JP2013165781A - 表示断面設定装置、画像処理装置および医用画像取得装置 - Google Patents

Abstract

【課題】３次元空間において、直感的に容易に任意の表示断面を設定することを支援する技術を提供する。
【解決手段】直交する３断面の中で、直前に回転角度を受け付けた他の断面の位置決め画像上の表示断面の回転角度を保持したまま、所定の断面の法線軸周りの回転角度を受け付ける。回転角度を受け付けた断面とは異なる断面で先に回転している場合、受け付けた回転角度に応じて、直前に回転を受け付けた断面の回転角度を反映した軌跡上で前記ガイドを回転させて表示する。
【選択図】図７

Description

本発明は、三次元空間内での断面の決定支援技術に関し、特に、医用画像取得装置における断面決定支援技術に関する。

被検体内部のデータを収集し、収集されたデータに基づいて被検体内部を画像化し、医用画像を生成、表示する医用画像取得装置がある。例えば、超音波撮影装置、磁気共鳴イメージング装置（以下、ＭＲＩ装置と呼ぶ）、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置（以下、Ｘ線ＣＴ装置と呼ぶ）などである。

これらの医用画像取得装置では、予め３次元のボリュームデータを取得し、その中から、任意の断面の画像を切り出し、２次元の表示画面を有する表示装置に表示する。また、ＭＲＩ装置では、予め撮像断面を設定し、その撮像断面からデータを収集し、画像化する。いずれにしても、２次元の表示画面に表示する画像の断面を設定する必要がある。以後、本明細書では、３次元のボリュームデータから切り出す断面、撮像断面を合わせて表示断面と呼ぶ。

表示断面は、一般に、予め医用画像取得装置に設定された、ＸＹＺ軸からなる三次元直交座標系の各軸に直交する面（直交面）が指定される。しかし、表示断面として、直交面以外の面（非直交面）が指定されることもある。非直交面は、直交面を回転させて設定する。表示断面は、撮影時は、被検体をどの向きから撮像するかを規定し、解析時には、どの向きから表示するかを規定する。

例えば、各軸の直交面（直交３断面）の画像上に、それぞれ表示断面の初期位置を表示し、それぞれの位置決め画像上で表示断面を回転操作することにより、非直交面である表示断面を指定する技術がある（例えば、特許文献１参照。）。このとき、１の位置決め画像上で表示断面に対して行った回転操作に応じて、他の２つの位置決め画像自体も回転させて表示し、その状態で指定を受ける技術がある（例えば、特許文献２参照。）。

特開２００５−３００４３８号公報 特開２００９−０１４６２７号公報

しかし、特許文献１に開示の技術では、直交する３つの位置決め画像上でそれぞれ回転操作を行うため、１の位置決め画像上で行った回転操作が他の位置決め画像上の表示断面にも影響を与える。従って、所定の位置決め画像上で、所望の回転角度まで表示断面を回転操作後、他の位置決め画像上で回転操作を行うと、先に回転操作した位置決め画像上の表示断面の回転角度がずれる。このように、各軸周りの回転角度を独立して設定することが難しい。

また、特許文献２に開示の技術では、特許文献１に開示の技術のような、他の位置決め画像上での回転による回転角度のずれは発生しない。しかし、表示断面の設定に用いる位置決め画像自体がオブリーク断面像として表示されるため、直感的に各軸周りの回転角度を指示することが難しい。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、３次元空間において、直感的に容易に任意の表示断面を設定することを支援する技術を提供することを目的とする。

本発明は、直交する３断面の中で、直前に回転角度を受け付けた他の断面の位置決め画像上の表示断面の回転角度を保持したまま、所定の断面の法線軸周りの回転角度を受け付ける。

例えば、操作者からの指示に従って、表示断面を決定する表示断面設定装置であって、互いに直交する３断面毎の前記表示断面の回転角度を受け付けて前記表示断面を当該回転角度分回転させるとともに、前記３断面それぞれの位置決め画像上に前記表示断面を示すガイドを表示する指示受付手段と、前記指示受付手段を介して受け付けた回転角度を反映して前記表示断面を決定し、決定した表示断面を特定するパラメータを算出するパラメータ算出手段と、を備え、前記指示受付手段は、前記回転角度を受け付けた断面である受付断面とは異なる断面で先に回転が行われている場合、先に回転が行われた断面の中の最後に回転が行われた断面である直前断面の位置決め画像上に表示される前記ガイドの表示角度を固定し、前記受付断面の位置決め画像上で前記ガイドを回転させて表示することを特徴とする表示断面設定装置を提供する。

また、前記表示断面設定装置を用いて決定した表示断面を撮像断面として撮像を実行する撮像手段、を備えてもよい。

また、３次元データから、前記表示断面設定装置を用いて決定した表示断面の画像を切出して表示する断面表示手段、を備えてもよい。

さらに、前記表示断面設定装置を用いて決定した表示断面を投影面とし、投影処理を行う投影手段、を備えることを特徴とする画像処理装置を提供する。

本発明によれば、３次元空間において、直感的に容易に任意の表示断面を設定できる。

第一の実施形態の磁気共鳴イメージング装置の全体構成のブロック図である。 第一の実施形態の制御処理系の機能ブロック図である。 （ａ）は、第一の実施形態の指示入力画面を説明するための説明図である。（ｂ）は、第一の実施形態の断面指示入力領域を説明するための説明図である。 （ａ）および（ｂ）は、第一の実施形態のオブリーク断面表示領域に表示されるオブリーク断面画像の例を説明するための説明図である。 （ａ）〜（ｃ）は、従来手法によるガイド表示を説明するための説明図である。 （ａ）および（ｂ）は、従来手法によるガイド表示を説明するための説明図である。 （ａ）〜（ｃ）は、第一の実施形態の回転角度指示時の各断面表示領域のガイド表示を説明するための説明図である。 第一の実施形態の指示受付処理のフローチャートである。 （ａ）〜（ｃ）は、第二の実施形態の回転角度指示時の各断面表示領域のガイド表示を説明するための説明図である。

＜＜第一の実施形態＞＞
以下、添付図面に従って本発明を適用する実施形態を説明する。なお、発明の実施形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。

本実施形態では、医用画像表示装置としてＭＲＩ装置を用いる場合を例にあげて説明する。最初に、本実施形態のＭＲＩ装置の一例の全体概要を説明する。図１は、本実施形態のＭＲＩ装置１００の全体構成を示すブロック図である。本実施形態のＭＲＩ装置１００は、ＮＭＲ現象を利用して被検体の断層画像を得るもので、図１に示すように、静磁場発生系１２０と、傾斜磁場発生系１３０と、送信系１５０と、受信系１６０と、制御処理系１７０と、シーケンサ１４０と、を備える。

静磁場発生系１２０は、垂直磁場方式であれば、被検体１０１の周りの空間にその体軸と直交する方向に、水平磁場方式であれば、体軸方向に、均一な静磁場を発生させるもので、被検体１０１の周りに配置される永久磁石方式、常電導方式あるいは超電導方式の静磁場発生源を備える。

傾斜磁場発生系１３０は、ＭＲＩ装置１００の座標系（装置座標系）であるＸ、Ｙ、Ｚの３軸方向に巻かれた傾斜磁場コイル１３１と、それぞれの傾斜磁場コイルを駆動する傾斜磁場電源１３２とを備え、後述のシ−ケンサ１４０からの命令に従ってそれぞれの傾斜磁場コイル１３１の傾斜磁場電源１３２を駆動することにより、Ｘ、Ｙ、Ｚの３軸方向に傾斜磁場Ｇｘ、Ｇｙ、Ｇｚを印加する。

送信系１５０は、被検体１０１の生体組織を構成する原子の原子核スピンに核磁気共鳴を起こさせるために、被検体１０１に高周波磁場パルス（以下、「ＲＦパルス」と呼ぶ。）を照射するもので、高周波発振器（シンセサイザ）１５２と変調器１５３と高周波増幅器１５４と送信側の高周波コイル（送信コイル）１５１とを備える。高周波発振器１５２はＲＦパルスを生成し、シーケンサ１４０からの指令によるタイミングで出力する。変調器１５３は、出力されたＲＦパルスを振幅変調し、高周波増幅器１５４は、この振幅変調されたＲＦパルスを増幅し、被検体１０１に近接して配置された送信コイル１５１に供給する。送信コイル１５１は供給されたＲＦパルスを被検体１０１に照射する。

受信系１６０は、被検体１０１の生体組織を構成する原子核スピンの核磁気共鳴により放出される核磁気共鳴信号（エコー信号、ＮＭＲ信号）を検出するもので、受信側の高周波コイル（受信コイル）１６１と信号増幅器１６２と直交位相検波器１６３と、Ａ／Ｄ変換器１６４とを備える。受信コイル１６１は、被検体１０１に近接して配置され、送信コイル１５１から照射された電磁波によって誘起された被検体１０１の応答のＮＭＲ信号を検出する。検出されたＮＭＲ信号は、信号増幅器１６２で増幅された後、シーケンサ１４０からの指令によるタイミングで直交位相検波器１６３により直交する二系統の信号に分割され、それぞれがＡ／Ｄ変換器１６４でディジタル量に変換されて、制御処理系１７０に送られる。

