JP2000504976A

JP2000504976A - 介入的処置のためのｍｒシステム及び侵入的な装置

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Publication number: JP2000504976A
Application number: JP10521158A
Authority: JP
Inventors: ヴァルス，ヨハヌスヤコブスヴァン; ペトルスグルーン，ヨハヌス
Original assignee: Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1996-11-04
Filing date: 1997-10-02
Publication date: 2000-04-25
Also published as: DE69732763D1; US5951472A; DE69732763T2; EP0877949A1; WO1998020358A1; EP0877949B1

Abstract

(57)【要約】ＭＲ装置及び侵入的な装置を有する介入的処置用のＭＲシステムである。ＭＲ装置は対象の一部の画像を捕捉するよう配置される。侵入的な装置の一部は、侵入的な装置の表面の下に相互に距離を置いて配置される２つの非磁性導体を有するコイル又は導電体ルーブを設けることによってＭＲ画像の中に撮像されうる。患者又は侵入的な装置の運動によるアーティファクトの減少はＭＲ信号をサンプリングすることによって獲得されえ、それにより補助磁界はｋ空間中の複数のラインが走査される時間の間に周期的に印加される。

Description

【発明の詳細な説明】介入的処置のためのＭＲシステム及び侵入的な装置本発明は、ａ）定常磁界を発生する磁石と、ｂ）読取り傾斜及び読取り傾斜に直交する他の一時傾斜磁界を有する一時傾斜磁界を発生する手段と、ｃ）ＲＦパルスを発生する手段と、ｄ）ＭＲ信号を測定する手段と、ｅ）対象の画像を決定するよう測定されたＭＲ信号を処理する処理手段と、ｆ）補助磁界を発生する手段を有する侵入的な装置と、ｇ）上記一時傾斜磁界を発生する手段、上記ＲＦパルスを発生する手段及び上記補助磁界を発生する手段のための制御信号を発生する制御ユニットとを有し、対象の領域の画像を捕捉するよう配置されたＭＲ装置を有し、上記制御ユニットは、ＭＲ信号の測定の間ｋ空間が複数のラインに沿って走査され補助磁界が印加されるよう、読出し傾斜及び他の一時傾斜磁界のうちの１つが定常磁界の上に重合わせられるよう配置され、上記処理手段は更に印加された補助磁界によって誘導される測定されたＭＲ信号の変化から対象中の侵入的な装置の位置を決定するよう配置される介入的処置用のＭＲシステムであって、上記制御ユニットは更に、ｋ空間の中の複数のラインが走査される時間の間、上記補助磁界は周期的に印加されるよう配置されることを特徴とするＭＲシステムに関する。この種類のＭＲシステムは米国特許第４，５７２，１９８号より既知である。本願の文脈において侵入的な装置とはその位置決めが重要となる任意の器具、例えば誘導ワイヤ又は生検針といった器具を意味すると理解される。本願の文脈においてｋ空間とは軌道に沿ってＭＲ信号が測定され、測定値が対象の画像の逆フーリエ変換された値を発生させる空間周波数領域として理解されるべきである。ｋ空間中の軌道は励起ＲＦパルスからＭＲ信号の実際の測定時点までの時間間隔に亘って印加された一時傾斜磁界の時積分によって決定される。既知のＭＲシステムでは、対象に侵入的な装置が使用される介入的処置を受けさせるよう、侵入的な装置はＭＲ装置と協働して配置される。これは例えば患者の血管形成である。更に、既知のＭＲシステムでは画像処理手段は患者の２つの連続するＭＲ画像に基づいて対象のスライス中の侵入的な装置の一部分の位置を決定する。補助磁界は最初の画像の再構築のためのＭＲ信号を発生する間スイッチオフされ、一方次のＭＲ画像の再構築のための信号を発生する間スイッチオンされる。