JP2008212418A - 磁気共鳴診断装置および医用画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 複数のボクセルにそれぞれ関する複数のスペクトル画像から所望のスペクトル画像を操作者が容易に選択することを可能とする。
【解決手段】 静磁場磁石１、傾斜磁場コイル２、傾斜磁場電源３、ＲＦコイルユニット６ａ，６ｂ，６ｃ、送信部７、選択回路８、受信部９および計算機ユニット１０は、それぞれ異なる複数の撮像スライスに関して被検体Ｐのスライス画像をそれぞれ撮像するとともに、測定スライスに関して被検体Ｐの磁気共鳴スペクトルを測定する。制御部１７は、スライス画像と、このスライス画像上で指定されている位置を含んだボクセルに関して測定された磁気共鳴スペクトルを表すスペクトル画像とを表す表示画面を実現する画像データを生成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）と磁気共鳴スペクトロスコピー（ＭＲＳ）とを行う磁気共鳴診断装置と、この種の磁気共鳴診断装置で得られる画像を表示するのに適する医用画像表示装置に関する。

この種の医用画像診断装置は、例えば特許文献１などによって知られている。

この種の医用画像診断装置では一般に、ＭＲＩによるマルチスライス撮像を行って得られるスライス画像のうちの１枚を位置決め用画像として利用してＭＲＳの測定範囲を設定する。そしてＭＲＳの測定結果とスライス画像との双方を参照ながらの診断のために、ＭＲＳの測定結果を表すスペクトル画像と位置決め用画像として使用されたスライス画像とを同時表示することが知られている。

図６は従来の表示画面６０の一例を示す図である。

この表示画面６０は、スライス画像６１、ボクセルセレクト画像６２およびスペクトル画像７３を並べて構成されている。スライス画像６１には、ボクセルの範囲を表すグリッド線６１ａが含まれる。ボクセルセレクト画像６２は、測定した磁気共鳴スペクトルを表したスペクトル画像をサムネイル表示している。スペクトル画像のサムネイル６２ａは、対応するボクセルの配列と同じ配列となるように配置されている。また各サムネイル６２ａは、そのスペクトル画像を選択するためのボタンとしての機能が割り付けられている。そしてボクセルセレクト画像６２上のサムネイル６２ａをクリックすることによって選択されたボクセルに関して測定された磁気共鳴スペクトルを表す画像がスペクトル画像６３として表示されている。

このような表示画面６０により、任意のボクセルに関するスペクトル画像をスライス画像と並べて表示することが可能である。
特開２００１−１８７０３８

しかしながら、グリッド線６１ａにより表されるボクセルとサムネイル６２ａとの対応を操作者がスライス画像６１とボクセルセレクト画像６２とを見比べながら判断しなければならないため、面倒であるとともに、判断ミスが起きる恐れがあった。特に、ボクセルがスライス画像に対してオブリークしている場合には、スライス画像６１においてグリッド線６１ａが図７に示すように傾いた状態で表示されることになるため、グリッド線６１ａにより表されるボクセルとサムネイル６２ａとの対応を判断することがさらに困難になる。

本発明はこのような事情を考慮してなされたものであり、その目的とするところは、複数のボクセルにそれぞれ関する複数のスペクトル画像から所望のスペクトル画像を操作者が容易に選択することを可能とすることにある。

前記の目的を達成するために第１の本発明は、被検体のスライス画像を撮像する撮像手段と、前記撮像手段が前記スライス画像の撮像を行った撮像スライスに関係した測定スライス内に複数が設定されるボクセルのそれぞれに関して前記被検体の磁気共鳴スペクトルを測定する測定手段と、前記スライス画像を第１の表示エリアに表示させるとともに、前記スライス画像上で指定されている位置を含んだ前記ボクセルに関して測定された前記磁気共鳴スペクトルを表すスペクトル画像を第２の表示エリアに表示させる画像データを生成する生成手段とを磁気共鳴診断装置に備えた。

