JP2012066005A - 磁気共鳴イメージング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】術中に判明した状況に応じて神経線維に関する有用な情報を提供することを課題とする。
【解決手段】ＭＲＩ装置１００は、拡散テンソル画像から神経線維を抽出する。また、ＭＲＩ装置１００は、空間的位置を計測するポインティングデバイス１１によって計測された座標を受け付け、受け付けた座標をＤＴＴ画像に対応する座標系の値に変換する。また、ＭＲＩ装置１００は、変換された値がＤＴＴ画像において示す位置に、神経線維を選択する領域を指定するインタラクティブＲＯＩを設定する。また、ＭＲＩ装置１００は、設定されたインタラクティブＲＯＩに基づいて、抽出された神経線維から所定の神経線維を選択し、選択した神経線維が描出されたＤＴＴ画像を表示部２３に表示する。
【選択図】図１

Description

本発明の実施の形態は、磁気共鳴イメージング装置に関する。

近年、磁気共鳴イメージング装置（以下、ＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）装置）による撮像手法のひとつとして、拡散テンソルトラクトグラフィ（Diffusion Tensor Tractography）が注目されている。拡散テンソルトラクトグラフィは、拡散テンソル画像（Diffusion Tensor Imaging）から神経線維をトラッキングし、トラッキングの軌跡が描出された拡散テンソルトラクトグラフィ画像（以下、ＤＴＴ画像）を生成する手法である。

ところで、神経線維はその数が膨大であるので、トラッキングされた全ての神経線維をＤＴＴ画像上に表示すると、操作者において所望の神経線維を観察することが困難になるおそれがある。このため、従来、例えば、全ての神経線維から神経線維を選択するためのＲＯＩ（Region Of Interest）の設定を受け付け、設定されたＲＯＩに基づいて神経線維を選択し、選択した神経線維を表示部に表示する技術がある。

また、ＤＴＴ画像は、術中にも用いられる。例えば、術者などの操作者は、術前に生成されたＤＴＴ画像を術中に参照し、神経線維を観察する。このため、従来、例えば、術前に生成されたＤＴＴ画像上に、術中、操作者が操作する指示器先端の位置を表示する技術がある。

特開２００５−２５３７０６号公報

Hangyi J. et al, "DtiStudio: Resource program for diffusion tensor computation and fiber bundle tracking", COMPUTER METHODS AND PROGRAMS IN BIOMEDICINE 8I (2006) pp106-116

しかしながら、従来技術では、所望の神経線維を術中に表示する手法としては十分でないおそれがあった。例えば、術中の検査において運動野や言語野など重要な脳機能の位置が判明したとしても、従来技術では、術前に生成されたＤＴＴ画像上に指示器先端の位置が表示されるに過ぎず、術中に判明した状況に応じた有用な情報を提供するとはいえない場合がある。また、従来技術では、ＲＯＩに基づく神経線維の選択も術前に行われるものであるので、術中に判明した状況に応じた有用な情報を提供するとはいえない場合がある。このようなことから、術中に判明した状況に応じて神経線維に関する有用な情報を提供することが求められている。

実施の形態のＭＲＩ装置は、抽出手段と、変換手段と、設定手段と、表示制御手段とを備える。抽出手段は、拡散テンソル画像から神経線維を抽出する。変換手段は、空間的位置を計測する計測手段によって計測された座標を受け付け、受け付けた座標を、抽出された神経線維が描出される画像に対応する座標系の値に変換する。設定手段は、変換された値が前記画像において示す位置に、神経線維を選択する領域を指定する領域指定を設定する。表示制御手段は、設定された領域指定に基づいて、抽出された神経線維から所定の神経線維を選択し、選択した神経線維が描出された画像を表示部に表示する。

図１は、実施例１に係るＭＲＩ装置の構成を示す図である。 図２は、実施例１に係る画像処理部の構成を示す図である。 図３は、神経線維ＲＯＩの設定を説明するための図である。 図４は、ＤＴＴ画像の表示例を示す図である。 図５は、ＤＴＴ画像の表示例を示す図である。 図６は、インタラクティブＲＯＩの設定を説明するための図である。 図７は、ＤＴＴ画像の表示例を示す図である。 図８は、インタラクティブＲＯＩの登録及び神経線維の表示を説明するための図である。 図９は、インタラクティブＲＯＩの登録及び神経線維の表示を説明するための図である。 図１０は、インタラクティブＲＯＩの登録及び神経線維の表示を説明するための図である。

以下に、実施の形態に係るＭＲＩ装置の一例として、実施例１及び２に係るＭＲＩ装置を説明する。

まず、図１を用いて、実施例１に係るＭＲＩ装置１００の構成を説明する。図１は、実施例１に係るＭＲＩ装置１００の構成を示す図である。図１に例示するように、実施例１に係るＭＲＩ装置１００は、特に、静磁場磁石１と、傾斜磁場コイル２と、傾斜磁場電源３と、寝台４と、寝台制御部５と、送信コイル６と、送信部７と、受信コイル８と、受信部９と、シーケンス制御部１０と、ポインティングデバイス１１と、計算機システム２０とを備える。

静磁場磁石１は、中空の円筒形状に形成され、内部の空間に一様な静磁場を発生する。静磁場磁石１は、例えば、永久磁石、超伝導磁石などである。傾斜磁場コイル２は、中空の円筒形状に形成され、内部の空間に傾斜磁場を発生する。具体的には、傾斜磁場コイル２は、静磁場磁石１の内側に配置され、傾斜磁場電源３から電流の供給を受けて傾斜磁場を発生する。傾斜磁場電源３は、シーケンス制御部１０から送られるパルスシーケンス実行データに従って、傾斜磁場コイル２に電流を供給する。

