JP2003525679A

JP2003525679A - Ｅｃｇとｐｐｕの組合わせ制御による磁気共鳴方法及び装置

Info

Publication number: JP2003525679A
Application number: JP2001564669A
Authority: JP
Inventors: イェーマニングウォーレン; エムボトナーレネ; スタベルマッシアス
Original assignee: Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 2000-03-09
Filing date: 2001-02-28
Publication date: 2003-09-02
Also published as: EP1199985A2; US6501979B1; WO2001066011A2; WO2001066011A3

Abstract

(57)【要約】本発明は、患者の一部分の医用造影用の方法及び装置に関するものであり、患者からの心電図（ＥＣＧ）信号と末梢脈拍（ＰＰＵ）信号との組合わせによって、造影データの取得をゲート操作する。本発明の方法は、医用造影装置内の患者からＥＣＧ信号を得るステップと、患者からＰＰＵ信号を得るステップと、ＥＣＧ信号とＰＰＵ信号の両者に応じて１つ以上の同期信号を供給するステップとを具え、ＰＰＵ信号も、特定した心臓動作の段階が生理学的に可能なものであることを示している場合のみに、前記同期信号が心臓の周期的動作の所定段階の発生を示し、さらに、前記同期信号に応じて医用造影装置を制御して、検査ゾーン内の患者から、心臓の周期的動作に同期した造影データを収集して、収集した造影データから患者の一部分の医用画像を再構成するステップを具えている。本発明の医用造影装置は、造影装置に加えて、本発明の方法を実行するのに必要な装置を具えている。本発明は、磁気共鳴造影法及びコンピュータ断層撮影Ｘ線造影法に適用することが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】（発明の背景）（技術分野）本発明は、患者からの心電図（electrocardiogram：ＥＣＧ）信号と末梢脈拍
（peripheral pulse：ＰＰＵ）信号との組合わせによって、画像再構成用の医用
造影装置によるデータの取得をゲート操作する、患者の一部分の医用造影の方法
及びシステムに関するものである。

【０００２】（関連技術）患者の体内の多くの臓器及び領域は、例えば心臓、肺、体じゅうの血管だけで
なく、腹部の臓器、特に上腹部の臓器及び頭骨内の構造をも含めて、心臓及び呼
吸の動作の影響を受ける。このような影響を受ける臓器の医用造影にとって、こ
れらの動作を考慮することは往々にして有用であり、必要でもある。その半面、
短い露出（例えば２、３マイクロ秒またはそれ未満）で単一画像を取得する慣例
のＸ線造影法のような造影療法の場合には、心臓及び呼吸の動作の、既知の所定
段階で画像を取得することが往々にして有用である。

【０００３】しかし他方では、ある程度の期間（例えば100msecまたはそれ以上）にわたっ
て取得した画像データから認識可能な画像を再構成するこれらの造影療法の場合
には、再構成した画像を劣化させて診療上の有用性を低下させる動きアーティフ
ァクト（歪像）を回避するために、体の動きを考慮に入れることが往々にして必
要になる。現在、こうした性質のある療法の重要なものに、磁気共鳴（ＭＲ）造
影法、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）Ｘ線造影法、及び患者の体内に入れた放射
性トレーサが放出する粒子の核造影法が含まれる。こうした療法を用いる、心臓
、血管、神経学的、及び他の造影検査にとって、画像データ収集のシーケンス（
手順）を心臓固有の動作に同期させることは、動きアーティファクトのない高品
質の画像を得るためにきわめて重要である。

【０００４】医用造影のデータ収集を心臓に同期させるために、心電図（ＥＣＧ）信号また
はほとんどすべての動脈からの末梢脈拍（ＰＰＵ）信号中に認識される特徴によ
ってトリガを行うデータ収集を利用することができる。ＰＰＵ信号はＥＣＧ信号
に比べれば、ＥＣＧ信号のＱＲＳ群（心室の収縮開始を表現する）に対して常に
遅延し、かつ明らかに低い周波数成分のある一時的な周波数スペクトルを有する
。この可変の遅延は、100〜200msecまたはそれ以上になり得る。従って、時間的
により精密に規定され、心室収縮の初期の間にデータ収集を可能にするようなト
リガを達成するためには、ＥＣＧ信号でのトリガが一般に好ましい。

【０００５】しかし重要な医用造影療法では、造影検査中に患者から測定したＥＣＧ信号に
往々にしてノイズ及び歪みが導入される。これらのノイズ及び歪みは、こうした
療法による検査中に発生する特有の、種々の電磁波妨害によるものである。ＣＴ
及び核造影法の場合には、電気的妨害が患者またはＥＣＧに取り付けたリード線
に導入されることがあり、従って、造影装置そのものから直接得たＥＣＧ信号に
も、造影において用いた放射によって二次的に得たＥＣＧ信号にも導入されるこ
とがある。

【０００６】ＭＲ造影法の場合には、スイッチされる磁界勾配、ＲＦパルス、及びＭＲ装置
内に存在する強い静止磁界中の帯電イオンを含んだ血液の流体力学的な流れが、
患者に電圧勾配を誘起して、この電圧勾配がＥＣＧ信号にノイズ及び歪みをもた
らす。心室収縮中には血流効果が強められるので大動脈内及び他の血管内の血流
が増加すると、ＥＣＧに導入される歪みは心室収縮中に最大になる。こうした歪
みがＲ波の検出を妨げ、これにより造影データ収集における良好な同期を妨げる
。

【０００７】例えば、図２Ａに、健康なボランティアから得た２つのＥＣＧ信号を示す。Ｅ
ＣＧ８０は、定常主磁界が存在しないＭＲ装置において記録したものである。Ｅ
ＣＧ８１は、例えば1.5テスラ（Ｔ）の定常磁界が存在するＭＲ装置において記
録したものである。定常磁界の存在中に記録した２番目のＥＣＧ８１は、１番目
のＥＣＧ８０と比べていくつかの追加的な信号ピークを含んでおり、これらのピ
ークが、例えば非生理学的な偽のＲ波として認識してしまうような、ＥＣＧの誤
った解釈をもたらし得る。

【０００８】ＥＣＧのトリガの改善を企図した方法及び装置は、米国特許第5,526,813号よ
り既知である。この既知の方法では、造影データ収集をトリガするための信号を
用いる前にフィルタリング及び信号処理をすることによって、ＥＣＧの特徴の誤
った測定を低減している。しかしこの既知の方法の欠点は、ＥＣＧデータのフィ
ルタリング及び信号処理が複雑かつ低信頼性のものになり得るということであり
、結果として、ＥＣＧ信号をフィルタリング及び処理した上でも、造影データの
取得で誤ったトリガをすることがまだ起こり得る。またＥＣＧのトリガの改善を
企図した他の方法及び装置は、国際特許出願番号PCT/IB98/01062より既知である
。後者の既知の方法によれば、ベクトルＥＣＧ（ＶＣＧ）信号からの情報を用い
て、スカラーＥＣＧにおける認識に比べてＥＣＧ信号の特徴認識を改善している
。しかしベクトル心電図信号の測定も、造影療法で発生する特有のノイズ及び歪
みの影響を受けて、測定結果の分析も、複雑かつ困難であり低信頼性のものとな
り得る。

【０００９】従って必要なものは、心臓動作のサイクルに関する固定時点で医用画像を再構
成するために、データ取得の正確かつ高信頼性のトリガを行う、単純かつ高信頼
性の方法及び装置である。

