JP2003531710A - 狭窄重篤度の迅速評価のための方法及び装置 - Google Patents
狭窄重篤度の迅速評価のための方法及び装置Info
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Abstract
Description
に詳細には、磁気共鳴イメージング(MRI)テクノロジーを使用して狭窄の重
篤度を迅速に評価する装置及び方法に関する。
つながることがあるような心臓発作の原因の1つとしてよく知られている。こう
した狭窄血管では、狭窄部の直ぐ下流側の領域は速いフロー速度及び/または複
雑なフロー・パターンを特徴とすることが知られている。一般に、ある臓器に供
給する血液を流す血管が狭まると、最終的には、最良の場合でも問題の臓器の機
能が損なわれ、最悪の場合には臓器不全につながることになる。フローの定量的
データがあれば容易に患者の診断や管理の支援となり得ると共に、疾患の処置の
基本的理解に役立つ。血流の計測に利用可能な技法としては、造影剤による放射
線写真撮影技法(投影による方法とコンピュータ断層(CT)による方法の両方
がある)、超音波技法、核医学技法などを使用したイメージング・ベースの方法
を含め多くの技法がある。放射線写真技法と核医学技法では電離放射線及び/ま
たは造影剤の使用が必要となる。幾つかの方法では、フローの特性に関して、実
際の生体内では必ずしも真実でないような仮定を行うことが不可欠となるか、あ
るいは血管の断面積やフローの方向に関する知見が必要となる。
フロー軸方向の速度/圧力の傾斜を計測することにより決定している。傾斜が大
きい程、その狭窄はより重大である。しかし、ドプラ超音波の使用は、できる限
りゼロに近い(すなわち、血管と平行の)入射角で関心対象血管に超音波ビーム
を放出できるような音響ウィンドウを有することに依存する。さらに、ドプラ超
音波ではMRテクノロジーを使用して作成されるような画質を得ることができな
い。さらに、超音波技法は、骨、過剰な脂肪や空気など邪魔になる組織のために
、ある種の状況では適用が困難である。
ための実際的で臨床上適用可能な技法の1つである。MRIでは、強い磁場内で
被検体に対して無線周波数パルス及び磁場傾斜を印加し、観察可能な画像を作成
している。人体組織内のプロトンなど、正味で核磁気モーメントを有する原子核
を含む物質に均一な磁場(偏向磁場B0)をかけると、組織内のスピンの個々の
磁気モーメントは、この偏向磁場(z方向に向いていると仮定している)と整列
しようとするが、この磁場方向の周りをラーマー周波数として知られる特性周波
数で歳差運動する。この物質(または組織)にラーマー周波数に等しい周波数で
時間変化する磁場(励起磁場B1)がかけられると、正味の整列モーメント(す
なわち、「縦方向磁化」)Mzは、xy平面内にくるように倒され(すなわち、
「傾けられ(tipped)」)、正味の横方向磁気モーメントMtが生成され
る。励起信号B1を停止させた後(励起したスピンが基底状態まで戻るに連れて
)励起したスピンにより信号が放出され、さらにこの信号を受信し処理して画像
を形成することができる。
が利用される。典型的には、画像化しようとする領域は、使用する具体的な位置
特定方法に従ってこれらの傾斜を変更させている一連の計測サイクルによりスキ
ャンしている。得られたMR信号はディジタル化され処理され、よく知られてい
る多くの再構成技法のうちの1つを用いて画像が再構成される。
方向磁化には速度依存の位相シフトを与えるようなフロー・エンコーディング傾
斜磁場パルスを利用している(Moran P.R.「A Flow Velo
city Zeugmatographic Interlace for N
MR Imaging in Humans」(Magnetic Reson
ance Imaging 1982;1:197〜203))。各位相コント
ラストの収集により2枚の画像が作成される。すなわち、被検体のプロトン密度
に比例しさらにT1強調を受けることもあるマグニチュード画像と、被検体の位
相を表している画像とである。作成される位相画像は、動いているスピンからの
情報のみを有しており、静止した組織からの信号は抑制されている。この技法を
使用して、全心拍周期にわたる平均フローと、心拍周期内の一連の個別点との両
者を表している画像が作成されている。位相コントラストMR法では、フロー速
度の大きさとさらにフローの方向を表す強度を有する位相画像を作成している。
したがって、こうした画像は、血流の定性的観測と定量的計測の両方のために使
用することができる。したがって、位相コントラストMRアンギオグラフィ及び
静脈造影法が実際にフロー速度の定量的決定に適用できることは明らかである。
方法及び装置が有ることが望ましい。
題を解決しているシステム及び方法に関するものである。
大きな圧力傾斜または速度傾斜により特徴付けできるという事実を利用している
。本発明は、ユーザが速度エンコーディング傾斜の値(VENC)及び速度エン
