JP2009279290A - Medical image diagnostic apparatus - Google Patents

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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/50Clinical applications
    • A61B6/507Clinical applications involving determination of haemodynamic parameters, e.g. perfusion CT

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  • Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
  • Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To achieve a medical image diagnostic apparatus capable of displaying blood flow information in an image in a three-dimensional manner. <P>SOLUTION: After mounting a synchronization measurement device to a subject, 4D high-speed imaging is started by using an MRI apparatus. A contrast medium is injected by synchronizing with biological monitor information, and a time-series blood flow 4D image is obtained (Steps 101-104). Image processing is performed in each time phase, and a blood flow vector by a pixel is visualized. Navigation is activated. The blood flow 4D image information is loaded, and surgery is started (Steps 105-109). 4D navigation is displayed by synchronizing with the biological synchronization measurement device, and the blood flow information is displayed by superimposing on the 4D navigation (Steps 110, 111). A position of a surgical instrument is detected, and three-dimensional blood flow information around a distal end of a needle of the surgical instrument is calculated. The blood flow flowing toward the needle and the blood flow flowing off the needle are displayed in different colors. The amount of the blood flow is calculated from the blood flow vector and a volume. When the surgical instrument comes close to a blood vessel with a blood flow value exceeding a set blood flow value, an alert is issued (Step 112, 113). The surgical instrument reaches to a target site by navigation, so that a treatment is started (Steps 114, 115). <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、磁気共鳴イメージング装置等の医用画像診断装置に関する。   The present invention relates to a medical image diagnostic apparatus such as a magnetic resonance imaging apparatus.

医用画像診断装置である核磁気共鳴イメージング装置(MRI装置)は、連続的に被検体中の水素や燐等からの核磁気共鳴信号(MR信号)を測定し、核の密度分布や緩和時間分布等を映像化するものである。   A nuclear magnetic resonance imaging apparatus (MRI apparatus), which is a medical diagnostic imaging apparatus, continuously measures nuclear magnetic resonance signals (MR signals) from hydrogen, phosphorus, etc. in a subject, and distributes nuclear density distribution and relaxation time distribution. Etc. are visualized.

MRI装置を用いた心臓イメージングや、手術時の穿刺モニタリング、経皮的治療などに使用されるI−MRI装置(interventional−MRI装置、または、Intraoperative−MRI装置の略称)では、リアルタイムで撮像する断層面を任意に設定したいという要望がある。撮像する断層面を任意に選択する手法として、グラフィカルユーザインタフェースにMRI画像を表示して、画面上のボタンをクリックして、次に撮像する断層面を決定する方法(非特許文献1)や、3次元マウスなどを使う方法(特許文献1)などが提案されている。   In an I-MRI apparatus (interventional-MRI apparatus or an abbreviated name of Intraperactive-MRI apparatus) used for cardiac imaging using an MRI apparatus, puncture monitoring during surgery, percutaneous treatment, etc. There is a desire to set the surface arbitrarily. As a method for arbitrarily selecting a tomographic plane to be imaged, a method of displaying an MRI image on a graphical user interface, clicking a button on the screen, and determining a tomographic plane to be imaged next (Non-Patent Document 1), A method using a three-dimensional mouse or the like (Patent Document 1) has been proposed.

これらの方法では、撮像する断層面の位置や向きをマウスなどの入力手段で調整、設定しなければならず煩雑なので、MRI装置としては、より簡便に撮像する断層面の位置や向きを調整、設定できることが望ましい。その手法として、特許文献2や特許文献3などの断層面指示デバイス(ポインタなど)を用いて撮像する断層面を決定するMRI装置が提案されている。   In these methods, since the position and orientation of the tomographic plane to be imaged must be adjusted and set by an input means such as a mouse, the MRI apparatus can adjust the position and orientation of the tomographic plane to be imaged more easily. It is desirable that it can be set. As such a technique, there has been proposed an MRI apparatus that determines a tomographic plane to be imaged using a tomographic plane indicating device (such as a pointer) disclosed in Patent Document 2 and Patent Document 3.

特許文献2では、断層面指示デバイスであるポインタに発光ダイオードが設けられ、操作者がポインタで指し示した位置を赤外線カメラで検出したり、関節にセンサが備えられたアームの先端部にポインタを設け、アームの関節の角度などでポインタの位置を検出し、これに基づいて、断層面を自動的に調整するものである。また、特許文献3は、2個の赤外線カメラと3個の反射球を備えたポインタとを使って指示した断層面を自動的に決定して撮像するものである。実際に実用レベルにあるシステムは、学会等においても臨床適用結果についても多数発表されている(特許文献4)。   In Patent Document 2, a light-emitting diode is provided on a pointer that is a tomographic plane indicating device, and an infrared camera detects the position pointed to by the operator, or a pointer is provided at the tip of an arm provided with a sensor at a joint. The position of the pointer is detected based on the angle of the joint of the arm and the tomographic plane is automatically adjusted based on the detected position. Japanese Patent Laid-Open No. 2004-228561 automatically determines and images a tomographic plane instructed using two infrared cameras and a pointer provided with three reflecting spheres. A large number of systems that are actually at a practical level have been published at academic societies and the like for clinical application results (Patent Document 4).

また、位置検出装置と過去に撮像したボリュームデータを用いた手術ナビゲーションシステムは手術時に患者に対してポインタなどにより指定される位置を、当該位置を含む患者の直交3平面それぞれを断面とする断層画像上に表示することにより手術操作をナビゲーションするシステムであり、脳神経外科手術などの高精度の外科手術に適用されている。   In addition, a surgical navigation system using a position detection device and volume data captured in the past is a tomographic image in which a position designated by a pointer or the like to a patient at the time of surgery is taken as a cross section of each of three orthogonal planes of the patient including the position. It is a system for navigating surgical operations by displaying them on top, and is applied to high-precision surgical operations such as neurosurgery.

ここで、このような手術ナビゲーションシステムにおける患者の断層画像は、予め、MRI装置によって撮像した3次元のデータであるボリュームデータにより生成される。一方、ポインタによる指定位置を定めるために必要とされるポインタの位置検出の方式には、機械式、光学式、磁気式、超音波式などの方式がある。   Here, a tomographic image of a patient in such a surgical navigation system is generated in advance by volume data that is three-dimensional data captured by an MRI apparatus. On the other hand, methods for detecting the position of the pointer required for determining the designated position by the pointer include methods such as a mechanical method, an optical method, a magnetic method, and an ultrasonic method.

その他、生体リズム(呼吸、脈波、心拍等)に応じた4D画像を予め取得しておき、手術時に4D画像を表示するシステムも提案されている(特許文献5)。   In addition, a system has also been proposed in which a 4D image corresponding to a biological rhythm (respiration, pulse wave, heartbeat, etc.) is acquired in advance and the 4D image is displayed during surgery (Patent Document 5).

