(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】特表2019-537462(P2019-537462A)

(43)【公表日】2019年12月26日

(54)【発明の名称】磁気共鳴音響放射力イメージングにより測定される温度と変位の同時測定の改良

(51)【国際特許分類】

   A61B 5/055 20060101AFI20191129BHJP

   A61B 17/00 20060101ALI20191129BHJP

【ＦＩ】

   A61B5/055 390

   A61B5/055 380

   A61B17/00 700

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2019-517927(P2019-517927)

(86)(22)【出願日】2017年9月25日

(85)【翻訳文提出日】2019年5月15日

(86)【国際出願番号】EP2017074153

(87)【国際公開番号】WO2018065245

(87)【国際公開日】20180412

(31)【優先権主張番号】62/403,812

(32)【優先日】2016年10月4日

(33)【優先権主張国】US

(71)【出願人】

【識別番号】590000248

【氏名又は名称】コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ

【氏名又は名称原語表記】ＫＯＮＩＮＫＬＩＪＫＥ ＰＨＩＬＩＰＳ Ｎ．Ｖ．

(74)【代理人】

【識別番号】110001690

【氏名又は名称】特許業務法人Ｍ＆Ｓパートナーズ

(72)【発明者】

【氏名】ムジュノ チャールズ

【テーマコード（参考）】

4C096

4C160

【Ｆターム（参考）】

4C096AA18

4C096AB11

4C096AB44

4C096AD06

4C096AD14

4C096BA05

4C096BA06

4C096DA04

4C096DC33

4C096DC35

4C160JJ32

(57)【要約】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

対象者の磁気共鳴音響放射力イメージング（ＭＲ−ＡＲＦＩ）データを生成するために、変位の逆符号化を有する連続ＭＲダイナミックスを含むグラディエントエコー（ＧＲＥ）イメージングを実行する磁気共鳴（ＭＲ）イメージングデバイスであって、前記ＭＲ−ＡＲＦＩデータが、変位の逆符号化を有する連続画像フレームを含む、磁気共鳴（ＭＲ）イメージングデバイスと、
前記ＧＲＥイメージングの間、超音波処理時間間隔にわたって前記対象者に超音波処理を適用する超音波デバイスと、
前記ＭＲ−ＡＲＦＩデータの画像フレームの画像要素に適用されるＭＲ−ＡＲＦＩデータ処理方法を実行するようにプログラムされた電子プロセッサであって、前記方法が、
前記画像フレームの前記画像要素の位相と、変位の逆符号化を有する次の又は前の画像フレームの画像要素の位相との間の差に比例するように前記画像フレームの前記画像要素に対する変位を計算することと、
前記画像フレームの前記画像要素に対する温度補正済み変位を生成するために、前記画像フレームと前記次の又は前の画像フレームとの間の画像要素の温度変化に対して計算された前記変位を補正することであって、前記温度変化が前記ＭＲ−ＡＲＦＩデータを使用して決定される、補正することと
を含む、電子プロセッサと
を含む、ＭＲ−ＡＲＦＩ装置。

【請求項2】

前記補正することを計算することが、
前記画像フレームの前記画像要素に対する温度微係数を前記ＭＲ−ＡＲＦＩデータから数値的に推定することと、
前記画像フレームの前記画像要素に対する前記温度補正済み変位を生成するために前記温度微係数を使用して前記計算された変位を補正することと
を含む、請求項１に記載のＭＲ−ＡＲＦＩ装置。

【請求項3】

前記補正することが、
前記画像要素に対する温度対画像フレーム曲線を前記ＭＲ−ＡＲＦＩデータから生成することと、
前記温度対画像フレーム曲線を使用して、前記画像フレームの前記画像要素に対する前記温度微係数の数値推定を実行することと
をさらに含む、請求項２に記載のＭＲ−ＡＲＦＩ装置。

【請求項4】

前記補正することが、
前記超音波処理時間間隔の開始時及び停止時に、補間を使用して、前記温度対画像フレーム曲線を平滑化すること
をさらに含み、
前記平滑化された温度対画像フレーム曲線が、前記画像フレームの前記画像要素に対する前記温度微係数の前記数値推定に使用される、請求項３に記載のＭＲ−ＡＲＦＩ装置。

