(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
関心領域の容積体の外側の所定の容積体に対して、所定フリップ角のラベリングパルスを印加することによって誘導された磁化移動効果の補償装置において、
少なくとも２つの制御パルスを前記所定の容積体に印加する手段を有しており、前記少なくとも制御パルスは、前記所定フリップ角に等しい全補償フリップ角を有しているようにしたことを特徴とする装置。
【請求項２】
制御パルスは、相互に連続して続く請求項１記載の装置。
【請求項３】
正確に、それぞれ１８０°フリップ角の２つの制御パルスを用いる請求項２記載の装置。
【請求項４】
前記少なくとも２つの制御パルスのそれぞれは、ａｄｉａｂａｔｉｃパルスである請求項１記載の装置。
【請求項５】
ラベリングパルス及び前記少なくとも２つの制御パルスは、２次元ＭＲパルスシーケンスの部分である請求項１記載の装置。
【請求項６】
ラベリングパルス及び前記少なくとも２つの制御パルスは、３次元ＭＲパルスシーケンスの部分である請求項１記載の装置。
【請求項７】
パルスシーケンスは、モーションインセンシティブタイプのパルスである請求項５記載の装置。
【請求項８】
パルスシーケンスは、モーションインセンシティブタイプのパルスである請求項６記載の装置。
【請求項９】
磁化移動効果を補償するようにして関心領域の容積体内のマルチスライスＭＲＩ血流マッピング検査を行う装置において、
関心領域の容積体の動脈の上流側の所定容積体内の血液を、ラベリングするのに所定のフリップ角のラベリングパルスを使用する手段、
ＭＲパルスシーケンスを使用して、前記関心領域の容積体からラベリングされた血液ＭＲデータを収集する手段、
前記所定のフリップ角に等しい全補償フリップ角の、少なくとも２つの制御パルスを前記所定容積体に印加する手段と、
ＭＲパルスシーケンスを使用して前記関心領域の容積体から補償された血液ＭＲデータを収集する手段と
を有していることを特徴とする装置。
【請求項１０】
正確に２つの制御パルスを用い、ラベリング及び制御パルスはａｄｉａｂａｔｉｃである請求項９記載の装置。
【請求項１１】
ＭＲパルスシーケンスは、２次元マルチスライスＭＲパルスシーケンスである請求項９記載の装置。
【請求項１２】
ＭＲパルスシーケンスは、３次元マルチスライスＭＲパルスシーケンスである請求項９記載の装置。
【請求項１３】
更に、ラベリングされた血液ＭＲデータから、関心領域の容積体のラベリングされた血液画像を再構成する手段と、
補償された血液ＭＲデータから前記関心領域の容積体の補償された血液画像を再構成する手段と、
前記ラベリングされた血液画像と前記補償された血液画像とを比較する手段とを有している請求項９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、核磁気共鳴画像形成（ＭＲＩ）に関し、殊に、人間の脳内の血流をマッピングするために使用されるようなＭＲＩ血流マッピング検査に関する。最も直接的な意味では、本発明は、マルチスライス内の磁化移動効果の補償及び３次元ＭＲＩ血流マッピング検査に関する。
【０００２】
【従来の技術】
公知タイプのＭＲＩ血流マッピング検査では、血流は、関心領域のスライスの２つのＭＲ画像を収集して、それらを比較することによって（例えば、減算によって）マッピングされる。第１の画像を形成するために、流入血液がラベリングされ、ＭＲデータが、関心領域内に存在するラベリングされた血液を有する関心領域のスライスから収集される。第２の画像は、流入血液が、そのようにラベリングされていない同一スライスから収集される。血液のスピンは、ラベリングされているが、周囲の組織は、ラベリングされていないので、そのような減算により、静止組織の画像が相殺され、従って、血流を強調することができる。
【０００３】
