JP7047057B2 - プロトン密度脂肪画分を計算するためのｍｒｉ方法 - Google Patents
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Description
本開示は、脂肪を基準とする脂質定量化に基づくプロトン密度脂肪画分（ＰＤＦＦ）磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）の計算に関する。
脂肪症によって特徴付けられる一連の疾患である、非アルコール性脂肪肝疾患（ＮＡＦＬＤ：non-alcoholic fatty liver disease）は、メタボリック症候群、糖尿病、および肥満に関連付けられ（Ｅｋｓｔｅｄｔら、２００６；Ｅｒｔｌｅら、２０１１）、進行した繊維症、肝硬変、および肝細胞癌に繋がり得る（Ｅｋｓｔｅｄｔら、２００６；Ｗａｔｔａｃｈｅｒｉｌら、２０１２）。ＮＡＦＬＤのより重い形である、非アルコール性脂肪性肝炎は、現在先進国における肝疾患の唯一の最も一般的な原因であり（Ｓａｎｙａｌ、２０１１；Ｍｉｓｒａら、２００９）、高い罹病率および死亡率に関連付けられる。ＮＡＦＬＤを有する患者における肝細胞性脂肪の評価および等級付けは通常、肝臓生検および組織学を必要とする。しかし、肝臓生検はサンプリングのばらつきに敏感な、高価で、侵襲的であり、痛みを伴う処置であるので（Ｈｕｂｓｃｈｅｒ、２００６；Ｗｉｅｃｋｏｗｓｋａら、２００８）、磁気共鳴分光法（ＭＲＳ）およびＭＲＩを含む画像診断法が、プロトン密度脂肪画分（ＰＤＦＦ）を決定するためにしばしば採用されている。ＰＤＦＦ－ＭＲＳは、肝脂肪分の定量化のための非侵襲的で正確な方法であるが、その費用および特定の専門知識への依存性のために、臨床診療で実施することは困難となっている。さらに、この方法は肝臓脂肪分の局所的推定を与えるのみである（Ｒｅｅｄｅｒら、２０１０）。マルチエコーＭＲＩによって決定されたＰＤＦＦイメージングは、再現性があり、ＭＲＳ（Ｎｏｕｒｅｄｄｉｎ、２０１３；Ｋａｍｇ、２０１１）、肝臓生検（Ｔａｎｇら、２０１３）、および生体外測定（Ｂａｎｎａｓら、２０１５）と密接に相互に関連がある肝脂肪の非局所的、定量的、標準化された測定をもたらす。
異相および同相画像の捕捉に基づく、２点ディクソン（２ＰＤ）技法を用いた伝統的な定量的脂肪画分分析は、肝脂肪を評価するために有用であることが示されている（Ｄｉｘｏｎ、１９８４；Ｇｌｏｖｅｒ、１９９１；Ｑａｙｙｕｍら、２００５；Ｐｉｌｌｅｕｌら、２００５；Ｒｅｅｄｅｒら、２００５；ＲｅｅｄｅｒおよびＳｉｒｌｉｎ、２０１０）。マルチエコーディクソンに対して２ＰＤの欠点は、Ｔ2
*が別個の実験において決定されなければならないことである。しかし、本質において、デュアルおよびマルチエコーディクソンは共に、Ｔ2
*減衰、肝脂肪のスペクトルの複雑さ、およびＴ1飽和バイアスを含む、ＭＲＩ信号強度に影響を及ぼす同じ交絡した因子を共有する（Ｒｅｅｄｅｒら、２０１１；Ｃｈｅｂｒｏｌｕら、２０１０）。最初の３つの因子は信号モデリングを通して低減され得るが、Ｔ1飽和バイアスは一般に、代替の、長い反復時間が結果として実行不可能な息止め時間となるので、低フリップ角を用いて回避される。しかし、低フリップ角は、低い信号対雑音比（ＳＮＲ）に関連付けられ、肝臓ＰＤＦＦイメージングにおける低減された感度に繋がる（Ｊｏｈｎｓｏｎら、２０１４）。これは画像ボクセルサイズ、息止め長さ、およびＳＮＲの間のトレードオフを複雑にする。さらに、ＳＮＲが減少するのに従って、特に肥満した患者において、適切なコイル位置決めがより重要となり、これは技法の臨床的移行をより難しくする。
フリップ角を増加させ、それによって捕捉をＴ1飽和型状態に変換することによって、ボクセルサイズ、息止め長さ、および望ましいＳＮＲのレベルの間のトレードオフの重要性は低くなる（Ｋｕｈｎら、２０１４）。しかし、Ｔ1重み付けは、補正されない限り、測定された信号内にバイアスを引き起こす（Ｆｌｅｙｓｈｅｒら、２００９）。Ｋｕｈｎおよび同僚によって実証されたように、より複雑な実験を用いて、Ｔ1バイアスを適応的に測定し、それに対して補償することが可能である（Ｋｕｈｎら、２０１４）。このような補正を３次元（３Ｄ）捕捉に適用することは、脂肪および水組織のＴ１値が良好に特性化された場合は、直接的となる。それでも、ＭＲパルスシーケンス実装形態の特定の特性、ならびに水および脂肪のＴ1の定量化における不確実さは、信号方程式の妥当性に影響を及ぼすことがあり、残留Ｔ1バイアスに繋がり得る。
脂肪を基準とする脂質定量化は、Ｔ1重み付けされたディクソンイメージングにおける脂肪定量化を可能にし、もともとＨｕおよび同僚、ならびにＤａｈｌｑｖｉｓｔ Ｌｅｉｎｈａｒｄおよび同僚によって導入された（ＨｕおよびＮａｙａｋ、２００８；Ｄａｈｌｑｖｉｓｔ Ｌｅｉｎｈａｒｄら、２００８）。この定量化方法は、純粋な脂肪組織内の脂質信号を用いて、水および脂肪画像の観測された信号強度を較正する。これはディクソン画像を共通の強度スケールに変換し、そこでは脂肪画像における１の値は、１００％の脂肪組織濃度に対応する。Ｔ1重み付けの不変性は、Ｐｅｔｅｒｓｏｎらによって示された（Ｐｅｔｅｒｓｏｎら、２０１６）。その研究において、脂肪を基準とする技法を用いた筋肉内の脂肪組織定量化は、方法の間の非常に高い一致を有して、通常の低フリップ角ＰＤＦＦ推定と対照して正当性が立証された。最近、Ａｎｄｅｒｓｓｏｎおよび同僚はさらに、骨格筋および肝臓組織内のバイアスフィールド推定に対して、１．５Ｔおよび３．０Ｔの両方での全身のイメージングにおいて、脂肪を基準とする技法の正当性を立証した（Ａｎｄｅｒｓｓｏｎら、２０１５）。さらに、Ｈｅｂａおよび同僚は、ＭＲＳを基準として用いた肝臓のＰＤＦＦを推定するための、大きさをベースとするＭＲＩの正確さは、異なる数のエコーを用いたときに変らず、起こり得る、対象ベースの交絡因子によって影響されなかったと決定した（Ｈｅｂａら、２０１６）。
上記で論じられたように、例えば肝臓のＰＤＦＦの計算のための枠組みの必要性がある。本発明の目的は、添付の独立請求項による、Ｔ1重み付けされた２点および多点ディクソンイメージングに基づく、ＰＤＦＦの計算のためのこのような枠組みをもたらすことである。本発明の実施形態は、添付の独立請求項によってもたらされる。本発明はそれによって、脂肪および水信号の飽和比を用いた補正を通じて、または脂肪基準化に続いて得られる脂肪推定の直接の使用によって、脂肪を基準とするディクソンイメージングを用いた臓器ＰＤＦＦの正確な推定のための技術をもたらす。これは、上記で論じられた病気の診断および治療のための肝臓ＰＤＦＦの推定に対して特に関連性がある。
ＰＤＦＦを計算することとは、本発明による方法において、脂肪および水画像の復元は、Ｔ2
*効果、および／または脂質スペクトルまたは復元の特性によるスペクトル分散効果に対して、補正されてよくまたはされなくてもよいことが意味される。
