(57)【要約】基本ボリュームの生理的パラメータを推定するシステム及び方法。本発明は、器官における、ボクセルと呼ばれる基本ボリュームの生理的パラメータの推定値を生成するシステム及び方法に関する。前記方法は、磁気共鳴イメージング解析システムの処理ユニット（４）の処理手段によって実行され、前記生理的パラメータを推定するステップ（２３０）を備え、前記生理的パラメータを推定するステップ（２３０）は、第１および第２の生理的パラメータの各々の先行の推定に基づき、前記生理的パラメータの推定値を生成することを含む。
2018509240.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
器官における、ボクセルと呼ばれる基本ボリュームの生理的パラメータの推定値を生成する方法（２００）であって、前記方法（２００）は、磁気共鳴イメージング解析システムの処理ユニット（４）の処理手段によって実行され、前記生理的パラメータを推定するステップ（２３０）を備え、
前記方法は、
第１の信号取得により得られる第１の実験信号に基づき、第１の生理的パラメータを推定するステップ（２２１）と、
第２の信号取得により得られる第２の実験信号に基づき、第２の生理的パラメータを推定するステップ（２２２）と、を備え、
前記生理的パラメータを推定するステップ（２３０）は、前記第１および第２の生理的パラメータの各推定に基づき、前記生理的パラメータの推定値を生成することを含むことを特徴とする方法（２００）。
【請求項２】
第１および第２の信号取得それぞれに基づき前記第１および第２の実験信号を生成するステップ（２１１、２１２）をまた備える、請求項１に記載の方法（２００）。
【請求項３】
前記第１の生理的パラメータを推定するステップ（２２１）は、ベイズ法による推定ステップを含み、前記ステップ（２２１）は、前記第１の生理的パラメータの周辺事後分布を計算することにより、前記第１の生理的パラメータを推定することを含む、請求項１または２に記載の方法（２００）。
【請求項４】
前記第２の生理的パラメータを推定するステップ（２２２）は、ベイズ法による推定ステップを含み、前記ステップ（２２２）は、前記第２の生理的パラメータの周辺事後分布を計算することにより、前記第２の生理的パラメータを推定することを含む、請求項１から３のいずれかに記載の方法（２００）。
【請求項５】
前記磁気共鳴イメージング解析システムは、前記システムのユーザ（６）に対する前記推定されたパラメータの出力手段（５）を備え、前記出力手段（５）は前記処理ユニット（４）と協働し、前記方法は、前記推定された生理的パラメータの出力、および／または前記第１および第２の生理的パラメータの出力をトリガする後続ステップを備える、請求項１から４のいずれかに記載の方法（２００）。
【請求項６】
磁気共鳴による前記第１および／または第２の取得からそれぞれに得られる前記第１および／または第２の実験信号を前処理する先行ステップをまた備え、前記ステップは前記第１および／または第２の実験信号を補正するように構成される、請求項１から５のいずれかに記載の方法（２００）。
【請求項７】
関心対象の領域の生理的パラメータの推定値を生成する方法（３００）であって、前記領域は少なくとも１つのボクセルを備え、前記生理的パラメータは、請求項１から６のいずれかに記載の方法（２００）によって各ボクセルに対して推定される方法（３００）。
【請求項８】
前記磁気共鳴イメージング解析システムが前記システムのユーザ（６）に対する出力手段（５）を備え、かつ前記出力手段（５）が前記処理ユニット（４）と協働する場合、生理的パラメータを表すマップの形式で、前記関心対象の領域の各ボクセルに対する、前記推定された生理的パラメータ、前記第１および／または第２の生理的パラメータを出力することをトリガする後続ステップをまた備える、請求項７に記載の方法（３００）。
【請求項９】
前記磁気共鳴イメージング解析システムが前記システムのユーザ（６）に対する出力手段（５）を備え、かつ前記出力手段（５）が前記処理ユニット（４）と協働する場合、所定の取得シーケンスに対して、前記推定された生理的パラメータ、前記第１および第２の生理的パラメータから生成された値に基づき、強調画像を生成する後続ステップ（３４０）をまた備える、請求項７または８に記載の方法（３００）。
【請求項１０】
外部との通信手段と、記憶手段と協働する処理手段と、を備える処理ユニット（４）であって、
前記通信手段は、磁気共鳴による前記第１および／または第２の信号取得に基づく信号を外部から受信するように構成され、
前記記憶手段は、前記処理手段により実行可能または解釈可能な命令を含み、前記処理手段による前記命令の解釈または実行は、請求項１から９のいずれかに記載の方法（２００、３００）の実行をもたらすことを特徴とする処理ユニット（４）。
【請求項１１】
前記通信手段は、推定された生理的パラメータを、ユーザ（６）に対してそれを出力可能な出力手段（５）に適した形式で伝達する、請求項１０に記載の処理ユニット（４）。
【請求項１２】
請求項１０または１１に記載の処理ユニット（４）と、請求項１から９のいずれかに記載の方法（２００、３００）による生理的パラメータをユーザ（６）に対して出力可能であり、前記処理ユニット（４）によって実行される出力手段（５）と、を備える磁気共鳴イメージング解析システム。
【請求項１３】
請求項１０または１１に記載の処理ユニット（４）の前記処理手段によって解釈可能または実行可能な１つ以上の命令を備えるコンピュータプログラム製品であって、前記処理ユニット（４）は、記憶手段をまた備えるか、またはそのような記憶手段と協働し、前記プログラムは前記記憶手段にロード可能であり、前記処理手段による前記命令の解釈または実行は、請求項１から９のいずれかに記載の方法（２００、３００）の実行をもたらすことを特徴とす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、医用画像の取得により得られるデータから生理的パラメータを推定するシステムおよび方法に関する。本発明は、特にその精度および実行速度により周知の方法と区別される。
【背景技術】
【０００２】
本発明は、磁気共鳴イメージング技術（略語「ＭＲＩ」としても知られる）に特に基づく。これらの技術により、人間または動物の器官に関する貴重な情報を迅速に得ることができる。この情報は、病状の処置における診断を確立し治療上の決定を行おうとする医師にとって特に重要である。
【０００３】
このような技術を実行するために、非限定的な例として図１および図２に示すような核磁気共鳴イメージング装置１が一般的に使用される。この装置は、非限定的な例として脳、心臓、および肺などの、患者の身体の１つ以上の部分の複数のデジタル画像系列１２を供給することができる。そのために、上記装置は、問題となっている身体部分に高周波電磁波の組み合わせを印加し、非限定的な例として核磁気共鳴イメージングにおける水素などの、ある原子によって再放出された信号を測定する。このように、装置は、画像化されたボリュームの各基本ボリューム（通常ボクセルと呼ばれる）における化学組成の決定、したがって生物学的組織の性質の決定を可能にする。核磁気共鳴イメージング装置１はコンソール２を用いて制御される。したがって、ユーザは、装置１を制御するためにパラメータ１１を選択することができる。人間または動物の身体の一部分の複数のデジタル画像系列１２は、上記装置１によって生成された情報１０から得られる。
