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技術 シングルボクセル分光法のための撮像システム

出願人 コーニンクレッカフィリップスエヌヴェ
発明者 ディミトロフイヴァン
出願日 2015年9月11日 (5年10ヶ月経過) 出願番号 2017-515981
公開日 2017年9月28日 (3年9ヶ月経過) 公開番号 2017-528262
状態 特許登録済
技術分野 マイクロ波、NMR等による材料の調査 磁気共鳴イメージング装置
主要キーワード ユーザコンソール 重複区域 MCユニット 分析コード スキャン状況 位置合わせユニット セグメント化データ シム調整
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (10)

課題・解決手段

シングルボクセル磁気共鳴分光法において関心のある領域内に分光シングルボクセルを配置する際の使用のために、ガイドマップが作製される。関心のある領域の解剖学計画画像MRIによって得られる。分光法ボクセルが関心のある領域にわたってステッピングされ、MRIで使用された磁場の特性がイメージングボクセルの各場所で測定され、関心のある領域にわたる磁場の均一度不均一度を示すガイドFWHMマップが、この測定を用いて導き出される。解剖学的計画画像上にガイドFWHMマップをオーバーレイすることによって、ガイドマップが作製される。分光法ボクセルのサイズに対応するサイズの分光シングルボクセルが、ガイドマップに従って関心のある領域内に配置される。次いで、シングルボクセルの範囲に限定された関心のある領域から、スペクトルデータが取得される。

概要

背景

臨床的MRIにおいては、患者は、MRIシステムスキャナ内に入れられ、患者の関心のある領域が、ローカライザとも称されるMRIシステムのスキャナにより生成される磁場に曝露される。基本的には、磁場の周波数は、関心のある領域における組織を構成するある特定の原子共鳴させる(すなわち、励起する)ように選択され、励起された原子の放出が、組織の画像を作製するために取り込まれ、分析される。

核磁気共鳴(NMR分光法としても知られる磁気共鳴分光法(MRS)は、磁気共鳴撮像分光技術とを組み合わせたものである。基本的には、MRSにおいては、MRIシステムは、試料又は患者の中の関心のある解剖学的領域の画像を取り込むMRIスキャンを最初に行うように制御され、その画像が、分光法が実施されるべき関心のある領域内の局所ボリュームを特定するのを助けるためを含め、分光法の計画を立てるために使用される。分光法を行うようにMRIシステムを制御することの一態様は、関心のある領域内の局所ボリューム中の場の均一度最大化しようとする試みにおいて、MRIシステムにより生成される磁場を「シム調整する(shim)」ことである。シム調整された磁場内のこの局所ボリュームの範囲に限定された組織からの放出物スペクトル(1つ又は複数)が取り込まれ、分析される。

MRSによって取得されるスペクトル(1つ/複数)は、関心のある領域内の局所ボリューム中の組織を構成する代謝産物についての情報を含有する。したがって、MRSは、腫瘍、特に脳内に存在し得る腫瘍などの腫瘍の画像及び情報を取得するための選択技術である。そのような情報は、腫瘍を診断するため及び病期分類するために使用され得る。

さらに、MRSは、シングルボクセルMRS又はマルチボクセルMRS(化学シフトイメージングとも称される)に分類され得る。

シングルボクセルMRSにおいては、その名称暗示するように、関心のある領域の解剖学計画画像が従来のMRIによって入手され、単一のボリューム(シングルボクセル)が、専門家の制御下において、解剖学的計画画像の観察及び疑われる病変プロトコルに関する彼又は彼の経験に基づき、関心のある領域内に定義され、位置づけられる。この時に、上に記載したように、磁場が、シングルボクセルについてシム調整される。その結果として、単一のボリュームからの磁気共鳴スペクトルが得られる。スペクトルから代謝産物濃度が測定されて、シングルボクセルの領域内の組織の特性に関する情報が得られ得る。

CSIにおいては、関心のある2Dスライス又は関心のある3D領域において、いくつかのボリュームから、放出物のスペクトルが得られる。よって、関心のある領域においてより大きな試料が検査され得る点ではCSIはシングルボクセルMRSよりも有利であるが、CSIはそれがより低い信号対雑音比(SNR)をもたらし、且つ、より長いスキャン時間を必要とする点で不利である。

概要

シングルボクセル磁気共鳴分光法において関心のある領域内に分光シングルボクセルを配置する際の使用のために、ガイドマップが作製される。関心のある領域の解剖学的計画画像はMRIによって得られる。分光法ボクセルが関心のある領域にわたってステッピングされ、MRIで使用された磁場の特性がイメージングボクセルの各場所で測定され、関心のある領域にわたる磁場の均一度/不均一度を示すガイドFWHMマップが、この測定を用いて導き出される。解剖学的計画画像上にガイドFWHMマップをオーバーレイすることによって、ガイドマップが作製される。分光法ボクセルのサイズに対応するサイズの分光シングルボクセルが、ガイドマップに従って関心のある領域内に配置される。次いで、シングルボクセルの範囲に限定された関心のある領域から、スペクトルデータが取得される。

目的

以下の詳細な説明において、限定ではなく説明の目的のために、具体的な詳細を開示する代表的な実施形態が、本教示の完全な理解を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
1件

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請求項1

関心のある領域を磁場に曝露することと、前記磁場への曝露の結果として、前記関心のある領域から放出される信号から前記関心のある領域の解剖学計画画像を作製することと、前記関心のある領域にわたる均一度について前記磁場を分析することと、前記磁場の前記分析に基づき、前記磁場の異なる均一度の、前記解剖学的計画画像の区域マップを作製することとを含む、磁気共鳴撮像における使用のための方法。

請求項2

前記磁場は、磁気共鳴撮像(MRI)システムローカライザを用いて作り出される、請求項1に記載の方法。

請求項3

請求項1に記載の方法により作製された前記マップによって案内されるとおりに、解剖学的に前記関心のある領域内に分光シングルボクセルを配置することを含む、シングルボクセル磁気共鳴分光法MRS)の実施の方法。

請求項4

請求項2に記載の方法により作製された前記マップによって案内されるとおりに、解剖学的に前記関心のある領域内に分光シングルボクセルを配置することと、前記分光シングルボクセルの範囲に限定された解剖学的に前記関心のある領域の部分から磁気共鳴スペクトルを取得するように前記MRIシステムを作動させることを含む、シングルボクセル磁気共鳴分光法(MRS)の実施の方法。

請求項5

前記解剖学的計画画像及び前記磁気共鳴スペクトルは、逐次的に得られる、請求項4に記載のMRSの実施の方法。

請求項6

前記解剖学的計画画像は、前記磁気共鳴スペクトルを作製するスキャンとは別個のスキャンとして得られる、請求項4に記載のMRSの実施の方法。

請求項7

前記分析することは、前記関心のある領域にわたって分光ボクセルをステッピングすることと、前記分光ボクセルが前記ステッピングの結果として新たな位置に位置づけられるたびに前記分光ボクセルにおける前記磁場の特性を測定することと、前記分光ボクセルの各位置における前記磁場の前記特性においてFWHMを算出することとを含む、請求項1に記載の方法。