ＰＤＦＦ計算を行うように構成されたＰＤＦＦ計算装置は、必要なコンピュータ実行可能プログラムを備え、計算のために必要な入力がもたらされる、コンピュータによって構成され得る。
本発明およびその実施形態は、正確なプロトン密度脂肪画分（ＰＤＦＦ）推定が、脂肪を基準とする脂肪定量化に基づく提示された枠組みを用いた、Ｔ1重み付けされた脂肪と水が分離されたイメージングにおいて達成され得ることをもたらす。本発明は、多スペクトル脂質モデルを用いない単純化した復元を用いた２点ディクソン（２ＰＤ）磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）が、固定されたＴ2
*補正を用いて正確な肝臓ＰＤＦＦ推定のために用いられ得ることをもたらす。これは、肝臓水信号の個々のＴ2
*値を考慮に入れることによってさらに改善され得る。しかしこれは、人体の他の臓器にも適用可能である。
脂肪を基準とする定量化技法は、２ＰＤ脂肪画分技法と比べて、２ＰＤ ＰＤＦＦ計算におけるＴ2
*効果に対してずっと低い感受性を示す。Ｔ2
*緩和に対するこの低下された感受性は、脂肪を基準とする計算が分母に水信号を含まないので達成される。
本発明は、ＰＤＦＦは、提案される手法を用いた、Ｔ1飽和が補正された１０ＰＤ捕捉を用いて、正確に推定され得ることをもたらす。異なる息止めにおいて、異なるシーケンスで、および厳密な品質管理を満たすデータセット内の異なる捕捉コイルを用いて、捕捉された肝臓ＰＤＦＦに対して±１．４１％、およびすべてのデータセットを含む分析において±１．４４％の一致の限界が、本発明を用いて達成され得、これは他の最新技術の実装形態を用いて一般に観測されるものより低い。
本発明の使用で分かったことは、非アルコール性脂肪肝疾患（ＮＡＦＬＤ）を有する５０６人の成人に対する彼等の過去に遡っての分析におけるＨｅｂａおよび同僚の最近の研究のものと比較され得、そこでは肝臓ＰＤＦＦは、右肝葉磁気共鳴分光法（ＭＲＳ）を基準として用い、増強されない３．０Ｔ ＭＲＩを用いて推定された（Ｈｅｂａら、２０１６）。この以前の研究において、ＰＤＦＦ ＭＲＩ所見は、スペクトル補正を有する脂肪画分測定に基づいた２エコー法を用いた、磁気共鳴分光法（ＭＲＳ）と密接に一致したが、Ｔ2
*補正なしでは最も不正確であった（Ｈｅｂａら、２０１６）。
本発明は、肝脂質スペクトルによって引き起こされる効果を補償するため代替のやり方をもたらす。捕捉されたデータに基づく脂質スペクトルの補正は、特に分析はまた脂質Ｔ2
*および水Ｔ2
*緩和の推定が関わるので、通常は複雑なプロセスである（Ｑａｙｙｕｍら、２００５；Ｒｅｅｄｅｒら、２０１１；Ｈｕら、２０１１）。ここでは、脂質スペクトルモデルの詳細について、何らの仮定もなされていない。本明細書で述べられる方法を用いて、なされる唯一の基本的仮定は、同相および逆相イメージングが、脂肪および水に対して高度に明確なコントラストを作り出すこと、および脂質スペクトルによって引き起こされる、観測される脂質信号に対する効果は、基準脂肪組織内および肝臓組織内の両方において同様であることである。
本発明の第１の態様によれば、関心領域（ＲＯＩ）内の脂肪を基準とする脂質定量化に基づいて、および基準組織の決定を用いて、水Ｗと脂肪Ｆが分離された磁気共鳴イメージングＭＲＩからプロトン密度脂肪画分ＰＤＦＦを計算する方法がもたらされる。方法はＰＤＦＦを、
として決定するステップを備え、ここにおいて、
Ｆは、ＭＲＩからもたらされるＲＯＩ内の脂肪信号であり、
βfは、基準組織内とＲＯＩ内の脂肪信号のＴ１飽和値の比をもたらす関数であり、
Ｒは、強度スケール上の脂肪および水信号の合計の表示であり、ここで、脂肪および水信号のそれぞれの飽和は、基準組織内の脂肪の飽和に等しい。
Ｆは、ＭＲＩからもたらされるＲＯＩ内の脂肪信号であり、
βfは、基準組織内とＲＯＩ内の脂肪信号のＴ１飽和値の比をもたらす関数であり、
Ｒは、強度スケール上の脂肪および水信号の合計の表示であり、ここで、脂肪および水信号のそれぞれの飽和は、基準組織内の脂肪の飽和に等しい。
方法は、ＭＲＩからもたらされるＲＯＩ内の脂肪信号に、基準組織内とＲＯＩ内の脂肪信号のＴ１飽和値の比をもたらす関数であるβfが乗算されたものとを備えるものとして述べられてよく、それらの積は、脂肪および水が基準組織から外挿される脂肪信号に影響するのみの飽和レベルで飽和される強度スケール上の、脂肪および水の合計の信号強度の表示であるＲによって除算される。
一実施形態において、方法は、基準組織内の脂肪信号のＴ１飽和値を決定するステップをさらに備え得る。代替として、このような決定は予め行われ、方法は、基準組織内の脂肪信号のＴ１飽和値を受信するステップを備え得る。さらに、方法は一実施形態において、ＰＤＦＦの決定においてβfに対して用いられることになる、ＲＯＩ内の脂肪信号のＴ１飽和値を決定するステップを、または代替としてこのようなＲＯＩ内の脂肪信号のＴ１飽和値を受信するステップを備え得る。
一実施形態において、方法は、ＰＤＦＦの決定のために、上記で定義されたようなＲの値を受信するステップを備え得る。代替として、方法は、Ｒの決定のための入力を受信するステップと、その入力に基づいてＲを決定するステップとを備え得る。
一実施形態において、Ｒは、方法がＰＤＦＦを
として決定するステップを備えるように、ＦrefとＰＤＦＦrefとの間の割り当てをもたらすことができ、ここにおいて、
Ｆrefは、基準組織内の脂肪信号であり、
ＰＤＦＦrefは、基準組織の別個の実験によって、または所定の定数によってもたらされる基準組織のＰＤＦＦである。
Ｆrefは、基準組織内の脂肪信号であり、
ＰＤＦＦrefは、基準組織の別個の実験によって、または所定の定数によってもたらされる基準組織のＰＤＦＦである。
この実施形態による方法はさらに、Ｆと、基準組織内の脂肪信号であるＦrefとの間の割り当てに、βfと、基準組織の別個の実験によって、または所定の定数によってもたらされる基準組織のＰＤＦＦであるＰＤＦＦrefとが乗算されたものとして述べられ得る。ＰＤＦＦrefおよびＦrefの値は、一実施形態において、ＰＤＦＦの決定のために用いられることになる方法のステップにおいて受信され得る。
別の実施形態において、基準組織内およびＲＯＩ内の脂肪信号のＴ１飽和値は等しくなることができ、βf＝１をもたらす。
さらなる実施形態において、ＰＤＦＦは、Ｔ2
*緩和効果に対する事前の補正なしに、脂肪を基準とする２点ディクソン捕捉から決定されてよく、基準組織内の水信号Ｗrefは、Ｗrefに結果としてのＴ2
*緩和効果が乗算されたときの結果としての値が、ＲＯＩ内の水信号は、２点ディクソン捕捉を用いたＲＯＩ内のＭＲＩからの水信号の復元である、ＲＯＩ内の観測された水信号Ｗ2PDに等しくなるという近似をもたらすものであるように低くなり得、ＰＤＦＦが、
として決定されるようにもたらし、ここにおいて、