シーケンサ１４０は、ＲＦパルスと傾斜磁場パルスとを所定のパルスシーケンスに従って繰り返し印加する。なお、パルスシーケンスは、高周波磁場、傾斜磁場、信号受信のタイミングや強度を記述したもので、予め制御処理系１７０に保持される。シーケンサ１４０は、制御処理系１７０からの指示に従って動作し、被検体１０１の断層画像のデータ収集に必要な種々の命令を送信系１５０、傾斜磁場発生系１３０、および受信系１６０に送信する。

制御処理系１７０は、ＭＲＩ装置１００全体の制御、各種データ処理等の演算、処理結果の表示及び保存等を行うもので、ＣＰＵ１７１と記憶装置１７２と表示装置１７３と入力装置１７４とを備える。記憶装置１７２は、ハードディスクなどの内部記憶装置と、外付けハードディスク、光ディスク、磁気ディスクなどの外部記憶装置とにより構成される。表示装置１７３は、ＣＲＴ、液晶などのディスプレイ装置である。入力装置１７４は、ＭＲＩ装置１００の各種制御情報や制御処理系１７０で行う処理の制御情報の入力のインタフェースであり、例えば、トラックボールまたはマウスとキーボードとを備える。入力装置１７４は、表示装置１７３に近接して配置される。操作者は、表示装置１７３を見ながら入力装置１７４を通してインタラクティブにＭＲＩ装置１００の各種処理に必要な指示、データを入力する。

ＣＰＵ１７１は、操作者が入力した指示に従って、記憶装置１７２に予め保持されるプログラムを実行することにより、ＭＲＩ装置１００の動作の制御、各種データ処理等の制御処理系１７０の各処理を実現する。例えば、受信系１６０からのデータが制御処理系１７０に入力されると、ＣＰＵ１７１は、信号処理、画像再構成等の処理を実行し、その結果である被検体１０１の断層像を表示装置１７３に表示するとともに、記憶装置１７２に記憶する。

送信コイル１５１と傾斜磁場コイル１３１とは、被検体１０１が挿入される静磁場発生系１２０の静磁場空間内に、垂直磁場方式であれば被検体１０１に対向して、水平磁場方式であれば被検体１０１を取り囲むようにして設置される。また、受信コイル１６１は、被検体１０１に対向して、或いは取り囲むように設置される。

現在、ＭＲＩ装置の撮像対象核種で、臨床で普及しているものは、被検体１０１の主たる構成物質である水素原子核（プロトン）である。ＭＲＩ装置１００では、プロトン密度の空間分布や、励起状態の緩和時間の空間分布に関する情報を画像化することで、人体頭部、腹部、四肢等の形態または機能を、二次元もしくは三次元的に撮像する。

図２は、本実施形態の制御処理系１７０の機能ブロック図である。本実施形態の制御処理系１７０は、上述のように、ＭＲＩ装置１００の各部を動作させて、所定の断面（撮像断面）のデータの計測を行い、撮像断面の画像を得る。これを実現するため、本の制御処理系１７０は、撮像パラメータと、予め記憶装置１７２に保持されるパルスシーケンスとに従って、ＭＲＩ装置１００の各部の動作を制御して、データの計測を行い、得られたデータから画像を再構成する撮像部２１０と、操作者の指示に従って、撮像断面を決定し、撮像パラメータに反映する表示断面設定部２２０と、を備える。撮像部２１０および表示断面設定部２２０は、上述のように、ＣＰＵ１７１が、記憶装置１７２に予め保持されるプログラムをメモリにロードして実行することにより実現する。

撮像部２１０による撮像手順は以下のとおりである。まず、撮像パラメータおよびパルスシーケンスに従って送信系１５０に指示を出し、送信コイル１５１から被検体１０１にＲＦパルスを照射する。ＲＦパルスの照射により被検体１０１から発生するエコー信号に、傾斜磁場により異なる位相エンコードを与える。位相エンコードの数は通常１枚の画像あたり１２８、２５６、５１２等の値が選ばれる。各エコー信号を、受信コイル１６１で検出する。エコー信号は、通常１２８、２５６、５１２、１０２４個のサンプリングデータからなる時系列信号として検出される。これらのデータを受信系１６０から制御処理系１７０に送信する。そして、制御処理系１７０において、２次元フーリエ変換等の画像処理が施され、１枚の再構成画像が生成される。

上記撮像は、撮像スライスとして設定された撮像断面毎に行われる。撮像断面は、例えば、ＭＲＩ装置１００に予め設定される前述の装置座標系を用いて特定される。本実施形態では、この装置座標系はＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸からなる右手直交座標系とする。撮像部２１０は、傾斜磁場とＲＦパルスの照射周波数とを調整することにより、特定された撮像断面の撮像を実現する。

本実施形態では、この撮像断面は、各軸に直交する断面に限られない。表示断面設定部２２０は、この撮像断面の向き（傾き）を、操作者から受け付け、撮像パラメータに反映する。本実施形態では、撮像断面の向き（傾き）は、上記装置座標系の各軸周りの角度により設定する。各軸周りの角度は、各軸をそれぞれ法線とする直交する３断面において設定する。これを実現するため、表示断面設定部２２０は、指示受付部２２１と、パラメータ算出部２２２とを備える。

本実施形態の指示受付部２２１は、図３（ａ）に示す指示入力画面３００を生成し、表示装置１７３に表示し、当該指示入力画面３００を介して撮像断面の向き（傾き）の指定を受け付ける。指示入力画面３００には、各座標軸を法線とする直交する３断面（直交３断面）の位置決め画像と、各位置決め画像上での撮像断面の配置状態を示すガイドと、各座標軸周りの回転角が表示される。指示受付部２２１は、各座標軸周りの回転角、すなわち、各座標軸を法線とする直交３断面上での回転角度により撮像断面の向き（傾き）の指定を受け付ける。

図３（ａ）の例では、指示入力画面３００は、直交３断面の位置決め画像およびガイドを表示する断面表示領域３１０と、操作者による操作完了の意思を受け付ける決定ボタン３２０と、各直交３断面上での撮像断面の現在の回転角度を表示するとともに操作者から回転角度の入力を受け付ける入力領域３３０と、を備える。

本実施形態の断面表示領域３１０は、それぞれ、位置決め画像の、Ｘ−Ｚ断面を表示するＸ−Ｚ断面表示領域３１１と、Ｙ−Ｚ断面を表示するＹ−Ｚ断面表示領域３１２と、Ｘ−Ｙ断面を表示するＸ−Ｙ断面表示領域３１３と、を備える。

例えば、水平磁場方式のＭＲＩ装置１００を用い、静磁場方向を装置座標系のＺ軸方向とし、Ｚ軸に垂直な２方向のうち、被検体１０１を載置するベッドに平行な方向をＸ軸方向、ベッドに垂直な方向をＹ方向とする。被検体１０１としてヒトをベッドに仰向けにした状態で撮像する場合、Ｘ−Ｚ断面表示領域３１１には、コロナル（ＣＯＲ）断面の画像、Ｙ−Ｚ断面表示領域３１２には、サジタル（ＳＡＧ）断面の画像、Ｘ−Ｙ断面表示領域３１３には、アキシャル（ＡＸ）断面の画像が表示される。

また、各断面表示領域３１１、３１２、３１３には、図３（ｂ）に示すように、撮像断面を示すガイド４００が表示される。図３（ｂ）には、ガイド４００として、撮像視野（ＦＯＶ）を考慮した矩形枠を用いる場合を例示する。ここで例示されている撮像断面は、Ｚ軸に直交する断面である。Ｘ−Ｚ断面表示領域３１１には、現在の撮像断面をＸ−Ｚ断面に投影した状態を、Ｙ−Ｚ断面表示領域３１２には、撮像断面をＹ−Ｚ断面に投影した状態を、Ｘ−Ｙ断面表示領域３１３には、撮像断面をＸ−Ｙ断面に投影した状態を、それぞれ、ガイド４００として表示する。すなわち、Ｘ−Ｚ断面表示領域３１１には、撮像断面の、Ｘ−Ｚ断面の法線軸（Ｙ軸）周りの回転量が表示され、Ｙ−Ｚ断面表示領域３１２には、撮像断面の、Ｙ−Ｚ断面の法線軸（Ｘ軸）周りの回転量が表示され、Ｘ−Ｙ断面表示領域３１３には、撮像断面の、Ｘ−Ｙ断面の法線軸（Ｚ軸）周りの回転量が表示される。

入力領域３３０には、現在の撮像断面の各直交３断面上での回転角度、すなわち、各直交３断面の法線軸周りの回転角度を表示する。また、操作者は各直交３断面上での回転角度を、入力装置１７４を介して入力領域３３０に入力する。表示および入力する回転角度は、所定の軸を基準とした回転角であってもよいし、撮像断面の初期状態を基準とし、そこからの回転角度であってもよい。

