JP2011507589A - 磁気共鳴安全性監視システムおよび方法 - Google Patents

Abstract

磁気共鳴方法が、検査領域（１４）内に高周波励起を印加し、検査領域内の被験体（１６）内の印加された高周波励起によって生成された磁気共鳴信号を測定し、モニタリングに基づいて被験体安全性を評価することを含む。磁気共鳴安全性モニター（４０）が、（ｉ）磁気共鳴励起の間に高周波信号を受信し、（ｉｉ）受信された高周波信号から高周波パラメータを抽出し、（ｉｉｉ）抽出された高周波パラメータに基づいて被験体安全性を評価するよう構成された解析器（４２、４４、４６、５０）と；前記評価（ｉｉｉ）が潜在的に安全でない状態を指示することに応答して、磁気共鳴励起の矯正を実行するよう構成された矯正モジュール（５４）とを有する。

Description

以下は、磁気共鳴の技術に関する。以下は、磁気共鳴撮像および分光に例示的な用途を見出し、特にその関連で記述されるが、以下は他の磁気共鳴応用にも用途を見出すであろう。

磁気共鳴撮像および分光は、ヒト、動物（たとえばペットまたは臨床研究被験体）、死体、考古学的被験体などにおけるさまざまな型の条件を診断する、モニタリングする、研究するまたは他の仕方で特徴付ける既知の技法である。そのような場合において、被験体は典型的には著しい価値があるものであり、磁気共鳴技法は、被験体に傷害や損傷を引き起こしにくいと見られているので有利である。

磁気共鳴は実際、一般には安全で損傷を起こさない技法であるものの、被験体が電気伝導性の対象、コンポーネントまたは他の要素を含むかこれに付随している場合には問題が生じうる。そのような場合、磁気共鳴において使用される高周波励起は電気伝導性要素と結合し、加熱、局所的放電または被験体を傷つけるまたは害しうる他の有害な効果を引き起こすことがありうる。たとえば、介入的磁気共鳴において、カテーテルまたは他の介入器具（interventional instrument）がヒトまたは動物の被験体中に挿入される。介入器具が金属線または他の伝導性コンポーネントを含む場合、これらは磁気共鳴励起の間に送信コイルによって出力される高周波信号と結合しうる。同様に、埋め込まれたペースメーカー導線、整形外科上のインプラント、センサーまたはヒトもしくは動物の被験体内に配される他の電気伝導性の外来オブジェクトが問題を引き起こしうる。死体、考古学的人工物などの検査に関わる法磁気共鳴（forensic magnetic resonance）では、被験体の構成は検査前には未知であることがあり、死体、エジプトのミイラなどの内部に隠された予期せぬ電気伝導性コンポーネントが、加熱または高周波結合の他の効果のため、著しい害を引き起こすことがありうる。

傷害の可能性は、電気伝導性要素が磁気共鳴周波数またはその近くに自然な共鳴周波数をもつ場合に劇的に高まる。そのような場合、電気伝導性要素の、磁気共鳴励起で使われる高周波信号との結合は、自然な共鳴によって劇的に高まる。要素の自然な共鳴周波数は、幅広い因子によって影響されうる。たとえば、介入器具の自然な共鳴周波数は、その介入器具が被験体内に挿入されるまたは被験体内部で動かされるなどの際に、医師がその器具をどのように保持するかに応答して、あるいはその器具と被験体との間の接触に応答して変わりうる。要するに、既知または未知の電気伝導性のオブジェクトが磁気共鳴励起と期せずして、可能性としては自然に共鳴する仕方で結合し、被験体の過剰な加熱またはその他の損傷につながりうる数多くの状況がある。

本稿において例として図示され記述されるある種の例示的実施形態によれば、磁気共鳴安全性方法であって：磁気共鳴励起の間に高周波（radio frequency）信号を受信する段階と；受信された高周波信号から高周波パラメータを抽出する段階と；抽出された高周波パラメータに基づいて被験体安全性を評価する段階と；前記評価が安全でない可能性のある条件を指示することに応答して磁気共鳴励起を矯正する段階とを有する方法が開示される。

本稿において例として図示され記述されるある種の例示的実施形態によれば、前段落に記載した方法を実行するようプロセッサを制御するプログラムをプログラムされたコンピュータ可読媒体が開示される。

