＲ造影剤の投与後、かつコントラスト強調ＭＲ検査の前に実行する、請求項１記載の装置。
【請求項６】
前記Ｔ１重み付けＭＲパルスシーケンスが、磁化駆動スポイルドグラジエント（ＭＤ−ＳＰＧＲ）型である、請求項４記載の装置。
【請求項７】
前記Ｔ１重み付けＭＲパルスが、反転回復高速低角度ショット（ＩＲ−ＦＬＡＳＨ）型である、請求項４記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は心臓学に関し、より詳細には心筋疾患の診断、特に磁気共鳴映像法（ＭＲＩ）を用いた心筋疾患の診断に関する。
【０００２】
医師は心筋組織を３つのカテゴリーに分類して考慮する。１つは“正常”であり、正常な心筋組織は、心臓の鼓動に伴う正常な膨張・収縮に従って正常な運動を行うことができる生きた組織である。本出願においては、心筋組織が正常かどうかの判断は患者を安静状態において行う。
【０００３】
心筋組織の別のカテゴリーは“損傷”を受けた組織であり、この組織は鼓動中に正常な運動を行うことができない。このカテゴリーには、潅流不良（“虚血”）組織、および以前の虚血症の結果として一時的に機能不全となった組織が含まれる。
【０００４】
３つ目のカテゴリーは“梗塞”組織である。梗塞に陥った組織は壊死しており、治療ないし再生させることは不可能である。本願では、梗塞心筋組織は急性壊死性心筋と、その後に生ずるはん痕組織を含む。
【０００５】
医師により患者が虚血性心臓疾患を有していると診断された場合、心筋が損傷しているのか梗塞しているのか、及びその場所を知ることが重要である。損傷又は梗塞の存在および程度が明らかになれば、医師は次に、患者を薬により治療するか、手術を行うか等の判断をすることができる。
【０００６】
多くの場合、医師はこの判断の際、心筋の放射性核種検査を行う。心筋放射性核種検査においては、患者の血液が、心筋組織により吸収される放射性同位元素（タリウム等）により識別される。次に、核医学ないし陽電子放射断層撮影（“ＰＥＴ”）検査により、患者の心臓はシンチレーションカメラで撮像される。心筋の特定の領域が放射性同位元素を摂収すれば、その領域の組織は生きている組織を含むと想定される。摂収が無ければ、その領域の組織は梗塞を起こしている組織を含むと想定される。しかしながら、摂収は潅流と生存力の両方を必要とするため、虚血と梗塞のどちらがどの程度、異常の原因となっているかを区別することは困難な場合がある。
【０００７】
さらに核医学検査は空間分解能が非常に悪い。その結果、壊死組織、損傷組織、および正常な組織の所在を正確に知ることができない。また、核医学検査は時間がかかる（通常のマルチスキャン心筋放射性核種検査は、スキャン間の時間を含めて５時間以上かかる場合もある）。一方、ＭＲＩ検査は優れた空間分解能を有し、短時間（例えば１時間以内）に終了することができる。ただし、ＭＲＩ検査ではこれまで、正常、損傷、および梗塞組織を区別することはできなかった。
【０００８】
従って、正常、損傷、梗塞組織を高い空間分解能で区別できる装置が望まれている。
【０００９】
また、そのような区別を比較的短時間の検査で実行できる装置も望まれている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、梗塞を起こした心筋組織を高い空間分解能において判別することを医師に可能ならしめる装置を提供することである。
【００１１】
本発明の別の課題は、比較的短時間の検査で正常、損傷、および梗塞心筋組織を区別するための装置を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ガドリニウム（Ｇｄ）に基づくＭＲ造影剤（例えば、ガドリニウムのキレートであるＧｄ−ＤＴＰＡ）が、梗塞を起こした心筋組織を所定の時間（有利には約１０〜９０分）の経過の後、選択的に強調（ｈｙｐｅｒｅｎｈａｎｃｅ）するという発見に基づいている。この現象のメカニズムは正確には分かってないが、造影剤が生きている心筋細胞には入り込まず、破壊された細胞膜を介して死んだ心筋細胞に入り込むものと考えられる。はん痕組織の場合、造影剤が膠原基質の増大した細胞外空間内に堆積するとも考えられる。いずれにせよ、梗塞組織の正確な場所を、造影剤注入後１０〜９０分後に得られたＭＲ像内に映像化することができる。像内では、死んだ組織は強調され、正常および損傷組織は強調されない。すなわち、本発明は、所定の待ち時間の後、壊死を起こした心筋領域のみがＭＲ造影剤により強調されるという知見に基づいている。従って、本発明によれば、ＭＲＩを用いて梗塞組織を正確に、核医学検査よりも早く、より高い空間分解能で特定することができる。