前記の目的を達成するために第２の本発明は、測定スライス内に複数が設定されるボクセルのそれぞれに関する磁気共鳴スペクトルの測定結果を表すスペクトル画像を表示する医用画像表示装置に、前記測定スライスに関係した撮像スライスにて撮像されたスライス画像を第１の表示エリアに表示させるとともに、前記スライス画像上で指定されている位置を含んだ前記ボクセルに関して測定された磁気共鳴スペクトルを表すスペクトル画像を第２の表示エリアに表示させる画像データを生成する生成手段を備えた。

本発明によれば、複数のボクセルにそれぞれ関する複数のスペクトル画像から所望のスペクトル画像を操作者が容易に選択することを可能とすることができる。

以下、図面を参照して本発明の一実施形態につき説明する。

図１は本実施形態に係る磁気共鳴診断装置の構成を示す図である。この図１に示す磁気共鳴診断装置は、静磁場磁石１、傾斜磁場コイル２、傾斜磁場電源３、寝台４、寝台制御部５、ＲＦコイルユニット６ａ，６ｂ，６ｃ、送信部７、選択回路８、受信部９および計算機システム１０を具備する。

静磁場磁石１は、中空の円筒形をなし、内部の空間に一様な静磁場を発生する。この静磁場磁石１としては、例えば永久磁石、超伝導磁石等が使用される。

傾斜磁場コイル２は、中空の円筒形をなし、静磁場磁石１の内側に配置される。傾斜磁場コイル２は、互いに直交するＸ，Ｙ，Ｚの各軸に対応する３種のコイルが組み合わされている。傾斜磁場コイル２は、上記の３種のコイルが傾斜磁場電源３から個別に電流供給を受けて、磁場強度がＸ，Ｙ，Ｚの各軸に沿って傾斜する傾斜磁場を発生する。なお、Ｚ軸方向は、例えば静磁場と同方向とする。Ｘ，Ｙ，Ｚ各軸の傾斜磁場の組み合わせにより、スライス選択用傾斜磁場Ｇs、位相エンコード用傾斜磁場Ｇeおよびリードアウト用傾斜磁場Ｇrが形成される。スライス選択用傾斜磁場Ｇsは、任意に撮影断面を決めるために利用される。位相エンコード用傾斜磁場Ｇeは、空間的位置に応じて磁気共鳴信号の位相を変化させるために利用される。リードアウト用傾斜磁場Ｇrは、空間的位置に応じて磁気共鳴信号の周波数を変化させるために利用される。

被検体Ｐは、寝台４の天板４ａに載置された状態で傾斜磁場コイル２の空洞（撮影口）内に挿入される。寝台４は、寝台制御部５により駆動され、天板４ａをその長手方向（図１中における左右方向）および上下方向に移動する。通常、この長手方向が静磁場磁石１の中心軸と平行になるように寝台４が設置される。

ＲＦコイルユニット６ａは、１つまたは複数のコイルを円筒状のケースに収容して構成される。ＲＦコイルユニット６ａは、傾斜磁場コイル２の内側に配置される。ＲＦコイルユニット６ａは、送信部７から高周波パルス（ＲＦパルス）の供給を受けて、高周波磁場を発生する。

ＲＦコイルユニット６ｂ，６ｃは、天板４ａ上に載置されたり、天板４ａに内蔵されたり、あるいは被検体Ｐに装着される。そして撮影時には、被検体Ｐとともに傾斜磁場コイル２の空洞内に挿入される。ＲＦコイルユニット６ｂ，６ｃとしては、アレイコイルが利用される。すなわちＲＦコイルユニット６ｂ，６ｃは、それぞれ複数の要素コイルを備える。ＲＦコイルユニット６ｂ，６ｃに備えられた要素コイルはそれぞれ、被検体Ｐから放射される磁気共鳴信号を受信する。要素コイルのそれぞれの出力信号は、個別に選択回路８に入力される。受信用のＲＦコイルユニットは、ＲＦコイルユニット６ｂ，６ｃに限らず、様々なタイプのものが任意に装着可能である。また受信用のＲＦコイルユニットは、１つまたは３つ以上が装着されても良い。