高速撮像シーケンスの応用のひとつとして、フルオロスコピー(透視撮像)と呼ばれるリアルタイム動態画像化法が臨床応用されつつある。フルオロスコピーでは、1秒以下程度の周期で撮像と画像再構成を繰り返すことにより、あたかもX線透視撮像のように体内組織の動態抽出や体内に外部から挿入した器具の位置把握に用いることができる動態画像を生成・表示する。   As one application of the high-speed imaging sequence, a real-time dynamic imaging method called fluoroscopy (perspective imaging) is being clinically applied. In fluoroscopy, by repeating imaging and image reconstruction with a period of about 1 second or less, it can be used to extract the dynamics of internal tissues and to grasp the position of an instrument inserted from the outside like a fluoroscopic imaging. Generate and display dynamic images.

この応用は三次元高速撮像にも応用されている。方法として、Rawデータを間引いて撮像し、以前のデータを用いて補完・再構成する技術がある(特許文献6)。例えば、TR=1、Phase Encode=20、Slice Encode=20とすれば、400ms毎に1ボリュームの三次元画像を連続取得することができる。   This application is also applied to three-dimensional high-speed imaging. As a method, there is a technique in which Raw data is thinned and imaged, and complemented and reconstructed using previous data (Patent Document 6). For example, if TR = 1, Phase Encode = 20, and Slice Encode = 20, one volume of three-dimensional images can be continuously acquired every 400 ms.

また、医用画像診断装置として、超音波診断装置があるが、被検体内に超音波を送受信し得られた反射エコー信号を用いて診断部位について2次元超音波画像或いは3次元超音波画像を形成して表示するものである。超音波診断装置は、被検体に超音波を照射し受信する振動子素子を備えた超音波探触子と、超音波信号を送受信する超音波送受信部と、受信信号に基づいて2次元超音波画像(Bモード画像)或いは3次元超音波画像を構成する超音波画像構成部と、超音波画像構成部により構成された超音波画像を表示する表示部と、これらを制御する制御部と、制御部に指示を与えるコントロールパネルとを有している。   In addition, there is an ultrasonic diagnostic apparatus as a medical image diagnostic apparatus, and a two-dimensional ultrasonic image or a three-dimensional ultrasonic image is formed on a diagnostic region using a reflected echo signal obtained by transmitting and receiving ultrasonic waves in a subject. Are displayed. The ultrasonic diagnostic apparatus includes an ultrasonic probe including a transducer element that irradiates and receives an ultrasonic wave on a subject, an ultrasonic transmission / reception unit that transmits / receives an ultrasonic signal, and a two-dimensional ultrasonic wave based on the received signal. An ultrasonic image composing unit that forms an image (B-mode image) or a three-dimensional ultrasonic image, a display unit that displays an ultrasonic image formed by the ultrasonic image composing unit, a control unit that controls these, and a control And a control panel for giving instructions to the unit.

現在、超音波画像処理の技術は進歩しており、探触子に向かう方向の血流を赤色で、遠ざかる方向の血流を青色で表示するカラードップラー法がある(特許文献7)。利点としては、早い血流と遅い血流とを同時に表示できるだけでなく、カラーゲインを調節して速度が早いほど明るく表示することで血流を評価する。   At present, the technique of ultrasonic image processing is advancing, and there is a color Doppler method that displays the blood flow in the direction toward the probe in red and the blood flow in the direction away from the probe in blue (Patent Document 7). As an advantage, the blood flow can be evaluated by not only displaying the fast blood flow and the slow blood flow at the same time, but also adjusting the color gain to display the brighter as the speed increases.

米国特許第5512827号明細書US Pat. No. 5,512,827 米国特許第5365927号明細書US Pat. No. 5,365,927 米国特許第6026315号明細書US Pat. No. 6,063,315 国際公開第03/026505号パンフレットInternational Publication No. 03/026505 Pamphlet 特開2007−185278号公報JP 2007-185278 A 米国特許第6044290号明細書US Pat. No. 6,044,290 特許第3029706号明細書Japanese Patent No. 3029706 Magnetic Resonance in Medicine:Real-time interactive MRI on a conventional scanner;AB。Kerr他、38巻、pp。355−367(1997)Magnetic Resonance in Medicine: Real-time interactive MRI on a conventional scanner; AB. Kerr et al., 38, pp. 355-367 (1997)

上記カラードップラー法による画像は超音波二次元画像を用いてリアルタイム血流情報を閲覧することができるので、診断だけでなく手術分野においても重要な役割を果たす機能である。   Since the image by the color Doppler method can browse real-time blood flow information using an ultrasonic two-dimensional image, it is a function that plays an important role not only in diagnosis but also in the surgical field.

しかし、表示される血流情報は二次元画像であり、奥行き情報等の三次元的に血流情報を閲覧することは未だ実現していない。また、現状カラードップラー機能は超音波装置に付属する機能なので、超音波が届く範囲でしか描出できないデメリットもある。   However, the displayed blood flow information is a two-dimensional image, and browsing the blood flow information in three dimensions such as depth information has not yet been realized. Moreover, since the current color Doppler function is a function attached to the ultrasonic apparatus, there is a demerit that can be drawn only within a range where the ultrasonic wave can reach.

本発明の目的は、血流情報を三次元的に画像表示可能な医用画像診断装置を実現することである。   An object of the present invention is to realize a medical image diagnostic apparatus capable of displaying blood flow information three-dimensionally.

上記目的を達成するため、本発明は次のように構成される。   In order to achieve the above object, the present invention is configured as follows.

被検体の三次元画像情報を撮像する撮像手段と、術具検出手段と、被検体の断面画像及び術具を表示する画像表示手段とを有する医用画像診断装置において、上記撮像手段、術具検出手段及び画像表示手段を制御する制御演算手段を備え、この制御演算手段は、上記撮像手段によりされた被検体の三次元画像情報から血管の血流ベクトルを算出し、上記術具検出手段により検出された術具の先端位置に対する血管の血流方向を上記血流ベクトルに基づいて算出し、算出した血流方向に対して予め定めた色彩を、上記被検体の断面画像の血管部分に付加し、上記術具と共に上記画像表示手段に三次元画像表示させる。   In a medical image diagnostic apparatus having an imaging means for imaging three-dimensional image information of a subject, a surgical instrument detection means, and an image display means for displaying a cross-sectional image of the subject and a surgical instrument, the imaging means and the surgical instrument detection And a control calculation means for controlling the image display means, the control calculation means calculates a blood flow vector of the blood vessel from the three-dimensional image information of the subject obtained by the imaging means, and detects it by the surgical instrument detection means. The blood flow direction of the blood vessel with respect to the distal end position of the surgical instrument is calculated based on the blood flow vector, and a color predetermined for the calculated blood flow direction is added to the blood vessel portion of the cross-sectional image of the subject. The three-dimensional image is displayed on the image display means together with the surgical instrument.

血流情報を三次元的に画像表示可能な医用画像診断装置を実現することができる。   A medical image diagnostic apparatus capable of displaying blood flow information three-dimensionally can be realized.

以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

図1は、本発明の位置実施形態における動作フローチャートであり、図2は本発明が適用されるMRI装置の概略構成図である。   FIG. 1 is an operation flowchart in a position embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic configuration diagram of an MRI apparatus to which the present invention is applied.

