(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象者のノイロン活動を開始する事象を生起する手段、
事象の生起および／またはノイロン活動を開始する検査対象者への事象の作用を監視する手段、
事象が生起されたことを表す監視結果および／または事象が検査対象者に作用したことを表す監視結果が生じた場合に事象が対応付け可能である検査対象者の撮像すべき範囲の像データセットを取得する手段、
事象が生起されなかったことを表す監視結果および／または事象が検査対象者に作用しなかったことを表す監視結果が生じた場合に事象の生起および監視を繰り返す手段
を含むことを特徴とする磁気共鳴装置。
【請求項２】
検査対象者のノイロン活動を開始する事象を生起する手段、
事象の生起および／またはノイロン活動を開始する検査対象者への事象の作用を監視する手段
事象が対応付け可能である検査対象者の撮像すべき範囲の像データセットを取得する手段、
監視結果を像データセットに対応付ける手段、
事象が生起されなかった場合および／または事象が検査対象者に作用しなかった場合に事象の生起、事象の作用の監視、像データセットの取得および像データセットへの対応付けを繰り返す手段、
事象が生起されたことを表す監視結果および／または事象が検査対象者に作用したことを表す監視結果が対応付けられている像データセットの平均値を形成する手段
を含むことを特徴とする磁気共鳴装置。
【請求項３】
像データセットの平均値を形成する手段は、ノイロン活動有りで取得した像データセットおよびノイロン活動無しで取得した像データセットの平均値をそれぞれ形成することを特徴とする請求項２記載の装置。
【請求項４】
前記事象を、検査対象者の少なくとも１つの感覚器官が反応するように形成したことを特徴とする請求項１ないし３の１つに記載の装置。
【請求項５】
前記事象が、検査対象者により解決されるべき運動的、感覚的および／又は知覚的な形式の課題を含むことを特徴とする請求項１ないし４の１つに記載の装置。
【請求項６】
撮像すべき範囲が、検査対象者の中枢神経系の少なくとも１つの範囲を含むことを特徴とする請求項１ないし５の１つに記載の装置。
【請求項７】
像データセットを、前記事象後の予め定めた時間スパンの後に取得することを特徴とする請求項１ないし６の１つに記載の装置。
【請求項８】
ノイロン状態がノイロン活動なしで対応付けられている、撮像すべき範囲のその他の像データセットを取得する手段、
検査対象者のノイロン的に能動的な範囲を識別すべく前記のその他の像データセットを前記像データセットと比較する手段
を含むことを特徴とする請求項１ないし７の１つに記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は磁気共鳴装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
磁気共鳴装置は、検査対象者の身体内部の像を発生する公知の技術である。そのために磁気共鳴装置内で、静的な基本磁石磁界に高速でスイッチングされる勾配磁界を重畳させる。さらに、磁気共鳴信号を入手するため高周波信号を検査対象者内に入射し、発生した磁気共鳴信号をピックアップし、かつそれらに基づいて像データセットおよび磁気共鳴像を作成する。
【０００３】
医学では、生理学的機能又は病的過程のような時間的に変化するプロセスを撮像すべく器官と組織の構造の反復的な走査を利用する全ての方法を機能的撮像と呼ぶ。より狭い意味での磁気共鳴技術では、感覚的な刺激および／又は運動的、感覚的又は知覚的な課題により刺激される神経系内の領域、特に患者の脳領域を識別しかつ撮像することを可能にする測定方法と理解される。その場合、感覚的な刺激には、例えば聴覚的および視覚的な刺激が挙げられる。運動的な課題の１つは、最も簡単な場合には手又は指の定まった運動を含む。
【０００４】
