JP2004000611A - 移動式寝台と対話式制御を備えた全身ｍｒｉスキャン法 - Google Patents

Abstract

【課題】連続的な寝台移動と画像収集を伴う迅速全身スキャンのための方法及び装置を提供する。
【解決手段】本発明は、オペレータがスキャン・パラメータと寝台の移動及び方向とを変更する（２１２）ための対話式制御（２１０）を提供する一方で、マグネット（１０６）のアイソセンタ（１１０）を通過するような患者（１００）の移動に伴ってＭＲデータを収集すること（２０６）を含む。本技法は、寝台移動の中断と、寝台の速さ及び方向の再指示とを行わせるようなスクリーニング中のオペレータ制御を可能とし、また一方、収集面、撮像セクション数、セクション間隔及びスキャン位置に対する制御も可能としながら、異常を高速スクリーニングするための効率のよい全身スキャンを可能としている。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、全般的には磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）に関し、さらに詳細には、連続的な寝台移動と画像収集を伴う迅速全身スキャンのための方法及び装置に関する。
【０００２】
【発明の背景】
人体組織などの物質を均一な磁場（偏向磁場Ｂ_０）にかけると、組織中のスピンの個々の磁気モーメントはこの偏向磁場と整列しようとして、この周りをラーモアの特性周波数で無秩序に歳差運動することになる。この物質（または組織）に、ｘ−ｙ平面内にありラーモア周波数に近い周波数をもつ磁場（励起磁場Ｂ_１）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」）Ｍ_ｚは、ｘ−ｙ平面内に来るように回転させられ（すなわち、「傾けられ（ｔｉｐｐｅｄ）」）、正味の横方向磁気モーメントＭ_ｔが生成される。励起信号Ｂ_１を停止させた後、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。
【０００３】
これらの信号を用いて画像を作成する際には、磁場傾斜（Ｇ_ｘ、Ｇ_ｙ及びＧ_ｚ）が利用される。典型的には、撮像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を受ける。結果として得られる受信ＮＭＲ信号の組は、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。
【０００４】
磁気共鳴イメージングを用いて全身イメージングまたはスクリーニングをするための従来技法では、典型的には、十分大きな撮像域（ＦＯＶ）にわたる撮像のために多重式の患者位置決め及び再位置決めが必要である。その結果、全身スクリーニング検査は２回以上の別々の検査に分割されることが多い。多くの場合では、造影剤が取り込まれたり通過してしまうため、患者を後日検査を完了させるために戻さなければならない。
【０００５】
その他のいわゆる移動寝台技法は、増分単位で寝台をステップ移動させること、並びに各増分時点でデータを取得することを含む。これらの技法では、寝台を移動しながらデータを収集しておらず、データの収集はステップ移動式増分の各間だけに限られる。これらの技法は時間効率が悪く、またその増分単位（したがって、収集回数）が事前規定されているため、対話式制御を提供することができず、得られる結果が傾斜ワープ（ｇｒａｄｉｅｎｔ　ｗａｒｐｉｎｇ）を受ける。さらに、寝台を移動しながら撮像を試みても傾斜ワープ歪みを受けており、何らかの形式の画像修正が必要である。こうした技法ではまた、寝台移動方向での位相エンコードが必要であると共に寝台の速さ及び／または加速度／減速度に関する事前定義の知見が必要であり、したがって、画像収集中の対話式制御を受け付けない。
【０００６】
したがって、異常に対して高感度であると共に、連続移動寝台と、収集面、パルスシーケンス、寝台の速さ及び／または寝台移動方向を変更する能力とによって担当医に対して、腫瘍を示すような信号強調など異常領域を位置特定するような全身の迅速サーベイを可能にし、これにより異常に着目しかつその異常に対するより良好な特徴付けができるような高速技法が組み込まれるように方法及び装置を設計できると有利である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、患者寝台が並進している間の連続スキャンを可能にすると共に、スキャン・パラメータ、寝台移動及び／または寝台方向の対話式制御を提供できるようなＭＲ画像収集のための方法及び装置を提供することによって上述の問題を解決している。
【０００８】
提案した方法は、高感度の迅速対話方式で腫瘍やがんなどの異常が存在するか否かを効率よくスクリーニングするように全身の高速イメージングが可能である。最初のスクリーニング検査で特定した領域は、腫瘍特性を特定しこうした検査で必要となる所要の高特異度を提供するようにより詳細にさらに検討することができる。この提案した技法は寝台並進中の連続的なスキャンを伴っており、大サイズＦＯＶ合成画像の作成に依存していない。この対話式制御スキームは、収集面及び空間的カバー範囲を各解剖領域に適合させることによって撮像時間を効率よく利用している。