寝台４は、被検体Ｐが載置される天板４ａを備え、天板４ａを、被検体Ｐが載置された状態で傾斜磁場コイル２の空洞（撮像口）内へ挿入する。通常、寝台４は、長手方向が静磁場磁石１の中心軸と平行になるように設置される。寝台制御部５は、寝台４を駆動して、天板４ａを長手方向及び上下方向へ移動する。

送信コイル６は、ＲＦ磁場を発生する。具体的には、送信コイル６は、傾斜磁場コイル２の内側に配置され、送信部７からＲＦパルスの供給を受けて、ＲＦ磁場を発生する。送信部７は、シーケンス制御部１０から送られるパルスシーケンス実行データに従って、共振周波数（ラーモア周波数）に対応するＲＦパルスを送信コイル６に印加する。

受信コイル８は、ＭＲエコー信号を受信する。具体的には、受信コイル８は、傾斜磁場コイル２の内側に配置され、高周波磁場の影響によって被検体Ｐから放射されるＭＲエコー信号を受信する。また、受信コイル８は、受信したＭＲエコー信号を受信部９に出力する。例えば、受信コイル８は、頭部用の受信コイル、脊椎用の受信コイル、腹部用の受信コイルなどである。

受信部９は、シーケンス制御部１０から送られるパルスシーケンス実行データに従って、受信コイル８から出力されたＭＲエコー信号に基づきＭＲエコー信号データを生成する。具体的には、受信部９は、受信コイル８から出力されたＭＲエコー信号をデジタル変換することによってＭＲエコー信号データを生成し、生成したＭＲエコー信号データをシーケンス制御部１０を介して計算機システム２０に送信する。

シーケンス制御部１０は、傾斜磁場電源３、送信部７、及び受信部９を制御する。具体的には、シーケンス制御部１０は、計算機システム２０から送信されたパルスシーケンス実行データを、傾斜磁場電源３、送信部７、及び受信部９に送信する。

ポインティングデバイス１１は、３次元における空間的位置を計測する計測装置である。例えば、操作者が、患部近傍の所定点をポインティングデバイス１１によって指示すると、ポインティングデバイス１１は、操作者によって指示された点の３次元空間座標及びポインティングデバイス１１の向きを出力する。出力された３次元空間座標及びポインティングデバイス１１の向きは、計算機システム２０に送信される。例えば、ポインティングデバイス１１は、ステレオラベリングカメラを用いた手法により実現される。

計算機システム２０は、特に、インタフェース部２１と、入力部２２と、表示部２３と、記憶部２４と、制御部２５と、画像処理部２６とを備える。インタフェース部２１は、シーケンス制御部１０に接続され、シーケンス制御部１０と計算機システム２０との間で送受信されるデータの入出力を制御する。入力部２２は、撮像指示などを操作者から受け付ける。例えば、入力部２２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である。表示部２３は、ＤＴＴ画像などを表示する。例えば、表示部２３は、液晶表示器などの表示デバイスである。

記憶部２４は、ＭＲ画像や拡散テンソル画像、ＤＴＴ画像などの各種画像、あるいは、ＭＲＩ装置１００において用いられるその他のデータなどを記憶する。例えば、記憶部２４は、ＲＡＭ（Random Access Memory）、フラッシュメモリ（flash memory）などの半導体メモリ素子、または、ハードディスク、光ディスクなどである。

制御部２５は、上記各部を制御することによってＭＲＩ装置１００を総括的に制御する。例えば、制御部２５は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などの集積回路、または、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＭＰＵ（Micro Processing Unit）などの電子回路である。

続いて、図２は、実施例１に係る画像処理部２６の構成を示す図である。図２に例示するように、実施例１に係る画像処理部２６は、ＭＲ画像生成部２６ａと、拡散テンソル画像生成部２６ｂと、神経線維トラッキング部２６ｃと、神経線維表示部２６ｄと、神経線維ＲＯＩ設定部２６ｅと、位置合わせ部２６ｆと、インタラクティブＲＯＩ設定部２６ｇと、神経線維選択部２６ｈとを備える。

ここで、実施例１に係るＭＲＩ装置１００は、術前や術中に通常のＭＲＩ撮像を行う。また、ＭＲＩ装置１００は、ＭＰＧ（Motion Proving Gradient）パルスを伴うＭＲＩ撮像を、ＭＰＧパルスの印加方向や印加量を変更しながら複数回行う。

このようなことから、ＭＲ画像生成部２６ａは、通常のＭＲＩ撮像において生成されたＭＲエコー信号データから、被検体の患部を含む解剖画像を生成し、生成したＭＲ画像を記憶部２４に格納する。また、拡散テンソル画像生成部２６ｂは、ＭＰＧパルスを伴うＭＲＩ撮像において生成されたＭＲＩエコー信号データから、拡散テンソル画像、等方ＤＷＩ（Diffusion Weighted Image）画像、ＡＤＣ（Apparent Diffusion Coefficient）画像などを生成し、生成したこれらの画像を記憶部２４に格納する。

拡散テンソルは、１画素につき６つの数値を持つ量である。拡散テンソル画像生成部２６ｂは、得られた拡散テンソルをスペクトル分解することにより、拡散の方向を表す３つの軸と、それら３つの軸に沿った方向の拡散係数を得る。通常、拡散テンソル画像生成部２６ｂは、第１軸が最も拡散が大きくなるように、また、第３軸が最も拡散が小さくなるように、軸を設定する。そして、拡散テンソル画像生成部２６ｂは、得られた拡散係数に基づいて、ＦＡ（Fractional Anisotropy）画像、λ画像、ＲＡ（Relative Anisotropy）画像、ＶＲ（Volume Ration）画像、及び、これらの画像をカラー化して表示するテンソルカラーマップなどを生成する。なお、等方ＤＷＩ画像やＡＤＣ画像も、例えば、拡散テンソルから計算し、生成することができる。

