JP2013539706A - 複数の磁気共鳴物理的パラメータを脳内のミエリン含量に関連付けるための方法及び装置 - Google Patents

複数の磁気共鳴物理的パラメータを脳内のミエリン含量に関連付けるための方法及び装置 Download PDF

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Abstract

脳のミエリン組織のマップを生成する、コンピュータによる方法を記載する。更に、様々なミエリン含量のサブマップをイメージングすることができる。本方法は、少なくとも2つの相互作用する組織コンパートメントを含むシミュレーションモデルを使用する。
【選択図】図2

Description

本発明は、磁気共鳴(MR)定量化シーケンスによって取り込んだ脳組織の画分マップを作成するための方法、システム、及びコンピュータプログラムに関する。特に、本発明を使用して、複数の物理的パラメータに基づいて脳のミエリン画分マップを作成するための方法、システム、及びコンピュータプログラムを提供することができる。
磁気共鳴イメージング法(MRI)は、(斜面を含む)どんな面の断面画像も作成することができる。医療用MRIは、水と脂肪の励起水素原子核(プロトン)の緩和特性に基づくものが最も多い。撮像される対象物を強力で均一な磁場に配置すると、細胞内の非整数のスピン数を有する原子核のスピンが全て磁場に平行に整列するか、又は反平行に整列する。MRIスキャンの出力結果は、1つのMRIコントラスト画像又は一連のMRIコントラスト画像になる。
MRIコントラストを理解するためには、RF励起後に平衡状態を確立する緩和プロセスの時定数についてある程度理解することが重要である。励起されたプロトンが緩和及び再整列すると、プロトンは記録されている速度でエネルギーを放出して周囲環境に関する情報を提示することができる。プロトンスピンの磁場に沿った最整列は縦緩和と呼ばれ、一定の割合の組織原子核が再整列するのに必要な時間(典型的には、約1秒)は「Time1」又はT1と呼ばれる。T2強調画像は、横エネルギーパルスを印加した後のスピンの局所的な位相分散によるものであり、横緩和時間(典型的には、組織に対して100ミリ秒未満)は「Time2」又はT2と呼ばれる。これらの緩和時間は、緩和速度R1(=1/T1)及びR2(=1/T2)としても表わされる。全体の信号は、プロトンの数又はプロトン密度PDによって決まる。スキャナコンソールでは、エコー時間TE、繰り返し時間TR、フリップ角α及びプレパレーションパルスの印加(並びにその他多数)等の全ての利用可能なパラメータは、一定値に設定される。それぞれの特定のパラメータセットにより、測定組織の特性に応じて、結果画像の特定の信号強度が生成される。
従来のコントラストイメージング法では、画像の中で認められる絶対信号強度はそのままの意味を有するものではなく、診断につながるのは寧ろ、異なる組織間の強度差、コントラストである。R1、R2及びPD等の物理的パラメータの測定に基づいて、より定量的アプローチを適用することができる。これらの値は、スキャナ設定に左右されないので、下層組織を反映した値となる。
Blochシミュレーションモデル(例えば非特許文献1を参照)は、含まれる組織の直接測定法のMR定量化結果の予測所見に組織成分を関連付けるように構成することができるので、MRコンピュータを使用した診断が可能になる。
特に対象とする脳組織の1つのタイプは、ミエリンと呼ばれる。ミエリンは、脳の神経軸策の周囲に絶縁体としての髄鞘を形成するので、特に興味深い。ミエリンの劣化及び損傷は、認知症や多発性硬化症などのさまざまな病気につながる恐れがある。また、ミエリンは、浮腫、麻痺、又は脳腫瘍の範囲を判断するための重要な要因でもある。ミエリンは、脂肪組織(半固体)の薄層と水とからなる。
MRIに関する診断方法及びイメージング方法を改善する必要は常に存在している。特に、ミエリンのような脳組織の改善されたイメージング及び分析のための方法及び装置が望まれる。
Levesque R、Pike GB著、「Characterizing healthy and diseased white matter using quantitative magnetization transfer and multicomponent T2 relaxometry:A unified view via a four−pool model」Mag Reson Med 62巻、p.1487−1496(2009年)
本発明の目的は、複数の物理的パラメータ(例えば、T1及びT2緩和時間と、R1及びR2緩和速度と、プロトン密度PDとの組み合わせ、又はそのサブセット)の測定を脳内の組織含量に関連付けるための方法及び装置を提供することである。
上述の目的及び他の目的は、添付の請求項に示されている方法及び装置によって達成することができる。