【０００９】
本発明は単一の大サイズＦＯＶ合成画像の作成に限定するものではないため、本発明では移動方向のフーリエ変換を利用する必要がない。したがって本技法は対話式制御を組み込み、これにより収集面及び空間的カバー範囲を各解剖領域に適合させることにより撮像時間を効率よく利用することができる。スキャン・パラメータは、疑わしい領域に対して対話式の高分解能／腫瘍特異的な特徴付けまたは検査が可能となるように変更することができる。本技法により、送信器及び受信器利得や限局的シム設定などの撮像パラメータの連続的変更が可能となる。各データ収集は１つの個別画像になるように再構成するため、大サイズＦＯＶ画像の作成で直面するようなフェーズの変化や傾斜の非直線性の問題は本発明では全く問題にならない。
【００１０】
好ましい実施の一形態では、寝台を連続並進させているため、磁場均一性が最適であるマグネット・アイソセンタを通過する間でのみ特定の解剖領域が撮像されることになり、信号対雑音比及び傾斜磁場直線性が改善される。連続移動寝台イメージングを対話式制御により実現させているため、同じ解剖領域に対する複数のビューを取得して、偽陽性の確率を低下させるだけではなく、適正検出のため感度を上昇させることができる。すなわち、提案した技法では、多重面（マルチプラナー）セクション数初期値の初期セクション間隔による入力をオペレータに対して可能とするような対話式スキャンが必要であり、また患者がマグネットのアイソセンタを通って横動する際に、撮像するセクション数、セクション間隔、セクションスキャン位置及び収集面のオペレータによる調整を可能にしている。病変などの異常が特定された位置はより詳細な検討をするために記録するかブックマークを入れておき、こうした検討を寝台移動及び方向の対話式制御によって即座に実施したり、あるいは全身スクリーニングの完了後に実施することができる。
【００１１】
ＭＲ画像の収集方法であって、被検体を移動可能な寝台上に位置決めするステップと、初期寝台移動制御データ及びスキャン・パラメータを入力するステップと、入力された初期寝台移動制御データに基づいて移動可能寝台を自動的に移動するステップと、入力されたスキャン・パラメータに基づいて移動可能寝台が移動している間にＭＲデータを収集するステップと、を含む方法を開示する。本方法はさらに、寝台を自動的に移動させＭＲデータを収集する間に寝台移動制御データとスキャン・パラメータのいずれかまたは両者に対する入力及び修正を可能にするステップを含む。
【００１２】
偏向磁場を印加するようにマグネットのボアの周りに位置決めした複数の傾斜コイルを有する磁気共鳴イメージング・システムを含むような、極めて高感度の全身スクリーニングを提供するＭＲＩ装置を開示する。ＲＦ送受信器システム及びＲＦスイッチは、ＭＲ画像を収集するようにＲＦ信号をＲＦコイル・アセンブリに送信しかつ該コイル・アセンブリから受信するようにパルスモジュールによって制御を受けている。本ＭＲＩ装置はさらに、コンピュータ制御下でマグネットのボア内を移動可能な患者寝台と、コンピュータであって、初期スキャン・パラメータ及び寝台並進パラメータを受け取ること、寝台を並進させること、並びに寝台が並進している間にＭＲデータを収集すること、を実行するようにプログラムしたコンピュータと、を含む。このコンピュータはさらに、患者寝台並進中のユーザ入力受け取りを可能にし、かつ該ユーザ入力に応じて並進を修正するようにプログラムされている。さらに、このコンピュータは、スキャン・パラメータに関するユーザ入力を受け取り、その修正内容に応じてＭＲデータ収集を修正することができる。
【００１３】
コンピュータ読み取り可能記憶媒体上に記憶されており、コンピュータにより実行した際に該コンピュータに対してＭＲスキャナを通過するように患者寝台を移動させると同時に患者寝台の移動中にＭＲデータを収集させるようなコンピュータ・プログラムに関する本発明の技法も開示する。このコンピュータ・プログラムはさらに、コンピュータに対してユーザ入力の受け取りを可能とし、かつ該ユーザ入力に応じて患者寝台速さ、患者寝台方向または様々なスキャン・パラメータをリアルタイムで操作（本明細書において、リアルタイムとは当業者であれば容易に理解するようなリアルタイムまたは概ねリアルタイムのいずれかであると規定する）させるための命令を有している。
【００１４】
本発明の別の態様では、患者内の腫瘍を特定する方法を開示する。本方法は、移動可能な寝台上に患者を配置するステップと、移動可能寝台を並進させるステップと、患者が磁場を通過するのに伴ってＭＲデータを収集するステップと、を含む。本方法はさらに、移動可能寝台が並進するのに伴って患者解剖構造のＭＲ画像を再構成するステップと、このＭＲ画像を解析するステップと、を含む。さらに検討を要する関心エリアが特定された場合、本処理は該関心エリアが磁場内に来るように移動可能寝台を戻すと共にＭＲデータ収集パラメータをリアルタイムで修正するステップを含む。次いで、腫瘍の追加的解析及び特徴付けを可能とするように、より高分解能の画像または異なる面の画像のいずれかを収集することができる。