Ｆ2PDは、２点ディクソン捕捉を用いたＲＯＩ内のＭＲＩからの脂肪信号の復元である、ＲＯＩ内の観測された脂肪信号であり、
Ｔipは、ＲＯＩ内のＭＲＩからの水および脂肪信号の水プラス脂肪信号を備えた、同相（ＩＰ）成分のエコー時間の定数であり、
Ｔ2 * wは、２点ディクソン分析からの結果としてのＲＯＩ内の水のＴ2 *緩和効果であり、
Ｔopは、ＲＯＩ内のＭＲＩからの水および脂肪信号の差を備えた、異相（ＯＰ）成分のエコー時間の定数であり、
Ｆ2PD,refは、基準組織の観測された脂肪信号であり、２点ディクソン捕捉を用いた基準組織内のＭＲＩからの脂肪信号の復元である。一実施形態において、方法は、ＰＤＦＦ決定のために用いられることになるＦ2PDおよびＦ2PD,ref信号値を受信するステップを備え得る。一実施形態において、方法は、ＰＤＦＦ決定のために用いられることになるＴopおよびＴip時間値を受信するステップを備え得る。一実施形態において、方法は、ＰＤＦＦ決定のために用いられることになるＴ2 * w値を受信するステップを備え得る。
Ｆ2PDは、２点ディクソン捕捉を用いたＲＯＩ内のＭＲＩからの脂肪信号の復元である、ＲＯＩ内の観測された脂肪信号であり、
Ｔipは、ＲＯＩ内のＭＲＩからの水および脂肪信号の水プラス脂肪信号を備えた、同相（ＩＰ）成分のエコー時間の定数であり、
Ｔ2 * wは、２点ディクソン分析からの結果としてのＲＯＩ内の水のＴ2 *緩和効果であり、
Ｔopは、ＲＯＩ内のＭＲＩからの水および脂肪信号の差を備えた、異相（ＯＰ）成分のエコー時間の定数であり、
Ｆ2PD,refは、基準組織の観測された脂肪信号であり、２点ディクソン捕捉を用いた基準組織内のＭＲＩからの脂肪信号の復元である。一実施形態において、方法は、ＰＤＦＦ決定のために用いられることになるＦ2PDおよびＦ2PD,ref信号値を受信するステップを備え得る。一実施形態において、方法は、ＰＤＦＦ決定のために用いられることになるＴopおよびＴip時間値を受信するステップを備え得る。一実施形態において、方法は、ＰＤＦＦ決定のために用いられることになるＴ2 * w値を受信するステップを備え得る。
一実施形態において、Ｔ2
*緩和効果値は、別個の実験において決定され得る。
別の実施形態において、Ｔ2
*緩和効果値は、母平均に基づく定数として設定され得る。
さらなる実施形態において、βfは、
と
の割り当てとすることができ、αは、ＭＲＩ捕捉における有効フリップ角であり、ＴRは反復時間であり、Ｔ1f,refは、基準組織内の脂肪信号に対するＴ１値であり、およびＴ1f,ROIは、ＲＯＩ内の脂肪信号に対するＴ１値である。一実施形態において、方法は、ＰＤＦＦ決定のために用いられることになるＴR、Ｔ1f,ref、およびＴ1f,ROI値を受信するステップを備え得る。
別の実施形態において、Ｆrefは、基準組織内の脂肪信号の加重補間として決定され得る。さらに、このような基準組織内の脂肪信号の加重補間をもたらすために、“Ｒｏｍｕ Ｔ， Ｂｏｒｇａ Ｍ， Ｄａｈｌｑｖｉｓｔ Ｌｅｉｎｈａｒｄ Ｏ． ＭＡＮＡ－ｍｕｌｔｉｓｃａｌｅ ａｄａｐｔｉｖｅ ｎｏｒｍａｌｉｚｅｄ ａｖｅｒａｇｉｎｇ． Ｉｎ： Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ ＩＥＥＥ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ ｏｎ Ｂｉｏｍｅｄｉｃａｌ Ｉｍａｇｉｎｇ： Ｆｒｏｍ Ｎａｎｏ ｔｏ Ｍａｃｒｏ， Ｃｈｉｃａｇｏ， ＩＬ， ＵＳＡ， ２０１１． ｐｐ ３６１－３６４”において提示されたような方法が用いられ得る。
一実施形態において、Ｒは、Ｆ・βf＋Ｗ・βwとして定義されてよく、および基準組織内およびＲＯＩ内の脂肪信号のＴ１飽和値は等しく、βf＝１をもたらし、ＰＤＦＦを
として決定するステップを備えた方法をもたらし、ここにおいて、
Ｗは、ＭＲＩによってもたらされるＲＯＩ内の水信号であり、
βwは、基準組織内の脂肪信号のＴ１飽和値と、ＲＯＩ内の水信号のＴ１飽和値の比をもたらす関数である。一実施形態において、方法は、基準組織内の脂肪信号のＴ１飽和値を決定するステップをさらに備え得る。代替として、このような決定は予め行われ、方法は、基準組織内の脂肪信号のＴ１飽和値を受信するステップを備え得る。さらに、方法は一実施形態において、ＰＤＦＦの決定においてβwに対して用いられることになる、ＲＯＩ内の脂肪信号のＴ１飽和値を決定するステップを備える。代替として、このような決定は予め行われ、方法は、ＲＯＩ内の脂肪信号のＴ１飽和値を受信するステップを備え得る。
Ｗは、ＭＲＩによってもたらされるＲＯＩ内の水信号であり、
βwは、基準組織内の脂肪信号のＴ１飽和値と、ＲＯＩ内の水信号のＴ１飽和値の比をもたらす関数である。一実施形態において、方法は、基準組織内の脂肪信号のＴ１飽和値を決定するステップをさらに備え得る。代替として、このような決定は予め行われ、方法は、基準組織内の脂肪信号のＴ１飽和値を受信するステップを備え得る。さらに、方法は一実施形態において、ＰＤＦＦの決定においてβwに対して用いられることになる、ＲＯＩ内の脂肪信号のＴ１飽和値を決定するステップを備える。代替として、このような決定は予め行われ、方法は、ＲＯＩ内の脂肪信号のＴ１飽和値を受信するステップを備え得る。
さらなる実施形態において、βwは、
を決定することによって別個の実験において決定されてよく、ここにおいて、ＰＤＦＦexは、別個の実験において測定されたプロトン密度脂肪画分である。別個の実験において測定されたＰＤＦＦexは、好ましくは、決定されることになるβwがその中で用いられることになるＰＤＦＦ計算と同じ対象において行われ得るが、必ずしもそうでなくてもよい。
またさらなる実施形態において、ＰＤＦＦは、別個の２点ディクソン実験によってもたらされ得る。βwを決定するための方程式は、次いで
を決定することによってもたらされ得る。
本発明の第２の態様によれば、プロトン密度脂肪画分ＰＤＦＦ計算装置がもたらされ、計算装置は受信機とプロセッサとを備える。受信機は、水Ｗと脂肪Ｆが分離された磁気共鳴イメージングＭＲＩを受信するように構成され得る。プロセッサは、受信された水と脂肪が分離されたＭＲＩに基づいて、および関心領域（ＲＯＩ）内の脂肪を基準とする脂質定量化に基づいて、および基準組織の決定を用いて、ＰＤＦＦを
として決定するように構成されてよく、ここにおいて、
Ｆは、ＭＲＩからもたらされるＲＯＩ内の脂肪信号であり、
βfは、基準組織内とＲＯＩ内の脂肪信号のＴ１飽和値の比をもたらす関数であり、
Ｒは、強度スケール上の脂肪および水信号の合計の表示であり、ここで、脂肪および水信号のそれぞれの飽和は、基準組織内の脂肪の飽和に等しい。受信機およびプロセッサは、要素を受信し、上述の実施形態のいずれかによる決定を行うようにさらに構成され得る。図３で分かるように、ＰＤＦＦ計算装置１０は、ＭＲＩソース２０から入力を受信し得る。ＭＲＩソース２０は、ＲＯＩおよび基準組織に対する水と脂肪が分離されたＭＲデータをもたらし得る。ＰＤＦＦ計算装置１０は、上記の実施形態のいずれかによる計算を行うように構成されたコンピュータとすることができる。