コーディング傾斜値の方向を制御できるようにしているリアルタイムのイメージ
ング・パルス・シーケンスを使用している。次いで、フロー速度エイリアシング
の発現とVENC設定とを相関させることにより、狭窄を横切るピーク速度を迅
速に決定できる。好ましい実施の一形態では、使用するパルス・シーケンスは、
2D高速傾斜エコーパルス・シーケンスにおいてフロー感作性のバイポーラ傾斜
波形を有している。この好ましい実施形態では同時発生のフロー感作性の傾斜を
使用しているため、さらに、合成したフロー感作方向をユーザによりリアルタイ
ムで回転させることができる。フロー・エンコーディング傾斜の振幅は、そのV
ENC値が狭窄を横切るピークフロー速度に対応する点であるフローに関連する
エイリアシングの発現が観測されるまで増加させ、次いで、このVENC値を狭
窄の重篤度の指示値として使用する。
する方法は、狭窄血管を特定すること、並びに、VENC値のユーザ制御を可能
にするようにこの狭窄血管にリアルタイムの位相コントラスト・イメージングの
パルス・シーケンスを印加すること、を含む。本方法は、そのVENC値をフロ
ー速度エイリアシングの発現と相関させることにより狭窄血管内のピークフロー
速度を決定することを含む。このパルス・シーケンスは、ユーザがフロー感作性
の傾斜をリアルタイムで回転させることができるように同時発生のフロー感作性
の傾斜を備えることが好ましく、フロー感作のためのバイポーラ傾斜波形を有す
る2D高速傾斜エコーパルス・シーケンスであることがさらに好ましい。ピーク
フロー速度の決定の際に、フロー関連のエイリアシングが検出されるまでフロー
・エンコーディング傾斜の振幅を増加させる。
窄を疑われる第1の場所に位相コントラストMRイメージング・パルス・シーケ
ンスを印加することを含むような、狭窄重篤度の迅速評価のための方法を開示す
る。印加するパルス・シーケンスはリアルタイム・ユーザ制御のVENC値を有
している。次に、本方法は、ユーザがフロー関連のエイリアシングを観測するま
でVENC値を増加させてパルス・シーケンスを再印加すること、並びに、続い
てこのVENC値を狭窄を疑われる第1の場所を横切るピークフロー速度の指示
値として記録すること、を含む。次に、本方法は、そのVENC値をリセットす
ること、狭窄を疑われる第2の場所にパルス・シーケンスを印加すること、さら
にユーザがフロー関連のエイリアシングを観測するまでそのVENC値を増加さ
せパルス・シーケンスを再印加すること、を含む。次いで、このVENC値は、
狭窄を疑われる第2の場所を横切るピークフロー速度の指示値として記録される
。本方法は第1の場所のVENC値を第2の場所のVENC値と比較して疑われ
る狭窄の重篤度を決定することが好ましい。
置した多数の傾斜コイルと、RF送受信器システムと、MR画像を収集するため
にRF信号をRFコイル・アセンブリに送信するようにパルス制御モジュールに
より制御されているRF変調器と、を有するMRIシステムを含むような、狭窄
重篤度を迅速に評価するためのMRI装置を開示する。本MRI装置は、MRI
システムを起動させ狭窄血管にフロー感作性の傾斜を有するリアルタイムの位相
コントラスト・パルス・シーケンスを印加させると共に、ユーザ入力により速度
エンコーディング傾斜(VENC)の値を調整可能とするようにプログラムされ
たコンピュータを含む。さらに、このコンピュータは、調整したVENC値を印
加してフロー関連のエイリアシングが明白であるか否かを判定するようにプログ
ラムされている。明白であるか否かの判定は、ユーザ入力を用いるか自動比較ア
ルゴリズムを介するかのいずれかにより達成することができる。このコンピュー
タは、ユーザがVENC値を調整できるようにする動作と、調整したVENC値
を適用する動作と、フロー関連のエイリアシングが明白であるか否かを判定する
動作とを、VENC値により狭窄を横切るピークフロー速度に対応する判定可能
なフロー関連のエイリアシングが得られるまで反復するようにプログラムされて
いる。
憶媒体上に固着させたコンピュータ・プログラムで実現しており、このプログラ
ムは、実行させた際に、コンピュータに対して、狭窄が疑われる第1の場所にユ
ーザにより制御可能なVENC値を有する位相コントラストMRイメージング・
パルス・シーケンスを印加させ、さらにそのVENC値をユーザ選択に基づいて
変更しパルス・シーケンスをフロー関連のエイリアシングが検出されるまで再印
加させている。次いで、本コンピュータ・プログラムは、このVENC値を狭窄
を疑われる第1の場所を横切るピークフロー速度の指示値として記録し、次いで
狭窄が疑われる第2の場所に別の位相コントラストMRイメージング・パルス・
シーケンスを印加する。ここでも、VENC値はユーザ選択に基づいて変更し、
フロー関連のエイリアシングが検出されるまでパルス・シーケンスを再印加する
。このVENC値は狭窄を疑われる第2の場所を横切るピークフロー速度の指示