【００１５】
本発明のその他の様々な特徴、目的及び利点は、以下の詳細な説明及び図面より明らかとなろう。
【００１６】
図面では、本発明を実施するように目下のところ企図されている好ましい実施の一形態を図示している。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１を参照すると、本発明を組み込んでいる好ましい磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）システム１０の主要コンポーネントを表している。このシステムの動作は、キーボードその他の入力デバイス１３、制御パネル１４及び表示スクリーン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表示スクリーン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、ＣＰＵ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及びテープ駆動装置３０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、タッチ作動スクリーン、光学読取り棒、音声制御器、あるいは同様な任意の入力デバイスや同等の入力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、並びに患者寝台の速度及び方向制御のために使用することができる。
【００１８】
システム制御部３２は、バックプレーン３２ａにより互いに接続させたモジュールの組を含んでいる。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・コンポーネントを動作させ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る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ＥＣＧ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ることができる。また最終的には、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が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。
【００１９】
パルス発生器モジュール３８が発生させる傾斜波形は、Ｇ_ｘ増幅器、Ｇ_ｙ増幅器及びＧ_ｚ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ドに使用する磁場傾斜を生成させるように傾斜コイル・アセンブリ（全体を番号５０で示す）内の対応する物理的傾斜コイルを励起させている。傾斜磁場コイル・アセンブリ５０は、偏向マグネット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信／受信スイッチ６２によりＲＦコイル５６に結合するようなパルスを発生させている。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５６により検知し、送信／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。送信／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をコイル５６に接続させる。送信／受信スイッチ６２によってさらに、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。
【００２０】
ＲＦコイル５６により取り込まれたＭＲ信号は送受信器モジュール５８によりディジタル化され、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。未処理ｋ空間データのアレイをメモリ・モジュール６６に収集し終わると、１回のスキャンが完了となる。この未処理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・アレイの形に配置し直している。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内などのメモリ内に記憶される。この画像データは、オペレータ・コンソール１２から受け取ったコマンドに応じて、テープ駆動装置３０上などの長期記憶装置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に送ったりディスプレイ１６上に表示させたりすることができる。