指示受付部２２１は、操作者により入力された回転角度を受け付け、予め記憶装置１７２に保持されるプログラムに従って、各断面表示領域３１１、３１２、３１３に表示するガイド４００を計算し、表示する。すなわち、回転角度を受け付け、回転の指示を受け付けた断面が表示される断面表示領域で、受け付けた回転角度分ガイド４００を回転させる。そして、他の断面表示領域では、その回転に伴って変化後の撮像断面に応じてガイド４００を表示する。

なお、撮像断面の位置を表示するガイド４００は、これに限られない。撮像断面が特定できればよい。また、指示入力画面３００の初期表示時には、初期の撮像断面を規定するガイド４００が表示される。初期の撮像断面は、当初入力された撮像パラメータで設定される撮像断面である。

なお、指示入力画面３００のデータは、予め記憶装置１７２に保持される。位置決め画像は、予め位置決め画像取得用のシーケンスに従って撮像部２１０により取得される。

また、断面表示領域３１０は、ガイド４００にて設定された撮像断面の画像（オブリーク断面画像）および座標系を表示するオブリーク断面表示領域をさらに備えてもよい。また、オブリーク断面表示領域には、オブリーク断面画像は表示せず、座標系と撮像断面を特定するガイド４００のみ表示するよう構成してもよい。また、オブリーク断面表示領域３１４には、オブリーク断面画像のみを表示するよう構成してもよい。

図４に、オブリーク断面表示領域３１４に表示されるオブリーク断面画像６１４の例を示す。ここで、６１０は位置決め画像、６１１は、Ｘ−Ｚ断面画像、６１２は、Ｙ−Ｚ断面画像、６１３は、Ｘ−Ｙ断面画像である。ガイド４００が図４（ａ）に示す位置から図４（ｂ）に示す位置に変化すると、オブリーク断面表示領域３１４に表示されるオブリーク断面画像６１４は、図４（ａ）に示すものから図４（ｂ）に示すものへと更新される。

パラメータ算出部２２２は、入力領域３３０を介して撮像断面の傾きが入力され、決定ボタン３２０の押下により決定されると、その時点で入力されている各直交３断面上（各直交３断面の法線軸周り）の回転角度に従って、撮像断面を特定する撮像パラメータを算出する。撮像部２１０は、パルスシーケンスと、この撮像パラメータとを用いて撮像を行う。

次に、本実施形態の指示受付部２２１による、各軸周りの回転角度を受け付ける処理の詳細を説明する。以下、本明細書では、各軸周りの回転は右手系とし、回転行列は右からかけるものとする。Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸周りの各回転行列Ｒ_X（θ）、Ｒ_Y（θ）、Ｒ_Z（θ）は、以下の式（１）で表される。

また、任意の軸に対する回転行列Ｒ_A（θ）は、以下の式（２）で表される。

本実施形態の指示受付部２２１による撮像断面の回転角度を受け付ける処理の説明に先立ち、特許文献１および特許文献２に開示の手法による、操作者による回転角度の指示およびそれに伴う画面表示を説明する。ここでは、本実施形態の指示入力画面３００を用いて説明する。図５（ａ）〜（ｃ）は、特許文献１の手法による、各直交３断面上の回転角度の入力と、それに伴う各断面表示領域３１１、３１２、３１３におけるガイド４００の表示を説明するための図である。

ここでは、ガイド４００として、撮像断面上の矩形の枠（ガイド枠４２０）を用いる。ここでは、初期の撮像断面を、Ｘ−Ｙ（ＡＸ）断面とする。図５（ａ）に示すように、表示するガイド枠４２０の各頂点Ｐ１．Ｐ２．Ｐ３．Ｐ４の座標を、例えば、それぞれ、Ｐ１（−ｘ₀，−ｙ₀，０）、Ｐ２（ｘ₀，−ｙ₀，０）、Ｐ３（ｘ₀，ｙ₀，０）、Ｐ４（−ｘ₀，ｙ₀，０）とする。このとき、Ｘ−Ｚ（ＣＯＲ）断面表示領域３１１には、Ｐ１（Ｐ４）およびＰ２（Ｐ３）を結ぶ直線が、Ｙ−Ｚ（ＳＡＧ）断面表示領域３１２には、Ｐ１（Ｐ３）およびＰ２（Ｐ４）を結ぶ直線が、Ｘ−Ｙ（ＡＸ）断面表示領域３１３には、Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３、Ｐ４をそれぞれ頂点とする矩形が、それぞれ、ガイド４２０として表示される。

なお、この場合、例えば、オブリーク断面表示領域を備える場合、図５（ａ）右側に示すように、オブリーク断面表示領域には、Ｘ−Ｙ（ＡＸ）断面表示領域３１３と同じガイド枠４２０が表示される。以下、図５（ａ）〜（ｃ）では、オブリーク断面表示領域への表示を、右側に抜き出して示す。

操作者は、入力領域３３０のＸ−Ｚ断面の回転角度を入力する欄に所望の角度を入力することにより、撮像断面の、Ｘ−Ｚ断面上（Ｙ軸周り）の回転角度を指定する。ここで、入力された回転角度をα度とする。ここでは、０＜α＜π／２とする。撮像断面をＸ−Ｚ断面の法線軸であるＹ軸周りに、α度回転後の各断面表示領域３１１、３１２、３１３に表示されるガイド枠４２０の様子を図５（ｂ）に示す。

α度回転させると、ガイド枠４２０の各頂点Ｐｉ（ｉ＝１、２、３、４）の座標は、それぞれ、以下の式（３）で表されるＰｉ’（ｉ＝１、２、３、４）となる。

即ち、以下の式（４）で表される。

撮像断面（ガイド枠４２０）のＹ軸周りのα度回転により、Ｙ−Ｚ（ＳＡＧ）断面表示領域３１２に表示されるガイド枠４２０は、Ｐ１’とＰ２’、および、Ｐ３’とＰ４’の各頂点の、Ｚ軸方向の位置が互いに異なるため、図５（ｂ）の点線で表示される矩形４２１となる。

マルチスライスの撮像断面を設定する場合など、設定する撮像断面が複数の場合、設定する撮像断面の数だけ、ガイド枠４２０を表示させる。このように、表示させるガイド枠４２０が複数の場合、Ｘ−Ｚ（ＣＯＲ）断面表示領域３１１およびＹ−Ｚ（ＳＡＧ）断面表示領域３１２において、例えば、ガイド枠４２０の矩形４２１をスライス間隔分ずつずらして表示すると、表示が煩雑になる。このため、ガイド枠４２０として、矩形４２１の中心線を表示する場合を例にあげて説明する。

Ｘ−Ｚ（ＣＯＲ）断面表示領域３１１およびＹ−Ｚ（ＳＡＧ）断面表示領域３１２において、中心線をガイド枠４２０として表示する場合、Ｙ−Ｚ（ＳＡＧ）断面表示領域３１２に表示されるガイド枠４２０は変化しない。ガイド枠４２０のＹ軸周りのα度回転により、Ｘ−Ｙ（ＡＸ）断面表示領域３１３に表示されるガイド４００は、Ｙ軸方向は変化しないが、Ｘ軸方向の幅が小さくなる。

続いて、操作者は、入力領域３３０のＹ−Ｚ断面の回転角度を入力する欄に所望の角度を入力することにより、Ｙ−Ｚ断面上（Ｘ軸周り）の回転角度を指定する。ここで、入力された回転角度をβ度とする。ここでは、０＜β＜π／２とする。Ｘ軸周りにβ度回転後の各表示領域に表示されるガイド枠４２０の様子を図５（ｃ）に示す。

Ｙ軸周りのα度回転に続き、β度回転させると、ガイド４００の各頂点Ｐｉ’（ｉ＝１、２、３、４）の座標はそれぞれ、以下の式（５）で表されるＰｉ”
（ｉ＝１、２、３、４）となる。

即ち、以下の式（６）で表される。

ガイド枠４２０のＸ軸周りのβ度回転により、Ｘ−Ｚ（ＣＯＲ）断面表示領域３１１に表示されるガイド枠４２０も、図５（ｃ）に示すように変化する。本来は、ガイド枠４２０は、図５（ｃ）の点線で示す矩形４２１となるが、ここでは、上記同様、この矩形の中心線をガイド枠４２０として表示する場合を例にあげて説明する。

このとき、撮像断面の傾きは、Ｘ軸周りのβ度の回転の影響を受ける。従って、Ｘ−Ｚ（ＣＯＲ）断面表示領域３１１に表示されるガイド枠４２０の、初期の位置からの回転角度は、α度から以下の式（７）で表されるα’度となる。