【請求項5】

前記補正することが、
（Ｉ）前記画像フレームの前記画像要素に対する前記計算された変位、（ＩＩ）前記次の画像フレームの前記画像要素に対する前記計算された変位、及び（ＩＩＩ）前記前の画像フレームの前記画像要素に対する前記計算された変位のうちの少なくとも２つの組合せを使用して、前記画像フレームと前記次の又は前の画像フレームとの間の前記温度変化に対して前記計算された変位を補正すること
を含む、請求項１に記載のＭＲ−ＡＲＦＩ装置。

【請求項6】

前記補正することが、和Ｄ_ｎ＋１＋２Ｄ_ｎ＋Ｄ_ｎ−１を含む組合せを使用し、ここで、Ｄ_ｎは、前記画像フレームの前記画像要素に対する前記計算された変位であり、Ｄ_ｎ＋１は、前記次の画像フレームの前記画像要素に対する前記計算された変位であり、Ｄ_ｎ−１は、前記前の画像フレームの前記画像要素に対する前記計算された変位である、請求項５に記載のＭＲ−ＡＲＦＩ装置。

【請求項7】

前記ＭＲ−ＡＲＦＩデータ処理方法が、表示された画像フレームに前記画像要素に対する前記温度補正済み変位を含む前記表示された画像フレームに対する温度補正済み変位画像を生成することをさらに含む、請求項１乃至６のいずれか一項に記載のＭＲ−ＡＲＦＩ装置。

【請求項8】

前記ＭＲ−ＡＲＦＩデータ処理方法が、画像フレームに対してプロットされた表示された画像要素に対して前記温度補正済み変位を含む前記表示された画像要素に対する温度補正済み変位対時間プロファイルを生成することをさらに含む、請求項１乃至６のいずれか一項に記載のＭＲ−ＡＲＦＩ装置。

【請求項9】

前記温度補正済み変位画像又は前記温度補正済み変位対時間プロファイルを表示するために前記電子プロセッサによって動作されるディスプレイ
をさらに含む、請求項７又は８に記載のＭＲ−ＡＲＦＩ装置。

【請求項10】

超音波処理時間間隔にわたり対象者の超音波処理の間に取得された、変位の逆符号化を有する連続画像フレームを含む前記対象者の磁気共鳴音響放射力イメージング（ＭＲ−ＡＲＦＩ）データを操作するＭＲ−ＡＲＦＩ方法を実行するために、電子プロセッサにより読取り可能で実行可能な命令を格納する非一時的記憶媒体であって、前記ＭＲ−ＡＲＦＩ方法が、
前記ＭＲ−ＡＲＦＩデータの画像フレームの画像要素に対する温度補正済み変位を、前記画像フレームの前記画像要素の位相と、変位の逆符号化を有する次の又は前の画像フレームの前記画像要素の位相とから計算することと、
温度補正済み変位画像を生成するために前記画像フレームのすべての画像要素、及び
前記画像要素に対する温度補正済み変位対時間プロファイルを生成するために前記ＭＲ−ＡＲＦＩデータの連続する複数の画像フレームの少なくとも一方のために前記計算することを繰り返すことと
を含む、非一時的記憶媒体。

【請求項11】

前記温度補正済み変位を計算することが、
前記画像フレームの前記画像要素の位相と、変位の逆符号化を有する次の又は前の画像フレームの前記画像要素の位相との間の差に比例するように前記画像フレームの前記画像要素に対する変位を計算することと、
前記画像フレームの前記画像要素の温度微係数を前記ＭＲ−ＡＲＦＩデータから数値的に推定することと、
前記画像フレームの前記画像要素に対する前記温度補正済み変位を生成するために前記温度微係数を使用して前記画像フレームの前記画像要素に対する前記計算された変位を補正することと
を含む、請求項１０に記載の非一時的記憶媒体。