MRイメージングにおいて特に対象となる組織は、ミエリンである。本発明の方法の実施形態によれば、複数の物理的パラメータ(例えば、T1及びT2緩和時間と、R1及びR2緩和速度と、プロトン密度PDとの組み合わせ、又はそのサブセット)の測定からミエリン画分を求めるための機器及びコンピュータプログラムが提供される。複数の物理的パラメータは、一連のMR画像から求めることができる。また、ミエリン水、ミエリン半固体、細胞内及び細胞外(間質)の水分、非ミエリン半固体、自由水、全水分含量、ミエリン水画分、浮腫、脳の全ミエリン含量、並びに脳内の相対ミエリン画分を得ることができ、出力として表示することができる。
本発明の一実施形態によれば、脳のミエリン組織のマップを生成する、コンピュータによる方法が提供される。この方法は、脳の2つ以上の物理的特性のマップを生成するステップを含む。この方法はさらに、少なくとも2つの相互作用する組織コンパートメント(compartment)を含むシミュレーションモデルを形成するステップと、入力としてシミュレーションモデルを使用して物理的特性を生成するステップとを含む。この方法は、次に、生成したマップで観察される物理的特性をシミュレーションモデルによって生成した物理的特性に関連付け、この関係を使用してミエリン画分マップを生成することにより、ミエリン画分マップを生成する。
一実施形態によれば、生成される物理的特性は、可能な限りの組織コンパートメント分布と共に生成される。
一実施形態によれば、2つ以上の物理的特性は、T1、T2、R1、R2、PDのうちの1つ又は複数を含む。
一実施形態によれば、生成したマップで観察される物理的特性をシミュレーションモデルによって生成した物理的特性に関連付けるのは、ルックアップテーブルを使用して行われる。
一実施形態によれば、ミエリン画分マップから少なくとも1つのミエリンサブマップが生成される。
一実施形態によれば、(1つ又は複数の)ミエリンサブマップは、ミエリン水マップ、ミエリン半固体マップ、細胞内及び細胞外(間質)の水分マップ、非ミエリン半固体マップ、自由水マップ、全水分含量マップ、ミエリン水画分マップ、浮腫マップ、脳の全ミエリン含量マップ、並びに脳内の相対ミエリン画分マップのうちの1つ又は複数を含む。
一実施形態によれば、相互作用する組織コンパートメントは、ミエリン画分コンパートメント、細胞画分コンパートメント、自由水画分コンパートメント、ミエリン水画分コンパートメント、ミエリン半固体コンパートメント、細胞間及び間質の水分コンパートメント、並びに非ミエリン半固体コンパートメントのうちの1つ又は複数を含む。
本発明は、本明細書に記載されている方法を実行するように設計された、コンピュータによるイメージングシステム、及びコンピュータで実行される時にコンピュータに本明細書に記載されている方法を実行させるコンピュータプログラム命令/ソフトウェアセグメントが記憶されたデジタル記憶媒体も含む。
一実施形態によれば、コンピュータによるイメージングシステムは、脳のミエリン組織のマップを生成するために、脳の2つ以上の物理的特性のマップを生成するように配設された第1のイメージング回路と、少なくとも2つの相互作用する組織コンパートメントを含むシミュレーションモデルとを備える。このシステムは更に、入力としてシミュレーションモデルを使用して物理的特性を生成するように配設されたコントローラと、生成したマップで観察される物理的特性をシミュレーションモデルによって生成した物理的特性に関連付けるように配設されたコントローラとを備える。第1のイメージング回路と同じ構造にすることができる第2のイメージング回路を設け、これを、相関関係を使用して脳のミエリン画分マップを生成するように配設することができる。
ミエリンのイメージングを可能にするために、上述の方法を実行するためのコントローラユニット/イメージング回路をコンピュータ内に設けることができる。(1つ若しくは複数の)コントローラ及び/又はイメージング回路は、適切なハードウェア及び/又はソフトウェアを使用して実装することができる。ハードウェアは、読み取り可能な記憶媒体に記憶されているソフトウェアを実行するように配設することができる1つ又は複数のプロセッサを含むことができる。(1つ又は複数の)プロセッサは、単一の専用プロセッサ、単一の共有プロセッサ、又は複数の独立したプロセッサ(いくつかは共有にしてもよいし、分散してもよい)によって実装することができる。更に、プロセッサとして、デジタル・シグナル・プロセッサ(DSP)ハードウェア、ASICハードウェア、リード・オンリ・メモリ(ROM)、ランダム・アクセス・メモリ(RAM)、及び/又はその他の記憶媒体が挙げられるが、これらに限定されない。
