JPH09501330A - 焦点ニューログラフィック磁気共鳴投影システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 神経等の神経構造の画像を生成する焦点磁気共鳴投影システム(20)である。システム(20)は、制御および解析システム(22)と、偏倚システム(24)と、スプリントコイル装置(26)とを含む。スプリントコイル装置(26)は、スプリント(28)およびスプリント(28)内に内蔵された種々の磁気および電磁コイル(32,40,42)を含む。スプリント(28)は、コイル(32,40,42)が患者の身体部分に関して固定されるように、例えば腕部等の患者の身体部分にぴったり適合する。スプリントコイル装置(26)は、偏倚システム(24)によって生成された主磁界と無関係に位置されることが可能であり、また投影中にスプリントコイル装置(26)の位置を調節可能に固定する安定化装置(156) が含まれている。偏倚システム(24)として機能することができる焦点磁石装置(60)もまた設けられている。さらに、画像勾配(108) が神経(100) に対して垂直に方向付けられることを確実にすることによって、神経(100) の繊維束構造を示す画像を一貫して生成するように制御および解析システム(22)を動作する方法が提供される。

Description

【発明の詳細な説明】 焦点ニューログラフィック磁気共鳴投影システム ［発明の分野］ 本発明は一般に磁気共鳴投影の技術に関し、特に神経組織の投影技術に関する 。 ［発明の背景］ 磁気共鳴投影（ＭＲＩ）は、益々生理学的構造を投影するために使用されてい る。ＭＲＩは、種々の異なる磁気および無線周波数（ｒｆ）電磁界への被検物の 露出を含んでいる。被検物の原子核の電磁界への応答は、被検物の画像を生成す るように処理される。特に、被検物は、通常主磁界とも呼ばれる偏倚磁界に露出 される。その後、励起磁界が主磁界に対して垂直に与えられ、被検物内の核の結 果的な共鳴電磁応答が観察される。被検物内の核の共鳴電磁応答は、異なるタイ プの核のスペシ（specy）に対して、または単一スペシの核、例えば水素に対す る異なる化学環境に対して変化する。このようにして、共鳴電磁応芥を解析する （例えばフーリエ解析を使用して）ことによって、種々の核環境およびスペシ、 したがって被検物に含まれる種々の構成組織が識別されることができる。 しかしながら、被検物からの共鳴電磁応答は、それだけでは被検物内の種々の 構成組織の位置を識別することは不可能である。必要とされる位置情報を得るた めに、主磁界に加え て投影勾配が導入される。結果的に、電磁界勾配は、投影領域内において限定さ れたＸ、Ｙ、Ｚ右回りの直交軸座標系に沿って設定され、ここにおいてＺ軸は主 磁界の方向に向けられる。したがって、投影勾配はＸ、ＹおよびＺ軸に沿って磁 界の強度を変化する。例えば、典型的に投影勾配は、投影領域内の磁界がＸ、Ｙ およびＺ軸方向に１cm当り１ガウスだけ増加するように導入される。励起磁界に 対する核の応答は核が露出された磁界の強度に依存しているため、投影勾配を使 用することによって、例えばスライスまたは映像平面等の特定の領域が解析され ることができる。要約すると、均一な主磁界、磁気投影勾配磁界およびｒｆ電磁 励起磁界の組合せに被検物を露出して、被検物の共鳴応答を解析することによっ て、被検物の画像が構成されることができる。 これら種々の磁界および電磁界を生成するために、図１に示されているような 磁気共鳴（ＭＲ）投影装置10は、人間が投影のために挿入される穴12の壁に収容 され、固定された種々のコイルを含んでいる。現在使用されているＭＲ投影装置 10は、一般に全身投影装置である。すなわち、穴12は人間14が穴の中を縦方向に スライドされることができるように十分に大きく、人間の全体的な断面が投影さ れることが可能である。主磁界コイルは、均一な主磁界を生成するように投影装 置10に含まれている。共鳴可能な電力量で穴12の比較的大きい内部にわたって均 質の磁界を生成するために、面倒なソレノイドタイプのシステムが使用される。 特に、近超伝導回路を保守するために主磁界コイルを冷却するために液体ヘリウ ムおよび液体窒素が使用される。 主磁界コイルに加えて、穴12の空間内で投影勾配を生成するために勾配コイル が穴12の壁に挿入されている。勾配コイルは、それが主磁界コイル、したがって 主磁界に関して固定されるように穴12の壁にしっかり固定されている。この主磁 界コイルに関する勾配コイルの固定方向は以前から使用されている。これは１つ には、この固定方向がＭＲ画像における詳細で高分解能の位置情報の評価に重要 であると考えられているためである。勾配コイルは比較的大きい穴12の内部空間 を横切って磁界勾配を生成するため、約１ガウス／cmの投影勾配を生成するため に勾配コイルを駆動するために非常に高電力の増幅器が必要とされている。 励起コイルはまたｒｆ電磁励起磁界を生成するために穴12の壁内に含まれてい る。同じ励起コイルはまた一般にｒｆ励起磁界に対する被検物の共鳴電磁応答を 検出するために使用される。 これらの全身ＭＲ投影装置10は、種々の生理学的構造を投影するために使用さ れている。最近は、磁気共鳴を使用した新しいプロセスが、周辺の神経を含む神 経構造の鮮明な画像を生成するために開発されている。これらの新しいプロセス のいくつかは、1993年 3月 8日出願されたＰＣＴ出願ＰＣＴ／ＵＳ93／02036 （ 公開番号ＷＯ93／18415 として1993年 9月16日出願）に記載されており、周辺神 経を含む神経構造によって示された異方性拡散を利用している。異方性拡散は、 例えば神経等の神経構造が神経構造の長さに沿った流体の流 動性を示し、一方流体運動が神経構造の長手方向、すなわち縦軸に対して垂直な 方向で制限されることを示す。投影勾配に加えて１組の磁界勾配を生成すること によって、異方性拡散を示した神経構造は、結果的なＭＲ画像において強調され る。換言すると、付加的な勾配は、神経構造によって示された流体拡散異方性の 識別を可能にする。付加的な勾配を拡散勾配と呼び、投影技術を一般に拡散加重 投影と呼ぶ。 ＰＣＴ出願ＰＣＴ／ＵＳ93／02036 （公開番号ＷＯ93／18415 ）に記載された 拡散加重された投影技術の１つにおいて、脂肪抑制を実行した後、拡散勾配は、 神経構造、例えば重要な神経の縦軸に対して垂直および平行に適用される。特に 、２つの画像が生成され、１つの画像が神経の長手に対して垂直に方向付けられ た拡散勾配により、第２の画像が神経の長手に平行に方向付けられた拡散勾配に より生成される。神経において特有であるが、流体の大部分は神経の長手に沿っ てのみ流動するため、流体の異方性は２つの画像に対して異なった影響を与える 。特に、拡散勾配が神経と整列した場合、流体は神経からの信号強度を減少させ る。それと対照的に、異方性の流体は神経に対して垂直に方向付けられた拡散に より生成された画像に影響を与えない。これら２つの画像を処理することによっ て、神経が領域中の他の構造から目立った結果的な画像が生成されることができ る。事実、その他全ての構造は、神経だけが現れた画像が得られるように抑制さ れることが可能であり、この画像をニューログラムと呼ぶ。 残念ながら、種々の理由のために、現在有効な全身投影装 置10は、このニューログラフィック投影技術またはＰＣＴ出願ＰＣＴ／ＵＳ93／ 02036 （公開番号ＷＯ93／18415 ）に記載されたその他のニューログラフィック 投影技術をあまりよく使用することができない。第１に、周辺神経のような小さ い神経構造において拡散異方性を効率的に識別するために、高い強度の拡散勾配 がしばしば必要とされる。例えば、約１ガウス／cmの磁界勾配を生成するために 標準的な全身投影装置10が一般に使用されるが、神経によって示された拡散異方 性を最もよく識別するためには10ガウス／cm程度の高い強度の拡散勾配が望まし いことが多い。典型的に、投影勾配を生成するために使用される勾配コイルは、 拡散勾配を生成するためにも使用される。勾配磁界は典型的に40cm程度の穴12の 内部の直径を横切って延在するため、標準的な全身投影装置10においてこれらの 勾配コイルを使用して生成されることができる勾配の強度には実際的な上限が存 在する。特に、このような大きい容積の空間を横切って高い強度の勾配を生成す るには非常に高い電力の増幅器が必要であるが、それはこのようなシステムに対 して多額の付加的な支出を課す。 標準的な全身投影装置10の第２の問題は、投影される患者と勾配磁界との間の 相対的な動きである。拡散加重された投影は非常に短い距離に対する水分子の運 動の測定に基づいているため、この投影技術は、患者と勾配磁界との間の相対的 な動きに対して非常に感度が高い。患者の運動に対するこの感度は、高い強度の 拡散勾配が使用された場合に増幅される。患者と勾配磁界との間の相対的な動き には２つの原因がある。 第１の原因は、患者の物理的な動きである。第２のものは、特に高い強度の勾配 が使用された場合の勾配磁界コイルと主磁界コイルとの間の電磁相互作用による 勾配磁界コイルの振動である。 標準的な全身投影装置10に関する別の問題は、穴12内における患者の全体部分 が主磁界および勾配磁界に露出されることである。したがって、高い強度の勾配 が使用された場合、患者は健康上危険にさらされる可能性がある。高い強度の勾 配がオンおよびオフに切替えられるとき、心臓の近くの磁界の結果的な変化率は 、幾人かの患者に心臓の不整脈を生じさせる危険性を与える。 さらに、ＭＲ画像は手術の計画を立てる時に医師にとって非常に有効であるが 、ＭＲ画像は手術が行われている時に実時間で生成されることができないため、 標準的な全身投影装置10の外科医師への有効性は限られている。これは、包囲さ れた穴12が、穴12内の患者を医師が観察し、アクセスすることを許さないためで ある。 標準的な全身投影装置10におけるこれら種々のハードウェア問題に対する解決 方法だけでなく、神経の鮮明な画像を一貫して生成することができるように投影 装置を制御するプロセスの改良もまた必要とされている。ＰＣＴ出願ＰＣＴ／Ｕ Ｓ93／02036 （公開番号ＷＯ93／18415 ）に記載された投影技術を使用して、個 々の神経の繊維束(fascicular)構造が観察されることが可能である。これは、神 経の繊維束構造の識別が同じ繊維束構造を有しない他の組織と神経の繊維束構造 を区別する基本として使用されることができるため非常に有効である。