JP2012045192A - 磁気共鳴イメージング装置、スライス位置設定方法、およびプログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】コロナル画像ICのデータを、z軸方向にフーリエ変換し、周波数スペクトルFSを作成する。そして、周波数スペクトルFSに基づいて、被検体の椎間板の間隔SPを算出する。椎間板の間隔SP(=SP0)を算出した後、脳脊髄液の基準モデルが有する複数のランドマークの間隔を、算出された椎間板の間隔SPに基づいて調整し、ランドマークMiの間隔が調整された脳脊髄液の基準モデルMCを、被検体の脳脊髄液に合わせて変形する。その後、ランドマークM1〜Mxの各々を変位させて信号強度プロファイルを作成し、信号強度プロファイルに基づいて、椎間板のスライス位置を位置決めするための基準点を設定する。
【選択図】図2
Description
前記被検体から収集された磁気共鳴信号に基づいて、周波数スペクトルを作成する周波数スペクトル作成手段と、
前記周波数スペクトルに基づいて、椎間板の間隔を算出する椎間板間隔算出手段と、
脳脊髄液の基準モデルが有する複数のランドマークの間隔を、前記椎間板の間隔に基づいて調整するランドマーク間隔調整手段と、
前記ランドマークの間隔が調整された前記基準モデルを、前記被検体の脳脊髄液に合わせて変形し、前記被検体の脳脊髄液に対して位置決めする基準モデル位置決め手段と、
前記複数のランドマークの各々を変位させるランドマーク変位手段と、
前記複数のランドマークの各々を横切るライン上の磁気共鳴信号に関するプロファイルを作成するプロファイル作成手段と、
前記プロファイルに基づいて、前記椎間板に、前記椎間板のスライス位置を位置決めするための基準点を設定する基準点設定手段と、
前記基準点に基づいて、前記椎間板に対してスライス位置を位置決めするスライス位置決め手段と、を有する、である。
本発明の第2の態様は、被検体の椎間板のスライス位置を設定するスライス位置設定方法であって、
前記被検体から収集された磁気共鳴信号に基づいて、周波数スペクトルを作成する周波数スペクトル作成ステップと、
前記周波数スペクトルに基づいて、椎間板の間隔を算出する椎間板間隔算出ステップと、
脳脊髄液の基準モデルが有する複数のランドマークの間隔を、前記椎間板の間隔に基づいて調整するランドマーク間隔調整ステップと、
前記ランドマークの間隔が調整された前記基準モデルを、前記被検体の脳脊髄液に合わせて変形し、前記被検体の脳脊髄液に対して位置決めする基準モデル位置決めステップと、
前記複数のランドマークの各々を変位させるランドマーク変位ステップと、
前記複数のランドマークの各々を横切るライン上の磁気共鳴信号に関するプロファイルを作成するプロファイル作成ステップと、
前記プロファイルに基づいて、前記椎間板に、前記椎間板のスライス位置を位置決めするための基準点を設定する基準点設定ステップと、
前記基準点に基づいて、前記椎間板に対してスライス位置を位置決めするスライス位置決めステップと、
を有する、スライス位置設定方法である。
本発明の第3の態様は、被検体の椎間板を撮影する磁気共鳴イメージング装置のプログラムであって、
前記被検体から収集された磁気共鳴信号に基づいて、周波数スペクトルを作成する周波数スペクトル作成処理と、
前記周波数スペクトルに基づいて、椎間板の間隔を算出する椎間板間隔算出処理と、
脳脊髄液の基準モデルが有する複数のランドマークの間隔を、前記椎間板の間隔に基づいて調整するランドマーク間隔調整処理と、
前記ランドマークの間隔が調整された前記基準モデルを、前記被検体の脳脊髄液に合わせて変形し、前記被検体の脳脊髄液に対して位置決めする基準モデル位置決め処理と、
前記複数のランドマークの各々を変位させるランドマーク変位処理と、
前記複数のランドマークの各々を横切るライン上の磁気共鳴信号に関するプロファイルを作成するプロファイル作成処理と、