【００１０】本明細書中の引用例及び参考文献は、請求項に記載した出願人の発明に対する
従来法として解釈すべきものではない。

【００１１】（発明の概要）本発明の目的は、上述した現在の医用造影技術の問題点を克服し、現在の医用
造影技術の必要性を満足する方法及び装置を提供することにある。

【００１２】なお本明細書では、「医用造影療法」とは、体の動きによって妨害され得るプ
ロセスによって造影データを取得するあらゆる造影療法のこととして用い、従っ
て、こうした心臓動作によって直接または間接的に影響される臓器を造影する際
に、心臓動作を有効に考慮に入れるものである。本発明は、造影療法を実行する
ことによって、造影中に患者から測定した心電図（ＥＣＧ）信号にノイズ及び歪
みが発生するような造影療法に最も有効に適用することができる。本発明は、磁
気共鳴（ＭＲ）造影法またはコンピュータ断層撮影（ＣＴ）Ｘ線造影法、あるい
は核医学造影法に適用することが好ましい。

【００１３】なおこれに加えて、本明細書では、「ＥＣＧ信号」とは、心臓の電気的な動作
を表現するあらゆる信号の意味で用いる。ＥＣＧ信号は、患者の固定位置間で測
定した単一の電圧時系列を表示する慣例のスカラー表現を含む。これらの表現で
は、ＱＲＳ群が、例えば図２Ａに信号８０で図式的に示すような既知の形態を有
する。ＥＣＧ信号は、心臓の正味の電気的分極ベクトルの時系列を種々の射影で
表示するベクトル心電図（ＶＣＧ）の表現も含む。これらの表現では、ＱＲＳ群
は一方向に伸びたループとして見受けられる。なお最後に「ＰＰＵ信号」は、動
脈内を脈動する血流のあらゆる表現を意味する。ＰＰＵ信号は、例えばオキシメ
ータによって非接触的に、あるいは例えば動脈血圧によって接触的に、あるいは
他の手段によって測定することができる。

【００１４】本発明の目的は一般に、医用造影装置内で造影データ収集をトリガするための
高信頼性の同期信号を発生するために、ＥＣＧ信号及びＰＰＵ信号の両者からの
情報を共に考慮する医用造影法によって達成することができる。この同期信号は
心臓動作の所定段階の発生を表現し、造影データの収集を実際の生理学的な心臓
の周期的動作に同期させて、その結果の血流にも同期させることができる。これ
らの目的は、慣例の造影手段に加えてさらに、本発明の医用造影方法を実行する
のに必要な機能装置を具えた医用造影装置によっても達成することができる。

【００１５】本発明は、ＭＲ造影及びスカラーＥＣＧ信号表現の利用に指向した好適例につ
いて主に記述しているが、本発明はこれに限定されるものではないことは明らか
である。例えばＶＣＧ信号の利用は、ゲート操作のＣＴ造影療法にも他の造影療
法にも同等に適用可能である。以下の図面及び記述から当業者にとって明らかな
他の好適例も、本発明の請求項の範囲に含まれる。

【００１６】詳細には、本発明の目的は次の好適例によって達成される。第１好適例では、
本発明の一般的な方法は、医用画像を再構成するための医用造影データを収集す
る医用造影装置の検査ゾーンに置かれた患者の心電図を表現するＥＣＧ信号を得
るステップと、患者における末梢脈拍の発生を表現するＰＰＵ信号を得るステッ
プと、心臓の周期的動作の１つ以上の所定段階の発生を表現する１つ以上の同期
信号を供給するステップとを具え、前記ＥＣＧ信号及びＰＰＵ信号の両者に応じ
て同期信号を供給し、検査ゾーン内の患者の一部分から心臓の周期的動作に同期
した造影データを収集して、動きアーティファクトを低減するかあるいはなくし
た患者の一部分の医用画像を、収集した造影データから再構成するために、１つ
以上の前記同期信号に応じて医用造影装置を制御する。

【００１７】第１好適例の種々の要点では、造影する患者の一部分が、心臓の構造、または
頭骨内の構造、あるいは血管の構造を含み、前記医用造影装置が磁気共鳴装置ま
たはコンピュータ断層撮影Ｘ線装置であり、前記ＥＣＧ信号がスカラーＥＣＧ信
号またはベクトルＥＣＧ信号を含む。さらなる要点では、前記ＰＰＵ信号が心臓
動作の所定段階が生理学的に可能であることを示す場合のみに同期信号を供給す
る。この要点の一般的な方法は、最初に前記ＰＰＵ信号からＰＰＵ派生情報を測
定するステップを具え、このＰＰＵ派生情報は、心臓動作の所定段階が発生しや
すいかあるいは発生しにくい期間を示すものであり、そして２番目にＥＣＧ信号
における心臓動作の所定段階を認識するステップを具え、この認識は、ＰＰＵ派
生情報が示す心臓動作の所定段階の発生しやすさまたは発生しにくさに応答した
ものである。さらに前記ＰＰＵ派生情報が、心臓動作の所定段階が発生不可能で
あり、心臓動作の所定段階が認識されないブラックアウト期間を示すことが好ま
しく、あるいは前記ＰＰＵ派生情報がウィンドウ期間を示し、ウィンドウ期間の
みに心臓動作の所定段階が発生可能であり、心臓動作の所定段階が認識されるこ
とが好ましい。また供給する同期信号がさらに、前の同期信号が生理学的な心臓
動作の段階を表現するものであるか否かを示す確認型の信号を含むことが好まし
く、そして非生理学的な同期信号に応答して収集した造影データを画像再構成に
使用しないように医用造影装置を制御する。

【００１８】第１好適例のさらなる要点では、供給する同期信号が、ＥＣＧ信号中にＲ波が
発生したことを信号指示するＲ波型の同期信号であり、そして前記制御のステッ
プが、前記Ｒ波型信号と所定の時間的関係にある造影データを収集する。随意的
に前記所定の時間的関係を、心臓の拡張中に造影データを収集するようなものと
する。一つの好適な代替法では、ＰＰＵ信号から、ＥＣＧ信号中に生理学的なＲ
波が発生不可能であるブラックアウト期間を特定し、ブラックアウト期間中には
前記Ｒ波型の同期信号を供給しない。ＰＰＵ信号が、収縮期の末梢血流を示す正
のローブ（突起部）を有するＰＰＵ群から構成されれば、ブラックアウト期間を
、ＰＰＵ群の正のローブの持続時間で構成する。他の好適な代替法では、ＰＰＵ
信号から、ＥＣＧ信号中に生理学的なＲ波が発生しなければならないウィンドウ
期間を特定して、ウィンドウ期間中のみにＲ波型の同期信号を供給する。ＰＰＵ
信号が、収縮期の末梢血流を示す正のローブを有するＰＰＵ群から構成されれば
、各ウィンドウ期間を、ＥＣＧ信号中の直前のＱＲＳ群の終了の所定持続時間後
から始まり、直後のＰＰＵ群の正のローブの始点で終わる期間で構成する。