血液のラベリングは、通常のように、ＲＦラベリングパルスを使用することによって達成され、つまり、このＲＦラベリングパルスにより、関心領域のスライスの上流である所定容積体内の血液の動脈スピンが反転される。この技術を用いると、時には（例えば、人間の脳の検査の場合）、磁化移動効果を補償する必要がある。
【０００４】
磁化移動効果により、ラベリングパルスが全容積体（つまり、血液スピンが反転される所定の容積体や、又は、画像形成されるべき関心領域のスライス上のみならず）に作用を及ぼすようにすることができる。その結果、そのような効果を補償しないと、上述の２つの画像間の減算により、静止組織の補償が不完全に形成されてしまう。その結果、そのような効果を補償する必要がある。
【０００５】
過去には、そして、特に、例えば、人間の脳のＭＲ検査では、磁化移動効果は、関心領域のスライスの第２の画像のＭＲデータを収集する前に、第２のＲＦパルス（制御パルスと呼ばれる）を印加することによって補償されてきた。この制御パルスは、ラベリングパルスと同一のフリップ角を有しており、関心領域のスライスの、このスライスから等距離の、動脈の下流に位置している他の容積体に印加される。磁化移動効果のために、この制御パルスは、全容積体に作用を及ぼし、恰も、ラベリングパルスが予め印加されていなかったかのように作用する。更に、関心領域のスライスは、両容積体から等距離であり、又、ラベリング及び制御パルスのフリップ角は同じであるので、それらは、関心領域のスライス上に同一の作用を及ぼす。その結果、上述の減算により、静止組織が相殺される。
【０００６】
この補償技術は、シングルスライス検査には有効であるけれども、マルチスライス検査及び３次元検査で使うのには不適切である。この理由は、ラベリングパルス及び制御パルスが、関心領域のスライスに同一の効果しか有していないからである。関心領域の容積体内の他の位置では、パルスは、異なった効果を有しており、画像減算では、この効果は相殺されない。従って、マルチスライスでラベリングパルスを用いて、３次元検査することにより、磁化移動効果が生じるが、この磁化移動効果を補償するのには利用不可能である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、マルチスライス及び３次元血流マッピング検査での磁化移動効果を補償する装置を提供することにある。
【０００８】
更に、本発明の別の課題は、人間の脳内の血流をマッピングするのに適した、マルチスライス及び３次元血流マッピング検査での磁化移動効果を補償する装置を提供することにある。
更に、別の課題は、一般的に、この一般タイプの方法及び装置を改善することにある。
【０００９】
更に、別の課題は、一般的に、この一般タイプの方法及び装置を改善することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この課題は、本発明によると、少なくとも２つの制御パルスを前記所定の容積体に印加する手段を有しており、少なくとも制御パルスは、所定フリップ角に等しい全補償フリップ角を有しているようにしたことによって解決される。
【００１２】
本発明によると、通常の制御パルスの代わりに、少なくとも２つの制御パルスが用いられる。この制御パルスは、ラベリングパルスのフリップ角に等しい全補償フリップ角を有している。そして、制御パルスは、ラベリングパルスが印加される同一容積体に印加される。
【００１３】
ラベリングパルスのフリップ角は、制御パルスによって形成された全フリップ角と同一であるので、及び、全て、パルスは、同一容積体に印加されるので、関心領域の容積体内の、何らかの位置でのラベリングパルスの効果は、その位置での制御パルス全ての全効果と同一である。従って、磁化移動効果は、関心領域の容積体全体に亘って補償される。この補償は、位置特定されないので、マルチスライス検査及び３次元検査を、磁化移動効果に対して補償することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