侵入的な装置の一部分に設けられたコイルによって発生される補助磁界はＭＲ装置によって発生された磁界を乱し、それにより２つのＭＲ画像間に相違が発生する。処理ユニットは２つのＭＲ画像の変化に基づいて侵入的な装置の一部分の位置を決定する。更なる段階では侵入的な装置の一部分の位置はカーソルによって人体のＭＲ画像上に重ね合わされ、モニタ上に表示される。決定された位置の精度が侵入的な装置又は対象の画像の中の運動アーティファクトによって影響を受けることは既知の装置の欠点である。本発明は特に決定された位置の精度に対するそのような運動アーティファクトの影響を減少させることを目的とする。このため本発明によるＭＲシステムは、制御ユニットがｋ空間中の複数のラインが走査される時間の間に補助磁界が周期的に印加されるよう更に配置されることを特徴とする。この方法の効果は、ＭＲ信号の変化は侵入的な装置又は対象の動きによってあまり影響を受けず、侵入的な装置に対して決定された位置の精度は改善されることである。これは位置情報が得られるべきＭＲ信号の差の発生の間に経過する時間が既知の方法で位置を得るのに必要とされる１つ又は２つの画像の捕捉時間と比較して実質的に減少されているためである。本発明によるＭＲ信号の実施例は、制御ユニットが補助磁界が印加される時間がｋ空間中の単一のラインが走査される時間よりも短いよう配置されており、ｋ空間の各ラインは２回走査され、処理手段はｋ空間中の同じラインに対応する２つの測定されたＭＲ信号の複素減算によって侵入的な装置の位置を決定するよう更に配置されることを特徴とする。侵入的な装置の位置情報は従ってより高い精度で獲得されうる。これは、補助磁界によって影響を受けるＭＲ信号の第１の測定と、補助磁界によって影響を受けていないｋ空間中の同じラインのＭＲ信号の第２の測定との間に経過する時間は実質的に２つのＭＲ画像の続く捕捉の間に経過する時間よりも短いためである。本発明によるＭＲシステムの他の実施例は、ＭＲ信号を測定する手段はＭＲ信号がサンプリング周波数を使用してサンプリングされるよう配置され、制御ユニットは印加される補助磁界がＭＲ信号のサンプリングの間にＭＲ信号の元の帯域幅に略等しい周波数によって周期的に印加され、処理手段は測定されたＭＲ信号がフーリエ変換され、フーリエ変換された値が侵入的な装置及び対象の画像情報の位置情報へ分割されるよう配置されることを特徴とする。ＭＲ信号の元の帯域幅ＢＷ_sは対象の中のメートルで表わされる視野（ＦＯＶ）、印加された読取り傾斜の強さ（ｍＴ／ｍ）及び磁気回転比γ（ｒａｄ／ｓＴ）に関連し、公式ＢＷ_s ＝γＧ_xＦＯＶ／２πによって表わされる。反復周波数ｆ_aux＝ＢＷ_sを有する周期的に印加される補助磁界Ｂ_aux（ｘ，ｙ）は、位置（ｘ_o，ｙ_o）において侵入的な装置の遠位端の近傍における磁化に乱れを誘導する。２次元フーリエ変換の後、Ｄ＝２πｆ_aux／γ_G（ｍ）とすると、位置（ｘ_o），（ｘ_o＋Ｄ，ｙ_o）及び（ｘ_o−Ｄ，ｙ_o）において画像中に乱れが生ずる。視野（ＦＯＶ）は撮像される人体の一部の寸法として定義される。シフトは磁化の位相の誘導された乱れの１次近似の及びフーリエ変換対の並行移動特性の結果である。距離Ｄが視野よりも大きければ、乱れは対象画像の外側の位置へシフトされる。侵入的な装置の位置情報は複素画像の左右の縁の付近に現れ、対象の画像情報は複素画像の中央付近に現れる。従って２つの別々の画像が獲得されうる：１つの対象の画像及び１つの乱れの画像である。本発明によるＭＲシステムの更なる実施例は、侵入的な装置の位置が複素画像の左側の縁の付近に現れる位置情報と右側の縁の付近に現れる位置情報との組合せによって定義されることを特徴とする。これにより侵入的な装置の位置測定の信号対雑音比が改善される効果がである。これは画像の左側の縁にある情報は、右側の縁にある情報と同じ情報であるが反対の符号を有するためである。このとき信号対雑音比は約√２だけ改善される。