本明細書に記載されている方法の利点の中には、単位体積当たりのミエリン画分の絶対値を得ることができるという利点があり、これは、MRIの脳画像を理解する上で役に立つ。また、短時間でのMR画像の取得によって、この値を求めることができる。さらに、ミエリン画分から導出して、ミエリン水、ミエリン半固体、細胞内及び細胞外(間質)の水分、非ミエリン半固体、自由水、全水分含量、ミエリン水画分、浮腫、脳の全ミエリン含量、及び脳内の相対ミエリン画分も得ることができる。
以下において、非限定的な例を使用して、添付図面を参照しながら本発明をより詳細に説明する。
図1は、MRシステムの概略図である。 図2は、MR画像を生成する時に実行されるいくつかの手順ステップを示すフローチャートである。 図3は、ミエリン及びそれに関連する量の画像を導出する方法を更に示すプロットである。 図4は、ミエリン及びそれに関連する量の画像を導出する方法を更に示すグラフである。 図5は、ミエリン及びそれに関連する量の画像を導出する方法を更に示す図及びグラフである。 ミエリン及びそれに関連する量の画像を導出する方法を更に示す図である。
図1において、MRIシステム100の構成の全体図を示す。システム100は、MRスキャナ101を備える。MRスキャナは、生体をスキャンすることによりMRIデータを生成する働きをする。MRスキャナは更に、スキャナ101で生成されたデータを処理するためにコンピュータ103に接続される。コンピュータ103は、メモリに接続される中央処理装置と、データ及び情報を受信及び出力するための多数の入出力ポートとを備える。コンピュータ103は、1つ又は複数の入力装置(概して、入力装置105で表す)から入力コマンドを受信する。入力装置105は、コンピュータマウス、キーボード、トラックボール、又は任意の他の入力装置のうちの1つ又は複数であってよい。コンピュータ103は更に、処理されたスキャンデータをコントラスト画像として可視化するためのスクリーン107に接続される。特に、コンピュータ103は、本明細書に記載されている方法を実行するように設計された(1つ又は複数の)コントローラユニット/イメージング回路を備えることができる。
図2において、ミエリンマップを生成する時に実行されるステップのフローチャートを示す。まず、脳の2つ以上の物理的特性のマップを生成する。これは、例えば、以下のステップ201〜203を使用して実行することができる。
即ち、ステップ201では、1つ又は複数のMRシーケンスが生成され、このシーケンスから、この場合は脳である対象物の組織のT1緩和及びT2緩和による強度差が観察される様々な画像を得ることができる。これは、エコー時間TE、繰り返し時間TR、フリップ角、又はプレパレーションパルス後の遅延時間等のスキャナ設定を変更することにより行うことができる。ステップ202において、ステップ203で脳の定量化マップとして算出されるT1、T2、R1、R2、PD(又は等価量)のような物理的特性を算出するために、これらの画像を使用してフィッティングが行われる。例えば、J.B.M.Warntjes、O.Dahlqvist Leinhard、J.West、P.Lundberg著「Rapid Magnetic Resonance Quantification on the brain:Optimization for Cinical Usage」Magn Reson Med、60巻、p.320−329(2008年)を参照されたい。
ステップ204において、図3と合わせて以下で更に説明するように、複数の相互作用する組織コンパートメントを有するシミュレーションモデルが設計される。組織コンパートメントの数は、シミュレーションモデルに適すると考えられる任意の適した数にすることができる。次に、ステップ205において、MRシーケンスの影響下における、これらのコンパートメントのシミュレーション信号強度を算出することができる。ステップ206において、T1、T2、PD等のシミュレーション物理的特性を使用して、組織コンパートメント分布に応じて値が算出される。一実施形態では、全ての可能な組織コンパートメント分布をシミュレートすることができる。特に、ステップ202で使用されたフィッティングを使用して、可能な組織コンパートメント分布のシミュレーションを行うことができる。
ステップ208において、これらのシミュレーションを使用して、任意の組織分布をT1、T2、PD等の算出された物理的特性に関連付けるためにルックアップテーブル又は記述的機能を生成することができる。その後、ステップ209において、ルックアップテーブル又は同様の機能を使用して、算出されたT1、T2、PD等の物理的特性に基づいて患者の脳のミエリン画分マップを生成することができる。ステップ209で作成されたミエリン画分マップに基づいて、ステップ210において、ミエリン水マップ、ミエリン半固体マップ、細胞内及び細胞外(間質)の水分マップ、非ミエリン半固体マップ、自由水マップ、全水分含量マップ、ミエリン水画分マップ、浮腫マップ、脳の全ミエリン含量、並びに脳内の相対ミエリン画分のような関連するミエリンサブマップが算出される。全ミエリン含量は、脳全体の単位体積当たりのミエリン画分の合計である。同様に、この画分から脳内の相対ミエリン画分を導出することができ、即ち、相対ミエリン画分は脳全体の単位体積当たりのミエリン画分の合計を脳の体積で割った値である。