前記プロファイルに基づいて、前記椎間板に、前記椎間板のスライス位置を位置決めするための基準点を設定する基準点設定処理と、
前記基準点に基づいて、前記椎間板に対してスライス位置を位置決めするスライス位置決め処理と、
を計算機に実行させるためのプログラムである。
図1は、本発明の第1の形態の磁気共鳴イメージング装置の概略図である。
磁気共鳴イメージング装置(MRI装置 MRI:Magnetic Resonance Imaging)100は、磁場発生装置2、テーブル3、受信コイル4などを有している。
プロファイル作成手段9Gは、複数のランドマークの各々を横切るライン上の磁気共鳴信号に関するプロファイルを作成する。
スライス位置決め手段9Jは、基準点設定手段9Hにより設定された基準点と、長軸方向検出手段9Iにより検出された椎間板の長軸方向とに基づいて、椎間板のスライス位置を位置決めする。
ステップS1では、複数のコロナル画像を得るためのスキャン(以下、「コロナルスキャン」と呼ぶ)が実行される。
MRI装置100は、事前に設定された条件に従って、コロナルのスライス面CP1〜CPnを自動で設定し、コロナルスキャンを実行する。コロナルスキャンを実行することにより、各スライス面CP1〜CPnにおけるコロナル画像の磁気共鳴信号を収集することができる。尚、コロナルスキャンは、3Dスキャンでもよいし2Dスキャンでもよい。磁気共鳴信号は、受信コイル4(図1参照)で受信され、受信器8に送信される。受信器8は、受信コイル4から伝送された信号に対して、デジタル処理を含む所定の信号処理を行い、中央処理装置9に出力する。中央処理装置9では、受信器8から得られた信号に基づいて、複数のコロナル画像を再構成する。オペレータ13は、再構成された複数のコロナル画像を表示装置11に表示させ、複数のコロナル画像の中から、背骨を横切っているコロナル画像を選択する。図4に、オペレータ13が選択したコロナル画像ICの一例を示す。オペレータ13がコロナル画像ICを選択したら、ステップST2に進む。
図6(a)は、図5と同じ図であり、図6(b)、(c)、および(d)は、それぞれ、x=x1、x2、およびx3の位置における周波数スペクトルFS1、FS2、およびFS3を示す図である。
サジタル面SAをスキャンすることにより得られた磁気共鳴信号は、受信コイル4(図1参照)で受信され、受信器8に送信される。受信器8は、受信コイル4から伝送された信号に対して、デジタル処理を含む所定の信号処理を行い、中央処理装置9に出力する。中央処理装置9では、受信器8から得られた信号に基づいて、サジタル面の画像データ(以下、「サジタル画像データ」と呼ぶ)を作成する。図8に、サジタル画像データSIの一例を示す。サジタルスキャンが終了した後、ステップST5に進む。
脳脊髄液の基準モデルMCは、複数の被検体SU1〜SUnの脳脊髄液のデータDC1〜DCnに基づいて作成されている。脳脊髄液のデータDC1は、複数のランドマークLMi(i=1〜x)を有している。ランドマークLMiは、被検体SU1の脳脊髄液の特徴点を表している。ここでは、被検体SU1の脳脊髄液の領域の中で、椎間板DKi(i=1〜x)に隣接する位置ai(i=1〜x)を、脳脊髄液の特徴点としている。したがって、ランドマークLM1〜LMxは、椎間板DK1〜DKxと同じ間隔で並んでいる。
スライス位置決め手段9Jは、基準点R1〜Rxを通って椎間板の長軸方向LD1〜LDxに延在するラインを、各椎間板のスライス位置SL1〜SLxとする。尚、図20に、サジタル画像データSIの中におけるスライス位置SL1〜SLxを示す。スライス位置SL1〜SLxを位置決めしたら、ステップST14に進み、スライス位置SL1〜SLxに従って、本スキャンを実行し、フローを終了する。
図21は、第2の形態のMRI装置200の概略図である。