本稿において例として図示され記述されるある種の例示的実施形態によれば、磁気共鳴安全性モニターであって：（ｉ）磁気共鳴励起の間に高周波（radio frequency）信号を受信し、（ｉｉ）受信された高周波信号から高周波パラメータを抽出し、（ｉｉｉ）抽出された高周波パラメータに基づいて被験体安全性を評価するよう構成された解析器と、前記（ｉｉｉ）の評価が安全でない可能性のある条件を指示することに応答して磁気共鳴励起の矯正（remediation）を実行するよう構成された矯正モジュールとを有するモニターが開示される。

本稿において例として図示され記述されるある種の例示的実施形態によれば、磁気共鳴スキャナであって：静（B₀）磁場を生成する磁石と；静磁場上に選択された磁場勾配をスーパーインポーズするよう構成された磁場勾配システムと；磁気共鳴を励起および検出するよう構成された高周波システムと；直前の段落で述べた磁気共鳴安全性モニターとを有するスキャナが開示される。

一つの利点は、磁気共鳴撮像によって監視される介入手順の間の改善された安全性にある。

もう一つの利点は、磁気共鳴手順の間の改善された安全性にある。

もう一つの利点は、磁気共鳴手順によって検査される人工物への損傷の危険性が低下することにある。

本発明のさらなる利点は、以下の詳細な説明を読み、理解すれば、当業者には認識されるであろう。

これらの側面およびその他の側面は、例として、以下の実施形態に基づいて、付属の図面を参照しつつ、以下に詳細に記述する。

磁気共鳴撮像によって監視される介入手順を実行するために使用可能であり、高周波励起の検査領域内のオブジェクトまたは要素との結合によって引き起こされる安全でない可能性のある条件を検出する安全性モニターを含む、磁気共鳴スキャナ・システムを図的に示す図である。 図１のシステムを使って実行される介入磁気共鳴手順のタイミング側面を図的に示す図である。 図１の安全性モニターの有効性の証拠となるファントム研究の結果をプロットした図である。左側のプロットは、カテーテル・デバイス先端における温度測定と内部ピックアップ・コイル（PUC）によってモニタリングされる高周波信号強度との相関を示す。右側のプロットは、ＲＦ送信コイルの離調に起因する典型的な電力反射の補正後の左側プロットのデータを示す。 図１の安全性モニターの有効性の証拠となるボランティア研究の結果をプロットした図である。左側のプロットは、安全なカテーテルおよび安全でないカテーテルへの磁気共鳴励起において使用される高周波信号の結合を、ボランティア被験体内への挿入深さの関数としてプロットした図である。右側のプロットは、安全でないカテーテル・デバイスのハンドルに間欠的に触れることによって引き起こされる左側プロットにおける「D」とラベル付けされた領域における安全でないカテーテル・デバイスの同調および離調をプロットした図である。

図１を参照すると、磁気共鳴スキャナ１０は、検査領域１４内に静（B₀）磁場を生成する主磁石１２を含む。検査領域内には、図示した人間の被験体１６のような被験体が、撮像、分光分析または他の磁気共鳴手順のために、配される。図示した磁気共鳴スキャナ１０は、選択されたコンポーネントを露わにするよう断面において示された水平ボア型スキャナであるが、他の型の磁気共鳴スキャナも使用できる。

磁気共鳴スキャナ１０は、傾斜磁場システム１８をも含む。傾斜磁場システム１８はたとえば、磁気共鳴励起を空間的に制約する、磁気共鳴周波数および／または位相を空間的にエンコードする、磁気共鳴をスポイルする（spoil）などといったさまざまなタスクを実行するために静（B₀）磁場に対して選択された磁場勾配を重畳するよう構成された傾斜磁場コイルを含みうる。任意的に、磁気共鳴スキャナは、ボア・ライナー、能動コイルまたは受動強磁性シムなどといった、図１に示されない他の要素を含んでいてもよい。被験体１６は、可動の被験体台２０上に置かれることによって、磁気共鳴手順のために好適に準備される。被験体台２０は次いで、磁気共鳴手順を実行するために、支持される被験体と一緒に図示された位置に挿入される。たとえば、被験体台２０は、最初、磁気共鳴スキャナ１０に隣接するカウチ２２上に配されるパレットまたはテーブルでありうる。台２０上に被験体が置かれ、次いでカウチ２２から磁気共鳴スキャナ１０のボア内に滑動可能に移送される。