また、別の実施形態によれば、シミュレーションを実行してルックアップテーブルにその結果を保存し、その後ルックアップテーブルを使用して異なる物理的特性を関連付ける代わりに、測定後にシミュレーションモデルを使用したカーブフィッティングを行うことができる。このような実施形態では、結果が必要となる都度シミュレーションを実行しなければならないが、ルックアップテーブルを使用する必要がなくなる。
図3において、脳のR1、R2、PDのシミュレーションモデルの一例を示す。各々の取得ボクセル体積は、ミエリン画分(MyF)と細胞画分(CF)と自由水画分(FWF)とに分割される。MyFコンパートメントは、ミエリン水(MyW)とミエリン半固体(MSS)とからなる。CFコンパートメントは、細胞内及び間質の水分(IIW)と非ミエリン半固体状物質(non−MSS)とからなる。自由水画分は水のみからなる。各々の画分は、R1、R2、PDで表わされる独自の物理的特性を有する。MyFとCFの間に、磁気交換率κMyF-CFとして表される相互作用が存在し、両画分の磁化発生を結合する。同様に、CFとFWFの間にも磁気交換率κCF-FWFが存在する。体積全体における有効かつ観測可能なR1、R2、PDは、結合画分の挙動の結果である。緩和速度値と画分分布のみが指標となり、数値例となる。全てのコンパートメントの集合が、画像セグメント/画像取得ボクセル全体を構成する。
図2と合わせて説明したステップの全ては、例えば、デジタル記憶媒体上でコンピュータにロードされた適切なソフトウェアプログラムを実行して、コンピュータに上述のステップを実行させることによって、コンピュータに実装することができるが、この形に限定されない。また、例えばルックアップテーブルの形態の異なるモデル及びメモリと組み合わせて、適切なイメージング回路及びコントローラを備える適切なハードウェアを使用して、本発明の方法を実装することもできる。
更に、図3のシミュレーションモデルは3つのコンパートメントを備えることに留意されたい。しかし、それらの間に相互作用を有する3つより多い(又は3つより少ない)コンパートメントを使用することができることも理解されたい。例えば図3では、ミエリン画分コンパートメントは、ミエリン水MyWとミエリン半固体とに更に分割することができる。また、細胞画分コンパートメントは、相互作用のある細胞内及び間質の水分(IIW)と非ミエリン半固体とに更に分割することができる。
シミュレーションモデルの結果の一例を図4に示す。画分分布は、例えば、30%のミエリン画分、70%の細胞画分、0%の自由水画分に設定される。経時的な磁化挙動が算出され、その結果、R1、R2、PDを導出することができる信号強度曲線が得られる。この例では、結果は、R1=1.68s-1、R2=12.5s-1、PD=64%である。従って、(R1,R2,PD)=(1.68,12.5,0.64)の測定値は、(MyF,CF,FWF)=(0.3,0.7,0.0)に相当する。これは、全ての可能性のある測定結果を予測するために、全ての可能な画分分布に対して繰り返される。
図4a、4bにおいて、図2に関して使用した速度値を使用して3つの組織画分分布の予想磁化のシミュレーションを示す。図4aには、120°RF飽和パルス印加後の遅延時間の関数として長手方向磁化Mzを示している。図4bには、90°RF励起パルス印加後のエコー時間の関数として横方向磁化Mxを示している。図4a、図4bに示されているのは、1.100%のCF、2.15%のMyF及び85%のCF、3.30%のMyF及び70%のCFの磁化である。FWFは3つのケース全てにおいて0とした。破線は、R1、R2の対応する信号強度の単一指数関数によるフィッティング結果を示している。R2に関して、最初の10ミリ秒のエコー時間は、実験条件を反映するために無視される。その結果、短いエコー時間での急速な減衰が実験的には見逃されるために、一般に、算出されるPDは過小評価されることになる。3つの曲線の推定値(R1,R2,PD)は、それぞれ(0.92,10.5,0.85)、(1.26,11.4,0.75)、及び(1.68,12.5,0.64)である。
図5において、脳の典型的なR1、R2、PDマップを対象となる領域(ROI)と共に示す。ROI内のデータは、R1−R2−PD空間のR1−R2、R1−PD、R2−PD投影面にグラフで記入されている。0%〜40%のミエリン画分のシミュレーションモデルの結果が追加されている。灰白質(GM)及び白質(WM)の典型的な位置は、円で示されている。