値として記録し、次いでこれらのVENC値を比較して疑われる狭窄の重篤度を
決定することができる。
面から明らかとなろう。
図示している。
主要コンポーネントを表している。本システムの動作は、キーボードその他の入
力デバイス13、制御パネル14及びディスプレイ16を含むオペレータ・コン
ソール12から制御を受けている。コンソール12は、オペレータが画像の作成
及びスクリーン16上への画像表示を制御できるようにする独立のコンピュータ
・システム20と、リンク18を介して連絡している。コンピュータ・システム
20は、バックプレーン20aを介して互いに連絡している多くのモジュールを
含んでいる。これらのモジュールには、画像プロセッサ・モジュール22、CP
Uモジュール24、並びに当技術分野でフレーム・バッファとして知られている
画像データ・アレイを記憶するためのメモリ・モジュール26が含まれている。
コンピュータ・システム20は、画像データ及びプログラムを記憶するためにデ
ィスク記憶装置28、テープ駆動装置30やその他任意の形態をしたコンピュー
タ読み取り可能な記憶媒体とリンクしており、さらに高速シリアル・リンク34
を介して独立のシステム制御部32と連絡している。入力デバイス13は、マウ
ス、ジョイスティック、キーボード、トラックボール、タッチスクリーン、光学
読取り棒、音声制御器、その他同様のデバイスを含むことができ、また入力デバ
イス13は、対話式の幾何学的指定をするために使用することができる。
ールからなる組を含んでいる。これらのモジュールには、CPUモジュール36
や、シリアル・リンク40を介してオペレータ・コンソール12に接続させたパ
ルス発生器モジュール38が含まれる。システム制御部32は、実行すべきスキ
ャン・シーケンスを指示するオペレータからのコマンドを、リンク40を介して
受け取っている。パルス発生器モジュール38は、各システム・コンポーネント
を操作して所望のスキャン・シーケンスを実行させ、発生したRFパルスのタイ
ミング、強度及び形状、並びにデータ収集ウィンドウのタイミング及び長さを指
示しているデータを発生させている。パルス発生器モジュール38は、スキャン
中に発生させた傾斜パルスのタイミング及び形状を指示するために、1組の傾斜
増幅器42と接続させている。パルス発生器モジュール38はさらに、患者に接
続した多数の異なるセンサからの信号(例えば、患者に装着した電極からのEC
G信号)を受け取っている生理学的収集制御器44から患者データを受け取って
いる。パルス発生器モジュール38はスキャン室インタフェース回路46と接続
させており、スキャン室インタフェース回路46はさらに、患者及びマグネット
系の状態に関連する様々なセンサからの信号を受け取っている。このスキャン室
インタフェース回路46を介して、患者位置決めシステム48はスキャンのため
に患者を所望の位置に移動させるコマンドを受け取っている。
及びGz増幅器を有する傾斜増幅器システム42に加えられる。各傾斜増幅器は
、収集した信号の空間的エンコーディングに使用する磁場傾斜を生成させるよう
に一般に指定されるようなアセンブリ内の対応する傾斜磁場コイル50を励起さ
せている。傾斜磁場コイル・アセンブリ50は、偏向用マグネット54及び全身
用RFコイル56を含んでいるマグネット・アセンブリ52の一部を形成してい
る。システム制御部32内の送受信器モジュール58は、RF増幅器60により
増幅を受け送受信スイッチ62によりRFコイル56に結合させたパルスを発生
している。患者内の励起された原子核が放出して得た信号は、同じRFコイル5
6により検知し、送受信スイッチ62を介して前置増幅器64に結合させること
ができる。増幅されたMR信号は、送受信器58の受信器部分で復調され、フィ
ルタ処理され、さらにディジタル化される。送受信スイッチ62は、パルス発生
器モジュール38からの信号により制御し、送信モードではRF増幅器60をコ
イル56と電気的に接続させ、受信モードでは前置増幅器64を電気的に接続さ
せる。送受信スイッチ62によりさらに、送信モードと受信モードのいずれに関
しても同じ単独のRFコイル(例えば、表面コイル)を使用することが可能とな
る。
ディジタル化され、システム制御部32内のメモリ・モジュール66に転送され
る。スキャンが完了すると、未処理のk空間データのアレイがメモリ・モジュー
ル66に収集されている。この未処理のk空間データは、各画像を再構成させる
ように別々のk空間データ・アレイの形に配列し直す。さらに、これらの各々は
、データをフーリエ変換して画像データのアレイにするように動作するアレイ・
プロセッサ68に入力される。この画像データはシリアル・リンク34を介して
コンピュータ・システム20に送られ、コンピュータ・システム20において画
像データはディスク記憶装置28内に記憶される。オペレータ・コンソール12
から受け取ったコマンドに応答して、この画像データはテープ駆動装置30上に
アーカイブしたり、画像プロセッサ22によりさらに処理してオペレータ・コン