神経線維トラッキング部２６ｃは、拡散テンソル画像生成部２６ｂによって生成された拡散テンソル画像において神経線維をトラッキングし、トラッキングにより抽出された神経線維の情報を記憶部２４に格納する。例えば、神経線維トラッキング部２６ｃは、術前に、ＦＡ値が所定の閾値を超える全てのボクセルをシードとして神経線維をトラッキングし、トラッキングにより抽出された神経線維の情報を記憶部２４に格納する。

神経線維表示部２６ｄは、各種画像を表示部２３に表示するが、主に、神経線維トラッキング部２６ｃによって抽出された全神経線維を表示する場合、後述する神経線維ＲＯＩに基づいて選択された神経線維を表示する場合、神経線維ＲＯＩ及び後述するインタラクティブＲＯＩに基づいて選択された神経線維を表示する場合に分類することができる。以下、「神経線維ＲＯＩに基づいて選択された神経線維の表示」と、「神経線維ＲＯＩ及びインタラクティブＲＯＩに基づいて選択された神経線維の表示」とを順に説明する。

［神経線維ＲＯＩに基づいて選択された神経線維の表示］
神経線維ＲＯＩに基づいて選択された神経線維を表示する場合、神経線維表示部２６ｄは、まず、神経線維ＲＯＩの設定を受け付けるための画像を表示部２３に表示する。例えば、神経線維表示部２６ｄは、記憶部２４を参照し、ＭＲ画像生成部２６ａによって格納されたＭＲ画像や、拡散テンソル画像生成部２６ｂによって格納されたＦＡ画像、あるいはテンソルカラーマップなどを取得し、取得した画像を表示部２３に表示する。

また、神経線維表示部２６ｄは、表示部２３に表示したこれらの画像上において神経線維ＲＯＩの設定が受け付けられると、記憶部２４を参照し、神経線維トラッキング部２６ｃによって格納された神経線維の全情報から、受け付けた神経線維ＲＯＩを通る神経線維の情報を抽出し、抽出した神経線維の情報に基づいてＤＴＴ画像を描出して、表示部２３に表示する。

なお、後述するように、実施例１においては、複数の神経線維ＲＯＩの設定が受け付けられる。このため、実施例１に係る神経線維表示部２６ｄは、受け付けられた神経線維ＲＯＩそれぞれ、あるいはその組合せに対応するＤＴＴ画像を表示する。

神経線維ＲＯＩの設定を説明すると、神経線維ＲＯＩ設定部２６ｅは、マウスなどの入力部２２から神経線維ＲＯＩの設定を受け付け、受け付けた神経線維ＲＯＩを神経線維表示部２６ｄに送る。例えば、操作者は、神経線維表示部２６ｄによって表示部２３に表示された画像上においてマウスをクリックするなどする。すると、神経線維ＲＯＩ設定部２６ｅは、神経線維ＲＯＩの設定を受け付け、受け付けた神経線維ＲＯＩを神経線維表示部２６ｄに送る。

ここで、実施例１に係る神経線維ＲＯＩ設定部２６ｅは、複数の神経線維ＲＯＩの設定を受け付け、受け付けた神経線維ＲＯＩそれぞれについて、論理演算の属性（『ＡＮＤ』、『ＯＲ』、又は『ＮＯＴ』）の設定を受け付ける。また、神経線維ＲＯＩ設定部２６ｅは、論理演算を適用する順序の設定を受け付ける。

図３は、神経線維ＲＯＩの設定を説明するための図である。例えば、神経線維ＲＯＩ設定部２６ｅは、図３に例示する設定画面を表示部２３に表示し、神経線維ＲＯＩの設定を受け付ける。すなわち、実施例１において、神経線維ＲＯＩの設定を受け付ける場合には、図３に例示する設定画面が神経線維ＲＯＩ設定部２６ｅによって表示されるとともに、神経線維表示部２６ｄによって画像が表示されていることになる。そして、操作者は、表示された画像上においてマウスをクリックするなどして神経線維ＲＯＩの設定を行うとともに、設定画面において各種設定を選択するなどすることで、神経線維ＲＯＩの設定を行う。

図３に例示する『神経線維１』、『神経線維２』、及び『神経線維３』は、それぞれ、神経線維ＲＯＩ設定部２６ｅによって受け付けられた複数の神経線維ＲＯＩ（以下に説明する「グループ」など）に対応し、論理演算を適用する順序に対応する。図３に例示するチェックボックスは、対応する神経線維ＲＯＩに基づいて抽出された神経線維の情報を表示するか否かの設定を示す。図３に例示する『ＯＲ』や『ＡＮＤ』などのアイコンは、対応する「グループ」について設定された論理演算の属性を示す。なお、図３に例示する設定画面の下部は、インタラクティブＲＯＩ設定部２６ｇによる設定のための画面である。

「神経線維１」、「神経線維２」、「神経線維３」の各々のグループには、複数の神経線維ＲＯＩを設定でき、各々の神経線維には、論理演算の属性が設定される。まず、ひとつのグループにおいて神経線維を選択する手順について説明する。神経線維トラッキング部２６ｃによって抽出された全神経線維の集合を『集合Ｘ』とする。神経線維表示部２６ｄは、まず、神経線維の『集合Ａ』を空にし、次に、設定された論理演算の属性及び設定順序に従って神経線維の『集合Ａ』を求め、求めた『集合Ａ』に含まれる神経線維を表示部２３に表示する。

『ＯＲ』の属性を指定された神経線維ＲＯＩは、『集合Ｘ』のうち、神経線維ＲＯＩを通る神経線維を『集合Ｂ』とし、『集合Ｂ』と『集合Ａ』との和集合を算出し、『集合Ａ』の記憶領域に複写する。『ＡＮＤ』の属性を指定された神経線維ＲＯＩは、『集合Ｘ』のうち、神経線維ＲＯＩを通る神経線維を『集合Ｂ』とし、『集合Ｂ』と『集合Ａ』との積集合を算出し、『集合Ａ』の記憶領域に複写する。『ＮＯＴ』の属性を指定された神経線維ＲＯＩは、『集合Ｘ』のうち、神経線維ＲＯＩを通らない神経線維を『集合Ｂ』とし、『集合Ｂ』と『集合Ａ』との積集合を算出し、『集合Ａ』の記憶領域に複写する。

