(57)【要約】本発明は周期的に変化する対象物を検査するためのＭＲ方法に関し、１周期の間に第１と第２のシーケンスが対象物に作用する。第２ＭＲデータセットを完成するために多数の周期が必要となるとき、第１シーケンスのＭＲデータから２次元画像を再生することができ、その２次元画像をモニターの目的、又はネガティブ画像として利用することができる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）  二次元又は多次元のＭＲ画像を再生するための第１のＭＲデータを得るため、対象物の変化の周期の一部分において第１のＭＲシーケンスを生成し、
ｂ）  対象物を検査するために必要とする第２のＭＲデータセットの一部を得るため、周期の残りの部分において第２のＭＲシーケンスを生成し、
ｃ）  第２のＭＲデータセットについて更なるＭＲデータを取得するため、前記第２のシーケンスのパラメータを変化させて更なる複数の周期において少なくともステップｂ）を反復し、
ｄ）  ステップｂ）を反復している間に２次元又は多次元の画像を再生し、
ｅ）  最後に第２のＭＲデータセットを評価する、
ステップを含む周期的に変化する対象物の検査のためのＭＲ方法。
【請求項２】
前記ＭＲ画像は表示されることを特徴とする請求項１に記載のＭＲ方法。
【請求項３】
前記ＭＲ画像は２次元のネガティブ画像として使用されることを特徴とする請求項１に記載のＭＲ方法。
【請求項４】
３次元ＭＲ画像が第２ＭＲデータセットから再生されることを特徴とする請求項１に記載のＭＲ方法。
【請求項５】
ＭＲスペクトルが前記ＭＲデータセットから導出されることを特徴とする請求項１に記載のＭＲ方法。
【請求項６】
心臓又は冠状動脈の検査のための請求項１に記載のＭＲ方法であって、前記第２のシーケンスが生成され、生成されたＭＲ信号が心臓サイクルにおけるＲデフレクションの各発生直前に受信される請求項１に記載のＭＲ方法。
【請求項７】
均一で安定した磁界を発生する磁石（１）と、
ＲＦ磁気パルスを発生するためのＲＦ送波器（１２）と、
ＭＲ信号を受信する受信器（２２）と、
時間的、空間的に異なる変化を呈する勾配を持つ傾斜磁界を発生する発生器（４）と、
受信したＭＲ信号を処理する評価ユニット（２４）と、
検査される対象物の周期的変化の周期を決定する装置と、
ＲＦ送波器、受信器、発生器及び評価ユニットを制御し、下記のステップ
ａ）  二次元のＭＲ画像を再生するための第１のＭＲデータを得るため、対象物の変化の周期の一部分において第１のＭＲシーケンスを生成し、
ｂ）  対象物を検査するために必要とする第２のＭＲデータセットの一部を得るため、周期の残りの部分において第２のＭＲシーケンスを生成し、
ｃ）  第２のＭＲデータセットについて更なるＭＲデータを取得するため、前記第２のシーケンスのパラメータを変化させて更なる複数の周期において少なくともステップｂ）を反復し、
ｄ）  最後に第２のＭＲデータセットを評価するステップ、
を実行するようにプログラムされた制御ユニット（５）を含むことを特徴とする請求項１の方法を実行するＭＲ装置。
【請求項８】
ａ）  二次元のＭＲ画像を再生するための第１のＭＲデータを得るため、対象物の変化の周期の一部分において第１のＭＲシーケンスを生成し、
ｂ）  対象物を検査するために必要とする第２のＭＲデータセットの一部を得るため、周期の残りの部分において第２のＭＲシーケンスを生成し、
ｃ）  第２のＭＲデータセットについて更なるＭＲデータを取得するため、前記第２のシーケンスのパラメータを変化させて更なる複数の周期において少なくともステップｂ）を反復し、
ｄ）  最後に第２のＭＲデータセットを評価するステップ、