請求項8

前記マップの前記作製は、前記磁場の均一度が互いに異なる前記解剖学的計画画像の少なくとも3つの区域に区分することを含む、請求項1に記載の方法。

請求項9

前記マップの前記作製は、前記少なくとも3つの区域の輪郭を表示することを含む、請求項8に記載の方法。

請求項10

前記マップの前記作製は、前記少なくとも3つの区域を色分けすることを含む、請求項8に記載の方法。

請求項11

前記マップに基づき、磁気共鳴分光法(MRS)プロセスで使用するために、分光シングルボクセルのサイズを算出することをさらに含む、請求項1に記載の方法。

請求項12

前記分光シングルボクセルの前記サイズは、前記磁場の前記均一度が最も大きい前記マップの前記区域と前記解剖学的計画画像の区分けされた領域との間の重複領域のサイズに基づき算出される、請求項11に記載の方法。

請求項13

前記分光シングルボクセルの範囲に限定された前記関心のある領域の部分内に位置づけられた前記分光シングルボクセルから放出される共鳴スペクトルを続けて生成することをさらに含む、請求項3に記載の方法。

請求項14

磁場を用いて関心のある領域の解剖学的計画画像を得ることと、前記関心のある領域内に分光シングルボクセルを位置付けることと、前記分光シングルボクセルの範囲に限定された前記関心のある領域の部分から放出される磁気共鳴スペクトルを取得することとを含み、前記関心のある領域内に前記分光シングルボクセルを位置付けることは、前記磁場の異なる均一度を有する前記解剖学的計画画像の区域のマップのディスプレイに基づく、シングルボクセル磁気共鳴分光法(MRS)を実施する方法。

請求項15

前記解剖学的計画画像を得ること及び前記磁気共鳴スペクトルの前記取得は、逐次的に実行される、請求項14に記載の方法。

請求項16

前記解剖学的計画画像は、前記磁気共鳴スペクトルを作製するスキャンとは別個のスキャンとして得られる、請求項14に記載の方法。

請求項17

ある領域を磁場に曝露するように動作可能な磁石コイルデバイス、及び前記磁石/コイルデバイスの動作を制御し、前記磁場への曝露の結果として前記領域から放出される信号を受信する制御ユニットと分光シングルボクセルを作製するように動作可能なプロセッサとを含む制御システムを含み、前記制御システムは、解剖学的計画画像を作製するために使用される磁場の異なる均一度の、前記解剖学的計画画像の区域を表すオーバーレイデータを含み、前記プロセッサ及び前記制御ユニットは、磁気共鳴撮像システムが、前記シングルボクセルを前記オーバーレイデータに基づいて前記解剖学的計画画像の関心のある領域内に位置づけ可能である、シングルボクセル分光法モードで動作可能となるように、作動的に接続され、前記磁石/コイルデバイスは、前記分光シングルボクセルの範囲に限定された領域を磁場に曝露するように前記制御ユニットによって制御され、前記制御ユニットは、前記分光シングルボクセルの範囲に限定された領域から放出される磁気共鳴スペクトルを取得する、撮像システム。

請求項18

ディスプレイを含むコンソールをさらに含み、前記制御システムは、前記磁場の異なる均一度の、前記解剖学的計画画像の前記区域のマップを生成するように動作可能であり、且つ前記シングルボクセル分光法モードの間前記ディスプレイ上に前記マップが表示されるように前記コンソールに作動的に接続される、請求項17に記載の撮像システム。

請求項19

前記マップは、前記磁場の均一度が互いに異なる前記解剖学的計画画像の少なくとも3つの区域を含む、請求項17に記載の撮像システム。

請求項20

前記マップは、前記少なくとも3つの区域のうちの隣接する区域の間の境界輪郭線を有する、請求項19に記載の撮像システム。

請求項21

前記少なくとも3つの区域は、それら自体を互いに区別するために色分けされる、請求項19に記載の撮像システム。

請求項22

前記プロセッサは、前記オーバーレイデータに基づき前記分光シングルボクセルのサイズを算出する、請求項17に記載の撮像システム。

請求項23

前記シングルボクセルの前記サイズは、前記磁場の前記均一度が最も大きい区域と前記解剖学的計画画像の区分された領域との間の重複領域のサイズに基づき算出される、請求項22に記載の撮像システム。

請求項24

前記制御システムは、前記解剖学的計画画像を処理し、それによって前記解剖学的計画画像における関心のある領域を区分し、前記分光シングルボクセルの前記サイズを算出し、前記オーバーレイデータに基づき前記関心のある領域内に分光シングルボクセルを位置づけることを、前記制御システムが前記シングルボクセル分光法モードにある間、全て自動的に行う、請求項23に記載の撮像システム。

請求項25

撮像システムを制御するための、コントローラにより実行可能な、プログラムを記憶する非一時的コンピュータ可読媒体であって、磁場への曝露の結果として関心のある領域から放出される信号から前記関心のある領域の解剖学的計画画像を作製するための解剖学的計画画像コードセグメントと、前記磁場の分析に基づき前記関心のある領域にわたって磁場の均一度について分析するための分析コードセグメントと、前記磁場の前記分析に基づき、前記磁場の異なる均一度を有する前記解剖学的計画画像の区域のマップを作製するためのマップ作製コードセグメントとを含む、非一時的コンピュータ可読媒体。

請求項26

前記コンピュータ可読媒体は、磁場を用いて前記解剖学的計画画像を取得するように前記撮像システムを制御するための第1のプレスキャンコードセグメントと、前記解剖学的計画画像を作製するために使用された前記磁場の磁場データを取得し、前記解剖学的計画画像及び前記磁場データからオーバーレイデータを作製するように前記撮像システムを制御するための第2のプレスキャンコードセグメントとをさらに含む、請求項25に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。

請求項27

前記マップ作製コードセグメントは、前記オーバーレイデータのマップを生成するため、及び前記マップを表示するように前記撮像システムを制御するためのマップ生成コードセグメントをさらに含む、請求項25に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。

請求項28

前記第1のプレスキャンコードセグメントは、前記関心のある領域の区分を表すセグメント化データを作製するために画像プロセッサが前記解剖学的計画画像を処理するためのコードセグメントを含み、前記第2のプレスキャンコードセグメントは、前記セグメント化データに基づき前記オーバーレイデータを作製するためのコードセグメントを含み、非一時的コンピュータ可読媒体は、前記オーバーレイデータに基づき分光シングルボクセルのサイズを算出するためのシングルボクセル操作コードセグメントをさらに含む、請求項25に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。

請求項29

前記シングルボクセル分光法操作コードセグメントは、前記オーバーレイデータに基づき前記関心のある領域内に前記分光シングルボクセルを位置決めするための位置決めコードセグメントを含む、請求項28に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。

技術分野

0001

磁気共鳴撮像MRI)は、組織の画像をインビボ非侵襲的に取り込むことを可能にする。MRIは画像を作製するために電離放射線と違って磁場を採用する点で、MRIはX線又はCTスキャンと異なる。したがって、MRIは、比較的無害である。それゆえに、MRIは、現在、医療診断の分野において様々な用途に使用されている。

背景技術

0002

臨床的MRIにおいては、患者は、MRIシステムスキャナ内に入れられ、患者の関心のある領域が、ローカライザとも称されるMRIシステムのスキャナにより生成される磁場に曝露される。基本的には、磁場の周波数は、関心のある領域における組織を構成するある特定の原子共鳴させる(すなわち、励起する)ように選択され、励起された原子の放出が、組織の画像を作製するために取り込まれ、分析される。