このように、特許文献１に開示の手法を用いると、Ｙ軸周りにα度回転後、Ｘ軸周りにβ度回転させると、Ｙ軸周りの回転角度がα’度となり、先に設定したα度からずれる。

次に、特許文献２に開示の手法を説明する。図６は、特許文献２の手法による、回転角度の入力と断面指示入力領域３１０におけるガイド４００の表示を説明するための図である。ここでも、特許文献１に開示の手法の説明と同様、本実施形態の指示入力画面３００を用いて説明する。初期の撮像断面は、ＸーＹ（ＡＸ）断面とする。また、ガイド４００として、同様に矩形のガイド枠４２０を用いる。そして、まず、Ｘ−Ｚ断面上でＹ軸周りにα度回転させ、次に、Ｙ−Ｚ断面上でβ度回転させるものとする。なお、０＜α＜π／２、−π／２＜β＜０とする。

本手法では、Ｙ軸周りにα度回転させた際、Ｙ−Ｚ（ＳＡＧ）断面表示領域３１２およびＸ−Ｙ（ＡＸ）断面表示領域３１３に、Ｘ軸及びＺ軸もα度回転させた回転座標軸Ｘ’軸、Ｚ’軸、および位置決め画像を表示する。図６（ａ）には、Ｙ−Ｚ（ＳＡＧ）断面表示領域３１２に表示される座標系、ガイド枠４２１を例示する。

図６（ａ）に示す状態のＹ−Ｚ（ＳＡＧ）断面表示領域３１２で、そのＸ’軸周りに受け付けたβ度回転させてガイド枠４２０を表示する。このとき、Ｘ’軸方向の単位ベクトル５１１は、以下の式（８）で表される。

従って、回転行列Ｒ_A（β）は、以下の式（９）で表される。

図６（ｂ）に示すように、ガイド枠４２０で特定される撮像断面の法線ベクトル４１０をＤ＝（０，０，１）とすると、Ｙ軸周りのα度の回転と、それに続くＸ’軸周りのβ度の回転により、法線ベクトル４１０の各成分は、以下の式（１０）で表される。

このとき、Ｘ−Ｚ（ＣＯＲ）断面表示領域３１１に表示されるガイド枠４２０の角度α’は、この法線ベクトル４１０の垂直方向に対する角度α’であり、以下の式（１１）で表される。

このように、特許文献２の手法によれば、Ｙ軸周りにα度回転後、Ｘ’軸周りにβ度回転させる場合であっても、Ｙ軸周りの回転角度α’は、当初の設定の回転角度αと等しくなる。すなわち、先に設定したα度からずれない。

しかし、β度の回転は、Ｘ’軸周りの回転として指定される。Ｘ軸周りの回転角度（回転角度）β’は、このβを用いて以下の式（１２）で表される。

このように、本来設定したいＸ軸周りの回転角度β’は、回転座標軸であるＸ’軸で設定したβ度とは一致しない。

次に、本実施形態の指示受付部２２１による回転角度受け付け時の処理を説明する。まず、操作者による回転角度の入力およびそれに伴う指示入力画面３００の各断面表示領域３１１、３１２、３１３のガイド４００の表示の変化を説明する。

本実施形態の指示受付部２２１は、予め取得された各直交３断面の位置決め画像を各断面表示領域３１１、３１２、３１３に表示する。また、入力された撮像パラメータに従って、初期の撮像断面を特定し、それに従って、初期のガイド４００を表示する。その後、指示受付部２２１は、操作者による入力領域３３０への入力値（回転角度）に従って、各断面表示領域のガイド４００の表示および入力領域３３０に表示する値を更新する。指示受付部２２１は、受け付けた回転角度に応じたガイド４００の表示位置を算出し、算出結果に従って、各断面表示領域３１１、３１２、３１３にガイド４００を表示する。また、受け付けた回転角度、算出結果は、記憶装置１７２に格納する。

図７（ａ）〜（ｃ）は、操作者から回転角度を受け付ける際の、各断面表示領域３１１、３１２、３１３の、ガイド４００の表示の変化を説明するための図である。なお、図７（ａ）〜（ｃ）においても、オブリーク断面表示領域３１４に表示される座標系およびガイド４００の様子を右側に抽出して示す。

上述のように、本実施形態の指示受付部２２１は、直前に回転角度の指示を受け付け、ガイド４００を回転させた断面の回転角度を保持し、次の異なる断面の回転角度の指示を受け付ける。指示入力画面３００の各断面表示領域３１１、３１２、３１３では、直前に回転角度が指示され、ガイド４００を回転させた断面の位置決め画像が表示される断面表示領域でのガイド４００の表示角度を固定し、次に回転角度が指示された異なる断面の位置決め画像が表示される断面表示領域でガイド４００を回転させて表示する。ここでは、上記同様、撮像パラメータで規定される初期の撮像断面はＸ−Ｙ（ＡＸ）断面とし、Ｘ−Ｚ断面（Ｙ軸周り）でα度の回転を受け付け、その後、Ｙ−Ｚ断面（Ｘ軸周り）でβ度の回転を受け付ける場合を例にあげて説明する。

なお、ここでは、撮像断面を特定するガイド４００として、撮像断面の法線ベクトル４３０を用いる場合を例にあげて説明する。ガイド４００として用いる法線ベクトル４３０は、撮像断面の断層画像の表示方向を、視点方向を用いて指定する場合の、視点方向に相当する。なお、ここでは、法線ベクトル４３０は、単位ベクトルとする。すなわち、法線ベクトル４３０をＤ＝（ｘ、ｙ、ｚ）で表すと、Ｄ^２＝ｘ^２＋ｙ^２＋ｚ^２＝１である。

撮像断面設定の指示を受け付けると、指示受付部２２１は、表示装置１７３に指示入力画面３００を表示する。このとき、各断面表示領域３１１、３１２、３１３には、直交３断面の位置決め画像とともに初期の撮像断面の単位法線ベクトル４３０を表示する。さらに、入力領域３３０には、初期値（例えば、０）を設定し、表示する。また、例えば、オブリーク断面表示領域には、所定の視点方向からの座標系とガイド４００とを表示する。ここでは、矩形の枠４２０と単位法線ベクトル４３０とを表示する場合を例示する。

この場合、表示直後の指示入力画面３００の各断面表示領域３１１、３１２、３１３には、図７（ａ）に示すように、ガイド４００として法線ベクトル４３０が表示される。図７（ａ）に示すように、法線ベクトル４３０は、Ｘ−Ｚ（ＣＯＲ）断面表示領域３１１では、Ｚ軸方向に長さ１の矢印として表示され、Ｙ−Ｚ（ＳＡＧ）断面表示領域３１２では、Ｚ軸方向に長さ１の矢印として表示され，Ｘ−Ｙ（ＡＸ）断面表示領域３１３では、紙面手前から後ろ（Ｚ方向）へ貫通するものとして表示される。

なお、このとき表示される法線ベクトル４３０をＤとすると、Ｄは、以下の式（１３）で表される。

まず、操作者は、入力領域３３０の、Ｘ−Ｚ断面の回転角度を入力する欄にα度と入力することにより、Ｘ−Ｚ断面上でのＹ軸周りのα度の回転の指示を行う。指示受付部２２１は、操作者の指示に従って、図７（ｂ）に示すように、Ｘ−Ｚ（ＣＯＲ）断面表示領域３１１で単位法線ベクトル４３０の先端を半径１の円周５２１に沿ってα度回転させて表示する。これは、上記特許文献１の手法と同様である。すなわち、回転前の法線ベクトル４３０をＤ、α度回転後の法線ベクトル４３０をＤ’とすると、Ｄ’は、Ｄを用いて以下の式（１４）で表される。

Ｙ軸周りの回転に従って、撮像断面自体が回転する。それに伴い、指示受付部２２１は、他の断面表示領域３１２、３１３に表示される法線ベクトル４３０の表示も回転後の配置に変化させる。Ｘ−Ｚ（ＣＯＲ）断面表示領域３１１で法線ベクトル４３０をＹ軸周りにα度回転させると、例えば、Ｙ−Ｚ（ＳＡＧ）断面表示領域３１２の法線ベクトル４３０は、向きはそのままＺ軸方向であるものの、その長さがｃｏｓαの矢印で表示される。また、Ｘ−Ｙ（ＡＸ）断面表示領域３１３では、法線ベクトル４３０は、Ｘ軸方向にｓｉｎαの長さの矢印で表示される。

続いて、操作者は、入力領域３３０の、Ｙ−Ｚ断面の回転角度を入力する欄にβ度と入力することにより、Ｙ−Ｚ断面上でのＸ軸周りのβ度の回転の指示を行う。指示受付部２２１は、操作者の指示に従って、図７（ｃ）に示すように、Ｙ−Ｚ（ＳＡＧ）断面表示領域３１２で単位法線ベクトル４３０の先端をβ度回転させて表示する。このとき、本実施形態の指示受付部２２１は、直前に法線ベクトル４３０を回転させたＸ−Ｚ（ＣＯＲ）断面表示領域３１１での法線ベクトル４３０の傾き（α度）を変更しないよう、Ｙ−Ｚ（ＳＡＧ）断面表示領域３１２で法線ベクトル４３０を回転させる。