が実行される方法で請求項１に記載の方法を実施するためのＭＲ装置を制御するための制御ユニットのためのコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は周期的に変化する対象物を検査するためのＭＲ（磁気共鳴）法に関し、１つの周囲から他に変化するパラメータを持つＭＲシーケンスが、検査のために必要なＭＲデータセットが評価されるために取得されるまで、その対象物にその周期のリズムで複数の周期に亘り作用するＭＲ法に関する。
【０００２】
この種の方法は、Stuber 他の「Radiology」、１９９９，２１２、５７９−５８７頁の記事により知られている。心臓を検査するためのこの既知のＭＲ法に従うと、例えば、ｋ空間内に１０本のラインが各心臓周期において得られるが、例えば、５１２×５１２×１０ボクセルの高い解像度の画像を得るためには約５００の収集が必要となる。また、強い呼吸運動と同相ではいかなるＭＲデータも得ることができない（得られたデータを使用することができない）という事実を考慮すると、そのようなＭＲデータセットを得るためには、例えば略１５分位必要となることは明らかであろう。
【０００３】
ＭＲデータセットはこの時間経過後においてのみ完全に評価されるものであるから、検査の間は、患者の状態に関するほんの僅かな情報しか利用できない。ＭＲ条件においては、心電図は必然的に心電図のＲの振れの時間的位置が評価されるという範囲において正しくないため、取得をトリガするために必要とされる心電図は限られた診断用の値のみである。
【０００４】
本発明の目的は上記のような方法で更に付加的な情報が得られるような方法を提供することにある。この目的は、本発明による周期的に変化する対象物を検査するための方法により達成され、本方法は以下のステップを含む：
ａ）  二次元又は多次元のＭＲ画像を再生するための第１のＭＲデータを得るため、対象物の変化の周期の一部分において第１のＭＲシーケンスを生成し、
ｂ）  対象物を検査するために必要とする第２のＭＲデータセットの一部を得るため、周期の残りの部分において第２のＭＲシーケンスを生成し、
ｃ）  第２のＭＲデータセットについて更なるＭＲデータを取得するため、前記第２のシーケンスのパラメータを変化させて更なる複数の周期において少なくともステップｂ）を反復し、
ｄ）  ステップｂ）を反復している間に２次元又は多次元の画像を再生し、
ｅ）  最後に第２のＭＲデータセットを評価する。
【０００５】
従って、本発明によれば、第１のシーケンスは、周期の一部（又は数サイクル）内で得られる（第１の）ＭＲデータから再生される追加的２次元又は多次元画像を生成するために使用される。この画像の再生は第２のＭＲデータセットが得られるかなり前に既になされ；それは、少なくとも、第１のＭＲデータが得られるのと同じ心臓周期に開始することができる。したがって、ユーザには、第２のデータセットの取得完了に必要とされる比較的長期間が経過した後のみの直近の代わりに準ずるものが含まれる情報が提供される。
【０００６】
この早いＭＲ画像に含まれる情報は種々の方法により評価することができる。
【０００７】
例えば、クレーム２示される態様に従うと、変化している対象物（例えば、心臓）は連続してモニターすることができる。しかしながら、クレーム３に示される態様に従うと、ＭＲ画像はネガティブ画像として用途にかなう。ネガティブ画像は検査される対象物の向きや位置を特定し、それにより更なる検査プロセスを制御するために使用される。現在まで、対象物の１次元画像はいわゆるネガティブパルスを使用して生成することができるが、しかしながら、この画像は１次元のみの対象物の位置や移動を特定することができるだけである。この観点から、２次元のネガティブ画像は追加的な可能性を与えるものである。しかしながら、２次元画像は、また、機能の研究にも使用できる。
【０００８】
クレーム４に従って第２シーケンスのＭＲデータから３次元画像を形成する代わりに、対象物はクレーム５に従って分光分析的に検査することができる。
【０００９】