【００２１】
本発明は、上で言及したＭＲＩシステムやＭＲ画像を取得するための同様で同等な任意のシステムと共に使用するＭＲ画像データを収集するための方法及びシステムを含む。
【００２２】
図２を参照すると、図１のシステム制御部３２のＣＰＵ３６によって制御を受けているコンピュータ制御式の移動可能寝台１０２上に支持された患者１００を表している。移動可能寝台１０２は、ＭＲＩ装置１０のマグネット１０６のボアを通るように、矢印１０４で示すような前後方向に移動または並進させることができる。したがって、患者１００は主マグネット１０６のボア内で選択的な位置決めができ、また寝台は軸１０４に沿ってコンピュータ制御下で移動している。さらに、本システムは、矢印１０８で示すような横方向に寝台１０２を移動できるように設計することができる。
【００２３】
本発明は腫瘍または腫瘍マーカの位置特定に対して特に感度が高く、また本発明によって担当医や臨床医は、腫瘍を示す信号強調のある領域を位置特定するために全身を迅速にサーベイすること、並びにこの腫瘍または病変を特徴付けるように収集面やパルスシーケンスを修正することが可能となる。腫瘍や病変などの異常領域に対するこうした評価には、異常の検出と、その解剖範囲（すなわち、異常の段階）の適正な描出の両方が必要である。この処理はＴ_１強調やＴ_２強調など組織の固有ＭＲ特性を用いて達成できるが、異常組織に対する高信頼の診断評価を得るには造影剤を使用して十分なコントラスト対ノイズ比を提供することが望ましい場合が多い。こうした造影剤は、異常領域と正常領域の間での血管分布の差を通じてコントラストの改善を提供することが一般に知られている。患者に腫瘍が存在するか否かをサーベイする際には、患者の全長に対するＭＲ画像データを収集することが望ましい。こうした全身イメージングは、典型的には、関心領域をマグネット・アイソセンタ１１０まで移動させること、寝台を停止位置にもってくること、並びにここでＭＲデータを収集すること、を行うことによって実施している。患者の当該解剖セクションに対するデータの全体組を収集した後、患者を第２の位置まで並進させ停止させ、再びデータを収集することになる。典型的には、スキャンの各ステーション間ではある量だけの重複をとり、これによりすべてのステーションに対する撮像域の全範囲をカバーするような単一の画像を形成させるように、あるスキャン・ステーションと次のスキャン・ステーションとで画像の有効なレジストレーション（位置合わせ）を可能にすることが望ましい。図２の例では、患者１００の呼吸器系１１２をマグネット１０６のアイソセンタ１１０に位置させている。血管１２０のごく近傍にモニタ１１４、１１６及び１１８を配置させ、所望により患者１００内の造影剤の通過をモニタリングすることができる。しかし、本発明は、ボーラス検出の使用に限定するものではなく、造影剤を必要としないこともある（ただし、コントラスト強調を使用することが、本発明の一態様に関する目下のところ好ましい実施の一形態である）。
【００２４】
さらに、画像アーチファクトを低減するためマグネットの最適位置、すなわち「スイートスポット（ｓｗｅｅｔ　ｓｐｏｔ）」での撮像を可能とするように寝台１０２を並進させながら、すべてのイメージングをマグネット・アイソセンタにおいて実施することが好ましい。本発明のこの技法は、寝台が並進している間に連続的にスキャンすることを含み、また多重面高速イメージングの実施が可能である。
【００２５】
図３を参照すると、例示的な流れ図によって、図１及び２に示すＭＲ装置と共に使用するような、コンピュータ・プログラムの形で実現可能な本発明に従った方法を表している。患者データを収集しＭＲ装置を初期化した後（２００）、患者を移動可能寝台上に位置決めする（２０２）。次いで２０４において、初期スキャン・パラメータ及び寝台移動パラメータを規定する。はじめに、多重面高速イメージング・シーケンスは、関心解剖領域を通るオペレータ決定による面を含む。次いでコンピュータ制御下で、２０６において寝台を移動させＭＲデータを収集する。画像は、評価による対話式制御を可能とするように２０８において即座に再構成させる。すなわち、オペレータ決定による面、事前定義の多重面セクション数及び初期セクション間隔を用いて画像を収集した後、オペレータは、撮像対象セクション数、セクション間隔、セクションスキャン位置、並びに収集面を事実上リアルタイムで調整することができる。オペレータには、２１０において新規のスキャン・パラメータ及び／または寝台移動パラメータを入力する機会が与えられる。寝台移動パラメータは、ジョイスティック、マウス、トラックボールなど、図１で入力デバイス１３を参照しながら記載したような都合のよい任意の入力デバイスを介して入力することができる。
【００２６】