送信部７は、発振部、位相選択部、周波数変換部、振幅変調部および高周波電力増幅部を有している。発振部は、静磁場中における対象原子核に固有の共鳴周波数の高周波信号を発生する。位相選択部は、上記高周波信号の位相を選択する。周波数変換部は、位相選択部から出力された高周波信号の周波数を変換する。振幅変調部は、周波数変調部から出力された高周波信号の振幅を例えばシンク関数に従って変調する。高周波電力増幅部は、振幅変調部から出力された高周波信号を増幅する。そしてこれらの各部の動作の結果として送信部７は、ラーモア周波数に対応するＲＦパルスをＲＦコイルユニット６ａに供給する。

選択回路８は、ＲＦコイルユニット６ｂ，６ｃから出力される多数の磁気共鳴信号のうちのいくつかを選択する。そして選択回路８は、選択した磁気共鳴信号を受信部９へ与える。どのチャネルを選択するかは、計算機システム１０から指示される。

受信部９は、前段増幅器、位相検波器およびアナログディジタル変換器を有する処理系を複数チャネル備えている。これら複数チャネルの処理系へは、選択回路８が選択する磁気共鳴信号がそれぞれ入力される。前段増幅器は、磁気共鳴信号を増幅する。位相検波器は、前置増幅器から出力される磁気共鳴信号の位相を検波する。アナログディジタル変換器は、位相検波器から出力される信号をディジタル信号に変換する。受信部９は、各処理系により得られるディジタル信号をそれぞれ出力する。

計算機システム１０は、インタフェース部１１、データ収集部１２、再構成部１３、記憶部１４、表示部１５、入力部１６および制御部１７を有している。

インタフェース部１１には、傾斜磁場電源３、寝台制御部５、送信部７、受信部９および選択回路８等が接続される。インタフェース部１１は、これらの接続された各部と計算機システム１０との間で授受される信号の入出力を行う。

データ収集部１２は、受信部９から出力されるディジタル信号を収集する。データ収集部１２は、収集したディジタル信号、すなわち磁気共鳴信号データを記憶部１４に格納する。

再構成部１３は、記憶部１４に記憶された磁気共鳴信号データに対して、後処理、すなわちフーリエ変換等の再構成を実行し、被検体Ｐ内の所望核スピンのスペクトラムデータあるいは画像データを求める。

記憶部１４は、磁気共鳴信号データと、スペクトラムデータあるいは画像データとを、患者毎に記憶する。

表示部１５は、スペクトラムデータあるいは画像データ等の各種の情報を制御部１７の制御の下に表示する。表示部１５としては、液晶表示器などの表示デバイスを利用可能である。

入力部１６は、オペレータからの各種指令や情報入力を受け付ける。入力部１６としては、マウスやトラックボールなどのポインティングデバイス、モード切替スイッチ等の選択デバイス、あるいはキーボード等の入力デバイスを適宜に利用可能である。

制御部１７は、ＣＰＵやメモリ等を有しており、本実施形態の磁気共鳴診断装置を総括的に制御する。制御部１７は、次のようないくつかの機能を備える。上記機能の１つは、マルチスライス撮像および磁気共鳴スペクトルの測定を行うように傾斜磁場電源３、送信部７、選択回路８、受信部９、データ収集部１２および再構成部１３などを制御する。上記機能の１つは、スペクトル画像とスライス画像とを同時表示するための表示画面が得られるように画像データを生成する。