本発明は、とりわけ冠動脈である心臓の検査だけでなく、同サイクルとは関係のない他の対象物の検査にも使用できる。例えば、腹部のＭＲ検査においては、血液がその領域へ、又はその領域からの周期的に流れ、そこで励起される核磁気強度がＭＲデータが取得される心臓サイクルの対応する位相と関連付けられる。したがって、このケースでは対象物はその位置を変えないで（例えば、心臓のように）、その性質を変える。
【００１０】
クレーム６に示される態様では、第２のMRシーケンスが心臓の最も安定した位相、即ち、拡張記に存在するという利点を提供する。そのケースでは、第１のＭＲデータは同様の低い動きの位相において得ることはできないが、例えば、１２８×１２８ピクセルのような低い空間解像度を伴う第１のＭＲ画像を取得し、また再生するために十分であるため、その事は余り重要でない。
【００１１】
クレーム７は本発明の方法を実施するための装置を示し、クレーム８はＭＲ装置のような制御ユニットのためのコンピュータプログラムを示す。
【００１２】
以下、本発明は図面を参照として詳細に説明される：ここで、
図１は本発明を実施するために適したＭＲ装置を示し、
図２は本発明に従うフローチャートを示し、
図３は１サイクル内の第１及び第２のシーケンスの位置を示す。
【００１３】
図１の参照符号１は検査区域（図示せず）において、例えば１．５テスラ の強度の本質的に均一で安定した磁界を発生するメイン磁界マグネットを模式的に示す。磁界の方向は患者が検査の間載せられる図示されていない検査テーブルの長手方向の軸と一致している。
【００１４】
また、均一な磁場の方向に向き、それぞれ、ｘ方向、ｙ方向及びｚ方向に向く傾斜磁界Ｇｘ、Ｇｙ、Ｇｚを発生するのに適した３つのコイルシステムを含む傾斜磁場コイルアレイ２が設けられている。傾斜増幅器３が傾斜コイルアレイ２に電流を供給する。それらの時間的変化は各方向毎に設けられた波形発生器４により決定される。
【００１５】
波形発生器４は演算制御ユニット５により制御され、その演算制御ユニット５は、所定の検査方法に必要とされる傾斜磁界Ｇｘ、Ｇｙ及びＧｚの時間的変化を算出し、その変化を波形発生器に出力する。ＭＲ検査の間、これらの信号は、波形発生器から取り出されて、そこから傾斜コイルアレイに必要な電流を発生する傾斜増幅器に供給される。
【００１６】
制御ユニットは、また、ＭＲ画像を表示するためのモニター７を備えるワークステーションと協働する。キーボード８又は対話式入力ユニット９により入力がなされる。制御ユニット５は、また、心電図計１５に接続されている。心電図計１５により供給されるＥＣＧ信号は検査手順を制御するのに使用される。
【００１７】
検査区域の核磁界強度は、ＲＦ送波器１２の出力信号を増幅するＲＦ増幅器１１に接続されているＲＦコイル１０からのＲＦパルスにより励起される。ＲＦ送波器１２おいて、ＲＦパルスの（複素）包絡線はオシレータ１３により供給されるキャリアオシレーションにより変調され、その振動の周波数はラーモア 周波数（メイン磁界が１．５テルサのとき略６３ＭＨｚ）に対応している。演算制御ユニット５は送波器１２に接続されている発生器１４に複素包絡線を入力する。
【００１８】
検査区域で発生したＭＲ信号は受信コイル２０、又は複数の受信コイルからなる受信コイルアレイによって取り出され、増幅器２１により増幅される。直角（クアドラチュア）復調器２２において、増幅されたＭＲ信号は２つの互いに９０°ずれた発信機器のキャリアオシレーションにより復調され、これにより複素ＭＲ信号の実数部と虚部となる二つの信号を生成する。個別のＭＲデータがアナログ−デジタル変換器３によりこのようなＭＲ信号より生成される。このＭＲ信号は画像処理ユニット２４に記憶されて適宜の再生方法を用いて１又は複数のＭＲ画像に変換される。これらのＭＲ画像はモニター７に表示される。
【００１９】