本発明によるＭＲシステムの更なる実施例は、制御ユニットが高速ＭＲ撮像シーケンスを発生するよう配置されることを特徴とする。高速ＭＲ撮像シーケンスの使用により、例えば１つの画像当たり約１００乃至２００ｍｓの範囲で対象の画像を獲得するようＭＲ信号の測定の捕捉時間は減少される。結果として人体の運動による画像アーティファクトは更に減少される。高速撮像シーケンスは例えば高速磁界エコーシーケンス（ＦＦＥ），ターボスピンエコーシーケンス（ＴＳＥ）及び傾斜及びスピンエコーシーケンス（ＧＲＡＳＥ）である。これらのシーケンスはそれ自体として特に欧州特許出願第６０４４４１号より既知である。本発明によるＭＲシステムの更なる実施例は、また制御ユニットがいわゆるキーホール技術によってＭＲ信号から画像を得るよう配置されることを特徴とする。この段階は捕捉時間の更なる減少を提供する。この技術は特に欧州特許出願第５４３４６８号より既知である。引用された特許出願によるキーホール技術は第１の画像を捕捉するよう完全なｋ空間に関連するＭＲ信号の組を利用する。続いて、ｋ空間の当該の部分に関連する以前に獲得されたＭＲ信号組のＭＲ信号の位置に次に代入される新しいＭＲ信号を発生するために、ｋ空間の一部分のみが使用される。この更新されたＭＲ信号の組から一時的な続く画像が決定される。本発明によるＭＲ信号の更なる実施例は、侵入的な装置の位置を自動的に決定し、このように決定された侵入的な装置の位置から撮像されるべき次のスライスの位置を自動的に決定することによって侵入的な装置の位置が追跡されることを特徴とする。追跡によって、侵入的な装置又は人体が動いた場合でもスライス画像中の侵入的な装置の位置は連続的に監視されるという効果がある。本発明の上述及び他の面は以下説明される実施例を参照して明らかとなろう。図中：図１はＭＲシステムの実施例を示す図であり、図２はコイルを有するカテーテルの実施例を示す図であり、図３はＥＰＩシーケンスを示す図であり、図４はＴＳＥシーケンスを示す図であり、図５はｋ_x軸に沿ったＭＲ信号のスペクトルを示す図である。図１はＭＲ装置１及び侵入的な装置１５を有するＭＲシステムの実施例を示す図である。ＭＲ装置１は定常磁界を発生する第１の磁石系２を有する。図示される座標系のｚ方向は磁石系２の定常磁界の方向に対応する。ＭＲシステムは更に、ｚ方向に向けられた一時的な磁界とｘ、ｙ及びｚ方向の傾斜とを夫々発生するための第２の磁石系３を有する。議論の簡単化のため、ｘ、ｙ及びｚは夫々読取り符号化、位相符号化及び方向選択として使用されることに注意すべきである。これらの方向はシステムの主方向と一致する必要はない。更に、ｘ方向，ｙ方向及びｚ方向の傾斜を有する一時傾斜磁界は本願中、読出し傾斜、位相符号傾斜及びスライス選択傾斜と称される。電源供給手段４は第２の磁石系３に電源供給する。磁石系２は検査されるべき対象７、例えば人体の一部等を収容するのに十分大きな検査空間を包囲する。ＲＦ送信器コイル５はＲＦ磁界を発生するよう作用し、ＲＦ源及び変調器６に接続される。ＲＦ送信器コイル５は検査空間中の人体７の一部の周囲に配置される。システムはまた送信器／受信器回路９を通じて信号増幅及び復調ユニット１０に接続される受信器コイルを有する。受信器コイル８及びＲＦ送信器コイル５は同一のコイルであり得る。制御ユニット１１はＲＦパルス及び一時傾斜磁界を有する撮像シーケンスを発生するために変調器６及び電源供給手段４を制御する。検査空間中に配置される人体の一部の中の核スピンの励起の後、受信器コイル５はＭＲ信号を受信する。そこから得られる位相及び振幅は更に増幅及び復調ユニット１０の中で処理される。画像再構築ユニット１２は画像を形成するよう発生された信号を処理する。この画像は画像処理ユニット１３を通じて例えばモニタ１４上に表示される。制御ユニット１１はまた画像再構築ユニット１２、画像処理ユニット１３及びカテーテル電源供給ユニット１６を制御する。図１はまた侵入的な装置の実施例としてカテーテル１５を示す。