オペレータがスキャンを継続することを選択した場合（２１０、２１２＊）、患者をマグネットのアイソセンタを通って横動させながらＭＲデータの収集の間で、寝台の移動（好ましくは等速の移動）を継続する。異常が特定された場所は、その時点または全身スクリーニングの完了後のいずれかにより詳細な検討をするために記録するかブックマークを入れておく。オペレータが詳細な検討を即座に実施することを選択した場合、パルスシーケンス及び／または寝台移動を修正するために（２１２）、２１０において新たなスキャン・データ及び／または寝台移動パラメータを入力することができる。この方式では、その寝台並進が図１の入力デバイス１３を介してオペレータ制御下にあるため、オペレータには寝台移動の速さと方向を制御できるだけの十分な自由度が与えられる。次いでオペレータは、収集面、撮像セクション数、セクション間隔及びスキャン位置を制御することによってコントラスト強調した腫瘍エリアに関するスキャンの適合が可能となる。本技法によってオペレータは、個々の患者の差異や具体的な疾患の特性を考慮に入れるようなスキャンの適合が可能となる。異常エリアでデータを収集（２１４）し、解析用の画像を再構成（２１６）した後、オペレータにはスキャン・パラメータ及び／または寝台移動を再度修正する機能が与えられる（２１８、２２０）。十分な画像を収集し終えた後（２１８、２２２）、次いでオペレータは、全身スキャンを終了させる（２２４、２２６）べきか否かを決定することができる。この場合、スキャン・パラメータと寝台パラメータをリセット（２３０）して２０６において全身スキャンの再開を可能としたり、あるいはオペレータが検査の終了を選択（２２４、２２８）して検討を終了させること（２３０＊）を可能にしている。
【００２７】
腫瘍強調など具体的な異常エリアを特定した後、オペレータは寝台を特定の場所まで戻して、高空間分解能の機能画像を収集し、造影剤や腫瘍特異的マーカーの対応する追加的投与、拡散、多重パラメトリック・イメージングを伴った造影剤取り込みなどの周知の方法、あるいはその他任意の特徴付け方法を用いて異常のタイプを特徴付けすることができる。
【００２８】
したがって、本発明により、腫瘍やがんなどの異常の存在に関して、高感度の迅速対話方式で全身の高速スクリーニングが可能となる。対応した高特異度の情報を提供するために、異常特性を提供するようにスクリーニング検査で特定した領域をさらに詳細に検討することができる。
【００２９】
提案した技法は大サイズＦＯＶ合成画像を作成する方法に依存しておらず、したがって、空間的カバー範囲で収集面を各解剖領域ごとに適合させることが可能である。こうした対話式システムでは、オペレータに対して具体的な関心領域のリアルタイムでの精細化を可能にしながら効率のよいスクリーニングを可能としたシステムを提供することによって撮像時間を有効に利用している。換言すると、オペレータには、異常が指摘された際に全身スキャンを中断して寝台移動を逆転させ、異常部の高分解能画像を即座に収集する機能が提供される。別法としてあるいは追加として、オペレータはさらに、異なる面の画像の収集について、分解能をより高くするかしないか、あるいは異なるセクション間隔とするか、またあるいは異なるパルスシーケンスとするかに関する選択肢を有する。選択肢の組み合わせは無限にあり、本発明はスキャン・パラメータの何らかの具体的な組に限定されない。本発明は、造影剤取り込みがある高レベルにあるときにその解剖領域を解析できるように、造影剤をボーラス検出と組み合わせて使用する際に特に有利となる。さらに、合成画像技法と異なり、本発明の対話式連続寝台移動技法では、送信器利得や受信器利得及び限局的シム設定など撮像パラメータの連続的変更に対応することができる。データの各組をその固有の画像として再構成するため、大サイズＦＯＶ画像を作成する際に経験するようなフェーズの変化や傾斜非直線性の検討は問題とならない。
【００３０】
リアルタイム寝台移動制御と共に使用する連続移動寝台イメージングでは、同じ解剖領域に対して複数のビューを取得でき、身体の任意の具体的解剖領域は磁場均一性が最適な位置であるマグネット・アイソセンタを常に通るように移動している。同じ解剖領域に対する複数のビューを収集する機能によって起こりうる偽陽性の確率が低下し、また異常検出の感度が上昇する。
【００３１】
高性能傾斜を有するＧＥ　Ｍｅｄｉｃａｌ　Ｓｙｓｔｅｍｓの１．５テスラＣＶ／ｉ　ＭＲスキャナ（商標）に関して例示的な検討を実施してみた。患者を連続並進させながらリアルタイムでデータを連続して収集し再構成するようなパルスシーケンスを用いて患者をスキャンした。寝台の速さを０．５〜１０ｃｍ／ｓｅｃの間で制御しながら複数の２Ｄセクションを連続して収集した。ただし、空間的カバー範囲及び画像収集時間を最適にするには並進の好ましい速さは０．５ｃｍ／ｓｅｃであることが分かった。本技法はそれ自体で、３Ｄイメージングを含めパルスシーケンスの多くのタイプで有用となると考えられるが、初期調査で反転回復高速傾斜エコー法（ＩＲ−ｐｒｅｐ）と定常状態収集式高速撮像法（ＦＩＥＳＴＡ）の収集の両者において満足のゆく結果が得られた。ＩＲ−ｐｒｅｐシーケンスでは、４００〜６００ｍｓｅｃのＴＩ時間を、ＴＲ時間６．