磁気共鳴スキャナはさらに、磁気共鳴励起を実行するために磁気共鳴周波数において高周波信号を送信するために使用される高周波送信コイル２４を含む。図示した高周波送信コイル２４は全身直交バードケージ・コイルであるが、全身横電磁（TEM: transverse electromagnetic）コイル、頭部コイルのような局所高周波送信コイルなどといった、他の型の高周波送信コイルが使用されることもできる。検査領域１４内の被験体内の加えられた高周波励起によって生成される磁気共鳴信号を測定するために、同じ高周波送信コイル２４または異なる磁気共鳴受信コイル２６が使用される。図示した磁気共鳴受信コイル２６は表面ループ・コイルである（図１では端方向から見ている）が、表面コイルのアレイ、四肢コイル（limb coil）、頭部コイルなどといった他の型の受信コイルが使用されることもできる。図示した磁気共鳴スキャナ１０は二つの例示的なモニタリング・ループ・コイル２８、３０をも含む。ループ・コイル２８は、選択されたまたはモニタリング・タスクにおいて使うためにスキャナ１０のボア上またはボア付近にマウントされる。モニタリング・ループ・コイル３０は、被験体１６上または被験体１６付近に配置されるループ・コイルであり、そのループは磁気共鳴受信ループ・コイル２６のループに対して横向き（transverse）になっている。モニタリング・コイル２８、３０はループ・コイルであるが、他の型の高周波コイルを受信コイルとして使うことも考えられている。

本稿での用法では、「コイル」の用語は、コイル・アレイ、SENSEコイルおよび磁気共鳴を励起または測定するために使われる他の複数受信要素を包含することが意図されていることは理解しておくべきである。さまざまな高周波コイル２４、２６、２８、３０が磁気共鳴高周波コントローラ３２によって操作される。磁気共鳴高周波コントローラ３２はたとえば、単一チャネル、直交もしくは多チャネル高周波送信機、単一チャネルもしくは多チャネル・デジタル受信機、好適な高周波切り換え回路を含んでいてもよい。磁気共鳴励起の間に磁気共鳴受信コイル２６を離調させる、さまざまなコイル２４、２６、２８、３０との接続を多重化する、などといった動作を実行するためである。

例示的な介入磁気共鳴手順の間、磁気共鳴高周波コントローラ３２は、高周波送信コイル２４に通電し、それにより磁気共鳴周波数の高周波信号を生成し、その高周波信号が、被験体または傾斜磁場システム１８による空間的に選択的な磁場勾配の好適な印加によって選択された被験体の一部分に、磁気共鳴を励起する。任意的に、磁気共鳴を空間的にエンコードするためまたは他の仕方で操作するために、磁気共鳴励起の最中または磁気共鳴励起後に、他の磁場勾配が傾斜システム１８によって加えられる。図示した磁気共鳴受信コイル２６が設けられる場合、そのコイルは典型的には、受信コイル２６の過負荷を避けるために、磁気共鳴励起の際の磁気共鳴周波数からは離調される。受信段階の間、高周波送信コイル２４または専用の磁気共鳴受信コイル２６が磁気共鳴信号を測定するために同調される。測定された磁気共鳴信号は記憶され、処理され（たとえば、磁気共鳴撮像手順の場合、画像再構成アルゴリズムによって）、画像または他の結果が表示され、記憶され、または他の仕方で利用される。図１の例示的な例では、コンピュータ３４が、そのようなデータ処理、記憶および表示タスクを実行するようプログラムされるまたは他の仕方で構成される。介入手順においては、所望の介入処置を実行するために、介入器具３６が被験体１６内に挿入される。所望の介入処置とは、生検材料抽出、カテーテル・ベースの一時的ペースメーカーの組み込み、補綴デバイスの組み込み、血管管腔形成（vascular angioplasty）などといったものである。

高周波励起の印加は、被験体の安全を損なう可能性（人間もしくは動物の被験体の場合）または被験体を損傷する可能性（考古学的な人工物または他の非生物被験体の場合）を呈する。これは、高周波励起が検査領域１４内の電気伝導性のオブジェクトと結合する場合に起こりうる。たとえば、高周波励起が介入器具３６と結合する場合、介入器具３６内に励起周波数で電流が流れる。そのような誘導電流は局所的な加熱、静電気放電または被験体に傷害もしくは損傷を引き起こしうる他の有害な効果を生じうる。介入器具３６が一つまたは複数の導線または他の細長い導体を含む実施形態では、そのような電流は、実質的にその細長い導体に平行にまたはその細長い導体に沿って流れる可能性が高い。例示的な介入器具３６については、そのような電流は、図１に図的に示されるような介入器具３６を取り囲む周状の磁場ループB_coupleを生じる。モニタリング・ループ・コイル３０が磁場ループB_coupleと誘導的によく結合するよう、例示的なモニタリング・ループ・コイル３０は、磁場ループB_coupleから実質的な磁束を受けるよう位置されている。他の手順では、高周波励起は、電子ペースメーカー、金属補綴インプラントなどといった検査領域１４内の他の伝導性要素またはオブジェクトと安全でない形で結合しうる。