【００１９】本発明の第２の要点は、装置の検査ゾーン内に置かれた患者の一部分の画像を
取得する磁気共鳴（ＭＲ）装置であり、このＭＲ装置は、検査ゾーン内に定常磁
界を発生する主磁気システムと、検査ゾーン内に一時的な勾配磁界を発生する勾
配磁気システムと、検査ゾーン内に無線周波数パルスを発生する無線周波数（Ｒ
Ｆ）送信システムと、検査ゾーンからＭＲ信号を受信するＲＦ受信システムと、
患者の心電図を表現するＥＣＧ信号を得るＥＣＧシステムと、患者における末梢
脈拍の発生を表現するＰＰＵ信号を得る末梢脈拍装置システムと、受信したＭＲ
信号から患者の領域の画像を再構成する再構成装置と、１つ以上の同期信号に応
答して、前記勾配磁気システム、前記ＲＦ送信システム、前記ＲＦ受信システム
、及び前記再構成装置を制御する制御信号を発生する制御装置とを具え、前記同
期信号が心臓の周期的動作の１つ以上の所定段階の発生を表現し、前記制御信号
が、患者の一部分の画像の再構成用のＭＲデータの取得を行わせるものであり、
さらに、ＭＲ信号の取得を心臓の周期的動作に同期させるために、ＥＣＧ信号と
ＰＰＵ信号の両者に応じて１つ以上の同期信号を供給する同期装置を具えている
。

【００２０】第２の好適例の種々の要点では、ＭＲ装置の同期装置がさらに、最初に、ＰＰ
Ｕ信号からのＰＰＵ派生情報を特定する手段を具え、このＰＰＵ派生情報は、心
臓動作の所定段階が生理学的に発生しやすい期間か、あるいは発生しにくい期間
を表現し、そして２番目に、ＥＣＧ信号中の前記心臓動作の所定段階を認識する
手段を具え、この認識は、前記ＰＰＵ派生情報が表現する、前記心臓動作の所定
段階の発生しやすさまたは発生しにくさに応答して行う。前記同期装置がさらに
、１つ以上のプログラム可能な素子と、ＥＣＧ信号とＰＰＵ信号の両者に応じて
同期信号を供給するように、同期を機能させるための命令を記憶する１つ以上の
メモリとを具えていることが好ましい。

【００２１】本発明の第２の要点は、装置の検査ゾーン内に置かれた患者の一部分の画像を
取得するコンピュータ断層撮影（ＣＴ）Ｘ線装置であり、このＣＴ装置は、放射
源と、この放射源に結合された検出装置と、これらの放射源及び検出装置に、検
査ゾーン内の患者の周囲の回転走査の動作を行わせて、この走査の動作中に測定
データを取得する手段と、患者の心電図を表現するＥＣＧ信号を得るＥＣＧシス
テムと、患者における末梢脈拍の発生を表現するＰＰＵ信号を得る末梢脈拍装置
システムと、前記検出装置によって取得した測定データから、患者における吸収
の空間分布を再構成する再構成装置と、１つ以上の同期信号に応答して、前記放
射源、前記検出装置、前記回転走査を行う手段、及び前記再構成装置を制御する
制御信号を発生する制御装置とを具え、前記同期信号が心臓の周期的動作の１つ
以上の段階の発生を表現し、前記制御信号が、患者の一部分の画像の再構成用の
測定データの取得を行わせるものであり、さらに、測定データの取得を心臓の周
期的動作に同期させるために、ＥＣＧ信号とＰＰＵ信号の両者に応じて１つ以上
の同期信号を供給する同期装置を具えている。

【００２２】本発明の第４好適例は、医用造影装置に請求項１の方法を実行させるためのコ
ード化したプログラム命令を保持している、コンピュータで読取り可能な媒体で
ある。本発明の他の目的、特徴及び利点は、以下の図面を参照した詳細な説明より明
らかになる。

【００２３】（好適実施例の詳細説明）以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。以下では、本発明の方法を実行する医用造影装置について最初に説明し、次に
本発明の方法の好適実施例及び代案の実施例について、コンピュータハードウエ
ア及び／またはソフトウエアとしての実現を含めて説明する。

【００２４】本発明は、主にＭＲ造影法に指向した好適実施例について説明し、その次にＣ
Ｔ造影法に指向した好適実施例について説明し、両者ともスカラーＥＣＧ信号表
現を利用しているが、本発明はこれらに限定されるものではないことは明らかで
ある。例えば本発明は、ＶＣＧ信号とＰＰＵ信号との組合わせによってゲート操
作及び制御を行うＣＴ造影法または核造影法にも同等に適用可能である。図面及
び以下の記述より当業者にとって明らかな他の実施例も、請求項の範囲に含まれ
る。

【００２５】本発明の好適なＭＲ装置図１Ａに、本発明の好適実施例のＭＲ装置１を示す。ＭＲ装置１は、ＭＲ装置
の検査ゾーン内に定常磁界を発生する磁気システム２を具えている。図に示す座
標系のｚ方向は、磁気システム２が発生する定常磁界の方向に相当する。このＭ
Ｒ装置は、ｚ方向に向いているがｘ、ｙ、またはｚ方向のそれぞれに勾配を有す
る一時的な磁界を発生する勾配磁気システム３も具えている。この磁気勾配シス
テムで、上述の座標系の主方向に一致せず、この方向に対して傾斜した方向を有
しうる勾配磁界を発生することもできる。この応用では簡単のため、周波数符号
化、位相符号化、スライス選択勾配のそれぞれ用に、方向ｘ、ｙ、及びｚを用い
る。電源手段４は勾配磁気システム３に給電するものである。磁気システム２及
び３は検査ゾーンを包囲し、この検査ゾーンは、例えば人間の患者の一部分のよ
うな検査すべき対象物を収容するのに十分な大きさのものである。

【００２６】このＭＲ装置は、ＲＦ送信コイル５を具えたＲＦ送信システムを具え、このコ
イルは検査ゾーン内にＲＦパルスを発生し、送信／受信回路９を介してＲＦ源及
び変調器６に接続されている。ＲＦ送信コイル５は、検査ゾーン内の体７の一部
分の周囲に配置されている。このＭＲ装置は、ＲＦ受信コイルを具えたＲＦ受信
システムも具え、このＲＦ受信コイルは、送信／受信回路９を介して信号増幅兼
復調装置１０に接続されている。この受信コイル及びＲＦ送信コイル５は同一の
コイルとすることができる。

【００２７】このＭＲ装置は、変調器６により前記ＲＦ送信システム及び受信システムを制
御することによって、及び電源手段４により前記勾配磁界システムを制御するこ
とによって、ＲＦパルス及び一時的な勾配磁界から構成されるＭＲ造影シーケン
スを発生する制御装置１１も具えている。勾配磁界及びＲＦパルスによって、検
査空間内の核スピンを励起した後に、前記受信コイルがＭＲ信号を受信する。こ
の信号から導出した位相及び振幅をサンプリングして、さらに増幅兼復調装置１
０内で処理する。画像再構成装置１２は、受信したＭＲ信号を処理して画像を再
構成する。再構成した画像は例えばモニタ１３に表示する。制御装置１１は画像
再構成装置１２も制御する。

【００２８】さらに本発明によれば、このＭＲ装置は、検査ゾーン内の患者からＥＣＧ信号
を得るＥＣＧ装置１４と、検査ゾーン内の患者に存在するＰＰＵ信号を得る末梢
脈拍（ＰＰＵ）装置１７と、これらのＥＣＧ信号及びＰＰＵ信号を受信して、受
信したＥＣＧ信号とＰＰＵ信号の両者からの情報を組合わせることによって、Ｍ
Ｒ装置用の同期信号を発生する同期装置１８とを具えている。これらの追加的装
置については以下に説明する。