まず、図2に示すMRI装置1について説明する。MRI装置1は、例えば、垂直磁場方式0.3T永久磁石方式のMRI装置であり、垂直な静磁場を発生させる上部磁石3と、下部磁石5と、これら磁石を連結するとともに上部磁石3を支持する支柱7と、位置検出デバイス9と、アーム11と、モニタ13、14と、モニタ支持部15と、基準ツール17と、パーソナルコンピュータ19と、ベッド21と、制御部23とを備えている。   First, the MRI apparatus 1 shown in FIG. 2 will be described. The MRI apparatus 1 is, for example, a vertical magnetic field type 0.3T permanent magnet type MRI apparatus, and connects the upper magnet 3 and the lower magnet 5 that generate a vertical static magnetic field, and supports the upper magnet 3. Support column 7, position detection device 9, arm 11, monitors 13 and 14, monitor support unit 15, reference tool 17, personal computer 19, bed 21, and control unit 23.

MRI装置1の図示しない傾斜磁場発生部は、領斜磁場をパルス的に発生させ、最大傾磁場強度15mT/mで、スルーレート20mT/m/msである。さらに、MRI装置1は、静磁場中の被検体24に核磁気共鳴を生じさせるための図示しないRF送信器と、被検体24からの核磁気共鳴信号を受信する図示しないRF受信器とを備え、これらは12.88MHzの共振型コイルである。   A gradient magnetic field generation unit (not shown) of the MRI apparatus 1 generates a gradient magnetic field in a pulse manner, has a maximum gradient magnetic field strength of 15 mT / m, and a slew rate of 20 mT / m / ms. Furthermore, the MRI apparatus 1 includes an RF transmitter (not shown) for generating nuclear magnetic resonance in the subject 24 in a static magnetic field, and an RF receiver (not shown) that receives a nuclear magnetic resonance signal from the subject 24. These are 12.88 MHz resonant coils.

位置検出デバイス(術具検出手段)9は、2台の赤外線カメラ25と、赤外線を発光する図示しない発光ダイオードを含んで構成され、断層面指示デバイスであるポインタ27の位置及び姿勢を検出する。また、位置検出デバイス9は、アーム11により移動可能に上部磁石3に連結され、図2に示すように、MRI装置1に対する配置を適宜変更することができる。   The position detection device (surgical instrument detection means) 9 includes two infrared cameras 25 and a light emitting diode (not shown) that emits infrared light, and detects the position and posture of a pointer 27 that is a tomographic plane indicating device. Further, the position detection device 9 is connected to the upper magnet 3 so as to be movable by the arm 11, and the arrangement relative to the MRI apparatus 1 can be appropriately changed as shown in FIG.

モニタ13は、操作者29が把持するポインタ27により指示された被検体24の断層面の画像を表示するもので、モニタ支持部15により、赤外線カメラ25と同様に上部磁石3に連結されている。基準ツール17は、赤外線カメラ25の座標系とMRI装置1の座標系をリンクさせるもので、3つの反射球35を備え、上部磁石3の側面に設けられている。   The monitor 13 displays an image of the tomographic plane of the subject 24 indicated by the pointer 27 held by the operator 29, and is connected to the upper magnet 3 by the monitor support unit 15 similarly to the infrared camera 25. . The reference tool 17 links the coordinate system of the infrared camera 25 and the coordinate system of the MRI apparatus 1, includes three reflecting spheres 35, and is provided on the side surface of the upper magnet 3.

パーソナルコンピュータ19には、赤外線カメラ25が検出し算出したポインタ27の位置が、位置データとして、例えば、RS232Cケーブル33を介して送信される。制御部23は、ワークステーションで構成され、図示しないRF送信器、RF受信器などを制御する。また、制御部23は、パーソナルコンピュータ19と接続されている。パーソナルコンピュータ19では赤外線カメラ25が検出し算出したポインタ27の位置をMRI装置1で利用可能な位置データに変換し制御部23へ送信する。位置データは、撮像シーケンスの撮像断面へ反映される。新たな撮像断面で取得された画像は液晶モニタ13に表示される。   The position of the pointer 27 detected and calculated by the infrared camera 25 is transmitted to the personal computer 19 via the RS232C cable 33 as position data, for example. The control unit 23 includes a workstation and controls an RF transmitter, an RF receiver, and the like (not shown). The control unit 23 is connected to the personal computer 19. In the personal computer 19, the position of the pointer 27 detected and calculated by the infrared camera 25 is converted into position data usable by the MRI apparatus 1 and transmitted to the control unit 23. The position data is reflected on the imaging section of the imaging sequence. An image acquired with a new imaging section is displayed on the liquid crystal monitor 13.

パーソナルコンピュータ19及び制御部23により制御演算手段が構成される。   The personal computer 19 and the control unit 23 constitute control calculation means.

また、画像は映像記録装置(画像記憶手段)34に同時記録される。例えば断層面指示デバイスであるポインタ27を穿刺針36などに取り付け、穿刺針36のある位置を常に撮像断面とする様に構成した場合、モニタ13には針を常に含む断面が表示されることになる。被検体24には、同期計測装置(生体情報取得手段)38が取り付けられている。この同期計測装置38により計測された生体情報(呼吸、脈拍、心拍等)が計測され、4Dボリューム画像が取得される。   The image is simultaneously recorded in the video recording device (image storage means) 34. For example, when the pointer 27 which is a tomographic plane indicating device is attached to the puncture needle 36 or the like and configured so that the position where the puncture needle 36 is located is always the imaging section, the monitor 13 displays a section that always includes the needle. Become. A synchronous measuring device (biological information acquisition means) 38 is attached to the subject 24. The biological information (respiration, pulse, heartbeat, etc.) measured by the synchronous measurement device 38 is measured, and a 4D volume image is acquired.

図3に4Dボリューム画像取得例の説明図である。図3において、患者に取り付けられた同期計測装置38から生体情報(呼吸、脈波、心拍等)を取得する(処理301)。ここでは、被検体の呼吸情報をモニタしており、吸気・吸気−呼気中間・呼気の3Phaseの例を示している。吸気Phase302に同期した3D撮像305、吸気−呼気中間Phaseに同期した3D撮像306、呼気Phaseに同期した3D撮像307を時系列で行い、メモリ34上に記録する(処理308)。   FIG. 3 is an explanatory diagram of a 4D volume image acquisition example. In FIG. 3, biological information (respiration, pulse wave, heartbeat, etc.) is acquired from the synchronous measurement device 38 attached to the patient (process 301). Here, the respiratory information of the subject is monitored, and an example of 3 phases of inspiration / inspiration-expiration intermediate / expiration is shown. The 3D imaging 305 synchronized with the inhalation phase 302, the 3D imaging 306 synchronized with the inhalation-expiration intermediate phase, and the 3D imaging 307 synchronized with the expiration phase are performed in time series and recorded on the memory 34 (process 308).

図4は4Dボリューム画像再構成例の説明図である。図4において、被検体401に取り付けられた生体同期計測装置405で生体情報を取得し、三次元位置検出カメラ403にて術具402の位置を検出し、撮像断面404を計算する。ここで、生体情報(呼吸情報)は吸気407、呼気409、その中間408の3パターンあり、それぞれの3Dボリューム画像410〜412はメモリ上に記録されているので、手術時は呼吸情報に同期した画像413をリアルタイムに提供することができる。   FIG. 4 is an explanatory diagram of a 4D volume image reconstruction example. In FIG. 4, the biological information is acquired by the biological synchronization measuring device 405 attached to the subject 401, the position of the surgical instrument 402 is detected by the three-dimensional position detection camera 403, and the imaging section 404 is calculated. Here, there are three patterns of biological information (breathing information): inspiration 407, expiration 409, and intermediate 408, and since each 3D volume image 410-412 is recorded on the memory, it is synchronized with the breathing information at the time of surgery. The image 413 can be provided in real time.