これを実現するためには、Ｙ−Ｚ（ＳＡＧ）断面表示領域３１２での回転前の法線ベクトル４３０（Ｄ’）の各成分を（Ｄ’_X，Ｄ’_Y，Ｄ’_Z）とし、回転後の法線ベクトル４３０（Ｄ”）の各成分を（Ｄ”_X，Ｄ”_Y，Ｄ”_Z）とすると、それぞれ、以下の式（１５）を満たす必要がある。

従って、本実施形態の指示受付部２２１は、Ｘ−Ｚ断面でのＹ軸周りの回転に続き、Ｙ−Ｚ断面でＸ軸周りの回転を受け付ける場合、Ｙ−Ｚ（ＳＡＧ）断面表示領域３１２での回転軌跡を、真円ではなく、楕円とする。すなわち、本実施形態の指示受付部２２１は、操作者の入力した回転角度に従って、ガイド４００である法線ベクトル４３０（Ｄ’）の先端を、上記式（１５）で規定される楕円軌跡５２２に沿って回転させ、表示する。

この楕円軌跡５２２に沿って、Ｙ−Ｚ（ＳＡＧ）断面表示領域３１２で法線ベクトル４３０（Ｄ’）をＸ軸周りにβ度回転させると、回転後の法線ベクトル４３０（Ｄ”）の座標は、次の式（１６）を満たす。

従って、Ｘ軸周りにβ度回転後の、Ｙ−Ｚ（ＳＡＧ）断面表示領域３１２に表示される法線ベクトル４３０（Ｄ”）の座標は、次の式（１７）で表される。

このとき、Ｘ−Ｚ（ＣＯＲ）断面表示領域３１１に表示される法線ベクトル４３０（Ｄ”）の、初期の法線ベクトル４３０（Ｄ）に対するＹ軸周りの回転角α’は、以下の式（１８）に示されるように、先に設定した回転角αと一致する。

なお、Ｘ軸周りの回転に従って、撮像断面自体が回転する。それに伴い、指示受付部２２１は、他の断面表示領域３１１、３１３に表示される法線ベクトル４３０の表示も回転後の配置に変化させる。

なお、Ｙ軸周りの回転角度として指定するαの角度の反転、すなわち、α±πを許せば、Ｘ軸周りの回転角度として指定するβは、−π＜β≦πの範囲で指定が可能である。

また、図７では、Ｘ−Ｚ断面（Ｙ軸周り）の回転角度を受け付け、法線ベクトル４３０をＸ−Ｚ（ＣＯＲ）断面表示領域３１１で回転させ、その後、Ｙ−Ｚ断面（Ｘ軸周り）の回転角度を受け付け、法線ベクトル４３０をＹ−Ｚ（ＳＡＧ）断面表示領域３１２で回転させる場合を例にあげて説明したが、回転角度の指示順はこれに限られない。他の順で各断面の回転角度を受け付ける場合も同様である。

次に、以上の画面表示を実現する、本実施形態の指示受付部２２１による指示受付処理の流れについて説明する。上述のように、指示受付部２２１は、最初に回転角度を受け付ける断面の位置決め画像を表示する断面表示領域では、ガイド４００を、式（１４）に従って、真円の軌跡５２１上で回転させる。このとき、他の断面表示領域においても、受け付けた回転角度に従って、表示するガイド４００を変化させる。そして、以降の回転角度を受け付ける断面の位置決め画像を表示する断面表示領域では、直前に回転角度を受け付けた他の断面での回転を考慮して、上記式（１５）に従って、ガイド４００を、楕円軌跡５２２上で回転させる。この場合、直前に回転角度を受け付けた断面を表示する断面表示領域のガイド４００の回転角度は固定する。その他の断面表示領域では、受け付けた回転角度に従って、表示するガイド４００を変化させる。

このような本実施形態の指示受付部２２１による指示受付処理の流れの一例を、図８の処理フローに従って、説明する。

操作者からの指示に従って、表示断面設定部２２０は、指示入力画面３００を表示装置１７３に表示する（ステップＳ１００１）。このとき、各断面表示領域には、上述のように、Ｘ−Ｚ（ＣＯＲ）断面、Ｙ−Ｚ（ＳＡＧ）断面、Ｘ−Ｙ（ＡＸ）断面の位置決め画像が表示される。さらに、各断面表示領域には、初期の撮像断面の単位法線ベクトル４３０がガイド４００として表示される。初期の撮像断面は、操作者により設定された撮像パラメータから決定されたものである。

指示入力画面３００を表示すると、指示受付部２２１は、処理に必要なパラメータの初期設定を行う（ステップＳ１００２）。ここでは、回転角度を受け付けた断面数をカウントする断面カウンタＮｓを１とするとともに、回転角度を受け付けた断面を特定する情報を格納する断面パラメータＳＰ[Ｎｓ]を初期化する。さらに、入力領域３３０の、各断面の回転角度も合わせて初期化する。例えば、全て０度とする。

なお、断面カウンタＮｓは、回転角度を受け付けた断面の受け付け順を特定するために用い、断面パラメータＳＰ[Ｎｓ]は、直前に回転角度を受け付けた他の断面を特定するために用いる。本実施形態では、操作者が回転角度を指示する断面が変わる毎に、直前に回転角度を指示した他の断面での回転角度を維持するようガイド４００の表示を制御するためである。

なお、前回の操作から継続して行う場合は、初期設定のステップＳ１００２は、スキップする。表示断面設定部２２０は、ステップＳ１００１に先立ち、前回の操作から継続して行うか否かを判断する。前回の操作から継続するか否かは、ステップＳ１００１において表示する画像に対応づけて、断面パラメータＳＰ［Ｎｓ］、断面カウンタＮｓ、各直交三断面の回転角度が記憶装置１７２に保存されているか否かにより決定する。これらの情報が保存されていれば、表示断面設定部２２０は、前回操作から継続するものとし、ステップＳ１００２をスキップする。

指示受付部２２１は、操作者からの回転角度を入力する断面の選択を受け付ける（ステップＳ１００３）。ここでは、入力領域３３０の中の、操作者がマウスカーソルを置いた入力欄で特定される断面を、選択された断面と判断する。

そして、指示受付部２２１は、以前に他の断面の回転角度の入力を受け付けていないかを判別する（ステップＳ１００４）。ここでは、断面カウンタＮｓが１より大きいか否かを判別する。

断面カウンタＮｓが１の場合、指示受付部２２１は、現在選択されている断面が最初に回転角度を受け付ける断面と判断する。そして、まず、指示受付部２２１は、選択された断面を特定する情報を、断面パラメータＳＰ［Ｎｓ］に格納し、記憶装置１７２に記憶する（ステップＳ１００５）。

そして、指示受付部２２１は、入力領域３３０の、選択された断面の回転角度の入力を可能とし、操作者から入力された回転角度θ１を受け付ける（ステップＳ１００６）。そして、回転角度を受け付けた断面（ＳＰ[Ｎｓ]で特定される断面）の位置決め画像が表示される断面表示領域において、ガイド４００（法線ベクトル４３０）を、真円軌跡上で回転させるＮｏｒｍａｌ回転処理を行う（ステップＳ１００７）。ここでは、上記式（１４）に従って算出される円周５２１上を、ガイド４００（法線ベクトル４３０）の先端が移動するよう表示を制御する。また、ＳＰ[Ｎｓ]で特定される断面以外の位置決め画像が表示される断面表示領域では、撮像断面の回転に伴い、表示するガイド４００（法線ベクトル４３０）の表示を変化させる。

そして、指示受付部２２１は、受け付けた回転角度θ１を、θＳＰＮｓとし、断面パラメータＳＰ[Ｎｓ]に対応づけて記憶装置１７２に記憶する（ステップＳ１００８）。

その後、指示受付部２２１は、終了の指示の有無を確認し（ステップＳ１０１５）、終了の指示が無い場合（Ｃｏｎｔｉｎｕｅ；Ｙｅｓ）は、断面カウンタＮｓを１インクリメントし（ステップＳ１０１６）、ステップＳ１００３へ移行し、操作者による断面の選択を待つ。一方、終了の指示が有る場合（Ｃｏｎｔｉｎｕｅ；Ｎｏ）は、断面パラメータＳＰ[Ｎｓ］、断面カウンタＮｓとして、その時点の断面カウンタＮｓを１インクリメントした値（Ｎｓ＋１）、および、各直交三断面の回転角度（入力領域３３０への入力値）を、指示入力画面３００に表示される画像に対応づけて記憶装置１７２に保存し（ステップＳ１０１７）、処理を終了する。なお、終了の指示は、決定ボタン３２０が押下されたことにより受け付ける。

ステップＳ１００４において、断面カウンタＮｓが１より大きい場合、指示受付部２２１は、現在選択されている断面が、２回目以降に回転角度を受け付ける断面と判断する。そして、選択されている断面が、１回前に回転角度を受け付けた断面と同じであるか否か、判別する（ステップＳ１００９）。ここでは、選択されている断面を特定する情報と、１回前に回転角度を受け付けた断面を特定する情報、すなわち、断面パラメータＳｐ[Ｎｓ−１]に格納されている情報とを比較する。