0003

核磁気共鳴(NMR分光法としても知られる磁気共鳴分光法(MRS)は、磁気共鳴撮像と分光技術とを組み合わせたものである。基本的には、MRSにおいては、MRIシステムは、試料又は患者の中の関心のある解剖学的領域の画像を取り込むMRIスキャンを最初に行うように制御され、その画像が、分光法が実施されるべき関心のある領域内の局所ボリュームを特定するのを助けるためを含め、分光法の計画を立てるために使用される。分光法を行うようにMRIシステムを制御することの一態様は、関心のある領域内の局所ボリューム中の場の均一度最大化しようとする試みにおいて、MRIシステムにより生成される磁場を「シム調整する(shim)」ことである。シム調整された磁場内のこの局所ボリュームの範囲に限定された組織からの放出物スペクトル(1つ又は複数)が取り込まれ、分析される。

0004

MRSによって取得されるスペクトル(1つ/複数)は、関心のある領域内の局所ボリューム中の組織を構成する代謝産物についての情報を含有する。したがって、MRSは、腫瘍、特に脳内に存在し得る腫瘍などの腫瘍の画像及び情報を取得するための選択技術である。そのような情報は、腫瘍を診断するため及び病期分類するために使用され得る。

0005

さらに、MRSは、シングルボクセルMRS又はマルチボクセルMRS(化学シフトイメージングとも称される)に分類され得る。

0006

シングルボクセルMRSにおいては、その名称暗示するように、関心のある領域の解剖学計画画像が従来のMRIによって入手され、単一のボリューム(シングルボクセル)が、専門家の制御下において、解剖学的計画画像の観察及び疑われる病変プロトコルに関する彼又は彼の経験に基づき、関心のある領域内に定義され、位置づけられる。この時に、上に記載したように、磁場が、シングルボクセルについてシム調整される。その結果として、単一のボリュームからの磁気共鳴スペクトルが得られる。スペクトルから代謝産物濃度が測定されて、シングルボクセルの領域内の組織の特性に関する情報が得られ得る。

0007

CSIにおいては、関心のある2Dスライス又は関心のある3D領域において、いくつかのボリュームから、放出物のスペクトルが得られる。よって、関心のある領域においてより大きな試料が検査され得る点ではCSIはシングルボクセルMRSよりも有利であるが、CSIはそれがより低い信号対雑音比(SNR)をもたらし、且つ、より長いスキャン時間を必要とする点で不利である。

発明が解決しようとする課題

0008

しかしながら、シングルボクセルMRSの使用の臨床的成功は、磁場のシム調整にだけでなく、関心のある領域内のシングルボクセルが配置される場所にも強く左右される。

0009

具体的に言えば、高い磁場の均一度を有する区域内にシングルボクセルを配置することは、良好なシングルボクセル結果を結果としてもたらし得るのに対して、不十分な場均一度を有する区域内に、すなわち磁場不均一度を有する区域内にシングルボクセルを配置することは、低い信号対雑音比(SNR)に繋がり得る。シングルボクセル配置のプロセスは、操作者によって左右され得、特に、未熟な又は比較的経験のないMRI専門家によって実施される場合に、不十分な結果に繋がり得る。

課題を解決するための手段

0010

代表的な実施形態によれば、関心のある領域を磁場に曝露することと、磁場への曝露の結果として関心のある領域から放出される信号から関心のある領域の解剖学的計画画像を作製することと、関心のある領域にわたるそれの均一度について磁場を、分析することと、その磁場の分析に基づき、磁場の異なる均一度の、解剖学的計画画像の区域のマップを作製することとを含む、磁気共鳴撮像における使用のための方法が提供される。

0011

磁場は、磁気共鳴撮像(MRI)システムのローカライザを用いて作り出され得る。

0012

シングルボクセル磁気共鳴分光法(MRS)は、マップによって案内されるとおりに、関心のある解剖学的領域内分光シングルボクセルを配置することによって実施され得る。

0013

シングルボクセル磁気共鳴分光法(MRS)は、ローカライザが磁場を作り出す方法により作製されたマップによって案内されるとおりに、解剖学的に関心のある領域内に分光シングルボクセルを配置することにより、しかしさらに、分光シングルボクセルの範囲に限定された解剖学的に関心のある領域の部分から磁気共鳴スペクトルを取得するようにMRIシステムを作動させることにより実施され得る。

0014

この場合、解剖学的計画画像及び磁気共鳴スペクトルは、MRSを受ける患者がMRIシステム内にいる間に、逐次的に得られる。

0015

代替的に、解剖学的計画画像は、磁気共鳴スペクトルを作製するスキャンのために患者がMRIシステムに入る前に、患者の別個のスキャンとして得られる。

0016

磁場の分析は、関心のある領域にわたって分光ボクセルをステッピングすることと、分光ボクセルがステッピングの結果として新たな位置に位置づけられるたびに分光ボクセルにおける磁場の特性を測定することと、分光ボクセルの各位置における磁場の特性においてFWHMを算出することとを含み得る。

0017

ガイドマップは、磁場の均一度が互いに異なる解剖学的計画画像の少なくとも3つの区域を区分することにより作製され得る。

0018

ガイドマップは、磁場の均一度が互いに異なる解剖学的計画画像のその少なくとも3つの区域の輪郭を表示することにより作製され得る。

0019

ガイドマップはまた、これらの少なくとも3つの区域を色分けすることにより作製され得る。

0020

さらに、分光シングルボクセルのサイズは、ガイドマップに基づき算出され得る。

0021

例えば、シングルボクセルのサイズは、磁場の均一度が最も大きいガイドマップの区域と解剖学的計画画像の区分けされた領域との間の重複領域のサイズに基づき算出され得る。

0022

別の代表的な実施形態によれば、磁場を用いて関心のある領域から解剖学的計画画像を生成することと、異なる磁場の均一度を有する解剖学的計画画像の区域のマップを作製し、表示することと、続いてシングル分光ボクセルの範囲に限定された関心のある領域の部分内に位置づけられたシングルボクセルから放出される共鳴スペクトルを生成することとを含む、シングルボクセル磁気共鳴分光学(MRS)法という方法が提供される。

0023

この代表的な実施形態によれば、マップは、関心のある領域にわたって分光ボクセルをステッピングすること、イメージング分光ボクセルがステッピングの結果として新たな位置に位置づけられるたびに分光ボクセルにおける磁場の特性を測定すること、及び分光ボクセルの各位置における磁場の特性においてFWHMを算出することによって作製され得る。

0024

マップは、磁場の均一度が互いに異なる解剖学的計画画像の少なくとも3つの区域を区分することにより作製され得る。

0025

さらに、分光シングルボクセルのサイズは、マップに基づき算出され得る。

0026

例えば、分光シングルボクセルのサイズは、磁場の均一度が最も大きいマップの区域と解剖学的計画画像の区分された領域との間の重複領域のサイズに基づき算出され得る。

0027

なお別の代表的な実施形態によれば、磁場を用いて関心のある領域の解剖学的計画画像を得ることと、関心のある領域内にシングル分光ボクセルを位置付けることと、シングル分光ボクセルの範囲に限定された関心のある領域の部分から放出される磁気共鳴スペクトルを取得することとを含み、シングル分光ボクセルが、磁場の異なる均一度を有する解剖学的計画画像の区域のマップのディスプレイを観察すること、及び関心のある領域内のある場所にシングル分光ボクセルを配置するように、ディスプレイにより案内されるとおりに磁気共鳴撮像(MRI)システムを操作することによって関心のある領域内に位置決めされる、シングルボクセル磁気共鳴分光法(MRS)を実施する方法が提供される。