図2に示したMRI装置を用いた本発明の一実施形態の動作について図1を参照して説明する。   The operation of the embodiment of the present invention using the MRI apparatus shown in FIG. 2 will be described with reference to FIG.

図1において、被検体24にモニタ用の同期計測装置38を装着し(ステップ101)、MRI装置1にて4D高速撮像を開始する(ステップ102)。生体モニタ情報に同期させて造影剤を注入し(ステップ103)、時系列血流4D画像を取得する(ステップ104)。各時相における画像処理を行い(ステップ105)、画素単位の血流ベクトルをそれぞれ描出する(ステップ106)。   In FIG. 1, a synchronous measurement device 38 for monitoring is mounted on the subject 24 (step 101), and 4D high-speed imaging is started by the MRI apparatus 1 (step 102). A contrast medium is injected in synchronization with the biological monitor information (step 103), and a time-series blood flow 4D image is acquired (step 104). Image processing in each time phase is performed (step 105), and blood flow vectors in units of pixels are drawn (step 106).

次に、ナビゲーションを起動し(ステップ107)、血流4D画像情報を読み込み(ステップ108)、手術開始する(ステップ109)。生体同期計測装置38はリアルタイムに生体情報を取得可能なことから、それに同期して4Dナビゲーションを表示する(ステップ110)、その上に血流情報を重畳表示する(ステップ111)。   Next, navigation is started (step 107), blood flow 4D image information is read (step 108), and surgery is started (step 109). Since the biological synchronization measuring device 38 can acquire biological information in real time, 4D navigation is displayed in synchronization with the biological information (step 110), and blood flow information is superimposed and displayed thereon (step 111).

ここで、三次元術具位置検出装置(17、25等)にて術具36の位置を検出し、術具36の針先端を中心とした三次元血流情報をリアルタイムに計算し、針に向かって流れてくる血流と離れていく血流情報とを色分け表示する(ステップ112)。さらに、血流ベクトルと体積から血流量を計算し、予め設定した血流値を越える血管に術具が一定距離以下に接近した時には画像表示手段13、14に警告を表示する(ステップ113)。そして、各種ナビゲーションを用いて目的部位に到達し(ステップ114)、その後、治療を開始する(ステップ115)。   Here, the position of the surgical instrument 36 is detected by a three-dimensional surgical instrument position detection device (17, 25, etc.), and three-dimensional blood flow information centered on the needle tip of the surgical instrument 36 is calculated in real time. The blood flow flowing toward and the blood flow information moving away are displayed in different colors (step 112). Further, the blood flow volume is calculated from the blood flow vector and the volume, and a warning is displayed on the image display means 13 and 14 when the surgical instrument approaches a blood vessel exceeding a preset blood flow value within a certain distance (step 113). Then, the target part is reached using various navigations (step 114), and then treatment is started (step 115).

図5は、3D高速撮像法による血流ベクトル描出方法の説明図である。図5において、撮像シーケンスはシングルエコーのグラディエントエコー又はマルチエコーのエコープラナー法(EPI)の3D撮像が一般的である。RFパルス701の印加と同時にスライス幅を決定するエンコードパルス702とスライス位置を決定するためのエンコードパルス704を印加する。さらに、位相エンコードパルス705、706を制御し、エコーを取得するためのリードアウトパルス703によりエコーを取得する。取得したデータ707はk空間上に再構成されるが、高速撮像をするために中心データ708のみを連続的に撮像して、周辺データは過去のデータを用いて補完する。   FIG. 5 is an explanatory diagram of a blood flow vector rendering method using 3D high-speed imaging. In FIG. 5, the imaging sequence is generally single echo gradient echo or multi-echo echo planner (EPI) 3D imaging. Simultaneously with the application of the RF pulse 701, an encode pulse 702 for determining the slice width and an encode pulse 704 for determining the slice position are applied. Further, the phase encode pulses 705 and 706 are controlled, and the echo is acquired by the readout pulse 703 for acquiring the echo. The acquired data 707 is reconstructed in the k space, but only the center data 708 is continuously imaged in order to perform high-speed imaging, and the peripheral data is complemented using past data.

例えば、呼吸動は約4秒周期なので、時相数を4とすれば1時相に対して1秒間の撮像時間を確保できる。TR=1、Phase Encode=30、Slice Encode=30とすれば、900msで1ボリュームの三次元画像が取得でき、時相に応じてそれぞれ3D撮像(つまり4D撮像)が行われる。   For example, since the respiratory motion has a period of about 4 seconds, if the number of time phases is 4, an imaging time of 1 second can be secured for one time phase. If TR = 1, Phase Encode = 30, and Slice Encode = 30, one volume of a three-dimensional image can be acquired in 900 ms, and 3D imaging (that is, 4D imaging) is performed according to the time phase.

ここで、図5には、動脈(又は静脈)に造影剤710を注入した時の例を示している。連続撮像中の3D画像711に造影剤710が流入することで、次のスキャンでは流入分713が3D画像712上に検出される。この撮像を繰り返すことで(画像714、716)、時系列的な画像と血流情報715、717が描出される。   Here, FIG. 5 shows an example when the contrast medium 710 is injected into the artery (or vein). When the contrast agent 710 flows into the 3D image 711 during continuous imaging, the inflow portion 713 is detected on the 3D image 712 in the next scan. By repeating this imaging (images 714 and 716), time-series images and blood flow information 715 and 717 are drawn.

図6は、血流ベクトル描出方法の説明図である。図6において、時系列に得られる3Dボリューム画像801に対して、直前に取得した3D画像802との差分を算出することで、画素単位(1スキャン単位)の血流ベクトルが描出できる(画像803に示す)。この演算を複数回繰り返したものを加算することで(複数枚の画像804)、ボリュームにおける画素単位の血流ベクトルを求めることができる(画像805に示す。   FIG. 6 is an explanatory diagram of a blood flow vector rendering method. In FIG. 6, by calculating the difference between the 3D volume image 801 obtained in time series and the 3D image 802 acquired immediately before, a blood flow vector in pixel units (one scan unit) can be drawn (image 803). To show). By adding those obtained by repeating this calculation a plurality of times (a plurality of images 804), a blood flow vector in units of pixels in the volume can be obtained (shown in an image 805).

図12は、本発明の一実施形態における造影剤注入時の4D撮像タイミング(4時相)の一例を示す図である。この図12に示した例では、呼気1502、中間(1)1503、吸気1504、中間(2)1505の4時相例である。最初に呼気のタイミングで造影剤を注入し(時点1530、呼気(時点1502))、中間(1)(1503、データ1512)、吸気1504(データ1518)、中間(2)(1505、データ1524)のタイミングでデータを取得する。   FIG. 12 is a diagram illustrating an example of 4D imaging timing (four time phases) at the time of contrast medium injection according to an embodiment of the present invention. The example shown in FIG. 12 is an example of four time phases of exhalation 1502, intermediate (1) 1503, inspiration 1504, and intermediate (2) 1505. First, contrast medium is injected at the timing of expiration (time 1530, expiration (time 1502)), intermediate (1) (1503, data 1512), inspiration 1504 (data 1518), intermediate (2) (1505, data 1524) Data is acquired at the timing.