３ｍｓｅｃ、ＴＥ時間２．１ｍｓｅｃ、フリップ角３０°と共に使用した。満足のゆく結果が得られた別のスキャン・パラメータには、３６〜４２ｃｍのＦＯＶ、７〜１０ｍｍのセクション、０．５ＮＥＸにおいて２５６×１６０のマトリックス、及び±３１．２５ｋＨｚの受信器バンド幅が含まれる。すべての場合において、脂肪抑制はユーザ選択可能な選択肢となっている。脂肪抑制を有効とした場合、スペクトル的選択反転パルスを２０ｍｓｅｃのＴＩと共に使用した。ＦＩＥＳＴＡシーケンスでは、スキャン・パラメータは、ＴＲ／ＴＥ／フリップが３．７ｍｓｅｃ／１．５ｍｓｅｃ／４５°並びに１．０ＮＥＸ及び±１２５ｋＨｚの受信器バンド幅とした以外は同様とした。脂肪抑制のために、ＲＦ励起４０回ごとに間欠的な脂肪抑制ＲＦパルスを１回印加した。
【００３２】
撮像データは、幾つかの被検体で造影剤静脈注射の前後において、寝台を０．５ｃｍ／ｓｅｃで頚部から下腿まで移動させながらＩＲ−ｐｒｅｐシーケンス及びＦＩＥＳＴＡを用いて連続的に収集した。アキシャル・スキャンでは、必要な解剖構造をカバーするのに平均３．２分を要した。一方、コロナル収集では平均１．５分しか要しなかった。アキシャル・スキャンは非重複式でありかつしばしばスライスの不均一性を示したが、運動アーチファクトは著しく少なかった。コロナル・スキャンは同じ関心領域に対する複数のビューを可能とするようにかなり重複させた。追加的な造影剤静脈注射により全体的な信号及び強度が改善された。この技法によって全身の迅速な多重面カバー範囲を有する画像スクリーニングを提供でき、またマグネットのアイソセンタに対する連続スキャンにより運動アーチファクトが最小限となる。
【００３３】
したがって、本発明は、被検体を移動可能な寝台上に位置決めするステップと、寝台移動制御データ及びスキャン・パラメータを入力するステップと、入力された寝台移動制御データに基づいて移動可能寝台を自動的に移動するステップと、を含んだＭＲ画像の収集方法を含む。本方法はさらに、入力されたスキャン・パラメータに基づいて移動可能寝台が移動している間にＭＲデータを収集するステップと、寝台を自動的に移動させＭＲデータを収集する間に寝台移動制御データとスキャン・パラメータのいずれかまたは両方に関する入力及び修正を可能にするステップと、を含む。
【００３４】
本発明はさらに、全身スクリーニングのためのＭＲＩ装置であって、偏向磁場を印加するようにマグネットのボアの周りに位置決めした多数の傾斜コイルと、ＭＲ画像を収集させる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って制御を受けているＲＦ送受信器システム及びＲＦ変調器と、を有するＭＲＩシステムを含んだＭＲＩ装置を含む。本ＭＲＩ装置はさらに、コンピュータ制御下でマグネットのボア内を移動可能な寝台と、コンピュータであって初期スキャン・パラメータ及び寝台並進パラメータを受け取ること、患者寝台を並進させること、並びに患者寝台が並進している間にＭＲデータを収集することを実行するようにプログラムされたコンピュータと、を含む。このコンピュータはさらに、患者寝台並進中のユーザ入力受け取りを可能にし該ユーザ入力に応じて並進を修正すること及びスキャン・パラメータに関するユーザ入力の受け取りを可能にし該ユーザ入力に応じてＭＲデータ収集を修正することを実行するようにプログラムされている。
【００３５】
本発明はさらに、コンピュータ読み取り可能記憶媒体上に記憶されたコンピュータ・プログラムであってコンピュータに対して、ＭＲスキャナを通過するように患者寝台を移動させると同時に患者寝台の移動中にＭＲデータを収集すること、及びユーザ入力を可能とし該ユーザ入力に応じて患者寝台速さ、方向及びスキャン・パラメータのうちの少なくとも１つをリアルタイムで操作することを実行させるようなコンピュータ・プログラムを含む。
【００３６】
本発明はさらに、患者の腫瘍を特定する臨床処置法であって、移動可能な寝台上に患者を配置するステップと、移動可能寝台を並進させると共に、患者が磁場を通過するのに伴ってＭＲデータを収集するステップと、を含んだ臨床処置法を含む。本処置法はさらに、移動可能寝台が並進するのに伴って患者解剖構造のＭＲ画像を再構成するステップと、該ＭＲ画像を解析するステップと、を含む。さらに検討を要する関心エリアを特定した場合には、該関心エリアが磁場内に来るように移動可能寝台を戻すと共にＭＲデータ収集パラメータをリアルタイムで修正して、該関心エリアの追加的解析のためにより高分解能のＭＲデータまたは異なる面のＭＲデータのいずれかを収集している。
【００３７】
本発明を好ましい実施形態について記載してきたが、明示的に記述した以外に、添付の特許請求の範囲の趣旨内で等価、代替及び修正が可能であることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明で使用するためのＭＲイメージング・システムのブロック概要図である。