その際に機能的な磁気共鳴撮像の基本は、BOLD効果（Blood  Oxygen  Level Dependent）である。BOLD効果は、血液中の酸化されたヘモグロビンと脱酸化されたヘモグロビンの相異なる磁気的特性に基づく。その場合、脳内の強化されたノイロン活動は、酸化された血液の供給量の増加と結び付いており、このことは勾配エコーシーケンスにより相応の個所に発生される磁気共鳴像において相応の強度上昇を生じさせる。その際BOLD効果は、ノイロン活動を開始する事象に対し数秒の時間遅れをもって生起する。
【０００５】
機能的な磁気共鳴撮像の際には、例えば全部で２〜４秒間、脳の三次元の像データセットを例えばエコープラナー法により取得する。エコープラナー法は、各個の三次元の像データセットに対して必要とされる像データセット取得時間が１００ｍｓよりも短く、像データセットの取得が非常に速く行えるという利点を有する。その際、相異なる時点で、特定のノイロン活動有り又は無しで像データセットを取得する。機能的な像の形成には、能動的な脳範囲を信号差に応じて識別するため、ノイロン活動有りで取得した像データセットを、ノイロン活動無しで取得した像データセットと比較する。機能的な像が保護された機能的情報を含むよう、磁気共鳴技術に関し比較的弱いBOLD効果に基づき、例えば比較の前に各々ノイロン活動有りで取得した像データセットとノイロン活動無しで取得した像データセットを平均化する。その際、ノイロン活動有りで取得したものか、ノイロン活動無しで取得したものか一義的に決定できない像データセットのため、機能的情報の正しい確率が減じ、又は正しさの確率が等しい機能的情報を得るために、多くの像データセットを取得する必要があり、このことは特に検査時間の望ましくない延長を引き起こす。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、特に時間的に効率良く、機能的な情報を高い確率で正しく取得できる磁気共鳴装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この課題は、本発明によれば、
検査対象者のノイロン活動（ニューロン活動）を開始する事象を生起する手段、
事象の生起および／またはノイロン活動を開始する検査対象者への事象の作用を監視する手段、
事象が生起されたという監視結果および／または事象が検査対象者に作用したという監視結果が生じた場合に事象が対応付け可能である検査対象者の撮像すべき範囲の像データセットを取得する手段、
事象が生起されなかったという監視結果および／または事象が検査対象者に作用しなかったという監視結果が生じた場合に事象の生起および監視を繰り返す手段
を含むことによって解決される。
【０００８】
この課題は、本発明によれば、
検査対象者のノイロン活動を開始する事象を生起する手段、
事象の生起および／またはノイロン活動を開始する検査対象者への事象の作用を監視する手段
事象が対応付け可能である検査対象者の撮像すべき範囲の像データセットを取得する手段、
監視結果を像データセットに対応付ける手段、
事象の生起、事象の作用の監視、像データセットの取得および像データセットへの対応付けを繰り返す手段、
事象が生起されたという監視果および／または事象が検査対象者に作用したという監視結果が対応付けられている像データセットの平均値を形成する手段、
を含むことによっても解決される。
【０００９】
本発明の有利な実施態様は次の通りである。
像データセットの平均値を形成する手段は、ノイロン活動有りで取得した像データセットおよびノイロン活動無しで取得した像データセットの平均値をそれぞれ形成する。
前記事象は、検査対象者の少なくとも１つの感覚器官が反応するように形成されている。
前記事象は、検査対象者により解決されるべき運動的、感覚的および／又は知覚的な形式の課題を含む。
撮像すべき範囲は、検査対象者の中枢神経系の少なくとも１つの範囲を含む。
像データセットは、前記事象後の予め定めた時間スパンの後に取得される。
ノイロン状態がノイロン活動なしで対応付けられている、撮像すべき範囲のその他の像データセットを取得する手段と、検査対象者のノイロン的に能動的な範囲を識別すべく前記のその他の像データセットを前記像データセットと比較する手段とがさらに含まれる。