【００２９】本発明の好適なＣＴ装置図１Ｂに、本発明を実施するのに適したＣＴ装置の好適な実施例を示す。図に
示すＣＴ装置は、例えばＸ線源のような放射源Ｓを接続したガントリー１９を具
え、これは回転軸２０の周囲を回転可能である。モータ２１は前記ガントリー及
び放射源を、調整可能な角速度で回転させることができる。放射源Ｓにコリメー
タ装置２２を設け、これは放射ビーム２３を、直交する２方向に０でない寸法を
有する平面ビームまたは円錐形ビームに、交互に成形する。参照符号α_maxで表
わす開口角によって検査可能な患者の直径が決まる。

【００３０】このＣＴ装置は、ガントリー１９に接続した検出器２８も具え、この検出器に
は、検査ゾーン（図示せず）内の患者台（図示せず）上に収容された、図式的に
示す患者２４を横断した後の放射ビーム２３が入射する。モータ２５は検査ゾー
ン内の患者を、調整可能な線形速度で回転軸２０と平行に移動させることができ
る。検出器２８は図に示すようにいくつかの検出行から構成され、各検出行は複
数の検出素子から構成される。あるいはまた、この検出器を検出素子の単一行で
構成することもできる。各検出素子は放射ビーム２３の放射線の強度を測定する
ものである。

【００３１】図に示すＣＴ装置は、造影データを取得して認識可能な画像を再構成するため
に他の装置を制御する制御装置２９も具えている。この制御装置によってモータ
２１及び２５を同時に作動させると、放射源Ｓ及び検出器２８が、検査ゾーン内
の患者に対してヘリカル（螺旋状の）走査の動作を行う。あるいはまた、前記制
御装置によってモータ２５を作動させずにモータ２１を作動させてガントリーを
単独で回転させると、前記放射源及び検出装置が環状走査の動作を行う。制御装
置２９の指令の下で前記放射源と検出器が協働して、走査の動作中に取得すべき
測定データ（即ちＸ線強度データ）を取得して、これらの測定データを画像処理
装置２６に供給して、画像処理装置２６は例えばコンピュータワークステーショ
ンである。そしてこの画像処理装置、あるいは前記再構成装置が、これらの測定
データから患者２４の一部分における吸収分布を再構成して、例えばモニタ２７
に表示する。画像の再構成は、ヘリカル走査の場合と環状走査の場合とで別個の
、周知の方法によって行うことができる。

【００３２】さらに本発明によれば、このＣＴ装置は、検査ゾーン内の患者からＥＣＧ信号
を得るＥＣＧ装置１４と、検査ゾーン内の患者に存在するＥＣＧ信号を得る末梢
脈拍（ＰＰＵ）装置１７と、これらのＥＣＧ信号及びＰＰＵ信号を受信して、受
信したＥＣＧ信号とＰＰＵ信号の両者を組合わせることによって、制御装置２９
用の同期信号を発生する同期装置１８とを具えている。これらの追加的な装置に
ついては次に説明する。

【００３３】本発明のＥＣＧ、ＰＰＵ、及び同期装置さらに本発明によれば、この医用造影装置は、検査ゾーン内の患者からＥＣＧ
信号を得るＥＣＧ装置１４も具えている。ＥＣＧ信号を測定するために、ＥＣＧ
装置を既知の方法で、患者の体に取り付けた電極１５を介して患者に接続する。
Fischer著、"Novel real-time R-wave detection algorithm for accurate gate
d magnetic resonance acquisitions"、Magnetic Resonance in Medicine 42、1
999年の361〜370ページ、及び一般的なことは、Marriott著、"Practical Electr
ocardiography"、Williams & Wilkins Co.、マサチューセッツ州ボストンを参照
されたい。測定したＥＣＧ信号は通常、造影装置が発生する特有の電磁波妨害に
よる大きな歪み、アーティファクト、及びノイズを含んでいる。例えば図２Ａは
、静止中のＭＲ装置において測定したＥＣＧ信号８０を、主磁界が存在するＭＲ
装置において測定したＥＣＧ信号８１と比較したものである。大きなアーティフ
ァクトが明らかにわかる。

【００３４】また本発明によれば、この医用造影装置は、検査ゾーン内の患者に存在するＰ
ＰＵ信号を得る末梢脈拍（ＰＰＵ）装置１７を具えている。ＰＰＵ信号を測定す
るために、ＰＰＵ装置を既知の方法で、患者の体に近接して設置したセンサ１６
を介して患者に接続する。例えば患者の指または耳たぶのような患者の体の一部
分の赤外線（ＩＲ）放射に対する応答の変化を測定することによって、ＰＰＵ信
号を測定することが好ましい。脈拍における動脈血の酸化したヘモグロビンが、
患者の指または耳たぶのＩＲ光学特性を測定可能なくらいに変化させる。

【００３５】最後に本発明によれば、この医用造影装置は、ＥＣＧ信号及びＰＰＵ信号を受
信して、受信したＥＣＧ信号とＰＰＵ信号の両者からの情報を組合わせることに
よって同期信号を発生する同期装置１８を具えている。この同期信号に応答して
、ＭＲ制御装置１１またはＣＴ制御装置２９をトリガして、それぞれＭＲ造影デ
ータまたはＣＴ造影データを収集する。これらの信号源からの情報を次に詳述す
る方法で組合わせることによって、信頼性を向上させて、画像データの収集を、
例えば患者の心臓鼓動あるいは血流によるような造影装置内での体の周期的な動
きに同期させることができる。

【００３６】本発明の方法次に図３及び図４を参照して、本発明の方法の好適な代案の実施例について説
明する。一般に、ＥＣＧ信号はＰＰＵ信号に比べて、心臓鼓動のサイクルの種々
の段階について、従って体内の血流の種々の段階について、より多くの構造を有
して、より詳細な情報を提供するが、医用造影装置内で測定する際には、ノイズ
、アーティファクト、及び歪みによって、より簡単に乱されやすい。これとは対
照的にＰＰＵ信号は、心室収縮が遅延した結果である末梢動脈の脈拍を明確に識
別するが、ノイズ、アーティファクト、及び歪みに対してより耐性がある。従っ
て本発明の方法は、ＰＰＵ信号から導出した心臓動作のサイクルの現在段階につ
いての情報及びヒントを用いて、ＥＣＧ信号から導出した心臓動作の段階に関す
る情報のうち、非生理学的または人工的な情報を、生理学的または実際的な情報
から区別する。

【００３７】図３に、本発明の好適な信号３０を示す。単に記述を容易にするために、約60
回/分の心拍数の健康的な患者において一般に発生しうる信号の約1/2を示してあ
り、このＥＣＧ信号はアーティファクトなしで示してある。図に示す好適なＥＣ
Ｇ信号は２つの完結した群３１及び３２を含み、この信号は通常リード線１５か
ら得られるものであり、他のリード線には他の周知の形態のスカラーＥＣＧ信号
が発生して、これらの信号は本発明において、単独または組合わせて十分同等に
利用することができる。ＥＣＧ信号中の心臓動作の種々の段階を認識して、造影
データ収集を制御するために用いることができる。例えば、心房収縮をＰ波の始
点で始まるものとして認識することができ、Ｐ波は心房の減極を表現し、これは
ほぼＱＲＳ群の始点までに及び、従ってＰ−Ｒ間隔に近い持続時間を有する。心
室収縮は、ＱＲＳ群の始点で始まるものとして認識することができ、ＱＲＳ群は
心室の減極を表現し、これはＱ−Ｔ間隔に近い持続時間を有する。最後に、心臓
の拡張は１つのＴ波の終点から次に後続するＰ波の始点までに及ぶものとして認
識することができる。これら種々の波の持続時間及び波どうしの間隔は、周知か
つ数表化された値であり、これらの値は年齢、性別、心拍数、病状、等によって
変化する。