Ｆは、ＭＲＩからもたらされるＲＯＩ内の脂肪信号であり、
βfは、基準組織内とＲＯＩ内の脂肪信号のＴ１飽和値の比をもたらす関数であり、
Ｒは、強度スケール上の脂肪および水信号の合計の表示であり、ここで、脂肪および水信号のそれぞれの飽和は、基準組織内の脂肪の飽和に等しい。受信機およびプロセッサは、要素を受信し、上述の実施形態のいずれかによる決定を行うようにさらに構成され得る。図３で分かるように、ＰＤＦＦ計算装置１０は、ＭＲＩソース２０から入力を受信し得る。ＭＲＩソース２０は、ＲＯＩおよび基準組織に対する水と脂肪が分離されたＭＲデータをもたらし得る。ＰＤＦＦ計算装置１０は、上記の実施形態のいずれかによる計算を行うように構成されたコンピュータとすることができる。
本発明は、添付の図面を参照して以下でより詳しく述べられる。
本発明は、本発明の好ましい実施形態に従って、本明細書の以下でより十分に述べられる。しかし本発明は多くの異なる形で具体化されてよく、および本明細書に記載される実施形態に限定されるものと解釈されるべきではなく、むしろこれらの実施形態は、本開示が徹底したおよび完全なものとなるように、および本発明の範囲を当業者に十分に伝えるようにもたらされる。
信号モデル
Ｔ2 *および脂質スペクトル効果を考慮に入れた後のスポイルドグラディエントエコー水－脂肪分離型画像復元において、水（Ｗ）および脂肪（Ｆ）信号は、以下の方程式
Ｔ2 *および脂質スペクトル効果を考慮に入れた後のスポイルドグラディエントエコー水－脂肪分離型画像復元において、水（Ｗ）および脂肪（Ｆ）信号は、以下の方程式
および
によって表され得、ここでＷunsatおよびＦunsatは、不飽和の水および脂肪信号であり、ｓwおよびｓfは、局所的フリップ角α、反復時間ＴR、ならび組織依存性のＴ１値、水および脂肪に対してＴ1wおよびＴ1fに依存する、水および脂肪因子である。αの正確な値は、それがプリスキャン性能と、無線周波数パルスプロファイルの特性とに依存するので、未知であることに留意されたい。
組織の脂肪分を定量化するためには、不飽和のＦunsatは、それが脂肪プロトンの数の他に、ある範囲の未知の因子に依存するので不十分である。プロトン密度脂肪画分（ＰＤＦＦ）は、これらの未知の因子に対して不変な定量的脂肪分技法である。ＰＤＦＦイメージングにおいてＦunsatは、不飽和の同相信号基準、ＩＰunsat＝Ｆunsat＋Ｗunsatを用いて較正され、例えばＰＤＦＦは
として定義される。
ＦunsatおよびＩＰunsatにおいて乗法因子は同一であるので、ＰＤＦＦは、ＭＲＩ可視の脂肪および水プロトンの合計に対する、ＭＲＩ可視の脂肪プロトンの画分である。さらに、ＰＤＦＦは不飽和のＭＲＩ信号に基づくので、捕捉パラメータは、例えば低フリップ角を選択することによって、ｓw≒ｓfとなるように設定されなければならない。代替として、ｓwとｓfの比を決定するために、追加の画像が収集される必要がある。
代替の定量的技法は、Ｆが脂肪信号Ｆrefを用いて較正される、脂肪を基準とするＭＲＩである（Ｒｏｍｕら、２０１１； Ｄａｈｌｑｖｉｓｔ Ｌｅｉｎｈａｒｄら、２００８）。利点は、ＦrefがＦと同じｓfだけ影響されることを考えれば、この測定は水および脂肪飽和に対して不変であることである。しかし、脂肪を基準とする信号は、基準における脂肪プロトンの数に対して、測定点における脂肪プロトンの数に対応し、したがってＰＤＦＦと同一ではない。脂肪基準信号をＰＤＦＦに変換するために、脂肪因子、ｓf,R、によって飽和する、同相基準、Ｒ、が存在すると仮定し、例えば：
次いで、ＰＤＦＦ方程式は、
として表されてよく、ここで因子
は、測定された脂肪信号と基準との間の飽和におけるいかなる差も補正する。またＲの飽和が、脂肪信号のそれと同様である場合、βf≒１となることに留意されたい。
脂肪を基準とする信号をＰＤＦＦに関連付ける
脂肪を基準とする脂質定量化において、信号基準は、対象内の純粋な脂肪組織の領域から捕捉され、全画像ボリュームにわたって補間される（Ｒｏｍｕら、２０１１；Ｄａｈｌｑｖｉｓｔ Ｌｅｉｎｈａｒｄら、２００８）。脂肪を基準とする信号をＰＤＦＦに変換するために、Ｆrefが基準組織の脂肪信号を表すものとし、Ｒの飽和をＦrefの飽和レベルに、すなわち、ｓf,ref＝ｓf,Rとなるように設定する。したがって、基準組織のＰＤＦＦは、Ｆref・Ｒ-1に等しくなり、それにより
脂肪を基準とする脂質定量化において、信号基準は、対象内の純粋な脂肪組織の領域から捕捉され、全画像ボリュームにわたって補間される（Ｒｏｍｕら、２０１１；Ｄａｈｌｑｖｉｓｔ Ｌｅｉｎｈａｒｄら、２００８）。脂肪を基準とする信号をＰＤＦＦに変換するために、Ｆrefが基準組織の脂肪信号を表すものとし、Ｒの飽和をＦrefの飽和レベルに、すなわち、ｓf,ref＝ｓf,Rとなるように設定する。したがって、基準組織のＰＤＦＦは、Ｆref・Ｒ-1に等しくなり、それにより
、および測定点におけるＰＤＦＦを記述する式５は、したがって以下のように再定式化され得（図１および２を参照）、
ここで
は、脂肪を基準とする信号、例えば補間された脂肪基準信号によって較正された未加工の脂肪信号である。これはさらに図１および２に示される。
式７の帰結は、脂肪を基準とする分析において較正された脂肪信号は、脂肪基準組織内のＰＤＦＦに対して、および基準に対する脂肪飽和における差を調整することによって、ＰＤＦＦに変換され得るということである。さらに、脂肪飽和が基準と同様である場合、脂肪を基準とするＰＤＦＦは、
として算出され得る。
２点ディクソン（２ＰＤ）イメージングにおいて生じる効果に対する調整
２ＰＤ分析において、ＯＰ画像の、位相に敏感な復元の後の脂肪および水画像成分の単純化した復元を用いて、観測された脂肪信号は、
２ＰＤ分析において、ＯＰ画像の、位相に敏感な復元の後の脂肪および水画像成分の単純化した復元を用いて、観測された脂肪信号は、
によって与えられ、ここでｔf
+は、脂肪Ｔ2
*緩和、
と、脂肪のスペクトル分散、ｄと、エコー時間ＴopおよびＴipとの関数である。同様に、
は、水信号によって引き起こされるクロストークを、
と、エコー時間ＴopおよびＴipとの関数として記述する。同様に、観測される水信号は、
によって与えられる。
式８においてＰＤＦＦについて解くと、２点ディクソンイメージングを用いて推定される対応する信号を用いて、以下を与える。
さらに、脂肪組織において
であるので、ならびに同様なＴ2
*効果Ｆ2PDおよびＦ2PD,ref、すなわち
を仮定すると、式１１は、
に近似され、ここで
およびＰＤＦＦrefだけが未知数である。
Ｔ1飽和型ディクソンイメージングにおけるＰＤＦＦの定量化
Ｔ1飽和型ディクソンイメージングにおけるＰＤＦＦ定量化のために、２つの異なる実装形態が用いられ得る。