【図２】図１の患者寝台で、寝台上に患者を図示しかつ本発明によるコンピュータ制御下で移動可能とした寝台の上面拡大図である。
【図３】図１及び２の装置と共に使用する本発明の技法の流れ図である。
【符号の説明】
１０　磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）システム
１２　オペレータ・コンソール
１３　入力デバイス
１４　制御パネル
１６　表示スクリーン
１８　リンク
２０　コンピュータ・システム
２０ａ　バックプレーン
２２　画像プロセッサ・モジュール
２４　ＣＰＵモジュール
２６　メモリ・モジュール
２８　ディスク記憶装置
３０　テープ駆動装置
３２　システム制御部
３２ａ　バックプレーン
３４　高速シリアル・リンク
３６　ＣＰＵモジュール
３８　パルス発生器モジュール
４０　シリアル・リンク
４２　傾斜増幅器
４４　生理学的収集制御器
４６　スキャン室インタフェース回路
４８　患者位置決めシステム
５０　傾斜磁場コイル・アセンブリ
５２　マグネット・アセンブリ
５４　偏向マグネット
５６　全身用ＲＦコイル
５８　送受信器モジュール
６０　ＲＦ増幅器
６２　送信／受信（Ｔ／Ｒ）スイッチ
６４　前置増幅器
６６　メモリ・モジュール
６８　アレイ・プロセッサ
１００　患者
１０２　移動可能寝台
１０６　マグネット
１１０　アイソセンタ
１１２　呼吸器系
１１４　モニタ
１１６　モニタ
１１８　モニタ

Claims (27)

1. 被検体を移動可能な寝台上に位置決めするステップ（２０２）と、
   初期寝台移動制御データ及びスキャン・パラメータを入力するステップ（２０４）と、
   入力された前記寝台移動制御データに基づいて前記移動可能寝台を自動的に移動するステップ（２０６）と、
   入力された前記スキャン・パラメータに基づいて前記移動可能寝台が移動している間にＭＲデータを収集するステップ（２０６）と、
   寝台を自動的に移動させＭＲデータを収集する（２０６）間に前記初期寝台移動制御データと前記スキャン・パラメータの少なくとも一方の修正を可能にするステップ（２１０）と、
   を含むＭＲ画像収集方法。
2. 移動可能寝台の速さ、寝台移動方向及びＭＲデータ収集用パルスシーケンスのうちの少なくとも１つの制御及び調整を含むような寝台移動及びスキャン・パラメータに関する対話式制御（２１０）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。
3. ＭＲデータを収集する前記ステップ（２０６）が、移動可能寝台が並進している間に多重面高速イメージング・パルスシーケンスを用いて連続的にスキャンする能力を含む、請求項１に記載の方法。
4. 関心対象解剖領域全体のＭＲデータ収集のための所望の面を初期選択（２０４）し、被検体（１００）がマグネット・アイソセンタ（１１０）を通って横動する際に、撮像するセクション数、セクション間隔、セクションスキャン位置及び撮像面のうちの少なくとも１つのオペレータ調整（２１２）を可能にするステップをさらに含む請求項３に記載の方法。
5. 関心対象の異常を特定し、移動可能寝台（１０２）を反転させかつ高空間分解能画像データを収集した後に、スキャンを中断する能力を提供するステップ（２１０）をさらに含む請求項１に記載の方法。
6. 前記関心対象異常が腫瘍であると共に、機能画像を収集するステップと、造影剤の取り込み、拡散、多重パラメトリック・イメージングのうちの１つを用いて前記腫瘍を特徴付けするステップと、をさらに含む請求項５に記載の方法。
7. ＭＲ画像収集の間に、収集面及び空間的カバー範囲を所望の各解剖領域にリアルタイムで適合させるステップをさらに含む請求項１に記載の方法。
8. 送信器／受信器利得及び限局的シム調整を含む撮像パラメータの連続的変更を可能にするステップをさらに含む請求項１に記載の方法。
9. 偽陽性の可能性を低下させるために同じ解剖領域に対して複数の画像を取得するステップをさらに含む請求項１に記載の方法。
10. 高感度の全身スクリーニング能力を有するＭＲＩ装置であって、
    偏向磁場（５６）を印加するようにマグネット（５４）のボアの周りに位置決めした複数の傾斜コイル（５０）と、ＭＲ画像を収集させるＲＦ信号をＲＦコイル・アセンブリに送信するようにパルスモジュール（３８）によって制御を受けているＲＦ送受信器システム（３２）及びＲＦスイッチと、を有する磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）システム（１０）と、
    コンピュータ制御下（１０２）でマグネット（５４）の前記ボア内を移動可能な寝台と、
    コンピュータであって、
    初期スキャン・パラメータ及び寝台並進パラメータを受け取ること（２０４）、
    寝台を並進させること（２０６）、
    寝台が並進している間にＭＲデータを収集すること（２０６）、
    寝台並進中のユーザ入力受け取りを可能にし、かつ該受け取りがあった場合に該ユーザ入力に応じて並進を修正すること（２１０）、