【００３８】簡単のため、主にスカラーＥＣＧ信号に関して説明してきたが、本発明はベク
トルＥＣＧ（ＶＣＧ）信号の使用にも同等に適応可能である。本明細書ではＶＣ
Ｇ信号を、心臓の正味の減極ベクトルの射影を規定する２つ以上電圧の同時時系
列の記録を表わすものとして考える。例えば、図２Ｂにおけるループ８２は、通
常のＱＲＳ群中の、心臓の減極ベクトルの先端の時系列の正射影を示し、ＥＣＧ
の他の波は、より振幅の小さい他のループで表現される。ＶＣＧはＥＣＧのよう
に、医用造影実験中に記録する際にノイズ及びアーティファクトによって乱され
うる。本発明では、ＶＣＧを使用することは、単にスカラーＥＣＧの波及び群の
認識を、対応するＶＣＧのループの認識に置き換えることになる。ＶＣＧの認識
は既知の方法で行うことができる。

【００３９】特定の造影検査の医療目的に応じて、造影データの収集を、容易に認識される
心臓動作の段階、並びに心臓動作のサイクルの他の段階に同期させるか、あるい
はこれらの段階に限定することができる。Ｒ波は往々にして、最も容易に認識可
能なＥＣＧ信号の成分であり、造影データ収集をＲ波に同期させることが往々に
して好ましい。記述を簡単にするために、次の説明は概ねこうしたＲ波の同期に
指向して行うが、本発明を適用して、造影データの収集をＥＣＧ信号の他のいず
れかの特徴に同期させる方法、及び心臓動作のサイクルのいずれかの段階に同期
させる方法は、当業者にとって明らかである。本発明はこうした一般的な同期を
含む。

【００４０】図３に示すＰＰＵ信号は、患者の指から得られた、２つに分かれたＰＰＵ群３
３及び３４を含んでいる。これらのＰＰＵ群の正のローブ（突起部）は、収縮時
の、心臓から離れた動脈血流及び毛細血流を示す。通常、ＰＰＵの正の突出部の
開始は、心室収縮の開始を標示するＲ波から約150msec（通常範囲は50〜200msec
）遅延し、約300msec（通常範囲は200〜400msec）の持続時間を有する。

【００４１】本発明の方法によれば、３６の関係で表わすように、医用造影装置用の同期信
号を信頼性を向上して導出可能にするために、３５の関係で表わすように、ＰＰ
Ｕ信号から導出した情報を用いて、ＥＣＧ信号において認識される特徴からの心
臓動作のサイクルの所定段階の認識をガイドし補助する。ＰＰＵ信号は一般に、
真の、あるいは生理学的なＲ波が発生不可能であるか、あるいは発生しにくい（
例えば10％未満の確率）「ブラックアウト」期間を確立するためにも、真のＲ波
が発生するか、あるいは発生しやすい（例えば90％以上の確率）「ウィンドウ」
期間を確立するためにも用いることができる。収縮中の流体運動効果は往々にし
て、大きく間違いやすいアーティファクトをＥＣＧ信号中に導入するので、心室
の収縮中に認識されるブラックアウトの方が有利である。図３では、ブラックア
ウトはブラックアウト３７のように破線の期間で表わし、ウィンドウはウィンド
ウ４１のように白抜きの区間で表わす。

【００４２】より詳細には、ブラックアウトは単一のＰＰＵ群のみについて認識することが
できる。例えば、真の、あるいは生理学的なＲ波は、収縮中、即ち前のＲ波に帰
すべき収縮性の末梢血流の時間には発生不可能である。従って、収縮性の末梢血
流を示すＰＰＵ群３３及び３４の正のローブ、及び期間３７と３７'の各々はブ
ラックアウトである。

【００４３】またブラックアウトは２つ以上のＰＰＵ群について認識することができ、前の
ＰＰＵ群からの情報を用いて、次のＰＰＵ群に関連するブラックアウトの持続時
間を拡大することができる。例えば個々の患者について、次に続くＱＲＳ群の終
点と、直前のＰＰＵ群の正のローブの終点との間の遅延を観測し、そしてこれを
用いて、ＱＲＳ群の予測始点またはその直後から始まり、次のＰＰＵ群の正のロ
ーブの終点で終わるブラックアウトを確立することができ、前記予測始点は、観
測した遅延を直前のＰＰＵ群の終了時点に加算することによって特定される。従
ってブラックアウト３９は、ＰＰＵ群３３の正のローブの終点から遅延３８だけ
遅延した時点から始まり、ＰＰＵ群３４の正のローブの終点で終わる。

【００４４】次の生理学的なＲ波についてのウィンドウは、随意的に前のＱＲＳ群を組合わ
せた前のＰＰＵ群を参照して予測することができる。例えば特定の患者について
、次のＱＲＳ群の始点と前のＰＰＵ群の正のローブの終点との間の遅延を観測し
、そして、この遅延を前のＰＰＵ群の終了時点に加算することによって特定され
るＱＲＳ群の始点あるいはその直前から始まり、次のＰＰＵ群の正のローブの始
点で終わるＲ波ウィンドウを確立することができる。従ってウィンドウ４１は、
ＰＰＵ群３３の正のローブの終点から遅延４０だけ遅延した時点から始まり、Ｐ
ＰＵ群３４の正のローブの始点で終わる。あるいはまた、ウィンドウ４１を、さ
らに観測した遅延の後に、あるいは次の生理学的なＱＲＳ群が発生しているべき
期間を規定する基準遅延の後に終了させることもできる。

【００４５】以上で用いた遅延値は、画像データの取得の前に、特定の医用造影装置内の特
定の患者から既知の方法で測定することができる。造影中には、例えば遅延値を
流動（running）平均として維持管理することによって、種々の遅延値を更新す
ることができる。あるいはまた、使用する種々の遅延値、または更新されるべき
初期遅延値を、患者の年齢、性別、心拍数、健康状態、等に応じた予想遅延値の
表から得ることができる。

【００４６】さらなる実施例では、ウィンドウ、ブラックアウト、及びＥＣＧの特徴認識を
補助しガイドするために有用な他のＰＰＵ派生情報を現在のＰＰＵ群から導出す
ることができ、随意的に１つ以上の前のＰＰＵ群とＥＣＧからの情報との組合わ
せで導出できることは、以上の記述から当業者にとって明らかである。本発明は
こうした明らかな変形法も含む。

【００４７】ＰＰＵ派生情報を用いて、既知の方法でのＥＣＧの特徴認識を補助しガイドす
ることができる。例えば特徴発生の確率によってＥＣＧの特徴認識をガイドする
か、あるいはこの確率に応答させることができる。発生にくいブラックアウトに
おいて検出されるためには、前記特徴が非常に明白に存在しなければならないが
、ウィンドウ内で検出されるためには、その存在がそれほど明白でなくてもよい
。さらなる例として、ブラックアウト中には、Ｒ波のような特徴を認識するため
の入力ＥＣＧ信号の走査を完全に抑止することができる。あるいはまた、ウィン
ドウ期間中のみに特徴の走査を可能にすることができる。