【００１０】
それにより特に、機能的な情報を識別すべくノイロン活動を含んでいるか否か一義的に決定不可能な像データセットも一緒に処理する機能的な磁気共鳴撮像に比べ、等しい数の像データセットの際に機能的な情報の正しさのより高い確率が達成可能であり、又は正しさの等しい確率を有する機能的な情報がより少ない像データセットにより、従ってまた時間的に一層効率的に取得可能である。
【００１１】
さらに、例えば機能的な磁気共鳴撮像の枠内の検査すべき患者の反応および／又は相互作用の記録により、ノイロン活動を一緒に撮像する目的で取得した像データセットのその後の処理時、一義的に患者の反応および／又は相互作用と相関関係にある像データセットのみを考慮に入れる。それにより本方法は特に、患者の相互作用のために必要な協同準備が常には期待できない、又は全検査継続時間の間に期待できない罹病患者の機能的な磁気共鳴検査の際にも使用可能である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の他の利点、特徴および詳細を、図面により以下に説明する本発明の実施例から明らかにする。
【００１３】
図１は本発明の実施例として、本発明に応じて作動し、かつ構成した磁気共鳴装置を示す。磁気共鳴装置は、基本磁石磁界を発生すべく基本磁界磁石システム１１を、そして勾配磁界を発生すべく勾配コイルシステム１２を含む。さらに磁気共鳴装置はアンテナシステム１３を含み、それにより磁気共鳴信号を得るべく高周波信号が検査対象者としての患者１９内に入射され、かつ得られた信号がピックアップされる。その際、患者１９は移動可能な寝台装置１６の上に寝かされている。勾配コイルシステム１２とアンテナシステム１３とは中央の制御システム１４と接続されている。中央の制御システム１４は、選択されたシーケンスに基づき勾配コイルシステム１２内の電流を制御すべく、かつ選ばれたシーケンスに従い放射すべき高周波信号を制御すべく、アンテナシステム１３によりピックアップされた磁気共鳴信号のその後の処理と記憶を行うよう構成されている。さらに中央の制御システム１４は、指示および操作装置１５と接続されており、それを介してオペレータの入力、例えば所望のシーケンス形式およびシーケンスパラメータが中央の制御システム１４に供給される。さらに特に発生された磁気共鳴像が表示される。
【００１４】
機能的な磁気共鳴撮像の開始時、患者１９を可能な限り基本磁界磁石システム１１から離れた位置に移動させた寝台装置１６上に寝かせる。その際、患者１９を頭部が撮像すべき範囲である機能的な磁気共鳴撮像の必要に応じ、頭部を前にして寝台装置１６上に寝かせる。それに続いて寝台装置１６を、頭部が磁気共鳴装置の撮像ボリューム１７内に位置決めされるように移動させる。
【００１５】
位置決めの後、患者１９の脳の機能的な像を発生すべく像データセットを特定のノイロン活動有り・無しで取得し、それらを能動的な脳領域を識別すべく互いに信号差に関し比較する。機能的な像が、ノイロン活動に関し確実な機能的情報を含むよう、ノイロン活動有り・無しの多くの像データセットを取得し、引き続き平均化する。これは、磁気共鳴技術に関し、ノイロン活動がBOLD効果を介し比較的弱い信号差しか生じないからである。ノイロン活動は、予め定める事象により開始する。例えばある事象により検査対象者の感覚器官を刺激しようと試みる。そのため磁気共鳴装置は、中央の制御システム１４と接続された事象生起ユニット２１を含む。実施例では、事象生起ユニット２１は光学的な出力装置として形成され、そのため光信号による患者１９の視覚的な刺激が可能である。
【００１６】
磁気共鳴装置は更に第１事象監視ユニット２５を含み、それにより事象の生起および／又はノイロン活動を開始する患者１９への事象の作用を監視する。患者１９を視覚的に刺激する光学的な出力装置としての事象生起ユニット２１の構成時、第１事象監視ユニット２５は、例えば光信号の放射を監視すべく、患者の眼が開いているか閉じているかを監視するように構成してもよい。光信号が放射され、かつ患者１９の眼が開いている際にのみ、ノイロン活動を開始する患者１９への光信号の作用が確認される。この監視結果が前記の意味で肯定的なら、このことは該光信号の後に続いて取得する像データセットに相応に記録する。そのため、第１事象監視ユニット２５は中央の制御システム１４と接続されている。