1−R2−PD空間内の各々の点に、特定の画分分布を割り当てて、R1、R2、PDをミエリン画分、細胞画分、自由水画分の固有の分布に転換することができる。図5には、1.5Tの磁場強度で測定した健常者(女性、38歳)の脳の水平方向スライスの定量的MRIデータの典型例:a.0〜3s-1におけるR1緩和速度、b.5〜20s-1におけるR2緩和速度、c.50%〜100%のプロトン密度(この場合、100%は37℃の純水に相当する)が示されている。3つの対象領域が示されており、R1−R2−PDデータが画像の下のR1−R2、R1−PD、R2−PD投影面にプロットされている。MyF/CFの割合は、正方形の印で示されるように、0/100%〜40/60%の範囲で4%ずつ段階的に変えられる。GM及びWHのクラスタの平均位置は、円で示されている。R1画像では、ROIは、M、WM及びCSFの一部を含む領域に位置する。得られたデータ包絡線は、典型的にGM位置から屈曲し、示された線に沿ったデータを有する。R2プロットでは、ROIはWMのみを含む領域に位置し、PDプロットでは、ROIは視床を含む領域に位置する。
図6において、図5と同じスライスの多数の画分、ミエリン画分(b)、細胞画分(c)、ミエリン水画分(e)、全水分含量(f)及び導出量を示す。比較のために、従来のT2W画像(a)とT1W画像(d)とが追加されている。図4に、スライスのT2W(a)と共に、0〜40%のミエリン画分(b)及び50〜100%の細胞画分(c)を示す。さらに、スライスのT1W画像(d)と共に、0〜30%のMWF(MyW/全水分含量)(e)及び50〜100%のスライスの全水分含量(f)(MyW+IIWに相当し、この場合、CSFはマスク処理されない)を示す。見やすくするために、全ての画像に赤で頭蓋内腔輪郭線を表示している。

Claims (21)

  1. 脳のミエリン組織のマップを生成する、コンピュータによる方法であって、
    −前記脳の2つ以上の物理的特性のマップを生成するステップ、
    −少なくとも2つの相互作用する組織コンパートメントを含むシミュレーションモデルを形成するステップ、
    −入力として前記シミュレーションモデルを使用して物理的特性を生成するステップ、
    −生成した前記マップで観察される前記物理的特性を前記シミュレーションモデルによって生成した前記物理的特性に関連付けるステップ、及び
    −前記関係を使用してミエリン画分マップを生成するステップ
    を含む、方法。
  2. 前記生成される物理的特性は、可能な限りの前記組織コンパートメント分布と共に生成される、請求項1に記載の方法。
  3. 前記2つ以上の物理的特性は、T1、T2、R1、R2、PDのうちの1つ又は複数を含む、請求項1又は2に記載の方法。
  4. 生成した前記マップで観察される前記物理的特性を前記シミュレーションモデルによって生成した前記物理的特性に関連付ける前記ステップは、ルックアップテーブルを使用して行われる、請求項1〜3のいずれか1項に記載の方法。
  5. 前記ミエリン画分マップから少なくとも1つのミエリンサブマップを生成するステップを更に含む、請求項1〜4のいずれか1項に記載の方法。
  6. (1つ又は複数の)前記ミエリンサブマップは、ミエリン水マップ、ミエリン半固体マップ、細胞内及び細胞外(間質)の水分マップ、非ミエリン半固体マップ、自由水マップ、全水分含量マップ、ミエリン水画分マップ、浮腫マップ、脳の全ミエリン含量マップ、並びに脳内の相対ミエリン画分マップのうちの1つ又は複数を含む、請求項5に記載の方法。
  7. 前記相互作用する組織コンパートメントは、ミエリン画分コンパートメント、細胞画分コンパートメント、自由水画分コンパートメント、ミエリン水画分コンパートメント、ミエリン半固体コンパートメント、細胞間及び間質の水分コンパートメント、並びに非ミエリン半固体コンパートメントのうちの1つ又は複数を含む、請求項1〜6のいずれか1項に記載の方法。
  8. 脳のミエリン組織のマップを生成する、コンピュータによるイメージングシステムであって、
    −前記脳の2つ以上の物理的特性のマップを生成するように配設された第1のイメージング回路、
    −少なくとも2つの相互作用する組織コンパートメントを含むシミュレーションモデル、
    −入力として前記シミュレーションモデルを使用して物理的特性を生成するように配設されたコントローラ
    −生成した前記マップで観察される前記物理的特性を前記シミュレーションモデルによって生成した前期物理的特性に関連付けるように配設されたコントローラ、及び
    −前記関係を使用してミエリン画分マップを生成するように配設された第2のイメージング回路
    を含む、システム。
  9. 前記コントローラは、前記物理的特性を可能な限りの前記組織コンパートメント分布と共に生成するよう配設される、請求項8に記載のシステム。
  10. 前記2つ以上の物理的特性は、T1、T2、R1、R2、PDのうちの1つ又は複数を含む、請求項8又は9に記載のシステム。