次に以上のように構成された磁気共鳴診断装置の動作について説明する。なお、本実施形態の磁気共鳴診断装置における特徴的な動作は、スペクトル画像とスライス画像との同時表示機能にあるので、この機能に係わる動作を中心に説明する。

図２はスペクトル画像とスライス画像とを同時表示するための制御部１７の処理手順を示すフローチャートである。なおこの処理は、周知の手順によりマルチスライス撮像された複数のスライス画像や、周知の手順により作成されたスペクトル画像が、例えば記憶部１４に保存さている状態で、操作者によりスペクトル画像の表示が要求されたことに応じて実行される。

なお、本実施形態の磁気共鳴診断装置は、マルチスライス指定による３次元ＭＲＳ（３ＤＭＲＳ）を行うことが可能であり、複数の測定スライスに属するボクセルのそれぞれがスペクトル測定の対象となる。

ステップＳａ１において制御部１７は、表示対象の測定スライスを決定する。この決定は、例えば操作者による指定などに応じて行うようにしたり、中央または端部などの測定スライスのようなデフォルトのスライスに決定することが考えられる。

ステップＳａ２において制御部１７は、表示対象の測定スライスに対応するスライス画像を表示部１５の表示画面の一部領域に表示させる画像を生成する。このときに表示部１５の表示画面上には、ポインタも表示される。

ステップＳａ３およびステップＳａ４において制御部１７は、ポインタによるポイント位置が磁気共鳴スペクトルの測定を行ったボクセル（以下、測定ボクセルと称する）内になるか、あるいは処理実行指示がなされるのを待ち受ける。もしポイント位置が測定ボクセル内では無いときに処理実行指示がなされたならば、制御部１７は指示された処理へステップＳａ４から移行する。これに対して、ポインタが測定ボクセル内に移動されたならば、制御部１７はステップＳａ３からステップＳａ５へ進む。

ステップＳａ５において制御部１７は、ポインタによりポイントされているボクセルに関するスペクトル画像を、スライス画像に並べて表示部１５の表示画面の一部領域に表示させるように画像を変更する。

図３はステップＳａ５を終えた時点における表示部１５の表示画面３０の一例を示す図である。表示画面３０は、スライス画像３１およびスペクトル画像３２を並べて表すとともに、画面中の任意の位置にポインタ３０ａを表している。スライス画像３１には、ボクセルの範囲を表すグリッド線３１ａが含まれる。なお表示画面３０には、コンソール画像３３が含まれる。コンソール画像３３には、各種の操作ボタンや情報表示領域が含まれる。コンソール画像３３のうちの領域３３ａは、後処理の内容を設定するための領域である。後処理とは、スペクトラムデータまたはスペクトル画像に対して行う各種の処理である。この後処理は例えば、データ種（ＦＦＴ後データや位相補正データなど）やデータタイプ（Real，Imgなど）の変更や正規化、あるいは記憶媒体への保存など、如何なる処理であっても良い。

ステップＳａ６乃至ステップＳａ８において制御部１７は、ポインタ３０ａが移動されるか、スライスの変更指示がなされるか、あるいは確定指示がなされるのを待ち受ける。

ポインタ３０ａが移動されたならば制御部１７は、ステップＳａ６からステップＳａ３へ戻る。かくして、ポインタ３０ａが別の測定ボクセルに移動されたならば、制御部１７はステップＳａ５を再度実行することとなる。これにより表示画面３０は、移動後のポインタ３０ａが新たにポイントする測定ボクセルに関するスペクトル画像３４がスペクトル画像３２に代えて表される画像に更新される。このように、ポインタ３０ａの移動に応じて、ポインタ３０ａがポイントしているボクセルに関するスペクトル画像３４が常に表示されるように表示画面３０が逐次更新される。図４は図３に示す状態からポインタ３０ａが１つ左のボクセルをポイントするように移動された場合の表示画面３０の一例を示す図である。