Ｔ1飽和型ディクソンイメージングにおけるＰＤＦＦ定量化のために、２つの異なる実装形態が用いられ得る。
実装形態１．Ｔ2
*緩和および脂肪組織水濃度の効果に対する補正を用いた脂肪を基準とするディクソンイメージング。
ＰＤＦＦが式１２によって与えられるように、Ｔ1飽和型２ＰＤを仮定する。さらに、式１２内の
およびＰＤＦＦrefの値は、別個の実験において個々のレベルで決定されてよく、または定数であると仮定され、母平均に設定され得る。
実装形態２．脂肪を基準とするディクソンイメージングに基づくＴ1飽和補正を用いた水を基準とするＴ2
*補正されたディクソンイメージング。
脂肪と水の飽和比、βw＝ｓf／ｓwが既知である場合、Ｔ2
*およびスペクトル分散効果に対して補正された、Ｔ1飽和型ディクソン捕捉からのＰＤＦＦは、
によって与えられる。
飽和比βwは、次いでβwに対して以下の表式を最小化することによって、脂肪を基準とするＰＤＦＦ2PDなど、別個のＰＤＦＦ実験に基づいて決定され得、
これは、水を基準とする捕捉におけるＰＤＦＦと、脂肪を基準とするＴ2
*補正された２ＰＤ捕捉からのＰＤＦＦ2PDとの間の、観測された差を最小化する。
図３は、ＭＲＩソース２０からの入力を受信するＰＤＦＦ計算装置１０を示し、入力は水と脂肪が分離されたＭＲイメージングである。ＰＤＦＦ計算装置１０は、受信機１２とプロセッサ１４とを備える。受信機は、ＭＲＩソース２０からの入力を受信するように構成される。プロセッサは、上述のような方法によりＰＤＦＦを決定するように構成される。受信機１２はまた、プロセッサによる決定において用いられることになる、基準組織のＰＤＦＦの形での入力を受信し得る。
参考文献
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Ｄａｈｌｑｖｉｓｔ Ｌｅｉｎｈａｒｄ Ｏ， Ｊｏｈａｎｓｓｏｎ Ａ， Ｒｙｄｅｌｌ Ｊ， Ｓｍｅｄｂｙ Ｏ， Ｎｙｓｔｒｏｍ Ｆ， Ｌｕｎｄｂｅｒｇ Ｐ， Ｂｏｒｇａ Ｍ． Ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅ ａｂｄｏｍｉｎａｌ ｆａｔ ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ ｕｓｉｎｇ ＭＲＩ． ＩＥＥＥ １９ｔｈ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｐａｔｔｅｒｎ Ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ ２００８；１９：１－４．
Ｄａｈｌｑｖｉｓｔ Ｌｅｉｎｈａｒｄ Ｏ， Ｄａｈｌｓｔｒｏｍ Ｎ， Ｋｉｈｌｂｅｒｇ Ｊ， Ｓａｎｄｓｔｒｏｍ Ｐ， Ｂｒｉｓｍａｒ ＴＢ， Ｓｍｅｄｂｙ Ｏ， Ｌｕｎｄｂｅｒｇ Ｐ． Ｑｕａｎｔｉｆｙｉｎｇ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓ ｉｎ ｈｅｐａｔｉｃ ｕｐｔａｋｅ ｏｆ ｔｈｅ ｌｉｖｅｒ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｃｏｎｔｒａｓｔ ａｇｅｎｔｓ Ｇｄ－ＥＯＢ－ＤＴＰＡ ａｎｄ Ｇｄ－ＢＯＰＴＡ： ａ ｐｉｌｏｔ ｓｔｕｄｙ． Ｅｕｒ Ｒａｄｉｏｌ ２０１２；２２（３）：６４２－５３．
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Ｅｒｔｌｅ Ｊ， Ｄｅｃｈｅｎｅ Ａ， Ｓｏｗａ ＪＰ， Ｐｅｎｎｄｏｒｆ Ｖ， Ｈｅｒｚｅｒ Ｋ， Ｋａｒ Ｇ， Ｓｃｈｌａａｋ ＪＦ， Ｇｅｒｋｅｎ Ｇ， Ｓｙｎ ＷＫ， Ｃａｎｂａｙ Ａ． Ｎｏｎ－ａｌｃｏｈｏｌｉｃ ｆａｔｔｙ ｌｉｖｅｒ ｄｉｓｅａｓｅ ｐｒｏｇｒｅｓｓｅｓ ｔｏ ｈｅｐａｔｏｃｅｌｌｕｌａｒ ｃａｒｃｉｎｏｍａ ｉｎ ｔｈｅ ａｂｓｅｎｃｅ ｏｆ ａｐｐａｒｅｎｔ ｃｉｒｒｈｏｓｉｓ． Ｉｎｔ Ｊ Ｃａｎｃｅｒ ２０１１；１２８（１０）：２４３６－２４４３．
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図面および明細書において、本発明の好ましい実施形態および例が開示され、特定の用語が使用されたが、それらは一般的および記述的な意味のみにおいて用いられ、限定する目的のためではなく、本発明の範囲は添付の特許請求の範囲に記載される。
以下に、出願当初の特許請求の範囲に記載の事項を、そのまま、付記しておく。
［１］ 関心領域（ＲＯＩ）内の脂肪を基準とする脂質定量化に基づいて、および基準組織の決定を用いて、水Ｗと脂肪Ｆが分離された磁気共鳴イメージングＭＲＩからプロトン密度脂肪画分ＰＤＦＦを計算する方法であって、前記方法はＰＤＦＦを、
として決定するステップを備え、ここにおいて、
Ｆは、前記ＭＲＩからもたらされる前記ＲＯＩ内の脂肪信号であり、
βfは、前記基準組織内と前記ＲＯＩ内の前記脂肪信号のＴ１飽和値の比をもたらす関数であり、
Ｒは、強度スケール上の脂肪および水信号の合計の表示であり、ここで、前記脂肪および水信号のそれぞれの飽和は、前記基準組織内の前記脂肪の飽和に等しい、
方法。
［２］ Ｒは、前記方法がＰＤＦＦを
として決定するステップを備えるように、ＦrefとＰＤＦＦrefとの間の割り当てをもたらし、ここにおいて、
Ｆrefは、前記基準組織内の前記脂肪信号であり、
ＰＤＦＦrefは、前記基準組織の別個の実験によって、または所定の定数によってもたらされる前記基準組織の前記ＰＤＦＦである、
［１］に記載の方法。
［３］ 前記基準組織内および前記ＲＯＩ内の前記脂肪信号の前記Ｔ１飽和値は等しく、βf＝１をもたらす、［１］または［２］に記載の方法。
［４］ 前記ＰＤＦＦは、Ｔ2*緩和効果に対する事前の補正なしに、脂肪を基準とする２点ディクソン捕捉から決定され、ここにおいて、前記基準組織内の前記水信号Ｗrefは、Ｗrefに結果としてのＴ2*緩和効果が乗算されたときの結果としての値が、前記ＲＯＩ内の前記水信号は、２点ディクソン捕捉を用いた前記ＲＯＩ内の前記ＭＲＩからの前記水信号の復元である、前記ＲＯＩ内の観測された水信号Ｗ2PDに等しくなるという近似をもたらすものであるように低く、前記ＰＤＦＦが、
として計算されるようにもたらし、ここにおいて、
Ｆ2PDは、２点ディクソン捕捉を用いた前記ＲＯＩ内の前記ＭＲＩからの前記脂肪信号の復元である、前記ＲＯＩ内の前記観測された脂肪信号であり、
Ｔipは、前記ＲＯＩ内の前記ＭＲＩからの前記水および脂肪信号の水プラス脂肪信号を備えた、同相（ＩＰ）成分のエコー時間の定数であり、
Ｔ2*wは、２点ディクソン分析からの結果としての前記ＲＯＩ内の水の前記Ｔ2*緩和効果であり、
Ｔopは、前記ＲＯＩ内の前記ＭＲＩからの前記水および脂肪信号の差を備えた、異相（ＯＰ）成分のエコー時間の定数であり、