神経線維ＲＯＩの設定及び神経線維の表示について一例を挙げて説明する。例えば、操作者が、図３に例示する設定画面上で『神経線維１』を選択し、画像上においてマウスをクリックするなどしていくつかの神経線維ＲＯＩを設定し、それぞれの神経線維ＲＯＩに対して、論理演算の属性として、『ＯＲ』や『ＡＮＤ』、あるいは『ＮＯＴ』を指定したとする。この設定内容が神経線維表示部２６ｄに送られると、神経線維表示部２６ｄは、設定された複数の神経線維ＲＯＩやその属性に基づいて上記論理演算を実行し、『集合Ａ』を求める。そして、神経線維表示部２６ｄは、求めた『集合Ａ』に含まれる神経線維を『グループ１』として記憶部２４に格納する。

続いて、例えば、操作者が、図３に例示する設定画面上で『神経線維２』を選択し、画像上においてマウスをクリックするなどして別のいくつかの神経線維ＲＯＩを設定し、それぞれの神経線維ＲＯＩに対して、論理演算の属性として、『ＯＲ』や『ＡＮＤ』、あるいは『ＮＯＴ』を指定したとする。この設定内容が神経線維表示部２６ｄに送られると、神経線維表示部２６ｄは、設定された複数の神経線維ＲＯＩやその属性に基づいて上記論理演算を実行し、『集合Ａ』を求める。そして、神経線維表示部２６ｄは、求めた『集合Ａ』に含まれる神経線維を『グループ２』として記憶部２４に格納する。

続いて、例えば、操作者が、図３に例示する設定画面上で『神経線維３』を選択し、画像上においてマウスをクリックするなどしてさらに別のいくつかの神経線維ＲＯＩを設定し、それぞれの神経線維ＲＯＩに対して、論理演算の属性として、『ＯＲ』や『ＡＮＤ』、あるいは『ＮＯＴ』を指定したとする。この設定内容が神経線維表示部２６ｄに送られると、神経線維表示部２６ｄは、設定された複数の神経線維ＲＯＩやその属性に基づいて上記論理演算を実行し、『集合Ａ』を求める。そして、神経線維表示部２６ｄは、求めた『集合Ａ』に含まれる神経線維を『グループ３』として記憶部２４に格納する。

次に、神経線維表示部２６ｄは、図３に例示する設定画面上で設定された設定内容に従ってＤＴＴ画像を生成し、生成したＤＴＴ画像を表示部２３に表示する。例えば、神経線維表示部２６ｄは、『グループ１』、『グループ２』、『グループ３』の順序で論理演算を行う。神経線維表示部２６ｄは、『グループ１』に設定された論理演算の属性が『ＯＲ』であるので、『グループ１』の神経線維を『集合Ｃ』とする。次に、神経線維表示部２６ｄは、『グループ２』に設定された論理演算の属性が『ＯＲ』であるので、『集合Ｃ』に対し『グループ２』の神経線維をＯＲ演算し、新たな『集合Ｃ』とする。次に、神経線維表示部２６ｄは、『グループ３』に設定された論理演算の属性が『ＡＮＤ』であるので、『集合Ｃ』に対し『グループ３』の神経線維をＡＮＤ演算し、新たな『集合Ｃ』とする。

こうして、神経線維表示部２６ｄは、全ての神経線維ＲＯＩに対応する神経線維の情報について論理演算が適用された後に、『集合Ｃ』の神経線維を表示部２３に表示する。例えば、図４及び図５は、ＤＴＴ画像の表示例を示す図である。例えば、図４に例示する神経線維ＲＯＩ（符号ａ）が『グループ１』に対応し、神経線維ＲＯＩ（符号ｂ）が『グループ２』に対応し、神経線維ＲＯＩ（符号ｃ）が『グループ３』に対応するとする。すると、神経線維表示部２６ｄは、上記論理演算の結果、図５に例示するように、ＡＮＤ演算により『グループ３』の神経線維を表示部２３に表示する。なお、チェックボックスが選択されているか否かに応じて、対応するグループの神経線維を表示するか否かが決定される。

［インタラクティブＲＯＩに基づいて選択された神経線維の表示］
次に、インタラクティブＲＯＩに基づいて選択された神経線維を表示する場合、まず、ポインティングデバイス１１によって３次元空間座標が計測される。続いて、位置合わせ部２６ｆが、ポインティングデバイス１１によって計測された３次元空間座標を受け付け、受け付けた座標をＤＴＴ画像に対応する座標系の値に変換し、変換後の値をインタラクティブＲＯＩ設定部２６ｇに送る。

例えば、操作者が、患部近傍の所定点をポインティングデバイス１１によって指示すると、ポインティングデバイス１１は、操作者によって指示された点の３次元空間座標及びポインティングデバイス１１の向きを出力する。位置合わせ部２６ｆは、出力された３次元空間座標及びポインティングデバイス１１の向きを受け取ると、ポインティングデバイス１１の座標系とＤＴＴ画像に対応する座標系との関係を特定し、特定した関係に基づいて変換パラメータを決定する。そして、位置合わせ部２６ｆは、決定した変換パラメータを用いて座標を変換し、変換後の値をインタラクティブＲＯＩ設定部２６ｇに送る。

インタラクティブＲＯＩ設定部２６ｇは、位置合わせ部２６ｆによって変換された座標値がＤＴＴ画像において示す位置に、神経線維を選択する領域を指定するインタラクティブＲＯＩを設定する。