取得したデータはRawデータとして、k空間上に再構成される(データ1509、1515、1521、1527)。さらに、必要に応じてマルチスライス撮像もでき、異なるスライス位置のデータを次のタイミングで撮像し(データ1507、1508)、Rawデータとして蓄えておくこともできる(データ1510、1511)。   The acquired data is reconstructed as raw data in the k space (data 1509, 1515, 1521, 1527). Further, if necessary, multi-slice imaging can be performed, and data at different slice positions can be captured at the next timing (data 1507, 1508) and stored as raw data (data 1510, 1511).

同様に、中間(1)についても、取得データ1513、1514とRawデータ1516、1517、吸気についても取得データ1519、1520とRawデータ1522、1523、中間(2)についても取得データ1525、1526とRawデータ1528、1529の関係が成り立ち、メモリ上に記録される。   Similarly, acquisition data 1513 and 1514 and Raw data 1516 and 1517 for the intermediate (1), acquisition data 1519 and 1520 and Raw data 1522 and 1523 for the intake air, and acquisition data 1525 and 1526 and Raw for the intermediate (2). The relationship between the data 1528 and 1529 is established and recorded in the memory.

図13は、本発明の一実施形態における4D画像再配置例を示す図である。ここでは、呼吸波形に対して呼気1601、中間1602、吸気1603の3時相例である。図13において、呼気のタイミングで造影剤を注入し(時点1604)、呼気(時点1601)、中間(時点1602)、吸気(時点1603)のタイミングでボリューム画像を取得する(画像1605〜1607)。   FIG. 13 is a diagram illustrating a 4D image rearrangement example according to an embodiment of the present invention. Here, an example of three time phases of an expiration 1601, an intermediate 1602, and an inspiration 1603 with respect to the respiratory waveform is shown. In FIG. 13, a contrast medium is injected at the timing of expiration (time 1604), and volume images are acquired at the timing of expiration (time 1601), intermediate (time 1602), and inspiration (time 1603) (images 1605 to 1607).

ただし、画像再構成(再配置)では、呼気画像1608、中間画像1609、吸気画像1610がメモリ上で保存される。次の造影タイミングは呼気−吸気の中間タイミングで造影剤が注入され、ボリューム画像が取得される(画像1612〜1614)。上記と同様に、画像再構成(再配置)では、呼気画像1615、中間画像1616、吸気画像1617がメモリ上で保存される。   However, in the image reconstruction (rearrangement), the exhalation image 1608, the intermediate image 1609, and the inspiration image 1610 are stored on the memory. At the next contrast timing, a contrast medium is injected at an intermediate timing between expiration and inspiration, and volume images are acquired (images 1612 to 1614). Similarly to the above, in the image reconstruction (rearrangement), the exhalation image 1615, the intermediate image 1616, and the inspiration image 1617 are stored in the memory.

ここで、前のボリュームデータから差分処理をすることで、血流ベクトルを算出し、画素単位のベクトル成分を抽出しておく。3回目の造影(時点1621)では呼気のタイミングで造影し、ボリューム画像1622〜1624を取得した後、画像再構成(再配置)することで呼気画像1625、中間画像1626、吸気画像1627をメモリ上に保存する。上記と同様に、前のボリュームデータから差分処理をすることで、血流ベクトルを算出し、画素単位のベクトル成分を抽出する。これらの情報をそれぞれ加算することで、時相数に応じた4D画像が得られることになる(画像1631〜1633)。   Here, by performing difference processing from the previous volume data, a blood flow vector is calculated, and a vector component in pixel units is extracted. In the third contrast (time 1621), contrast is performed at the timing of expiration, volume images 1622 to 1624 are acquired, and image reconstruction (rearrangement) is performed so that the expiration image 1625, intermediate image 1626, and inspiration image 1627 are stored in the memory. Save to. Similarly to the above, a blood flow vector is calculated by performing a difference process from the previous volume data, and a vector component in pixel units is extracted. By adding these pieces of information, 4D images corresponding to the number of time phases are obtained (images 1631 to 1633).

図7は、本発明の一実施形態における臨床時のGUI表示例およびカラードップラー表示方法の説明図である。   FIG. 7 is an explanatory diagram of a clinical GUI display example and a color Doppler display method according to an embodiment of the present invention.

図7において、被検体901に対して術者902は右側からアプローチしている。術者902は術具903を被検体901の右側からアプローチしているので、GUI904上には3軸断面上の画像905〜907とVolume Rendering画像908上に術具909が表示される。ここで、術具909の先端を基準として血流方向の関係を画素単位でリアルタイムに計算し、先端に向かう方向の血流を赤色表示部911で、遠ざかる血流を青色表示部910で示している。   In FIG. 7, the operator 902 approaches the subject 901 from the right side. Since the operator 902 approaches the surgical instrument 903 from the right side of the subject 901, the surgical instrument 909 is displayed on the GUI 904 on images 905 to 907 on a triaxial section and a Volume Rendering image 908. Here, the relationship between the blood flow directions is calculated in pixel units in real time with the distal end of the surgical instrument 909 as a reference, the blood flow in the direction toward the distal end is indicated by the red display portion 911, and the blood flow moving away is indicated by the blue display portion 910. Yes.

つまり、術具909の方向ベクトル(術具909の長さ方向に沿ってこの術具グ909の先端に向かうベクトル)と、血流のベクトルから血流が術具909の先端に向かうか遠ざかるかを判断する。なお、血流方向と、術具909の長さ方向とが直交し、術具909の先端に向かうか遠ざかるかを判定することが困難な場合は、その血管部位を黄色表示することが可能である。   That is, the direction vector of the surgical instrument 909 (the vector toward the distal end of the surgical instrument group 909 along the length direction of the surgical instrument 909) and whether the blood flow is directed toward or away from the distal end of the surgical instrument 909. Judging. If the blood flow direction and the length direction of the surgical instrument 909 are orthogonal to each other and it is difficult to determine whether the blood flow direction is toward or away from the distal end of the surgical instrument 909, the blood vessel part can be displayed in yellow. is there.

図8は、被検体1001に対して術者1002が左側からアプローチしている様子を示している。上記と同様に、術者1002は術具1003を被検体1001の右側からアプローチしているので、GUI 1004上には3軸断面上の画像1005〜1007とVolume Rendering画像1008上に術具1009が表示される。   FIG. 8 shows a state where the operator 1002 approaches the subject 1001 from the left side. Similarly to the above, since the surgeon 1002 approaches the surgical instrument 1003 from the right side of the subject 1001, the surgical instrument 1009 is displayed on the GUI 1004 on the images 1005 to 1007 on the three-axis cross section and the Volume Rendering image 1008. Is displayed.