Ｆ2PD,refは、前記基準組織の前記観測された脂肪信号であり、２点ディクソン捕捉を用いた前記基準組織内の前記ＭＲＩからの前記脂肪信号の復元である、
［２］または［３］に記載の方法。
［５］ 前記Ｔ2*緩和効果値は、別個の実験において決定される、［４］に記載の方法。
［６］ 前記Ｔ2*緩和効果値は、母平均に基づく定数として設定される、［４］に記載の方法。
［７］ 前記水と脂肪が分離されたイメージングは、スポイルドグラディエントエコー水－脂肪分離型画像復元であり、ここにおいて、βfは、
と
の割り当てであり、ここにおいて、αは、前記ＭＲＩ捕捉における有効フリップ角であり、ＴRは反復時間であり、Ｔ1f,refは、前記基準組織内の前記脂肪信号に対する前記Ｔ１飽和値であり、およびＴ1f,ROIは、前記ＲＯＩ内の前記脂肪信号に対する前記Ｔ１飽和値である、［１］から［６］のいずれか一項に記載の方法。
［８］ 前記Ｆrefは、前記基準組織内の前記脂肪信号の加重補間として決定される、［２］から［７］のいずれか一項に記載の方法。
［９］ Ｒは、Ｆ・βf＋Ｗ・βwとして定義され、ここにおいて、前記基準組織内および前記ＲＯＩ内の前記脂肪信号の前記Ｔ１飽和値は等しく、βf＝１をもたらし、ＰＤＦＦを
として決定するステップを備えた前記方法をもたらし、ここにおいて、
Ｗは、前記ＭＲＩによってもたらされる前記ＲＯＩ内の前記水信号であり、
βwは、前記基準組織内の前記脂肪信号の前記Ｔ１飽和値と、前記ＲＯＩ内の前記水信号の前記Ｔ１飽和値の比をもたらす関数である、
［１］に記載の方法。
［１０］ βwは、
を決定することによって別個の実験において決定され、ここにおいて、ＰＤＦＦexは、別個の実験において測定された前記プロトン密度脂肪画分ＰＤＦＦである、
［９］に記載の方法。
［１１］ ＰＤＦＦexは、別個の２点ディクソン実験によってもたらされる、［１０］に記載の方法。
［１２］ プロトン密度脂肪画分ＰＤＦＦ計算装置であって、
水Ｗと脂肪Ｆが分離された磁気共鳴イメージングＭＲＩを受信するように構成された受信機と、
受信された水と脂肪が分離されたＭＲＩに基づいて、および関心領域（ＲＯＩ）内の脂肪を基準とする脂質定量化に基づいて、および基準組織の決定を用いて、前記プロトン密度脂肪画分ＰＤＦＦを
として決定するように構成されたプロセッサとを備え、ここにおいて、
Ｆは、前記ＭＲＩからもたらされる前記ＲＯＩ内の脂肪信号であり、
βfは、前記基準組織内と前記ＲＯＩ内の前記脂肪信号のＴ１飽和値の比をもたらす関数であり、
Ｒは、強度スケール上の脂肪および水信号の合計の表示であり、ここで、前記脂肪および水信号のそれぞれの飽和は、前記基準組織内の前記脂肪の飽和に等しい、
プロトン密度脂肪画分ＰＤＦＦ計算装置。
［１３］ Ｒは、前記方法がＰＤＦＦを
として決定するステップを備えるように、ＦrefとＰＤＦＦrefとの間の割り当てをもたらし、ここにおいて、
Ｆrefは、前記基準組織内の前記脂肪信号であり、
ＰＤＦＦrefは、前記基準組織の別個の実験によって、または所定の定数によってもたらされる前記基準組織の前記ＰＤＦＦである、
［１２］に記載の装置。
［１４］ 前記基準組織内および前記ＲＯＩ内の前記脂肪信号の前記Ｔ１飽和値は等しく、βf＝１をもたらす、［１２］または［１３］に記載の装置。
［１５］ 前記プロセッサは、ＰＤＦＦをＴ2*緩和効果に対する事前の補正なしに、脂肪を基準とする２点ディクソン捕捉から決定するように構成され、ここにおいて、前記基準組織内の前記水信号Ｗrefは、Ｗrefに結果としてのＴ2*緩和効果が乗算されたときの結果としての値が、前記ＲＯＩ内の前記水信号は、２点ディクソン捕捉を用いた前記ＲＯＩ内の前記ＭＲＩからの前記水信号の復元である、前記ＲＯＩ内の観測された水信号Ｗ2PDに等しくなるという近似をもたらすものであるように低く、前記ＰＤＦＦが、
として前記プロセッサによって決定されるようにもたらし、ここにおいて、
Ｆ2PDは、２点ディクソン捕捉を用いた前記ＲＯＩ内の前記ＭＲＩからの前記脂肪信号の復元である、前記ＲＯＩ内の前記観測された脂肪信号であり、
Ｔipは、前記ＲＯＩ内の前記ＭＲＩからの前記水および脂肪信号の水プラス脂肪信号を備えた、同相（ＩＰ）成分のエコー時間の定数であり、
Ｔ2*wは、２点ディクソン分析からの結果としての前記ＲＯＩ内の水の前記Ｔ2*緩和効果であり、
Ｔopは、前記ＲＯＩ内の前記ＭＲＩからの前記水および脂肪信号の差を備えた、異相（ＯＰ）成分のエコー時間の定数であり、
Ｆ2PD,refは、前記基準組織の前記観測された脂肪信号であり、２点ディクソン捕捉を用いた前記基準組織内の前記ＭＲＩからの前記脂肪信号の復元である、
［１３］または［１４］に記載の装置。
［１６］ 前記Ｔ2*緩和効果値は、別個の実験において決定される、［１５］に記載の装置。
［１７］ 前記Ｔ2*緩和効果値は、母平均に基づく定数として設定される、［１５］に記載の装置。
［１８］ 前記水と脂肪が分離されたイメージングは、スポイルドグラディエントエコー水－脂肪分離型画像復元であり、ここにおいて、βfは、
と
の割り当てであり、ここにおいて、αは、前記ＭＲＩ捕捉における有効フリップ角であり、ＴRは反復時間であり、Ｔ1f,refは、前記基準組織内の前記脂肪信号に対する前記Ｔ１飽和値であり、およびＴ1f,ROIは、前記ＲＯＩ内の前記脂肪信号に対する前記Ｔ１飽和値である、［１２］から［１７］のいずれか一項に記載の装置。
［１９］ 前記Ｆrefは、前記基準組織内の前記脂肪信号の加重補間として決定される、［１３］から［１８］のいずれか一項に記載の装置。
［２０］ Ｒは、Ｆ・βf＋Ｗ・βwとして定義され、ここにおいて、前記基準組織内および前記ＲＯＩ内の前記脂肪信号の前記Ｔ１飽和値は等しく、βf＝１をもたらし、ＰＤＦＦを
として決定するように構成された前記プロセッサをもたらし、ここにおいて、
Ｗは、前記ＭＲＩによってもたらされる前記ＲＯＩ内の前記水信号であり、
βwは、前記基準組織内の前記脂肪信号の前記Ｔ１飽和値と、前記ＲＯＩ内の前記水信号の前記Ｔ１飽和値の比をもたらす関数である、
［１２］に記載の装置。
［２１］ βwは、
を決定することによって別個の実験において決定され、ここにおいて、ＰＤＦＦexは、別個の実験において測定された前記プロトン密度脂肪画分ＰＤＦＦである、
［２０］に記載の装置。
［２２］ ＰＤＦＦexは、別個の２点ディクソン実験によってもたらされる、［２１］に記載の装置。
以下に、出願当初の特許請求の範囲に記載の事項を、そのまま、付記しておく。
［１］ 関心領域（ＲＯＩ）内の脂肪を基準とする脂質定量化に基づいて、および基準組織の決定を用いて、水Ｗと脂肪Ｆが分離された磁気共鳴イメージングＭＲＩからプロトン密度脂肪画分ＰＤＦＦを計算する方法であって、前記方法はＰＤＦＦを、
Ｆは、前記ＭＲＩからもたらされる前記ＲＯＩ内の脂肪信号であり、
βfは、前記基準組織内と前記ＲＯＩ内の前記脂肪信号のＴ１飽和値の比をもたらす関数であり、
