JP2007117346A - 磁気共鳴イメージング装置および磁気共鳴イメージング方法 - Google Patents

Abstract

【課題】撮影効率を向上する。
【解決手段】被検体ＳＵにおいて体腔プローブ１０１が移動した位置をプローブ位置検出部３５が検出し、そのプローブ位置検出部３５によって検出された体腔プローブ１０１の位置に対応する被検体の撮影領域から、磁気共鳴信号を得るスキャンをスキャン部２が実施する。その後、そのスキャンによって得られた磁気共鳴信号に基づいて、被検体ＳＵの撮影領域についての画像を、画像生成部３１が生成する。
【選択図】図４

Description

本発明は、磁気共鳴イメージング装置および磁気共鳴イメージング方法に関し、特に、体腔プローブが挿入される被検体を収容する静磁場空間において、その被検体の撮影領域からの磁気共鳴信号を得るスキャンを実施し、そのスキャンによって得られる磁気共鳴信号に基づいて、被検体の撮影領域についての画像を生成する磁気共鳴イメージング装置および磁気共鳴イメージング方法に関する。

磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ：Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ Ｉｍａｇｉｎｇ）装置は、医療用途、産業用途などのさまざまな分野において利用されている。

磁気共鳴イメージング装置においては、まず、静磁場が形成された空間内に被検体が収容される。そして、生体である被検体内のプロトン（ｐｒｏｔｏｎ）のスピンの方向を、静磁場の方向へ整列させて、磁化ベクトルを得た状態にする。その後、ＲＦコイルから共鳴周波数の電磁波を被検体に照射することにより、核磁気共鳴現象を発生させて被検体のプロトンの磁化ベクトルを変化させる。そして、磁気共鳴イメージング装置は、元の磁化ベクトルへ戻る被検体のプロトンからの磁気共鳴信号をＲＦコイルで受信し、その受信した磁気共鳴信号に基づいてスライス画像を生成する。

磁気共鳴イメージング装置は、分子イメージング用ＳＰＥＣＴにて用いられるＲＩ（ＲＩ：Ｒａｄｉｏ Ｉｓｏｔｏｐｅ）プローブや内視鏡などの体腔プローブと組み合わされて使用され、それぞれの特徴を生かすことで、より効率的な診断が実現されている（たとえば、特許文献１，特許文献２，特許文献３参照）。

特開２００２−１６５７７５号公報 特開２００３−９８２５９号公報 特開２００４−２４５８２号公報

磁気共鳴イメージング装置と体腔プローブとを組み合わせて使用する場合においては、体腔プローブの位置を確認しながら、その体腔プローブを移動させる。そして、その体腔プローブの位置に対応する撮影領域を、高速イメージングシーケンスを用いてリアルタイムモードで磁気共鳴イメージング装置がスキャンする。

しかしながら、その体腔プローブの位置に対応する撮影領域をスキャンする場合においては、体腔プローブを移動させるごとに、その対応する撮影領域をオペレータが指定するために、撮影効率を向上させることが困難であった。

したがって、本発明の目的は、撮影効率を向上させることが可能な磁気共鳴イメージング装置および磁気共鳴イメージング方法を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の磁気共鳴イメージング装置は、体腔プローブが挿入される被検体を収容する静磁場空間において、前記被検体の撮影領域からの磁気共鳴信号を得るスキャンを実施するスキャン部と、前記スキャンによって得られる前記磁気共鳴信号に基づいて、前記被検体の撮影領域についての画像を生成する画像生成部とを有する磁気共鳴イメージング装置であって、前記被検体において前記体腔プローブが移動した位置を検出するプローブ位置検出部を含み、前記スキャン部は、前記プローブ位置検出部によって検出された前記体腔プローブの位置に対応する前記被検体の撮影領域について、前記スキャンを実施する。