ここで、術具1002の先端を基準として血流方向の関係を画素単位でリアルタイムに計算し、術具1002の先端に向かう方向の血流を赤色表示部1010で、遠ざかる血流を青色表示部1011で示している。   Here, the relationship of the blood flow direction is calculated in pixel units in real time with the distal end of the surgical instrument 1002 as a reference, the blood flow in the direction toward the distal end of the surgical instrument 1002 is displayed with the red display unit 1010, and the blood flow away is the blue display unit. This is indicated by 1011.

図8に示した例と図7に示した例と異なるのは、術具方向が逆方向に起因した血流情報の逆転、つまり、赤色表示部と青色表示部とが互いに反転することである。これは、術具1002の位置に追随して血流情報を表示しているからである。   8 differs from the example shown in FIG. 7 in that the blood flow information is reversed due to the reverse direction of the surgical instrument, that is, the red display portion and the blue display portion are reversed. . This is because blood flow information is displayed following the position of the surgical instrument 1002.

術者は、断層画像及び血流の方向に基いて、その血管が動脈か静脈かの判断が容易となる。   The operator can easily determine whether the blood vessel is an artery or a vein based on the tomographic image and the direction of blood flow.

図9は、本発明の一実施形態における術前のGUI表示例を示す図である。図9において、全体画面上1100には装置情報、患者情報、各機能情報、術具情報の状態を示す画面部1130の他、患者モニタ情報を示す画面部1127がある。また、時相数設定ボタン1101で、時相数を設定することで、患者モニタ情報上に1周期分1126における分割情報が表示される(時点1121〜1125)。   FIG. 9 is a diagram showing a preoperative GUI display example according to an embodiment of the present invention. In FIG. 9, an entire screen 1100 includes a screen portion 1127 indicating patient monitor information in addition to a screen portion 1130 indicating the state of device information, patient information, function information, and surgical tool information. Also, by setting the number of time phases with the time phase number setting button 1101, division information for one period 1126 is displayed on the patient monitor information (time points 1121 to 1125).

また、4D撮像ボタン1102、1103及び造影剤注入ボタン1104を押下することで、モニタ上に各時相に応じたボリューム撮像が自動的に行われ、一覧表示される(表示部1111〜1119)。さらに、4D血流解析ボタン1105を押下することで、血流情報と合わせて表示することもできる。   Further, by pressing the 4D imaging buttons 1102 and 1103 and the contrast agent injection button 1104, volume imaging corresponding to each time phase is automatically performed on the monitor and displayed as a list (display units 1111 to 1119). Further, by pressing the 4D blood flow analysis button 1105, it can be displayed together with the blood flow information.

また、4Dナビゲーションボタン1106、4Dカラードップラーボタン1107、2Dナビゲーションボタン1108、三次元位置情報ボタン1109も表示されている。   A 4D navigation button 1106, a 4D color Doppler button 1107, a 2D navigation button 1108, and a three-dimensional position information button 1109 are also displayed.

図10は、術中のGUI表示例1201を示す図である。図10において、4Dナビゲーションボタン1106を押下することで、GUI1201上には3軸断面上の画像1203〜1205とVolume Rendering画像1206が表示され、術具1209が表示される。   FIG. 10 is a diagram showing a GUI display example 1201 during surgery. In FIG. 10, when the 4D navigation button 1106 is pressed, images 1203 to 1205 and a Volume Rendering image 1206 on the three-axis cross section are displayed on the GUI 1201, and the surgical instrument 1209 is displayed.

さらに、4Dカラードップラーボタン1107を押下することで、生体情報モニタ1211に現在の状況1213とリアルタイム波形1212が表示され、それに同期して術具先端に向かう方向の血流を赤色表示部1208で表示し、遠ざかる血流を青色表示部1207で表示する。   Further, when the 4D color Doppler button 1107 is pressed, the current state 1213 and the real-time waveform 1212 are displayed on the biological information monitor 1211, and the blood flow in the direction toward the distal end of the surgical instrument is displayed on the red display unit 1208 in synchronization therewith. The blood flow that moves away is displayed on the blue display unit 1207.

必要に応じて、2Dナビゲーションボタン1108を押下することで、画面1221上に術具1222を含むリアルタイム撮像断面が表示され、三次元位置情報ボタン1109を押下することで三次元立体画面1231が表示され、術具情報1232、1233およびセグメンテーション情報1234〜1236が表示され、三次元立体位置構成が一目で分かるように画面構成されている。   If necessary, a 2D navigation button 1108 is pressed to display a real-time imaging section including the surgical instrument 1222 on the screen 1221, and a 3D position information button 1109 is pressed to display a 3D stereoscopic screen 1231. Surgical instrument information 1232 and 1233 and segmentation information 1234 to 1236 are displayed, and the screen is configured so that the three-dimensional solid position configuration can be seen at a glance.

図11は、本発明の一実施形態における手術時のタイムチャートを示す図である。図11において、被検体に生体モニタを装着し(ステップ1301)、その後、造影剤を注入し(ステップ1302)、4D撮像を行う(ステップ1303)。差分画像から血流ベクトルを算出し(ステップ1304)、手術を開始し(ステップ1305)、その後、術具位置の検出を行う(ステップ1306)。   FIG. 11 is a diagram showing a time chart at the time of surgery in one embodiment of the present invention. In FIG. 11, a living body monitor is attached to the subject (step 1301), and then a contrast medium is injected (step 1302), and 4D imaging is performed (step 1303). A blood flow vector is calculated from the difference image (step 1304), surgery is started (step 1305), and then the surgical instrument position is detected (step 1306).

一方、生体モニタに同期して4Dナビゲーションを表示し(ステップ1307)、そのモニタ上に、術具位置情報によるリアルタイム血流ベクトルを算出することで、血流情報を重畳表示することが可能となる(ステップ1308)。具体的には術具先端位置を中心として、血流方向を色分け表示し(ステップ1309)、必要に応じて警告機能を働かせることもできる(ステップ1310)。この機能は治療が開始(ステップ1311)されるまで繰り返される。   On the other hand, 4D navigation is displayed in synchronization with the biological monitor (step 1307), and the blood flow information can be superimposed and displayed on the monitor by calculating a real-time blood flow vector based on the surgical instrument position information. (Step 1308). Specifically, the blood flow direction is displayed in different colors with the surgical instrument tip position as the center (step 1309), and a warning function can be activated if necessary (step 1310). This function is repeated until treatment is started (step 1311).

以上のように、本発明の一実施形態は、MRI装置において、得られた生体情報(各時相)に同期して造影剤を注入して4D撮像を行い、画像処理にて血流ベクトルを算出し、手術ナビゲーション時に血流情報を重畳表示するものである。また、手術ナビゲーションは生体情報を同期させて4D画像を表示し、術具先端位置から見て血流方向を色分け表示する構成となっている。   As described above, according to an embodiment of the present invention, in the MRI apparatus, a contrast medium is injected in synchronization with the obtained biological information (each time phase) to perform 4D imaging, and a blood flow vector is obtained by image processing. It is calculated and blood flow information is superimposed and displayed during surgical navigation. In addition, the surgical navigation is configured to display a 4D image in synchronization with biological information and to color-display the blood flow direction as viewed from the surgical instrument tip position.