Ｒは、強度スケール上の脂肪および水信号の合計の表示であり、ここで、前記脂肪および水信号のそれぞれの飽和は、前記基準組織内の前記脂肪の飽和に等しい、
方法。
［２］ Ｒは、前記方法がＰＤＦＦを
Ｆrefは、前記基準組織内の前記脂肪信号であり、
ＰＤＦＦrefは、前記基準組織の別個の実験によって、または所定の定数によってもたらされる前記基準組織の前記ＰＤＦＦである、
［１］に記載の方法。
［３］ 前記基準組織内および前記ＲＯＩ内の前記脂肪信号の前記Ｔ１飽和値は等しく、βf＝１をもたらす、［１］または［２］に記載の方法。
［４］ 前記ＰＤＦＦは、Ｔ2*緩和効果に対する事前の補正なしに、脂肪を基準とする２点ディクソン捕捉から決定され、ここにおいて、前記基準組織内の前記水信号Ｗrefは、Ｗrefに結果としてのＴ2*緩和効果が乗算されたときの結果としての値が、前記ＲＯＩ内の前記水信号は、２点ディクソン捕捉を用いた前記ＲＯＩ内の前記ＭＲＩからの前記水信号の復元である、前記ＲＯＩ内の観測された水信号Ｗ2PDに等しくなるという近似をもたらすものであるように低く、前記ＰＤＦＦが、
Ｆ2PDは、２点ディクソン捕捉を用いた前記ＲＯＩ内の前記ＭＲＩからの前記脂肪信号の復元である、前記ＲＯＩ内の前記観測された脂肪信号であり、
Ｔipは、前記ＲＯＩ内の前記ＭＲＩからの前記水および脂肪信号の水プラス脂肪信号を備えた、同相（ＩＰ）成分のエコー時間の定数であり、
Ｔ2*wは、２点ディクソン分析からの結果としての前記ＲＯＩ内の水の前記Ｔ2*緩和効果であり、
Ｔopは、前記ＲＯＩ内の前記ＭＲＩからの前記水および脂肪信号の差を備えた、異相（ＯＰ）成分のエコー時間の定数であり、
Ｆ2PD,refは、前記基準組織の前記観測された脂肪信号であり、２点ディクソン捕捉を用いた前記基準組織内の前記ＭＲＩからの前記脂肪信号の復元である、
［２］または［３］に記載の方法。
［５］ 前記Ｔ2*緩和効果値は、別個の実験において決定される、［４］に記載の方法。
［６］ 前記Ｔ2*緩和効果値は、母平均に基づく定数として設定される、［４］に記載の方法。
［７］ 前記水と脂肪が分離されたイメージングは、スポイルドグラディエントエコー水－脂肪分離型画像復元であり、ここにおいて、βfは、
［８］ 前記Ｆrefは、前記基準組織内の前記脂肪信号の加重補間として決定される、［２］から［７］のいずれか一項に記載の方法。
［９］ Ｒは、Ｆ・βf＋Ｗ・βwとして定義され、ここにおいて、前記基準組織内および前記ＲＯＩ内の前記脂肪信号の前記Ｔ１飽和値は等しく、βf＝１をもたらし、ＰＤＦＦを
Ｗは、前記ＭＲＩによってもたらされる前記ＲＯＩ内の前記水信号であり、
βwは、前記基準組織内の前記脂肪信号の前記Ｔ１飽和値と、前記ＲＯＩ内の前記水信号の前記Ｔ１飽和値の比をもたらす関数である、
［１］に記載の方法。
［１０］ βwは、
［９］に記載の方法。
［１１］ ＰＤＦＦexは、別個の２点ディクソン実験によってもたらされる、［１０］に記載の方法。
［１２］ プロトン密度脂肪画分ＰＤＦＦ計算装置であって、
水Ｗと脂肪Ｆが分離された磁気共鳴イメージングＭＲＩを受信するように構成された受信機と、
受信された水と脂肪が分離されたＭＲＩに基づいて、および関心領域（ＲＯＩ）内の脂肪を基準とする脂質定量化に基づいて、および基準組織の決定を用いて、前記プロトン密度脂肪画分ＰＤＦＦを
Ｆは、前記ＭＲＩからもたらされる前記ＲＯＩ内の脂肪信号であり、
βfは、前記基準組織内と前記ＲＯＩ内の前記脂肪信号のＴ１飽和値の比をもたらす関数であり、
Ｒは、強度スケール上の脂肪および水信号の合計の表示であり、ここで、前記脂肪および水信号のそれぞれの飽和は、前記基準組織内の前記脂肪の飽和に等しい、
プロトン密度脂肪画分ＰＤＦＦ計算装置。
［１３］ Ｒは、前記方法がＰＤＦＦを
Ｆrefは、前記基準組織内の前記脂肪信号であり、
ＰＤＦＦrefは、前記基準組織の別個の実験によって、または所定の定数によってもたらされる前記基準組織の前記ＰＤＦＦである、
［１２］に記載の装置。
［１４］ 前記基準組織内および前記ＲＯＩ内の前記脂肪信号の前記Ｔ１飽和値は等しく、βf＝１をもたらす、［１２］または［１３］に記載の装置。
［１５］ 前記プロセッサは、ＰＤＦＦをＴ2*緩和効果に対する事前の補正なしに、脂肪を基準とする２点ディクソン捕捉から決定するように構成され、ここにおいて、前記基準組織内の前記水信号Ｗrefは、Ｗrefに結果としてのＴ2*緩和効果が乗算されたときの結果としての値が、前記ＲＯＩ内の前記水信号は、２点ディクソン捕捉を用いた前記ＲＯＩ内の前記ＭＲＩからの前記水信号の復元である、前記ＲＯＩ内の観測された水信号Ｗ2PDに等しくなるという近似をもたらすものであるように低く、前記ＰＤＦＦが、
Ｆ2PDは、２点ディクソン捕捉を用いた前記ＲＯＩ内の前記ＭＲＩからの前記脂肪信号の復元である、前記ＲＯＩ内の前記観測された脂肪信号であり、
Ｔipは、前記ＲＯＩ内の前記ＭＲＩからの前記水および脂肪信号の水プラス脂肪信号を備えた、同相（ＩＰ）成分のエコー時間の定数であり、
Ｔ2*wは、２点ディクソン分析からの結果としての前記ＲＯＩ内の水の前記Ｔ2*緩和効果であり、
Ｔopは、前記ＲＯＩ内の前記ＭＲＩからの前記水および脂肪信号の差を備えた、異相（ＯＰ）成分のエコー時間の定数であり、
Ｆ2PD,refは、前記基準組織の前記観測された脂肪信号であり、２点ディクソン捕捉を用いた前記基準組織内の前記ＭＲＩからの前記脂肪信号の復元である、
［１３］または［１４］に記載の装置。
［１６］ 前記Ｔ2*緩和効果値は、別個の実験において決定される、［１５］に記載の装置。
［１７］ 前記Ｔ2*緩和効果値は、母平均に基づく定数として設定される、［１５］に記載の装置。
［１８］ 前記水と脂肪が分離されたイメージングは、スポイルドグラディエントエコー水－脂肪分離型画像復元であり、ここにおいて、βfは、
［１９］ 前記Ｆrefは、前記基準組織内の前記脂肪信号の加重補間として決定される、［１３］から［１８］のいずれか一項に記載の装置。
［２０］ Ｒは、Ｆ・βf＋Ｗ・βwとして定義され、ここにおいて、前記基準組織内および前記ＲＯＩ内の前記脂肪信号の前記Ｔ１飽和値は等しく、βf＝１をもたらし、ＰＤＦＦを
Ｗは、前記ＭＲＩによってもたらされる前記ＲＯＩ内の前記水信号であり、
βwは、前記基準組織内の前記脂肪信号の前記Ｔ１飽和値と、前記ＲＯＩ内の前記水信号の前記Ｔ１飽和値の比をもたらす関数である、
［１２］に記載の装置。
［２１］ βwは、
［２０］に記載の装置。
［２２］ ＰＤＦＦexは、別個の２点ディクソン実験によってもたらされる、［２１］に記載の装置。
Claims (22)
- 関心領域（ＲＯＩ）内の脂肪を基準とする脂質定量化に基づいて、および基準組織の決定を用いて、水Ｗと脂肪Ｆが分離された磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）からプロトン密度脂肪画分（ＰＤＦＦ）を計算する方法であって、前記方法はＰＤＦＦを、