【０００４】
画像系列１２は、任意に、サーバ３に保存されて患者の医療ファイル１３を構成することができる。このようなファイル１３は、灌流画像または拡散画像などの異なる種類の画像を含むことができる。画像系列１２は専用処理ユニット４を用いて解析される。該処理ユニット４は画像収集のために外部と通信する手段を備える。該通信手段はまた、処理ユニット４が、図形、音、またはその他の表現を出力する出力手段５を介して、磁気共鳴イメージングによって得られた画像１２に基づいて、ことによると、あるコンテンツの形式にフォーマットされた１つ以上の生理的パラメータの推定値を、適切なマン・マシン・インターフェースによって、特に医師または研究者などの解析システムのユーザ６に最終的に伝達することを可能にする。本明細書を通じ、「出力手段」とは、単独でまたは組み合わせによって、例えば、推定された生理的パラメータの図形、音、またはその他の表現を、磁気共鳴イメージング解析システムのユーザ６に出力することを可能にする任意の装置を示す。そのような出力手段５は、非網羅的に、１つ以上の画面、スピーカ、またはその他のマン・マシン・インターフェースを含むことができる。このように、解析システムのユーザ６、有利には医師は、診断の是非の確認、適当と思われる治療行為の決定、より深い研究活動の探求などを行うことができる。場合により、このユーザ６はパラメータ１６によって処理ユニット４または出力手段５の操作をパラメータ化することができる。したがって、例えば、ユーザは、表示閾値を定めること、または、例えばグラフ表示を望む、推定されたパラメータを選択することができる。図２に関して説明される変形例では、前述のイメージングシステムはまた前処理ユニット７を備え、該ユニット７は、画像系列を解析し、そこから実験信号１５を推測し、それらを処理ユニット４に出力し、その結果、処理ユニット４はこのタスクから解放される。さらには、生理的パラメータの推定値を生成するために、処理ユニット４は推定方法を実行するためのコンピュータなどの処理手段を通常含み、推定方法は該処理手段と協働する記憶手段にプリロードされたプログラムの形式で実行される。より一般的には、処理ユニットは、１つ以上のマイクロプロセッサまたはマイクロコントローラ、および／または該マイクロプロセッサまたはマイクロコントローラと協働する１つ以上の内部メモリを含むことができる。処理ユニットの概念はまた、上記ハードウェア要素によって実行される任意のオペレーティングシステムソフトウェアリソースにまで拡張することが可能であり、該ソフトウェアリソースは、処理ユニットが実行する任意の応用方法に対する該処理ユニットのハードウェアリソースの管理を容易にするサービスを提供する。
【０００５】
したがって、磁気共鳴イメージング（以後ＭＲＩと呼ぶ）によるデータ、有利には信号の取得は、所与のスライス面に沿って平行六面体のボリュームを定期的にサンプリングすることによって実行され得る。得られた二次元画像は、スライス厚に相当する厚さのピクセルからなり、それはボクセルと呼ばれる。
【０００６】
所与のボクセルに対し、上記ＭＲＩ取得システムを用いて得られる信号Ｓは２種類のパラメータに依存する。
【０００７】
一方において、そのような信号Ｓは、例えば以下のような生理的パラメータ、すなわち組織の磁気的性質に依存する。  
−縦緩和時間Ｔ１（スピン−格子）。縦緩和は、磁化が磁場Ｂ０の方向に従って平衡状態に戻る過程に相当する。Ｔ１は、試料が磁場におかれたときに磁化を確立するための特性時間、または反転後の平衡状態への回復を特徴づけるものである。Ｔ１はまた、最初の縦磁化が６３％回復する時間に相当する時間間隔である。  
−横緩和時間Ｔ２（スピン−スピン）。横緩和は、磁場Ｂ０に対して垂直な面上に至った磁化が平衡状態、すなわちゼロに戻る過程である。この磁化は特性時間Ｔ２で減少する。Ｔ２は、ラジオ波の印加の停止から最初の横磁化が６３％減衰する時間に相当する時間間隔である。  
−ＰＤ（プロトン密度）。
【０００８】
もう一方において、上記信号Ｓは、核磁気共鳴イメージング装置１と直接関連付けられた取得パラメータに依存し、よって、該パラメータは全てのボクセルに適用可能である。これらの取得パラメータは、例えば以下の通りである。  
−エコー時間ＴＥ。パルスによる励起と、該励起に応答したＭＲＩ信号の発生との間の時間間隔。  
−繰り返し時間ＴＲ。２つの励起間の時間間隔。  
−フリップ角α。  
−反転時間ＴＩ。反転回復ＭＲＩの状況における特定の取得のためのシーケンスの２つの特徴的なパルス間の時間間隔。
【０００９】
非限定的な例として、第１の実施形態によれば、スピンエコーと呼ばれる取得シーケンス中、以下の比例関係に従って信号Ｓを定めることができる。  
【数１】
2018509240.tif 000003
【００１０】
核磁気共鳴イメージング装置の事前設定によって、取得パラメータを巧妙に手動で組み合わせることで、装置のユーザは、Ｔ１、Ｔ２、ＰＤ強調画像または強調画像系列、またはさらにある種の組織を覆い隠した強調画像または強調画像系列を取得できる。したがって、ユーザ６は画像生成に影響を与えることができる。ユーザが例えば低いＴＲ値を選択すれば、Ｔ１に依存する項を無視することができ、最終的に信号Ｓは生理的パラメータＴ２のみに実質的に依存する。その後、画像またはマップが生成される場合、そのような画像はＴ２強調画像と呼ばれる。
【００１１】
第２の実施形態によれば、スピンエコーにおける反転回復取得シーケンス中、以下の比例関係にしたがって信号Ｓを定めることができる。  
【数２】
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【００１２】
別の変形によれば、第１の実施形態のように、ユーザが取得パラメータＴＩを適切に選択すれば、その後、該ユーザは、ある種の組織、非限定的な例として脂肪を欠いた、または除外した画像を生成することができる。
【００１３】
第３の実施形態によれば、グラジエントエコー取得シーケンス中、横緩和時間Ｔ２は磁場不均一効果によって修正される。事実、磁場を引き起こす磁石は不均一であるため、イメージング装置内に印加される磁場は完全なものではない。この場合、横緩和時間はＴ２＊と呼ばれる。したがって、以下の比例関係によって信号Ｓを定めることができる。  
【数３】
2018509240.tif 000005
【００１４】
図３Ａ、図３Ｂ、および図３Ｃはそれぞれに、Ｔ１強調、Ｔ２強調、および反転回復のマップまたは画像の３つの例を示し、これらはそれぞれに、ユーザが定めたパラメータの選択に従う核磁気共鳴装置によって得られる。これらの図は異なるデータコントラストを示し、それらにより脳の特定の部分を強調することができる。図３Ｃにおいて、反転回復シーケンスに対して、ユーザは、水によって引き起こされる信号を抑制するように取得パラメータＴＲ、ＴＥ、およびＴＩの調整を選択している。
【００１５】
実施形態によって、言い換えれば、選択された取得シーケンスおよび取得パラメータの調整によって、ユーザは、適切なイメージング解析システムを用いて、前述のように、異なる関心対象の器官を強調できる異なる種類の強調画像を生成することができる。したがって、ユーザ、有利には医師は、例えば腫瘍の位置特定および／または特徴付けなどの診断を確立するために、それらの強調画像を使用することができる。
【００１６】