具体的には、インタラクティブＲＯＩ設定部２６ｇは、変換された座標値を位置合わせ部２６ｆから受け取ると、受け取った座標値がＤＴＴ画像において示す位置にインタラクティブＲＯＩを設定する。また、インタラクティブＲＯＩ設定部２６ｇは、神経線維表示部２６ｄによって表示部２３に表示されたＤＴＴ画像上にインタラクティブＲＯＩを表示する。例えば、インタラクティブＲＯＩ設定部２６ｇは、位置合わせ部２６ｆによって変換された座標値を中心とする一定半径の球をインタラクティブＲＯＩとして設定し、ＤＴＴ画像上に重畳表示する。なお、半径は、例えば０．５ｍｍ単位で、任意に設定することができる。

図６は、インタラクティブＲＯＩの設定を説明するための図である。例えば、インタラクティブＲＯＩ設定部２６ｇは、変換された座標値を位置合わせ部２６ｆから受け取ると、図６に例示する設定画面を表示部２３に表示し、インタラクティブＲＯＩの設定を受け付ける。すなわち、実施例１において、インタラクティブＲＯＩの設定を受け付ける場合には、図６に例示する設定画面がインタラクティブＲＯＩ設定部２６ｇによって表示される。そして、操作者は、設定画面において各種設定を選択するなどすることで、インタラクティブＲＯＩの設定を行う。

ここで、図６の下部に例示するチェックボックスは、インタラクティブＲＯＩの設定を反映した神経線維を表示するか否かを示す。例えば、実施例１においては、操作者が、チェックボックスをチェックすると、その旨が神経線維選択部２６ｈに通知され、神経線維選択部２６ｈが、設定されたインタラクティブＲＯＩに基づき、ＤＴＴ画像に描出された神経線維からインタラクティブＲＯＩを通る神経線維を選択する。例えば、神経線維選択部２６ｈは、『グループ１』、『グループ２』、『グループ３』それぞれと、『インタラクティブＲＯＩ』との論理積で得られる神経線維を計算する。そして、神経線維選択部２６ｈが、選択した神経線維の情報を神経線維表示部２６ｄに送ると、神経線維表示部２６ｄは、選択された神経線維が描出されたＤＴＴ画像を表示部２３に表示する。

図７は、ＤＴＴ画像の表示例を示す図である。インタラクティブＲＯＩは、符号ｄで示す球である。図６に例示するように、設定画面上で『神経線維３』が選択されている場合に、インタラクティブのチェックボックスがチェックされた場合には、神経線維表示部２６ｄは、図７に例示するように、『グループ３』の神経線維と『インタラクティブＲＯＩ』との論理積で得られる神経線維を表示部２３にて強調表示する。また、例えば、神経線維表示部２６ｄは、図７に例示するように、『グループ１』、『グループ２』、『グループ３』の神経線維のうち、強調表示されていない『グループ１』、『グループ２』、『グループ３』の神経線維は、薄墨表示する。

このとき、操作者がポインティングデバイス１１を移動させると、神経線維表示部２６ｄは、新たに設定されたインタラクティブＲＯＩをＤＴＴ画像上に再描画する。さらに操作者がチェックボックスをチェックすると、神経線維選択部２６ｈが、『グループ３』の神経線維と『インタラクティブＲＯＩ』との論理積で得られる神経線維を再計算し、神経線維表示部２６ｄが、強調表示や薄墨表示の状態を逐次更新する。すなわち、神経線維表示部２６ｄは、ポインティングデバイス１１の移動に伴い、表示する神経線維を随時更新する。

ところで、上述したインタラクティブＲＯＩは、一時的に設定されるのみならず、神経線維ＲＯＩとして登録することもできる。図６に例示する『全体』、『交差』、『非交差』のアイコンは、対応するインタラクティブＲＯＩについて設定された属性を示す。

例えば、操作者がこれらのアイコンを押下すると、インタラクティブＲＯＩ設定部２６ｇは、インタラクティブＲＯＩとして設定された球領域から、ＦＡ値が閾値を超える領域を抽出する。また、『全体』が押下された場合には、インタラクティブＲＯＩ設定部２６ｇは、抽出した領域を『ＯＲ』の属性を有する神経線維ＲＯＩとして登録する。また、『交差』が押下された場合には、インタラクティブ設定部２６ｇは、抽出した領域のうち、現に表示されている神経線維と交わる領域を、『ＯＲ』の属性を有する神経線維ＲＯＩとして登録する。また、『非交差』が押下された場合には、インタラクティブＲＯＩ設定部２６ｇは、抽出した領域のうち、現に表示されている神経線維と交わらない領域を、『ＯＲ』の属性を有する神経線維ＲＯＩとして登録する。

例えば、操作者が、（図６には図示されていないが）『神経線維４』を選択した状態でインタラクティブＲＯＩを登録する操作を行うと、インタラクティブＲＯＩ設定部２６ｇは、新たな神経線維ＲＯＩを、新規のグループ『グループ４』の神経線維ＲＯＩとして登録する。

［実施例１の効果］
上述したように、実施例１に係るＭＲＩ装置１００においては、神経線維トラッキング部２６ｃが、拡散テンソル画像から神経線維を抽出する。また、位置合わせ部２６ｆが、ポインティングデバイス１１によって計測された３次元空間座標を受け付け、受け付けた３次元空間座標を、ＤＴＴ画像に対応する座標系の値に変換する。また、インタラクティブＲＯＩ設定部２６ｇが、変換された値がＤＴＴ画像において示す位置に、神経線維を選択する領域を指定するインタラクティブＲＯＩを設定する。また、神経線維選択部２６ｈが、設定されたインタラクティブＲＯＩに基づいて、抽出された神経線維から所定の神経線維を選択する。また、神経線維表示部２６ｄが、選択された神経線維が描出されたＤＴＴ画像を表示部２３に表示する。