そのような安全でない可能性のある条件を検出するため、磁気共鳴励起をモニタリングするよう安全性モニター４０が設けられる。安全性モニター４０は、印加される高周波励起のさまざまな高周波パラメータをモニタリングできる。たとえば、ボアにマウントされたモニタリング・ループ・コイル２８または被験体上もしくは被験体近くにマウントされたモニタリング・ループ・コイル３０が、信号を検出するピックアップ・コイルとして使用されることができる。検出された信号は電力解析器（power analyzer）４２に入力されて、高周波励起の際に高周波送信コイル２４によって生成される瞬時高周波電力を示す信号が生成される。電力解析器４２は、専用モニタリング・コイル２８、３０の一つに結合されるのではなく、磁気共鳴受信コイル２６と接続されることもできる。この後者の配置では、磁気共鳴受信コイル２６は典型的には、高周波励起の印加中、磁気共鳴周波数から離調されるが、離調した状態にあっても、磁気共鳴受信コイル２６は典型的には、高周波励起に応答した残留高周波信号を検出する。

追加的または代替的に、安全性モニター４０は、高周波励起の反射、透過または他の特性を決定するために、高周波送信コイル２４と動作的に接続されるネットワーク解析器４４を含むまたは組み込むことができる。いくつかの実施形態では、ネットワーク解析器４４は、反射電力、たとえばS11パラメータ、送信電力、たとえばS21パラメータなどといった、高周波励起を特徴付ける一つまたは複数のsパラメータを出力する。sパラメータ解析器４６はそれらのsパラメータを処理して、高周波励起についての所望の情報を判別する。たとえば、ネットワーク解析器４４は任意的にS11パラメータを測定し、sパラメータ解析器４６がそのS11パラメータに基づいて高周波励起信号の周波数を決定する。もう一つの例として、ネットワーク解析器４４は任意的にS21パラメータを測定し、sパラメータ解析器４６がそのS21パラメータに基づいて高周波励起信号の位相を決定する。

モニタリングされる高周波パラメータは、比較器５０によって安全性条件と比較される。たとえば、電力解析器４２によって示される結合された電力の急減は、介入器具３６によって定義される共鳴回路のような検査領域１４内の共鳴回路への電力損を示しうる。高周波励起の周波数または位相の突然の変化は、同様に、検査領域１４内の共鳴回路との安全でない結合を示しうる。任意的に、安全性基準は、被験体較正５２に基づいて決定される被験体固有の安全性基準である。比較器５０がその比較に基づいて安全でない条件を同定する場合、好適な矯正を実行する矯正モジュール５４を好適に作動させる。好適な矯正とは、もしあれば磁気共鳴励起を含む磁気共鳴手順を終了させることまたは安全でない条件を抑制もしくは解消するために磁気共鳴励起を調整することなどである。たとえば、矯正が磁気共鳴手順を中断することを含む場合、矯正モジュール５４は好適には、磁気共鳴高周波コントローラ３２に対して「中止」信号を出力する信号発生器を含みうる。この「中止」信号が磁気共鳴高周波コントローラ３２に高周波励起を終了させる。

引き続き図１を参照してさらに図２も参照して、例示的な介入手順（interventional procedure）セッションをモニタリングするための安全性モニター４０および磁気共鳴スキャナ１０の使用について述べる。セッションは被験体ロード動作６０によって開始される。この動作の間に、被験体１６が磁気共鳴スキャナ１０の検査領域１４内にロードされる。続いて計画スキャン動作６２の間に、介入手順が計画される。計画スキャン（pllaning scans）は典型的には、介入器具３６の挿入に先立って被験体のプロトン画像を取得することを含む。医師または他の医療人員は取得された計画画像をコンピュータ３４上に表示し、関連するパラメータ、特徴または他の側面を決定する。生検のための目標腫瘍、血管形成手順によって処置される血管狭窄の位置、介入手順の間避けられるべき重要な近隣器官の位置などである。計画画像（planning images）はまた、介入手順の被験体のために磁気共鳴撮像パラメータを最適化して良好な画像コントラスおよび他の好都合な撮像特性を保証するためにも使用できる。