【請求項12】

前記温度補正済み変位を計算することが、
前記画像フレーム及び少なくとも１つの前の又は次の画像フレームの各々における前記画像要素に対する変位を計算することであって、各変位が、変位の逆符号化を有する隣接する画像フレームの前記画像要素に対する位相差に比例するように計算される、計算することと、
（ｉ）前記画像フレームの前記画像要素に対する前記計算された変位、（ｉｉ）前記次の画像フレームの前記画像要素に対する前記計算された変位、及び（ｉｉｉ）前記前の画像フレームの前記画像要素に対する前記計算された変位のうちの少なくとも２つの組合せを使用して温度補正を実行することと
を含む、請求項１０に記載の非一時的記憶媒体。

【請求項13】

前記温度補正が、和Ｄ_ｎ＋１＋２Ｄ_ｎ＋Ｄ_ｎ−１を使用し、ここで、Ｄ_ｎは、前記画像フレームの前記画像要素に対する前記計算された変位であり、Ｄ_ｎ＋１は、前記次の画像フレームの前記画像要素に対する前記計算された変位であり、Ｄ_ｎ−１は、前記前の画像フレームの前記画像要素に対する前記計算された変位である、請求項１２に記載の非一時的記憶媒体。

【請求項14】

前記繰り返すことが、
前記温度補正済み変位画像を生成するために前記画像フレームのすべての画像要素に対して前記計算することを繰り返すこと
を含む、請求項１０乃至１３のいずれか一項に記載の非一時的記憶媒体。

【請求項15】

前記繰り返すことが、
前記画像要素に対する前記温度補正済み変位対時間プロファイルを生成するために前記ＭＲ−ＡＲＦＩデータの前記連続する複数の画像フレームに対して前記計算することを繰り返すこと
を含む、請求項１０乃至１３のいずれか一項に記載の非一時的記憶媒体。

【請求項16】

前記ＭＲ−ＡＲＦＩ方法が、
前記温度補正済み変位画像及び前記温度補正済み変位対時間プロファイルの少なくとも一方を表示するためにディスプレイを操作すること
をさらに含む、請求項１０乃至１５のいずれか一項に記載の非一時的記憶媒体。

【請求項17】

対象者の磁気共鳴音響放射力イメージング（ＭＲ−ＡＲＦＩ）データを取得するために磁気共鳴（ＭＲ）イメージングデバイスを使用してグラディエントエコー（ＧＲＥ）イメージングを実行するステップであって、前記ＭＲ−ＡＲＦＩデータが、変位の逆符号化を有する連続画像フレームを含む、実行するステップと、
超音波デバイスを使用して、前記ＧＲＥイメージングの間超音波処理時間間隔にわたって前記対象者に超音波処理を適用するステップと、
前記ＭＲ−ＡＲＦＩデータの画像フレームの画像要素に対して、電子プロセッサを使用して、
（ｉ）前記画像フレームの位相と、変位の逆符号化を有する次の又は前の画像フレームの位相との間の差に比例するように変位を計算することと、
（ｉｉ）前記画像フレームと前記次の又は前の画像フレームとの間の温度変化に対して前記計算された変位を補正することであって、前記温度変化が、前記ＭＲ−ＡＲＦＩデータを使用して決定される、補正することと
を行うステップと
を有する、ＭＲ−ＡＲＦＩ方法。

【請求項18】

前記補正することが、
温度微係数を前記ＭＲ−ＡＲＦＩデータから数値的に推定することと、
前記温度微係数を使用して前記計算された変位を補正することと
を有する、請求項１７に記載のＭＲ−ＡＲＦＩ方法。

【請求項19】

前記超音波処理時間間隔の開始時及び停止時に、
前記ＭＲ−ＡＲＦＩデータから導出され、前記温度微係数の前記数値推定で使用される温度対画像フレーム曲線を平滑化するステップをさらに有する、請求項１８に記載のＭＲ−ＡＲＦＩ方法。

【請求項20】

前記補正することが、
（Ｉ）前記画像フレームの前記計算された変位、（ＩＩ）前記次の画像フレームの前記計算された変位、及び（ＩＩＩ）前記前の画像フレームの前記計算された変位のうちの少なくとも２つの組合せを使用して前記温度変化を補正すること
を有する、請求項１７に記載のＭＲ−ＡＲＦＩ方法。