ほとんどの場合において、上記の診断を確立するために、ユーザまたは医師は、異なる種類の強調画像、結果的に異なるコントラストを得るために、いくつかの取得シーケンスを実行する必要がある。取得シーケンスは、通常かなり長く数分に及ぶ。シーケンスの増加は、結果的に、検査時間を著しく増加させ、非限定的に、以下のようないくつかのマイナスの結果をもたらす。  
−患者の不快感。患者は、不安を与えるストレスの多い環境で長時間じっとしていなければならない。  
−患者の検査頻度の低下。検査が比較的長時間続き、それは、ＭＲＩ検査を必要とする患者にとって時に非常に長い順番待ちリストにつながる。  
−高額な検査費用。該費用は取得時間に明白に比例する。
【００１７】
これらの欠点を克服するために、研究者は、磁気共鳴イメージング解析システムの処理ユニットによって有利に実行され、包括的に、パラメータＴ１、Ｔ２、Ｔ２＊、またはＰＤなどの生理的パラメータの推定を含む方法または手順を考案してきた。それらの方法によれば、適切な方法を用いた上記パラメータＴ１、Ｔ２、Ｔ２＊、またはＰＤの推定後、組織のパラメータにおける信号の強度を、所望のシーケンスのパラメータに関連付ける方程式を用いて、人為的にかつ手動で、すなわち、容易に再現できない冗長な方法で、強調画像またはコントラストを生成することが可能である。これはＳｙｎｔｈｅｔｉｃ  ＭＲＩと呼ばれる。
【００１８】
第１の適用例によれば、最初にマルチエコースピンエコーシーケンスから画像を取得し、次に生理的パラメータＴ２を計算および／または推定し（「Ｔ２マッピングシーケンス」としても知られる方法）、その後、任意の取得パラメータＴＥの値に対して強調画像を生成するための方法であって、有利には磁気共鳴イメージング解析システムの処理ユニットにより実行される方法が作り上げられてきた。しかしながら、取得パラメータＴＲは変化できないため、強調画像の生成は合成（ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ）Ｔ２強調マップの生成に限定される。
【００１９】
第２の適用例によれば、生理的パラメータＴ１を推定および／または計算するために、有利にはパラメータＴＲまたはフリップ角αを変化させることによって（「Ｔ１マッピングシーケンス」としても知られる方法）、同じく磁気共鳴イメージング解析システムの処理ユニットにより実行される同様の方法を適用することができる。従来通り、取得パラメータＴＥを一定に保ちながら、パラメータＴＲまたはフリップ角αを有利に変化させることによって、これらの方法は、「マップ」としても知られる強調画像を生成することを可能にする。これらのマップはＴ１強調画像と呼ばれる。
【００２０】
第３の適用例によれば、マルチエコーグラジエントエコーシーケンスを用いることによって、生理的パラメータ、パラメータＴ２＊を推定および／または計算するために、同様の方法を適用することができる（「Ｔ２＊マッピングシーケンス」としても知られる方法）。従来通り、取得パラメータＴＲを一定に保ちながら、パラメータＴＥのみを有利に変化させることによって、そのような方法は強調画像を生成することを可能にする。そのような画像またはマップはＴ２＊強調画像と呼ばれる。
【００２１】
代替としてまたは付加的に、他の研究者は、１回のシーケンス（「ＱＲＡＰＭＡＳＴＥＲ」としても知られる）によって、生理的パラメータＴ１、Ｔ２、およびＰＤの同時推定を可能にする特別な取得プロトコルを提案する方法を考案した。この方法１００は図４に関して説明される。該方法１００は３つの連続したステップの組を備える。  
−１回のＱＲＡＰＭＡＳＴＥＲシーケンスを用いて実験信号を取得する第１ステップ１１０。  
−生理的パラメータＴ１、Ｔ２、およびＰＤを同時に推定する第２ステップ１２０。  
−スピンエコーシーケンスまたは反転回復シーケンスの任意の種類の画像を生成する第３ステップ１３０。
【００２２】
上記の方法および手順により、任意の種類の画像を１回以上の取得シーケンスから随意かつ瞬時に生成することができるという事実は、一定数の利点をもたらす。まず、これらの方法により検査時間の短縮が可能になり、結果的に、費用が削減され、患者の快適さが改善される。さらに、測定値Ｔ１、Ｔ２、およびＰＤなどに関する不確実性によって生成されるノイズは別として、上記の方法を用いて取得されたｓｙｎｔｈｅｔｉｃ  ＭＲＩマップまたは画像にはノイズがない。したがって、これらのマップまたは画像は優れた視覚品質を有する。この方法および得られる画像のおかげで、新たに実際の取得を行う前に、医師は所望のコントラストを得ることができるような調整を予測することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
既存の方法の中で、最も効果的なものはＱＲＡＰＭＡＳＴＥＲシーケンスに基づく方法である。実際に、この方法により、ただ１回の取得で、画像、特にスピンエコー画像または反転回復画像の生成に必要な全ての関連する生理的パラメータの推定が可能になる。しかしながら、この方法は欠点を一定数有する。事実、この種類のシーケンスに関するような方法は非常に特殊なものであり、該方法を全ての磁気共鳴イメージング解析システムに適用することはできない。その結果、上記の方法は、その使用を望む施設にとって数十万ドルに及ぶ非常に高額な導入費用および維持費用がかかるものである。さらに、上記方法は、１種類の器官、脳のみに適用可能である。したがって他の器官を解析することはできない。
【００２４】
他の方法または手順により、１つの生理的パラメータ、すなわちＴ１またはＴ２のどちらかの強調合成マップを生成することができる。実際に、それらの方法は、Ｔ１またはＴ２のどちらかの生理的パラメータをそれぞれに推定するステップを含む。医師は、しかしながら同一の強調画像上で全ての情報を直接復元することはできず、全ての生理的パラメータを得るために、いくつかのマップまたは強調画像を同時に検討しなければならない。したがって、医師の作業は、容易なものではなく、実に困難なものである。
【００２５】
さらに、パラメータＴ１、Ｔ２、またはＰＤを推定するステップは、通常、生理的パラメータに信号Ｓを関連付ける方程式の線形化による計算のステップを含む。計算回数は確実に低減する。しかしながら、上記推定は雑音に対し非常に敏感である。したがって、これらの方法には信号対雑音比（ＳＮＲ）の高いシーケンスの使用が必要であり、信頼性の低いもしくは誤ったマップまたは強調画像が得られる危険性がある。満足できる信号対雑音比を得るために、取得回数を増やす必要性が生じる。したがって、取得回数の増加により検査時間は著しく長引き、患者の不快感、比較的長い検査時間による患者の検査頻度の低下、および高額な検査費用などの前述した同様のマイナスの結果が生じる。
【００２６】
本発明は、周知の解決法による欠点の大部分を解決する。
【００２７】
本発明の多くの利益のうちで、可能になることとして以下を挙げることができる。  
−全ての一般的なまたは従来の核磁気共鳴イメージング解析システムに適用可能な、経済的な解決法を提案すること。  
−取得シーケンス数を削減することにより検査時間を削減すること。  
−任意の器官すなわち任意の種類の器官、実際には患者の全身の解析に発明を使用することを可能にすること。  
−雑音耐性を著しく改善することでより良い結果が得られ、したがって本発明の実行に必要なシーケンスの取得回数が著しく削減されること。  
−組織の特徴付けおよび該組織のセグメンテーションを改善すること。