さらに、 神経に影響を与える多数の疾病は、神経繊維束の直径および画像強度を変化させ ることが発明者によって発見されているため、信頼できる繊維束画像がニューロ グラフィックシステムにおいて重要で望ましいと考えられる。残念ながら、ＰＣ Ｔ出願ＰＣＴ／ＵＳ93／02036 （公開番号ＷＯ93／18415 ）に記載された投影技 術は、神経の繊維束構造を明瞭に示す画像を生成することができることが多いが 、常にそうとは限らない。まだ分かっていない理由のために、単一の投影技術を 使用すると、ある画像では神経の繊維束構造が明瞭に示されるが、他の画像では 繊維束構造を認めることができない。 上記の説明から、相対的な患者対勾配磁界の動きをなくし、健康への危険性な しに高い強度の勾配を生成することが可能であり、投影されている間に患者への 外科的アクセスを可能にし、神経繊維束を一貫して示すことができるＭＲＩシス テムが必要とされている。本発明はこれら、およびその他の基準を満たす、以下 記載されるようなシステムを提供する。 ［発明の要約］ 本発明によると、神経構造を投影する焦点磁気共鳴投影システムが提供される 。本発明の１つの観点によると、患者の身体の一部、例えば肢部が置かれるスプ リント(splint)の内部において高い強度の勾配を生成するスプリントおよび内蔵 された局部勾配コイルを含むスプリントコイル装置が設けられる。スプリントコ イル装置、したがって局部勾配コイルは、 ＭＲ投影装置の例えば主磁界コイルによって生成された偏倚磁界または主磁界に 関して固定されない。逆に、スプリントは患者の身体の部分にぴったり一致する ため、局部勾配コイルが患者に関して固定される。結果的に、局部勾配コイルに よって生成される患者と勾配磁界との間の相対的な動きが取除かれる。局部勾配 コイルは、局部勾配コイルが患者の身体の部分に密接するようにスプリントの内 部空間の近くに位置される。したがって、局部勾配コイルはスプリントの比較的 小さい内部内で勾配磁界を生成するため、高い強度の勾配は全身投影装置10のボ リューム全体に放射するために必要とされるよりもはるかに少量の駆動パワーで 生成されることが可能であり、事実多くの場合、大きい容積における低い勾配を 達成するために全身投影装置に現在設けられている増幅器で生成されることがで きる。さらに、患者の別の領域、例えば肺および心臓は磁界にさらされない。局 部勾配フコイルは、勾配がスプリント内の任意の方向に沿って生成されることが できるように一連のコイルを含んでいることが好ましい。 本発明の別の観点によると、スプリントコイル装置は、rｆ電磁励起磁界を生 成し、投影されている身体部分の結果的な共鳴応答を検出するためにｒｆ励起お よび検出コイルを含む。さらに、スプリントコイル装置は、スプリントコイル装 置の位置および方向を感知し、スプリント内の磁界を随意に感知する多数のセン サを具備していることが好ましい。さらに、好ましい１実施例において、スプリ ントコイル装置はまた、スプリント内の主磁界の均一性を確実にするために主磁 界をシム(shim)するシムコイルを含んでいる。 本発明のさらに別の観点によると、好ましい実施例においてスプリントコイル 装置はスプリント内の身体部分にアクセス可能なアクセスポートを有する。 本発明の別の観点によると、スプリントコイル装置は、この装置内の種々のコ イルによって生成された磁界を制御する制御および解析システムに結合される。 制御および解析システムはスプリントコイル装置によって供給された信号を処理 して、ＭＲ画像を生成する。 本発明のさらに別の観点によると、スプリントコイル装置用の安定化システム が提供され、スプリントコイル装置の移動を防止する。１実施形態において、安 定化システムは、一端が固定したフレームに接続され、反対側の端部がスプリン トコイル装置に接続されている調節可能な非磁性ストラットを含んでいる。本発 明の別の実施例において、安定化システムは、スプリントコイル装置に結合され ており、局部勾配コイルによって生成されたトルクに対して強度が等しく、方向 が逆のトルクを生成し、それによって電磁的に誘導されたスプリントコイル装置 の全ての動きを防止する平衡コイルを含んでいる。さらに別の実施例では、スプ リント内のコイルは、スプリントコイル装置に対して実質的にトルクを与えない ように平衡にされたトルクの対として形成される。 本発明のさらに別の観点によると、主磁界を生成する焦点磁石装置が設けられ る。焦点磁石は、例えば患者の肢部の一部分に適合するのに十分な大きさの、比 較的小さい投影領域 を横切って均質な磁界を生成する磁気装置を含んでいる。これは、非常に小さい 画像領域が使用される外科的適用に非常に有効である。磁気装置は、移動可能で 操縦可能な支持フレーム中に保持される。さらに、焦点磁石によって形成された 投影領域は実質的に開放しており、すなわち閉じられていないため、医療スタッ フが投影領域内に置かれた身体の部分に容易にアクセスすることができる。本発 明の好ましい１実施例によると、焦点磁石の磁気回路は、投影領域がハード磁石 間の空隙によって形成されるように支持フレーム中に位置された２つのハード磁 石を含む。 本発明のさらに別の観点によると、神経の繊維束構造を示す画像を一貫して提 供するＭＲＩ方法が提供される。このプロセスは、勾配磁界によって形成された 画像平面が神経の縦軸に対して垂直である時にだけ神経の繊維束パターンが明瞭 に観察されるという発見に基づいている。特に、ＭＲＩ方法は、投影されるべき 神経と画像平面との間に直交した整列を生成するステップを含む。その後、直交 した画像平面により、神経内の繊維束から比較的高い信号強度を得るために実行 される種々の神経強化ＭＲＩ方法の１つが画像を生成するために使用される。 上記の簡単な要約から認識されるように、神経構造の画像を生成する焦点ＭＲ Ｉシステムが提供される。システムは、例えば肺および心臓等の患者の敏感な領 域を高い強度の勾配に露出せずに局部化された高い強度の磁界勾配を生成するこ とを可能にするスプリントコイル装置を含む。さらに、勾配 コイルがスプリント中に内蔵されるため、患者と勾配磁界との間の相対的な動き は大幅に減少される。スプリントコイル装置は、標準的な全身画像システム10と 関連して使用されることができる。 或は、上記の簡単な要約から理解されるように、スプリントコイル装置は、本 発明によって提供される焦点磁石装置と関連して使用されることができる。焦点 磁石装置は、実質的に開いている投影領域内に均質な主磁界を生成し、投影され る身体部分へのアクセスを可能にする。したがって、アクセスポートを有するス プリントコイル装置と関連して使用された場合、焦点磁石装置は外科的処置の期 間中にＭＲ画像を生成するために使用されることができる。さらに、焦点磁石装 置は手術中のフレキシブルな使用のために操縦可能で可搬性である。 上記の簡単な要約からさらに理解されるように、本発明は神経の縦軸に垂直に 画像平面を方向付けることによって神経の繊維束構造を一貫して投影する方法を 提供する。 ［図面の簡単な説明］ 本発明の上記の観点および多くの付加的な利点は、以下の詳細な説明を参照す ることによってさらに容易に理解されるであろう。 図１は、従来技術の全身穴投影装置の斜視図である。 図２は、本発明によって提供される焦点ニューログラフィック磁気共鳴投影シ ステムのブロック図である。 図３は、本発明にしたがって形成されるスプリントの斜視 図である。 図４は、本発明の１つの観点にしたがって形成されるｒｆコイル対の斜視図で ある。 図５Ａ乃至５Ｅは、本発明によるコイルおよびセンサを含むスプリントの斜視 図である。 図６Ａおよび６Ｂは、本発明により形成されたスプリントコイル装置の１つの 使用形態を示す。 図７Ａ乃至７Ｃは、本発明にしたがって形成された安定化装置の上面、側面お よび端面図をそれぞれ示す。 図８は、小さい投影領域において主磁界を生成する本発明にしたがって形成さ れた焦点磁気装置の側面図である。 図９Ａおよび９Ｂは、神経およびその繊維束構造の側面および端部の概略図で ある。 図１０Ａおよび１０Ｂは、本発明によって識別される神経直交画像平面の重要 部分を示した斜視図である。 図１１は、本発明による神経直交画像平面により神経を投影する方法を示した フロー図である。 図１２は、本発明による神経直交画像平面により神経を投影するために使用さ れるパルスシーケンスを示す。 ［好ましい実施例の詳細な説明］ 図２は、神経のような神経構造を投影する本発明にしたがって形成された焦点 磁気共鳴投影システム20のブロック図である。ニューログラフィックシステム20 は制御および解析システム22、偏倚システム24およびスプリントコイル装置26を 含む。制御および解析システム22は、偏倚システム24および スプリントコイル装置26に結合され、偏倚システム24およびスプリントコイル装 置26に投影されるべき患者の身体部分内において磁界および電磁界を生成させる 。特に、好ましい１実施例において、偏倚システム24は偏倚磁界（ここでは主磁 界と呼ぶ）を生成し、スプリントコイル装置26は磁界勾配および無線周波数（ｒ ｆ）電磁励起磁界を生成する。スプリントコイル装置26は、磁界および電磁界に 対する身体部分の共鳴応答を感知し、感知された共鳴応答はインターフェイス38 を介して制御および解析システム22に与えられる。制御および解析システム22は 、感知された共鳴応答を処理して身体の部分の領域の画像を生成する。 ［スプリントコイル装置］ スプリントコイル装置26は、例えば図３に示されているようなスプリント28を 含む。スプリント28は、特定の身体部分にぴったり一致するように構成される。 図３に示された特定のスプリント28は、脚部または腕部に一致するスリーブ30を 含む。スプリント28は、身体の部分の観察およびそれに対する外科的アクセスを 可能にするアクセスポート29を有していることが好ましい。スプリント28の別の 本質的でない部分の詳細は、ＰＣＴ出願ＰＣＴ／ＵＳ93／02036 （公開番号ＷＯ 93／18415 ）に記載されており、その内容はここでは参照で含まれている。さら に、本発明によって提供されるように、種々のコイル（図３に示されていないが 、図４以降に示されている）は、スプリント28内に含まれている。図２において ブロック図の形態で示されているように、局部勾配コイル32、 ｒｆ励起およびリターンコイル40、主磁界シムコイル42および平衡コイル44は、 スプリントコイル装置26内に含まれることができる。