【００４８】最後に本発明によれば、画像データ収集を制御するための同期信号を、ＰＰＵ
派生情報からのガイド及び補助で認識したＥＣＧの特徴から導出する。例えばＥ
ＣＧ群３１及び３２中のＲ波を認識すると、同期信号４２及び４３を即座に発生
して、これらの同期信号を即座に医用造影装置の制御装置に出力する。このタイ
ミングは収縮中の心臓を造影するのに有利である。あるいはまた、検出したＲ波
からの遅延のような、検出したＲ波との所定の時間的関係で、同期信号を発生し
出力することができる。例えば、信号４２'及び４３'をＱ−Ｔ間隔の持続時間、
即ち心室収縮の長さだけ遅延させて、心臓拡張の開始時に造影データの収集が始
まるようにする。このタイミングは、心臓動作及び血流によるアーティファクト
を概ね最小化するのに有利である。もちろん、検出したＲ波あるいは心臓動作の
サイクルの他の特徴と他の時間的関係で、同期信号を発生することができる。

【００４９】あるいはまた、造影データの収集を開始させる同期信号に加えて、さらなる種
類の同期信号を発生することができる。例えば検出したＲ波からの遅延のように
、同期信号の、検出した心臓動作の事象からの所定の遅延に応じて、そしてＰＰ
Ｕ群から導出した追加的情報の性質にも応じて、先に「検出した」事象を後に、
非生理学的なもの、あるいはアーティファクトとしてこと見定めることができる
。この場合には、前の同期信号が実際には非生理学的なアーティファクトを表現
していたことを示す追加的な同期信号を発生させることができる。そして最初の
同期信号に応答して収集した造影データを廃棄するか、画像再構成中に無視すべ
きものとしてマークしておくことができる。もちろん誤ったデータは再び収集し
なければならない。あるいまた、すべての蓄積したＥＣＧ及びＰＰＵ情報に照ら
して、心臓動作のサイクルの終わりに確認型の同期信号を常に発生し、ここで、
肯定の確認は、収集した画像データが正しいものであることを示し、否定の確認
は、収集したデータがアーティファクトのため廃棄すべきものであることを示す
。

【００５０】廃棄した造影データは再収集しなければならないので、否定の確認信号は最小
数であることが好ましい。これにより医用造影検査が延長される。

【００５１】最後に図４を参照して、本発明の方法の最終ステップについて、ＭＲ造影に適
用される好適実施例を説明する。他の造影療法については、医用造影装置の制御
装置は前記同期信号に応答して、特定の造影装置に適した制御信号を発生する。
図４に示す構成要素のうち図３にもあるものは同じ参照番号で示し、図４には、
ＥＣＧ群３１及び３２を有するＥＣＧ信号を含む信号５０と同期信号４２'及び
４３'とを示し、これらは群３１及び３２の検出したＲ波から、次の心臓の拡張
開始までの間にある。簡単のため、ＰＰＵ信号及びＰＰＵ派生情報は図４から除
いてある。また図に示す同期信号によってトリガされたＭＲ装置が発生するＭＲ
信号も示す。これにより、ＥＧＣ群３１に続く収縮の開始を示す同期信号４２'
によって、５４で示すようにＭＲ信号５２がトリガされる。前の拡張中に収集し
たＭＲ信号５１、及び次の拡張中に同期信号４３'によってトリガされたＭＲ信
号５３を部分的に示す。

【００５２】いずれの適切なプロトコルも、本発明の同期信号によってトリガすることがで
きる。適切なＭＲプロトコルの一般的なものは、Vlaardingerbroek他著、"Magne
tic Resonance Imaging"、Theory and Practice、1996年、及びSpringer-Verlag
他著、"Magnetic Resonance Imaging"、Mosby、1992年を参照されたい。

【００５３】詳細には、磁気共鳴信号５５が、通常15°から30°までの間のフリップ角αを
用い、勾配が減退するが勾配のない瞬間が存在しない、好適な、高速で平板的に
選択した３Ｄの勾配エコーのパルス列を示す。心臓の大きさが最大であり血流速
度が最小であると想定される拡張期間中に、データ収集をトリガする。各拡張期
間中に、図に示す位相符号化の磁界勾配Ｇ_PHASEを変化させることによって、１
つのスライスについてのすべての位相符号化ラインを収集することが好ましい。
図に示すスライス符号化の磁界勾配Ｇ_SLICEを変化させることによって、連続す
る拡張期間中に連続する３Ｄスライスについてのデータを取得することが好まし
い。読取りの磁界勾配Ｇ_READ中にＭＲ信号を受信する。このシーケンスを十分に
反復することによって、３Ｄ検査を完了する。

【００５４】ＭＲ信号５５は好適なものであり、明確な記述のために提示したことは明らか
である。異なる診断の必要性に適した他のＭＲデータ収集プロトコルも、本発明
の同期信号によってトリガすることができる。

【００５５】本発明の方法の実現最後に、本発明の方法を実現する好適なハードウエア及びソフトウエアについ
て説明する。図５に、好適なソフトウエアでの実現を示し、これは協働する２つ
のプロセス、即ちＥＣＧ信号を処理するＥＣＧプロセス及びＰＰＵ信号を処理す
るＰＰＵプロセスとして構成される。これらのプロセスは、矢印６０で示すよう
に情報を交換し合うことによって協働し、例えば２つのプロセス間で信号を送信
可能にすること、２つのプロセスが共用データ変数を更新可能にすること、等の
ように、当業者にとって既知の技法を用いる。

【００５６】両プロセスへの入力は、それぞれ前処理した信号を含み、これらはＥＣＧプロ
セスについて前処理したＥＣＧ信号６３、及びＰＰＵプロセスについて前処理し
たＰＰＵ信号６６である。詳細には、ＥＣＧプロセスについては、前処理ステッ
プ６１が、生のＥＣＧ信号を患者の電極１５（図１）から入力して、通常ＥＣＧ
装置１４（図１Ａ及び図１Ｂ）内で実行する信号前処理ステップ６２に出力する
。信号前処理ステップは通常、アナログ入力信号を高域通過フィルタリングして
、ディジタル化して、スパイクまたは基線ドリフト（ゆらぎ）のような明らかな
アーティファクトまたは単純なアーティファクトをディジタル化した信号から除
去して、前処理したＥＣＧ信号をリアルタイムで利用可能にする。同様にＰＰＵ
プロセスについては、前処理ステップ６４が生のＰＰＵ信号を患者の脈拍センサ
１６（図１Ａ及び図１Ｂ）から入力して、通常ＰＰＵ装置１７（図１）内で実行
する信号前処理ステップ６５に出力する。ＰＰＵ前処理ステップ６５は、ＥＣＧ
前処理ステップ６２が実行するのと同様の動作を実行することが好ましい。

【００５７】好適なソフトウエアの実施例における残りのステップは通常、同期装置（図１
Ａ及び図１Ｂ）内で実行され、これはディジタル化したＥＣＧ信号及びＰＰＵ信
号をリアルタイムで受信する。まずＰＰＵプロセスについて説明すれば、ステッ
プ６７のループでは、同期装置が最初に、前処理したＰＰＵ入力中の２つに分か
れたＰＰＵ群を探索してこれを認識する。例えば、ＰＰＵ入力が基線から十分に
離れており、かつ、例えば基準ＰＰＵ群または事前に測定した実際のＰＰＵ信号
との相互相関によってＰＰＵ群の存在を確認可能である際に、ＰＰＵ群の始点を
認識することができる。しかし本発明は、信号処理、人工知能、あるいはファジ
ー論理の原理にもとづく方法のような既知の認識方法に適応可能である。一般的
なことは、Todd著、"The identification of peaks in physiological signals"
、Computational Biomedical Research 32:322〜335ページ、1999年を参照され
たい。ＰＰＵ群を一旦認識すれば、２つに分かれたＰＰＵ群の特徴、特にタイミ
ングを上述した本発明の方法に用いて、ブラックアウト、ウィンドウ、前記否定
の確認、等のようなＰＰＵ派生情報を生成する。ステップ６８からの出力は連続
的に更新されるＰＰＵ派生情報であり、これは矢印６０で示すようにＥＣＧプロ
セスで利用可能にしてある。