計画スキャン動作６２と並行して、安全性モニタリング較正データ収集動作６４が任意的に実行されて、被験体較正５２を生じる。較正データ収集動作６４はたとえば、介入器具３６の挿入がない状態で電力解析器４２によって検出される電力を記述する平均および標準偏差または他の分散（variational）パラメータを決定しうる。これは、介入手順の間に実行される高周波励起について検出される電力レベルとの比較のためのベースライン電力レベルを与える。同様に、較正データ収集動作６４は、高周波励起の周波数および位相を記述する周波数および位相値ならびに偏差または分散（variations）を決定しうる。これにより、介入手順の間の周波数および位相比較のためのベースラインを与える。有利には、較正データ収集動作６４は任意的に、計画画像取得との関連で実行される。すなわち、計画画像を取得する際に使われる高周波励起は安全性モニター４０のための較正高周波励起として扱われることができ、較正高周波励起によって生成される基準高周波パラメータ（単数または複数）は被験体較正５２を生成するために安全性モニター４０によって測定および解析されることができる。

ひとたび介入手順計画および任意的な安全性モニタリング較正データ収集動作６２、６４が完了すると、介入手順および磁気共鳴撮像動作６６が始まり、その動作の間に、磁気共鳴スキャナ１０によって実行される磁気共鳴撮像によってモニタリングされながら介入手順が実行される。たとえば、介入手順は、計画画像を使って先験的に決定された挿入軌跡に沿って介入器具３６を被験体１６内に挿入することを含みうる。並行する磁気共鳴撮像は、医師または他の医療人員に、被験体１６内での介入器具３６の正確な位置についての視覚的なフィードバックを与える。こうして、医師または他の医療人員は、介入器具３６の先端がいつ生検採取されるべき腫瘍にはいるかを、磁気共鳴画像を使って「見る」ことができ、あるいは該先端が血管形成によって広げられるべき狭窄部にいつ到達するかを「見る」ことができる、などといったことができる。ひとたび生検サンプリング、血管形成または他の介入タスクが完了すると、医師または他の医療人員は、介入器具３６を被験体から引き抜くことができる。引き抜きをモニタリングするためにも再び磁気共鳴撮像が使用できる。

介入手順および磁気共鳴撮像動作６６と並行して、安全性モニタリング動作６８が安全性モニター４０によって実行される。これは、検査領域１４内の高周波励起の各印加の間に高周波パラメータ（単数または複数）（たとえば検出された電力、周波数および／または位相）をモニタリングし、そのモニタリングに基づいて被験体安全性を評価することを含む。安全性モニター４０が、安全でない可能性がある条件を検出すると、安全性モニター４０は矯正信号７０を介入手順および磁気共鳴撮像動作６６に対して送る。実施形態によっては、高周波励起動作を突然打ち切らせるよう、矯正信号７０は磁気共鳴高周波コントローラ３２に向けられる。あるいはまた、矯正信号７０は、磁気共鳴高周波コントローラ３２に、電力を下げる、周波数または位相を調整する、あるいは他の仕方で高周波励起を調整することによって、潜在的に安全でない条件を抑制または解消するよう高周波励起を調整させてもよい。さらに別の追加的または代替的な応答として、矯正信号７０は、コンピュータ３４または他の表示装置に向けられてもよい。医師または他の医療人員に、潜在的に安全でない条件を示す視覚的なアラームを与えるためである。そのようなアラームは、任意的に、音声アラーム、点滅する光または他の注意信号を伴ってもよい。

ひとたび介入手順および磁気共鳴撮像動作６６が完了すると、被験体アンロード動作７２において、被験体は好適に磁気共鳴スキャナ１０からアンロードされる。

図３および図４を参照すると、開示される安全性モニタリング・システムおよび方法の有効性を証拠付けるいくつかの例示的な実験が記載されている。図３は、ファントム研究の結果をプロットしている。左側のプロットは、カテーテル・デバイス先端における温度測定と内部ピックアップ・コイル（PUC: pick-up coil）によってモニタリングされる高周波信号強度との相関を示す。右側のプロットは、ＲＦ送信コイルの離調（detuning）に起因する典型的な電力反射の補正後の左側プロットのデータを示す。図４は、ボランティア研究の結果をプロットしている。左側のプロットは、磁気共鳴励起において使用される高周波信号の安全なカテーテルおよび安全でないカテーテルへの結合を、ボランティア被験体内への挿入深さの関数としてプロットしている。右側のプロットは、安全でないカテーテル・デバイスのハンドルに間欠的に触れることによって引き起こされる左側プロットにおける「D」とラベル付けされた領域における安全でないカテーテル・デバイスの同調および離調をプロットしている。