上記目的を達成するため、本発明の磁気共鳴イメージング方法は、体腔プローブが挿入される被検体を収容する静磁場空間において、前記被検体の撮影領域からの磁気共鳴信号を得るスキャンを実施するスキャンステップと、前記スキャンによって得られる前記磁気共鳴信号に基づいて、前記被検体の撮影領域についての画像を生成する画像生成ステップとを有する磁気共鳴イメージング方法であって、前記被検体において前記体腔プローブが移動した位置を検出するプローブ位置検出ステップを含み、前記スキャンステップにおいては、前記プローブ位置検出ステップによって検出された前記体腔プローブの位置に対応する前記被検体の撮影領域について、前記スキャンを実施する。

本発明によれば、撮影効率を向上させることが可能な磁気共鳴イメージング装置および磁気共鳴イメージング方法を提供することができる。

以下より、本発明にかかる実施形態の一例について図面を参照して説明する。

図１は、本発明にかかる実施形態において、磁気共鳴イメージング装置１の構成を示す構成図である。

図１に示すように、磁気共鳴イメージング装置１は、スキャン部２と、操作コンソール部３とを有する。

スキャン部２について説明する。

スキャン部２は、図１に示すように、静磁場マグネット部１２と、勾配コイル部１３と、ＲＦコイル部１４と、ＲＦ駆動部２２と、勾配駆動部２３と、データ収集部２４と、クレードル２６とを有しており、静磁場が形成された撮影空間Ｂ内において被検体ＳＵの撮影領域からの磁気共鳴信号を得るスキャンを実施する。

ここでは、図１に示すように、プロトンを含むＭＲマーカー１０２が被検体へ挿入される先端側に位置するように設けられた体腔プローブ１０１を、被検体ＳＵの食道に挿入し、その体腔プローブ１０１が食道に挿入された被検体ＳＵを、静磁場が形成された撮影空間Ｂ内にスキャン部２が収容する。そして、スキャン部２は、その撮影空間Ｂ内において、体腔プローブ１０１が挿入された被検体ＳＵの撮影領域からの磁気共鳴信号を、ローデータとして得るスキャンを実施する。ここでは、スキャン部２は、後述する操作コンソール部３のプローブ位置検出部３５によって検出された体腔プローブ１０１の位置に対応する被検体の撮影領域について、スキャンを実施する。たとえば、スキャン部２は、体腔プローブ１０１に対応する位置が中心であって、この体腔プローブ１０１が移動する移動方向を垂線とする面に対応する断層面を撮影領域とし、スライディング・ウィンドウ（Ｓｌｉｄｉｎｇ Ｗｉｎｄｏｗ）を用いた高速イメージシーケンスでスキャンを実施する。また、その他に、スキャン部２は、この被検体の撮影領域からの磁気共鳴信号を得るスキャンの実施前に、体腔プローブ１０１に設けられたＭＲマーカー１０２からの磁気共鳴信号を得るスキャンを実施する。たとえば、スキャン部２は、被検体において体腔プローブ１０１が移動する移動方向に沿った断層面をスキャンする。

スキャン部２の各構成要素について、順次、説明する。

静磁場マグネット部１２は、たとえば、被検体ＳＵが収容される撮像空間Ｂを挟むように設けられた一対の永久磁石を含み、一対の永久磁石が撮像空間Ｂに静磁場を形成する。ここでは、静磁場マグネット部１２は、被検体ＳＵの体軸方向に対して垂直な方向Ｚに静磁場の方向が沿うように静磁場を形成する。なお、静磁場マグネット部１２は、超伝導磁石により構成されていてもよい。

勾配コイル部１３は、静磁場が形成された撮像空間Ｂに勾配磁場を形成し、ＲＦコイル部１４が受信する磁気共鳴信号に位置情報を付加する。ここでは、勾配コイル部１３は、３系統からなり、撮像条件に応じて、周波数エンコード方向と位相エンコード方向とスライス選択方向とのそれぞれに勾配磁場を形成する。具体的には、勾配コイル部１３は、被検体ＳＵのスライス選択方向に勾配磁場を印加し、ＲＦコイル部１４がＲＦパルスを送信することによって励起させる被検体ＳＵのスライスを選択する。また、勾配コイル１３は、被検体ＳＵの位相エンコード方向に勾配磁場を印加し、ＲＦパルスにより励起されたスライスからの磁気共鳴信号を位相エンコードする。そして、勾配コイル部１３は、被検体ＳＵの周波数エンコード方向に勾配磁場を印加し、ＲＦパルスにより励起されたスライスからの磁気共鳴信号を周波数エンコードする。