カテーテル１５はカテーテル電源供給ユニット１６に接続されるコイル（図示せず）を有する。図２はカテーテルの実施例の詳細図を示す図である。カテーテル１５は導管２０、遠位端２１、近位端２２及びコイル２３を有する。カテーテル１５は低磁気感受率の電気的に適当な絶縁材によって形成される。カテーテル１５は例えば０．３ｍｍ乃至３ｍｍの直径と、例えば１１０乃至１５０ｃｍの範囲の固定長を有する。残りについてはカテーテル１５は外被２４を含む慣習的な形状及び構成を有する。導管２０は任意に与えられうる。コイル２３は例えば表面の直下にカテーテル１５内の導管２０に隣接する位置に遠位端２１付近に設けられうる。コイル２３は非磁性導電材、例えば０．１ｍｍの直径を有する銅のワイヤを有する。コイルは非磁性電導体２５，２６を通じてカテーテル電源供給ユニット１５に接続される。コイルはまた非磁性導電体によって形成され、カテーテルの実質的な場所に沿って延在するループとして設けられうる。補助磁界Ｂ_auxはコイル２３を通じて電流Ｉ_auxによって発生される。電流Ｉ_auxはカテーテル電源供給ユニット１６によって供給される。制御ユニット１１は電流Ｉ_auxの強さ及び電流Ｉ_auxがコイル２３に印加される周期を制御する。カテーテル１５の遠位端２１は例えば人体の血管の中に導入されうる。導管２０を通じて更なる機器が人体の中に導入される；例えばカテーテル１５を制御するためのより細いカテーテル又は誘導ワイヤが導管２０を通じて挿入されうる。更に造影剤又は作用物質、例えば血栓崩壊液もまたカテーテル１５を通じて投与されうる。本発明を、例として上記のＭＲシステムについてエコー平面撮像シーケンス（ＥＰＩ）と組み合わせて説明する。ＥＰＩ撮像システムはそれ自体として引用された欧州特許出願第６０４４４１号より既知である。図３は、ＲＦ励起パルス及び一時傾斜磁界Ｇ_x，Ｇ_y，Ｇ_zを有するエコー平面撮像シーケンス３０を示す図である。図３中、一時傾斜磁界Ｂ_auxもまた図示されている。ＥＰＩシーケンスは、フリップ角αを有する励起パルス１００及びカテーテル１５の遠位端２１を含む人体７のスライス中の核スピンを励起するスライス選択傾斜１１０の印加によって開始する。フリップ角αは例えば９０°である。スライス選択の後、初期位相符号化傾斜１２０及び読取り傾斜１３０が印加される。ｋ空間の中に規則的に分布され、ｋ_x軸に平行に延在する複数の平行ラインに沿ってＭＲ信号１５０，１５１，１５２を測定するため、ブリップと称される更なる位相符号化傾斜１２１，１２２，１２３が読取り傾斜１３０の第２及び更なるローブの後に印加される。例えばｋ空間中の１２８又は２５６のラインに対応する測定されたＭＲ信号の完全な組を獲得するため、ＥＰＩシーケンスは初期位相符号化傾斜の異なる値に対して繰り返される。画像はＭＲ信号の測定された組から再構築されうる。本発明の第１の方法によれば、第１の段階において第１のＥＰＩシーケンスは例えばｋ空間中の３つのラインに対応する３つの磁界エコーＭＲ信号１５０，１５１，１５２を測定するために実行される。方法の更なる段階では、再び３つのＭＲ信号を測定するために、第１の補助磁界１４０は更なるＥＰＩシーケンスの中のＲＦ励起パルス１００及び読取り傾斜１３０の間に印加される。第１の補助磁界１４０はコイル２３の付近の対象の中の磁化に乱れを誘導する。最後の３つの測定されたＭＲ信号は、第１のＥＰＩシーケンスの３つのＭＲ信号が対応するのと同じｋ空間中の３つのラインに対応する。各ＥＰＩシーケンスのＭＲ信号の受信及びサンプリングの後、受信されたＭＲ信号のサンプリングされた値は夫々基準及び測定の組の中に記憶される。異なる位相符号化傾斜を有する第１及び更なるＥＰＩシーケンス３０を繰り返すことにより、また上記の方法で補助磁界Ｂ_auxを周期的に印加することにより、完全な基準の組及び完全な測定の組が獲得される。