図２は本発明によるＭＲ法の実行を示している。初期化（１００）したの後、ユーザは対話的に関連する検査のためにいわゆる“注目領域”（ＲＯＩ）をブロック１０１において選択する。選択は前もって形成された調査画像に基づいて行うか、或いはブロック１０１で行う。ＲＯＩの位置と大きさに加え、空間解像度が、例えば、５１２×５１２×１０ボクセルのように特定される。更に、同じステップ１０１において（或いは次のステップにおいて）、ＭＲ画像が検査の間に連続的に再現されるスライスＳの位置が選択される。このスライスは注目ＲＯＩの領域に交差しないように位置決めされ、これにより、スライスに作用するシーケンスが注目ＲＯＩ領域における核磁気強度に影響を与えないようにしている。
【００２０】
スライスＳは、例えば、心臓に交差するよにしてもよく、そこでは注目ＲＯＩ領域が、心臓サイクルで動き、核磁気強度が血液の流出入により変化する冠状動脈が関係してくる。冠状動脈自体に代えて心臓サイクルに応じて変化する他の解剖学的な領域、例えば、腹部を検査することができるが、この領域は心臓サイクルに一致して運動しないが、血液の流出入により変化する。
【００２１】
ステップ１０２において、制御ユニット５はＥＣＧ信号を評価し、注目ＲＯＩ領域又はスライスＳについて従属的に生成されたシーケンスと同期が取られるが、そのことは、それらが心臓サイクルに対して特定の位置を占めるような方法によるものである。たとえ、ＭＲ検査の間に取得された患者のＥＣＧ信号が限られた診断値だけであっても、それらはいわゆるＲデフレクションを信頼性高く決定することを可能にする。従って、図３はＥＣＧ信号（第１のライン）の時間的変化とＥＣＧ信号に対して従属的に生成されるシーケンスの時間的位置（第２ライン）を示している。
【００２２】
ステップ１０３においては、心臓サイクルの一部内において２次元のＭＲ画像を再生するために必要なＭＲデータを取得することができる程度に早い最初に生成されたシーケンスが存在する。ＦＦＥスパイラルシーケンス（ＦＦＥ＝ファーストフィールドエコー）が例として示されている；ｋ空間はＭＲデータが低い解像度のＭＲ画像用に得ることができるように、互いにずれたスパイラルアームに沿ってスキャンされる（例えば１２８×１２８ピクセル）。
【００２３】
この取得は心収縮期の遅い位相で生じる。心臓がこの位相で動くとしても、その運動がスパイラル解像度に対応する値より小さく、ステップ１０４において続いて再現されるスライスＳのＭＲ画像の質は実質的に影響されない。再生は同じ心臓サイクルで始まり；もし画像処理ユニット２４が十分に早ければその心臓サイクル内で終わるが、少なくとも心臓サイクルの数サイクル後より遅くならない。
【００２４】
ステップ１０５において、この画像はモニター７に表示される。それは、例えば、ＭＲ検査の間、心臓をモニターすることを可能とする。
【００２５】
ステップ１０６において、注目ＲＯＩの領域に作用する第２のシーケンスが生成される。このシーケンスはシーケンス１０３の後の生成されなければならない。
【００２６】
しかしながら、これはステップ１０３における第１のＭＲデータからの２次元ＭＲ画像の再現と同時に実行することができる。このシーケンスは高いスパイラル解像度を持つＭＲデータを生成することを意図しているため、弱い心臓の運動の位相に置かれなければならない。このような位相は拡張期の中央か或いはその終期である。その先行するＲデフレクションからの時間的距離は連続する二つのＲデフレクションの距離の略６０から９０％である。
【００２７】
図３に従うと、第２シーケンスはＴ２予備パルスを含み、この予備パルスは、心筋層からの信号と、動脈血液に対する静脈血液からの信号を抑制する。続いて、そのシーケンスは、横隔膜に直角に延びる狭い細長い領域において核磁気強度を励起し、呼吸性の動きの測定を可能とするいわゆるネガティブパルスＮを含む。このネガティブパルスＮを使用して、呼吸運動の与えられた位相内で取得されるＭＲ信号は抑制されるか、又は再生に考慮されないようにする。コード化する位相は、測定される呼吸運動に応じた第２シーケンスの画像形成に生じる。