ソール12に伝達したりディスプレイ16上に表示させたりすることができる。
に評価するために使用されるような、上記で参照したMRシステム、あるいは、
MR画像を取得するための同様の任意のシステムや同等のシステムでの使用に適
した方法及びシステムを含む。
管100の模式図を表している。血管100は、流入口の役割をする第1の端部
104と流出口の役割をする第2の端部106とを有するように表している。端
部104と端部106の間には狭窄(すなわち、狭窄部位)108がある。本発
明は、流出端106での血流速度V2が流入口104での血流速度V1を超える
(すなわち、V2>V1)こと、並びに、これに応じて、流出端106での血圧
P2が流入端104での血圧P1未満となる(すなわち、P2<P1)こと、を
利用している。一般に、血管100などの狭窄血管において、血管の流出端10
6内で狭窄108の直ぐ下流側に位置している領域110は、速い血流速度や複
雑な血流パターンを有することにより特徴付けられる。さらに、狭窄の程度が大
きい領域では、領域110に現れるフロー・パターンが層流(laminar)
でなくなり、渦流(すなわち、エディ)の発生を含め複雑なフロー・パターンを
呈する。
斜が大きいことにより特徴付けできるという事実を利用している。さらに、狭窄
の血流力学的重篤度は狭窄部位を通過する速度傾斜の変化により等級付けできる
。等級付けのために、本発明は、リアルタイムの位相コントラストMR画像パル
ス・シーケンスを利用し、その位相差を処理してこうした狭窄を横切るピークフ
ロー速度を評価している。したがって、ユーザによって、速度エンコーディング
傾斜の方向及び速度エンコーディング傾斜の値(以下、VENC値と呼ぶ)を制
御することが可能となる。一般に、このVENC値をフロー関連のエイリアシン
グの発現が観測されるまで増加させることにより、フロー速度エイリアシングの
発現をVENC設定と相関させて狭窄を横切るピーク速度を決定することができ
る。幾つかの場合では、T1時間を短縮しその信号強度を強め、これにより信号
対雑音比を増加させるために、さらに造影剤を投与することが好ましいことがあ
る。この結果、本発明による狭窄の重篤度評価の有用性が相応に高まることにな
る。
するようにプログラムされたソフトウェアを示している流れ図である。開始(1
20)されると、周知のようにして、患者がMRI検査を受けるように準備され
る(122)。患者及び/またはMR装置は、狭窄が疑われる血管部位でMR画
像が収集されるように配置させる(124)。上述したように、また図4を参照
しながらさらに説明するように、リアルタイムの位相コントラスト・パルス・シ
ーケンスを用い、そのフロー感作の方向をフローの方向(すなわち、狭窄を横切
るフロー軸)と一致させる(126)。この時点では、VENC値は、その値未
満ではフロー速度エイリアシングが起こらないことが分かっているような値に設
定しているか(128)、あるいは、エイリアシングが観測されないようなVE
NC値を設定するために画像を収集することができる。図5は、こうしたフロー
関連のエイリアシングの一例を示している。図5は、図2に示した血管など血管
100の断面図である。フロー関連のエイリアシングが全くなければ、血管10
0は、参照番号182で示すように、再構成MR画像内で一面が白くなって現れ
る。血管内の位相の変化もスムーズとなる。しかし、フロー関連のエイリアシン
グが発現した後(これについては、以下で数学的により詳細に説明する)では、
エイリアシング部分184が暗くなった部分(灰色の濃淡か黒色のいずれか)と
して出現する。エイリアシング部分184は、図5に示すように血管100のあ
る部分の全体として現れることや、血管100の帯状部分やある狭い部分として
現れることがある。さらに、フロー関連のエイリアシングの発現は、血管内の位
相の急激な変化により特徴付けることができる。いずれの場合であっても、VE
NC値をエイリアシング点まで増加させたときに、血管内の急激な灰色化(gr
aying)に関して何らかの指示が得られる。
ENC値を増加させ(132)、再び画像を収集する(134)。次いで、この
画像を用いて狭窄血管でフロー関連のエイリアシングが発生しているか否かを判
定する(136)。エイリアシングが発生していない場合(138)は、収集し
た画像(134)にフロー関連のエイリアシングが観測されるまで(136、1
40)VENC値を段階的に増加させる(132)。次いで、フロー関連のエイ
リアシングの発現(136、140)を起こしたVENC値(132)を記録す
る(142)。狭窄血管に沿った別の位置で別のデータ組を収集する(144)
ことが望ましい場合は、狭窄血管に沿って収集場所を移動させ(146)、上述
の過程をMRオペレータが希望するだけ反復させる。すなわち、そのスピンを再
度狭窄を横切るフロー感作の方向に一致させ(126)、VENC値をリセット