完全な基準の組及び完全な測定の組は、スライスの画像を再構築するためにｋ空間中の１２８又は２５６のラインに対応するＭＲ信号の全てのサンプリングされた値を有する。方法の更なる段階では、再構築ユニット１２は、ｋ空間の中の同じラインの同じサンプル点に対応する基準の組及び測定の組からのサンプリングされた複素値の合計によって基準の組及び測定の組からのサンプリングされた複素値の差の組を決定する。カテーテル１５の遠位端２１の位置は差の組のフーリエ変換によって得られ、対象７の画像は再構築の組のフーリエ変換によって再構築される。このようにして得られた遠位端２１の位置は対象７の再構築されたＭＲ画像の中でオーバーレイ又はカーソルとして示される。第１の方法によって検出可能な乱れを誘導するのに必要とされる電流Ｉ_auxの強さは、カテーテル１５の中のコイル２３の種類及び形状と、電流Ｉ_auxが与えられる間の時間とに依存する。これらのパラメータは当業者によって実験的に決定されうる。本発明による方法の利点は、２つの連続する測定の間に経過する時間が２つの測定の間の時間が１つの画像の捕捉時間と等しい既知の方法に対して減少されるため、対象の運動又は対象７の中のカテーテル１５の運動による運動アーティファクトが減少されることである。更に、測定の組を獲得するよう補助磁界を発生するために印加された電流に関して逆の補助磁界が発生される基準の組を獲得することが可能である。この方法による補助磁界の変調の利点は、要求される最大が同じ差に対してより小さくなり、より少ない電力消費をもたらすことである。更に、引き算の結果、カテーテルは画像における唯一の可視構造となるため、カテーテルの位置の自動化された認識が可能である。上記のＭＲシステムでは、第１の方法は例えば既知のターボスピンエコー（ＴＳＥ）シーケンスと組み合わせて適用されうる。ＴＳＥシーケンスは特に引用された欧州特許出願第６０４４４１号より既知である。図４はＲＦ励起パルスと、３つの再フォーカスパルスと、一時傾斜磁界Ｇ_x，Ｇ_y，Ｇ_zとを有するＴＳＥシーケンス４０を示す図である。ＴＳＥシーケンスは、フリップ角αを有するＲＦ励起パルス２００と、人体７のスライス中の核スピンを励起する第１のスライス選択傾斜２１０との発生によって開始する。スライス選択の後、初期読取り傾斜２３０が印加され、続いてフリップ角 βを有する再フォーカスパルス２０１と、第２のスライス選択傾斜２１１とが印加される。フリップ角αは例えば９０°であり、フリップ角βは例えば１８０° である。再フォーカスパルス２０１の後に、第１の位相符号化傾斜２２０と第１の読取り傾斜２３１とが印加される。第１のＭＲ信号２５０は第１の読取り傾斜２３１の間に測定される。最初の読取り傾斜２３１の後に、第１の位相復号化傾斜２２１が印加される。更にＭＲ信号２５１，２５２は共にフリップ角βを有する更なる再フォーカスパルス２０２，２０３を印加することによって測定される。例えばｋ_x軸に平行に延びるｋ空間の中の１２８又は２５６の平行なラインに対応するＭＲ信号の完全な組は、位相符号化傾斜２２０の異なる値に対するＴＳＥシーケンス４０を繰り返すことによって測定される。更に、ＴＳＥシーケンスではＭＲ信号の高速崩壊を防ぐため、Ｃａｒｒ，Ｐｕｒｃｅｌｌ，Ｍｅｉｂｏｈｍ，Ｇｉｌｌ（ＣＰＭＧ）条件が満たされていなくてはならない。ＣＰＭＧ条件は、ＴＳＥシーケンスにおいて２つの連続する再フォーカスパルスの間の磁化の全体的なパルス変化は、励起パルスと第１の再フォーカスパルスとの間の磁化の位相変化の半分に等しいことを述べる。提供されたＴＳＥシーケンスに対する結果は、主に第１の読取り傾斜２３１と第２の再フォーカスパルス２０２との間の時間の周期では、位相復号化傾斜２２１もまた位相符号化傾斜２２０と反対の傾斜で発生されねばならず、第１の補助磁界２４０が読出し磁界２３１の前に印加される場合は逆の補助磁界２４１はまたやはり読出し傾斜２３１の後に、第２の再フォーカスパルス２０２の前に印加されねばならないことである。第１の逆の補助磁界２４１は第１の補助磁界２４０に対して逆の方向を有する。