0028

この代表的な実施形態によれば、解剖学的計画画像及び磁気共鳴スペクトルの取得は、MRSを受ける患者がMRIシステム内にいる間に、逐次的に実行され得る。

0029

代替的に、解剖学的計画画像は、磁気共鳴スペクトルを作製するスキャンのために患者がMRIシステムに入る前に、患者の別個のスキャンとして入手され得る。

0030

なお別の代表的な実施形態によれば、ある領域を磁界に曝露するように動作可能な磁石コイルデバイス、及び磁石/コイルデバイスの動作を制御し、磁場への曝露の結果としてその領域から放出される信号を受信する制御ユニットと分光シングルボクセルを作製するように動作可能なプロセッサとを含む制御システムを含む撮像システムであって、制御システムは、解剖学的計画画像を作製するために使用される磁場の異なる均一度の、解剖学的計画画像の区域を表すオーバーレイデータを含むように構成され、プロセッサと制御ユニットとは、磁気共鳴撮像システムが、シングルボクセルをオーバーレイデータに基づいて解剖学的計画画像の関心のある領域内に位置づけ可能である、シングルボクセル分光法モードで動作可能となるように、作動的に接続され、磁石/コイルデバイスは、分光シングルボクセルの範囲に限定された領域を磁場に曝露するように制御ユニットによって制御され、制御ユニットは、分光シングルボクセルの範囲に限定された領域から放出される磁気共鳴スペクトルを取得する、撮像システムが提供される。

0031

この代表的な実施形態によれば、当該システムは、ディスプレイを含むコンソールも含み得、制御システムは、磁場の異なる均一度を有する解剖学的計画画像の区域のマップを生成するように動作可能であり得、且つマップがシングルボクセル分光法モードの間ディスプレイ上に表示され得るようにコンソールに作動的に接続され得る。

0032

マップは、磁場の均一度が互いに異なる解剖学的計画画像の少なくとも3つの区域を含み得る。

0033

マップは、その少なくとも3つの区域のうちの隣接する区域の間の境界輪郭線を有し得る。

0034

この場合、その少なくとも3つの区域は、それら自体を互いに区別するために色分けされ得る。

0035

プロセッサはまた、オーバーレイデータに基づき分光シングルボクセルのサイズを算出するように構成され得る。

0036

この場合、シングルボクセルのサイズは、磁場の均一度が最も大きい区域と解剖学的計画画像の区分された領域との間の重複領域のサイズに基づき算出され得る。

0037

また、制御システムは、解剖学的計画画像を処理し、それによって解剖学的計画画像における関心のある領域を区分し、オーバーレイデータに基づき分光シングルボクセルのサイズを算出し、関心のある領域内に分光シングルボクセルを位置づけることを、システムがシングルボクセル分光法モードにある間、全て自動的に行うように構成され得る。

0038

なお別の代表的な実施形態によれば、撮像システムを制御するための、コントローラにより実行可能な、プログラムを記憶するコンピュータ可読非一時的媒体が提供される。このコンピュータ可読媒体は、関心のある領域からそれの磁場への曝露の結果として放出される信号から関心のある領域の解剖学的計画画像を作製するための解剖学的計画画像コードセグメントと、磁場を、磁場の分析に基づき関心のある領域にわたってそれの均一度について分析するための分析コードセグメントと、磁場の分析に基づき、磁場の異なる均一度を有する解剖学的計画画像の区域のマップを作製するためのマップ作製コードセグメントとを含む。

0039

代表的な実施形態によれば、コンピュータ可読媒体は、磁場を用いて解剖学的計画画像を取得するように撮像システムを制御するための第1のプレスキャンコードセグメントと、解剖学的計画画像を作製するために使用された磁場の磁場データを取得するように、そして解剖学的計画画像及び磁場データからオーバーレイデータを作製するように撮像システムを制御するための第2のプレスキャンコードセグメントとをさらに含む。

0040

代表的な実施形態によれば、マップ作製コードセグメントは、オーバーレイデータのマップを生成するため、及びマップを表示するように撮像システムを制御するためのマップ生成コードセグメントをさらに含む。

0041

代表的な実施形態によれば、第1のプレスキャンコードセグメントは、関心のある領域の区分を表すセグメント化データを作製するために画像プロセッサが解剖学的計画画像を処理するためのコードセグメントを含み、第2のプレスキャンコードセグメントは、セグメント化データに基づきオーバーレイデータを作製するためのコードセグメントを含み、コンピュータ可読媒体は、オーバーレイデータに基づき分光シングルボクセルのサイズを算出するためのシングルボクセル操作コードセグメントをさらに含む。

0042

代表的な実施形態によれば、シングルボクセル分光法操作コードセグメントは、オーバーレイデータに基づき関心のある領域内に分光シングルボクセルを位置づけるための位置づけコードセグメントを含む。

図面の簡単な説明

0043

本教示は、添付の図面図とともに解釈される場合に、以下の詳細な説明から最もよく理解される。特徴は、必ずしも正確な縮尺率で描かれていない。同じ参照番号は、実行可能な場合はいつでも同じ特徴を参照する。

0044

代表的な実施形態に従うMRIシステムの一例のブロック図である。
代表的な実施形態に従うMRS法のフローチャートである。
代表的な実施形態に従う、図2Aに示されるMRS法においてシングルボクセルを位置付けるために使用されるプロセスのフローチャートである。
代表的な実施形態に従う、MRIスキャンを実施するために使用された磁場の変化量を得るためのサブルーチンのフローチャートである。
MRSプロセスにおける関心のある領域内でのシングルボクセルの位置決めにおける使用のための、代表的な実施形態に従う作製されたガイドマップの図である。
ガイドマップの作製及び比較的小さなシングルボクセルの場合のガイドマップを用いたシングルボクセルの配置の一例を例示した概念図である。
ガイドマップの作製及び比較的大きなシングルボクセルの場合のガイドマップを用いたシングルボクセルの配置の一例を例示した概念図である。
解剖学的計画画像、解剖学的計画画像上にオーバーレイされたシングルボクセルを含むガイドマップ、及び代表的な実施形態に従う方法を用いてシングルボクセルの範囲に限定された領域から取得されたグラフスペクトルデータの一例である。
ガイドマップの輪郭線を形成するために使用されるFWHMの値の例を示すガイドマップの図である。

実施例

0045

以下の詳細な説明において、限定ではなく説明の目的のために、具体的な詳細を開示する代表的な実施形態が、本教示の完全な理解を提供するために示される。知られているシステム、デバイス、材料、操作方法及び製造方法の説明は、例示的な実施形態の説明を曖昧にするのを避けるために省略されることがある。それにも関わらず、当業者の理解し得る範囲内にあるシステム、デバイス、材料及び方法が、代表的な実施形態に従って使用され得る。

0046

本明細書で使用される専門用語は、特定の実施形態を説明することだけを目的としており、限定することが意図されるものではないことが理解されるべきである。定義された用語は、本教示の技術分野において一般的に理解され受け入れられるようなその定義された用語の技術的及び科学的な意味に対する追加である。