【００５８】次にＥＣＧプロセスについて説明すれば、ステップ６９のループにおいて、同
期装置が、所定のＥＣＧ信号特性で表現される心臓動作の所定段階を探索してこ
れを認識する。例えばステップ６９では、Ｒ波の特徴的なピークを認識すること
によってＥＣＧ信号中のＲ波の存在を探索する。矢印６０で表わすように、この
ステップは、例えばＰＰＵで特定した時間ウィンドウ内のみで入力ＲＣＧ信号を
探索するように、ＰＰＵ派生情報によってガイドされる。ＥＣＧの認識方法は当
業者にとって周知であり、本発明は、信号処理、人工知能、あるいはファジー論
理の原理にもとづく方法のような種々の既知の認識方法を採用することができる
。次に、ステップ７０のループで、検出した心臓動作の段階の正当性を、さらな
るＰＰＵ派生情報に照らしてチェックし、このＰＰＵ派生情報もＰＰＵプロセス
のステップ６８から入力したものである。例えばこのステップでは、心臓動作の
ある段階に対するＰＰＵ派生のブラックアウト期間中に、この段階の検出を抑止
することができる。ステップ６９及び７０からの出力は、検出した所定型の心臓
動作の段階の時系列であり、この検出はＰＰＵ派生情報を利用して、ＥＣＧ信号
からの検出をガイドする。

【００５９】次にステップ７１では、同期装置が、検出した一連の心臓動作の段階から、実
際の物理的な同期信号を発生して出力する。例えば、各Ｒ波の後に、各Ｒ波に対
する十分な遅延をおいて同期信号を発生して、想定される拡張の開始をマークす
ることができる。そしてステップ７３での適切な医用造影データの収集をトリガ
するために、同期信号７２を、ＭＲ制御装置１１（図１Ａ）またはＣＴ制御装置
２９（図１Ｂ）に供給する。他の療法の場合には、同期信号を適切に供給して造
影データの収集を制御する。

【００６０】上述したように、一連の検出した心臓動作の段階及び検出したＰＰＵ群の連続
する部分から導出した情報が、前に発生した同期信号が実際には非生理学的な心
臓動作の段階に関連するということを示すことがある。この場合には否定の確認
信号を発生して、非生理学的な同期信号に応答して収集した画像データの使用を
抑止する。従ってステップ７４では、矢印６０で表わすように、同期装置が、特
定した心臓動作の段階から得た現在情報、及び現在のＰＰＵ派生情報を用いて、
前に検出した心臓動作の段階をチェックする。前の同期信号を正しく検出してい
る場合には、収集した造影データを、ステップ７５での医用画像の再構成用にマ
ークし、そうでない場合には、ステップ７６で廃棄すべきものとしてマークする
。

【００６１】最後に、ステップ７７及び７８では、画像の再構成に必要な造影データを正し
く収集するまで、上述したＥＣＧプロセスを反復する。

【００６２】好適には装置１４、１７、及び１８（図１Ａ及び図１Ｂ）で実行するＥＣＧプ
ロセス及びＰＰＵプロセスは、１つの実施例では、固定の回路構成内の専用の電
子的構成要素で実行することができる。しかし前記処理ステップは、その代わり
に、バス上で通信し、ＲＡＭ、ＲＯＭ、アナログ信号インタフェース、等のサポ
ートのある、プログラム可能な１つ以上の信号プロセッサまたはマイクロプロセ
ッサのようなプログラム可能な素子で実行することが好ましい。好適な実現例で
は、ＲＡＭまたはＲＯＭにロードしたソフトウエアモジュールで、上述したステ
ップをプログラム可能な素子に実行させる。こうしたソフトウエアを周知の方法
に従い記述して、本発明に必要なリアルタイム処理を実行することができる。

【００６３】さらに、装置１４、１７、及び１８に１つ以上の記憶インタフェースを設けて
、これらのソフトウエアモジュールを、コンピュータで読取り可能な媒体からＲ
ＡＭまたはＲＯＭにロードできるようにする。また装置１４、１７、及び１８は
、独立した装置として、あるいは１つ以上の装置を様々に組合わせて、あるいは
ＭＲ制御装置１１（図１Ａ）と組合わせて、あるいはＣＴ制御装置２９（図１Ｂ
）と組合わせて、あるいは他の医用造影療法の制御装置またはコントローラと組
合わせて、物理的に実現することができる。

【００６４】以上の記述を参照すれば、本発明の方法を実行するための等価なハードウエア
及びソフトウエアの実現法は当業者にとって明らかである。請求項はこうした等
価な実現法を含む。

【００６５】本明細書で引用した出版物、特許、または特許出願参考文献のすべては、その
全体について、あらゆる意味で、参考文献として本明細書に含める。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１Ａ、図１Ｂはそれぞれ、本発明によるＭＲ装置及びＣＴ装置の好
適実施例を示す図である。

【図２】図２ＡはＭＲ装置内に置かれた患者からのＥＣＧ信号の例を示す図で
あり、図２Ｂは代表的なベクトルＥＣＧ信号を示す図である。

【図３】本発明による入力及び出力信号を示す図である

【図４】同期信号に応答して発生するＭＲ信号を示す図である。

【図５】本発明の方法の好適な実行例を示す図である。

【手続補正書】

【提出日】平成１３年１１月２９日（２００１．１１．２９）

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１Ｂ

【補正方法】変更

【補正の内容】

【図１Ｂ】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人ベスイスラエルディーコネスメディカルセンターアメリカ合衆国マサチューセッツ州 02215 ボストンブルックリンアヴェニュー 330 カーディオヴァスキュラーディヴィジョン／カーディアックエムアールアイ (72)発明者ウォーレンイェーマニングオランダ国 5656 アーアーアインドーフェンプロフホルストラーン６ (72)発明者レネエムボトナーオランダ国 5656 アーアーアインドーフェンプロフホルストラーン６ (72)発明者マッシアススタベルオランダ国 5656 アーアーアインドーフェンプロフホルストラーン６Ｆターム(参考） 4C093 AA22 CA13 FA19 FA47 4C096 AA12 AB04 AB12 AC10 AD02 AD12 AD19 AD26 DA18 DA20 FC14 FC20