第2の形態では、中央処理装置9は、特徴量算出手段9Kを備えている。特徴量算出手段9Kは、プロファイル作成手段9Gにより作成されたプロファイルの特徴量を算出する。また、基準モデル位置決め手段9Eは、特徴量算出手段9Kにより算出された特徴量に基づいて、基準モデルMCのランドマークの位置を調整する。尚、その他の構成は、第1の形態と同じであるので、説明は省略する。
ステップST1〜ステップST8は、第1の形態と同様であるので、説明は省略する。ステップST8において、信号強度プロファイルP1〜Pxを作成した後(図14参照)、ステップST81に進む。
図24では、変位前の複数のランドマークM1〜Mxを黒丸で示し、一方、変位後の複数のランドマークM1〜Mxを白丸で示してある。変位後のランドマークM1〜Mx(白丸)の間隔は、変位前のランドマークM1〜Mx(黒丸)の間隔と同様に、「SP0」に保持されている。ランドマークの変位量は、例えば、数ピクセル程度である。ランドマークを変位させた後、ステップST83に進む。
基準モデル位置決め手段9Eは、先ず、信号強度プロファイルP1〜Pxの積分値Int1〜Intxの加算値ADD=αと、信号強度プロファイルP1′〜Px′の積分値Int1′〜Intx′の加算値ADD=α′とを算出する。そして、加算値αおよびα′を比較し、加算値αの方が大きい場合、基準モデル位置決め手段9Eは、ランドマークM1〜Mxを、黒丸で示された位置に調整する。一方、加算値α′の方が大きい場合、基準モデル位置決め手段9Eは、ランドマークM1〜Mxを、白丸で示された位置に調整する。第2の形態では、α′>αであるとする。したがって、基準モデル位置決め手段9Eは、ランドマークM1〜Mxを、白丸で示された位置に調整する。ランドマークM1〜Mxを、白丸で示された位置に調整した後、ステップST9に進む。
3 テーブル
4 受信コイル
5 シーケンサ
6 送信器
7 勾配磁場電源
8 受信器
9 中央処理装置
10 入力装置
11 表示装置
12 被検体
21 ボア
22 超伝導コイル
23 勾配コイル
24 送信コイル
31 クレードル
9A 周波数スペクトル作成手段
9B 背骨検出手段
9C 椎間板間隔算出手段
9D ランドマーク間隔調整手段
9E 基準モデル位置決め手段
9F ランドマーク変位手段
9G プロファイル作成手段
9H 基準点設定手段
9I 長軸方向検出手段
9J スライス位置決め手段
9K 特徴量算出手段
Claims (10)
- 被検体の椎間板を撮影する磁気共鳴イメージング装置であって、
前記被検体から収集された磁気共鳴信号に基づいて、周波数スペクトルを作成する周波数スペクトル作成手段と、
前記周波数スペクトルに基づいて、椎間板の間隔を算出する椎間板間隔算出手段と、
脳脊髄液の基準モデルが有する複数のランドマークの間隔を、前記椎間板の間隔に基づいて調整するランドマーク間隔調整手段と、
前記ランドマークの間隔が調整された前記基準モデルを、前記被検体の脳脊髄液に合わせて変形し、前記被検体の脳脊髄液に対して位置決めする基準モデル位置決め手段と、
前記複数のランドマークの各々を変位させるランドマーク変位手段と、
前記複数のランドマークの各々を横切るライン上の磁気共鳴信号に関するプロファイルを作成するプロファイル作成手段と、
前記プロファイルに基づいて、前記椎間板に、前記椎間板のスライス位置を位置決めするための基準点を設定する基準点設定手段と、
前記基準点に基づいて、前記椎間板に対してスライス位置を位置決めするスライス位置決め手段と、
を有する、磁気共鳴イメージング装置。 - 前記椎間板の長軸方向を検出する長軸方向検出手段を有し、
前記スライス位置決め手段は、
前記基準点と前記長軸方向に基づいて、前記椎間板のスライス位置を位置決めする、請求項1に記載の磁気共鳴イメージング装置。 - 前記プロファイルは、前記磁気共鳴信号の信号強度を表す信号強度プロファイルである、請求項1又は2に記載の磁気共鳴イメージング装置。