これより、立体表示(四次元)化して、4D流体情報を可視化できるようになり、一般的に行われている4Dナビゲーション機能に加えて、手術情報量を増加することができ、手術精度向上の支援を行うことができる。   As a result, 3D display (four-dimensional) can be used to visualize 4D fluid information, and in addition to the 4D navigation function that is generally performed, the amount of surgery information can be increased, which improves surgical accuracy. Can provide support.

また、本発明は血流情報の重畳表示だけでなく、超音波装置では補えない軟部組織も同時描出可能なことから、ターゲット疾患を見つけられるメリットもあり、術者・患者に対するストレス低減と手術時間短縮による低侵襲が期待できる。   In addition to the superimposed display of blood flow information, the present invention can also simultaneously depict soft tissue that cannot be supplemented by an ultrasonic device, so there is also an advantage of finding a target disease, reducing stress on the operator / patient and operating time Minimally invasive due to shortening can be expected.

なお、上述した例は、血管の血流方向を3次元的に画像表示する例であるが、血管等の流体情報を画像化できることから、血管だけでなくリンパ液や脳脊髄液の流れ方向を可視化することも可能である。   The above-described example is an example in which the blood flow direction of the blood vessel is displayed in a three-dimensional manner. However, since fluid information such as the blood vessel can be imaged, not only the blood vessel but also the flow direction of lymph fluid and cerebrospinal fluid is visualized. It is also possible to do.

また、上述した例は、本発明をMRI装置に適用した場合の例であるが、本発明は、MRI装置のみならず、CT装置等の三次元撮像が可能な他の医用画像診断装置にも適用可能である。   The above-described example is an example in which the present invention is applied to an MRI apparatus. However, the present invention is applicable not only to an MRI apparatus but also to other medical image diagnostic apparatuses capable of three-dimensional imaging such as a CT apparatus. Applicable.

ここで、4D撮像タイミングについて、本発明とは異なる例について説明する。これは、本発明と比較するために行うものである。   Here, an example different from the present invention regarding 4D imaging timing will be described. This is done for comparison with the present invention.

図14は、本発明とは異なる方法による4D撮像タイミングを示す図である。図14に示した例は、被検体の呼吸波形1401と同期させた例であり、呼気1402、中間(1)1403、吸気1404、中間(2)1405の4つに分かれている。ここで、高速撮像を行うが、データ取得方法は呼気のタイミングでデータ1406を取得し、次のデータは中間(1)用のデータ1407、吸気用データ1408、中間(2)用データ1409と順番にデータ取得を行い、最初の呼気のデータ1410の取得に戻る。   FIG. 14 is a diagram showing 4D imaging timing by a method different from the present invention. The example shown in FIG. 14 is an example that is synchronized with the respiratory waveform 1401 of the subject, and is divided into four parts: exhalation 1402, intermediate (1) 1403, inspiration 1404, and intermediate (2) 1405. Here, although high-speed imaging is performed, the data acquisition method acquires data 1406 at the timing of expiration, and the next data is in order of intermediate (1) data 1407, inspiration data 1408, and intermediate (2) data 1409. The data acquisition is performed, and the process returns to the acquisition of the first exhalation data 1410.

ただし、取得するデータは位相エンコードパルスを制御することで前回とは異なる部分のデータをそれぞれ取得する(データ1410〜1413)。これを所定回数繰り返すことで、4時相の二次元データが取得できる(データ1410〜1421)。さらに、スライスエンコードをkz方向に印加して、再度二次元データの取得を行う(データ1430〜1432)。これを所定回数繰り返す処理1440を行うことで、最終的に4時相分の3Dボリューム画像が得られ(データ1450〜1453)、その結果4Dデータ1441が得られる。   However, the data to be acquired is acquired by controlling the phase encoding pulse to acquire data different from the previous data (data 1410 to 1413). By repeating this a predetermined number of times, four-dimensional two-dimensional data can be acquired (data 1410 to 1421). Further, slice encoding is applied in the kz direction, and two-dimensional data is acquired again (data 1430 to 1432). By performing the processing 1440 of repeating this a predetermined number of times, 3D volume images for four time phases are finally obtained (data 1450 to 1453), and as a result, 4D data 1441 is obtained.

図14に示した例では、中心データのみならず、周辺データも取得しているが、図12に示した本願発明の一実施形態においては、中心データのみ取得している。つまり、本発明の一実施形態においては、図12に示したように、高速撮像法を実行するため、中心データのみ取得している。   In the example shown in FIG. 14, not only the center data but also the peripheral data is acquired. However, in the embodiment of the present invention shown in FIG. 12, only the center data is acquired. That is, in the embodiment of the present invention, as shown in FIG. 12, only the center data is acquired in order to execute the high-speed imaging method.

本発明の一実施形態の動作フローチャートである。It is an operation | movement flowchart of one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態が適用されるMRI装置の概略構式図である。1 is a schematic structural diagram of an MRI apparatus to which an embodiment of the present invention is applied. 4Dボリューム画像取得例の説明図である。It is explanatory drawing of the example of 4D volume image acquisition. 4Dボリューム画像再構成例の説明図である。It is explanatory drawing of the example of 4D volume image reconstruction. 本発明の一実施形態における高速3D撮像法による血流ベクトル抽出方法の説明図である。It is explanatory drawing of the blood-flow vector extraction method by the high-speed 3D imaging method in one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態における高速3D撮像法による血流ベクトル抽出方法の説明図である。It is explanatory drawing of the blood-flow vector extraction method by the high-speed 3D imaging method in one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態における臨床時のGUI表示例およびカラードップラー表示方法の説明図である。It is explanatory drawing of the GUI display example at the time of clinical in one Embodiment of this invention, and a color Doppler display method. 本発明の一実施形態における臨床時のGUI表示例およびカラードップラー表示方法の説明図である。It is explanatory drawing of the GUI display example at the time of clinical in one Embodiment of this invention, and a color Doppler display method. 本発明の一実施形態におけるGUI(術前)模式図である。It is a GUI (preoperative) schematic diagram in one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態におけるGUI(術中)模式図である。It is a GUI (intraoperative) schematic diagram in one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態における手術時の動作タイムチャートである。It is an operation | movement time chart at the time of the surgery in one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態における造影剤注入時の4D撮像タイミングの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the 4D imaging timing at the time of contrast agent injection | pouring in one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態における4D画像再配置例を示す図である。It is a figure which shows the example of 4D image rearrangement in one Embodiment of this invention. 本発明とは異なる方法による4D撮像タイミングを示す図である。It is a figure which shows 4D imaging timing by the method different from this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1・・・MRI装置、3・・・上部磁石、5・・・下部磁石、7・・・支柱、9・・・位置検出デバイス、11・・・アーム、13、14・・・モニタ、15・・・モニタ支持部、17・・・基準ツール、19・・・パーソナルコンピュータ、21・・・ベッド、23・・・制御部、24・・・被検体、25・・・赤外線カメラ、27・・・ポインタ、29・・・操作者、34・・・映像記録装置、35・・・反射球、36・・・術具、38・・・同期計測装置   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... MRI apparatus, 3 ... Upper magnet, 5 ... Lower magnet, 7 ... Support | pillar, 9 ... Position detection device, 11 ... Arm, 13, 14 ... Monitor, 15・ ・ ・ Monitor support unit, 17 ... Reference tool, 19 ... Personal computer, 21 ... Bed, 23 ... Control unit, 24 ... Subject, 25 ... Infrared camera, 27 ..Pointer 29 ... Operator 34 ... Video recording device 35 ... Reflective sphere 36 ... Surgery tool 38 ... Synchronous measuring device