スプリントコイル装置26は 、以下さらに詳細に説明するように、標準的な全身投影装置10、または本発明に したがって形成された焦点主磁界磁石装置のいずれかと共に使用されることがで きる。 勾配コイルが偏倚磁界に関して堅牢に固定されている従来技術のシステムとは 異なり、スプリントコイル装置26の勾配コイル32は、偏倚システム24によって生 成された主磁界の方向とは無関係に位置され、移動されることが可能である。そ の代りとして、スプリント28が患者の身体部分にぴったり一致するため、勾配コ イル32は患者の身体部分に関して固定される。これは、周辺神経等の小さい神経 構造の投影の感度が勾配磁界内における患者の相対的な動きに対して非常に高い ため重要である。この動きに対する感度は、特に比較的高い強度の勾配磁界が神 経構造の画像を強調するために使用された場合に敏感である。 スプリント28内における勾配コイル32の固定により、患者・勾配磁界の相対的 な動きの２つの原因が解消される。一体のスプリントコイル装置26は、それが患 者と共に動くために、患者の誘導された身体の動きが相対的な動きを生じさせる ことを阻止する。さらに、勾配コイルは典型的にパルス勾配磁界を生成するため に使用される。すなわち、勾配磁界がオンおよびオフに切替えられる。主磁界と の結果的な電磁相互作用は、勾配磁界がオンおよびオフに切替えられたときに勾 配 コイルを振動させる傾向がある。スプリント28内に勾配コイル32を取付けること によって、勾配コイル32内で誘導された振動は同時に患者にも与えられるため、 患者と勾配磁界との間の相対的な動きは非常に小さい。 スプリント28内に取付けられた勾配コイル32は、過剰な量の入力パワーを使用 せず、また深刻な健康上の危険を発生せずに比較的強い勾配磁界を生成すること ができる。ＰＣＴ出願ＰＣＴ／ＵＳ93／02036 （公開番号ＷＯ93／18415 ）に記 載されているように、周辺神経等の神経構造の画像は、高い強度の勾配磁界が使 用されたときに大幅に強調されることができる。例えば、典型的にほぼ１ガウス ／cmの勾配磁界強度が画像勾配に対して使用されると、３乃至５ガウス／cm程度 およびそれ以上の高い強度の勾配が非神経構造を抑制するために必要とされる。 また、高い強度の勾配の生成はより高い映像分解能を可能にする。勾配コイル32 は、25ガウス／cmまでの勾配磁界を生成するように設計されていることが好まし い。勾配コイル32は図１に示されているような従来技術の全身投影装置10に比較 して比較的小さい容積を横切って勾配磁界を生成するため、比較的低いレベルの パワーがスプリント28の内部内で強い勾配磁界を生成することができる。さらに 、勾配磁界はスプリント28の内部内に集中されるため、心臓等の患者の他の敏感 な領域は強い磁界にさらされない。 図３に示されたスプリント28が肢部について良好に動作しているが、その他の スプリント設計がその他の身体部分に対して使用されることができる。例えば、 ケープ状の覆が肩お よび首のために設計されることが可能である。 好ましい実施例において、勾配コイル32はスプリント28内における任意の所望 の方向および形状を有する勾配磁界の生成を可能にする一連のコイルを含む。最 少限、勾配コイル32は３つの直交した方向に沿って、すなわちＸ、Ｙ、Ｚ基準フ レームに沿って勾配磁界を同時に生成することを可能にし、Ｘ、Ｙ、Ｚ基準フレ ームの方向は完全に制御可能でなければならない。これは、特に神経のような神 経構造の効果的な投影にとって重要である。ＰＣＴ出願ＰＣＴ／ＵＳ93／02036 （公開番号ＷＯ93／18415 ）に記載されているような種々の技術は、神経のよう な神経構造を強調するために使用されることができる。ＰＣＴ出願ＰＣＴ／ＵＳ 93／02036 （公開番号ＷＯ93／18415 ）に記載された１つの技術は、神経の長手 方向に対して直交するように、および平行に方向付けられた拡散勾配の使用によ って神経強化画像を生成するために神経における流体拡散の異方性の性質を利用 している。したがってこの技術に対して、勾配コイルは神経の通路をたどるため に種々の方向において拡散勾配を生成することができなければならない。 勾配磁界を方向付けし、成形するのに必要とされる能力を提供するためにスプ リント28において勾配コイル32として使用するために、多様なコイルのタイプ、 形状およびパターンが利用できる。基本的な設計要求は、局部勾配コイル32が、 磁気勾配がスプリント28内の任意の方向に沿って設定されることができるように 十分多数の制御可能な装置を有している ことである。 図５Ａ乃至５Ｅは、スプリントコイル装置に対する１つの好ましいコイル設計 を示す。図５Ａ乃至５Ｅに示されたスプリント112 は、例えば腕等の肢部のため に形成されている。図５Ａに示されているように、スプリント112 は、肢部にぴ ったり適合するように調節可能な剛性の円筒型外部シェル114 および膨脹性内部 ライナ116 を有する。 膨脹性内部ライナ116 は、ゲル含有水、シリコーン、フォーム、またはコバル ト塩化物でドープされた水を含む水のような適合可能な物質を充填されたポリエ チレンのような薄膜のプラスチックから形成されることができる。ポンプ（示さ れていない）は、流体が圧力下で貯蔵部（示されていない）からライナ116 中に 導入され、患者の皮膚にライナ116 を押付けて、検査されている領域を動けなく することができるように設けられている。解放バルブ（示されていない）は、ラ イナ116 内の流体が貯蔵部に戻って、ライナ116 内の圧力を緩和することを可能 にする。ライナ116 に対して薄いフレキシブルなポリエチレンまたはその他のプ ラスチックをおよびライナ116 内の適合可能な物質に対して常磁性にドープされ た水を使用することによって、そうでなければ脂肪抑制の使用を適用される検査 されている領域の表面のエッジ効果が減少される。これは、試験されている領域 の表面（すなわち、患者の皮膚）が投影されている材料の性質に突然変化を生じ させるために重要である。この組織対空気の境界部分によって発生させられた磁 界の不均質性は、患者の表面の脂肪組織 中の脂肪信号を、神経を包囲している深部に位置する脂肪に関して拡大させ、お よび、または周波数でシフトさせる。 アクセスポート113 は、スプリント112 の内部領域へのアクセスを可能にする ようにスプリント112 中に形成される。類似のアクセスポートがスプリント112 の反対側に形成されることが好ましい。コイルの種々の層がシェル114 内に形成 される。 図５Ｂおよび５Ｃは、磁界勾配を生成するために使用されることができるコイ ルの層を示す。図５Ｂの内部層の図は、逆向きの、すなわち時計方向および逆時 計方向の電流を有するように巻かれた左ソレノイド巻線118 および右ソレノイド 巻線119 を有する第１の対のコイルを示す。ソレノイド巻線118 ，119 は、スプ リント112 の縦軸と同心であるように円筒型に巻かれている。左巻線118 はアク セスポート113 の左側に配置され、右巻線119 はアクセスポート113 の右側に配 置される。コイル118 ，119 は、スプリント112 の長手に沿って、すなわちスプ リントの縦軸方向に磁界勾配を生成し、ここではこの方向をＺ方向とする。コイ ル118 ，119 によって生成された結果的な磁界勾配は矢印121 によって全体的に 示されており、すなわち磁界強度はスプリントの長手の中間点に向かって減少す る。 異なる方向を有するコイルの付加的な層は、別の方向に勾配磁界を生成するた めに必要である。例えば、図５Ｃはコイル対を有するシェル114 の別の層を示し 、その対の各コイルが２つのループを有している。コイル対のコイル19は、アク セスポート113 の左側に配置されたループ120 およびアクセスポート113 の右側 に配置されたループ122 を有する。ループ120 ，122 はＺ方向に直交するＹ方向 において勾配磁界を生成した。これは、ループ120 ，122 がＹ方向に平行な軸を それぞれ囲むようにそれらを成形し、位置することによって達成される。コイル 対の第２のコイル（示されていない）は同じ形状を有するが、スプリント112 の 反対側に位置されている。左ループ120 の巻回の方向は、それがスプリントの中 央に向かって磁束を生成するように設定され、右ループ122 はその逆方向に、す なわちスプリントの中央と反対向きに磁束を生成する。スプリント112 を上から 見たときの結果的な磁界勾配は、図５Ｄの磁束線121 によって示されている。矢 印123 は、磁界がスプリント112 の中心に向かって弱くなるように、磁束線121 がＹ方向において勾配をどのようにして生成するかを示す。 コイルの別の層（示されていない）はまたＹおよびＺ方向に直交するＸ方向に おいて磁界勾配を生成するために設けられている。これらのＸコイルは、図５Ｃ に示された２ループコイル120 、122 と同じ形状をそれぞれ有するコイル対とし て形成されているが、Ｘコイルはコイルの各ループがＸ方向に平行な軸を包囲す るように、スプリント112 の上部および下部に配置されている。Ｘ、ＹおよびＺ コイルは、任意の所望の方向を有する結果的な勾配磁界を生成するように制御さ れることができる。 図５Ｂおよび５Ｃに示された勾配コイルは、平衡にされたトルクの対として形 成される。すなわち、各コイル対はスプリント112 上において純トルクを生成し ない。結果的に、勾配コイルはスプリント112 の顕著な動きを生じさせない。付 加的な小さいコイル対125 はまた図５Ｃに示されているようにスプリント112 の 両端付近の周囲に分布されることができる。これらの付加的な小さいコイル対12 5 は、スプリントに与えられる可能性のある残留トルクをカウントするために使 用されることができる。 磁界勾配を生成する図５Ｂおよび５Ｃに示された以外のコイル装置もまた可能 である。例えば、コイルは、部分的に重複し、スプリント 112の長手に沿って分 布された一連の円筒型部分として構成されたものであることができる。この方法 において、勾配磁界の方向はスプリント112 の周囲のコイルの各円筒型部分内に おいて個々に調節されることができる。 図５Ｂおよび５Ｃを参照して上述されたコイルの層は、画像勾配および拡散勾 配、並びに主磁界シムを生成するために使用されることができる。或はその代り に、上述された層は、画像および拡散勾配を生成するために専用にされることが でき、コイルの付加的な層はシムコイルとして含まれることができる。 