図３および図４に示されるデータは、3テスラのフィリップスＡｃｈｉｅｖａ磁気共鳴スキャナ（オランダ国のベスト（Best）にあるフィリップス・メディカル・システムズから発売）を使って取得された。安全性モニター４０が撮像の際の高周波励起と安全でないカテーテルの間の危険な高周波結合を自動的に検出する能力を立証するために、安全なカテーテルと安全でないカテーテルが用いられた。図３のファントム実験では、両カテーテルは、リアルタイム撮像の間に管状の血管ファントム中に進められた（カーテシアンSSFP、TR＝9ms、TE＝3.5ms、α＝65°C、マトリクス172×172、全身SAR＜0.9W/kg）。ボア壁付近にマウントされたピックアップ・コイル（たとえば図１のモニタリング・コイル２８と同様のもの）は、図３の右側プロット上に「PUC信号[%]」とラベル付けされ目盛られた信号を生成した。同時光ファイバー温度測定が米国カリフォルニア州サンタクララにあるルマセンス・テクノロジーズ（LumaSense Technologies）からの温度測定システムを使って取得された。温度およびPUC信号は、図３にプロットされているように２２の異なる位置に記録された。

図４に結果をまとめたボランティア実験では、ボランティアがスキャナ内部に置かれ、血管ファントムが腕に沿っておよびボランティアの胸の上に置かれた。安全なカテーテルと安全でないカテーテルがボランティアの撮像の間に進められた。ボランティアは、通常の呼吸および通常の従順〔コンプライアンス〕レベルを模倣する軽微な動きを行うよう要請された。

図３を参照すると、選択された諸カテーテル位置において、温度測定とPUC信号との間に実質な相関が見える。左側プロットでは、高周波送信コイル２４の離調に起因する電力反射は取り入れなかった。PUC信号変動は、安全でないカテーテルにおける電力散逸からと、電力反射からの両方から帰結する。したがって、図３に見られる、カテーテル挿入を増したときの電力信号減少は、潜在的な高周波結合について保守的な指標である。右側プロットは、左側プロットと同じデータで、推定された典型的な電力反射挙動を取り入れたものをプロットしている。電力反射挙動が近似的に取り入れられるときに相関は一層強くなることが見られる。

図４の左側プロットを参照すると、ボディ・コイルをロードするボランティアに関して測定が実行された。安全でないカテーテルの使用によって呈される安全でない状況は、曖昧さなく検出される。呼吸に起因するPUC信号の変動は、高周波励起と安全でないカテーテルとの間の高周波結合に起因するPUC信号の95%までの減少に比して、3.6%（図示せず）であった。他方、安全なカテーテルは、実質的なPUC信号減がないことを正しく示している。安全性モニター４０において、電力解析器４２は好適には、安全性モニタリング較正データ収集動作６４の間に所与の被験体についての「100%」レベルを決定し、その後、電力解析器４２によって示される電力をこの「100%」レベルと比較する。潜在的に安全でない条件は、好適には、この「100%」レベルに対する電力信号の選択された減少割合によって定義される。たとえば、電力レベルが「100%」レベルの80%未満にまで減少する場合、これは、潜在的に安全でない条件を示すものと解釈されうる。こうして、安全性モニター４０が矯正モジュール５４を作動させる。

図４の右側プロットは、カテーテルが左側プロットにおいて示される位置「D」にある、すなわち約62cmの挿入深さまで挿入されている間に安全でないカテーテルの持ち手に反復的に触れることの、PUC信号に対する効果を示している。ここでは、PUC信号は「100%」レベルの約40%である。触れることの効果は、安全でないカテーテルの自然共鳴周波数を変化させることであり、共鳴周波数のこの変化は図４の右側プロットにおいて、PUC信号の「100%」レベルの20-30%のオーダーの変調として、曖昧さなく見られる。安全でないカテーテルの手による扱いに起因するこの離調を検出する能力は価値がある。というのも、介入手順においては、介入器具は、磁気共鳴周波数からは十分離れて同調されうるが、介入器具が扱われ、被験体内に挿入されまたは他の仕方で操作もしくは利用されると介入器具の自然共鳴周波数が磁気共鳴周波数と一致する値に変わりうるからである。