通常用いられているラベリングパルスは、３６０°ａｄｉａｂａｔｉｃ（「断熱性」）パルス、即ち、血液のスピンを１８０°反転させる３６０°フリップ角のパルスである。そのようなラベリングパルスが使用される場合、そして、本発明の有利な実施例によると、２つのａｄｉａｂａｔｉｃ制御パルス（それぞれ１８０°フリップ角を有する）が用いられる。この有利な実施例では、第２の制御パルスにより、既に反転されている血液スピンが再度反転されて、血液スピンが、その本来の非反転方向に実質的に回復される。従って、関心領域内のスライス又は３次元スラブが、非反転血液スピンを含む場合には、ＭＲデータの第２の収集が実行される。
【００１５】
有利には、本発明は、運動強調タイプの２次元又は３次元ＭＲパルスシーケンス、即ち、２次元又は３次元エコープラナーシーケンスで使用される。
【００１６】
本発明の有利で合目的的な構成は、従属請求項に記載されている。
【００１７】
【実施例】
以下、図示の実施例を用いて、本発明を詳細に説明する。但し、本発明は、図示の実施例に限定されるものではない。
【００１８】
図１に略示したようなシングルスライスＭＲ血流マッピング検査では、ＭＲデータは、関心領域のスライス２から２回収集される。１回の収集中（通常の収集であるが、必ずしも最初回の収集とは限らない）、流入血液（血流の方向は、数字４によって示されている）のスピンは、血液がスライス２に達する以前に反転され、その結果、収集されたＭＲデータは、反転された血液スピンを反映している。他の収集中、流入血液のスピンは、反転されない。従って、ＭＲ画像が、これらの収集され減算された（又は、他のやり方で比較された）データから再構成された場合、静止組織は、相殺され、スライス２内の血液の分布が強調される。
【００１９】
通常は、血液のスピンの反転は、ＲＦパルスを使用して実行されており（ラベリングパルスとして知られており、図２にＬＰとして図示されている）、即ち、スライス２の動脈の上流の容積体６に印加される。（通常は、ドイツ連邦共和国のシーメンス社によって製造されたＭＲ画像形成装置で利用可能な２次元ＥＰＩＳＴＡＲ  エコープラナーシーケンスでのパルスであり、即ち、図２，３では、このラベリングパルスは、１８０°ＲＦパルスである。）このようなラベリングされた、又は”標識が付けられた（ｔａｇｇｅｄ）”血液スピンが、関心領域２のスライスに達した場合、ＭＲデータが収集される。次の収集は、ラベリングパルスＬＰの影響が消滅した後に実行され、ＭＲ画像は、両収集から再構成され、その際、一方の画像は、他方の画像から減算される。磁化移動効果が重要でない状況では、この減算により、血流の領域が強調される。と言うのは、２つの画像での静止組織は、各画像のそれぞれで同一強度で画像形成され、相殺されるからである。
【００２０】
しかし、磁化移動効果が明白に生じる領域（例えば、人間の脳）内では、この慣用技術により不十分な結果が生じる。その理由は、磁化移動効果により、ラベリングパルスＬＰが非局所的に作用するからであり、つまり、ラベリングパルスＬＰが、関心領域の容積体のみならず、スライス２を含む関心領域の全容積体に作用するからである。従って、２つの画像内の静止組織は、相互に同じ強度で示されず、一方の画像が他方の画像から減算された場合に相殺されない。その結果、合成された減算画像の診断価値が下がる。
【００２１】
通常は、例えば、磁化移動効果が重要な役割を果たす脳の検査では、この効果は、第２のＭＲデータ収集の前に、ＲＦ制御パルスＣＰ（図３参照）を使用することによって補償される。この制御パルスＣＰは、スライス２内に流入する血液のスピンを反転させないように、容積体８に印加される。そして、容積体８は、容積体６と容積体８との間で、スライス２が等距離であるように選定される。スライス２は、容積体６と容積体８から等距離であって、磁化移動効果は、ラベリングパルスＬＰ及び制御パルスＣＰに対して同一であるので、制御パルスＣＰは、スライス２に、ラベリングパルスＬＰと同様に作用する。この理由により、静止組織の強度は、再構成される両画像内で同一であり、一方の画像を他方の画像から減算すると、静止組織が相殺される。