逆の補助磁界２４１はコイル２３を通じて逆の電流−Ｉ_auxによって誘導される。本発明によれば、第１の補助磁界２４０及び第１の逆の磁界２４１は、ｋ空間中の各連続するラインが直接続けて２回走査されるようＭＲ信号２５０及び第２のＭＲ信号２５１を測定するために適用されたＴＳＥシーケンス４０の中で上述の方法で印加される。第１のＭＲ信号２５０はｋ空間中のラインの第１の走査に対応し、第２のＭＲ信号２５１はｋ空間中の同じラインの第２の走査に対応する。第１のＭＲ信号２５０は第１の補助磁界２４０によって影響を受け、第２のＭＲ信号２５１は第１の補助磁界２４０によって影響を受けない。測定された値は夫々基準の組及び測定の組の中に記憶される。上述のＴＳＥシーケンスは、第２の再フォーカスパルス２０２、スライス選択傾斜２１２、位相符号化傾斜２２２、位相復号化傾斜２２３及び読出し傾斜２３２を繰り返すことにより２つ以上の一連のＭＲ信号に拡張されうる。更にこの拡張ＴＳＥシーケンスでは、補助磁界２４２，２４３は２つの連続するＭＲ信号のうちの１つのみが影響を受けるよう周期的に印加される。完全な基準の組及び完全な測定の組を獲得するために、ＴＳＥシーケンス４０は１回以上繰り返される。更なる段階において、ＥＰＩシーケンスが適用される方法に関して上述されたのと同様に、カテーテル１５の位置情報及び対象７の画像情報が決定される。第１の方法をＴＳＥと組み合わせることの利点は、ｋ空間中の同じラインに対応するＭＲ信号の２つの測定の間の時間の経過が減少され、従って運動アーティファクトもまた減少されることである。基準の組の信号対雑音比を改善させるために、第２の再フォーカスパルス２０２と第２の読取り傾斜２３２との間に第２の逆補助磁界２４２を発生させ、第２の読取り傾斜２３２の後に第３の再フォーカスパルス２０３の前に第２の補助磁界２４３を発生させることによって、第２のＭＲ信号２５１に対して影響を与えるよう逆の補助磁界が印加されうる。この方法の効果は、乱れは両方のＭＲ信号に存在するが逆の符号を有するため、両方のＭＲ信号の引き算において足し合わせられることである。検出可能な乱れを誘導するのに必要とされる電流Ｉ_auxの強さはカテーテル１５中のコイル２３の種類及び形状に依存し、当業者によって実験的又は計算によって決定されうる。本発明の第１の方法はＥＰＩ又はＴＳＥシーケンスと組み合わせたＭＲシステムに対して示されたが、既知の傾斜及びスピンエコー（ＧＲＡＳＥ）シーケンスといった他のシーケンスもまた可能である。上記のＧＲＡＳＥシーケンスは特に引用された欧州特許出願第６０４４４１号より既知である。本発明による第２の方法は、例としてＥＰＩシステムと組み合わせられる上述のＭＲシステムについて図示される。制御ユニット１１はカテーテル１５の遠位端２１が存在するスライスからＭＲ信号を測定し、サンプリングするためにＥＰＩシーケンスを発生するよう配置される。ＭＲ信号の元の帯域幅は公式ＢＷ_s＝ γＧ_xＦＯＶ／２π、ただしＦＯＶは対象中のメートルで表わされる視野、Ｇ_xはｘ方向のｍＴ／ｍで表わされる一時傾斜磁界、γはｒａｄ／ｓＴで表わされる磁気回転定数によって表わされる。サンプリング周波数は公式ｆ_s＝２ＢＷ_sによって決定される。従って、ＭＲ信号のサンプリングの中で２倍の過剰サンプリングが想定される。実際はＭＲ信号のサンプリング周波数は例えば約６０Ｋｈｚである。更に、ｙ方向においてＦＯＶはＦＯＶ＝２π／γΔＧ_yＴ_yによって決定され、ただし、Ｔ_yは位相符号化傾斜Ｇ_yが励起パルスと読出し傾斜の印加との間の周期として定義される準備位相の間に印加される時間を表わし、ΔＧ_yは２つの連続する位相符号化傾斜の間の増分とする。ｘ方向及びｙ方向のサンプル数は例えば夫々１２８，１２８又は２５６，２５６である。更に図３に示されるように、本発明によればＥＰＩシーケンス中、反復周波数ｆ_aux＝ＢＷ_sを有する周期的磁界Ｂ_aux（ｘ，ｙ）は読出し傾斜１３０の間に印加される。