し(128)、画像を収集し(130)、さらに収集した画像(134)にエイ
リアシングが観測されるまで(136、140)VENC値を増加させる(13
2)。VENC値を再度記録(142)した後は、MRオペレータは十分なデー
タを収集できており(144、148)、次いで、狭窄の重篤度及び/または狭
窄の正確な場所を決定するために、相関させたVENC値の比較(150)が可
能となる。次いで、検査は終了となる(152)。
ンス160を表している。この好ましい実施形態で示すように、フロー感作性の
傾斜162、164及び166は比較的同時刻に発生し、これによりユーザはフ
ロー感作性の傾斜の方向をリアルタイムで回転させることができる。図4では実
質的に整列したフロー感作性の傾斜を表しているが、フロー感作性の傾斜の配置
で重要な点は、これらが全体のパルス・シーケンス160に関して比較的同時発
生とすることであることを理解されたい。フロー感作性の傾斜162、164及
び166は、パルス・エンコーディング傾斜168と読み出し傾斜170の間で
比較的同時刻に発生させることが好ましい。位相エンコーディング傾斜172及
び174、並びに傾斜クラッシャ176、178及びRFパルス180は、それ
ぞれ基準点として表したものである。
ーラ傾斜波形に関する1次モーメントの値は、次式により与えられる。
Tはそのバイポーラ傾斜波形を構成しているそれぞれが反対の極性をもつ図4に
示すような2つのユニポーラ・ローブ間の時間的離隔、である。バイポーラ傾斜
波形が発生させて得られる位相は次式で与えられる。
なるような値であるため、バイポーラ波形の1次モーメントは次式(式4)のよ
うに調整される。
したがって、エイリアシングが生じる。次いで、上述したように、このVENC
値をピークフロー速度の指示値として使用する。狭窄重篤度の程度はVENC値
の増加に伴いより大きいものと判定される。
る。ある特定の方向に磁場傾斜が印加されているとすると、スピン集合により累
積された位相はこの集合の運動方程式と印加した傾斜磁場の関数、すなわち、次
式(式5)となる。
これ以外の項は一定速度、加速度による運動、並びにより高次の運動を表してい
る。より高次の運動は、一定の速度成分が支配的であるため、本説明では無視で
きる。
ように展開することができる。
表している。G(t)が単一のユニポーラ傾斜ローブであれば、あるボクセル(
volume element)内の位相は(式7)により得られることになる
。この傾斜に直ぐ続いて、符号が反対の同一のユニポーラ傾斜を印加すると、こ
の第2の傾斜ローブによる位相は次式(式8)により得られる。
しくなる。同じ面積を有するが符号が反対の2つのユニポーラ・ローブを組み合
わせると、本質的に単一のバイポーラ傾斜波形となる。しかし、1次モーメント
は時間により重み付けされた積分値となり、M1’は−M1と等しくない。したが
って、合成したバイポーラ傾斜ローブが累積させる位相は、(式7)と(式8)
の和となり、次式(式9)により得られる。
に正比例することに留意されたい。バイポーラ傾斜は正味の面積がゼロとなり、
静止した組織に対しては影響を与えない。したがって、普遍性を損なうことなく
、G(t)を、その位相が単に次の(式2)で与えられるような単一のバイポー
ラ波形と見なすことができる。
加した傾斜の方向の流れを表している(式2)で得られるような位相である1枚
の画像が提供される。しかし、残留うず電流、磁場均一性及び磁化率は、静止し
た組織に対しても非ゼロ位相の空間的変動に寄与している。位相の空間的変動は
フロー関連のものではなく、画像全体にわたって大きな変動となる可能性がある
。この問題を回避するために、(バイポーラ傾斜をトグルさせて)符号が反対の
バイポーラ傾斜による2枚の画像でサブトラクションを行う。静止した組織によ
る非ゼロ位相はすべて相殺され、2回の収集で累積された位相差をもつ画像が残
される。第2の収集に対するバイポーラ波形を反転させることにより、この後続
の収集の位相は(式2)の否定(negation)(すなわち、φ2=−φ1)
となり、また、M1,acq2=−M1,acq1=−M1となる。次いで、サブトラクショ
ン画像の位相差は次式(式10)で得られる。
したがって、位相差画像の大きさにより、その符号がフローの方向を示すような
フロー速度の1つの尺度が提供される。
表示している。(式10)で与えられる位相シフトは速度と1次の傾斜モーメン
トの差(式11)に比例する。Δφがπラジアン(すなわち、180度)を超え
るか、ある位相が異なる別の位相として誤って表示されると、図5に示すような
エイリアシングが起こる。例えば、+190度の位相差は、−170度の位相差
、さらには−530度の位相差と区別できない。したがって、大きな速度をもつ
スピンがより低い速度を有するものとして表示されたり、あるいは、ある方向に
流れるスピンをその反対方向に流れるものとして不正確に表示されることがある
。この現象のことを、本明細書では速度フロー・エイリアシングと呼んでおり、