【００２２】
この公知の補償技術は、単一スライス検査では適切に作動するが、マルチスライス又は３次元検査では作動しない。（マルチスライス検査では、関心領域の容積体の３次元画像が、関心領域の容積体の隣接スライスに関する一連の２次元画像を収集することによって形成される。３次元検査では、関心領域の容積体のスラブの３次元画像が直接形成される。）この理由は、図４（マルチスライス検査に関する）及び図５（３次元検査に関する）に示されている。
【００２３】
図４の場合を最初に見ると、スライス２Ａは、容積体６と容積体８との間の真ん中にあり、その結果、磁化移動効果がスライス２Ａで補償されるが、スライス２Ｂ及びスライス２Ｃは、容積体から等距離ではない。スライス２Ｂは、容積体６に近く（そこでは、ラベリングパルスＬＰが印加されている）、スライス２Ｃは、容積体８に近い（そこでは、制御パルスＣＰが印加されている）。従って、ラベリングパルスＬＰがスライス２Ｂに及ぼす影響は、制御パルスＣＰの影響よりも大きく、ラベリングパルスＬＰがスライス２Ｃに及ぼす影響は、制御パルスＣＰの影響よりも小さい。従って、磁化移動効果は、スライス２Ｂ及び２Ｃでは補償されない。
【００２４】
図５に図示された３次元検査の場合にも同様のことが当てはまる。この例では、３次元スラブ２Ｓは、容積体６と容積体８との間に配置されている。容積体６及び容積体８から等距離のスラブ２Ｓの中心Ｃで、磁化移動効果が補償される。しかし、スラブ２Ｓの中心Ｃから離れると、常に、ラベリングパルスＬＰの影響と制御パルスＣＰの影響との間に差がある。容積体６に近い領域（例えば、領域Ｄ）では、ラベリングパルスＬＰの影響が支配的であり、容積体８に近い領域（例えば、領域Ｅ）では、制御パルスＣＰの影響が支配的である。
【００２５】
本発明の有利な実施例では、ａｄｉａｂａｔｉｃＲＦパルスの特性が利用される。ａｄｉａｂａｔｉｃＲＦパルスは、所定電力のＲＦパルスであり、又は、１８０°を越えるフリップ角のＲＦパルスであるが、それが作用するスピンを反転させるに過ぎない。この有利な実施例によると、ラベリングパルスＡＬＰ（図８）は、ａｄｉａｂａｔｉｃ３６０°パルスである。そして、別の有利な実施例によると、スポイラーパルスＳＰによって分離された制御パルスＡＣＰ１及びＡＣＰ２（図９）が用いられる。制御パルスのそれぞれは、ａｄｉａｂａｔｉｃ１８０°パルスであり、両方のパルスとも、ラベリングパルスＡＬＰと同じ容積体６′に印加される。
【００２６】
両制御パルスＡＣＰ１及びＡＣＰ２の全補償フリップ角又は電力は、一緒に（１８０°＋１８０°）３６０°ラベリングパルスＡＬＰのフリップ角（電力）に等しく、パルスは全て同じ容積体６′に印加されるので、ラベリングパルスの効果は、何処でも、一緒に作用する２つの制御パルスの累積効果と同様である。つまり、容積体６′と、スライス２Ａ，２Ｂ又は２Ｃ（図６参照）の何れか１つとの間の距離は一定であり、従って、ラベリングパルス又は制御パルスのどちらが印加されても同様であり、ラベリングパルスＡＬＰの電力は、制御パルスＡＣＰ１及びＡＣＰ２の全電力と同じであるので、スライス２Ａ，２Ｂ及び２Ｃのそれぞれは、ラベリングパルスＡＬＰ又は一対の制御パルスＡＣＰ１及びＡＣＰ２が印加された場合と同様に作用する。こうすることにより、磁化移動効果が補償される。同様のことが、図６に示されているようなスラブ２Ｓの３次元検査にも当てはまる。更に、制御パルスＡＣＰ１及びＡＣＰ２のそれぞれは、ａｄｉａｂａｔｉｃであるので、それぞれ、そのパルスが作用するスピンを反転するに過ぎない。その結果、第２の制御パルスＡＣＰ２により、第１の制御パルスＡＣＰ１によって既に反転された流入血液スピンは、再度反転され、２つのパルスの正味の効果は、流入血液スピンを非反転させることである。その結果、非反転血液スピンがスライス、又はスラブ（それから、ＭＲデータが収集される）内に流入した際に第２のＭＲデータ収集が行われる。