同じと判断された場合、断面カウンタを１デクリメントし（ステップＳ１０１４）、ステップＳ１００４へ戻る。一方、異なる場合、指示受付部２２１は、異なる断面が選択されたと判断する。そして、まず、指示受付部２２１は、選択された断面を特定する情報を、断面パラメータＳＰ［Ｎｓ］に格納し、記憶装置１７２に記憶する（ステップＳ１０１０）。

そして、指示受付部２２１は、入力領域３３０の、選択された断面の回転角度の入力を可能とし、操作者から入力された回転角度θ１を受け付ける（ステップＳ１０１１）。そして、回転角度を受け付けた断面（ＳＰ[Ｎｓ]で特定される断面）の位置決め画像が表示される断面表示領域において、ガイド４００（法線ベクトル４３０）を、楕円軌跡５２２上で回転させる楕円回転処理を行う（ステップＳ１０１２）。ここでは、直前に回転角度を受け付けた他の断面の回転角度を考慮し、上記式（１５）に従って算出される楕円の周５２２上を、ガイド４００（法線ベクトル４３０）の先端が移動するよう表示を制御する。このとき、直前に回転角度を受け付けた断面ＳＰ[Ｎｓ−１]に対応づけて記憶装置１７２に登録されている回転角度θＳＰＮｓを、α、今回の断面ＳＰ[Ｎｓ]で受け付けた回転角度θ１を、βとする。また、ＳＰ[Ｎｓ]およびＳＰ［Ｎｓ−１］で特定される断面以外の位置決め画像を表示する断面表示領域では、撮像断面の回転に伴い、表示するガイド４００（法線ベクトル４３０）の表示を変化させる。

その後、指示受付部２２１は、受け付けた回転角度θ１を、θＳＰＮｓとし、断面パラメータＳＰ[Ｎｓ]に対応づけて記憶装置１７２に記憶する（ステップＳ１０１３）。その後、ステップＳ１０１５へ移行する。

なお、ステップＳ１０１５で、決定ボタン３２０が押下されることにより、終了の指示を受け付けると、指示受付部２２１は、その時点で入力領域３３０に表示さる回転角度で規定される断面を撮像断面とし、撮像断面が決定したことをパラメータ算出部２２２に通知する。パラメータ算出部２２２は、これを受け、決定した撮像断面を特定する撮像パラメータを算出する。

なお、上記処理の中で、断面が選択される毎に、選択された断面に対応づけて入力領域３３０に入力されている回転角度θ０を記憶し、新たに回転角度θ１が入力される毎に、θ０とθ１とを比較するよう構成してもよい。そして、θ０とθ１とが異なる場合のみ、Ｎｏｒｍａｌ回転、または、楕円回転を行うよう構成してもよい。

以上説明したように、本実施形態の磁気共鳴イメージング装置は、操作者からの指示に従って、表示断面を決定する表示断面設定部２２０であって、互いに直交する３断面毎の前記表示断面の回転角度を受け付けて前記表示断面を当該回転角度分回転させるとともに、前記３断面それぞれの位置決め画像上に前記表示断面を示すガイド４００を表示する指示受付部２２１と、前記指示受付部２２１を介して受け付けた回転角度を反映して前記表示断面を決定し、決定した表示断面を特定するパラメータを算出するパラメータ算出部２２２と、を備え、前記指示受付部２２１は、前記回転角度を受け付けた前記断面である受付断面とは異なる断面で先に表示断面の回転が行われている場合、先に回転が行われた断面の中の最後に回転が行われた断面である直前断面の位置決め画像上に表示される前記ガイド４００の表示角度を固定し、前記受付断面の位置決め画像上で前記ガイドを回転させて表示することを特徴とする表示断面設定部２２０を備える。また、前記表示断面設定装部２２０を用いて決定した表示断面を撮像断面として撮像を実行する撮像部２１０を、さらに備える。

前記指示受付部２２１は、前記受付断面とは異なる断面で先に回転が行われている場合、当該受付断面に対する前記回転角度に応じて、前記直前断面で行われた回転を反映した軌跡上で前記ガイドを回転させて表示する。そして、前記軌跡は、楕円軌跡とする。なお、前記ガイド４００には、表示断面の単位法線ベクトル４３０を用いる。

すなわち、本実施形態によれば、各々直交する３つの断面上で、撮像断面の傾きを設定するにあたり、直前に傾き（回転角度）を受け付けた他の断面上の撮像断面の回転角度を保持した状態で、回転角度を受け付ける。このため、他の断面の法線軸周りの回転角度を反映しても、直前に受け付けた断面の法線軸周りの回転角度は維持される。従って、操作者は、各断面上で当該断面の法線軸周りの回転角度を、直前に回転角度を受け付けた他の断面の回転角度に影響を与えることなく指定することができる。従って、本実施形態の表示断面設定部２２０により、操作者は、直感的に容易に任意の撮像断面を設定できる。

特に、ＭＲＩ装置において撮像断面を設定する場合、指示入力画面３００の各断面表示領域に表示する直交３断面の位置決め画像のみ取得すればよい。従って、予め３次元データを取得する必要がないため、位置決め画像取得処理にかかる時間を短縮することができる。

また、上記実施形態では、表示断面設定部２２０を、撮像断面の決定に用いているが、これに限られない。例えば、予め取得した３次元データから、任意の断面を抽出して表示するＭＰＲ（ｍｕｌｔｉ−ｐｌａｎａｒ ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ）法において、抽出する断面の設定に用いることができる。また、三次元的に構築されたデータに対し任意の視点方向に投影処理を行い、投影経路中の最大値を投影面に表示する最大値投影（ＭＩＰ，ｍａｘｉｍｕｍ ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ）法において、投影面の設定に用いることができる。さらに、３次元ボリュームデータから二次元画像を作成するＶＲ（ｖｏｌｕｍｒ ｒｅｎｄｅｒｉｎｇ）法、中心投影法を用いた三次元画像処理である仮想内視鏡と呼ばれる手法において、それぞれ投影面の設定に用いることができる。表示断面設定部２２０により、３次元データから断面を抽出する、もしくは、投影面を設定する場合、指示入力画面に最初に表示するガイド４００の位置は、予め定めておく。

また、設定した断面ごとの回転角度、法線ベクトル４３０（視点方向）の座標を記憶装置１７２に保存するよう構成してもよい。このように構成することにより、別の操作画面に反映させることができる。従って、指示入力画面３００で設定した断面の角度を、他の解析や撮像に再利用することができる。

＜＜第二の実施形態＞＞
次に、本発明を適用する第二の実施形態について説明する。第一の実施形態では、操作者からの指示を受け付けるガイド４００として、撮像断面の単位法線ベクトル４３０を用いる。一方、本実施形態では、ガイド４００として撮像断面上の四角形を用いる。

本実施形態も第一の実施形態同様、医用画像表示装置としてＭＲＩ装置を用いる場合を例にあげて説明する。用いるＭＲＩ装置は、基本的に第一の実施形態のＭＲＩ装置１００と同様である。また、制御処理系１７０の機能構成も基本的に第一の実施形態と同様である。ただし、指示入力画面３００に表示するガイド４００の形状が異なる。このため、指示受付部２２１の処理の詳細が異なる。以下、本実施形態について、第一の実施形態と異なる構成に主眼をおいて説明する。

本実施形態においても、Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸からなる右手直交座標系による装置座標系を用い、指示受付部２２１による処理を説明する。水平磁場方式のＭＲＩ装置１００を用い、静磁場方向をＺ軸方向とし、Ｚ軸に垂直な２方向のうち、被検体１０１を載置するベッドに平行な方向をＸ軸方向、ベッドに垂直な方向をＹ方向とする座標系を用いる。また、被検体１０１として、ヒトをベッドに仰向けにした状態で撮像する場合を例にあげて説明する。すなわち、直交する３断面の位置決め画像を表示する断面表示領域３１０の、Ｘ−Ｚ断面表示領域３１１には、コロナル（ＣＯＲ）断面の画像、Ｙ−Ｚ断面表示領域３１２には、サジタル（ＳＡＧ）断面の画像、Ｘ−Ｙ断面表示領域３１３には、アキシャル（ＡＸ）断面の画像が表示される。

まず、本実施形態の回転角度を受け付ける際の、各断面表示領域３１１、３１２、３１３の、ガイド４００の表示を説明する。本実施形態においても、指示受付部２２１は、予め取得された各直交３断面の位置決め画像を、断面指示入力領域３１０の、各断面表示領域にそれぞれ表示する。また、入力された撮像パラメータに従って、初期の撮像断面を特定し、初期のガイド４００を表示する。さらに、入力領域３３０の、断面毎の回転角度を初期化する。その後、指示受付部２２１は、第一の実施形態同様、操作者による入力領域３３０への回転角度の入力に従って、各断面表示領域のガイド４００の表示を更新する。また、本実施形態においても、指示受付部２２１は、指示入力画面３００の表示を、予め記憶装置１７２に記憶されるデータを用い、予め記憶装置１７２に記憶されるプログラムに従って行う。