【請求項21】

前記補正することが、和Ｄ_ｎ＋１＋２Ｄ_ｎ＋Ｄ_ｎ−１を含む組合せを使用し、ここで、Ｄ_ｎは、前記画像フレームの前記計算された変位であり、Ｄ_ｎ＋１は、前記次の画像フレームの前記計算された変位であり、Ｄ_ｎ−１は、前記前の画像フレームの前記計算された変位である、請求項２０に記載のＭＲ−ＡＲＦＩ方法。

【発明の詳細な説明】

以下は、一般に、医用超音波技術、医用イメージング技術、音響放射力イメージング技術、及び関連技術

磁気共鳴音響放射力イメージング（ＭＲ−ＡＲＦＩ）は、医用超音波検査又は医用超音波治療処置中に組織に生成された音響放射力を画像化するために使用される。ＭＲ−ＡＲＦＩにおいて、画像化されるべき超音波パルスは、これらの超音波パルスによって引き起こされる変位をモニタするために、動き符号化勾配磁場の磁気共鳴（ＭＲ）イメージングデバイスによる同時適用の間印加される。この変位は、局所音響強度に比例し、治療ビーム形状の実時間イメージング測定を提供する。非限定的な例として、ＭＲ−ＡＲＦＩは、高密度焦点式超音波（ＨＩＦＵ）医療処置などの様々な治療超音波処置に応用される。例えば、ＭＲ−ＡＲＦＩイメージングは、ＨＩＦＵテストパルス中に焦点を視覚化するために、又はＭＲ−ＨＩＦＵ治療の前にＨＩＦＵビームの再焦点合わせを評価するために使用される。 ＭＲ−ＡＲＦＩシーケンスは、グラディエントエコー（ＧＲＥ）及びスピンエコー（ＳＥ）シーケンスタイプに関して設計されている。これらのシーケンスの各々に対して、これらの変位は、動き符号化勾配によって位相変動として符号化される。磁場均一性及び／又は温度などの位相変動の他の原因からの変位に起因する位相変動を分離するために、知られている手法は、変位の逆符号化が２つの画像フレームで使用される、ｎ及びｎ−１とラベル付けされた２つの連続ＭＲダイナミックス（又は画像フレーム）を適用するものである。この変位の逆符号化を生成するのに様々な方法がある。知られている１つの手法は、ダイナミックごとに動き符号化勾配の極性を反転させることを伴う。結果として、２つの連続ダイナミックス間の位相差φ_ｎ−φ_ｎ−１は、
に従って変位Ｄ_ｎに比例する。式（１）において、γは、磁気回転比（４２．５８ＭＨｚ／Ｔ）を表し、Ｂ_０は、磁場強度（例えば、非限定の説明に役立つ例では１テスラ）を表し、Ｇ_Ａは、動き符号化勾配の振幅（例えば、非限定の説明に役立つ例では１ｍｓ）を表し、Ｇ_Ｄは、動き符号化勾配の期間（例えば、非限定の説明に役立つ例では３０ｍＴ／ｍ）を表し、Ｓ_ｎは、符号化の極性（奇数ダイナミックスｎ＝２ｋ＋１ではＳ_ｎ＝１、偶数ダイナミックスｎ＝２ｋではＳ_ｎ＝−１）を表す。絶対変位振幅が重要でない場合（例えば、合焦ＨＩＦＵビームの空間位置を視覚化するためにＭＲ−ＡＲＦＩイメージングを使用する場合）、式（１）は比例式として書くことができる。
ＭＲ−ＡＲＦＩのＧＲＥシーケンス実装態様は、追加の利点、すなわち、温度の同時モニタリングを行うことを提供する。これは、超音波パルスが局所的な組織加熱を作り出すことがあるので特に価値がある。プロトン共鳴周波数式によれば、温度上昇Ｔ_ｎは、以下に記載するような位相変動に比例する。
式（２）において、αは、化学シフト（例えば、非限定の例では０．００９４ｐｐｍ／℃）に対応し、Ｔ_Ｅは、ＧＲＥシーケンスのエコー時間（すなわち、タイム−エコー）を表し、いくつかの非限定の例では３０ｍｓに等しい。

【国際調査報告】