  11. 生成した前記マップで観察される前記物理的特性を前記シミュレーションモデルを用いて生成した前記物理的特性に関連付けるように配設された、ルックアップテーブルを含む、請求項8〜10のいずれか1項に記載のシステム。
  12. 前記ミエリン画分マップから少なくとも1つのミエリンサブマップを生成するように配設された、イメージング回路含む、請求項8〜11のいずれか1項に記載のシステム。
  13. (1つ又は複数の)前記ミエリンサブマップは、ミエリン水マップ、ミエリン半固体マップ、細胞内及び細胞外(間質)の水分マップ、非ミエリン半固体マップ、自由水マップ、全水分含量マップ、ミエリン水画分マップ、浮腫マップ、脳の全ミエリン含量マップ、並びに脳内の相対ミエリン画分マップのうちの1つ又は複数を含む、請求項12に記載のシステム。
  14. 前記相互作用する組織コンパートメントは、ミエリン画分コンパートメント、細胞画分コンパートメント、自由水画分コンパートメント、ミエリン水画分コンパートメント、ミエリン半固体コンパートメント、細胞間及び間質の水分コンパートメント、並びに非ミエリン半固体コンパートメントのうちの1つ又は複数を含む、請求項8〜13のいずれか1項に記載のシステム。
  15. コンピュータプログラムセグメントが記憶されたデジタル記憶媒体であって、
    前記コンピュータプログラムセグメントは、コンピュータで実行される時にコンピュータに、
    −脳の2つ以上の物理的特性のマップを生成するステップ、
    −少なくとも2つの相互作用する組織コンパートメントを含むシミュレーションモデルを形成するステップ、
    −入力として前記シミュレーションモデルを使用して物理的特性を生成するステップ、
    −生成した前記マップで観察される前記物理的特性を前記シミュレーションモデルによって生成した前記物理的特性に関連付けるステップ、及び
    −前記関係を使用してミエリン画分マップを生成するステップ
    を実行させる、記憶媒体。
  16. 前記生成される物理的特性は、可能な限りの前記組織コンパートメント分布と共に生成される、請求項15に記載の記憶媒体。
  17. 前記2つ以上の物理的特性は、T1、T2、R1、R2、PDのうちの1つ又は複数を含む、請求項15又は16に記載の記憶媒体。
  18. 生成した前記マップで観察される前記物理的特性を前記シミュレーションモデルによって生成した前記物理的特性に関連付ける前記ステップは、ルックアップテーブルを使用して行われる、請求項15〜17のいずれか1項に記載の記憶媒体。
  19. 前記ミエリン画分マップから少なくとも1つのミエリンサブマップを生成するステップを更に含む、請求項15〜18のいずれか1項に記載の記憶媒体。
  20. (1つ又は複数の)前記ミエリンサブマップは、ミエリン水マップ、ミエリン半固体マップ、細胞内及び細胞外(間質)の水分マップ、非ミエリン半固体マップ、自由水マップ、全水分含量マップ、ミエリン水画分マップ、浮腫マップ、脳の全ミエリン含量マップ、並びに脳内の相対ミエリン画分マップのうちの1つ又は複数を含む、請求項19に記載の記憶媒体。
  21. 前記相互作用する組織コンパートメントは、ミエリン画分コンパートメント、細胞画分コンパートメント、自由水画分コンパートメント、ミエリン水画分コンパートメント、ミエリン半固体コンパートメント、細胞間及び間質の水分コンパートメント、並びに非ミエリン半固体コンパートメントのうちの1つ又は複数を含む、請求項15〜20のいずれか1項に記載の記憶媒体。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015162694A1 (ja) * 2014-04-22 2015-10-29 株式会社日立製作所 医用画像診断支援装置、磁気共鳴イメージング装置および医用画像診断支援方法
JP2015533581A (ja) * 2012-10-26 2015-11-26 ビューレイ・インコーポレイテッドViewRay Incorporated 放射線療法に対する生理学的反応の画像化を用いる治療の評価及び改善
WO2017134830A1 (ja) * 2016-02-05 2017-08-10 株式会社日立製作所 医用画像診断支援装置、および、磁気共鳴イメージング装置
JP2020503991A (ja) * 2016-12-06 2020-02-06 ダルミヤン,インク. 脳障害を特定するための方法及びシステム
JP2020074839A (ja) * 2018-11-06 2020-05-21 株式会社日立製作所 画像処理装置、及び、それを含む磁気共鳴イメージング装置及び磁気共鳴イメージングシステム