【課題を解決するための手段】
【００２８】
この目的のため、特に、器官における、ボクセルと呼ばれる基本ボリュームの生理的パラメータの推定値を生成する方法が提供され、該方法は、磁気共鳴イメージング解析システムの処理ユニットの処理手段によって実行され、上記生理的パラメータを推定するステップを備える。本発明によれば、そのような方法は、第１の信号取得により得られる第１の実験信号に基づき第１の生理的パラメータを推定するステップと、第２の信号取得により得られる第２の実験信号に基づき第２の生理的パラメータを推定するステップとを備える。さらに、生理的パラメータを推定する上記ステップは、第１および第２の生理的パラメータの各推定に基づき上記生理的パラメータの推定値を生成することを含む。
【００２９】
迅速かつ特に効果的な診断を可能にするために、本発明による方法はまた、第１および第２の信号取得それぞれに基づき第１および第２の実験信号を生成するステップを備えていてもよい。
【００３０】
好ましい実施形態によれば、本発明により、第１の生理的パラメータを推定するステップは、ベイズ法による推定ステップを含むことができ、該ステップは、上記第１の生理的パラメータの周辺事後分布を計算することにより、該第１の生理的パラメータを推定することを含むことが想定される。
【００３１】
同様に、好ましくは、本発明により、第２の生理的パラメータを推定するステップは、ベイズ法による推定ステップを含むことができ、該ステップは、上記第２の生理的パラメータの周辺事後分布を計算することにより、該第２の生理的パラメータを推定することを含むことが想定される。
【００３２】
有利には、磁気共鳴イメージング解析システムが該システムのユーザに対する出力手段を備え、かつ該出力手段が処理ユニットと協働する場合、本発明による方法は、推定された生理的パラメータの出力、および／または第１および第２の生理的パラメータの出力をトリガする後続ステップを備えることができる。
【００３３】
磁気共鳴により得られる実験信号の品質を改善するために、本発明による方法はまた、磁気共鳴による第１および／または第２の取得からそれぞれに得られる第１および／または第２の実験信号を前処理する先行ステップを備えることができ、該ステップは該第１および／または第２の実験信号を補正するように構成される。
【００３４】
第２の主題によれば、本発明は、関心対象の領域の生理的パラメータの推定値を生成する方法に関し、上記領域は少なくとも１つのボクセルを備える。本発明によれば、上記生理的パラメータは、本発明の第１の主題による方法によって各ボクセルに対して推定される。
【００３５】
有利には、磁気共鳴イメージング解析システムが該システムのユーザに対する出力手段を備え、かつ該出力手段が処理ユニットと協働する場合、本発明による方法はまた、生理的パラメータを表すマップの形式で、関心対象の領域の各ボクセルに対する、推定された生理的パラメータ、第１および／または第２の生理的パラメータを出力することをトリガする後続ステップを備えることができる。
【００３６】
それに加えて、または変形例として、磁気共鳴イメージング解析システムが該システムのユーザに対する出力手段を備え、かつ該出力手段が処理ユニットと協働する場合、本発明による方法はまた、所定の取得シーケンスに対して、推定された生理的パラメータ、第１および第２の生理的パラメータから生成された値に基づき、強調画像を生成する後続ステップを備えることができる。
【００３７】
第３の主題によれば、本発明は、外部との通信手段と、記憶手段と協働する処理手段と、を備える処理ユニットに関する。有利には、通信手段は、磁気共鳴による第１および／または第２の信号取得に基づく第１および第２の実験信号を外部から受信するように構成され、記憶手段は、処理手段により実行可能または解釈可能な命令を含み、該処理手段による該命令の解釈または実行は、本発明の第１の主題による方法の実行をもたらす。
【００３８】
医師による診断の確立および迅速な決定を助けるために、本発明による処理ユニットの通信手段は、推定された生理的パラメータを、ユーザに対してそれを出力可能な出力手段に適した形式で伝達することができる。
【００３９】
第４の主題によれば、本発明は、本発明による処理ユニットと、本発明の第１の主題の方法による生理的パラメータをユーザに対して出力可能であり、該処理ユニットによって実行される出力手段と、を備える磁気共鳴イメージング解析システムに関する。
【００４０】
最後に、第５の主題によれば、本発明は、本発明による処理ユニットの処理手段によって解釈可能または実行可能な１つ以上の命令を備えるコンピュータプログラム製品に関する。上記処理ユニットは、記憶手段をまた備えるか、またはそのような記憶手段と協働し、上記プログラムは該記憶手段にロード可能である。上記処理手段による上記命令の解釈または実行は、本発明の第１の主題による方法の実行をもたらす。
【００４１】
他の特徴および利点は、以下の説明を読み、添付図面を検討することでより明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】前述したように、ことによると磁気共鳴による医用イメージング解析システムの２つ変形例を示す。
【図２】前述したように、ことによると磁気共鳴による医用イメージング解析システムの２つ変形例を示す。
【図３Ａ】前述したように、従来技術による核磁気共鳴イメージング装置によって得られた強調マップまたは強調画像の３つの例を示す。
【図３Ｂ】前述したように、従来技術による核磁気共鳴イメージング装置によって得られた強調マップまたは強調画像の３つの例を示す。
【図３Ｃ】前述したように、従来技術による核磁気共鳴イメージング装置によって得られた強調マップまたは強調画像の３つの例を示す。
【図４】前述したように、従来技術による方法の簡単化されたフローチャートを示す。
【図５】本発明による方法の簡単化されたフローチャートの図式表現である。
【図６Ａ】本発明の方法により推定された生理的パラメータのマップの３つの例を示す。
【図６Ｂ】本発明の方法により推定された生理的パラメータのマップの３つの例を示す。
【図６Ｃ】本発明の方法により推定された生理的パラメータのマップの３つの例を示す。
【図７Ａ】本発明の方法により生成されて出力された強調画像の３つの例を示す。
【図７Ｂ】本発明の方法により生成されて出力された強調画像の３つの例を示す。
【図７Ｃ】本発明の方法により生成されて出力された強調画像の３つの例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
図５は、器官の基本ボリューム（ボクセルと呼ばれる）の生理的パラメータを推定する方法２００の図式表現である。念のため、「ボクセル」とは厚みを有する任意のピクセルを意味する。前述したように、上記方法２００は、非限定的な例として、図１および図２に関して説明されるような磁気共鳴イメージング解析システムの処理ユニットによって有利に実行される。本発明による方法２００は、上記生理的パラメータを推定するステップ２３０を有利に備える。
【００４４】
上記方法２００の実行例は、有利にしかし非限定的に後述される。
【００４５】
本発明による方法２００はまた、第１の信号取得により得られる第１の実験信号に基づき第１の生理的パラメータを推定するステップ２２１を備える。さらに、上記方法はまた、第２の信号取得により得られる第２の実験信号に基づき第２の生理的パラメータを推定するステップ２２２を含む。前述したように、上記第１および第２の実験信号はサーバから直接ダウンロードでき、該サーバは有利に該第１および第２の信号を保存するように構成される。