ＲＦコイル部１４は、図１に示すように、被検体ＳＵの撮像領域を囲むように配置される。ＲＦコイル部１４は、静磁場マグネット部１２によって静磁場が形成される撮像空間Ｂ内において、電磁波であるＲＦパルスを被検体ＳＵに送信して高周波磁場を形成し、被検体ＳＵの撮像領域におけるプロトンのスピンを励起する。そして、ＲＦコイル部１４は、その励起された被検体ＳＵ内のプロトンから発生する電磁波を磁気共鳴信号として受信する。

ＲＦ駆動部２２は、ＲＦコイル部１４を駆動させて撮像空間Ｂ内にＲＦパルスを送信させて高周波磁場を形成する。ＲＦ駆動部２２は、制御部３０からの制御信号に基づいて、ゲート変調器を用いてＲＦ発振器からの信号を所定のタイミングおよび所定の包絡線の信号に変調した後に、そのゲート変調器により変調された信号を、ＲＦ電力増幅器によって増幅してＲＦコイル部１４に出力し、ＲＦパルスを送信させる。

勾配駆動部２３は、制御部３０からの制御信号に基づいて、勾配パルスを勾配コイル部１３に印加して駆動させ、静磁場が形成されている撮像空間Ｂ内に勾配磁場を発生させる。勾配駆動部２３は、３系統の勾配コイル部１３に対応して３系統の駆動回路（図示なし）を有する。

データ収集部２４は、制御部３０からの制御信号に基づいて、ＲＦコイル部１４が受信する磁気共鳴信号を収集し、画像生成部３１に出力する。データ収集部２４は、位相エンコードと周波数エンコードとが施された磁気共鳴信号をｋ空間に対応するように収集する。ここでは、データ収集部２４は、ＲＦコイル部１４が受信する磁気共鳴信号をＲＦ駆動部２２のＲＦ発振器の出力を参照信号として位相検波器が位相検波する。その後、Ａ／Ｄ変換器を用いて、このアナログ信号である磁気共鳴信号をデジタル信号に変換する。そして、データ収集部２４は、この磁気共鳴信号をメモリに記憶した後に、画像生成部３１に出力する。

クレードル２６は、被検体ＳＵを載置する台を有する。クレードル部２６は、制御部３０からの制御信号に基づいて、撮像空間Ｂの内部と外部との間を移動する。

操作コンソール部３について説明する。

操作コンソール部３は、図１に示すように、制御部３０と、画像生成部３１と、操作部３２と、表示部３３と、記憶部３４と、プローブ位置検出部３５とを有する。

操作コンソール部３の各構成要素について、順次、説明する。

制御部３０は、コンピュータと、コンピュータを用いて所定のスキャンに対応する動作を各部に実行させるプログラムとを有しており、操作部３２からの操作データが入力される。そして、制御部３０は、操作部３２から入力される操作データに基づいて、ＲＦ駆動部２２と勾配駆動部２３とデータ収集部２４とのそれぞれに、所定のスキャンを実行させる制御信号を出力し制御を行う。そして、制御部３０は、操作部３２から入力される操作データに基づいて、画像生成部３１と表示部３３と記憶部３４とへ制御信号を出力し制御を行う。

本実施形態においては、制御部３０は、体腔プローブ１０１が挿入された被検体ＳＵの撮影領域からの磁気共鳴信号をローデータとして得るスキャンを、スキャン部２に実施させる。ここでは、制御部３０は、プローブ位置検出部３５によって検出された体腔プローブ１０１の位置に対応する被検体の撮影領域についてのスキャンを実施させる。また、制御部３０は、この被検体の撮影領域からの磁気共鳴信号を得るスキャンの実施前に、体腔プローブ１０１に設けられたＭＲマーカー１０２からの磁気共鳴信号を得るスキャンをスキャン部２に実施させる。