従って、図１０に示されているような本発明の有利な実施例によると、ステップ５０の初めに、ａｄｉａｂａｔｉｃ３６０°ラベリングパルスが、画像形成されるべきスライス、又はスラブの上流の容積体に印加される。このラベリングパルスにより、流入血液のスピンが反転される。所定時間経過後、血液は、画像形成されるべきスライス、又はスラブに達する。それから、ステップ６０で、第１セットのＭＲデータが収集される。マルチスライス検査では、ＭＲデータは、モーションインセンシティブ２次元ＭＲパルスシーケンス（例えば、２次元エコープラナーシーケンス）を使用して収集され、３次元検査では、ＭＲデータは、モーションインセンシティブ３次元ＭＲパルスシーケンス（例えば、３次元エコープラナーシーケンス）を使用して収集される。
【００２７】
その後、ステップ７０で、２つのａｄｉａｂａｔｉｃ１８０°制御パルス（スポイラーパルスによって相互に分離されている）は、ラベリングパルスが印加された同じ容積体に印加される。これら制御パルスは、一緒にして、ラベリングパルスの３６０°のフリップ角に等しい３６０°の全フリップ角を有している。その結果、ラベリングパルスの効果は、何処でも、２つの制御パルスの一緒の全効果と同じである。そして、第２の制御パルスは、第１の制御パルスによって実行されたスピン反転を戻すので、スライス又はスラブに流入した血液スピンは、後続のＭＲデータ収集の間反転されない。その後、ステップ８０では、第２のセットのＭＲデータが収集される。それから、ステップ９０では、ＭＲ画像が、ＭＲデータの収集された２つのセットから再構成され、ステップ１００では、画像の１つが他の画像から減算される。
【００２８】
３６０°ａｄｉａｂａｔｉｃラベリングパルス及び２つの１８０°ａｄｉａｂａｔｉｃラベリングパルスを使うのは有利であるけれども、必ずしも、そうしなければならないということはない。制御パルスの全補償フリップ角が、ラベリングパルスのフリップ角に等しく、且つ、全てのパルスが、同じ位置に印加される限りで、本発明は、制御パルスの個数及び電力に制限されない。
【図面の簡単な説明】
【図１】磁化移動効果が補償されている通常のシングルスライスＭＲ血流マッピング検査を略示した図
【図２】図１に示された検査に使用される通常の２次元ＭＲパルスシーケンスでラベリングパルスを使用したパルスシーケンスを略示した図
【図３】図１に示された検査に使用される通常の２次元ＭＲパルスシーケンスでの制御パルスを使用したパルスシーケンスを略示した図
【図４】通常の磁化移動補償スキーマにより、マルチスライスＭＲ検査で用いた場合に、磁化移動効果を補償し損なう様子を略示した図
【図５】通常の磁化移動補償スキーマにより、３次元ＭＲ検査で用いた場合に、磁化移動効果を補償し損なう様子を略示した図
【図６】本発明の有利な実施例により、マルチスライスＭＲ検査で用いた場合に、磁化移動効果を補償する様子を略示した図
【図７】本発明の有利な実施例により、マルチスライスＭＲ検査で用いた場合に、磁化移動効果を補償する様子を略示した図
【図８】本発明の有利な実施例により、２次元ＭＲパルスシーケンスで使用されるようなラベリングパルスを略示した図
【図９】本発明の有利な実施例により、２次元ＭＲパルスシーケンスで使用されるような２つの制御パルスを略示した図
【図１０】本発明の有利な実施例を示す流れ図
【符号の説明】
２，２Ａ，２Ｂ，２Ｃ  スライス
２Ｓ  スラブ
６，８  容積体
ＳＰ  スポイラーパルス
ＣＰ  ＲＦ制御パルス
ＬＰ  ラベリングパルス
【図１】
0004146023.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0004146023.tif 000008
【図８】
0004146023.tif 000009
【図９】
0004146023.tif 000010
【図１０】
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