図３および図４の結果は、図１の例示的なモニタリング・ループ・コイル２８と同様のボア壁にマウントされたピックアップ・コイルを使って得られた。図３および図４に示されるような、そのような比較的離れたコイルが安全でないカテーテル条件を検出する能力は、開示される安全性モニタリングの一般的な有効性を実証する。しかしながら、安全でない条件に対するより高い感度を与えるため、ピックアップ・コイルを、安全でない条件によって誘導される磁場変化と結合する相対的によりよい位置に配置することが考えられる。図１に示されるように、たとえば、ピックアップ・コイル３０は、その面を、介入器具３６の長さ方向に沿って流れる任意の安全でない誘導電流によって生成されると期待される結合場B_coupleの磁束ループと横方向にして、配置される。したがって、ピックアップ・コイル３０は、ボア壁にマウントされたモニタリング・コイル２０と比較して、介入器具３６に関する安全でない結合条件に対してより敏感となりうることが期待される。いくつかの実施形態では、安全性モニター４０は、複数のコイルをモニタリングしうる。任意の一つのコイルが、比較器５０が矯正モジュール５４をトリガーするのに十分な潜在的に安全でない条件を検出するのである。

他方、図３および図４にまとめた実験によって示される安全でない状態への高い感度に鑑み、磁気共鳴受信コイル２６を安全性モニター４０のためのピックアップ・コイルとして（または複数のピックアップ・コイルの一つとして）使うことも考えられる。磁気共鳴受信コイル２６は典型的には、磁気共鳴撮像の高周波励起段階または他の磁気共鳴撮像手順の間は離調されるが、高周波励起は典型的には検出すべき磁気共鳴信号よりも数桁強いので、またさらに図３および図４に示される高い感度に鑑みて、磁気共鳴受信コイル２６が離調した状態にあっても、潜在的に安全でない条件を示す高周波励起の間の電力減少の検出を可能にする十分な残留信号を与えることが考えられる。磁気共鳴受信コイル２６を安全性モニタリングに使うことの一つの利点は、磁気共鳴受信コイル２６はすでに利用可能であり、介入手順の際、典型的には介入器具の近くに位置しているということである。

介入器具を用いる介入磁気共鳴撮像および介入手順を例示的に参照して記述してきたが、本稿に開示される安全性モニタリング装置および方法は、他の磁気共鳴手順およびヒト以外の動物または非生物被験体にも容易に適用される。たとえば、考古学上の遺物の撮像の際には、安全性モニター４０は、高周波励起電力の減少または高周波励起の周波数もしくは位相のシフトを検出でき、それが、高周波励起がその考古学上の遺物の金属または他の電気伝導性のオブジェクト、要素または特徴と結合する安全でない可能性のある条件を示しうる。安全性モニター４０は、次いで、考古学上の遺物に損傷がなされる前に、矯正モジュール５４に磁気共鳴手順を中断させることができる。

本発明について、好ましい実施形態を参照して記述してきた。以上の詳細な説明を読み、理解すれば他の者にも修正および変更が思いつくことがありうる。本発明は、付属の請求項およびその等価物の範囲内にはいる限りそのようなすべての修正および変更を含むものと解釈されることが意図されている。請求項において、括弧に入れた参照符号があったとしてもその請求項を限定するものと解釈してはならない。「有する」の語は、請求項において挙げられている以外の要素やステップの存在を排除しない。要素の単数形の表現はそのような要素の複数の存在を排除しない。開示される方法は、いくつかの相異なる要素を有するハードウェアによっても、好適にプログラムされたコンピュータによっても実装されることができる。いくつかの手段を列挙するシステム請求項においては、これらの手段のいくつかは、コンピュータ可読ソフトウェアまたはハードウェアの同一項目によって具現されることができる。ある種の施策が互いに異なる従属請求項において記載されているというだけの事実が、それらの施策の組み合わせが有利に使用できないことを示すものではない。

Claims (15)