【００４６】
代替としてまたは付加的に、本発明による方法２００は、第１および第２の信号取得それぞれに基づき第１および第２の実験信号を生成するステップ２１１およびステップ２１２を備えることができる。したがって、そのようなステップ２１１は、有利に、第１の生理的パラメータを推定するために決定された第１の取得シーケンスに基づき、第１の信号取得を実行することを含むことができる。同様に、ステップ２１２は、有利に、第２の生理的パラメータを推定するために決定された第２の取得シーケンスに基づき、第２の信号取得を実行することを含むことができる。第１および／または第２の取得シーケンスの選択は、例えば、図１および図２に関して前述したパラメータ１６を介して、本発明による方法２００の実行の設定の先行ステップの間に、自動的にまたは手動で行われ得る。
【００４７】
好ましいが非限定的な本発明の実施形態によれば、推定される上記第１および第２の生理的パラメータは、生理的パラメータＴ１またはＴ２であり得る。さらに、上記実施形態によれば、好ましいが非限定的に、第１および第２の信号取得のシーケンスは、有利には、Ｔ１マッピングシーケンスおよびＴ２マッピングシーケンスの２種類、または実際にグラジエントエコー取得シーケンスの場合におけるＴ２＊マッピングシーケンスを含むことができる。
【００４８】
結果的に、非限定的な例として、第１の信号取得に基づく第１の実験信号を生成する上記ステップ２１１は、第１の生理的パラメータＴ１を推定するために、異なるフリップ角αを用いるグラジエントエコーシーケンスの使用を含むことができる。このシーケンスは、非常に高速であり、あらゆる種類の磁気共鳴イメージング解析システムで利用可能なため特に有利である。したがって、第１の生理的パラメータを推定するステップ２２１は、該第１の生理的パラメータを第１の実験信号Ｓに関連付ける方程式の線形化による計算のステップを含むことができる。変形例として、好ましいが非限定的に、第１の生理的パラメータＴ１を推定するステップ２２１は、ベイズ法による推定ステップを含むことができる。非限定的な例として、該ベイズ法は、オレアメディカル社が出願した文献ＷＯ２０１２０４９４２１、または、同じくオレアメディカル社が出願した文献ＷＯ２０１０１３９８９５Ａ１に記載されている。上記ベイズ法は、第１の生理的パラメータの周辺事後分布を計算することによる該第１の生理的パラメータの推定を含むことができる。したがって、そのようなベイズ法により、特に推定の精度が向上し、雑音に対する敏感さが低減する。
【００４９】
同様に、非限定的な例として、第２の信号取得に基づき第２の実験信号を生成するステップ２１２は、第２の生理的パラメータＴ２を推定するために、様々なエコー値におけるスピンエコーシーケンスの使用を含むことができる。第１の信号取得シーケンスと同様に、そのような第２のシーケンスは、非常に高速であり、あらゆる磁気共鳴イメージング解析システムで利用可能なため特に有利である。さらに、第２の生理的パラメータを推定するステップ２２２は、該第２の生理的パラメータを第２の実験信号Ｓに関連付ける方程式の線形化による計算のステップを含むことができる。変形例として、好ましいが非限定的に、第２の生理的パラメータＴ２を推定するステップ２２２はベイズ法による推定ステップを含んでもよい。該ベイズ法は、第２の生理的パラメータの周辺事後分布を計算することによる該第２の生理的パラメータの推定を含むことができる。そのようなベイズ法により、特に推定の精度が向上し、雑音に対する敏感さが低減する。したがって、第２の取得シーケンスは、短時間になり、より長いシーケンスで得られる結果と質的に同一の結果を提供する。変形として、ベイズ法の使用のおかげで、推定値を劣化させることなく、画像の空間分解能、したがって雑音レベルの著しい改善が可能である。
【００５０】
さらに、本発明による方法２００における生理的パラメータを推定するステップ２３０は、第１および第２の生理的パラメータの各推定に基づき上記生理的パラメータの推定値を生成することを含む。好ましいが非限定的に、上記第１および第２の推定された生理的パラメータがそれぞれ生理的パラメータＴ１またはＴ２である場合、推定される生理的パラメータは生理的パラメータＰＤであり得る。
【００５１】
図１および図２に関して説明されたように、磁気共鳴イメージング解析システムは、ユーザ６に対する出力手段５を備えることができ、該出力手段５は有利には処理ユニット４と協働する。該出力手段により、有利には、図形、音、またはその他の表現の提供が可能になり、該出力手段は、例えば、画面、スピーカなどを備えることができる。この場合、本発明による方法２００はまた、適切な形式で、推定された生理的パラメータ、および／または第１および第２の生理的パラメータを出力することをトリガする後続ステップを備えることができる。第１および第２の生理的パラメータがそれぞれに生理的パラメータＴ１およびＴ２であり、推定された生理的パラメータが生理的パラメータＰＤである好ましい適用例によれば、そのような出力は、第１および第２の生理的パラメータＴ１およびＴ２、および／または生理的パラメータＰＤのマップ形式の図形表現、またはさらには、第１および第２の生理的パラメータＴ１およびＴ２、および／または生理的パラメータＰＤの１つ以上の推定値を含むことができる。
【００５２】
さらに、有利にしかし非限定的に、本発明による方法２００はまた、磁気共鳴による第１および／または第２の信号取得に基づきそれぞれ得られる第１および／または第２の実験信号を前処理する１つ以上のステップを備えることができ、１つ以上のステップは、特にアーティファクト補正、または他の補正フィルタの適用により、上記第１および／または第２の実験信号を補正することを含む。非限定的な例として、そのようなステップは以下のステップを含むことができる。  
−シーケンスの取得中に患者が十分にじっとしていない場合に動きを補正するステップ。例えば、剛体または非剛体位置合わせアルゴリズムを選択することができる。  
−シーケンスの撮影範囲が変化した場合、または患者が第１のシーケンスと第２のシーケンス間に動いた場合に、第１の取得シーケンスと第２の取得シーケンス間の相互位置合わせ（ｃｏ−ｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ）または再キャリブレーションを行うステップ。該相互位置合わせは、有利には、剛体または非剛体相互位置合わせアルゴリズムの形式をとることができる。  
−２つのシーケンスの取得において雑音を低減するステップ。例えば、このような雑音低減ステップは、有利には、ガウスカーネルを用いた画像畳み込み平滑化アルゴリズムの形式をとることができる。  
−磁気共鳴イメージング装置内に印加され、通常、磁気共鳴実験信号に影響を与えるＢ１磁場の不均一性を補正するステップ。
【００５３】
本発明はまた、関心対象の領域の生理的パラメータの推定値を生成するための方法３００に関する。「関心対象の領域」とは、少なくとも１つのボクセルを含む任意の領域を意味する。しかしながら、関心対象の領域は、１つのボクセルに限定される必要はなく、有利には、手動でまたは自動的に選択された複数のボクセルを備えていてもよい。本発明によれば、特に図５に関して前述したような本発明による方法２００によって、各ボクセルに対して上記生理的パラメータを推定することができ、上記方法は、処理ユニット４の処理手段によって各ボクセルに対して繰り返し実行される。