主磁界のシムを行うためのある形態は、小量の調節がスプリント112 の内部で 主磁界に対して行われることができるようにスプリント112 内に含まれているこ とが好ましい。好ましい１実施例において、図５Ａに示されているようなセンサ 124 はスプリント112 内に含まれ、スプリント112 内における主磁界分布を感知 する。この情報が制御および解析システム22にフィードバックされた場合、偏倚 シムはスプリント112 内の主磁界を正確に調節するように制御され、主磁界全体 の均一性を確実にすることができる。その代りに、或は付加的にｒｆ信号ベース のシムおよび自動シム技術が微細なシムのために使用されることができる。この 方法の主磁界の正確なシムは、ＰＣＴ出願ＰＣＴ／ＵＳ93／02036 （公開番号Ｗ Ｏ93／18415 ）に記載されている脂肪抑制および拡散加重された投影技術の効果 を改良する。 好ましい１実施例において、スプリント112 はまたｒｆ励起およびリターンコ イルを含む。ｒｆコイル40は、表面コイル、ソレノイドコイルまたはフェイズド アレイのような多コイルアレイを含む種々のここで利用できる設計を使用して形 成されることができる。例えば、２、４または６個のフェイズドアレイコイルが 使用されてもよく、或は雑音抑制の均質性を最適化するために行またはシートに 配列された非常に多数の表面コイルが使用されることも可能である。図４に示さ れたコイル対34は、ｒｆコイル対の簡単な１例である。ワイヤまたは銅シートか ら形成された多様なその他の形状およびパターンが巻回、カッティング、打抜き またはフォトリソグラフィプロセスにおけるエッチングによって可能である。こ れらのコイルの基本的な形状および製造方法は、当業者に良く知られている。 好ましい１実施例において、ｒｆコイル128 および130 は 図５Ｅに示されているようにスプリント112 の２つの別の層中に形成される。コ イル128 は一連の表面コイルであり、コイル130 はソレノイド構造中に形成され る。ｒｆコイルは、ｒｆ励起磁界が任意の方向に生成されて、患者の結果的な共 鳴応答が任意の方向において感知されることができるように、良く知られている 位相アレイ技術を使用して多重化され、位相調節される。したがって、ｒｆ磁界 が主磁界に対して直交しなくなったときの１つのコイル中の効率の損失は、その ように位置された別の磁界の成分によって補償されることができる。スプリント 112 が従来の全身投影装置において使用された場合、装置の中のｒｆ送信コイル はｒｆ励起磁界を生成するために使用されることができる。スプリント112 中の 表面コイル128 は、結果的な共鳴応答を感知するためにだけ使用される。この構 造において、コイル128 のアレイは、ｒｆ励起磁界が主磁界に対して直交しなく なったときの適切な補償を可能にする。 スプリント112 は主磁界と無関係に位置されることができるため、主磁界とス プリント112 内においてコイルによって生成された磁界との間の方向を決定する ためにある機構が必要とされる。例えば、画像勾配は主磁界に関して平行・垂直 整列に方向付けられる必要はない。すなわち、主磁界方向と平行なＸ、Ｙ、Ｚ勾 配軸の１つを有するＸ、Ｙ、Ｚ直交画像勾配は不要である。しかしながら、主磁 界に関する画像勾配の方向は、ｒｆ励起および受信コイルの使用を適切に計画す るために必要である。換言すると、主磁界に関する画像勾配 の相対的な方向が分かっている限り、画像勾配および主磁界の相互作用による交 差積効果を補償する必要があるが、画像勾配は主磁界に関して傾斜して方向付け られることができる。 スプリントコイル装置26の一部分として図２に示されたセンサ36は、主磁界に 関するスプリントの相対的な方向を決定するために使用されることができる。１ 実施例において、センサ36は図５Ａに示された上述されたセンサ124 を含み、主 磁界を感知する。図５Ａに示されたセンサ124 は、通常磁力計と呼ばれる磁界を 測定するセンサと、通常ｒｆセンサと呼ばれる電磁界を感知するセンサの２つの タイプのセンサを実際に含むことができる。その後、これらのセンサ124 は種々 の磁界強度および方向を感知して、磁界の相対的な方向を決定し、またスプリン トコイルの制御時に使用できるフィードバックを行うために使用されることがで きる。特に、センサ124 から供給されるデータは、インターフェイス38（図２に 示されている）を介して制御および解析システム22にフィードバックされ、この 制御および解析システム22は画像データを解析して、スプリント112 内の種々の コイルを制御するためにデータを使用することができる。さらに、安全システム の一部分として、センサ36はスプリント112 の過度に速い動きを検出して、勾配 適用シーケンスを中断させるセンサを含むことができる。 その代りとして、レーザ位置ボックス132 が主磁界に関するスプリント112 の 方向を決定するレーザ位置決定システムの一部分として図５Ａに示されているよ うにスプリント112 上に含まれることができる。さらに、スプリントに関するスプリント生成磁界の 方向は、スプリントに供給された励起信号に基づいて決定されることができる。 その後、この情報は結合されて、主磁界に関するスプリントおよびスプリント生 成磁界の方向を決定する。 ［安定化装置］ スプリントコイル装置26は偏倚システム24と無関係であるため、偏倚システム 24に関して任意の方向で位置されることができるが、スプリントコイル装置26は 、画像が生成されている間に動かないように安定化されなければならない。換言 すると、スプリントコイル装置26の特定の方向が選択されると、スプリントコイ ル装置26は、画像が生成されている間にスプリントコイル装置26の動きを阻止す るように安定化ざれなければならない。スプリントコイル装置26の動きの２つの 原因は、患者の動きと、スプリントコイル装置26内のコイルに作用する電磁力で ある。 動きの両原因を制御するために本発明によって提供される１つの好ましい安定 化装置において、スプリントコイル装置26は取外し可能で調節可能な支柱によっ て堅牢な構造に固定される。支柱は、磁界および電磁界との相互作用をなくすよ うにカーボンファイバまたはエポキシプラスチック等の非磁性体から形成されて いることが好ましい。図７Ａ乃至Ｃは、図６Ａおよび６Ｂに示されているような 全身主磁界の穴150 におけるスプリントコイル装置26の使用に好ましい支柱安定 化システムを示す。類似の構造は、以下に説明される局部主 磁界磁石装置による使用のために形成されることができる。穴150 は、その内部 で主磁界を生成する磁気回路を含む。図６Ａおよび６Ｂに認められるように、患 者152 は穴150 内においてスライド可能なストレッチャ154 上に位置する。スプ リントコイル装置26は、例えば患者の腕に適合する。 図７Ａ乃至Ｃに示された安定化装置156 は、フレーム158 およびフレーム158 内の任意の所望の位置および方向にスプリントコイル装置26を固定する伸長可能 なロッド160 、162 を含んでいる。図７Ｂのストレッチャ154 およびフレーム15 8 の側面図に示されているように、フレーム158 はストレッチャ154 の長手に沿 って種々の点においてストレッチャ154 を横断して形成された受取りトラック16 4 でストレッチャ154 に固定されている。フレーム158 は、支持フープ166 、16 8 および水平クロスバー170 、172 を含んでいる。フレーム158 は、三角形支柱 174 の使用によって堅牢に形成されている。 ４つの伸長可能なロッド160 は、一端がフレーム158 に接続され、他端がスプ リントコイル装置26の間隔を置いた箇所に接続されている。自在継手176 は伸長 可能なロッド160 が回動できるように接続点において使用される。伸長可能な支 持ロッド160 は２つの部分から形成されることが好ましく、１つのセグメントが 自在継手176 によってスプリントコイル装置26に永久的に結合されている。伸長 可能なロッド160 の２つの部分はコネクタ161 によって接続されており、このコ ネクタ161 は伸長可能な支持ロッド部分を一緒に固定するた めのねじを含むことができる。４つの伸長可能な三角形用ロッド162 は、自在継 手178 を使用して伸長可能な支持ロッド160 の中間部分から水平クロスバー170 、172 まで接続される。 各伸長可能なロッド160 、162 の長さは、延長ロック機構180 によって調節さ れ、固定されることができる。４つの伸長可能な支持ロッド160 上において、延 長ロック機構180 は、自在継手176 を形成し、三角形用ロッド162 の１つを受け るコネクタを含んでいることが好ましい。開放された延長ロック機構180 により 、スプリントコイル装置26は所望の位置および方向に移動されることができる。 その後、延長ロック機構180 は、スプリントコイル装置26を固定するために閉じ られることができる。制御および解析システム22およびスプリントコイル装置26 を相互接続するインターフェイス38は、フレーム158 に固定された電子装置から のケーブル182 として形成される。好ましい１実施例において、電子装置からの ケーブル182 は、漂遊磁界および電磁界による影響を受けない光ファイバ接続線 を含んでいる。安定化装置156 の全ての部分は、カーボンファイバまたはエポキ シプラスチック等の非磁性材料から形成されていることが好ましい。 患者に動かないように命令することによって、患者の動きが十分に制御される ことができる場合は、安定化装置はスプリントコイル装置26の電磁誘導による動 きを阻止するだけでよい。これを行うために、スプリントコイル装置26内のコイ ルは、図５Ａ乃至５Ｅを参照して上述されたように平衡にさ れたトルクの対に形成されることができる。或はその代りとして、本発明の別の 観点にしたがって、分離した平衡コイル44は、図２に全体的に示されているよう にスプリントコイル装置内で使用されることができる。平衡コイル44は、勾配コ イル32と同時に付勢され、パルス化された勾配によるスプリントコイル装置の動 きを防止するように強度が等しく方向が反対のトルクをスプリントコイル装置26 において生成する。平衡コイル44は局部勾配コイル32から離されて結合され、ス プリント内の勾配磁界に影響しないように磁気的に遮蔽されている。平衡にされ たトルク対のコイルまたは余分な平衡コイル44の使用はまたスプリントコイル装 置26の動きをさらに減少するために、図７Ａおよび７Ｂを参照して説明されたフ レーム安定化装置と組合せられて使用されることができる。