図９は、操作者から回転角度を受け付ける際の、各断面表示領域３１１、３１２、３１３の、ガイド４００の表示を説明するための図である。上述のように、本実施形態の指示受付部２２１は、直前に回転角度の指示を受け付けた断面での撮像断面の表示角度を固定し、次の異なる断面表示領域で回転角度の指示を受け付ける。ここでは、第一の実施形態同様、撮像パラメータで規定される初期の撮像断面はＸ−Ｙ（ＡＸ）断面とし、Ｘ−Ｚ断面の回転角度としてα度を受け付け、その後、Ｙ−Ｚ断面の回転角度としてβ度の回転を受け付ける場合を例にあげて説明する。

本実施形態では、上述のように、ガイド４００として、撮像断面上の異なる四点（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４）を結ぶ、四角形のガイド枠４４０を用いる。ここでは、図９（ａ）に示すように、ガイド枠４４０の四つの頂点（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４）の座標をそれぞれ、Ｐ１（−１，−１，０）、Ｐ２（１，−１，０）、Ｐ３（１，１，０）、Ｐ４（−１，１，０）とする。すなわち、各頂点の座標は１で規格化する。本図においても、オブリーク断面表示領域の表示は、図の右側に抽出して示す。

まず、操作者は、撮像断面をＸ−Ｚ断面上でその法線軸周りにα度回転させる指示として、入力装置１７４を用いて、入力領域３３０のＸ−Ｚ断面の回転角度を入力する欄に、α度を入力する。指示受付部２２１は、操作者の指示に従って、図９（ｂ）に示すように、ガイド枠４４０の両端を半径２の円周５３１に沿ってα度回転させて表示する。回転後のガイド枠４４０の各頂点（Ｐ１’，Ｐ２’、Ｐ３’、Ｐ４’）の座標は、以下の式（１９）で表される。

Ｘ−Ｚ断面上でのα度の回転に従って、撮像断面自体が回転する。それに伴い、指示受付部２２１は、他の断面表示領域３１２、３１３に表示されるガイド枠４４０の表示も回転後の配置、形状に更新する。

ガイド枠４４０をＹ軸周りにα度回転させると、例えば、Ｙ−Ｚ（ＳＡＧ）断面表示領域３１２では、α度回転後のガイド枠４４０の頂点Ｐ１’とＰ２’、および、Ｐ３’とＰ４’、それぞれのＺ軸方向の座標が異なる。このため、Ｙ−Ｚ（ＳＡＧ）断面表示領域３１２において、回転後のガイド枠４４０を正確に表示すると、図９（ｂ）に点線で示す矩形４４１となる。しかし、設定する表示断面が複数、すなわち、オブリーク断面に表示させる画像が複数枚ある場合など、ガイド枠４４０が１組ではない場合、矩形４４１のガイド枠４４０をスライス間隔分ずらして複数表示すると、表示が煩雑になる。従って、Ｙ−Ｚ（ＳＡＧ）断面表示領域３１２に表示する回転後のガイド枠４４０は、撮像断面の傾きがわかるように、図９（ｂ）に太線で示すガイド枠４４０の中心線とすることが望ましい。このように中心線のみ表示するよう構成すると、図９（ｂ）に示すように、Ｙ軸周りにα度回転後にＹ−Ｚ（ＳＡＧ）断面表示領域３１２に表示されるガイド枠４４０は、変化しない。

続いて、操作者は、Ｙ−Ｚ断面上でその法線軸周りにβ度回転させる指示として、入力装置１７４を用いて、入力領域３３０のＹ−Ｚ断面の回転角度を入力する欄に、β度を入力する。このとき、指示受付部２２１は、第一の実施形態同様、直前に回転操作したＸーＺ（ＣＯＲ）断面表示領域３１１でのガイド４００の傾き(α度）を変更しないよう、Ｙ−Ｚ（ＳＡＧ）断面表示領域３１２でガイド枠４４０を回転させながら表示する。

これを実現するため、Ｘ−Ｚ（ＣＯＲ）断面表示領域３１１でα度回転後のガイド枠４４０の各頂点をＰｉ’（ｉ＝１、２、３、４）、Ｙ−Ｚ（ＳＡＧ）断面表示領域３１２でβ度回転後のガイド枠４４０の各頂点をＰｉ”（ｉ＝１、２、３、４）とすると、Ｐｉ’とＰｉ”とは、以下の式（２０）を満たす必要がある。

なお、（Ｐｉ’_X，Ｐｉ’_Y，Ｐｉ’_Z）および（Ｐｉ”_X，Ｐｉ”_Y，Ｐｉ”_Z）は、それぞれ、Ｐｉ’およびＰｉ”の各成分である。

従って、本実施形態の指示受付部２２１は、Ｙ−Ｚ（ＳＡＧ）断面表示領域３１２でガイド枠４４０（の中心線）の各頂点を、上記式（２０）で規定される楕円軌跡５３２上でβ度回転させて表示する。すなわち、本実施形態の指示受付部２２１は、操作者から回転角度を受け付けると、ガイド枠４４０（の中心線）の両端を、図９（ｃ）に示すように、上記式（２０）で規定される楕円軌跡５３２に沿って、回転させて表示する。

楕円軌跡５３２に沿って、Ｙ−Ｚ（ＳＡＧ）断面表示領域３１２でガイド枠４４０をＸ軸周りにβ度回転させると、回転後のガイド枠４４０の各頂点Ｐｉ”（ｉ＝１、２、３、４）の座標は、以下の式（２１）を満たす。

なお、Ｙ−Ｚ（ＳＡＧ）断面表示領域３１２でＸ軸周りにβ度回転後の、Ｙ−Ｚ（ＳＡＧ）断面表示領域３１２に表示されるガイド枠４４０の各頂点の座標は、式（２０）及び式（２１）を解くことで求まる。

なお、本実施形態の表示断面設定部２２０のパラメータ算出部２２２、制御処理系１７０の撮像部２１０の処理は、第一の実施形態と同様である。

また、本実施形態の指示受付部２２１による指示受付処理の流れも、図８に示す第一の実施形態と同様である。ただし、指示入力画面３００の各断面表示領域に表示するガイド４００が、第一の実施形態の単位法線ベクトル４３０に代わり、ガイド枠４４０となる。また、α度回転時は、上記式（１９）に従って、各頂点を回転させ、β度回転時は、上記式（２０）に従って、各頂点を回転させて表示する。

以上説明したように、本実施形態の磁気共鳴イメージング装置は、操作者からの指示に従って、表示断面を決定する表示断面設定部２２０であって、互いに直交する３断面毎の前記表示断面の回転角度を受け付けて前記表示断面を当該回転角度分回転させるとともに、前記３断面それぞれの位置決め画像上に前記表示断面を示すガイド４００を表示する指示受付部２２１と、前記指示受付部２２１を介して受け付けた回転角度を反映して前記表示断面を決定し、決定した表示断面を特定するパラメータを算出するパラメータ算出部２２２と、を備え、前記指示受付部２２１は、前記回転角度を受け付けた前記断面である受付断面とは異なる断面で先に表示断面の回転が行われている場合、先に回転が行われた断面の中の最後に回転が行われた断面である直前断面の位置決め画像上に表示される前記ガイドの表示角度を固定し、前記受付断面の位置決め画像上で前記ガイドを回転させて表示することを特徴とする表示断面設定部２２０を備える。また、前記表示断面設定装部２２０を用いて決定した表示断面を撮像断面として撮像を実行する撮像部２１０を、さらに備える。

前記指示受付部２２１は、前記受付断面とは異なる断面で先に回転が行われている場合、当該受付断面に対する前記回転角度に応じて、前記直前断面で行われた回転を反映した軌跡上で前記ガイドを回転させて表示する。そして、前記軌跡は、楕円軌跡とする。なお、前記ガイド４００には、表示断面上の同一直線上にない３点以上を頂点とする多角形のガイド枠４４０を用いる。

すなわち、本実施形態によれば、各々直交する３つの断面上で、撮像断面の傾きを設定するにあたり、直前に傾き（回転角度）を受け付けた他の断面上の撮像断面の回転角度を保持した状態で、回転角度を受け付ける。このため、他の断面の法線軸周りの回転角度を反映しても、直前に受け付けた断面の法線軸周りの回転角度は維持される。従って、操作者は、各断面上で当該断面の法線軸周りの回転角度を、直前に回転角度を受け付けた他の断面の回転角度に影響を与えることなく指定することができる。従って、本実施形態の表示断面設定部２２０により、操作者は、直感的に容易に任意の撮像断面を設定できる。

また、指示入力画面３００の各断面表示領域に表示する直交３断面の位置決め画像のみ取得すればよい。従って、予め３次元データを取得する必要がないため、位置決め画像取得処理にかかる時間を短縮することができる。