0047

「〜より上」、「〜より下」、「上面」、「下面」、「上部」及び「下部」などの相対的な用語は、添付の図面に例示されるように、種々の要素の互いの関係を説明するために使用され得る。これらの相対的な用語は、図面に描かれている向きに加えて、デバイス及び/又は要素の異なる向きを包含することが意図される。例えば、デバイスが図面における眺めに関して上下を逆にされたなら、例えば、別の要素「より上」にあるものとして記載される要素は、その時その要素より下にあるものとなるであろう。第1のデバイスが第2のデバイスに接続又は結合されると述べられる場合、これは、1つ以上の中間デバイスが、その2つのデバイスを互いに接続するために採用され得る例を包含する。

0048

「a」、「an」及び「the」という用語は、本明細書及び添付の特許請求の範囲において使用される場合、コンテキストが明らかに別のことを指示しない限り、単数及び複数の両方の指示対象を含む。よって、例えば、「デバイス」は、1つのデバイス及び複数のデバイスを含む。

0049

「実質的な」又は「実質的に」という用語は、本明細書及び添付の特許請求の範囲において使用される場合、それらの通常の意味に加えて、許容可能な限界又は程度を有することを意味する。例えば、「実質的に削除された」とは、当業者であればその削除を許容可能であると考えるであろうことを意味している。

0050

「およそ」という用語は、本明細書及び添付の特許請求の範囲において使用される場合、それの通常の意味に加えて、当業者に許容可能な限界又は量の範囲内であることを意味する。例えば、「ほぼ同じ」とは、当業者であればその比較されているアイテムが同じものであると考えるであろうことを意味している。

0051

さらに、本明細書で使用される場合の「患者」という用語は、ヒトに限定されず、MRI技術が可能なあらゆる被験体を包含する、すなわち、広義では解剖学的物質を包含する。「スキャン」という用語は、単一の画像フレーム取得パスからなるスキャン、及び(MRパラメータ及びコントラストに関して同等である)一連の個々の取得パスが作製される走査技術、すなわち、複数の別個の画像フレームを含むスキャンを意味し得る。「サイズ」という用語は、コンテキストの中で明確になり、例えば、3D特徴のサイズが言及されようとしている場合においては立方体のボリュームに一般的には言及する。特定の実施例又は代表的な実施形態を説明する目的のために本明細書で使用される他の専門用語は、当該技術分野において理解されるような普通の意味が与えられるべきであり、そうでない場合はコンテキストの中で解釈されるべきである。

0052

また、本明細書で使用される場合の「含む(comprises)」又は「含む(comprising)」という用語は、記載される特徴又はプロセスの存在を明示するものではあるが、さらなる特徴又はプロセスの存在を排除するものではない。

0053

本教示は、概して、磁場を用いた試料(患者の組織を含む)の撮像に関する。特に、本教示は、磁気共鳴分光法(MRS)に関する。有利には、一実施形態のシングルボクセルMRS法は、改善された撮像を提供する。さらに、一実施形態の方法は、スキャンを行う専門家の技能レベルにMRSスキャンの結果の質が左右されることを低減する。さらに、一実施形態の方法は、MRI専門家がシングルボクセルMRSを実施する際にシングルボクセルの配置を最適化するために使用し得るディスプレイを提供する。

0054

代表的な実施形態の技術及び方法の説明が行われる前に、本教示を実施するために使用され得るMRIシステム1を、図1を参照して説明する。

0055

例示的なMRIシステム1は、MRI検査チャンバ又は磁石室3を含み、その中に検査のために患者2が位置決めされる。MRIシステム1はまた、検査チャンバ3内の患者2の周囲に延びるように検査チャンバ3内に配置された磁石/コイルデバイス4も含む。磁石/コイルデバイス4は、患者2の中の特定の場所2aから(例えば、「X」で示される脳から)、及び特にその特定の場所の関心のある領域(ROI)から(例えば、脳内のある領域から)核磁気共鳴信号を引き出すために使用される特定の磁場に患者2を供するように適合された様々な機能ユニット(図示せず)を含む。

0056

MRIシステム1はまた、トランシーバリンク6により検査チャンバ3に接続された制御システム5を含む。基本的なレベルにおいて、制御システム5は、磁石/コイルデバイス4を構成するユニットの動作を制御するため、及び患者のNMRデータ(例えば、MRIデータ及び分光分析のためのデータ)を受信するための制御ユニット7を含む。概して、制御ユニット7は、本明細書で述べられる様々な機能を果たすために数多くのやり方で(例えば、専用のハードウェアを用いてなど)実施され得る。「プロセッサ」は、コントローラの一例であり、これは、本明細書で述べられる様々な機能を果たすためにソフトウェア(例えば、マイクロコード)を用いてプログラムされ得る1つ以上のマイクロプロセッサを採用する。制御ユニット7は、プロセッサを採用して又は採用することなく実施され得、また、いくつかの機能を果たすための専用のハードウェア及び他の機能を果たすためのプロセッサ(例えば、1つ以上のプログラムされたマイクロプロセッサ及び関連回路)の組み合わせとしても実施され得る。本開示の様々な実施形態において採用され得るコントローラ構成要素の例としては、従来のマイクロプロセッサ、マイクロコントローラ特定用途向け集積回路ASIC)、及びフィールドプログラマブルゲートアレイFPGA)が挙げられるが、これらに限定されない。

0057

様々な実施において、制御ユニット7は、1つ以上の記憶媒体(本明細書では概して「メモリ」と称される。例えば、揮発性及び不揮発性コンピュータメモリ(例えば、ランダムアクセスメモリ(RAM)、読み出し専用メモリ(ROM)、プログラム可能読み出し専用メモリ(PROM)、電気的プログラム可能読み出し専用メモリ(EPROM)、電気的消去可能プログラム可能読み出し専用メモリ(EEPROM)、汎用シリアルバス(USB)ドライブフロッピーディスクコンパクトディスク光ディスク磁気テープなど))と関連し得る。一部の実施において、記憶媒体は、制御ユニット7上で実行されたときに本明細書で述べられる機能の少なくとも一部を果たす1つ以上のプログラムを用いて符号化され得る。様々な記憶媒体は、制御ユニット7内に据え付けられてもよいし、そこに記憶された1つ以上のプログラムが本明細書で述べられる本教示の種々の態様を実行するためにプロセッサ又はコントローラ内にロードされ得るように可搬型であってもよい。「プログラム」、「コンピュータプログラム」、又は「命令」という用語は、制御ユニット7をプログラムするために採用され得るコンピュータコード又はコードセグメント(例えば、ソフトウェア又はマイクロコード)のあらゆる種類を意味するように、包括的な意味で本明細書において使用される。

0058

さらに、制御システム5は、データを処理するためのデータ処理ユニット8及び画像位置合わせのための位置合わせユニット9を含み、その両方が、制御ユニット7と接続されている。制御システム5はまた、プロスペクティブ動き補正ユニット10(PMCユニット)及び幾何学的配置ユニット11も含み、後者は、事前に規定されるスキャン幾何学的配置を規定し、記憶し、且つ更新するためのものである。PMCユニット10及び幾何学的配置ユニット11の両方も、制御ユニット7と接続されている。制御システム5は、ユーザコンソール12とさらに接続されており、これによってMRIシステム1は、専門家により操作され得る。

0059

より低い階層レベルにおいて、制御ユニット7は、制御プロセッサ7.1、トランシーバ7.2、パルス発生器7.3、メモリ7.4、及び(勾配増幅器7.5を含み、これらにより、制御ユニット7は、例えば、患者2の中に特定の磁場を生成するためにRFパルスを磁石/コイルデバイス4のRFコイルに送信し、ROI2bから放出されるNMR信号を磁石/コイルデバイス4から受信することにより、検査チャンバ3の動作を制御する。概して、制御ユニット7の動作は、例えば、勾配増幅器7.5と作動的に接続しているパルス発生器7.3により生成されるRFパルス及び勾配波形修正のために、メモリ7.4に記憶された制御プログラム(図示せず)と接続しているプロセッサ7.1により制御される。