さらに、投影映像パ ルスシーケンスは、局部勾配コイル32および平衡コイル44が時間的に変化する磁 界を生成していない、すなわちトクルまたは振動を生じていない時にだけｒｆ励 起パルスが供給され、結果的な応答が感知されるように調整（ｏｒｄｅｒ）され ることが好ましい。これは、画像が生成される時にスプリントが動く可能性をさ らに減少する。 ［焦点磁石装置］ 本発明の別の観点によると、偏倚システム24は、図８に示されているような主 磁界を生成する焦点磁石装置60を含む。焦点磁石装置60は、必要とされる磁界勾 配およびｒｆ励起磁界を生成するスプリントコイル装置26と共に使用されること を意図されている。焦点磁石装置60は、可搬性で操作可能で あるため、必要に応じて患者の特定の領域に関して位置されることができる。さ らに、焦点磁石装置60内の投影領域62は実質的に開いているため、医師は、身体 部分が投影領域62内にある間に、患者の身体部分にアクセスすることができる。 したがって、焦点磁石装置60は、外科的処置の間に実時間ＭＲ画像を生成するた めにスプリントコイル装置26並びに制御および解析システム22を使用されること ができる。 図８に示された特定の好ましい実施例は、１対のハード磁石64および66と、ハ ード磁石64および66を保持する支持フレーム68とを含んでいる。ハード磁石64お よび66は、バリウムヘキサフェライト（hexaferrite ）、または磁気異方性を有 するある別の高い残留磁気、高い保磁力の材料から形成されることができる。ハ ード磁石64および66は、空隙または投影領域62が磁石64、66の間に形成されるよ うに、間隔を隔てられた位置に保持される。磁石64、66の偏倚は、磁束線によっ て一般的に示されているように均質な磁界が投影領域62に形成されるように共同 動作するように方向付けられる。患者の身体部分は最初にスプリントコイル装置 26中に配置され、その後スプリントコイル装置26が投影領域62内に配置される。 支持フレーム68は、ベース70、垂直ネック72、水平磁石持バー74、76および回 転可能なステム78を含んでいる。細長い垂直ネック72はベース70に取付けられ、 ステム78はネック72の上部に回転可能に結合されている。水平磁石持バー74はリ ンクバー80によって間隔を置いて保持されており、水平磁石持バーがステム78に 沿って上下にスライドされることができ るように、水平磁石持バー74、76内に形成されたトラックによってステム78に結 合されている。ハード磁石64、66は、水平磁石持バー74、76の外側端部に固定さ れる。ステム78は２つの回転軸82、84によってネック72に結合され、この回転軸 が、ステム78、したがって磁石64、66が回転軸82、84によって形成された２つの 軸を中心として回転することを可能にする。ラチェット機構は、ネック72、した がって磁石64、66が上昇および下降されることを可能にするようにベース70に含 まれていることが好ましい。 さらに、ソフト磁石86、88は、空隙62でハード磁石64、66の先端に配置されて いることが好ましい。ハード磁石64、66は、空隙62の磁界強度を最大にし、空隙 62内に配置された患者の身体部分に対する医師または外科的ロボットのアクセス 量をさらに大きくするように空隙62に向かって先細にされている。ソフト磁石86 、88は、空隙62における磁界の均質性および磁束密度をさらに改良するために含 まれる。ソフト磁石86、88は、スピネルフェライトから形成されている。ソフト 磁石材料は、低い磁気保磁力および低い磁気異方性を有していなければならない 。ハード磁石は、外科的処置の間に、または長時間にわたる外科的処置の期間中 の再磁化のための電気コイルを随意に具備してもよい。さらに、ハード磁石64、 66は、空隙62へのアクセスが避けられない限り、超伝導または非超伝導電気コイ ルと置換されてもよい。磁石は、例えば１／２インチのカーボンファイバ埋設エ ポキシまたはプラスチックを使用して厚い、非磁性被覆で被覆されることが好ま しい。 スプリントコイル装置26が空隙62内に位置されたとき、スプリントコイル装置 26中に形成されたセンサ36は焦点磁石装置60によって生成された主磁界の強度お よび方向を感知することができる。スプリント内のシムコイル42は、必要に応じ て主磁界の均質性を改良するために制御および解析システム22によって制御され ることができる。さらに、主磁界強度を感知することによって、ｒｆコイル40に よって生成され、感知された中心ｒｆ周波数は、ハード磁石64、66からの磁界強 度が時間にわたって減少するときに実時間で調節されることができる。中心ｒｆ 周波数は、主磁界強度が減少するときに調節されなければならない。これは、投 影されている身体組織に特有のラーマー（Ｌａｒｍａｒ）周波数が主磁界強度と 共に変化するためである。主磁界強度に関する中心ｒｆ周波数の調節は、種々の 主磁界強度に対して最適な中心ＲＦ周波数を決定するためにパルスシーケンスを 同調することを使用することによって決定され、オフラインで記憶されることが できる。特に、各主磁界強度に対して、一連の周波数は、特定の身体組織から最 適な共鳴応答を生成する中心ＲＦ周波数を決定するために試験されることができ る。 ここにおいて上述されたように、本発明者は、主磁界に関して平行・直交方向 に画像勾配を有する必要がないことを定めている。したがって、空隙62における スプリントコイル装置26の方向は重要ではない。スプリントコイル装置26内に含 まれたセンサ36が主磁界に関する勾配磁界の相対的な方向を 感知するため、制御および解析システム22は、画像を生成し、システムのｒｆ部 分を制御する時にこの情報を適切に使用することができる。 しかしながら、主磁界に関して平行・垂直方向に画像勾配を配置することが望 ましい場合、本発明の別の観点にしたがって形成された方向システムが使用され ることができる。１つの方向システムにおいて、制御および解析システム22は、 画像勾配が主磁界に関して平行・直交方向に配置されるまで勾配コイル32によっ て形成された投影勾配を変化することができる。その代りとして、制御および解 析システム22は、スプリントコイル装置26上の軸に関して平行・直交方向に画像 磁界を常に方向付けるようにプログラムされることができる。その時、スプリン トコイル装置26はこの軸に沿って設けられた方向付けコイルを具備している。ス プリントコイル装置26が空隙62中の主磁界中に配置された場合、方向付けコイル は制御および解析システム22によって付勢されて磁界を生成し、この磁界に対し て主磁界が、主磁界と整列する位置にスプリント28を引張るように、すなわちス プリント軸が主磁界方向に平行であるよう作用する。 ［神経直交画像平面］ 本発明者は、神経に対して直交した画像平面を生成するように画像勾配を方向 付けることによって神経の繊維束構造が明瞭に一貫して投影されることが可能で あることを発見している。図９Ａおよび９Ｂに示された神経100 は、繊維束構造 を有している。特に、神経は、神経100 の縦軸に対して実質 的に平行な方向の繊維束102 を含む。繊維束102 の間には繊維束間神経上膜104 が存在する。繊維束間神経上膜104 は、繊維−脂肪組織から構成され、一方神経 繊維束はミエリン、神経内膜流体、シュワン細胞、および神経細胞の軸索突起内 の軸索の細胞内水から構成されている。 ＰＣＴ出願ＰＣＴ／ＵＳ93／02036 （公開番号ＷＯ93／18415 ）に記載された ＭＲ投影技術は、繊維束間神経上膜に関して神経繊維束を目立たせる。すなわち 、神経繊維束は明るく見え、繊維束間神経上膜が暗く見える。このような神経繊 維束の強調は、神経の繊維束構造が周辺構造内における神経の識別を可能にする ために有効である。さらに、本発明者は、神経繊維束の直径および画像強度の変 化によってかなりの病状が反映されるため、神経繊維束を投影できることが非常 に重要であることを理解している。しかしながら、現在までのＭＲ投影方法は、 神経内の繊維束パターンを一貫して示すことが不可能である。本発明者は、神経 繊維束パターンを一貫して投影することを可能にするために、画像勾配によって 生成された画像平面を神経の縦軸に対して垂直に方向付けることが必要であるこ とを発見した。 図１０Ａおよび１０Ｂを参照して説明するように、画像平面が神経に関して直 交していない場合、神経繊維束および繊維束間神経上膜パターンのボリューム平 均が発生するため、パターンはぼける。さらに、ＰＣＴ出願ＰＣＴ／ＵＳ93／02 036 （公開番号ＷＯ93／18415 ）に記載された神経投影技術は、神経を他の組織 より明るく見せるパルスシーケンスの使 用に基づいている。したがって、ボリューム平均から結果的に得られることがで きる信号強度の損失を避けることが重要である。 ＭＲ投影において、勾配磁界は、図１０Ａに示された画像平面105 のような画 像平面を生成するために発生される。画像平面105 は、要素的な投影ボリューム であるボクセル(voxel)106 のマトリクスに分割される。神経内の非常に小さい 繊維束パターンを投影することを可能にするために、高い画像分解能が必要とさ れる。すなわち、画像平面は、ほとんどの神経繊維束内に適合することができる 小さい断面積を有するボクセルに分割されなければならない。そうでなく、ボク セルが断面積において神経繊維束より大きい場合には、高い強度の繊維束と低い 強度の繊維束間神経上膜との間におけるボクセルの重複のために強度平均が発生 する。しかしながら、ボクセルの断面積が減少すると、信号が復帰されるボリュ ームは減少されるため、対応した信号強度もまた減少される。 小さい断面積のボクセルから許容可能に高い復帰信号を得るために、ボクセル 106 の高さが増加される。すなわち、画像平面105 は厚くされる。画像平面105 の方向に応じて、結果的なボクセル106 は、図１０Ａに示されているように神経 繊維束と繊維束間神経上膜との間において重複できる十分な長さを有している。 したがって、ボクセル106 からの結果的な復帰は、神経繊維束と繊維束間神経上 膜との組合せのためである。これは結果的に各ボクセル106 のぼけを生じさせる ため、神経100 内における各ボクセル106 の画像強度はほぼ 同じである。換言すると、神経断面の画像は、神経繊維束と繊維束間神経上膜に よって復帰された高いおよび低い信号強度にそれぞれ対応した白色および黒色領 域のチェッカー盤として見えることが理想的である。