【００１３】
注意すべきは、強調された領域が時としてその中心部に強調されない部分を有することがあるという点である。これは、この非強調部分も梗塞を起こしているのであるが、ＭＲ検査の時点では造影剤がそこに到達していなかったため、画像内では強調されなかったためである。
【００１４】
本発明の好適な実施例では、Ｔ１で重み付けされたＭＲパルスシーケンス（特に分割Ｔ１重み付け反転回復ターボＦＬＡＳＨ法：ｓｅｇｍｅｎｔｅｄ  Ｔ１−ｗｅｉｇｈｔｅｄ  ｉｎｖｅｒｓｉｏｎ  ｒｅｃｏｖｅｒｙ  ｔｕｒｂｏＦＬＡＳＨ）を使用して患者の心臓のＴ１重み付けＭＲ像を得る。これにより、造影剤の位置が一層明白になり、梗塞組織の認識が容易になる。
【００１５】
梗塞組織を特定することができれば、正常組織と損傷組織はＭＲ像内にて同様に強調されるにも関わらず、両者を区別することが可能になる。この区別は、シネＭＲ検査を利用して、鼓動中に正常に運動しない心筋領域を特定することにより行うことができる。すなわち、異常な動きを示し、かつ造影剤により強調される領域は梗塞しており、異常な動きを示すが強調されなない領域は損傷しており、正常に運動している領域は正常な組織であることを示す。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下に説明する医学現象は犬を対象として行われた実験に基づいているが、犬モデルから得られる科学的根拠は犬のみならず人間にも十分適用可能であると考えられる。現在までの人間を対象とした結果もこのことを裏付けている。
【００１７】
上述の実験において、手術により犬の心臓に対して２種類の損傷、すなわち一過性虚血と梗塞を引き起こした。前者において、犬の冠状動脈のうち一本が一時的に油圧閉塞器により閉塞され、それによって重度の（ただし回復可能な）虚血が引き起こされた。後者の損傷においては、犬の別の冠状動脈が縫合により閉鎖され、梗塞を引き起こした。その後、犬にＧｄ−ＤＰＴＡが注射され、ＭＲ映像装置により生体撮影された。犬はその後解剖に供され、病理学的所見とＭＲ像との比較を行った。
【００１８】
このような実験の結果、Ｇｄ−ＤＰＴＡの投与から３０〜６０分の遅延の後、梗塞心筋組織領域のみがＭＲ像において強調され、正常組織と一過性虚血組織は強調されないことが分かった。。ＭＲ像において強調された領域は、病理学検査において梗塞を起こしていることが明らかとなった領域に正確に対応している。さらに、過渡的虚血領域に関しても、細胞死が起こるとされる最大時間（犬の場合１５分）まで虚血が続いた場合でも、強調は観察されなかった。
【００１９】
梗塞心筋領域に起こる強調は、心筋はん痕組織にも観察される。上述の犬に対する実験において、実験に供された犬を８週間後に生体撮影したところ、梗塞に強調が観察された。強調された領域にははん痕があることが組織学的に確認され、ＭＲ像内の該強調領域の大きさは組織学的に確認されたはん痕の大きさと等しかった。
【００２０】
シネＭＲ検査では心臓によりゲート制御された、鼓動中の心臓の動きを示す一連の像が得られるため、この検査により心筋の正常でない領域を特定できることが以前から知られている。これは、心筋の損傷または梗塞を起こした領域は収縮することが出来ず、心臓の膨張・収縮に伴って正常に運動しないからである。従って、損傷又は梗塞を起こしている異常心筋領域を特定することが可能である。特定の領域がシネＭＲ検査において異常であり、かつＧｄ−ＤＴＰＡの投与後例えば３０分後に強調されていなければ、その特定領域は損傷（虚血又は一時的機能不全）に陥っている。また、特定領域がシネＭＲ検査において異常であり、かつＧｄ−ＤＴＰＡの投与後例えば３０分後に強調されていれば、その特定領域は梗塞を起こしている。
【００２１】