このように、実施例１に係るＭＲＩ装置１００は、ポインティングデバイス１１によって指定された点をインタラクティブＲＯＩとして動的に設定し、インタラクティブＲＯＩに基づいて選択された神経線維を描出するＤＴＴ画像を動的に生成して表示するので、術中に判明した状況に応じて神経線維に関する有用な情報を提供することが可能になる。すなわち、術中に随時出現する状況に応じてポインティングデバイス１１で領域を指定し、指定した領域に基づいて神経線維を生成し、表示することで、術中の状況に応じて必要な神経線維の情報を提供することが可能になる。

すなわち、実施例１に係るＭＲＩ装置１００は、術前に描出された神経線維と、術中のポインティングデバイス１１によって指定された点との位置関係を表示するのみでなく、術中に指定された点にインタラクティブＲＯＩを設定し、そのインタラクティブＲＯＩに基づいて神経線維を描出し、表示する構成となっている。このため、術中の様々な状況に応じて、即座に所望の神経線維を描出し、表示することが可能となる。言い換えると、実施例１に係るＭＲＩ装置１００によれば、例えば、術中の様々な状況に応じて所望の神経線維を表示することができる手術ナビゲーション装置を提供することができるといえる。

また、実施例１に係るＭＲＩ装置１００は、インタラクティブＲＯＩ設定部２６ｇが、神経線維トラッキング部２６ｃによって抽出された神経線維の集合と、インタラクティブＲＯＩに基づいて選択された神経線維の集合との間に論理演算の指定を受け付ける。そして、神経線維選択部２６ｈ及び神経線維表示部２６ｄは、集合間に論理演算を適用することで、所定の神経線維の集合を特定し、特定した集合に含まれる神経線維が描出されたＤＴＴ画像を表示部２３に表示する。

例えば、ＭＲＩ装置１００は、術前に延髄に神経線維ＲＯＩの設定を受け付け、術中検査にて判明した運動野がポインティングデバイス１１によって指定されることで、運動野に関する運動路が描出されたＤＴＴ画像を表示することができる。

続いて、実施例２は、インタラクティブＲＯＩに基づいて選択された神経線維の表示について、実施例１の応用例を示すものである。図８〜１０を用いて、実施例２に係るＭＲＩ装置１００を説明する。図８〜１０は、インタラクティブＲＯＩの登録及び神経線維の表示を説明するための図である。

実施例２に係るインタラクティブＲＯＩ設定部２６ｇは、複数のインタラクティブＲＯＩに基づいて選択された神経線維の集合それぞれの間についても論理演算の指定を受け付ける。また、実施例２に係る神経線維選択部２６ｈは、神経線維トラッキング部２６ｃによって抽出された神経線維の集合と、複数のインタラクティブＲＯＩに基づいて選択された神経線維の集合それぞれとの間に論理演算を適用することで、所定の神経線維の集合を特定する。すると、実施例２に係る神経線維表示部２６ｄは、特定した集合に含まれる神経線維が描出されたＤＴＴ画像を表示部２３に表示する。

実施例２におけるインタラクティブＲＯＩの登録及び神経線維の表示について、一例を挙げて説明する。例えば、操作者が、図６に例示する設定画面上で『神経線維１』を選択し、論理演算の属性として『ＯＲ』を選択したとする。また、操作者が、画像上においてマウスをクリックするなどして延髄（又は橋）に神経線維ＲＯＩの設定を行うと、神経線維ＲＯＩ設定部２６ｅは、『神経線維１』として、論理演算の属性『ＯＲ』の神経線維ＲＯＩの設定を受け付ける。この設定内容が神経線維表示部２６ｄに送られると、神経線維表示部２６ｄは、記憶部２４を参照し、神経線維トラッキング部２６ｃによって格納された神経線維の全情報から、延髄（又は橋）を通る神経線維の情報を抽出し、抽出した神経線維の情報に基づいてＤＴＴ画像を生成する。なお、抽出された神経線維の情報は、『グループ１』として記憶部２４に格納される。

次に、操作者が、例えばＭＥＰ（Motor Evoked Potential）による術中モニタリングを用いて特定の運動皮質を特定し、その位置をポインティングデバイス１１によって指示すると、インタラクティブＲＯＩ設定部２６ｇは、位置合わせ部２６ｆによって変換された座標値を中心とする一定半径の球をインタラクティブＲＯＩとして設定し、ＤＴＴ画像上に重畳表示する。ここで、操作者が、図６に例示する設定画面上で『神経線維１』を選択すると、神経線維表示部２６ｄは、『神経線維１』のうちインタラクティブＲＯＩを通る神経線維を、表示部２３にて強調表示する。

また、例えば、操作者が、設定画面において『全体』のアイコンを押下すると、インタラクティブＲＯＩ設定部２６ｇは、抽出した領域を神経線維ＲＯＩとして登録する。また、インタラクティブＲＯＩ設定部２６ｇは、新たな神経線維ＲＯＩを、『グループ２』の神経線維ＲＯＩとして登録する。また、インタラクティブＲＯＩを通る神経線維のみを表示したいので、操作者は、図６に例示する設定画面上で、『神経線維２』に対応する論理演算の属性を『ＡＮＤ』に変更する。

ここまでの操作により、特定の運動野に関する運動路が描出されることになる。なお、以下の説明において、描出された運動路は、切除可能でない領域であると想定する。

続いて、インタラクティブＲＯＩに基づいて『グループ３』の神経線維ＲＯＩを登録することにより、切除範囲の検討にさらに有用な情報を得る手法を説明する。第１の例を説明する。操作者が、ポインティングデバイス１１を移動させると、神経線維表示部２６ｄは、新たに設定されたインタラクティブＲＯＩをＤＴＴ画像上に再描画する。

ここで、例えば図８の（Ａ）に示すように、新たに設定されたインタラクティブＲＯＩから抽出された領域には、『グループ１』及び『グループ２』との論理演算によって描出された神経線維ｅと、それ以外の神経線維ｆとが含まれているとする。