【００２８】
次いで、ファト（fat）抑制パルスＦの後に第２シーケンスの画像形成部が続く。後者のシーケンスは、例えば、いわゆるＴＦＥシーケンスか、或いは、異なる位相コードにリンクされた連続するＲＦパルスによって１心臓サイクル内でｋ空間において１０本のＭＲデータのラインを得ることができるようなファースト傾斜エコーシーケンスであってもよい。
【００２９】
しかしながら、これは完全な構成に対して必要とされるＭＲデータセットのほんの一部分に過ぎない。したがって、第２ＭＲデータセットが完全でない限り（ステップ１０７でテストされるように）、ＴＦＥの位相コードを使用して完全なＭＲデータセットが得られるまで、ステップ１０２と１０６は繰り返される。続いて、ステップ１０８において、第２データセットより適当な方法でモニター７に表示できるように、３次元ＭＲ画像が再生される。これで本方法の実行を終了する（１０９）。
【００３０】
この図２により示された方法は種々の方法により改変される：
ａ）  上述の第１シーケンスは、低い解像度の２次元ＭＲ画像の再現のための（第１の）ＭＲデータを１心臓サイクル内で得ることができるような他のシーケンスによって置き換えることができる。２次元画像に代えて、非常に低いスパイラル解像度を持つ３次元画像を再現することができる（適当な改変されたシーケンスを使用して）。
ｂ）  １心臓サイクル内において複数のこのようなＭＲ画像のためのＭＲデータを得るか、或いはＭＲ画像に必要な比較的大きな割合、例えば２５〜５０％のデータだけを得ることができ、これにより、連続する複数の心臓サイクルで得られるＭＲデータのみからスライスの完全な画像が再生できる。
ｃ）  一方、各心臓サイクルにおける２次元画像についてはＭＲデータを得る必要はない。また、同じスライスについて同じ画像を再び表示する場合にも必要でない。ユーザーが数分間続くＭＲ検査の間、スライスの位置を対話的に変えることは有用であるが、しかしながら、そのスライスが注目ＲＯＩの領域と交差しないことが干渉を避けるために必須である。
ｄ）  示されたＴＦＥシーケンスの代わりに、第２シーケンスとして他の適当な画像シーケンスを含むようにしてもよい。更に、（３D）画像検査の代わりに分光ＭＲ検査が実行されてもよい。
ｅ）  ２次元画像をモニターの目的のために（モニター７の表示による）使用する代わりに、２次元画像をネガティブ画像として使用してもよい。この画像が先行する心臓サイクルの間に得られたＭＲ画像と比較されると、心臓の運動及び／又はその変形或いは呼吸に関する情報がそこから得ることができる。第２シーケンスの画像形成部の直前で生成されたネガティブパルスにより、同様な情報を得ることができるが、この情報は一次元のみに関するもので、２次元ではない。従って、呼吸運動を測定するために機能するネガティブパルスは省かれ、少なくとも連続する心臓サイクルにおける第２シーケンスの位相エコーステップを制御するために２次元ＭＲ画像がその代わりに使用できる。
ｆ）  心臓サイクルの影響の下での変化に代えて、対象物は、例えば、呼吸サイクルのような他のサイクルの影響下に変えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明を実施するために適したＭＲ装置を示す図である。
【図２】本発明に従うフローチャートを示す図である。
【図３】１サイクル内の第１及び第２のシーケンスの位置を示す図である。
【図２】
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【図３】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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