Claims (8)

被検体の三次元画像情報を撮像する撮像手段と、術具検出手段と、被検体の断面画像及び術具を表示する画像表示手段とを有する医用画像診断装置において、
上記撮像手段、術具検出手段及び画像表示手段を制御する制御演算手段であり、上記撮像手段によりされた被検体の三次元画像情報から血管の血流ベクトルを算出し、上記術具検出手段により検出された術具の先端位置に対する血管の血流方向を上記血流ベクトルに基づいて算出し、算出した血流方向に対して予め定めた色彩を、上記被検体の断面画像の血管部分に付加し、上記術具と共に上記画像表示手段に三次元画像表示させる制御演算手段を備えることを特徴とする医用画像診断装置。
In a medical image diagnostic apparatus including an imaging unit that captures three-dimensional image information of a subject, a surgical instrument detection unit, and an image display unit that displays a cross-sectional image of the subject and a surgical instrument.
A control operation unit that controls the imaging unit, the surgical instrument detection unit, and the image display unit, and calculates a blood flow vector of the blood vessel from the three-dimensional image information of the subject obtained by the imaging unit, and the surgical instrument detection unit The blood flow direction of the blood vessel with respect to the detected tip position of the surgical instrument is calculated based on the blood flow vector, and a color predetermined for the calculated blood flow direction is added to the blood vessel portion of the cross-sectional image of the subject. And a medical image diagnostic apparatus comprising control arithmetic means for causing the image display means to display a three-dimensional image together with the surgical instrument.
請求項1記載の医用画像診断装置において、被検体の生体情報を取得する生体情報取得手段を備え、上記制御演算手段は、上記生体情報取得手段により取得された生体情報に同期した被検体の断面画像を、上記色彩が付加された血管部分及び上記術具とともに上記画像表示手段に表示させることを特徴とする医用画像診断装置。   2. The medical image diagnostic apparatus according to claim 1, further comprising biological information acquisition means for acquiring biological information of the subject, wherein the control calculation means is a cross section of the subject synchronized with the biological information acquired by the biological information acquisition means. A medical image diagnostic apparatus, wherein an image is displayed on the image display unit together with a blood vessel portion to which the color is added and the surgical instrument. 請求項2記載の医用画像診断装置において、上記制御演算手段は、上記生体情報から得られる生体リズムの周期を分割し、分割した時点における上記被検体の断面画像を撮像させ、上記画像表示手段に表示させることを特徴とする医用画像診断装置。   The medical image diagnostic apparatus according to claim 2, wherein the control calculation unit divides a cycle of a biological rhythm obtained from the biological information, causes the cross-sectional image of the subject to be captured at the time of the division, and causes the image display unit to perform imaging. A medical image diagnostic apparatus characterized by being displayed. 請求項3記載の医用画像診断装置において、画像記憶手段を備え、上記生体情報は、呼吸情報であり、呼吸情報の一周期における吸気、吸気−呼気間、呼気時点を分割時点とし、各分割時点毎の上記被検体の断面画像を上記画像記憶手段に格納することを特徴とする医用画像診断装置。   4. The medical image diagnostic apparatus according to claim 3, further comprising an image storage unit, wherein the biological information is respiratory information, and the inspiration, the interval between inspiration and expiration, and the expiration time in one cycle of the respiratory information are divided time points, and each divided time point is determined. A medical image diagnostic apparatus, wherein a cross-sectional image of each subject is stored in the image storage means. 請求項1記載の医用画像診断装置において、上記制御演算手段は、時系列で上記被検体の複数の三次元画像を撮像し、時間的に前後する画像を互いに減算することにより血管の血流方向ベクトルを算出することを特徴とする医用画像診断装置。   2. The medical image diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the control calculation means captures a plurality of three-dimensional images of the subject in time series, and subtracts images that are temporally forward and backward from each other to subtract blood flow directions of blood vessels. A medical image diagnostic apparatus characterized by calculating a vector. 請求項2記載の医用画像診断装置において、上記制御演算手段は、上記生体情報取得手段により取得された生体情報及び上記被検体の三次元画像を上記画像表示手段に表示させることを特徴とする医用画像診断装置。   3. The medical image diagnosis apparatus according to claim 2, wherein the control calculation unit displays the biological information acquired by the biological information acquisition unit and the three-dimensional image of the subject on the image display unit. Diagnostic imaging device. 請求項1記載の医用画像診断装置において、上記制御演算手段は、上記被検体の三次元画像情報から、血管の体積と上記血流ベクトルから血流量を算出し、予め定められた一定の血流値を血管に上記術具が一定距離に接近したとき、上記表示手段に警告を表示させることを特徴とする医用画像診断装置。   2. The medical image diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the control calculation means calculates a blood flow volume from a blood vessel volume and the blood flow vector from the three-dimensional image information of the subject, and determines a predetermined constant blood flow. A medical image diagnostic apparatus characterized in that a warning is displayed on the display means when the surgical instrument approaches a blood vessel at a certain distance. 静磁場発生手段と、傾斜磁場発生手段と、高周波信号送受信手段と、画像表示手段と、上記静磁場発生手段、傾斜磁場発生手段、高周波信号送受信手段及び画像表示手段を制御し、上記高周波信号送受信手段が受信した核磁気共鳴信号に基づいて被検体の三次元画像情報を取得し、被検体の画像を再構成して上記画像表示手段に表示させる制御演算手段と、術具検出手段とを有する磁気共鳴イメージング装置において、
上記制御演算手段は、上記被検体の三次元画像情報から血管の血流ベクトルを算出し、上記術具検出手段により検出された術具の先端位置に対する血管の血流方向を上記血流ベクトルに基づいて算出し、算出した血流方向に対して予め定めた色彩を、上記被検体の断面画像の血管部分に付加し、上記術具と共に上記画像表示手段に三次元画像表示させることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
Static magnetic field generation means, gradient magnetic field generation means, high frequency signal transmission / reception means, image display means, control of the static magnetic field generation means, gradient magnetic field generation means, high frequency signal transmission / reception means and image display means, and transmission / reception of the high frequency signal Control means for acquiring three-dimensional image information of the subject based on the nuclear magnetic resonance signal received by the means, reconstructing the image of the subject and displaying the image on the image display means, and a surgical instrument detection means In a magnetic resonance imaging apparatus,
The control calculation means calculates a blood flow vector of the blood vessel from the three-dimensional image information of the subject, and sets the blood flow direction of the blood vessel with respect to the distal end position of the surgical tool detected by the surgical tool detection means as the blood flow vector. And a predetermined color for the calculated blood flow direction is added to the blood vessel portion of the cross-sectional image of the subject, and a three-dimensional image is displayed on the image display means together with the surgical instrument. Magnetic resonance imaging device.
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