画像生成部３１は、コンピュータと、そのコンピュータを用いて所定のデータ処理を実行するプログラムとを有しており、制御部３０からの制御信号に基づいて、データ収集部２４により収集された磁気共鳴信号を取得し、その取得した磁気共鳴信号に対して画像処理を行って、被検体ＳＵの断層面についてのスライス画像を生成する。ここでは、画像生成部３１は、体腔プローブ１０１が移動する移動方向を垂線とする面に対応する断層面についてのスライス画像を、この断層面のスキャンに対してリアルタイムになるように、順次、生成する。そして、画像生成部３１は、その生成したスライス画像を、表示部３３に順次、出力する。

操作部３２は、キーボードやポインティングデバイスなどの操作デバイスにより構成されている。操作部３２は、オペレータによって操作データが入力され、その操作データを制御部３０に出力する。

表示部３３は、ＣＲＴなどの表示デバイスにより構成されており、制御部３０からの制御信号に基づいて、表示画面に画像を表示する。たとえば、表示部３３は、オペレータによって操作部３２に操作データが入力される入力項目についての画像を表示画面に表示する。具体的には、表示部３３は、エコー数，エコー時間，繰り返し時間，バンド幅などのスキャンタイミングパラメータを入力するダイヤログボックスや、スキャンの開始の指示を入力するボタンなどを表示する。その他に、表示部３３は、被検体ＳＵからの磁気共鳴信号に基づいて生成される被検体ＳＵのスライス画像についてのデータを画像生成部３１から受け、表示画面にそのスライス画像を表示する。本実施形態においては、表示部３３は、画像生成部３１によって生成された断層面についてのスライス画像を、この断層面のスキャンに対してリアルタイムになるように、順次、表示画面に表示する。

記憶部３４は、メモリにより構成されており、各種データを記憶している。記憶装置３３は、その記憶されたデータが必要に応じて制御部３０によってアクセスされる。

プローブ位置検出部３５は、コンピュータと、そのコンピュータを用いて所定のデータ処理を実行するプログラムとを有しており、被検体において体腔プローブ１０１が移動した位置を検出する。本実施形態においては、プローブ位置検出部３５は、スキャンによって得られた体腔プローブ１０１のＭＲマーカー１０２からの磁気共鳴信号に基づいて、ＭＲマーカー１０２の位置を求め、体腔プローブ１０１が移動した位置を検出する。

以下より、上記の本発明にかかる実施形態１の磁気共鳴イメージング装置１を用いて、被検体を撮像する際の動作について説明する。

図２は、本実施形態において、被検体を撮影する際の動作を示すフロー図である。

まず、図２に示すように、被検体に体腔プローブ１０１を挿入する（ＳＴ１１）。

ここでは、図１に示すように、ＭＲマーカー１０２が設けられた側を先端側として体腔プローブ１０１を、オペレータが被検体ＳＵの食道に挿入する。本実施形態においては、Ｇｄ−ＤＴＰＡ（ガドリニウムジエチレントリアミン５酢酸：Ｇａｄｌｉｎｉｕｍ Ｄｉｅｔｈｙｌｅｎｅ Ｔｒｉａｍｉｎｅ−Ｐｅｎｔａａｃｅｔｉｃ Ａｃｉｄ）などのプロトンを含むＭＲマーカー１０２が設けられた体腔プローブ１０１を、被検体ＳＵに挿入する。

つぎに、図２に示すように、被検体において体腔プローブ１０１が移動した位置を検出する（ＳＴ２１）。

ここでは、被検体ＳＵの食道においてオペレータが体腔プローブ１０１を移動した位置を、プローブ位置検出部３５が検出する。本実施形態においては、体腔プローブ１０１に設けられたＭＲマーカー１０２からの磁気共鳴信号を得るスキャンをスキャン部２が実施し、そのスキャンによって得られた体腔プローブ１０１のＭＲマーカー１０２からの磁気共鳴信号に基づいて、プローブ位置検出部３５がＭＲマーカー１０２の位置を求め、体腔プローブ１０１が移動した位置を検出する。