【００１７】
逆に第１事象監視ユニット２５により、勿論ノイロン活動無しの像データセットに対する事象の不自然な生起も監視可能である。
【００１８】
図２は、機能的な磁気共鳴撮像の進行中に満たされる表３０を示す。表３０には取得すべき像データセットの番号と、その像データセットがノイロン活動有りで取得すべきか無しで取得すべきかの指示が記入されている。さらに表３０には監視の結果として、ノイロン活動を開始する事象が像データセット取得前に実際に生起したか否かおよび／又はノイロン活動を開始する事象の作用が行われた否かが記入されている。表３０を満たす際の進行の方法は、例として図１について説明した可視的な刺激の実施例により説明されている。表３０は、その場合中央の制御システム１４内に記憶される。
【００１９】
図２の表３０中のＮｏ．１０１で、可視的な刺激により開始するノイロン活動有りの像データセットを取得する。そのため、事象生起ユニット２１を、中央の制御システム１４により光信号を放射すべく駆動する。それに基づき、事象生起ユニット２１は相応の光信号を放射する。第１事象監視ユニット２５は光信号の放射を捕捉し、同時に患者１９の眼が開いていることを捕捉し、このことを中央の制御システム１４に報知する。即ち、光信号の放射を事象として実行し、かつ患者１９の目が開いているのに基づきノイロン活動を開始する光信号の作用を行う。それに応じ表３０には、Ｎｏ．１０１において、中央の制御システム１４から肯定的な監視結果が記入される。例えば光信号の放射から数秒の予め定めた時間経過後に、Ｎｏ．１０１に対する本来の像データセットを取得し、かつ中央の制御システム１４内に記憶する。そのため、例えばエコープラナー法により、三次元の像データセットが患者１９の脳から発生される。時間経過の長さは、その際本質的にノイロン活動を開始する事象と患者１９の脳内のBOLD効果の期待される最大値との間の時間遅れにより決定される。
【００２０】
例えば数秒の時間経過後、ノイロン活動有の別の像データセットを取得する。その際、像データセットＮｏ．１０１の際と類似の作業を行う。相応のことがＮｏ．１０２とＮｏ．１０３の像データセットに対しても当てはまる。
【００２１】
Ｎｏ．１０４では、ノイロン活動有りの別の像データセットを取得する。そのために、事象生起ユニット２１が再び光信号を放射する。第１事象監視ユニット２５が光信号の放射時、患者１９の眼が閉じていることを確認し、このことを中央の制御システム１４に報知する。それに伴いノイロン活動を開始する光信号の放射は行わず、Ｎｏ．１０４に対しては否定的な監視結果を記入する。予め定めた時間経過に応じ、次にＮｏ．１０４に付属の像データセットを取得し、かつ記憶する。他の実施例では、監視結果が否定的な場合、最初付属の像データセットは全く作成せず、すぐ次のＮｏ．に付属の像データセットの準備と取得を継続する。
【００２２】
Ｎｏ．１０５で、再びノイロン活動有りの像データセットをＮｏ．１０１に相応して取得する。
【００２３】
Ｎｏ．１０６〜１１０でノイロン活動無しの像データセットを取得する。その際、第１事象監視ユニット２５には、像データセット取得前の予め定めた時間範囲内で、事象生起ユニット２１により光信号が放射されないことを監視するという課題が課せられる。Ｎｏ．１０６〜１０９の像データセットに対しては、第１事象監視ユニット２５は光信号の先行の放射を確認せず、かつこのことを中央の制御システム１４に報知するので、Ｎｏ．１０６〜１０９に各々肯定的な結果が対応する。Ｎｏ．１１０では誤って像データセットの取得前に光信号が放射されている。これを第１事象監視ユニット２５が確認し、中央の制御システム１４に報知し、かつ否定的な監視結果としてＮｏ．１１０に表示する。
【００２４】