画像のwarp−aroundに相当する。
を±180度(±πラジアン)以内にもってくる。次いで、フロー関連のエイリ
アシングが発現するまでVENC値のダイアルを上げることにより、ピーク速度
を上述のようにして決定することができる。
ー・エンコーディング傾斜のユーザ制御を可能とするようにこの血管に対してリ
アルタイムの位相コントラスト・イメージングのパルス・シーケンスを印加する
こと、並びにフロー・エンコーディング傾斜をフロー速度エイリアシングの発現
と相関させることにより狭窄血管内のピークフロー速度を決定すること、を含む
ような、狭窄を横切るピークフロー速度の決定方法を含む。上述のように、パル
ス・シーケンスは比較的同時刻に発生するフロー感作性の傾斜を有することが好
ましく、これによりユーザはフロー感作性の傾斜をリアルタイムで回転させるこ
とができる。
この狭窄を疑われる第1の場所に位相コントラストMRイメージング・パルス・
シーケンスを印加することを含むような、狭窄重篤度を迅速に評価する方法を含
む。上述したように、パルス・シーケンスはリアルタイムでユーザ制御されたV
ENC値を有するため、本方法は、ユーザ制御のVENC値を増加させること、
及びこのパルス・シーケンスをユーザがフロー関連のエイリアシングを観測する
まで再印加することを含む。次いで、当該のVENC値を狭窄を疑われる第1の
場所を横切るピークフロー速度の指示値として記録する。次いで、VENC値を
リセットし、狭窄を疑われる第2の場所にパルス・シーケンスを印加する。この
場合にも、本方法は、ユーザがフロー関連のエイリアシングを観測するまでユー
ザ制御のVENC値を増加させてパルス・シーケンスを再印加すること、また次
いで、このVENC値を狭窄を疑われる第2の場所を横切るピークフロー速度の
指示値として記録すること、を含む。次に、本方法は、第1の場所で収集したV
ENC値を第2の場所で収集したVENC値と比較し、疑われる狭窄の重篤度を
決定することを含む。このパルス・シーケンスは、比較的同時刻に発生するフロ
ー感作性のバイポーラ傾斜波形を有する2次元高速傾斜エコーパルス・シーケン
スであることが好ましい。さらに、本方法は、合成したフロー感作性の傾斜をユ
ーザによりリアルタイムで回転させることを可能とすることを含むことができる
。上述したように、信号強度及び得られる分解能を向上させるため造影剤を投与
することが望ましい。
た複数の傾斜コイルと、RF送受信器システムと、RF信号をRFコイル・アセ
ンブリに送信してMR画像を収集するためにパルス・モジュールにより制御され
るRFスイッチと、を有するMRIシステムを含むような、狭窄重篤度を迅速に
評価できるMRI装置に組み込まれる。コンピュータは、比較的同時刻に発生す
るフロー感作性の傾斜を有するリアルタイムの位相コントラスト・パルス・シー
ケンスを狭窄が疑われる血管に印加し、かつユーザが速度エンコーディング傾斜
のVENC値を調整できるようにプログラムされている。このコンピュータはさ
らに、調整したVENC値のパルス・シーケンスを印加し、かつフロー関連のエ
イリアシングが明白であるか否かを判定するようにプログラムされている。次い
で、このプログラムは、ユーザによるVENC値の調整を可能にする動作と、こ
のVENC値によりパルス・シーケンスを印加する動作と、フロー関連のエイリ
アシングが発生したか否かを判定する動作とを、疑われる狭窄を横切るピークフ
ロー速度に対応する判定可能なフロー関連のエイリアシングが選択したVENC
値により提供されるまで反復する。この好ましい実施形態では、フロー関連のエ
イリアシングの発現をMRオペレータにより観測(すなわち、検出)しているが
、本発明の範囲内において、コンピュータによりエイリアシングを判定させるよ
うな適当なアルゴリズムを本発明の範囲で実現することも企図している。
、狭窄を疑われる第1の場所に、ユーザにより制御可能なVENC値を有する位
相コントラストMRイメージング・パルス・シーケンスを印加すること、次いで
フロー関連のエイリアシングが検出されるまでこのVENC値をユーザ入力に基
づいて変更しパルス・シーケンスを再印加すること、を行わせるような命令を有
するコンピュータ・プログラムをその上に格納しているコンピュータ読み取り可
能な記憶媒体を含む。次いで、このVENC値は、狭窄を疑われる第1の場所を
横切るピークフロー速度の指示値として記録される。狭窄を疑われる第2の場所
に、別の位相コントラストMRイメージング・パルス・シーケンスを印加し、こ
の場合も、フロー関連のエイリアシングが検出されるまで、このVENC値をユ
ーザ入力に基づいて変更し再適用する。フロー関連のエイリアシングを起こした
VENC値は、コンピュータにより、狭窄を疑われる第2の場所を横切るピーク
フロー速度の指示値として記録させる。次いで、コンピュータは、第1の場所の
VENC値と第2の場所のVENC値とを比較し、疑われる狭窄の重篤度を決定
する。
Dまたは3Dの診断用位相コントラストMRAの収集のためのVENCの適正値