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】医用画像を再構成するための医用造影データを収集する医用造影
装置の検査ゾーン内に置かれた患者の心電図を表現する心電図（ＥＣＧ）信号を
得るステップと、患者における末梢脈拍の発生を表現する末梢脈拍（ＰＰＵ）信号を得るステッ
プと、心臓の周期的動作の１つ以上の所定段階の発生を表現する１つ以上の同期信号
を供給するステップと、前記１つ以上の同期信号に応じて前記医用造影装置を制御して、心臓の周期的
動作に同期した造影データを前記検査ゾーン内の患者の一部分から収集して、前
記収集した造影データから患者の一部分の医用画像を再構成するステップとを具えていることを特徴とする医用造影方法。
【請求項２】前記患者の一部分が、心臓の構造、または頭骨内の構造、または
血管の構造を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】前記医用造影装置が、磁気共鳴装置またはコンピュータ断層撮影
Ｘ線装置を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】前記ＥＣＧ信号を得るステップがさらに、スカラーＥＣＧ信号を
得るステップあるいはベクトルＥＣＧ信号を得るステップを具えていることを特
徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】前記ＰＰＵ信号が、前記心臓動作の所定段階が生理学的に可能で
あることを示す場合のみに、前記同期信号を供給することを特徴とする請求項１
に記載の方法。
【請求項６】前記同期信号を供給するステップがさらに、最初に、前記ＰＰＵ信号からＰＰＵ派生情報を特定するステップを具え、該Ｐ
ＰＵ派生信号が、前記心臓動作の所定段階が生理学的に発生しやすい期間あるい
は発生しにくい期間を示すものであり、そして２番目に、前記ＥＣＧ信号中の、前記心臓動作の所定段階を認識するス
テップを具え、前記ＰＰＵ派生情報が示す前記心臓動作の所定段階の発生しやす
さあるいは発生しにくさに応答して、前記認識を行うことを特徴とする請求項１
に記載の方法。
【請求項７】前記ＰＰＵ派生情報が、前記心臓動作の所定段階が発生不可能で
あるブラックアウト期間を示すものであり、該ブラックアウト期間中には、前記
心臓動作の所定段階を認識しないことを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】前記ＰＰＵ派生情報がウィンドウ期間を示し、該ウィンドウ期間
中のみに前記心臓動作の所定段階が発生可能であり、前記ウィンドウ期間中のみ
に、前記心臓動作の所定段階を認識することを特徴とする請求項６に記載の方法
。
【請求項９】前記供給する同期信号がさらに、前の同期信号が生理学的な心臓
動作の段階を表現するか否かを示す確認型の信号を含み、非生理学的な同期信号
に応答して収集した造影データを画像再構成に使用しないように、前記医用造影
装置を制御することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１０】前記同期信号を供給するステップが、前記ＥＣＧ信号中にＲ波
が発生したことを信号指示するＲ波型の同期信号を供給するものであり、前記収
集のステップが、前記Ｒ波型の信号と所定の時間的関係で、造影データを収集す
るものであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１１】前記所定の時間的関係が、心臓の拡張中に造影データを収集す
るような時間的関係であることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】前記同期信号を供給するステップがさらに、前記ＥＣＧ信号中
に生理学的なＲ波が発生不可能であるブラックアウト期間を、前記ＰＰＵ信号か
ら特定するステップを具え、該ブラックアウト期間中には、前記Ｒ波型の同期信
号を供給しないことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】前記ＰＰＵ信号が、心臓収縮時の末梢血流を示す正のローブを
有するＰＰＵ群を具え、前記ブラックアウト期間が、ＰＰＵ群の前記正のローブ
の持続時間で構成されることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】前記同期信号を供給するステップがさらに、前記ＥＣＧ信号中
に生理学的なＲ波が発生しなければならないウィンドウ期間を、前記ＰＰＵ信号
から特定するステップを具え、該ウィンドウ期間中のみに、前記Ｒ波型の同期信
号を供給することを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１５】前記ＰＰＵ信号が、心臓収縮時の末梢血流を示す正のローブを
有するＰＰＵ群を具え、前記各ウィンドウ期間が、前記ＥＣＧ信号中の直前のＱ
ＲＳ群の終了から所定の持続時間後に始まり、直後のＰＰＵ群の正のローブの始
点で終わることを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】磁気共鳴（ＭＲ）装置の検査ゾーン内に置かれた患者の一部分
の画像を取得する磁気共鳴装置において、前記検査ゾーン内に定常磁界を発生する主磁気システムと、前記検査ゾーン内に一時的な勾配磁界を発生する勾配磁気システムと、前記検査ゾーン内に無線周波数（ＲＦ）パルスを発生する無線周波数送信シス
テムと、前記検査ゾーンからＭＲ信号を受信するＲＦ受信システムと、患者の心電図を表現する心電図（ＥＣＧ）信号を得る心電図システムと、患者における末梢脈拍の発生を表現する末梢脈拍（ＰＰＵ）信号を得る末梢脈
拍装置システムと、受信した前記ＭＲ信号から、患者の領域の画像を再構成する再構成装置と、１つ以上の同期信号に応答して、前記勾配磁気システム、前記ＲＦ送信システ
ム、前記ＲＦ受信システム、及び前記再構成装置を制御する制御信号を発生する
制御装置とを具え、前記同期信号が、心臓の周期的動作の１つ以上の所定段階の
発生を表現するものであり、前記制御信号が、患者の一部分の画像を再構成する
ためのＭＲデータの取得を行わせるものであり、さらに、前記ＭＲ信号の取得を心臓の周期的動作に同期させるために、前記Ｅ
ＣＧ信号と前記ＰＰＵ信号の両者に応じて１つ以上の同期信号を供給する同期装
置とを具えていることを特徴とする磁気共鳴装置。
【請求項１７】前記同期装置がさらに、最初に、前記ＰＰＵ信号からＰＰＵ派生情報を特定する手段を具え、該ＰＰＵ
派生情報が、前記心臓動作の所定段階が生理学的に発生しやすい期間あるいは発
生しにくい期間を示すものであり、そして２番目に、前記ＥＣＧ信号中の前記心臓動作の所定段階を認識する手段
を具え、該認識手段が、前記ＰＰＵ派生情報が示す前記心臓動作の所定段階の発
生しやすさあるいは発生しにくさに応答して認識を行うことを特徴とする請求項
１６に記載のシステム。
【請求項１８】前記同期装置がさらに、１つ以上のプログラム可能な素子と、ＭＲ信号の取得を心臓の周期的動作に同期させるために、前記ＥＣＧ信号と前
記ＰＰＵ信号の両者に応じて前記同期信号を供給するように、前記同期装置を機
能させるための命令を記憶する１つ以上のメモリとを具えていることを特徴とする請求項１６に記載のシステム。
【請求項１９】コンピュータ断層撮影（ＣＴ）Ｘ線装置の検査ゾーン内に置か
れた患者の一部分の画像を取得するコンピュータ断層撮影Ｘ線装置において、放射源と、前記放射源に結合した検出器と、前記放射源及び前記検出器に、前記検査ゾーン内の患者の周囲の回転走査の動
作を行わせて、該回転走査中に測定データを取得する手段と、患者の心電図を表現する心電図（ＥＣＧ）信号を得る心電図システムと、患者における末梢脈拍の発生を表現する末梢脈拍（ＰＰＵ）信号を得る末梢脈
拍装置システムと、前記検出器によって取得した測定データから、患者における吸収の空間分布を
再構成する再構成装置と、１つ以上の同期信号に応答して、前記放射源、前記検出器、前記回転走査を行
わせる手段、及び前記再構成装置を制御する制御信号を発生する制御装置とを具
え、前記同期信号が、心臓の周期的動作の１つ以上の所定段階の発生を表現する
ものであり、前記制御信号が、患者の一部分の画像の再構成用の測定データの取
得を行わせるものであり、さらに、前記測定データの取得を心臓の周期的動作に同期させるために、前記
ＥＣＧ信号と前記ＰＰＵ信号の両者に応じて、前記１つ以上の同期信号を供給す
る同期装置を具えていることを特徴とするコンピュータ断層撮影Ｘ線装置。
【請求項２０】医用造影装置に請求項１に記載の方法を実行させるための符号
化したプログラム命令を保持している、コンピュータで読取り可能な媒体。