【００５４】
ボクセルの生理的パラメータを推定する方法２００と同様に、本発明による方法３００はまた、磁気共鳴イメージング解析システムがユーザ６に対する出力手段５を備え、かつ該出力手段５が有利には処理ユニット４と協働する場合に、適切な形式で、推定された生理的パラメータ、および／または第１、第２の生理的パラメータを出力することをトリガする後続ステップ３５０を備えることができる。第１および第２の生理的パラメータがそれぞれに生理的パラメータＴ１およびＴ２であり、推定された生理的パラメータが生理的パラメータＰＤである好ましい適用例によれば、そのような出力は、第１、第２の生理的パラメータＴ１およびＴ２、および／または生理的パラメータＰＤのマップ形式での図形表現の表示または印刷を含むことができ、またはさらには、第１、第２の生理的パラメータＴ１およびＴ２、および／または生理的パラメータＰＤの１つ以上の推定値の表示または印刷を含むことができる。そのようなパラメータマップの例は、図６Ａ、図６Ｂ、および図６Ｃに関して後ほど説明される。
【００５５】
代替としてまたは付加的に、関心対象の領域の生理的パラメータを推定する本発明による方法３００はまた、磁気共鳴イメージング解析システムが該システムの出力手段５を備え、かつ該出力手段が処理ユニット４と協働する場合に、所定の取得シーケンスに対して、推定された生理的パラメータ、第１および第２の生理的パラメータから生成された値に基づき、強調画像を生成する後続ステップ３４０を備えることができる。そのようなステップ３４０により、新たな検査を行う必要なく、結果的に時間と費用の面において非常に高コストである新たな取得を行う必要なく、特に、生理的パラメータに関する貴重な情報を得ることができ、また、任意の種類の選択された取得シーケンスに基づき１つ以上の強調画像を生成することができる。非限定的な例として、第１、第２の生理的パラメータ、および推定された生理的パラメータは、有利にかつ非限定的に、それぞれ生理的パラメータＴ１、Ｔ２、およびＰＤであり得る。有利には、方法３００は、強調画像を生成するステップ３４０の前に、取得シーケンス、および、非限定的な例として、パラメータＴＲ、ＴＥ、およびＴＩなどの関連する取得パラメータを選択するための設定ステップ（図５には示されない）を備えることができる。そのようなシーケンスおよびパラメータの選択は、ユーザによる手動またはさらには自動的に実行され得る。そのような強調画像の例は、図７Ａ、図７Ｂ、および図７Ｃに関してさらに説明される。
【００５６】
代替としてまたは付加的に、本発明による方法３００は、有利には、組織の既知の理論値に基づき選択的に組織をセグメント化するステップ（図５には示されない）を備えることができる。例えば、白質のＴ１およびＴ２の値が既知であり、それぞれ５６０±３０ｍｓおよび７７±５ｍｓであると想定する。Ｔ１およびＴ２の推定閾値に基づくセグメンテーションにより、以下の方程式に従って白質のボクセルを抽出することができる。  
【数４】
2018509240.tif 000006
【００５７】
代替としてまたは付加的に、セグメンテーションを目的とする上記強調画像の別の使用例は、Ｔ１、Ｔ２、およびＰＤの推定値をｋ平均アルゴリズムなどの分割アルゴリズムの入力データとして使用することを含む。
【００５８】
ここから、生理的パラメータＴ１、Ｔ２、およびＰＤをそれぞれ推定し、その後、スピンエコーまたは反転回復型の所定の取得シーケンスに対して、生理的パラメータＴ１、Ｔ２、およびＰＤの推定に基づき、強調画像またはマップを生成するための本発明による方法２００の実施例について説明する。その例は図５に示される。
【００５９】
まず、第２の生理的パラメータＴ２を推定する該方法２００のステップ２１２および２２２について説明する。前述のように、ステップ２１２は、有利には、第２の生理的パラメータを推定するために決定された第２の取得シーケンスに基づき、第２の信号取得を実行することを含むことができる。さらに、前述したように、そのような第２の取得シーケンスは、有利には、Ｔ２マッピングシーケンスであり得る。好ましいが非限定的に、磁気共鳴イメージング解析システムの処理ユニット４の処理手段によって実行される該Ｔ２マッピングシーケンスは、有利には、マルチエコースピンエコーシーケンスであり得る。そのようなマルチエコースピンエコーシーケンスを使用する場合に、各ボクセル内の実験信号は、以下のような減衰する指数関数によって計算することができる。  
【数５】
2018509240.tif 000007
ただし、
【数６】
2018509240.tif 000008
【００６０】
原則的に、第２の生理的パラメータＴ２を推定するステップ２２２は、線形回帰のサブステップと組み合わせて、実験信号の対数をとることによる前述の方程式の線形化による計算のサブステップを含む。しかしながら、そのようなサブステップの使用は、該サブステップの計算の不確実性が高いために十分なものではない。
【００６１】
好ましいが非限定的に、第２の生理的パラメータＴ２を推定するステップ２２２は、前述のように、文献ＷＯ２０１２０４９４２１またはさらには文献ＷＯ２０１０１３９８９５Ａ１に記載されたようなベイズ推定を含むことができる。
【００６２】
原則的に、モデルは手動でまたは自動的に予め定義される。その後、ベイズの定理を適用し、上記の予め定義されたモデルのパラメータの事後分布
【数７】
2018509240.tif 000009
を、該パラメータの事前分布Ｐ（Ｔ２）、Ｐ（Ｓ０）、Ｐ（σ）および尤度関数
【数８】
2018509240.tif 000010
に関連付ける、以下のような方程式を生成することができ、尤度関数はパラメータが既知であるデータの確率分布として定義される。  
【数９】
2018509240.tif 000011
式中、σは、関心対象のボクセルにおけるデータＤに影響を与える雑音の標準偏差である。本明細書の適用の状況において、データＤは、第２のシーケンス取得によって得られる第２の実験信号に相当する。従来、任意の関心対象のパラメータの推定は、該関心対象のパラメータの周辺事後分布推定を用いて実行される。
【００６３】
例えば、第２の生理的パラメータＴ２の周辺事後分布の推定値は、以下の関係を評価することによって関心対象のボクセルに対して計算することができる。  
【数１０】
2018509240.tif 000012
その後、非限定的な例として、第２の生理的パラメータＴ２の推定値は最終的に、最大事後確率
【数１１】
2018509240.tif 000013
またはさらには事後分布の平均
【数１２】
2018509240.tif 000014
の形式で計算され得る。上記計算は、有利には、本発明による磁気共鳴イメージング解析システムの処理ユニット４の処理手段によって実行される。
【００６４】
その前に、第２の生理的パラメータＴ２の周辺事後分布の推定を可能にするために、本方法は、これらのパラメータの事前分布Ｐ（Ｔ２）、Ｐ（Ｓ０）、Ｐ（σ）、および尤度関数
【数１３】
2018509240.tif 000015