または理想値の決定が促進されかつ改良されることは、当業者には容易に明らか
であろう。適正なVENC設定により、信号エイリアシングに関連する画像アー
チファクトを最小限にし、かつ位相コントラストMRA画像上の血管信号を最適
化できる。さらに、これによって、不適切なVENCの付与(VENC値が高す
ぎる、または低すぎる)に続いて位相コントラストMRAが反復される可能性が
低下する。
、添付の特許請求の範囲の域内で等価、代替及び修正が可能であることを理解さ
れたい。
。
模式図である。
る。
Claims (21)
- 【請求項1】 狭窄を横切るピークフロー速度を決定するための方法であっ
て、 狭窄重篤度評価のための血管(100)を位置特定するステップ(124)と
、 フロー・エンコーディング傾斜値のユーザ制御を可能とするように、前記血管
(100)に対してリアルタイムの位相コントラスト・イメージングのパルス・
シーケンス(160)を印加するステップ(126)と、 前記フロー・エンコーディング傾斜値をフロー速度エイリアシングの発現(1
36)と相関させることにより狭窄血管(100)内のピークフロー速度を決定
するステップと、 を含む方法。 - 【請求項2】 前記パルス・シーケンス(160)が比較的同時刻に発生す
るフロー感作性の傾斜(162、164、166)を有しており、ユーザにより
フロー感作性の傾斜をリアルタイムで回転できるようにしている、請求項1に記
載の方法。 - 【請求項3】 フロー関連のエイリアシングが検出されるまで(136、1
40)フロー・エンコーディング傾斜値の振幅を増加させるステップ(132)
をさらに含む、請求項1に記載の方法。 - 【請求項4】 ユーザがフロー関連のエイリアシングを観測するまで(13
6、140)ユーザにより前記振幅を増加(132)させている、請求項3に記
載の方法。 - 【請求項5】 前記振幅を、フロー・エンコーディング傾斜値がピークフロ
ー速度に対応するまで(136、140)増加(132)させている、請求項3
に記載の方法。 - 【請求項6】 速度エンコーディング傾斜値及びフロー・エンコーディング
傾斜の方向のユーザ調整機能(132)を提供するステップをさらに含む請求項
1に記載の方法。 - 【請求項7】 信号対雑音比を増大させるために、パルス・シーケンスを印
加する(126)前に造影剤を投与するステップをさらに含む請求項1に記載の
方法。 - 【請求項8】 狭窄重篤度の迅速な評価のための方法であって、 狭窄を疑われる第1の場所を特定する(124)ステップと、 リアルタイム・ユーザ制御VENC値を有する位相コントラストMRイメージ
ングのパルス・シーケンスを狭窄を疑われる前記第1の場所に印加するステップ
(126)と、 ユーザがフロー関連のエイリアシングを観測するまで(136、140)、前
記リアルタイム・ユーザ制御VENC値を増加させる(132)と共に該パルス
・シーケンスを再印加するステップ(134)と、 前記リアルタイム・ユーザ制御VENC値を狭窄を疑われる第1の場所を横切
るピークフロー速度の指示値として記録するステップ(142)と、 前記リアルタイム・ユーザ制御VENC値をリセットするステップ(128)
と、 パルス・シーケンスを狭窄を疑われる第2の場所に印加するステップ(130
)と、 ユーザがフロー関連のエイリアシングを観測するまで(136、140)、前
記リアルタイム・ユーザ制御VENC値を増加させる(132)と共に該パルス
・シーケンスを再印加するステップ(134)と、 前記リアルタイム・ユーザ制御VENC値を狭窄を疑われる第2の場所を横切
るピークフロー速度の指示値として記録するステップ(142)と、 第1の場所のリアルタイム・ユーザ制御VENC値を第2の場所のVENC値
と比較して、疑われる狭窄の重篤度を決定するステップ(150)と、 を含む方法。 - 【請求項9】 前記MRパルス・シーケンスが、比較的同時刻に発生するフ
ロー感作性のバイポーラ傾斜波形(162、164、166)を有する2D高速
傾斜エコーパルス・シーケンス(160)である、請求項8に記載の方法。 - 【請求項10】 ユーザに対して、合成したフロー感作性の傾斜(162、
164、166)をリアルタイムで回転させることを可能とするステップをさら
に含む請求項9に記載の方法。 - 【請求項11】 リアルタイム・ユーザ制御VENC値を増加させる前記ス
テップ(132)がさらに、VENC値がピークフロー速度に対応するまで速度
エンコーディング傾斜の振幅を増加させることにより疑われる狭窄の重篤度を特
定することとして規定される、請求項8に記載の方法。 - 【請求項12】 信号強度を強化しこれによりユーザがフロー関連のエイリ
アシング(136)を観測する分解能を増加させるために、被検体内に造影剤を
投与するステップをさらに含む、請求項8に記載の方法。 - 【請求項13】 狭窄重篤度を迅速に評価するMRI装置であって、 偏向磁場を印加するためにマグネット(52)のボアの周りに配置させた複数