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9618596B2 (en) * 2012-07-02 2017-04-11 Syntheticmr Ab Methods and systems for improved magnetic resonance acquisition using a single acquisition type
US10073156B2 (en) 2012-07-02 2018-09-11 Syntheticmr Ab Methods and systems for improved magnetic resonance acquisition
US9851425B2 (en) * 2012-11-30 2017-12-26 The Trustees Of The University Of Pennsylvania Background-suppressed myelin water imaging
GB201304728D0 (en) * 2013-03-15 2013-05-01 Isis Innovation Medical imaging
US10290103B2 (en) * 2016-05-26 2019-05-14 Synthetic Mr Ab Method, device and non-transitory digital storage medium for non-aqueous tissue volume estimation
WO2018194778A1 (en) * 2017-04-18 2018-10-25 University Of Florida Research Foundation, Inc. Diffusion imaging in parkinson's disease and parkinsonism
EP3392804A1 (en) 2017-04-18 2018-10-24 Koninklijke Philips N.V. Device and method for modelling a composition of an object of interest
US10888246B2 (en) * 2017-07-18 2021-01-12 Synthetic Mr Ab Method and system for generating a contrast enhancement map
CN115137347B (zh) * 2022-05-10 2023-05-26 浙江大学 三维超短回波时间磁共振指纹成像的髓鞘定量成像方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090312625A1 (en) * 2006-04-18 2009-12-17 Yiping Du Method for fast multi-slice mapping of myelin water fraction
US20100127704A1 (en) * 2008-11-27 2010-05-27 Marcel Warntjes Method of Visualizing Segmented MR Images

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4573014A (en) 1983-11-09 1986-02-25 Duke University NMR Imaging method and apparatus
US4641095A (en) 1985-05-15 1987-02-03 Duke University Medical Center Determination of T1 relaxation times used in automated nuclear magnetic resonance image synthesis
US4881033A (en) 1987-06-24 1989-11-14 Picker International, Inc. Noise-reduced synthetic T2 weighted images
US5262945A (en) 1991-08-09 1993-11-16 The United States Of America As Represented By The Department Of Health And Human Services Method for quantification of brain volume from magnetic resonance images
IT1250094B (it) 1991-09-12 1995-03-30 Consiglio Nazionale Ricerche Metodo di visualizzazione a colori composti di immagini quantitative di parametri tissutali, in risonanzna magnetica nucleare.