周期的磁界Ｂ_auxの効果は、磁化ベクトルの変化が遠位端２１を有するスライス中の位置ｘ_o，ｙ_oで誘導されることである。この磁化の変化は測定されたＭＲ信号のスペクトルを広くする結果をもたらす。ＭＲ信号のスペクトルＳ（ｋ_x，ｋ_y）は公式によって表わされる。小さい値のΦ_aux（ｘ，ｙ）ｓｉｎ（Ｄ．ｋ_x）に対しては、Φ_aux（ｘ，ｙ）＝Ｂ_aux／２πｆ_auxとすると、公式（１）はによって近似されうる。２次元フーリエ変換の後、Ｄ＝２πｆ_aux／γ_Gとすると、乱れの位置は再構築された画像の中でに現れる。従って、侵入的な装置の位置情報は再構築された画像の左又は右の縁へシフトされ、対象の画像情報は再構築された画像のＦＯＶの中の中央付近に維持される。本発明による方法の次の段階では、画像処理ユニット１３はフーリエ変換されたデータを遠位端２１の位置情報と対象の画像情報とに分離し、２つの別々の画像、即ち対象７の１つの画像と、遠位端２１の位置の１つの画像とを形成する。図５は第２の方法の原理を図示する。例として第２の方法を図示するために、ＢＷ_s＝γＧ_xＦＯＶ／２πのとき、乱れが反復周波数ｆ_aux＝ＢＷ_sを有する補助磁界Ｂ_auxによってＦＯＶの中央付近に誘導される１次元の例に適用される。図５はデータのフーリエ変換後のスペクトルを表わす図である。スペクトル５０はＦＯＶ中に中央付近の位置５１において画像情報を含み、中央から距離Ｄの２つの位置５２，５３付近に位置情報を含む。第２の方法にＥＰＩシーケンスを組み合わせることの利点は、位置情報が得られるべきＭＲ信号の２つの測定の間の時間の経過は更に減少され、従って運動アーティファクトもまた減少されることである。カテーテルの位置情報の信号対雑音比は再構築された画像の左の縁の付近の位置情報と、画像の右側の縁の付近の位置情報とを組み合わせることによって更に改善される。例えば足し算によって画像の左の縁の付近の位置情報と、画像の右側の縁の付近の位置情報とは、異なる位相に対して修正される。これは公式（２）により、位置（ｘ_o−Ｄ）の付近に存在する情報は、位置（ｘ_o＋Ｄ）の付近に存在する情報と同じ情報であるが、異なる符号を有するためである。信号対雑音比の利得は約√２である。補助磁界Ｂ_aux（ｘ，ｙ）の強さはカテーテル１５内で使用されるコイルの形状及び種類に依存する。更に、第２の方法では、公式の決定において１次の近似が使用されるため、補助磁界Ｂ_aux（ｘ，ｙ）の強さに対して上限が課される。この上限は磁化のπ／４の位相変化によって推定されうる。更に、この位相変化は補助磁界の周期の半分によって獲得されるべきであり、これはΦ（ｘ，ｙ）＜ π／２によって表わされうる。補助磁界の強さの下限はカテーテルの位置測定の所望の信号対雑音比によって決定される。ＭＲ装置に課される更なる要件は送信器／受信器回路９の通過帯域の帯域幅であり、信号増幅及び復調ユニット１０はＭＲ信号中のより高い周波数を通過させるよう適合されねばならない。送信器／受信器回路の通過帯域は、例えば元の帯域幅ＢＷ_sの３倍以上でなくてはならない。サンプリング周波数は元の帯域幅ＢＷ_sの少なくとも６倍であるべきである。第１の画像に対するＭＲ信号の発生の間に第１の方向の電流の影響下の補助磁界によって乱れが誘導される場合、及び次の画像に対するＭＲ信号の発生の間に上記第１の方向と反対の方向の電流の影響下の逆補助磁界によって乱れが誘導される場合、位置精度は更に改善されうる。第２の方法はまた図３に関して説明されたＴＳＥシーケンスと組み合わせて適用されうる。この組合せでは、周期的な補助磁界２４４，２４５は読取り傾斜２３１，２３２の間に印加される。印加された補助磁界Ｂ_auxの周波数ｆ_auxはＥＰＩシーケンスと組み合わせて第２の方法を参照して説明されたのと同じ方法で決定される。更に、第２の方法は傾斜及びスピンエコー（ＧＲＡＳＥ）シーケンスと組み合わせて適用されうる。ＭＲ画像捕捉時間は例えばいわゆるキーホール方法を使用することによって減少されうる。