図３は、体腔プローブ１０１が移動した位置を検出する様子を示す側面図である。

図３に示すように、被検体において、挿入された体腔プローブ１０１を含み、その体腔プローブ１０１が移動する移動方向ｙに沿った断層面Ｐ１を、スキャン部２がスキャンし、その断層面Ｐ１についてのスライス画像を画像生成部３１が生成する。そして、その画像生成部３１によって生成されたスライス画像に対して特徴抽出処理などを実施することによって、そのスライス画像においてＭＲマーカー１０２に対応する位置をプローブ位置検出部３５が算出し、その算出結果から体腔プローブ１０１が移動した位置を求める。

つぎに、図２に示すように、被検体の撮影領域からの磁気共鳴信号を得るスキャンを実施する（ＳＴ３１）。

ここでは、プローブ位置検出部３５によって検出された体腔プローブ１０１の位置に対応する被検体の撮影領域について、スキャン部２がスキャンを実施する。

図４は、プローブ位置検出部３５によって検出された体腔プローブ１０１の位置に対応する被検体の撮影領域を、スキャン部２がスキャンする様子を示す側面図である。

図４に示すように、体腔プローブ１０１に対応する位置が中心であって、この体腔プローブ１０１が移動する移動方向ｙを垂線とする面に対応する断層面Ｐ２を撮影領域とするスキャンを、スキャン部２が実施する。

つぎに、図２に示すように、被検体の撮影領域についての画像を生成する（ＳＴ４１）。

ここでは、体腔プローブ１０１が移動する移動方向を垂線とする面であって、スキャン部２によってスキャンされた断層面についてのスライス画像を、この断層面のスキャンに対してリアルタイムになるように、順次、画像生成部３１が生成する。

つぎに、図２に示すように、生成した画像を表示する（ＳＴ５１）。

ここでは、画像生成部３１によって生成された断層面についてのスライス画像を、この断層面のスキャンに対してリアルタイムになるように、順次、表示部３３が表示画面に表示する。

以上のように、本実施形態においては、被検体ＳＵにおいて体腔プローブ１０１が移動した位置をプローブ位置検出部３５が検出する。ここでは、プロトンを含むＭＲマーカーが体腔プローブ１０１に設けられており、そのＭＲマーカー１０２からの磁気共鳴信号を得るスキャンをスキャン部２が実施し、そのスキャンによって得られたＭＲマーカーからの磁気共鳴信号に基づいて、体腔プローブ１０１が移動した位置を、プローブ位置検出部３５が検出する。そして、そのプローブ位置検出部３５によって検出された体腔プローブ１０１の位置に対応する被検体の撮影領域から、磁気共鳴信号を得るスキャンをスキャン部２が実施する。その後、そのスキャンによって得られた磁気共鳴信号に基づいて、被検体ＳＵの撮影領域についての画像を、体腔プローブ１０１が移動する移動方向を垂線とする面に対応するように、画像生成部３１が生成する。このため、本実施形態は、体腔プローブ１０１を移動させるごとに、その対応する撮影領域をオペレータが指定することなく、その移動する体腔プローブ１０１の位置に対応した撮影領域についてのスライス画像を生成し表示することができ、自動トラッキング表示が可能であるため、撮影効率を向上させることができる。

なお、上記の実施形態の磁気共鳴イメージング装置１は、本発明の磁気共鳴イメージング装置に相当する。また、上記の実施形態のスキャン部２は、本発明のスキャン部に相当する。また、上記の実施形態の画像生成部３１は、本発明の画像生成部に相当する。また、上記の実施形態のプローブ位置検出部３５は、本発明のプローブ位置検出部に相当する。また、上記の実施形態の表示部３３は、本発明の表示部に相当する。

また、本発明の実施に際しては、上記した実施形態に限定されるものではなく、種々の変形例を採用することができる。

たとえば、上記の実施形態においては、体腔プローブを被検体の食道に挿入する場合について説明したが、これに限定されない。

また、たとえば、上記の実施形態においては、ＭＲマーカーを用いて体腔プローブの位置を検出する場合について説明したが、これに限定されない。たとえば、被検体において体腔プローブが挿入された距離を測定し、その測定結果に基づいて、体腔プローブの位置を検出しても良い。