Ｎｏ．１１１では、再びノイロン活動有の像データセットを取得する。そのため事象生起ユニット２１を、中央の制御システム１４により光信号を放射すべく駆動する。しかし事象生起ユニット２１は、どの理由からも常に相応の光信号を放射しない。第１事象監視ユニット２５は光信号が放射されないことを確認し、かつこのことを中央の制御システム１４に報知し、そこに相応にＮｏ．１１１の際の否定的な結果を記入する。予め定めた時間経過に相応して、事象生起ユニット２１の駆動後にＮｏ．１１１に付属の像データセットを取得する。他の実施例では、否定的な監視結果に基づき付属の像データセットを最初は全く作成せずに、すぐ次のＮｏ．に付属の像データセットの準備および取得を継続する。
【００２５】
Ｎｏ．１１２により、その後で再びノイロン活動有りの像データセットをＮｏ．１０１と同様に取得する。
【００２６】
機能的な磁気共鳴像を形成するには、ノイロン活動有りで取得した像データセットを、ノイロン活動無しで取得した像データセットと信号差に関し比較する。その際、図２の表に従い肯定的な結果が対応している像データセットのみを使用する。この場合、全像データセットの取得終了後に比較を実行してもよいし、像データセット取得から像データセット取得へと実行してもよい。
【００２７】
他の実施例では、光学的な出力装置として構成した図１の事象生起ユニット２１を、患者１９に光信号の放射により、例えば運動的或いは知覚的な形式の統一的な課題の実行を促すべく利用する。更に他の実施例では、事象生起ユニット２１を、例えば音響的な出力装置として、患者１９の聴覚器官を励起すべく構成する。別の実施例では事象生起ユニット２１を、患者１９の皮膚の感覚を励起すべく、患者１９の皮膚に接触して配置してもよい。
【００２８】
前記の第１事象監視ユニット２５に対し代替的又は補足的に、図１の磁気共鳴装置は、同じく中央の制御システム１４と接続された第２事象監視ユニット２６を含む。この実施例では、第２事象監視ユニット２６を、患者１９の指で操作可能な押ボタンスイッチとして構成している。患者１９は、例えば音響的な出力装置として構成した事象生起ユニット２１により音響的に、運動的な課題として押ボタンを操作するよう促される。その際第２事象監視ユニット２６は、患者１９の指運動を、ノイロン活動を開始する事象として監視する。患者１９が押ボタンを押し又は押さないことを、中央の制御システム１４内で確認し、かつ相応に監視の肯定的又は否定的な結果として引き続いて取得する像データセットに対応付ける。補足的な実施例では、その際相応の構成の第１事象監視装置２５が音響的な信号の生起を監視し、かつ音響的な信号の生起又は不生起を中央の制御システム１４に報知し、このことを中央の制御システム１４内で肯定的又は否定的な結果の対応付けの際に一緒に考慮に入れる。
【００２９】
別の実施例では、ノイロン活動を開始する事象の作用は、患者の脳電流の測定により正しさを確かめられる。
【００３０】
患者１９による押ボタン操作は、中央の制御システム１４に登録され、かつ相応に監視の肯定的又は否定的な結果として引き続いて取得する像データセットに対応付けられる。補足的な実施例では、その際相応の構成の第１事象監視ユニット２５が音響的な信号の生起を監視し、かつ音響的な信号の生起又は不生起を中央の制御システム１４に報知し、このことを中央の制御システム１４内で肯定的又は否定的な結果の対応付けの際に一緒に考慮に入れる。
【００３１】
別の実施例では、ノイロン活動を開始する事象の作用は患者の脳電流の測定により正しさを確かめられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】磁気共鳴装置。
【図２】機能的磁気共鳴撮像の進行中に満たされる表。
【符号の説明】
１１  基本磁界磁石システム
１２  勾配コイルシステム
１３  アンテナシステム
１４  中枢神経系
１５  指示および走査装置
１６  寝台装置
１７  撮像ボリューム
１９  患者
２１  事象発生ユニット
２５  第１事象監視ユニット
２６  第２事象監視ユニット
３０  表
【図１】
0004064672.tif 000002
【図２】
0004064672.tif 000003