このような場合に、例えば、操作者が、設定画面において『全体』のアイコンを押下すると、インタラクティブＲＯＩ設定部２６ｇは、抽出した領域を神経線維ＲＯＩとして登録する。すなわち、図８の（Ａ）に例示するインタラクティブＲＯＩのうち、斜線部分の領域全てを神経線維ＲＯＩとして登録する。また、インタラクティブＲＯＩ設定部２６ｇは、新たな神経線維ＲＯＩを、『グループ３』の神経線維ＲＯＩとして登録する。また、操作者は、図６に例示する設定画面上で、『神経線維３』に対応する論理演算の属性を『ＡＮＤ』に変更する。

こうして、『グループ１』には、延髄（又は橋）に設定された神経線維ＲＯＩを通る神経線維の情報が『ＯＲ』属性で登録され、『グループ２』には、特定の運動皮質に設定された神経線維ＲＯＩを通る神経線維の情報が『ＡＮＤ』属性で登録され、『グループ３』には、図８の（Ａ）に示す斜線領域に設定された神経線維ＲＯＩを通る神経線維の情報が『ＡＮＤ』属性で登録される。

すると、神経線維表示部２６ｄは、『グループ１』に設定された論理演算の属性が『ＯＲ』であるので、延髄を通る神経線維の集合を『集合Ｃ』とする。次に、神経線維表示部２６ｄは、『グループ２』に設定された論理演算の属性が『ＡＮＤ』であるので、延髄を通り、かつ、特定の運動皮質に特定された領域を通る神経線維の集合を『集合Ｃ』とする。そして、神経線維表示部２６ｄは、『グループ３』に設定された論理演算の属性が『ＡＮＤ』であるので、延髄を通り、かつ、特定の運動皮質に特定された領域を通り、かつ、図８の（Ａ）に示す斜線領域を通る神経線維を『集合Ｃ』とする。

こうして、神経線維表示部２６ｄは、全ての神経線維ＲＯＩに対応する神経線維の情報について論理演算が適用された後に、『集合Ｃ』の神経線維を表示部２３に表示するが、結果として、図８の（Ｂ）に示すように、ポインティングデバイス１１によって指定された切除予定範囲の近傍を通る運動路が描出されることになる。すなわち、ポインティングデバイス１１によって指定された切除予定範囲の近傍を通る切除してはならない神経線維の走行を把握することが可能になる。

第２の例を説明する。操作者が、ポインティングデバイス１１を移動させると、神経線維表示部２６ｄは、新たに設定されたインタラクティブＲＯＩをＤＴＴ画像上に再描画する。

操作者が、設定画面において『交差』のアイコンを押下すると、インタラクティブＲＯＩ設定部２６ｇは、抽出した領域のうち、現に表示されている神経線維（延髄を通り、かつ、特定の運動皮質に特定された領域を通る神経線維）と交わる領域を、神経線維ＲＯＩとして登録する。すなわち、図９の（Ａ）に例示するインタラクティブＲＯＩのうち、斜線部分の領域全てを神経線維ＲＯＩとして登録する。また、インタラクティブＲＯＩ設定部２６ｇは、新たな神経線維ＲＯＩを、『グループ３』の神経線維ＲＯＩとして登録する。なお、『神経線維３』に対応する論理演算の属性は、『ＯＲ』のままとする。

こうして、『グループ１』には、延髄（又は橋）に設定された神経線維ＲＯＩを通る神経線維の情報が『ＯＲ』属性で登録され、『グループ２』には、特定の運動皮質に設定された神経線維ＲＯＩを通る神経線維の情報が『ＡＮＤ』属性で登録され、『グループ３』には、図９の（Ａ）に示す斜線領域に設定された神経線維ＲＯＩを通る神経線維の情報が『ＯＲ』属性で登録される。

すると、神経線維表示部２６ｄは、『グループ１』に設定された論理演算の属性が『ＯＲ』であるので、延髄を通る神経線維の集合を『集合Ｃ』とする。次に、神経線維表示部２６ｄは、『グループ２』に設定された論理演算の属性が『ＡＮＤ』であるので、延髄を通り、かつ、特定の運動皮質に特定された領域を通る神経線維の集合を『集合Ｃ』とする。そして、神経線維表示部２６ｄは、『グループ３』に設定された論理演算の属性が『ＯＲ』であるので、延髄を通り、かつ、特定の運動皮質に特定された領域を通る神経線維と、図９の（Ａ）に示す斜線領域を通る神経線維の集合を『集合Ｃ』とする。

こうして、神経線維表示部２６ｄは、全ての神経線維ＲＯＩに対応する神経線維の情報について論理演算が適用された後に、『集合Ｃ』の神経線維を表示部２３に表示するが、結果として、図９の（Ｂ）に示すように、ポインティングデバイス１１によって指定された切除予定範囲の近傍を通り、『グループ１』及び『グループ２』で切除不可と判定された領域を通る全神経線維が描出されることになる。

第３の例を説明する。操作者が、ポインティングデバイス１１を移動させると、神経線維表示部２６ｄは、新たに設定されたインタラクティブＲＯＩをＤＴＴ画像上に再描画する。

操作者が、設定画面において『非交差』のアイコンを押下すると、インタラクティブＲＯＩ設定部２６ｇは、抽出した領域のうち、現に表示されている神経線維（延髄を通り、かつ、特定の運動皮質に特定された領域を通る神経線維）と交わらない領域を、神経線維ＲＯＩとして登録する。すなわち、図１０の（Ａ）に例示するインタラクティブＲＯＩのうち、斜線部分の領域全てを神経線維ＲＯＩとして登録する。また、インタラクティブＲＯＩ設定部２６ｇは、新たな神経線維ＲＯＩを、『グループ３』の神経線維ＲＯＩとして登録する。なお、『神経線維３』に対応する論理演算の属性は、『ＯＲ』のままとする。