Ｆは、前記ＭＲＩからもたらされる前記ＲＯＩ内の脂肪信号であり、
βｆは、前記基準組織内と前記ＲＯＩ内の前記脂肪信号のＴ１飽和因子の比をもたらす関数であり、
Ｒは、前記基準組織内の脂肪の飽和因子によって不飽和の脂肪および水信号の合計が飽和された後の不飽和の脂肪および水信号の合計の表示である、
方法。 - Ｒは、前記方法がＰＤＦＦを
Ｆｒｅｆは、前記基準組織内の脂肪信号であり、
ＰＤＦＦｒｅｆは、前記基準組織の別個の実験によって、または所定の定数によってもたらされる前記基準組織のＰＤＦＦである、
請求項１に記載の方法。 - 前記基準組織内および前記ＲＯＩ内の脂肪信号の前記Ｔ１飽和因子は等しく、βｆ＝１をもたらす、請求項１または２に記載の方法。
- 前記ＰＤＦＦは、Ｔ２＊緩和効果に対する事前の補正なしに、脂肪を基準とする２点ディクソン捕捉から決定され、前記基準組織内の水信号Ｗｒｅｆは、Ｗｒｅｆに結果としてのＴ２＊緩和効果が乗算されたときの結果としての値が、前記ＲＯＩ内の前記水信号が、２点ディクソン捕捉を用いた前記ＲＯＩ内の前記ＭＲＩからの前記水信号の復元である、前記ＲＯＩ内の観測された水信号Ｗ２ＰＤに等しい、という近似をもたらすものであるように、低いものであり、前記ＰＤＦＦが、
Ｆ２ＰＤは、２点ディクソン捕捉を用いた前記ＲＯＩ内の前記ＭＲＩからの前記脂肪信号の復元である、前記ＲＯＩ内の前記観測された脂肪信号であり、
Ｔｉｐは、前記ＲＯＩ内の前記ＭＲＩからの前記水および脂肪信号の水プラス脂肪信号を備えた、同相（ＩＰ）成分のエコー時間の定数であり、
Ｔ２＊ｗは、２点ディクソン分析からの結果としての前記ＲＯＩ内の水のＴ２＊緩和効果であり、
Ｔｏｐは、前記ＲＯＩ内の前記ＭＲＩからの前記水および脂肪信号の差を備えた、異相（ＯＰ）成分のエコー時間の定数であり、
Ｆ２ＰＤ，ｒｅｆは、前記基準組織の前記観測された脂肪信号であり、２点ディクソン捕捉を用いた前記基準組織内の前記ＭＲＩからの前記脂肪信号の復元である、
請求項２または３に記載の方法。 - 前記Ｔ２＊緩和効果値は、別個の実験において決定される、請求項４に記載の方法。
- 前記Ｔ２＊緩和効果値は、母平均に基づく定数として設定される、請求項４に記載の方法。
- 前記水と脂肪が分離されたイメージングは、スポイルドグラディエントエコー水－脂肪分離型画像復元であり、ここにおいて、βｆは、
- 前記Ｆｒｅｆは、前記基準組織内の前記脂肪信号の加重補間として決定される、請求項２に従属する請求項３から７のいずれか一項に記載の方法。
- Ｒは、Ｆ・βｆ＋Ｗ・βｗとして定義され、ここにおいて、前記基準組織内および前記ＲＯＩ内の前記脂肪信号の前記Ｔ１飽和因子は等しく、βｆ＝１をもたらし、ＰＤＦＦを
Ｗは、前記ＭＲＩによってもたらされる前記ＲＯＩ内の前記水信号であり、
βｗは、前記基準組織内の前記脂肪信号の前記Ｔ１飽和因子と、前記ＲＯＩ内の前記水信号の前記Ｔ１飽和因子の比をもたらす関数である、
請求項１に記載の方法。 - βｗは、
請求項９に記載の方法。 - ＰＤＦＦｅｘは、別個の２点ディクソン実験によってもたらされる、請求項１０に記載の方法。
- プロトン密度脂肪画分（ＰＤＦＦ）の計算装置であって、
水Ｗと脂肪Ｆが分離された磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）を受信するように構成された受信機と、
受信された水と脂肪が分離されたＭＲＩに基づいて、および関心領域（ＲＯＩ）内の脂肪を基準とする脂質定量化に基づいて、および基準組織の決定を用いて、前記プロトン密度脂肪画分（ＰＤＦＦ）を
Ｆは、前記ＭＲＩからもたらされる前記ＲＯＩ内の脂肪信号であり、
βｆは、前記基準組織内と前記ＲＯＩ内における前記脂肪信号のＴ１飽和因子の比をもたらす関数であり、
Ｒは、前記基準組織内の脂肪の飽和因子によって不飽和の脂肪および水信号の合計が飽和された後の不飽和の脂肪および水信号の合計の表示である、
プロトン密度脂肪画分（ＰＤＦＦ）の計算装置。 - Ｒは、前記計算装置がＰＤＦＦを
Ｆｒｅｆは、前記基準組織内の脂肪信号であり、
ＰＤＦＦｒｅｆは、前記基準組織の別個の実験によって、または所定の定数によってもたらされる前記基準組織のＰＤＦＦである、
請求項１２に記載の計算装置。 - 前記基準組織内および前記ＲＯＩ内の前記脂肪信号の前記Ｔ１飽和因子は等しく、βｆ＝１をもたらす、請求項１２または１３に記載の計算装置。
- 前記プロセッサは、ＰＤＦＦをＴ２＊緩和効果に対する事前の補正なしに、脂肪を基準とする２点ディクソン捕捉から決定するように構成され、前記基準組織内の水信号Ｗｒｅｆは、Ｗｒｅｆに結果としてのＴ２＊緩和効果が乗算されたときの結果としての値が、前記ＲＯＩ内の前記水信号が、２点ディクソン捕捉を用いた前記ＲＯＩ内の前記ＭＲＩからの前記水信号の復元である、前記ＲＯＩ内の観測された水信号Ｗ２ＰＤに等しい、という近似をもたらすものであるように、低いものであり、前記ＰＤＦＦが、
Ｆ２ＰＤは、２点ディクソン捕捉を用いた前記ＲＯＩ内の前記ＭＲＩからの前記脂肪信号の復元である、前記ＲＯＩ内の前記観測された脂肪信号であり、
Ｔｉｐは、前記ＲＯＩ内の前記ＭＲＩからの前記水および脂肪信号の水プラス脂肪信号を備えた、同相（ＩＰ）成分のエコー時間の定数であり、
Ｔ２＊ｗは、２点ディクソン分析からの結果としての前記ＲＯＩ内の水の前記Ｔ２＊緩和効果であり、
Ｔｏｐは、前記ＲＯＩ内の前記ＭＲＩからの前記水および脂肪信号の差を備えた、異相（ＯＰ）成分のエコー時間の定数であり、
Ｆ２ＰＤ，ｒｅｆは、前記基準組織の前記観測された脂肪信号であり、２点ディクソン捕捉を用いた前記基準組織内の前記ＭＲＩからの前記脂肪信号の復元である、
請求項１３または１４に記載の計算装置。 - 前記Ｔ２＊緩和効果値は、別個の実験において決定される、請求項１５に記載の計算装置。
- 前記Ｔ２＊緩和効果値は、母平均に基づく定数として設定される、請求項１５に記載の計算装置。
- 前記水と脂肪が分離されたイメージングは、スポイルドグラディエントエコー水－脂肪分離型画像復元であり、ここにおいて、βｆは、
- 前記Ｆｒｅｆは、前記基準組織内の前記脂肪信号の加重補間として決定される、請求項１３に従属する請求項１４から１８のいずれか一項に記載の計算装置。
- Ｒは、Ｆ・βｆ＋Ｗ・βｗとして定義され、ここにおいて、前記基準組織内および前記ＲＯＩ内の前記脂肪信号の前記Ｔ１飽和因子は等しく、βｆ＝１をもたらし、ＰＤＦＦを
Ｗは、前記ＭＲＩによってもたらされる前記ＲＯＩ内の前記水信号であり、
βｗは、前記基準組織内の前記脂肪信号の前記Ｔ１飽和因子と、前記ＲＯＩ内の前記水信号の前記Ｔ１飽和因子の比をもたらす関数である、
請求項１２に記載の計算装置。 - βｗは、
請求項２０に記載の計算装置。 - ＰＤＦＦｅｘは、別個の２点ディクソン実験によってもたらされる、請求項２１に記載の計算装置。
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