細長いボクセル106 が神経 繊維束および繊維束間神経上膜に重複した場合、白色および黒色のチェッカーは 、非常に均一な中間調画像を効果的に生成するように混合する。この中間調画像 は、神経繊維束を不明瞭にしないだけでなく、強度において神経を周辺組織に類 似させる傾向がある。 この発見に基づいて、本発明者は、図７Ｂに示されているような画像平面108 のような神経直交画像平面の使用が見掛け上の神経強度の画像の明瞭度を増加す ることを示すことができた。神経102 に垂直に方向付けられた画像平面108 によ り、ボクセル110 は神経100 内の神経繊維束および繊維束間神経上膜に平行であ る。したがって、適切に高い投影分解能により、大部分のボクセルは神経繊維束 内または繊維束間神経上膜内のいずれかに完全に位置するため、ボクセルの画像 強度は非常に明るいか、或いは非常に暗いかのいずれかである。例えば、図１０ Ｂに示されたボクセル110 は神経繊維束102 内に完全に位置しているため、ボク セルからの画像強度は明るくなる。 肝臓のような他の組織はチェッカー盤パターンを示す混合した細胞タイプを有 しているが、その細胞タイプは方向付けされておらず、その代りに均一に混合さ れている。したがって、細長いボクセルを使用した場合、各ボクセルは細胞タイ プの混合物を包囲するため、肝臓のチェッカーパターンはぼやける。神経と対照 的に、これは画像平面の整列を変化することによって改良されることはできない 。 画像平面を神経に関して垂直に方向付けることが可能であるために、使用され る投影システムは画像勾配の方向を変化することが可能でなければならない。こ れは、本発明によって提供されるスプリントコイル装置26により、或いは少しで はあるが図１において全体的に示された現在利用可能な全身投影装置10により達 成されることができる。 現在利用可能な全身投影装置10において、勾配コイルは装置の穴12の壁内に固 定される。一般に、偏倚磁界に関して平行・垂直方式で方向付けられたＸ、Ｙお よびＺ勾配コイルが含まれる。勾配コイルから計算された磁界強度の混合物を適 用することによって、任意の所望の方向で結果的な画像平面を生成することがで きる。 しかしながら、局部勾配コイル32を含むスプリントコイル装置26が使用される ことが好ましい。スプリントコイル装置26は、患者に関して固定されているため に好ましい。上述されているように、勾配磁界と患者との間の相対的な動きをな くすことが神経画像品質を改良するために望ましい。勾配磁界内における患者の 相対的な動きは、疑似的な水拡散を生じさせ、これが拡散加重された投影技術の 効果を減少させる。さらに、拡散加重された投影が使用されない場合でも、この ような相対的な動きは、画像が撮られているときに画像平面ボクセルを神経繊維 束と繊維束間神経上膜との間で振動させ ることが可能であり、それによって神経の繊維束パターンが投影されることがで きる明瞭度を減少させ、神経の見掛け上の強度、したがってその特異性および識 別の容易さを減少させる。 ３次元画像獲得方法において、画像平面が神経に垂直に方向付けられない場合 、結果的に神経繊維束パターンの類似したぼけが生じる。神経繊維束パターンの ぼけを取除くことは、神経の繊維束パターンの識別を可能にするためだけでなく 、それはまた信頼できる神経画像強度の評価を行うためにも必要である。神経の 病状および損傷は、神経の強度の変化を観察することによって神経のＭＲ投影で 検出されることができる。例えば、損傷位置における損傷した神経の画像強度は 、正常な神経の画像強度と異なっていることが多い。神経繊維束パターンがぼけ ている場合、神経の画像強度は信頼できないため、その画像強度は神経損傷を検 出するために使用できない。 図１１は、神経直交画像平面により神経のＭＲ画像を生成するためのフロー図 を示す。図８に示されたプロセスの実行は、制御および解析システム22によって 制御される。最初に、ＭＲＩシステム20はブロック200 に示されているように初 期化される。次にブロック202 において神経強調画像シーケンスが患者の領域に 適用される。ブロック204 に示されているように患者の共鳴応答が獲得され、そ の領域の最初の画像を生成するために処理される。以下さらに詳細に説明するよ うに、その後画像データはブロック206 に示されているように 特定の神経の方向を決定するために処理される。 ブロック208 乃至212 によって示された一連のステップで、第２の画像が神経 の縦軸に垂直に方向付けられた画像平面により生成される。特に、ブロック208 において示されているように、必要な画像平面方向を決定するために計算が行わ れ、その後、ブロック210 に示されているように、神経強調投影シーケンスが神 経直交画像平面を使用して適用される。ブロック212 において、第２の画像を提 供するために重要な領域の共鳴応答が処理される。 その後、決定ダイヤモンド214 で、第２の画像内における神経の方向が最初の 画像の神経方向と比較される。最初の画像を処理することによって決定された神 経方向が正しかったと決定された場合、ブロック216 に示されているように画像 は記憶される。しかしながら、最初の神経方向決定が正しくなかったと決定され た場合には、第２の画像から決定された神経方向に垂直に方向付けられた画像平 面について、一連のステップ208 乃至212 が繰返される。このプロセスは、画像 が神経直交画像平面により生成されることを確実するように必要に応じて繰返さ れる。 図１１に示されたプロセスの速度を増すために、ステップ202 乃至206 におい て使用される画像平面は、一般に知られている体内の神経通路に基づいて神経に 垂直になりそうな方向に方向付けられる。例えば、神経は一般に腕部の縦軸に平 行に走っている。したがって、最初の画像平面は腕部に垂直に方向付けられるこ とが好ましい。この好ましい最初の画像 平面方向は、上述されたスプリントコイル装置26によって容易に達成されること ができる。例えば、人間の腕が図５Ａ乃至５Ｅに示されたスプリント112 に配置 された場合、スプリント112 に患者の腕を配置するだけで、その腕はスプリント 112 と、したがってコイルと整列される。したがって、スプリントの縦軸に垂直 に最初の画像平面を生成することによって、画像平面は最初に患者の腕部に垂直 に方向付けられる。 図１１の方法において神経の方向を決定するために、種々の技術が使用される ことができる。ＰＣＴ出願ＰＣＴ／ＵＳ93／02036 （公開番号ＷＯ93／18415 ） に記載されているように、ベクトル解析は単一の断面の画像に基づいて神経の方 向を決定するために拡散加重された投影と組合わせて使用されることができる。 その代りとして、図１１に示されたプロセスは、最初の３Ｄ画像が多数の断面の 画像を生成することによってステップ202 乃至206 で獲得されるように修正され ることができる。同様に、ステップ208 乃至212 において、画像平面が各断面で 神経に対して垂直に方向付けられる多数の断面の画像は、第２の３Ｄ画像を生成 するために撮られることができる。 例えば、オペレータ依存システムにおいて、放射線技師は、最初の画像を収集 し、その後それらの外観、位置、特異性、神経繊維束パターンの占有度および解 剖組織上の関係から神経を認識するために設けられたハードウェアを使用する。 神経は、大きい多スライスボリュームのいくつかの部分において確実に識別でき ることが多い。これらの確実な識別が完了 した場合、別の部分の神経として識別された構造に対する関係とは異なる神経と して本質的に確実に識別されることができない別の構造を含んでいる神経の確か な通路を示し、通過することが可能になる。したがって、結果的な３Ｄ神経通路 は、神経がそのいくぶん複雑な通路を進行するにしたがって変化する種々の方向 に一連の直交スライスを配置する基礎として使用される。その後、これらの画像 は収集され、オペレータは神経の通路についての決定を承認または排除すること ができる。このプロセス全体は、画像において所定の対象物に対して神経性質を 連想させる特徴を認識することができる専門システム／人工インテリジェンス画 像解析パッケージによってソフトウェアで実行されることができる。 再構成プロセスは、神経通路をたどるように変化する角度で方向付けられた画 像平面により個々の断面の画像を一緒にリンクする必要があることことが容易に 理解されるであろう。各断面画像は、対応した画像平面の方向の記述と共に記憶 されることが好ましい。この方向情報を使用して、制御解析システム22は種々の 断面画像を適切に組合わせて、３Ｄ画像を生成することができる。 さらに、画像データと共に画像平面方向情報を記憶することは、神経繊維束単 位の再構成を可能にする。画像平面が神経繊維束に垂直であることを確実にする ために、個々の神経の通路を追跡するのではなく、個々の神経繊維束の通路がた どられることができる。これは、神経繊維束が個々の神経内において著しく湾曲 している場合に必要とされる可能性があ る。方向および画像データを使用して、神経繊維束の個々の断面の３次元空間に おける位置を計算することができるため、神経繊維束の断面は、神経繊維束の３ 次元画像を生成するために組合わせられることができる。神経繊維束が一体化お よび分離する場合、制御および解析システム22は個々の神経繊維束断面を解析し て、神経繊維束が一体化および分離した時を決定することができるため、個々の 神経繊維束は追跡されることができる。この方法において、個々の神経繊維束の 強度は解析されることができる。種々の神経繊維束が３次元投影画像のために完 全な神経に再構成されることが可能である。接続アルゴリズムの適用の間に類似 した一連のステップが実行されることができる。 本発明によって提供されるさらに別の個々の神経繊維束再構成技術において、 一連の画像平面方向が最初に決定される。このような各平面方向に対して、完全 な多スライス画像データ組が重要な空間から得られる。最初の神経繊維束の再構 成タスクに対して、有効であると予測された多スライスされたシリーズからのス ライスだけが使用される。続いて、神経繊維束の再構成は、個々の神経繊維束が それらがたどっている神経の縦軸から外れる予想外の領域を識別する。これらの 場合、さらに反復するために神経繊維束の再構成作業に情報を提供するために、 多数の多スライス画像組からの有効な画像が選択的に使用されることができる。 