を計算、推定、および／または選択するサブステップを備える。雑音に関する付加情報が無い場合、最大エントロピー定理の適用により、尤度関数の計算を可能にするガウス分布を選択することができる。本発明による方法２００の実行の先行設定ステップで、例えば、図１および図２に関して前述したパラメータ１６を介して、自動的にまたは手動で、そのような選択をすることができる。したがって、２２２における尤度関数は以下のように計算される。  
【数１４】
2018509240.tif 000016
式中、Ｎは、取得を達成するために使用されるエコー時間の数である。
【００６５】
パラメータの事前分布に関しては、これらは、本発明による方法２００の実行の先行設定ステップの間に、例えば、図１および図２に関して前述したようなパラメータ１６を介して、非限定的な例として以下のように、手動でまたは自動的に選択され得る。  
【数１５】
2018509240.tif 000017
モデルの上記パラメータの事前分布Ｐ（Ｔ２）、Ｐ（Ｓ０）、Ｐ（σ）、および尤度関数
【数１６】
2018509240.tif 000018
がそれぞれ一旦選択されると、その後、所与のボクセルに対する第２の生理的パラメータＴ２の周辺事後分布を以下のように生成することができる。  
【数１７】
2018509240.tif 000019
式中、総和は、取得の異なるエコー時間ＴＥに関して行われる。この事後分布に基づき、関心対象のボクセルの第２の生理的パラメータＴ２の推定値を計算することができる。
【００６６】
最後に、関心対象のボクセルにおけるパラメータＳ０およびσを以下のように解析的に生成することができる。  
【数１８】
2018509240.tif 000020
【００６７】
この解析的な計算のおかげで、パラメータＳ０およびＴ２の推定は最適であり、かつ従来用いられる方法よりも、測定雑音に対する該推定の敏感さがはるかに低い。
【００６８】
図６Ａは、第２の生理的パラメータＴ２の推定に対するマップを示し、このマップは複数のボクセルに対する方法２００の反復実行により得られる。
【００６９】
第２に、第１の生理的パラメータＴ１を推定する本発明による方法のステップ２１１およびステップ２２１について説明する。第１の生理的パラメータＴ１の推定には、いくつかの取得シーケンスを用いることができる。前述のように、ステップ２１１は、有利には、第１の生理的パラメータを推定するために決定された第１の取得シーケンスに基づき、第１の信号取得を実行することを含むことができる。さらに、前述したように、上記第１の取得シーケンスは、有利にはＴ１マッピングシーケンスであり得る。非限定的な例として、該Ｔ１マッピングシーケンスは、磁気共鳴イメージング解析システムの処理ユニット４の処理手段によって実行され、有利には反転回復シーケンス、ｌｏｏｋ−ｌｏｃｋｅｒシーケンス、またはさらには可変フリップ角シーケンスであり得る。好ましいが非限定的に、可変フリップ角（ＶＦＡ）シーケンスを使用することもできる。実際、このシーケンスは前述のシーケンスと比べて最も速いシーケンスである。上記可変フリップ角シーケンスを用いる場合、各関心対象のボクセルにおける実験信号は以下のような比例関係の形式で表され得る。  
【数１９】
2018509240.tif 000021
ただし、
【数２０】
2018509240.tif 000022
パラメータＴ１およびＭ０の従来の推定は、上記の比例関係の線形化計算を実行することを含む。  
【数２１】
2018509240.tif 000023
であることに留意し、下記の比例関係を計算することを含むステップを次に実行することができる。  
【数２２】
2018509240.tif 000024
各ボクセルにおけるＴ１およびＭ０を迅速に推定するために、このような方程式は最小二乗法によって解くことができる。しかしながら、この第１の生理的パラメータＴ１を推定する方法は、雑音に対して非常に敏感である。その結果、好ましいが非限定的に、第１の生理的パラメータＴ１を推定するステップ２２１は、有利には、前述のように、文献ＷＯ２０１２０４９４２１、またはさらには文献ＷＯ２０１０１３９８９５Ａ１に記載されたようなベイズ推定を含むことができる。
【００７０】
原則的に、モデルは手動でまたは自動的に予め定義される。その後、ベイズの定理を適用し、上記の予め定義されたモデルのパラメータの事後分布
【数２３】
2018509240.tif 000025
を、上記パラメータの事前分布Ｐ（Ｔ１）、Ｐ（Ｍ０）、Ｐ（σ）、および尤度関数
【数２４】
2018509240.tif 000026
に関連付ける、以下のような方程式を生成することができ、尤度関数は、パラメータが既知であるデータの確率分布として定義される。  
【数２５】
2018509240.tif 000027
式中、σは、関心対象のボクセルにおけるデータＤに影響を与える雑音の標準偏差である。本明細書の適用の状況において、データＤは、上記第１のシーケンスの取得によって得られる第１の実験信号に相当する。従来、前述したように、任意の関心対象のパラメータの推定は、該関心対象のパラメータの周辺事後分布推定を用いて実行される。
【００７１】
第１の生理的パラメータＴ１の周辺事後分布の推定値は、有利には、以下のように関心対象のボクセルに対して計算され得る。  
【数２６】
2018509240.tif 000028
その後、非限定的な例として、第１の生理的パラメータＴ１の推定値は、例えば、最大事後確率
【数２７】
2018509240.tif 000029
またはさらには事後分布の平均
【数２８】
2018509240.tif 000030
の形式で計算され得る。上記計算は、有利には、本発明による磁気共鳴イメージング解析システムの処理ユニット４の処理手段によって実行される。
【００７２】
その前に、第１の生理的パラメータＴ１の周辺事後分布の推定を可能にするために、本方法、より詳細にはステップ２２１は、これらのパラメータの事前分布Ｐ（Ｔ１）、Ｐ（Ｍ０）、Ｐ（σ）、および尤度関数
【数２９】
2018509240.tif 000031
を計算、推定、および／または選択するサブステップを有利に備える。雑音に関する付加情報が無い場合、最大エントロピー定理の適用により、尤度関数の計算を可能にするガウス分布を選択することができる。本発明による方法２００の実行の先行設定ステップで、例えば、図１および図２に関して前述したパラメータ１６を介して、自動的にまたは手動で、そのような選択をすることができる。したがって、２２１において尤度関数は以下のように計算される。  
【数３０】
2018509240.tif 000032
式中、Ｎは、取得を達成するために使用されるフリップ角の数である。
【００７３】
パラメータの事前分布に関しては、これらは、本発明による方法２００の実行の先行設定ステップの間に、例えば、図１および図２に関して前述したようなパラメータ１６を介して、非限定的な例として以下のように、手動でまたは自動的に選択され得る。  
【数３１】
2018509240.tif 000033
一方で、下記に留意する。  
【数３２】
2018509240.tif 000034
上記パラメータの事前分布Ｐ（Ｔ１）、Ｐ（Ｍ０）、Ｐ（σ）、および尤度関数
【数３３】
2018509240.tif 000035
がそれぞれ一旦選択されると、所与のボクセルに対する第１の生理的パラメータＴ１の周辺事後分布を以下のように生成することができる。  
【数３４】
2018509240.tif 000036
式中、総和は、取得Ｔ１における異なるフリップ角に関して行われる。この事後分布に基づき、関心対象のボクセルの第１の生理的パラメータＴ１の推定値を計算することができる。