こうして、『グループ１』には、延髄（又は橋）に設定された神経線維ＲＯＩを通る神経線維の情報が『ＯＲ』属性で登録され、『グループ２』には、特定の運動皮質に設定された神経線維ＲＯＩを通る神経線維の情報が『ＡＮＤ』属性で登録され、『グループ３』には、図１０の（Ａ）に示す斜線領域に設定された神経線維ＲＯＩを通る神経線維の情報が『ＯＲ』属性で登録される。さらに、『神経線維１』及び『神経線維２』に対応するチェックボックスは、チェックをはずし、非表示とする。

すると、神経線維表示部２６ｄは、『グループ３』に設定された論理演算の属性が『ＯＲ』であるので、図１０の（Ａ）に示す斜線領域を通る神経線維の集合を『集合Ｃ』とする。

こうして、神経線維表示部２６ｄは、全ての神経線維ＲＯＩに対応する神経線維の情報について論理演算が適用された後に、『集合Ｃ』の神経線維を表示部２３に表示するが、例えば『グループ１』及び『グループ２』を非表示とすれば、結果として、図１０の（Ｂ）に示すように、ポインティングデバイス１１によって指定された切除予定範囲の近傍を通り、切除可能領域の候補と考えられる領域を通る神経線維が描出されることになる。すなわち、一旦は切除可能とされた領域について、ここを通る神経線維を表示することで、実際に切除を行ってよいか確認することが可能になる。

［実施例２の効果］
上述したように、実施例２に係るインタラクティブＲＯＩ設定部２６ｇは、複数のインタラクティブＲＯＩに基づいて選択された神経線維の集合それぞれの間についても論理演算の指定を受け付ける。また、実施例２に係る神経線維選択部２６ｈは、神経線維トラッキング部２６ｃによって抽出された神経線維の集合と、複数のインタラクティブＲＯＩに基づいて選択された神経線維の集合それぞれとの間に論理演算を適用することで、所定の神経線維の集合を特定する。すると、実施例２に係る神経線維表示部２６ｄは、特定した集合に含まれる神経線維が描出されたＤＴＴ画像を表示部２３に表示する。

従来例によれば、神経線維を手術ナビゲーション画面中に表示させることで、重要な神経と現在の切除範囲との関係を把握することができるので、神経線維の表示は切除可能範囲の決定に有用であるが、ＤＴＴ画像として術前に描出された神経線維は、重要な神経線維の全てをカバーしているとは限らない。このため、例えば、術中に追加で切除したい領域が、事前に描出された神経線維と重なっている場合には、切除不可と判断できるが、重なっていない場合には、切除可能か否かを判断できないことがある。

この点、実施例２に係るＭＲＩ装置１００は、例えば、ポインティングデバイス１１によって指定された切除領域近傍を通る神経線維を種々の演算により表示できるので、様々な観点から切除範囲の検討を行えるようになる。

さらに、実施例２に係るＭＲＩ装置１００は、切除領域近傍にポインティングデバイス１１によって指定されたインタラクティブＲＯＩのうち、抽出された神経線維が通る領域あるいは通らない領域に関する神経線維を描出することができるため、これらの領域の切除に伴う機能損傷を事前に推察することが可能になり、切除範囲の検討に有益な情報を与えることができる。

なお、上記実施例１及び実施例２においては、いずれも、術中において改めてトラッキングを行うものではなかったが、術中に設定されたインタラクティブＲＯＩをシードとして改めてトラッキングを行ってもよい。

２６ 画像処理部
２６ａ ＭＲ画像生成部
２６ｂ 拡散テンソル画像生成部
２６ｃ 神経線維トラッキング部
２６ｄ 神経線維表示部
２６ｅ 神経線維ＲＯＩ設定部
２６ｆ 位置合わせ部
２６ｇ インタラクティブＲＯＩ設定部
２６ｈ 神経線維選択部

Claims (4)

1. 拡散テンソル画像から神経線維を抽出する抽出手段と、
   空間的位置を計測する計測手段によって計測された座標を受け付け、受け付けた座標を、抽出された神経線維が描出される画像に対応する座標系の値に変換する変換手段と、
   変換された値が前記画像において示す位置に、神経線維を選択する領域を指定する領域指定を設定する設定手段と、
   設定された領域指定に基づいて、抽出された神経線維から所定の神経線維を選択し、選択した神経線維が描出された画像を表示部に表示する表示制御手段と
   を備えたことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
2. 前記抽出された神経線維の集合と、前記領域指定に基づいて選択された神経線維の集合との間に論理演算の指定を受け付ける論理演算受付手段をさらに備え、
   前記表示制御手段は、前記集合間に前記論理演算を適用することで、所定の神経線維の集合を特定し、特定した集合に含まれる神経線維が描出された画像を前記表示部に表示することを特徴とする請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
3. 前記計測手段によって計測された座標が複数受け付けられると、前記設定手段による領域指定は複数設定され得るものであって、
   前記論理演算受付手段は、前記複数の領域指定に基づいて選択された神経線維の集合それぞれの間についても論理演算の指定を受け付け、
   前記表示制御手段は、前記抽出された神経線維の集合と、前記複数の領域指定に基づいて選択された神経線維の集合それぞれとの間に前記論理演算を適用することで、所定の神経線維の集合を特定し、特定した集合に含まれる神経線維が描出された画像を前記表示部に表示することを特徴とする請求項２に記載の磁気共鳴イメージング装置。
4. 神経線維の集合毎に、表示部に表示するか否かの指定を受け付ける表示指定受付手段をさらに備え、
   前記表示制御手段は、前記表示指定受付手段によって受け付けられた指定に従って、神経線維が描出された画像を前記表示部に表示することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の磁気共鳴イメージング装置。