0060

制御システム5のデータ処理ユニット8は、画像プロセッサ8.1、画像バッファ8.2、及びアーカイブ8.3を含む。これらの要素によって、データ処理ユニット8は、制御ユニット7により受信されるNMR画像データを、標準的な画像処理手順(例えば、フーリエ変換)を行い、そうして特定の所望の画像データ形式を導き出し、後者をアーカイブ目的で半永久的に記憶するために、一時的に記憶し得る。

0061

制御システム5の位置合わせユニット9は、位置合わせプロセッサ9.1及びメモリ9.2を含み、これらは、スキャンを互いに対して位置合わせするように、すなわち、異なるスキャン画像を比較し、その比較からスキャン画像間の歪みに関する情報を導き出すように、結合的に動作する。

0062

制御システム5のPMCユニット10はまた、タイムスライスされた画像データ取得の間の、すなわち、単一のスキャンを構成する時系列内の、スキャンパラメータの修正に対するプロスペクティブ動き制御向けに適合され得る。この目的のために、MRIシステム1は、検査チャンバ3及び制御システム5の両方に作動的に接続された外付け位置決定手段14(例えば、患者2の位置を測定するためのカメラ)をさらに含み得る。その他の場合は、PMCは、オービタMRナビゲータ信号又は基準マーカーを使用して行われ得る。

0063

幾何学的配置ユニット11は、制御ユニット7により生成されるようなMRパラメータ及びコントラストに関する複数の異なる走査シナリオ下で共有され得るスキャン幾何学的配置を事前に規定し、これらの幾何学的配置をそれに従って患者2からNMR信号を引き出すために制御ユニット7に提供するように動作する。この目的のために、制御システム5の幾何学的配置ユニット11は、幾何学的配置プロセッサ11.1と、スキャン幾何学的配置に関連するコードを含むように又はそれを記憶するように構成されたメモリ11.2と、幾何学的配置生成手段11.3と、幾何学的配置変換生成手段11.4と、幾何学的配置更新手段11.5とを含む。

0064

MRIシステム1のユーザコンソール12は、プロセッサ12.1と、プロセッサ12.1により制御される入力手段12.2及び出力手段12.2とを含む。入力手段12.2は、MRI専門家がMRIシステム1の動作を制御することを可能にするものであり、キーボードマウスを含み得る。出力手段12.3は、MRIシステム1の動作を制御するプログラムを選択する際の使用のためのメニューなど、並びにMRIシステム1により生成されるデータ及び画像を表示し得るものであり、表示画面を含み得る。メニューは、様々な患者プロトコル、スキャンモード操作パラメータなどからなるポップアップメニューであり得る。よって、MRI専門家は、入力及び出力手段12.1及び12.2を使用して、MRIシステム1の動作を制御し支配し得る。

0065

MRIシステム1は、本教示の実施における使用に向けて適合され得るMRIシステムの一例にすぎない。換言すれば、図1に示され且つ図1を参照して説明されたものとは異なって配置され且つ構成された機能ユニット(例えば、ユニット7〜11)を有するMRIシステムが代わりに使用され得ることが、当業者には明らかとなろう。

0066

次に、図1図2A及び図2Bを参照して、シングルボクセル磁気共鳴分光法(MRS)を実施する方法を説明する。当該方法は、関心のある領域(ROI)の解剖学的計画画像を得るためのMRIプロセス(S100)と、ROI内に位置づけられたシングルボクセルからスペクトルデータを得るための分光プロセス(S200)とを含む。解剖学的計画画像及び磁気共鳴スペクトルは、MRSを受ける患者がMRIシステム内にいる間に逐次的に入手され得る。代替的に、解剖学的計画画像は、スペクトルデータを作製するスキャンのために患者がMRIシステムに入る前に、患者の別個のスキャンとして入手され得る。

0067

関心のある領域(ROI)の解剖学的計画画像は、図1のMRIシステム1の検査チャンバ3に患者を入れ、ROIのMRIスキャンのためのプロトコルを選択することにより、MRI専門家により入手され得る。

0068

例えば、シングルボクセルMRSが脳内のROIから情報を取得するために使用される場合、MRI専門家により行われる第1の工程は、MRIシステムの磁石/コイルデバイス4の一部として脳コイルを取り付け、患者の頭部が脳コイル内に位置決めされた状態になるように検査チャンバ内に患者を入れるのを助けることであり得る。次に、MRI専門家は、ユーザコンソール12のキーボード(入力手段12.3)を用いてディスプレイ(出力手段12.2)上の「患者情報」メニューを呼び出し、患者メニューから「頭部」を選び、動作モード、すなわち、一連のパラメータであってそれに基づき磁石/コイルデバイス4の脳コイルと関係しているユニットのそれぞれのものが患者の脳を走査するために作動することになるパラメータを選択し得る。これらのパラメータは、当該技術分野において自体公知であり、よって、詳細に説明しない。さらに、本実施例において、脳コイルは、MRIシステム1の3Dローカライザと称され得るものを構成する。

0069

また、MRI専門家により選択されるプロトコルは、MRIシステム1によってローカライザスキャンを実行し得る。ローカライザスキャンは、脳内の平面であってそれに沿って撮像が実施される平面を決定し、それらの平面に沿ってスキャンを実施して、関心のある解剖学的領域の画像を作製するものである。これらの画像は、MRI専門家による観察のために、ディスプレイ(出力手段12.2)上にMRIシステム1によって表示され得る。これらのローカライザ画像のうちの1つ以上が、分光法プロセスである次の工程を計画するために使用される解剖学的計画画像としてMRI専門家により選択される。例えば、特定のコントラストの画像内領域によって腫瘍を明らかにする画像が解剖学的計画画像として選択され、その解剖学的計画画像は、制御ユニット7のメモリ内に記憶される。腫瘍の各々のいくつかの実際の画像が分光法プロセスS200において使用される解剖学的計画画像として選択され得るが、簡単にするために、1つの画像のみの使用に適用されるようなプロセスを説明する。

0070

分光法プロセスS200は、解剖学的計画画像を用いて関心のある領域に対して実施される。分光法プロセスS200は、関心のある領域内に分光シングルボクセルを位置付けること(S210)と、シングルボクセルの範囲に限定された関心のある領域の部分からスペクトルデータ、すなわち、シングル分光ボクセルの範囲に限定された関心のある領域の部分における代謝産物濃度を示す一連の放出物を取得すること(S220)とを含む。

0071

より具体的に言えば、工程S210において、MRI専門家は、異なる磁場の均一度を有する解剖学的計画画像の区域の「ガイドマップ」を観察し(S210A)、マップにより案内されるとおりに、関心のある領域内の最適な場所(以下でより詳細に説明する)にシングル分光ボクセルを配置するようにMRIシステムを操作する(S210B)。よって、ガイドマップは、基本的には、磁場不均一度マップ及び解剖学的計画画像からなるオーバーレイ(図4及び以下のその説明を参照されたい)であり、MRIシステム1により自動的に生成され、MRIシステム1のユーザコンソール12のディスプレイ(出力手段12.2)上に出力され得る。