の傾斜コイル(50)と、RF送受信器システム(58)と、RF信号をRFコ
イル・アセンブリ(56)に送信してMR画像を収集するためにパルス・モジュ
ール(38)により制御されるRFスイッチ(62)と、を有する磁気共鳴イメ
ージング(MRI)システム(10)と、 コンピュータ(20)であって、 (A)比較的同時刻に発生するフロー感作性の傾斜(162、164、16
6)を有するようなリアルタイムの位相コントラスト・パルス・シーケンス(1
60)を狭窄が疑われる血管(100、108)に印加する動作と、 (B)ユーザに対して、速度エンコーディング傾斜のVENC値の調整(1
32)を可能とする動作と、 (C)ユーザによる調整に従って前記VENC値をもつパルス・シーケンス
を印加する動作(134)と、 (D)フロー関連のエイリアシングが明白であるか否かを判定する動作(1
36)と、 (E)前記VENC値により疑われる狭窄(108)を横切るピークフロー
速度に対応する判定可能なフロー関連のエイリアシング(140)が提供される
まで、前記動作(B)から動作(D)までを反復する動作と、 を行うようにプログラムされたコンピュータ(20)と、 を備えるMRI装置。 - 【請求項14】 前記コンピュータ(20)がさらに、フロー感作性の傾斜
のリアルタイムでの回転を可能とするようにプログラムされている、請求項13
に記載の装置。 - 【請求項15】 前記コンピュータ(20)がさらに、フロー関連のエイリ
アシングが観測可能(140)となるまでVENC値の振幅を増加させる(13
2)ようにプログラムされている、請求項13に記載の装置。 - 【請求項16】 コンピュータにより実行させた際に、コンピュータに対し
て、 狭窄を疑われる第1の場所(100、108)に、ユーザにより制御可能なV
ENC値を有する位相コントラストMRイメージング・パルス・シーケンス(1
60)を印加すること、 前記VENC値をユーザ入力に基づいて変更し(132)、フロー関連のエイ
リアシングが検出される(136、140)までパルス・シーケンスを再印加す
る(134)こと、 前記VENC値を狭窄を疑われる第1の場所(108)を横切るピークフロー
速度の指示値として記録する(142)こと、 狭窄を疑われる第2の場所(108)に、ユーザにより制御可能なVENC値
を有する別の位相コントラストMRイメージング・パルス・シーケンス(168
)を印加すること、 前記VENC値をユーザ入力に基づいて変更し(132)、フロー関連のエイ
リアシングが検出される(136、140)までパルス・シーケンスを再印加す
る(134)こと、 前記VENC値を狭窄を疑われる第2の場所(108)を横切るピークフロー
速度の指示値として記録する(142)こと、 第1の場所のVENC値を第2の場所のVENC値と比較(150)し、疑わ
れる狭窄の重篤度(108)を決定すること、 を行わせるような命令を含んだコンピュータ・プログラムをその上に格納してい
るコンピュータ読み取り可能な記憶媒体(28)。 - 【請求項17】 前記コンピュータ・プログラムはさらに、コンピュータ(
20)に対して、比較的同時刻に発生するフロー感作性のバイポーラ傾斜波形(
162、164、166)を有するような2D高速傾斜エコーパルス・シーケン
ス(160)としてMRパルス・シーケンスを生成させかつ印加させている、請
求項16に記載のコンピュータ読み取り可能な記憶媒体(28)。 - 【請求項18】 前記コンピュータ・プログラムはさらに、コンピュータ(
20)に対して、速度エンコーディング傾斜の振幅を増加させることによりVE
NC値がピークフロー速度(140)に対応するまでVENC値を増加(132
)させ、これにより狭窄の重篤度を特定させている、請求項16に記載のコンピ
ュータ読み取り可能な記憶媒体(28)。 - 【請求項19】 前記コンピュータ・プログラムはさらに、コンピュータ(
20)に対して、ユーザによる合成したフロー感作性の傾斜(162、164、
166)のリアルタイムでの回転を可能にさせている、請求項16に記載のコン
ピュータ読み取り可能な記憶媒体(28)。 - 【請求項20】 ピークフロー速度を決定する前記ステップ(140)がリ
アルタイムで達成されると共に、信号エイリアシングに関連する画像アーチファ
クト(136)を最小限にするように引き続き2Dまたは3D診断位相コントラ
ストMRAを収集するために適切なVENC値(142)の決定を促進させかつ
改良すること、並びに位相コントラストMRA画像上の血管信号を最適化するこ
とをさらに含んでいる、請求項1に記載の方法。 - 【請求項21】 ピークフロー速度(140)を判定する前記ステップによ
り、不正確なVENC値の付与(142)に続いて位相コントラストMRAが反
復される可能性を低下させることができる、請求項20に記載の方法。
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