- 前記プロファイル作成手段により作成された複数のプロファイルの各々の特徴量を算出する特徴量算出手段を有し、
前記基準モデル位置決め手段は、
前記複数のプロファイルの各々の特徴量に基づいて、前記ランドマークの位置を調整する、
請求項1〜3のうちのいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング装置。 - 前記特徴量は、信号強度の積分値である、請求項4に記載の磁気共鳴イメージング装置。
- 前記基準モデル位置決め手段は、
前記複数のプロファイルの各々の信号強度の積分値の加算値を用いて、前記ランドマークの位置を調整する、請求項5に記載の磁気共鳴イメージング装置。 - 前記周波数スペクトルに基づいて、背骨の位置を検出する背骨検出手段を有し、
前記基準モデル位置決め手段は、
前記背骨の位置を含むサジタル面をスキャンすることにより得られたサジタル画像データを用いて、前記ランドマークの間隔が調整された前記基準モデルを、前記被検体の脳脊髄液に対して位置決めする、請求項1〜6のうちのいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング装置。 - 前記周波数スペクトル作成手段は、
前記被検体のコロナル画像データに基づいて、前記周波数スペクトルを作成する、請求項1〜7のうちのいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング装置。 - 被検体の椎間板のスライス位置を設定するスライス位置設定方法であって、
前記被検体から収集された磁気共鳴信号に基づいて、周波数スペクトルを作成する周波数スペクトル作成ステップと、
前記周波数スペクトルに基づいて、椎間板の間隔を算出する椎間板間隔算出ステップと、
脳脊髄液の基準モデルが有する複数のランドマークの間隔を、前記椎間板の間隔に基づいて調整するランドマーク間隔調整ステップと、
前記ランドマークの間隔が調整された前記基準モデルを、前記被検体の脳脊髄液に合わせて変形し、前記被検体の脳脊髄液に対して位置決めする基準モデル位置決めステップと、
前記複数のランドマークの各々を変位させるランドマーク変位ステップと、
前記複数のランドマークの各々を横切るライン上の磁気共鳴信号に関するプロファイルを作成するプロファイル作成ステップと、
前記プロファイルに基づいて、前記椎間板に、前記椎間板のスライス位置を位置決めするための基準点を設定する基準点設定ステップと、
前記基準点に基づいて、前記椎間板に対してスライス位置を位置決めするスライス位置決めステップと、
を有する、スライス位置設定方法。 - 被検体の椎間板を撮影する磁気共鳴イメージング装置のプログラムであって、
前記被検体から収集された磁気共鳴信号に基づいて、周波数スペクトルを作成する周波数スペクトル作成処理と、
前記周波数スペクトルに基づいて、椎間板の間隔を算出する椎間板間隔算出処理と、
脳脊髄液の基準モデルが有する複数のランドマークの間隔を、前記椎間板の間隔に基づいて調整するランドマーク間隔調整処理と、
前記ランドマークの間隔が調整された前記基準モデルを、前記被検体の脳脊髄液に合わせて変形し、前記被検体の脳脊髄液に対して位置決めする基準モデル位置決め処理と、
前記複数のランドマークの各々を変位させるランドマーク変位処理と、
前記複数のランドマークの各々を横切るライン上の磁気共鳴信号に関するプロファイルを作成するプロファイル作成処理と、
前記プロファイルに基づいて、前記椎間板に、前記椎間板のスライス位置を位置決めするための基準点を設定する基準点設定処理と、
前記基準点に基づいて、前記椎間板に対してスライス位置を位置決めするスライス位置決め処理と、
を計算機に実行させる、プログラム。
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