US6366797B1 (en) 1998-08-25 2002-04-02 The Cleveland Clinic Foundation Method and system for brain volume analysis
US6823205B1 (en) 2001-02-08 2004-11-23 Boston University Radiology Associates Synthetic images for a magnetic resonance imaging scanner using linear combination of source images to generate contrast and spatial navigation
US6956373B1 (en) * 2002-01-02 2005-10-18 Hugh Keith Brown Opposed orthogonal fusion system and method for generating color segmented MRI voxel matrices
US7324842B2 (en) * 2002-01-22 2008-01-29 Cortechs Labs, Inc. Atlas and methods for segmentation and alignment of anatomical data
WO2005012926A2 (en) * 2003-07-08 2005-02-10 The Government Of The United States Of America, Represented By The Secretary Of The Department Of Health And Human Services DIFFUSION TENSOR AND q-SPACE MRI SPECIMEN CHARACTERIZATION
US7764814B2 (en) * 2003-07-10 2010-07-27 Mount Sinai School Of Medicine Display and analysis of multicontrast-weighted magnetic resonance images
US7676075B2 (en) * 2004-08-17 2010-03-09 The Johns Hopkins University Quantitative single image-based magnetization transfer weighted imaging using an inter-subject normalization reference within the image
WO2006114003A1 (en) * 2005-04-27 2006-11-02 The Governors Of The University Of Alberta A method and system for automatic detection and segmentation of tumors and associated edema (swelling) in magnetic resonance (mri) images
US7904135B2 (en) 2005-05-06 2011-03-08 General Hospital Corporation Magnetic resonance spatial risk map for tissue outcome prediction
EP1974313A4 (en) * 2005-12-30 2011-11-16 Yeda Res & Dev MEDICAL APPLICATION ANALYSIS INTEGRATED SEGMENTATION AND CLASSIFICATION APPROACH
US8874189B2 (en) * 2007-01-02 2014-10-28 Syntheticmr Ab Method of visualizing MR images
US8369599B2 (en) * 2007-05-17 2013-02-05 University Of Washington Fast two-point mapping of the bound pool fraction and cross-relaxation rate constant for MRI
US7973530B2 (en) 2008-04-25 2011-07-05 Jan Bertus Marten Marcel Warntjes MRI display with contrast navigation window
US8289329B2 (en) 2008-04-25 2012-10-16 Marcel Warntjes Visualization of quantitative MRI data by quantitative tissue plot
US9041393B2 (en) 2009-07-24 2015-05-26 Syntheticmr Ab Interleaved single magnetic resonance sequence for MR quantification

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090312625A1 (en) * 2006-04-18 2009-12-17 Yiping Du Method for fast multi-slice mapping of myelin water fraction
US20100127704A1 (en) * 2008-11-27 2010-05-27 Marcel Warntjes Method of Visualizing Segmented MR Images

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
CSNC201008310182; I. R. Levesque: 'Characterizing white matter pathology with quantitative magnetization transfer imaging: insight from' Proceedings of International Society for Magnetic , 20090418, #182 *
JPN6014019740; I. R. Levesque: 'Characterizing white matter pathology with quantitative magnetization transfer imaging: insight from' Proceedings of International Society for Magnetic , 20090418, #182 *
JPN6015004582; Gunther Helms, Andreas Piringer: 'Magnetization transfer of water T2 Relaxation components in humanbrain: implications for T2-based se' Magnetic Resonance Imaging Vol. 19, Issue 6, 200107, 803-811 *

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015533581A (ja) * 2012-10-26 2015-11-26 ビューレイ・インコーポレイテッドViewRay Incorporated 放射線療法に対する生理学的反応の画像化を用いる治療の評価及び改善
JP2018192281A (ja) * 2012-10-26 2018-12-06 ビューレイ・テクノロジーズ・インコーポレイテッドViewRay Technologies, Inc. システム及びコンピュータプログラム製品
WO2015162694A1 (ja) * 2014-04-22 2015-10-29 株式会社日立製作所 医用画像診断支援装置、磁気共鳴イメージング装置および医用画像診断支援方法
US10169866B2 (en) 2014-04-22 2019-01-01 Hitachi, Ltd. Medical image processing and diagnostic image generation device for predetermined types of diagnostic information
WO2017134830A1 (ja) * 2016-02-05 2017-08-10 株式会社日立製作所 医用画像診断支援装置、および、磁気共鳴イメージング装置
JPWO2017134830A1 (ja) * 2016-02-05 2018-07-05 株式会社日立製作所 医用画像診断支援装置、および、磁気共鳴イメージング装置
US10914804B2 (en) 2016-02-05 2021-02-09 Hitachi, Ltd. Medical image diagnostic assistance device and magnetic resonance imaging device
JP2020503991A (ja) * 2016-12-06 2020-02-06 ダルミヤン,インク. 脳障害を特定するための方法及びシステム
US11810334B2 (en) 2016-12-06 2023-11-07 Darmiyan, Inc. Methods and systems for identifying brain disorders
JP2020074839A (ja) * 2018-11-06 2020-05-21 株式会社日立製作所 画像処理装置、及び、それを含む磁気共鳴イメージング装置及び磁気共鳴イメージングシステム
US11435423B2 (en) 2018-11-06 2022-09-06 Fujifilm Healthcare Corporation Image processing apparatus, magnetic resonance imaging apparatus including the same, and magnetic resonance imaging system
JP7161377B2 (ja) 2018-11-06 2022-10-26 富士フイルムヘルスケア株式会社 画像処理装置、及び、それを含む磁気共鳴イメージング装置及び磁気共鳴イメージングシステム

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