さて、例えば入力部１６でスライスの変更指示がなされたならば、制御部１７はステップＳａ７からステップＳａ９へ進む。ステップＳａ９において制御部１７は、表示対象の測定スライスを変更する。これは例えば、マウスホイールが回転された際に、このマウスホイールの回転量に応じて表示対象の測定スライスを変更することにより達成できる。あるいは、スライスの変更開始の指示に応じてスライダなどのツールを表示画面３０に表示させ、これの操作に応じて表示対象の測定スライスを変更することにより達成できる。

続いてステップＳａ１０において制御部１７は、表示部１５に表示しているスライス画像を、変更後の表示対象の測定スライスに対応したスライス画像に変更する。こののちに制御部１７は、ステップＳａ５に処理を戻す。かくして、新たに指定された表示対象の測定スライス中でポイントされた測定ボクセルに関するスペクトル画像が表示画面３０中に表されるようになる。つまり、ポインタ３１ａがスライス方向に移動され、これに応じて表示されるスペクトル画像が変更されることになる。

測定ボクセルのいずれかがポイントされている状態、すなわちいずれかのスペクトル画像が表示画面３０中に示された状態で、例えば入力部１６にて確定指示がなされたならば、制御部１７はステップＳａ８からステップＳａ１１へ進む。ステップＳａ１１において制御部１７は、この時点でポイントされているボクセルに関して磁気共鳴スペクトルの測定を行って得られたスペクトラムデータを後処理の対象として決定する。そしてステップＳａ１２において制御部１７は、後処理の対象として決定したスペクトラムデータに基づくスペクトル画像を例えば図５に示すように表示画面３０を更新する。なお図５においては、画像３５が後処理の対象として決定したスペクトラムデータに基づくスペクトル画像である。

以上のように本実施形態によれば、表示画面３０には、ポインタ３０ａによりスライス画像上でポイントされている測定ボクセルに関するスペクトル画像が常に表されるので、操作者は表示画面３０に表されたスペクトル画像がどの測定ボクセルに関するものであるかを、容易かつ的確に把握することが可能である。そして、操作者がポインタ３０ａを任意に移動させることによって、表示画面３０に表されるスペクトル画像を極めて容易に変更することができる。さらに、スペクトル画像が表示画面３０に表されている時に操作者が確定指示を行えば、その表示中のスペクトル画像に関するスペクトルデータが後処理の対象として決定されるから、所望のスペクトルデータを容易かつ確実に後処理の対象として決定することができる。

また本実施形態によれば、操作者がスライス変更指示を行うことによって、スペクトル画像の表示対象とする測定ボクセルをスライス方向に変更することができるので、３次元収集されたスペクトルデータを、容易な操作により効率的に確認することが可能である。

この実施形態は、次のような種々の変形実施が可能である。

後処理の対象とするスペクトルデータの決定は行わずに、単にスペクトルデータの閲覧を可能とするものとしても良い。

表示画面３０を構成する画像の一部または全てを、それぞれ異なる表示デバイスにて表示させるようにしても良い。

スペクトル画像およびスライス画像を個別に表す複数の画像をそれぞれ異なる表示デバイスで表示させるように同時に出力するようにしても良い。

上記の表示機能は、ビューワなどの医用画像表示装置に備えることもできる。

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。

本発明の本実施形態に係る磁気共鳴診断装置の構成を示す図。 スペクトル画像とスライス画像とを同時表示するための図１中の制御部１７の処理手順を示すフローチャート。 図２中のステップＳａ５を終えた時点における表示画面の一例を示す図。 図３に示す状態からポインタが１つ左のボクセルをポイントするように移動された場合の表示画面の一例を示す図。 図２中のステップＳａ１２を終えた時点における表示画面の一例を示す図。 従来の表示画面の一例を示す図。 ボクセルがスライス画像に対してオブリークしている場合におけるスライス画像でのグリッド線の表示例を示す図。