    スキャン・パラメータに関するユーザ入力の受け取りを可能にし、かつ該受け取りがあった場合に該ユーザ入力に応じてＭＲデータ収集を修正すること（２１０）、
    を実行するようにプログラムしたコンピュータと、
    を備えるＭＲＩ装置。
11. 寝台並進中にＭＲデータが連続して収集されている、請求項１０に記載のＭＲＩ装置。
12. 寝台並進を概ね０．５ｃｍ／ｓｅｃとし、かつ走査時間を概ね１秒として、これによって運動アーチファクトを低減させている、請求項１０に記載のＭＲＩ装置。
13. 前記コンピュータ（３２）がさらに、ユーザ選択可能な脂肪抑制を可能とし、かつ選択された際には間欠的な脂肪抑制ＲＦパルス（３８）を印加するようにプログラムされている、請求項１０に記載のＭＲＩ装置。
14. 前記コンピュータ（３２）がさらに、静脈注射造影剤の流れをモニタリングするようにプログラムされている、請求項１０に記載のＭＲＩ装置。
15. 前記コンピュータ（３２）がさらに、異常領域のデータを複数の面内でリアルタイムで収集するようにプログラムされている、請求項１０に記載のＭＲＩ装置。
16. 前記コンピュータ（３２）がさらに、画像傾斜（ｉｍａｇｅ　ｏｂｌｉｑｕｉｔｙ）と、寝台速さと、寝台方向と、反転時間、フリップ角及びシーケンス・タイプなどのパルスシーケンス・パラメータとのうち少なくとも１つに対するリアルタイムでの操作を可能にする（２１２）ようにプログラムされている、請求項１０に記載のＭＲＩ装置。
17. 前記コンピュータ（３２）がさらに、機能画像を収集し（２２）、病変に対するリアルタイムの特徴付けを可能とするようにプログラムされている、請求項１０に記載のＭＲＩ装置。
18. 前記コンピュータ（３２）がさらに、送信器利得、受信器利得及びシム調整をユーザによるオンデマンドで変更するようにプログラムされている、請求項１０に記載のＭＲＩ装置。
19. コンピュータで実行させた際に該コンピュータに対して、ＭＲスキャナ（１０）を通過するように患者寝台（１０２）を移動させると同時にＭＲデータを収集（４４）すること、
    ユーザ入力を可能（４０）とし、かつ該ユーザ入力に応じて患者寝台速さ、方向及びスキャン・パラメータのうちの少なくとも１つを操作すること（２１０）、
    を行わせる命令を備えたコンピュータ・プログラムをその上に記憶しているコンピュータ読み取り可能記憶媒体（２８、３０）。
20. 前記コンピュータ（３２）に対してさらに、ある異常のデータを様々な面で収集させ、該異常を特徴付ける機能画像をリアルタイムで再構成させている、請求項１９に記載のコンピュータ読み取り可能記憶媒体。
21. 前記コンピュータ（３２）に対してさらに、画像傾斜と、寝台速さと、寝台方向と、反転時間、フリップ角及びシーケンス・タイプなどのパルスシーケンス・パラメータとのうち少なくとも１つに対する操作を可能（２１０）にさせており、かつ前記コンピュータに対してさらに、送信器利得、受信器利得及びシム調整をユーザによるオンデマンド（４０）で変更させている、請求項１９に記載のコンピュータ読み取り可能記憶媒体。
22. 前記コンピュータ（３２）に対してさらに、ユーザ選択可能な脂肪抑制を可能とさせ、かつ選択された際に間欠的な脂肪抑制ＲＦパルス（３８）を印加させている、請求項１９に記載のコンピュータ読み取り可能記憶媒体。
23. 患者の腫瘍を特定する方法であって、
    移動可能な寝台（１０２）上に患者（１００）を配置するステップと、
    移動可能寝台を並進させると共に、患者（１００）が磁場を通過するのに伴ってＭＲデータを収集（４４）するステップと、
    前記移動可能寝台（１０２）が並進するのに伴って患者解剖構造のＭＲ画像を再構成するステップ（２０８）と、
    前記ＭＲ画像を解析し、さらに検討を要する関心エリアを特定した場合には、該関心エリアが磁場内に来るように前記移動可能寝台を戻すと共にＭＲデータ収集パラメータをリアルタイムで修正するステップと、
    前記関心エリアの追加的解析が可能となるようにより高分解能のＭＲデータと異なる面のＭＲデータのうちの一方を収集するステップと、
    を含む方法。
24. 造影剤を注入して様々な解剖構造による造影剤取り込みをモニタリングするステップをさらに含む請求項２３に記載の方法。
25. 腫瘍特定のために脂肪抑制を適用するステップをさらに含む請求項２３に記載の方法。
26. 移動する患者（１００）に関して収集するＭＲデータの分解能を最適化するために、ＭＲデータ収集をマグネット・アイソセンタ（１１０）の位置で実行している、請求項２３に記載の方法。
27. 前記コンピュータ（２０）が反転回復高速傾斜エコー法（ＩＲ−ｐｒｅｐ）と定常状態収集式高速撮像法（ＦＩＥＳＴＡ）のパルスシーケンスのうちの一方を適用している、請求項１０に記載のＭＲ装置（１０）。

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