有利には、ＭＲ検査においてはＴ１重み付けされたＭＲ像が作り出される。これにより現在入手可能なＧｄ系造影剤を最大限に活用し、ＭＲ像における強調を一層明確にすることができる。適当なＴ１重み付けＭＲパルスシーケンスはａ）定常状態における磁化駆動スポイルドグラジエントシーケンス（“ＭＤ−ＳＰＧＲ”シーケンス）、及びｂ）反転回復高速低角度ショットパルスシーケンス（“ＩＲ−ＦＬＡＳＨ”シーケンス）である。典型的なパラメータは以下のようであった。
【００２２】
ＭＤ−ＳＰＧＲシーケンス：
ＴＥ＝２ｍｓ
ＴＲ＝６ｍｓ
ボクセルサイズ：１ｘ１ｘ６ｍｍ
３心拍周期（３３ライン／周期）にわたって区分されたｋ−スペースデータ
ｋ−スペースデータのそれぞれのラインに対する４平均
ＭＲ像データ収集前の６０個のダミーＲＦパルス
ＩＲ−ＦＬＡＳＨ  シーケンス
ＴＥ＝２ｍｓ
ＴＲ＝６ｍｓ
反転遅延＝３００ｍｓ
ボクセルサイズ：１ｘ１ｘ６ｍｍ
４心拍周期（３３ライン／周期）にわたって区分されたｋ−スペースデータ
Ｔ１弛緩のために１心拍周期おきに収集されたＭＲ像データ
原理的には、シネＭＲデータの収集はＭＲ造影剤投与の前でも後でもどちらでも良い。造影剤の投与の直後にシネ撮像を行うのが有利な場合もある。その場合、造影剤投与後に必要とされる待ち時間が利用でき、検査が長引くこと（従ってＭＲイメージング装置のスループットの低下）を防止することができる。
【００２３】
好適な実施例では、待ち時間は最低約１０分、最大約９０分であり、有利には約３０分であるが、必ずしもこれらの時間に限定されるものではなく、必要に応じて１０分以下でも９０分以上でも構わない。
【００２４】
好適な実施例では、シネＭＲデータ収集は左心室の長軸及び短軸に沿って行う。これは必ずしも必要ではないが、心筋壁の動きを数値化するために市販のソフトウェアパッケージ（シーメンスＡＧ社のＡＲＧＵＳ）を使用する場合には有利である。視覚により心筋壁運動を確認する場合に比較して、ＡＲＧＵＳソフトウェアを使用することにより、局所的な壁面運動における異常をより客観的に評価することができる。シネＭＲデータの収集方法は本発明の構成要件ではなく、その他の方法も使用できる。さらに、心筋壁運動は必ずしもＡＲＧＵＳソフトウェアその他の数値化技術で評価する必要はない。
【００２５】
様々なＭＲ像を表示するためには様々な方法があるが、ＭＲ像データの表示方法は本発明の構成要件ではない。
【００２６】
好適な実施例では、経験的に求められた患者の心臓の反転時間を利用してＴ１重み付けされたＭＲ像データが収集される。（反転時間はＲＦ反転パルスと、正常な心筋が黒で表示されるＭＲデータ収集との間の時間。）その結果、ｋ−スペースマトリックスの中心線が患者の正常心筋のゼロ点に合致される。これにより、最適化されたコントラスト特性を有する像が得られる。但し、これは必ずしも必要でなく、大抵の診断目的においては準最適化データで十分である。
【００２７】
従って、本発明の好適な実施例を図１を参照して作用面から説明すると、ステップ１０においてＧｄ−ＤＰＴＡ  ＭＲ造影剤が患者に投与される。次に、待ち時間を利用するために、ステップ２０において複数の短軸及び長軸シネＭＲデータ収集が実行される。シネデータ収集が終了すると、正常な心筋からの信号をゼロにするために必要な反転時間が、一連のＴ１重み付けＭＲデータ収集に基づいて経験的に決定される。
【００２８】
この反転時間が分かれば、ステップ３０において短軸及び長軸Ｔ１重み付けＭＲ像データが患者の心臓から収集される。これは好適な実施例ではＲＦ反転パルスを患者のＥＣＧ信号でゲート制御し、経験的に求められた反転時間だけ待ち、ＭＲ像データのラインを部分的に又は全て収集することにより行われる。ｋ−スペースマトリックスを区分することにより像収集が行われる場合、ＲＦゲート制御された反転パルスの印加、経験的に決定された反転待ち時間、及びＭＲ像データ収集が、ｋ−スペースマトリックス全体がデータラインで埋められるまで繰り返される。像収集を一回のショットで実施する場合は、一個のＲＦゲート制御反転パルスに続いてＭＲ像データの全てのラインが収集される。
【００２９】
全てのＭＲデータ収集が終了した後、ＭＲ像データはステップ４０で後処理され、ステップ５０で表示される。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の好適な実施例のフローチャートである。
【図１】
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