【００７４】
最後に、関心対象のボクセルにおけるパラメータＭ０およびσを以下のように解析的に計算することができる。  
【数３５】
2018509240.tif 000037
【００７５】
この解析的な計算のおかげで、パラメータＭ０およびＴ１の推定は最適であり、かつ従来用いられる方法よりも、測定雑音に対する該推定の敏感さがはるかに低い。
【００７６】
図６Ｂは、第１の生理的パラメータＴ１の推定に対するマップを示し、このマップは複数のボクセルに対する方法２００の反復実行により得られる。
【００７７】
第３に、生理的パラメータＰＤを推定するステップ２３０について説明する。
【００７８】
本明細書の例の状況において、パラメータＳ０は、第２の生理的パラメータＴ２を推定するステップ２２２、およびＴ２マッピングシーケンスのおかげで推定された。上記パラメータＳ０は生理的パラメータＰＤに依存し、かつＴ１強調である。したがって、パラメータＳ０は下記の比例関係によって計算され得る。  
【数３６】
2018509240.tif 000038
Ｓ０の推定値だけでなく、Ｔ１マッピングシーケンスのおかげで第１の生理的パラメータＴ１の推定値を有することにより、ボクセルの生理的パラメータＰＤは２３０で以下のように推定され得る。  
【数３７】
2018509240.tif 000039
式中、取得パラメータＴＲはＴ２マッピングシーケンスの繰り返し時間に相当する。
【００７９】
上記計算は、ステップ２３０において生理的パラメータＰＤを推定するために用いられ、有利には、本発明による磁気共鳴イメージング解析システムの処理ユニット４の処理手段によって実行される。そのような生理的パラメータＰＤの推定値は、相対的であり、推定される生理的パラメータＰＤの真値に比例する。しかし、ＰＤの推定値と真値の間の比例定数は、磁気共鳴イメージング装置の特性にのみ依存する。したがって、相対値の形式におけるそのような不確定性は、合成強調画像またはＭＲＩマップの生成に対していかなる問題も引き起こさない。
【００８０】
図６Ｃは、複数のボクセルに対する方法２００の反復実行により得られる、生理的パラメータＰＤの推定値マップを示す。
【００８１】
最後に、特定の取得シーケンスに対して、第１、第２の生理的パラメータＴ１、Ｔ２、および推定された生理的パラメータＰＤのそれぞれの推定に基づき、強調画像を生成するステップについて説明する。本発明によれば、「強調画像」は任意のＴ１、Ｔ２強調画像または任意の反転回復画像を意味するが、本発明は「強調」という用語に限定されることはない。
【００８２】
核磁気共鳴イメージング装置の取得パラメータと、予め推定された生理的パラメータとの巧妙な組み合わせによって、該装置のユーザは、Ｔ１、Ｔ２、ＰＤ強調画像の画像、マップ、または系列を生成すること、またはさらには、選択された取得シーケンスおよび関連する取得パラメータに基づき、ある種の組織を覆うおよび／またはマスクすることを装置に命じることができる。変形として、本発明により、そのようなＴ１、Ｔ２、ＰＤ強調画像の画像、マップまたは系列は、磁気共鳴イメージング解析システムにより自動的に生成され出力されることが可能であり、該磁気共鳴イメージング解析システムは、処理ユニット４、および有利には該処理ユニット４と協働する出力手段５を有利に備えると想定される。したがって、取得シーケンスおよび関連する取得パラメータは自動的に選択され得る。
【００８３】
ここで、非限定的な例として、有利に、しかし非限定的に、磁気共鳴イメージング解析システムによって計算可能ないくつかのシーケンスについて言及する。
【００８４】
第１の実施形態によれば、いわゆる「従来の」スピンエコー取得シーケンスに対して、推定および生成方法は、各ボクセルｉにおいて、
【数３８】
2018509240.tif 000040
を計算するステップを備えていてもよい。式中、ＰＤｉ、Ｔ１ｉおよびＴ２ｉは、各ボクセルｉに対し予め生成された、ボクセルｉにおける生理的パラメータＴ１、Ｔ２、ＰＤの推定値である。このシーケンスに基づき、磁気共鳴イメージング解析システムは、自身の処理ユニットおよび出力手段を用いて、Ｔ１またはＴ２強調合成画像を生成および出力することができる。
【００８５】
同様に、変形として、第２の実施形態によれば、反転回復型取得シーケンスに対して、推定および生成方法は、各ボクセルｉおいて、
【数３９】
2018509240.tif 000041
を計算するステップを備えていてもよい。本方法は、その後、反転回復画像を生成するステップを備えることができる。この種類のシーケンスにより、ある種の組織、例えば液体を抑制することができる。
【００８６】
変形例として、第３の実施形態によれば、飽和回復型取得シーケンスに対して、推定および生成方法は、各ボクセルｉにおいて、
【数４０】
2018509240.tif 000042
を計算するステップを備えていてもよい。
【００８７】
図７Ａ、図７Ｂ、および図７Ｃは、本発明の方法によって生成される強調画像の３つの例を示す。該図７Ａ、図７Ｂ、および図７Ｃは、それぞれにＴ２強調合成画像、Ｔ１強調合成画像、および反転回復合成画像を示し、該反転回復画像は水の抑制を強調する。図７Ａは、エコー時間を１２０ミリ秒に定め、繰り返し時間を１５００ミリ秒に定めて選択したスピンエコーシーケンスに基づくＴ２強調画像を示す。同様に、図７Ｂは、エコー時間を３０ミリ秒に定め、繰り返し時間を５０００ミリ秒に定めて選択したスピンエコーシーケンスに基づくＴ１強調画像を示す。最後に、図７Ｃは、エコー時間を５０ミリ秒に定め、繰り返し時間を２００００ミリ秒に定め、反転時間を１７００ミリ秒に定めて選択した反転回復シーケンスに基づく強調画像を示す。
【００８８】
前述の新たな推定値および／またはマップのおかげで、本発明は、本発明による方法を用いることで迅速に利用できる適切で一貫性のあるデータの全ての組を医師に提供することができる。図１または図２の処理ユニット４の適合によって、この利用が可能になり、該処理ユニット４において、処理手段は、関心対象のボクセルまたは領域の生理的パラメータを推定する方法を実行し、該方法は第１および第２の生理的パラメータの各推定値から上記生理的パラメータの推定値を生成することを備える。有利には、上記処理手段と協働する記憶手段内に、コンピュータプログラム製品をダウンロードまたは保存することで、そのような実行が可能になる。コンピュータプログラム製品は、実際に、上記処理手段によって解釈および／または実行可能な命令を備える。該命令の解釈または実行は、本発明による方法２００または３００の実行をトリガする。上記処理ユニットの外部との通信手段は、、生理的パラメータ、すなわち推定されたパラメータ１４を、ユーザ６にそれを出力可能な出力手段に適切な形式で伝達でき、該推定された生理的パラメータは、有利には、例えば、図６Ａから図６Ｃ、および図７Ａから図７Ｃに示すような強調マップまたは強調画像の形式で出力できる。本発明のおかげで、提供されるデータは、より数多く、首尾一貫性、再現性、および正確性を有する。したがって、医師が利用可能なデータは、診断を決定し決断を下す際の医師の自信と速度を向上させるものである。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【国際調査報告】
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