本発明によって提供される投影方法は、ＧＥメディカル・システムズ社製のシ グナ(Signa)1.5テルサ(Telsa) の投影装 置の傾斜した画像平面能力を使用して発明者によって試験されている。シグナ1. 5 テルサ投影装置は、オペレータがＸ、ＹおよびＺ軸の任意の対の画像平面に対 して傾斜方向を選択することを可能にするが、それは３つの軸Ｘ、ＹおよびＺの 全てに関する傾斜した画像平面の構成を許さない。換言すると、画像平面は、軸 Ｘ、ＹまたはＺの１つに平行でなければならない。 最初の標準的な平面調査画像は、最初に人間の身体の部分から収集された。こ の最初の画像に基づいて、身体の部分において選択された神経の方向が決定され た。その後、画像平面は神経に垂直であるように変化させられた。この神経直交 画像平面を使用することにより、一方が長いＴ２加重シーケンス（ 102ミリ秒の エコー時間ＴＥ）を使用し、他方が拡散加重と共に長いＴ２加重シーケンスを使 用する２つの第２の画像が得られた。両者の第２の画像において、神経繊維束は 明瞭に示された。しかしながら、長いＴ２拡散加重シーケンスにより生成された 第２の画像は、靭帯および血管がはるかに抑制されているため優れていた。 使用された長いＴ２拡散加重シーケンスは、修正された高速スピンエコー（Ｆ ＳＥ）パルスシーケンスであった。ＦＳＥパルスシーケンスの利点は、それらが 各シーケンス中に多数の位相符号化ステップを含むことによって画像獲得時間を 著しく減少させることである。使用された特定のＦＳＥシーケンスは、ボリュー ム飽和技術を使用する血流抑制成分と、化学シフト抑制（ＣＨＥＳＳ）パルス技 術を使用した脂肪抑制成分とを含んでいた。両技術は良く知られている。 拡散加重された勾配は、神経に垂直なＸおよびＹ勾配を使用することによって 形成された。各拡散勾配の強度は、ほぼ１ガウス／cmであった。上述されたよう に、例えば５ガウス／cmの高い強度の勾配が良好な神経画像を得るためにしばし ば必要とされる。しかしながら、神経直交画像平面の使用によって、比較的低い 強度の勾配を使用しても、明瞭な神経画 像が得られた。低い強度の拡散勾配は良好な血管抑制を行った。 これを達成するために使用されたＦＳＥパルスシーケンスの修正された部分は 図１２に示されている。示されたパルスシーケンスは、Ｘ拡散および画像勾配パ ルス300 、Ｙ拡散および画像勾配パルス302 、Ｚ画像勾配パルス304 、およびｒ ｆ励起パルス306 を含む。ＸおよびＹ拡散および画像勾配パルスシーケンス300 、303 はそれぞれ二重ローブ（Ｄ１_x 、Ｄ２_x 、およびＤ１_y 、Ｄ２_y ）を含ん でいた。二重ローブの使用に適合させるために、最初の180° ｒｆパルス308 が エコー列310 の180° ｒｆパルスの左側にシフトされた。 ［基準画像発生］ 上記に説明されたニューログラフィックＭＲＩシステムは、患者の領域内の小 さい領域の画像を生成するように構成されている。この焦点ＭＲＩシステムによ って収集された小さい画像領域を基準にするために、より大きい領域の画像を生 成することが必要である。ＰＣＴ出願ＰＣＴ／ＵＳ93／02036 （公開番号ＷＯ93 /18415）に記載された神経強調投影プロセスを使用することによって、画像領域 内の神経は明るく見える。その後、明るい神経は、もっと小さい画像中に現れる 基点マーカーとして、患者の身体の部分に対する全体的な基準を提供する大きい 画像内の小さい画像を整列するために使用されることができる。例えば、肢部の 全体的容積の予備操作ＭＲ画像は、大きい投影領域を提供するＭＲＩシステムに より神経強調投影シーケンスを使用して生成されることができ る。その後、画像に現れた神経は、肢部全体の画像に小さい画像領域をマップす るために使用されることができる。 本発明の好ましい実施例を図示し、説明してきたが、本発明の技術的範囲を逸 脱することなく、種々の変更が可能なことが理解されるであろう。

【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９５年７月１０日 【補正内容】 第１の原因は、患者の物理的な動きである。第２のものは、特に高い強度の勾配 が使用された場合の勾配磁界コイルと主磁界コイルとの間の電磁相互作用による 勾配磁界コイルの振動である。 標準的な全身投影装置10に関する別の問題は、穴12内における患者の全体部分 が主磁界および勾配磁界に露出されることである。したがって、高い強度の勾配 が使用された場合、患者は健康上危険にさらされる可能性がある。高い強度の勾 配がオンおよびオフに切替えられるとき、心臓の近くの磁界の結果的な変化率は 、幾人かの患者に心臓の不整脈を生じさせる危険性を与える。 さらに、ＭＲ画像は手術の計画を立てる時に医師にとって非常に有効であるが 、ＭＲ画像は手術が行われている時に実時間で生成されることができないため、 標準的な全身投影装置10の外科医師への有効性は限られている。これは、包囲さ れた穴12が、穴12内の患者を医師が観察し、アクセスすることを許さないためで ある。 上述された問題のいくつかを少なくとも部分的に軽減する試みが行われている 。例えば、米国特許第5,185,576 号明細書には、図１の全身ＭＲ投影装置10のタ イプのテーブルの一端に取付けられた管状の局部勾配コイルが記載されている。 管状勾配コイルの軸は、ＭＲ投影装置の穴の軸と整列され、管状勾配コイルの内 径は、患者がＭＲ装置のテーブル上に位置されたときに、患者の頭が勾配コイル の内部内に位置されることを可能にする。この構造において、Ｚ軸勾配を生成す る電気コイルは、管状勾配コイルの外壁の端部領域の周囲に巻かれる。Ｘ軸およ びＹ軸勾配コイルは、ＭＲ装置内に通常の方法で配置される。 米国特許第5,185,576 号明細書の装置は、任意の所定のパワーレベルでＭＲ装 置の大きい直径の勾配コイルより高いＺ軸勾配磁界を生成するが、それは周辺神 経を含む神経構造の鮮明な画像の生成に関する問題を解決しない。例えば、管状 勾配コイルは装置の穴と整列しているＭＲ装置のテーブルに結合されているため 、それは例えば腕、肘、脚、膝等の周辺神経を含む患者の組織の種々の部分を投 影する時に使用されることができない。さらに、装置は、Ｚ軸勾配コイルしか含 まず、したがって比較的高いＸ軸およびＹ軸勾配磁界に対する必要性を満足させ ない。さらに装置は位置設定パッド等の上で患者の頭を支持しているが、患者と 勾配磁界との間の相対的な動きは避けられない。 ＰＣＴ出願ＰＣＴ／ＧＢ86／00453 （公開番号ＷＯ87／01199 ）およびドイツ 国特許公開DE-A-3639140号には、ＭＲ装置のＲＦコイルが投影されている身体の 部分と接触または近接するように構成され、大きさが定められている装置がそれ ぞれ記載されている。ドイツ国特許公開DE-A-3639140号に記載された装置におい て、２つの部分（雄部および雌部）に分割されたＲＦコイルが記載されている。 互いに接続されたとき、２つの部分は幾何学形状が環状であり、患者の胴体、頭 または脚に適合するように構成されたコイルを形成する。ＰＣＴ出願ＰＣＴ／Ｇ Ｂ86／00453 に記載された装置において、 記載されたＲＦコイルは、投影されるべき患者の膝またはその他の領域の周囲に 巻き付けられ、フックおよびループタイプの布片で固定されることができるフレ キシブルなシート材料上にめっきされた銅箔から形成されている。 ドイツ国特許公開DE-A-3639140号またはＰＣＴ出願ＰＣＴ／ＧＢ86／00453 に 記載された装置の両者はいずれも、周辺神経を含む神経構造を鮮明に投影するＭ ＲＩベース装置に関する上述された問題を解決しない。その点に関して、これら の両記載はＲＦコイル装置に制限されており、強い磁界を生成せず、したがって ＭＲＩベースシステムにおいて使用されるその他種々の磁界との相互作用によっ て発生させられる物理的な力を受けることはない。これら２つの参照文献の装置 は投影されるべき患者の身体の部分を緊密に囲み、またはそれに接触しているが 、ＭＲＩ勾配磁界に関する患者の動きはどのような場合でも阻止されない。さら に、両記載には、投影が外科的処置の間に行なわれることができるような外科的 アクセスに対する必要性が述べられていない。 標準的な全身投影装置10におけるこれら種々のハードウェア問題に対する解決 方法だけでなく、神経の鮮明な画像を一貫して生成することができるように投影 装置を制御するプロセスの改良もまた必要とされている。ＰＣＴ出願ＰＣＴ／Ｕ Ｓ93／02036 （公開番号ＷＯ93／18415 ）に記載された投影技術を使用して、個 々の神経の繊維束(fascicular)構造が観察されることが可能である。これは、神 経の繊維束構造の識別が同じ繊維束構造を有しない他の組織と神経の繊維束構造 る。その後、画像に現れた神経は、肢部全体の画像に小さい画像領域をマップす るために使用されることができる。 請求の範囲 １．磁気共鳴投影によって検査される患者の領域を少なくとも部分的に動かなく するスプリントと、前記患者の領域を検査するための磁界を生成するコイル構造 の部分とを結合し、そのスプリントが検査されるべき身体部分に適合し、それに ぴったり接する適合可能な壁を含んでいるスプリントコイル装置において、 （ａ）磁気コイルは前記適合可能な壁の外側部分の周囲に形成され、検査され るべき身体部分の一部分を磁気共鳴投影する時に使用するために第１、第２およ び第３の勾配磁界を設定し、第１、第２および第３の勾配磁界が互いに直交し、 前記スプリントに関して固定しており、 （ｂ）スプリントコイル装置は、磁気共鳴投影で使用される均一な主静磁界に 関して種々の方向に自由に位置されることが可能であることを特徴とするスプリ ントコイル装置。 ２．磁気共鳴投影データを生成するために、前記スプリントコイル装置は外部的 に生成された主静磁界内に配置され、さらに前記スプリントコイル装置の内部領 域を通過する前記主静磁界の一部分に対して小量の調節を行うシムコイルを含ん でいることを特徴とする請求項２記載のスプリントコイル装置。 ３．さらに、検査されている身体部分の磁気共鳴投影に使用される均一な主静磁 界内において特定の方向に前記スプリントコイル装置を位置させる安定化装置を 備えていることを特徴とする請求項１記載のスプリントコイル装置。 ４．検査されるべき身体部分の磁気共鳴投影に使用される均一な主静磁界は、磁 気共鳴投影装置の中央の穴に沿って生成され、さらに前記安定化装置は、スプリ ントコイル装置が装置の中央の穴内に位置されることを可能にするようにＭＲＩ 装置と相互接続される支持フレームを含み、さらに前記均一な主静磁界に関して 所望の方向に前記スプリントコイル装置を維持するように、一端が前記支持フレ ームに、また他端が前記スプリントコイル装置にそれぞれ結合された複数の伸長 可能なロッドを含んでいることを特徴とする請求項３記載のスプリントコイル装 置。 ５．さらに、前記第１、第２および第３の勾配磁界を生成する各コイルは、磁気 共鳴投影中に前記スプリントコイル装置に与えられる電磁誘導力を最小にするた めに平衡にされたトルク対のコイルとして形成されていることを特徴とする請求 項１記載のスプリントコイル装置。 ６．さらに、身体部分の磁気共鳴投影がなされている期間中にスプリントコイル 内に配置された前記身体部分の領域へのアクセスを可能にするように前記適合可 能な壁を通過する開口を有していることを特徴とする請求項１記載のスプリント コイル装置。 ７．さらに、前記スプリントコイル装置は、可搬性で操縦可能な支持フレームと 、可搬性で操縦可能な支持フレームに取付けられた分離した磁界ソースとを含み 、分離した磁界ソースの間の画像領域において均一な主静電界を生成する焦点磁 石装置と共に使用され、前記可搬性で操縦可能な支持フレー ムおよび前記分離した磁界ソースが実質的に開放した構造を有し、前記スプリン トコイル装置を受取り、前記投影領域に位置されて、前記スプリントコイル装置 内の身体部分が投影されている間に、医療スタッフが前記スプリントコイル装置 にアクセスすることを可能にしていることを特徴とする請求項１記載のスプリン トコイル装置。 ８．さらに、前記スプリントコイル装置の前記適合可能な壁は、医療スタッフが 前記スプリントコイル装置の内部領域内の身体部分の領域にアクセスすることを 可能にする横方向のアクセスポートを含み、前記横方向のアクセスポートは、身 体部分が投影されている間に外科的処置を行うのに十分であることを特徴とする 請求項７記載のスプリントコイル装置。 ９．さらに、前記焦点磁石装置の前記分離した磁界ソースは、空隙がハード磁石 の間に形成されるように前記支持フレーム上に位置されたハード磁石であり、前 記投影領域が前記空隙と一致していることを特徴とする請求項７記載のスプリン トコイル装置。 １０．（ａ）磁界および電磁界の最初の磁気共鳴投影シーケンスにより投影され るべき神経を含む身体の部分を露出して、前記神経を表す信号を含む第１の磁気 共鳴画像を表す１組の信号を生成し、 （ｂ）前記神経の前記第１の磁気共鳴画像を表す前記信号を解析して、前記最 初の磁気共鳴投影シーケンスで使用された１以上の磁界に関する前記神経の方向 を決定し、 （ｃ）前記最初の磁気共鳴投影シーケンスにおいて使用さ れた勾配磁界を修正して、前記神経の縦軸に対して実質的に垂直な画像平面を設 定し、 （ｄ）前記修正された勾配磁界を使用して磁気共鳴投影シーケンスを伝導して 、神経の繊維束構造が観察可能な画像を生成するステップを含んでいる神経の繊 維束構造を示す神経の画像を生成する磁気共鳴投影方法。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ， ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，Ｇ Ｂ，ＧＥ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，ＮＬ，ＮＯ， ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＩ，Ｓ Ｋ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ (71)出願人 ザ・ウエルカム・トラスト イギリス国、エヌダブリュ１・２ビーイ ー、ロンドン、ユーストン・ロード 183 (71)出願人 キャンサー・リサーチ・キャンペン・テク ノロジー・リミテッド イギリス国、エヌダブリュ１、ロンドン、 ケンブリッジ・テラス ６―10 (72)発明者 フィラー、アーロン・ジー イギリス国、エスダブリュ20・０エヌイ ー、ウインブルトン、コプス・ヒル 31、 アトキンソン・モーリース・ホスピタル、 デパートメント・オブ・ニューロサージェ リー (72)発明者 ホウエ、フランクリン・エー イギリス国、エスダブリュ17・０アールイ ー、ロンドン、ツーティング、クランマ ー・テラス（番地なし)

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．（ａ）患者の身体部分が挿入されることができる内部領域を限定し、スプリ ントコイル装置が身体部分にぴったり適合するように適合可能である適合可能な 壁と、 （ｂ）前記適合可能な壁の周囲に形成され、前記内部領域内に磁界を生成し、 身体部分に関して固定されるように前記適合可能な壁に固定され、それによって １以上の磁気コイルにより生成された磁界と身体部分との間の相対的な動きを実 質的に取除く１以上の磁気コイルとを含んでいる磁気共鳴投影に使用されるスプ リントコイル装置。 ２．前記１以上の磁気コイルは、前記内部領域内において勾配磁界を生成する勾 配コイルを含んでいる請求項１記載のスプリントコイル装置。 ３．さらに前記１以上の磁気コイルは、前記内部領域内において無線周波数電磁 界を生成する無線周波数コイルを含んでいる請求項２記載のスプリントコイル装 置。 ４．磁気共鳴投影データを生成するために、前記スプリントコイル装置は外側に 生成された主磁界内に配置され、さらに前記１以上の磁気コイルは前記内部領域 内において前記主磁界に対する小量の調節を行うシムコイルを含んでいる請求項 ２記載のスプリントコイル装置。 ５．磁気共鳴投影データを生成するために、前記スプリントコイル装置は外側に 生成された主磁界内に配置され、前記主磁界の方向と無関係な方向に設定される ことができる請求項２記載のスプリントコイル装置。 ６．さらに、身体部分の投影中身体部分を安定させるように前記適合可能な壁に 結合された安定化装置を含んでいる請求項１記載のスプリントコイル装置。 ７．前記安定化装置は、 （ａ）支持フレームと、 （ｂ）一端が前記支持フレームに、他端が前記適合可能な壁にそれぞれ結合さ れた複数の伸長可能なロッドとを含んでいる請求項６記載のスプリントコイル装 置。 ８．前記安定化装置は前記適合可能な壁に結合された平衡コイルを含み、前記１ 以上の磁気コイルが前記適合可能な壁に第１のトルクを与えた時は、常に前記適 合可能な壁に逆のトルクを与える請求項６記載のスプリントコイル装置。 ９．前記適合可能な壁は、その上に横方向のアクセスポートを形成し、医療スタ ッフが内部領域内の身体部分の領域にアクセスすることを可能にするように構成 されている請求項１記載のスプリントコイル装置。 １０．前記１以上の磁気コイルは、変化する電磁界を生成する時には前記スプリ ントコイル装置に対して純トルクを実質的に与えないように、平衡にされたトル クの対として形成されている請求項１記載のスプリントコイル装置。 １１．（ａ）患者の身体部分が挿入されることができる内部領域を限定し、スプ リントコイル装置が身体部分にぴったり適合するように適合可能である適合可能 な壁と、 （ｂ）前記適合可能な壁の周囲に形成され、前記内部領域内に磁界を生成し 、身体部分に関して固定されるように前 記適合可能な壁に固定され、それによって１以上の磁気コイルにより生成された 磁界と身体部分との間の相対的な動きを実質的に取除く１以上の磁気コイルとを 含むスプリントコイル装置と、 （ａ）可搬性で操縦可能な支持フレームと、 （ｂ）可搬性で操縦可能な支持フレームに取付けられ、前記分離した磁界ソ ースの間において投影領域中に主磁界を生成する分離した磁界ソースとを含み、 前記可搬性で操縦可能な支持フレームおよび前記分離した磁界ソースが実質的に 開放した構造を有しているため、前記投影領域は実質的に開放しており、前記ス プリントコイル装置を受け入れ、医療スタッフが、前記投影領域内に位置されて いる間に前記スプリントコイル装置にアクセスすることを可能にする焦点磁石装 置とを具備している焦点磁気共鳴投影システム。 １２．前記スプリントコイル装置の前記適合可能な壁はその上に横方向のアクセ スポートを形成し、医療スタッフが前記内部領域内の身体部分の領域にアクセス することを可能にするように構成されているため、前記焦点磁石装置の実質的に 開放した構造と関連して、身体部分に対して手術が実施されている間に、身体部 分の画像を生成するために使用されることができる請求項１１記載の焦点磁気共 鳴投影システム。 １３．（ａ）可搬性で操縦可能な支持フレームと、 （ｂ）可搬性で操縦可能な支持フレームに取付けられ、前記分離した磁界ソー スの間において投影領域中に主磁界を生成する分離した磁界ソースとを含んでお り、前記可搬性で操 縦可能な支持フレームおよび前記分離した磁界ソースが実質的に開放した構造を 有しているため、前記投影領域は実質的に開放しており、医療スタッフが前記投 影領域を観察し、それにアクセスすることを可能にする、主磁界を生成する焦点 磁石装置。 １４．前記分離した磁界ソースは、ハード磁石の間に空隙が形成されるように前 記支持フレーム上に位置された２つのハード磁石を含み、前記投影領域は前記空 隙と一致している請求項１３記載の焦点磁石装置。 １５．（ａ）画像平面が神経の縦軸に実質的に直交するように前記神経と前記画 像平面との間に整列状態を生じさせ、 （ｂ）前記画像平面を生成するように方向付けされた画像勾配磁界を含む磁界 および電磁界の神経強化磁気共鳴投影シーケンスに神経を露出し、 （ｃ）前記磁気共鳴投影シーケンスに対する前記神経の共鳴応答を感知し、 （ｄ）前記共鳴応答を処理して、前記神経の画像を生成するステップを含んで いる神経の繊維束構造を示した神経の画像を生成するために磁気共鳴投影を使用 する方法。 １６．（ａ）磁界および電磁界の最初の磁気共鳴投影シーケンスに神経を露出し 、 （ｂ）最初の磁気共鳴投影シーケンスに対する前記神経の最初の共鳴応答を感 知し、 （ｃ）前記最初の共鳴応答を解析して、前記神経の方向を決定し、 （ｄ）前記神経と画像平面との間に整列状態を生じさせるステップで前記決定 された神経方向を使用するステップを含んでいる請求項１５記載の方法。 １７．前記最初の磁気共鳴投影シーケンスは、神経強化シーケンスである請求項 １６記載の方法。 １８．（ａ）支持フレームと、 （ｂ）一端が前記支持フレームに、他端がスプリントコイル装置にそれぞれ結 合された複数の伸長可能なロッドとを含んでいる磁気共鳴投影システムにおいて 使用されるスプリントコイル装置を安定させる安定化装置。