キーホール方法は欧州特許出願第５４３４６８号より既知である。引用された特許明細書に記載されるキーホール方法によれば、完全なｋ空間に関連するＭＲ信号の組は最初の基準画像を獲得するために使用される。次の画像を獲得するために、新しいＭＲ信号はｋ空間の一部分に対してのみ測定される。受信されたＭＲ信号は続いて予め獲得されたｋ空間のこの部分に関連するＭＲ信号の位置に代入され、画像再構築ユニット１２のメモリ中に記憶される。画像再構築ユニット１２は続いて更新されたＭＲ信号の組から次の画像を決定する。ＭＲシステムの更なる実施例において介入の間にカテーテルの位置を追跡するために、カテーテルの位置は画像及び対象中の撮像されるべき次のスライスの位置から自動的に決定される。このため位置情報は、得られたカテーテル位置に従ってＲＦ励起パルス及びスライス選択傾斜を適合させる制御ユニット１１へ与えられる。追跡の効果は、侵入的な装置又は人体の運動の間、スライス画像の中の侵入的な装置の位置は連続的に監視されることである。

Claims

【特許請求の範囲】１．ａ）定常磁界を発生する磁石と、ｂ）読取り傾斜及び読取り傾斜に直交する他の一時傾斜磁界を有する一時傾斜磁界を発生する手段と、ｃ）ＲＦパルスを発生する手段と、ｄ）ＭＲ信号を測定する手段と、ｅ）対象の画像を決定するよう測定されたＭＲ信号を処理する処理手段と、ｆ）補助磁界を発生する手段を有する侵入的な装置と、ｇ）上記一時傾斜磁界を発生する手段、上記ＲＦパルスを発生する手段及び上記補助磁界を発生する手段のための制御信号を発生する制御ユニットとを有する、対象の領域の画像を捕捉するよう配置されたＭＲ装置を有し、上記制御ユニットは、ＭＲ信号の測定の間ｋ空間が複数のラインに沿って走査され補助磁界が印加されるよう、読出し傾斜及び他の一時傾斜磁界のうちの１つが定常磁界の上に重合わせられるよう配置され、上記処理手段は更に印加された補助磁界によって誘導される測定されたＭＲ信号の変化から対象中の侵入的な装置の位置を決定するよう配置される介入的処置用のＭＲシステムであって、上記制御ユニットは更に、ｋ空間の中の複数のラインが走査される時間の間、上記補助磁界は周期的に印加されるよう配置されることを特徴とするＭＲシステム。２．上記制御ユニットは各周期の中で補助磁界が印加される時間はｋ空間の中の単一のラインが走査される時間よりも短いよう配置され、ｋ空間の各ラインは２回走査され、上記処理手段は更にｋ空間中の同じラインに対応する２つの測定されたＭＲ信号の引き算によって侵入的な装置の位置を決定するよう配置されることを特徴とする、請求項１記載のＭＲシステム。３．上記ＭＲ信号を測定する手段はＭＲ信号がサンプリング周波数によってサンプリングされるよう配置され、上記制御ユニットは印加された補助磁界がＭＲ信号のサンプリングの間、ＭＲ信号の元の帯域幅と略等しい周期で印加されるよう配置され、上記処理手段は更にサンプリングされた値がフーリエ変換され、フーリエ変換された値が侵入的手段の位置情報及び対象の画像情報へ分割されるよう配置されることを特徴とする、請求項１記載のＭＲシステム。４．上記処理手段は更に、上記侵入的な装置の位置は複素画像の左側の縁付近に存在する位置情報と右側の縁の付近に存在する位置情報との組合せによって決定されるよう配置されることを特徴とする、請求項３記載のＭＲシステム。５．上記制御ユニットは高速ＭＲ撮像シーケンスを発生するよう配置されることを特徴とする、請求項１乃至４のうちいずれか１項記載のＭＲシステム。６．上記ＭＲ装置はまたいわゆるキーホール技術によってＭＲ信号から画像を得るよう配置されることを特徴とする、請求項５記載のＭＲシステム。７．上記侵入的な装置の位置は侵入的な装置の位置を自動的に決定し、このようにして決定された侵入的な装置の位置から対象の中の撮像されるべき次のスライスの位置を自動的に決定することによって追跡されることを特徴とする、請求項１乃至６のうちいずれか１項記載のＭＲシステム。