0072

MRIスキャンにおける使用のためのMRIシステムによって作製される磁場B0の特性(すなわち、周波数)の変化量の磁場マップは、それ自体が当該技術分野において知られている。磁場B0がROIの全体にわたって変化し得る理由は、磁場B0がROIを構成する組織の組成の違いによって歪められるからである。例えば、腫瘍の場合、腫瘍は、アポトーシスを経験することもあるし、出血していることもあり、この場合、血液中の鉄が磁場B0を歪める。しかしながら、そのような磁場マップは、これまでは、2D及び3D分光データを得るために使用されるプロセスの質又は正確さの評価における使用のために、化学シフトイメージング(マルチボクセル分光法)に関連して作製されるだけであった。

0073

図3は、工程S210における使用のために、ΔB0を反映した磁場不均一度マップを作製するためにMRIシステムによって行われ得るサブルーチンを例示している。

0074

MRIシステムは、MRI専門家により選択されるプロトコルに基づき、ある特定のサイズの2D又は3Dイメージングピクセルを作製する(S310)。イメージングピクセルは、MRIシステムの制御ユニット(例えば、図1のMRIシステム1内の制御ユニット7など)内に記憶されたプログラム又はデータに従って作製され得る。イメージングピクセルは、一般的に、後でスペクトルデータの取得(S220)において使用されることになるシングルボクセルのサイズと同じサイズのものである。次いで、MRIシステムは、ROI内のイメージングピクセルの配列に従ってROIの全体にわたって分光法ボクセルをステッピングさせる。特に、MRIシステムは、分光法ボクセルをROI内のイメージングピクセルの中心に置き、そのイメージングピクセルにおける磁場B0の周波数特性半値全幅(FWHM)を算出し、分光法ボクセルにとって最も重要な実測FWHM特性をイメージングピクセルに割り当てる。次いで、アルゴリズムは、分光法ボクセルを配列内の次のイメージングピクセルに移動させ、計算を繰り返す。次いで、これが、イメージングピクセルの全てがそれらに割り当てられたFWHM値を有するまで繰り返される。このプロセス(S320)は、FWHM輪郭線のガイドFWHMマップを作製する(S330)。輪郭線は、それに沿って、FWHMの事前に決定された範囲内の化学シフト所与の強度(例えば、1.5T、3T又は7T)の磁場B0でのROIのスキャンの結果として観察されるものである。換言すれば、輪郭線の数及び輪郭線によって表されるべき化学シフトの範囲は、場強度及び選択されたROIに基づき事前に決定される。それらは、MRI専門家により設定されてもよいし、MRIシステムの構成の一部としてMRIシステム製造業者により設定されてもよい。

0075

次いで、ガイドFWHMマップの輪郭線を表すデータが記憶され(例えば、MRIシステム1の制御ユニット7のメモリに記憶され)得る(S340)。

0076

図4は、解剖学的計画画像及びΔB0のデータから作製されたガイドマップ(すなわち、ガイドFWHMマップ)の一例を例示している。

0077

図4において、陰影のついた区域は腫瘍を表す。換言すれば、破線は、腫瘍と関心のある領域内の他の脳組織との区分を示している。脳のある領域がROIを構成する図4に示される例において、3本の輪郭線、すなわち、「最良」、「良好」、及び「回避」が表示され、輪郭線に沿った化学シフトの範囲は、{「最良」=0<ΔB0<0.03ppm;「良好」=0.03ppm<ΔB0<0.1ppm;「回避」=ΔB0>0.1ppm}である。ヘルツ換算して、実施例は、{「最良」=0<ΔB0<5Hz;「良好」=5Hz<ΔB0<15hz;「回避」=ΔB0>30Hz}であり得る。

0078

したがって、輪郭線に囲まれた区域は、磁場の均一度が互いに異なる解剖学的計画画像の区域であることが理解され得る。さらに、輪郭線及びしたがって輪郭線に囲まれた区域は、MRI専門家が、磁場の均一度の最良区域と単なる良好区域(1つ又は複数)及び回避されるべき区域(1つ又は複数)とを区別することを可能にするために色分けされ得る。図示していないが、「最良」輪郭線は緑色の輪郭線として表示され得、「良好」輪郭線は黄色の輪郭線として表示され得、「回避」輪郭線は赤色輪郭線として表示され得る。

0079

次に、ガイドマップ(例えば、図4に示されるもの)を観察することにより、MRI専門家は、シングルボクセルの解剖学的計画画像によって指示されるとおりのROI内への(すなわち、腫瘍の境界内のどこかへの)配置ばかりでなく、MRSについての最良の結果が期待され得る場所への配置もまたMRIシステム1により実行し得る。この例においては、ガイドマップは、腫瘍の境界内の、(「最良」輪郭線に囲まれた領域、すなわち、FWHMの最小値(1つ又は複数)が算出される領域内の)磁場が最も大きな均一度を有する場所にシングルボクセルを配置するようにMRI専門家を案内する。したがって、MRSプロセスにおいて、スペクトルデータを取得する(S220)ために使用される磁場がシム調整されると、シングルボクセルは、腫瘍の境界内において、シム調整の最良の結果が期待され得る場所に正確に位置決めされる。

0080

輪郭線のレイアウトがイメージングボクセルのサイズの関数であることが容易に理解されることに留意されたい。このことは、図5A及び図5Bに示されている。具体的に言えば、図5Aは、プロトコルが、比較的小さなイメージングボクセルを用いる磁場マップの生成を結果としてもたらした事例、及びMRSのためのそれに対応した小さなシングルボクセルが、そのマップの案内下において配置される場所を示している。図5Bは、プロトコルが、比較的大きなイメージングボクセルを用いる磁場マップの生成を結果としてもたらした事例、及びMRSのためのそれに対応した大きなシングルボクセルが、そのマップの案内下において配置される場所を示している。

0081

別の代表的な実施形態によれば、MRIシステム1はまた、イメージングボクセル及びスペクトルデータの取得(S220)において使用されるべき対応するシングルボクセルの最適なサイズを自動的に決定し得る。MRIシステム1は、いくつかの因子(例えば、腫瘍と磁場の均一度が最も大きいガイドマップ上の区域との間の任意の重複領域のサイズ)に基づきそのような決定を行い得る。

0082

MRIシステム1はまた、シングルボクセルの最適なサイズを決定するために、SNRレベルがボクセルサイズに左右されることも考慮に入れ得る。例えば、MRIシステム1は、確実に、不十分な信号対雑音比(SNR)を有する出力を生むほどシングルボクセルが小さくなりすぎないようにし得る。

0083

さらに、次いで、MRIシステム1のソフトウェアは、シングルボクセルを設計する(S210B)際の使用のために、解剖学的画像上に、最適化されたサイズのイメージングボクセルを用いて作製された磁場マップをオーバーレイする選択肢をMRI専門家に与え得る。この場合、シングルボクセルの設計は、関心のある領域内にシングルボクセルを位置づけることばかりでなく、プロトコルによって当初指示されたサイズから逸脱するようにボクセルをサイズ変更することも必要とし得るであろう。それゆえに、MRIシステムは、ユーザ指定の半値全幅(FWHM)シム調整要件内の磁場のシム調整に関連して、提案される最適なサイズのイメージングボクセルと、最良の結果を生むそれに対応した分光シングルボクセルのための提案される場所とを決定し(出力手段12.2上に)表示し得る。