符号の説明

１…静磁場磁石、２…傾斜磁場コイル、３…傾斜磁場電源、４…寝台、５…寝台制御部、６ａ，６ｂ，６ｃ…ＲＦコイルユニット、７…送信部、８…選択回路、９…受信部、１０…計算機システム、１１…インタフェース部、１２…データ収集部、１３…再構成部、１４…記憶部、１５…表示部、１６…入力部、１７…制御部。

Claims (8)

1. 被検体のスライス画像を撮像する撮像手段と、
   前記撮像手段が前記スライス画像の撮像を行った撮像スライスに関係した測定スライス内に複数が設定されるボクセルのそれぞれに関して前記被検体の磁気共鳴スペクトルを測定する測定手段と、
   前記スライス画像を第１の表示エリアに表示させるとともに、前記スライス画像上で指定されている位置を含んだ前記ボクセルに関して測定された前記磁気共鳴スペクトルを表すスペクトル画像を第２の表示エリアに表示させる画像データを生成する生成手段とを具備したことを特徴とする磁気共鳴診断装置。
2. 前記生成手段は、前記第１の表示エリアに表示させて操作者による指示に応じて移動させるポインタによりポイントされている位置を前記指定されている位置とすることを特徴とする請求項１に記載の磁気共鳴診断装置。
3. 確定指示がなされたときに前記第２の表示エリアに表示されていたスペクトル画像が表す磁気共鳴スペクトルを後処理の対象として確定する手段をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の磁気共鳴診断装置。
4. 前記測定手段は、複数の測定スライス内にそれぞれ複数が設定されるボクセルのそれぞれに関して前記被検体の磁気共鳴スペクトルを測定し、
   前記生成手段は、前記複数の測定スライスのうちから任意に選択された１つの測定スライスに含まれた前記ボクセルに関して測定された前記磁気共鳴スペクトルを表すスペクトル画像を第２の表示エリアに表示し、かつ測定スライスの変更が指示された場合には、指定された変更後の測定スライスにおいて前記スライス画像上で指定されている位置に相当する位置を含む前記ボクセルに関して測定された磁気共鳴スペクトルを表すスペクトル画像を前記第２の表示エリアに表示させるように前記画像データを変更することを特徴とする請求項１に記載の磁気共鳴診断装置。
5. 測定スライス内に複数が設定されるボクセルのそれぞれに関する磁気共鳴スペクトルの測定結果を表すスペクトル画像を表示する医用画像表示装置において、
   前記測定スライスに関係した撮像スライスにて撮像されたスライス画像を第１の表示エリアに表示させるとともに、前記スライス画像上で指定されている位置を含んだ前記ボクセルに関して測定された磁気共鳴スペクトルを表すスペクトル画像を第２の表示エリアに表示させる画像データを生成する生成手段とを具備したことを特徴とする医用画像表示装置。
6. 前記生成手段は、前記第１の表示エリアに表示させて操作者による指示に応じて移動させるポインタによりポイントされている位置を前記指定されている位置とすることを特徴とする請求項５に記載の医用画像表示装置。
7. 確定指示がなされたときに前記第２の表示エリアに表示されていたスペクトル画像が表す磁気共鳴スペクトルを後処理の対象として確定する手段をさらに備えることを特徴とする請求項５に記載の医用画像表示装置。
8. 前記生成手段は、複数の測定スライスのうちから任意に選択された１つの測定スライスに含まれた前記ボクセルに関して測定された前記磁気共鳴スペクトルを表すスペクトル画像を第２の表示エリアに表示し、かつ測定スライスの変更が指示された場合には、指定された変更後の測定スライスにおいて前記スライス画像上で指定されている位置に相当する位置を含む前記ボクセルに関して測定された磁気共鳴スペクトルを表すスペクトル画像を前記第２の表示エリアに表示させるように前記画像データを変更することを特徴とする請求項５に記載の医用画像表示装置。

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