さらに、操作者に撮像断面の回転の様子を示すガイド４００として用いるのが、撮像断面を特定するガイド枠４４０であるため、操作者は、撮像断面の回転の様子を、より直感的に把握しやすい。

また、上記実施形態では、表示断面設定部２２０を、撮像断面の決定に用いているが、これに限られない。例えば、予め取得した３次元データから、任意の断面を抽出して表示するＭＰＲ（ｍｕｌｔｉ−ｐｌａｎａｒ ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ）法において、抽出する断面の設定に用いることができる。また、三次元的に構築されたデータに対し任意の視点方向に投影処理を行い、投影経路中の最大値を投影面に表示する最大値投影（ＭＩＰ，ｍａｘｉｍｕｍ ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ）法において、投影面の設定に用いることができる。さらに、３次元ボリュームデータから二次元画像を作成するＶＲ（ｖｏｌｕｍｒ ｒｅｎｄｅｒｉｎｇ）法、中心投影法を用いた三次元画像処理である仮想内視鏡と呼ばれる手法において、それぞれ投影面の設定に用いることができる。表示断面設定部２２０により、３次元データから断面を抽出する、もしくは、投影面を設定する場合、指示入力画面に最初に表示するガイド４００の位置は、予め定めておく。

本実施形態においても、第一の実施形態同様、設定した断面表示領域毎の回転角度、ガイド枠４４０の各頂点の座標を、記憶装置１７２に保存し、他に利用できるよう構成してもよい。

なお、上記各実施形態では、操作者が入力領域３３０の各直交３断面の回転角度を入力する欄に回転角度を入力し、各断面の回転角度を指定しているが、回転角度の指定はこれに限られない。各軸周りの回転角度を、順に設定可能であればよい。

例えば、各断面表示領域３１１、３１２、３１３に表示されるガイド４００を、操作者が入力装置１７４を用いて回転操作するよう構成してもよい。この場合、指示受付部２２１は、所定のタイミングでガイド４００の表示角度を検出し、各軸周りの回転角度を算出し、他の断面表示領域のガイド４００の表示を更新する。このとき、直前に他の断面表示領域で回転操作が成されている場合は、ガイド４００の回転を、上述の楕円軌跡上で行う。

さらに、入力領域３３０への回転角度の入力と、ガイド４００への操作とを併用するよう構成してもよい。入力領域３３０の所定の欄に回転角度が入力されると、指示受付部２２１は、上述の各実施形態の手法で、受け付けた回転角度を反映し、ガイド４００の表示を更新する。また、ガイド４００が回転操作されると、それに応じて回転角度を算出し、入力領域３３０の回転角度を更新する。両者を併用する場合、いずれの指示を優先するかを予め定めておいてもよい。

また、上記実施形態では、撮像断面の傾きの現状を操作者に示すガイド４００として、撮像断面の単位法線ベクトル４３０、または、ガイド枠４４０を用いる場合を例にあげて説明したが、ガイド４００の形状はこれらに限られない。撮像断面を特定可能なものであればよい。

上記各実施形態では、医用画像取得装置としてＭＲＩ装置を用いる場合を例にあげて説明したが、これに限られない。Ｘ線ＣＴ装置、超音波診断装置などであってもよい。また、表示断面を設定する対象の画像も、医用画像に限られない。

以上のように、上記各実施形態によれば、３次元画像表示装置において、断層画像を表示する際に、先に回転操作した直交断面での回転角度を保持したまま別の直交断面で回転操作が可能であり、操作者の意図する角度の設定が容易となる。また、画像撮像装置において、断層面を決定する際に、先に回転操作した直交断面での回転角度を保持したまま別の直交断面で回転操作が可能であり、操作者の意図する角度の設定が容易となる。さらに、オブリーク断面で回転角度を設定する必要がないため、スライス位置決め用画像を３次元データで撮る必要がなく、撮像時間を短縮できる。

１００…ＭＲＩ装置、１０１…被検体、１２０…静磁場発生系、１３０…傾斜磁場発生系、１３１…傾斜磁場コイル、１３２…傾斜磁場電源、１４０…シーケンサ、１５０…送信系、１５１…送信コイル、１５２…高周波発振器、１５３…変調器、１５４…高周波増幅器、１６０…受信系、１６１…受信コイル、１６２…信号増幅器、１６３…直交位相検波器、１６４…Ａ／Ｄ変換器、１７０…制御処理系、１７１…ＣＰＵ、１７２…記憶装置、１７３…表示装置、１７４…入力装置、２１０…撮像部、２２０…表示断面設定部、２２１…指示受付部、２２２…パラメータ算出部、３００…指示入力画面、３１０…断面指示入力領域、３１１…Ｘ−Ｚ断面表示領域、３１２…Ｙ−Ｚ断面表示領域、３１３…Ｘ−Ｙ断面表示領域、３１４…オブリーク断面表示領域、３２０…決定ボタン、３３０…入力領域、４００…ガイド、４１０…法線ベクトル、４２０…ガイド枠、４２１…矩形、４３０…法線ベクトル、４４０…ガイド枠、４４１…矩形、５１１…単位ベクトル、５２１…円周、５２２…楕円軌跡、５３１…円周、５３２…楕円軌跡

Claims (13)

1. 操作者からの指示に従って、表示断面を決定する表示断面設定装置であって、
   互いに直交する３断面毎の前記表示断面の回転角度を受け付けて前記表示断面を当該回転角度分回転させるとともに、前記３断面それぞれの位置決め画像上に前記表示断面を示すガイドを表示する指示受付手段と、
   前記指示受付手段を介して受け付けた回転角度を反映して前記表示断面を決定し、決定した表示断面を特定するパラメータを算出するパラメータ算出手段と、を備え、
   前記指示受付手段は、前記回転角度を受け付けた断面である受付断面とは異なる断面で先に回転が行われている場合、先に回転が行われた断面の中の最後に回転が行われた断面である直前断面の位置決め画像上に表示される前記ガイドの表示角度を固定し、前記受付断面の位置決め画像上で前記ガイドを回転させて表示すること
   を特徴とする表示断面設定装置。
2. 請求項１記載の表示断面設定装置であって、
   前記指示受付手段は、前記受付断面とは異なる断面で先に回転が行われている場合、当該受付断面に対する前記回転角度に応じて、前記直前断面で行われた回転を反映した軌跡上で前記ガイドを回転させて表示すること
   を特徴とする表示断面設定装置。
3. 請求項２記載の表示断面設定装置であって、
   前記軌跡は、楕円軌跡であること
   を特徴とする表示断面設定装置。
4. 請求項１から３いずれか１項記載の表示断面設定装置であって、
   前記ガイドは、表示断面の単位法線ベクトルであること、
   を特徴とする表示断面設定装置。
5. 請求項２記載の表示断面設定装置であって、
   前記ガイドは、表示断面の単位法線ベクトルであり、
   前記指示受付手段は、前記単位法線ベクトルの先端が前記軌跡上を回転するよう前記表示を制御すること
   を特徴とする表示断面設定装置。
6. 請求項１から３いずれか１項記載の表示断面設定装置であって、
   前記ガイドは、表示断面上の同一直線上にない３点以上を頂点とする多角形であること
   を特徴とする表示断面設定装置。
7. 請求項２記載の表示断面設定装置であって、
   前記ガイドは、表示断面上の同一直線上にない４点を頂点とする四角形であり、
   前記指示受付手段は、前記四角形の対向する２辺の中点を結ぶ線分の両端が、前記楕円軌跡上を回転するよう前記表示を制御すること
   を特徴とする表示断面設定装置。
8. 請求項１から７いずれか１項記載の表示断面設定装置であって、
   前記指示受付手段は、前記受付断面に対して受け付けた回転角度に応じて、前記全位置決め画像上の前記ガイドを、前記回転角度回転後の位置に表示すること
   を特徴とする表示断面設定装置。
9. 請求項１から８いずれか１項記載の表示断面設定装置であって、
   前記指示受付手段は、前記回転角度を前記断面ごとに数値で受け付けること
   を特徴とする表示断面設定装置。
10. 請求項１から８いずれか１項記載の表示断面設定装置であって、
    前記指示受付手段は、前記回転角度を、前記ガイドに対する操作量で受け付けること
    を特徴とする表示断面設定装置。
11. 請求項１から１０いずれか１項記載の表示断面設定装置と、
    前記表示断面設定装置を用いて決定した表示断面を撮像断面として撮像を実行する撮像手段と、を備えること
    を特徴とする医用画像取得装置。
12. 請求項１から１０いずれか１項記載の表示断面設定装置と、
    ３次元データから、前記表示断面設定装置を用いて決定した表示断面の画像を切出して表示する断面表示手段と、を備えること
    を特徴とする画像処理装置。
13. 請求項１から９いずれか１項記載の表示断面設定装置と、
    前記表示断面設定装置を用いて決定した表示断面を投影面とし、投影処理を行う投影手段と、を備えること
    を特徴とする画像処理装置。

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