図１は、本発明にかかる実施形態において、磁気共鳴イメージング装置１の構成を示す構成図である。 図２は、本実施形態において、被検体を撮像する際の動作を示すフロー図である。 図３は、本実施形態において、体腔プローブ１０１が移動した位置を検出する様子を示す側面図である。 図４は、本実施形態において、プローブ位置検出部３５によって検出された体腔プローブ１０１の位置に対応する被検体の撮影領域を、スキャン部２がスキャンする様子を示す側面図である。

符号の説明

１：磁気共鳴イメージング装置（磁気共鳴イメージング装置）
２：スキャン部（スキャン部）、
３：操作コンソール部、
１２：静磁場マグネット部、
１３：勾配コイル部、
１４：ＲＦコイル部、
２２：ＲＦ駆動部、
２３：勾配駆動部、
２４：データ収集部、
２５：制御部、
２６：クレードル、
３０：制御部、
３１：画像生成部（画像生成部）、
３２：操作部、
３３：表示部（表示部）、
３４：記憶部、
３５：プローブ位置検出部（プローブ位置検出部）、
Ｂ：撮像空間

Claims (8)

1. 体腔プローブが挿入される被検体を収容する静磁場空間において、前記被検体の撮影領域からの磁気共鳴信号を得るスキャンを実施するスキャン部と、前記スキャンによって得られる前記磁気共鳴信号に基づいて、前記被検体の撮影領域についての画像を生成する画像生成部とを有する磁気共鳴イメージング装置であって、
   前記被検体において前記体腔プローブが移動した位置を検出するプローブ位置検出部
   を含み、
   前記スキャン部は、前記プローブ位置検出部によって検出された前記体腔プローブの位置に対応する前記被検体の撮影領域について、前記スキャンを実施する
   磁気共鳴イメージング装置。
2. 前記画像生成部は、前記体腔プローブが移動する移動方向を垂線とする面に対応するように、前記画像を生成する
   請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
3. 前記体腔プローブには、前記スキャン部により実施される前記スキャンによって前記磁気共鳴信号を発生するＭＲマーカーが設けられており、
   前記スキャン部は、前記被検体の撮影領域からの前記磁気共鳴信号を得るスキャンの実施前に、前記ＭＲマーカーからの前記磁気共鳴信号を得るスキャンを実施し
   前記プローブ位置検出部は、前記スキャンによって得られた前記ＭＲマーカーからの磁気共鳴信号に基づいて、前記体腔プローブが移動した位置を検出する
   請求項１または２に記載の磁気共鳴イメージング装置。
4. 前記ＭＲマーカーは、プロトンを含む
   請求項３に記載の磁気共鳴イメージング装置。
5. 前記ＭＲマーカーは、前記体腔プローブにおいて前記被検体へ挿入される先端側に位置するように設けられている
   請求項３または４に記載の磁気共鳴イメージング装置。
6. 前記画像生成部によって生成された前記画像を、表示画面に表示する表示部
   を有する
   請求項１から５のいずれかに記載の磁気共鳴イメージング装置。
7. 体腔プローブが挿入される被検体を収容する静磁場空間において、前記被検体の撮影領域からの磁気共鳴信号を得るスキャンを実施するスキャンステップと、
   前記スキャンによって得られる前記磁気共鳴信号に基づいて、前記被検体の撮影領域についての画像を生成する画像生成ステップと
   を有する磁気共鳴イメージング方法であって、
   前記被検体において前記体腔プローブが移動した位置を検出するプローブ位置検出ステップ
   を含み、
   前記スキャンステップにおいては、前記プローブ位置検出ステップによって検出された前記体腔プローブの位置に対応する前記被検体の撮影領域について、前記スキャンを実施する
   磁気共鳴イメージング方法。
8. 前記画像生成ステップにおいては、前記体腔プローブが移動する移動方向を垂線とする面に対応するように、前記画像を生成する
   請求項７に記載の磁気共鳴イメージング方法。
   

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