1. 磁気共鳴方法であって：
   磁気共鳴励起の間に高周波信号を受信する段階と；
   受信された高周波信号から高周波パラメータを抽出する段階と；
   抽出された高周波パラメータに基づいて被験体安全性を評価する段階とを含む、
   方法。
2. 請求項１記載の磁気共鳴方法であって、さらに：
   前記評価が潜在的に安全でない条件を指示することに応答して、磁気共鳴励起を矯正する段階を含む、
   方法。
3. 請求項２記載の磁気共鳴方法であって、前記矯正する段階が、前記評価が潜在的に安全でない条件を指示することに応答して、自動的に磁気共鳴励起を打ち切るまたは調整すること、および、前記評価が潜在的に安全でない条件を指示することに応答して、視覚的アラームを与えることのうちの少なくとも一つを含む、方法。
4. 請求項２記載の磁気共鳴方法であって、さらに：
   検査領域内に高周波励起を印加することによって磁気共鳴を励起する段階と；
   検査領域内の被験体内の印加された高周波励起によって生成される磁気共鳴信号を測定する段階とを含む、
   方法。
5. 検査領域内に介入器具を配置する段階と；
   前記介入器具を使って介入手順を実行する段階とをさらに有する請求項４記載の磁気共鳴方法であって：
   前記介入器具を追跡するために、前記介入手順の間、前記磁気共鳴を励起する段階および前記測定する段階が繰り返される、
   方法。
6. 請求項５記載の磁気共鳴方法であって、前記矯正する段階が：
   前記評価が潜在的に安全でない条件を指示することに応答して、磁気共鳴励起の繰り返された実行を自動的に打ち切ることを含む、
   方法。
7. 請求項５記載の磁気共鳴方法であって、さらに：
   前記検査領域内に前記介入器具を配置する段階に先立って前記検査領域内に較正高周波励起を印加する段階と；
   前記較正高周波励起の印加の際に参照高周波パラメータをモニタリングする段階とを含み、前記評価する段階は、前記抽出された高周波パラメータを前記参照高周波パラメータと比較することを含む、
   方法。
8. 請求項１記載の磁気共鳴方法であって、前記受信する段階が、磁気共鳴励起の間にピックアップ・コイルから前記高周波信号を受信することを含み、前記ピックアップ・コイルは磁気共鳴信号を受信するために使用される磁気共鳴受信コイルであり、前記磁気共鳴励起を生成するために使用される高周波送信コイルとは異なり、前記受信する段階がさらに：
   磁気共鳴励起の間、前記磁気共鳴受信コイルを離調させ；
   離調された磁気共鳴受信コイルを使って磁気共鳴励起の間に前記高周波信号を受信することを含む、
   方法。
9. 請求項８記載の磁気共鳴方法であって、前記抽出する段階が、前記ピックアップ・コイルによって受信される高周波信号強度をモニタリングすることを含み、前記評価する段階が、モニタリングされる高周波信号強度を参照周波数信号強度と比較することを含む、方法。
10. 請求項９記載の磁気共鳴方法であって、前記受信する段階が、磁気共鳴励起を生成するために使われる高周波送信コイルによって出力される高周波励起信号をモニタリングすることを含み、前記抽出する段階が、前記高周波励起信号の共鳴周波数、前記高周波励起信号の位相および前記高周波励起信号の一つまたは複数のsパラメータ、のうちの一つを抽出することを含む、方法。
11. 磁気共鳴安全性モニターであって：
    （ｉ）磁気共鳴励起の間に高周波信号を受信し、（ｉｉ）受信された高周波信号から高周波パラメータを抽出し、（ｉｉｉ）抽出された高周波パラメータに基づいて被験体安全性を評価するよう構成された解析器と；
    前記評価（ｉｉｉ）が潜在的に安全でない条件を指示することに応答して、磁気共鳴励起の矯正を実行するよう構成された矯正モジュールとを有する、
    磁気共鳴安全性モニター。
12. 前記解析器が：
    磁気共鳴励起に応答する信号を生成するよう構成されたピックアップ・コイルから高周波信号を受信するよう構成された電力解析器を含む、
    請求項１１記載の磁気共鳴安全性モニター。
13. 前記ピックアップ・コイルが、（ｉ）磁気共鳴励起の際に離調される磁気共鳴受信コイル、（ｉｉ）細長い介入器具に対して、該細長い介入器具に沿って流れるいかなる電流とも誘導的に結合するよう配置されたコイル、および（ｉｉｉ）スキャナ・ボア壁上またはスキャナ・ボア壁付近にマウントされるコイルのうちの少なくとも一つを含む、
    請求項１２記載の磁気共鳴安全性モニター。
14. 前記解析器が：
    磁気共鳴励起の際に高周波送信コイルの一つまたは複数のsパラメータを測定するよう構成されたネットワーク解析器と；
    磁気共鳴励起の際に高周波送信コイルによって出力される高周波励起信号の周波数および位相の少なくとも一方を決定するよう構成されたsパラメータ解析器とを含む、
    請求項１２記載の磁気共鳴安全性モニター。
15. 磁気共鳴スキャナであって：
    静磁場を生成する磁石と；
    静磁場上に、選択された磁場勾配を重畳するよう構成された傾斜磁場システムと；
    磁気共鳴を励起および検出するよう構成された高周波システムと；
    請求項１１記載の磁気共鳴安全性モニターとを有する、
    スキャナ。

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