0084

ガイドマップによって提供される案内下において(自動的に、又はガイドマップの観察を通して専門家によって)分光シングルボクセルがROI内に位置づけられたら、シングルボクセルの範囲に限定された組織からのスペクトルデータが、磁場をシングルボクセルに送信する送信機のパラメータを設定する、磁場をシム調整する、水信号を抑制するなどのようなプロセスを経て、MRIシステムの分光器により取得される。これらのプロセスは、それ自体従来のものであり得、よって、詳細に説明しない。

0085

図6A及び図6Bは、解剖学的計画画像、分光法SV、及びMRIシステムの一部としての分光器により作製され得るスペクトルデータの一例を示しており、全て、上に記載したような代表的な実施形態の態様に従うものである。

0086

MRI専門家が、最適な場所にシングルボクセルを配置するようにガイドマップの彼又は彼女の観察に基づきMRIシステムを操作する事例が記載されたが、このプロセスは、区分(例えば、腫瘍セグメント化)が存在する事例においては、その代わりに、完全に自動化され得ることが理解されよう。この目的のために、MRIシステム1は、(この例においては腫瘍により与えられるような)解剖学的計画画像の区分された領域を表す画像処理データを導き出すように、解剖学的計画画像を処理し得る。次いで、画像処理データ及び磁場データΔB0(この例においてはガイドFWHMマップを表すデータ)は、腫瘍と磁場の均一度が最も大きい区域との間の重複区域のサイズ及び場所を決定するために処理される。次いで、MRIシステムは、重複区域にシングルボクセルを配置し、シングルボクセルの範囲に限定された領域からスペクトルデータを取得する。これを、次のとおりより詳細に説明する。

0087

非一時的コンピュータ可読媒体(例えば、ソフトウェアパッケージにより具現化されるもの)が、分光シングルボクセルの自動化された設計のために提供され得る。好ましくは、パッケージは、シングルボクセル分光法プロセスの完全自動運転のためにMRS撮像システムを制御するための、本明細書において、多くの場合、「コードセグメント」と称される、操作命令を含む。この目的のために、パッケージは、専門家により選択されるべき任意選択動作命令、及び専門家が分光シングルボクセルの自動化された位置決めの結果を修正、承認、又は拒絶し得る相互作用ポイントを加えて拡張され得る。

0088

より具体的に言えば、好ましくは、パッケージは、作動させると、マルチシーケンス検査を構成するスキャン及び処理工程のよく組織化されたリストを指示し、撮像システムにスキャン状況、必要な措置、及び起ころうとしている取得を示すアイコンを表示するように指示する。コンピュータ可読非一時的媒体はまた、ソフトウェアパッケージの統合された又は別個の部分として、自動スキャン計画構成要素のように、エンドユーザ選好に従って様々な種類の処理が監視なしに行われるように、ボタンを押すことで完全に自動的に作動するすぐ使用できるスキャンプロトコルの完全なリストも含み得る。コンピュータ可読非一時的媒体は、撮像システムのプロセッサの1つ以上の機能ブロック又はユニット(例えば、メモリ及び制御ユニット)を含み得る。換言すれば、コンピュータ可読非一時的媒体は、撮像システムが2回以上のプレスキャンそれに続く分光シングルボクセルスキャンを含むマルチシーケンス検査を行うことを可能にする、撮像システム内にロードされたソフトウェア、ソフトウェア若しくはファームウェアを含むように構成された撮像システムのプロセッサ、又はそれらの組み合わせを含み得る。プレスキャンは、何らユーザインターフェースを必要とすることなしに、完全に自動的に作動し得る。

0089

例えば第1のプレスキャンは、解剖学的計画画像を取得し、これが次いで、直接スキャナ内で又はこの目的専用の別個のディスク/コンソール上でのいずれかで、自動化されたセグメント化ツールにより処理される。このプレスキャンはまた、別個に取得され、次いで、コンピュータ可読非一時的媒体により自動的に使用され得る。セグメント化ツールは、腫瘍をそれの縁で自動的にセグメント化する。このセグメント化は、2D(平面内)又は3Dセグメント化であり得る。この輪郭描写が完全に自動である場合、専門家には、彼/彼女が最終セグメント化結果を点検し且つ修正し得るようにプロセッサを構成する選択肢も与えられる。次いで、これらの結果は、撮像システムのコンソールに送られる。

0090

第2のプレスキャンは、B0及び/又は磁化率データを取得し、これが次いで、ガイドFWHMマップのFWHM値を自動的に生成するために使用される。最初の2つのプレスキャン後に、専門家に、セグメント化縁とガイドFWHMマップとからなるオーバーレイを伴う解剖学的計画画像の形態で、ガイドマップが与えられ得る。パッケージは、セグメント化縁及びガイドマップの両方の表示が任意選択であるように構成可能である。撮像システムは、それの完全自動化モードでは、これらのどちらも専門家に表示しない。

0091

次に、専門家は、分光シングルボクセルの中心の初期選択を置くために、3つのスキャン(すなわち、コンピュータ可読非一時的媒体のこの例によって適所に置かれる「3点プランスキャン」)を使用し得る。次いで、コンピュータ可読非一時的媒体は、ボクセルのボクセル位置、向き、及びサイズを自動的に最適化し得、専門家に、提案されたボクセル設計を承認するか、修正するか、又は中止する選択肢を与える。コンピュータ可読非一時的媒体は、専門家の選択のユーザ固有データベースが記憶されるメモリも含み得、3点プランスキャンを実行する命令を構成するアルゴリズムを修正するように構成され得る。換言すれば、コンピュータ可読非一時的媒体は、専門家があらゆる将来のボクセル設計を実行する際に行ったあらゆる修正を考慮するように構成され得る、すなわち、コンピュータ可読非一時的媒体は、「独習」し得る。

0092

上に記載した代表的な実施形態によれば、磁場の異なる均一度を有する解剖学的計画画像の区域のガイドマップが作製される。ガイドマップは、特定のサイズの分光シングルボクセルと関連するように、関心のある領域にわたる磁場の均一度/不均一度を示す磁場マップに基づき作製される。ガイドマップは、関心のある領域内のある場所に、そのサイズの分光シングルボクセルを配置するために使用される。

0093

また、磁場の異なる均一度を有する解剖学的計画画像の区域のオーバーレイデータが作製され、且つ関心のある領域内の分光シングルボクセルを自動的にあるサイズに作る又はあるサイズに作り位置付ける際に使用される、実施形態も記載される。

0094

例えば腫瘍の場合、ガイドマップ/オーバーレイデータは、現在のところそうであり得るように単に解剖学的計画画像を通して観察されるとおりの腫瘍の区分の上にシングルボクセルの配置が実施されるにすぎないということのないように、腫瘍自体及び腫瘍を取り巻く環境における不均一度を考慮に入れる。よって、ガイドマップ/オーバーレイデータは、分光法に最適な場所に分光シングルボクセルを配置するために使用され得る。

0095

最後に、本発明の概念の実施形態及びそれらの実施例を上で詳細に説明した。しかしながら、本発明の概念は、多くの異なる形態で具現化され得るものであり、上に記載した実施形態に限定されるものと解釈されるべきではない。むしろ、これらの実施形態は、本開示が徹底的且つ完全なものとなるように、そして当業者に本発明の概念を十分に伝えるように記載されたものである。よって、本発明の概念の真の趣旨及び範囲は、上に記載した実施形態及び実施例によってではなく、以下の特許請求の範囲によって限定される。

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