JP3049607B1 - 磁気共鳴撮影装置 - Google Patents

Abstract

【要約】 【課題】 施術者の手術の動きに応じてＭＲ画像の動き
や解像度などの情報量を変更する。 【解決手段】 同じサイズの視野を有する複数の画像を
少なくとも一定期間連続して撮影し、その複数の画像を
連続してディスプレイに表示するとともに、その複数の
画像の画素数を被写体内に挿入される手術用具の移動速
度に応じて変えるシーケンス制御手段を備えることによ
り、施術者の手術の動きに応じてＭＲ画像の動きや解像
度などの情報量を変更して、違和感なく手術を行うこと
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気共鳴撮影（Ｍ
ＲＩ：Magnetic Resonance Imaging）装置に係り、具体
的には、手術を行う者（施術者）を支援する磁気共鳴撮
影装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＭＲＩ装置は、生体を撮影した画像の組
織コントラスト分解能が高く、また任意の断層像が得ら
れ、Ｘ線の影響がないことなどの特徴がある。この特徴
を生かして、撮影した画像による診断だけでなく、生検
のガイド手段、治療のモニター、内視鏡やカテーテルの
操作ガイド手段などに応用する試みがインターベンショ
ナル（interventional） ＭＲＩ装置として注目されて
いる。

【０００３】このように手術のガイド手段としてＭＲＩ
装置を用いる場合の例としては、内視鏡やカテーテルに
磁気共鳴信号を検出するための小型コイルを取り付ける
ことが知られている。そして、例えば、特開平5-293094
号公報には、水又は油を充填したマーカをカテーテル
に一体に取り付け、これにより小型コイルの位置をＭＲ
画像にわかり易く表示する技術が記載されている。イン
ターベンショナルＭＲＩでは、医師が体内に挿入するカ
テーテル等の手術用具の位置や動き等を、ＭＲ画像を観
察しながら導入していく。この場合、ＭＲＩ装置は、同
じサイズの視野を有するＭＲ画像を連続して撮影してい
き、それら複数の画像を順にディスプレイに表示する。
その画像を観察することにより、医師は手術中の生体内
の様子を把握することができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術は、施術者がカテーテルを移動する手術操作の速
度とＭＲ画像の動き及び解像度とを整合、ないしは調和
させることについて配慮していないことから、次のよう
な問題がある。

【０００５】すなわち、従来のインターベンショナルＭ
ＲＩ技術では、カテーテルの動きとは無関係に、同じ画
素数、同じ撮影時間（周期）で繰り返し撮影を行ってき
た。このため、高空間分解能画像を数秒かけて撮影して
いる場合、太い直線的な血管部分でカテーテル等の動き
を速くすると、画像にアーチファクトが発生するという
問題点があった。また、血管の分岐点等でカテーテル等
の動きが遅いところでは、もっと細部が見たいと術者が
思ったとしても、同じ情報量の画像が繰り返し更新され
るだけで、画像の情報量が増えないという問題があっ
た。

【０００６】つまり、ＭＲ撮影の手順は、一般に、静磁
場内に置かれた生体に撮影断面を選択するスライス方向
の傾斜磁場を印可しながら、高周波磁場パルス（ＲＦパ
ルス）を印可して撮影断面を含む一定のスライス領域の
原子核を励起させ、さらに位相エンコードー方向の傾斜
磁場とリードアウト方向の傾斜磁場を印可して位置情報
を付与した後、リードアウト方向の傾斜磁場の極性を反
転して、磁気共鳴信号（エコー信号）を発生させ、その
エコー信号をサンプリングしてＡ／Ｄ変換した後、２次
元フーリエ変換してスライス領域の断層画像を再構成す
る。

【０００７】ここで、ＭＲ画像のリードアウト方向の視
野の大きさは、Ａ／Ｄ変換時のサンプリング間隔とリー
ドアウト傾斜磁場の強度によって決まる。すなわち、リ
ードアウト方向の視野は、リードアウト傾斜磁場強度と
サンプリング間隔の積に反比例し、例えば、リードアウ
ト傾斜磁場強度が0.015テスラ／メートル、サンプリン
グ間隔が40マイクロ秒の時、リードアウト方向の画像視
野は約39ミリメートルである。また、画像の画素数は、
サンプリング点数と一致するため、空間分解能は視野を
サンプリング点数で割った値となる。例えば、リードア
ウト方向の画像視野39ミリメートルでサンプリング点数
が256の場合、空間分解能は39／256＝約0.15ミリメート
ルとなる。ここで、サンプリング間隔が40マイクロ秒で
256点サンプリングするので、サンプリングに要する時
間は約10ミリ秒になる。

【０００８】そして、２次元画像を得るために、上述し
た撮影手順を、位相エンコード傾斜磁場の強度を一定値
だけ変化させながら、位相エンコード方向の所望の画素
数と同じ回数（エンコード回数）だけ繰り返す。この繰
り返しの間隔はＴｒ時間と呼ばれる。例えば、Ｔｒが20
ミリ秒で、位相エンコード方向の画素数が256の場合、
撮影に要する時間は0.02×256＝約5秒となる。このよう
にして得られた位相エンコード数に対応した個数のエコ
ー信号を２次元逆フーリエ変換すると、所望のスライス
の２次元像が得られる。ここで、位相エンコード方向の
画素数を減らせば、撮影に要する時間も減るが、位相エ
ンコード方向の画素サイズが大きくなるので、空間分解
能が劣化する。なお、スライス方向にスライス位置を一
定値ずらしながら複数のスライスを撮影することをマル
チスライス撮影と呼び、３次元情報を得ることができ
る。

【０００９】ここで、例えば、カテーテルの先端に取り
付けられた小型コイルを信号検出コイルとして用い、カ
テーテル先端近傍の生体を撮影して、血管内にカテーテ
ルを挿入するときのガイドを行う場合について検討す
る。上述したように、リードアウト傾斜磁場強度が0.01
5テスラ／メートル、視野が39ミリメートル、画素数が2
56×256、Ｔｒが20ミリ秒の条件で２次元画像を撮影す
る場合、前述したように撮影時間は５秒必要である。し
たがって、手術支援として用いるカテーテル先端近傍の
ＭＲ画像は、最短でも５秒に一度しか更新されないこと
になる。そのため、撮影している５秒間にカテーテルを
医師が大きく動かすと、アーチファクト（偽像）が発生
する。この場合、医師は５秒に一回更新されるＭＲ画像
を見ながら、５秒に一回、少しづつカテーテルを移動し
なければならないという操作上の制約を受ける。このよ
うな操作上の時間的な制約は、医師が手術をする上では
好ましいものではない。

【００１０】そこで、操作上の時間的な制約を少なくす
るため、画素数を減らすことが考えられる。例えば、リ
ードアウト傾斜磁場強度が0.015テスラ／メートル、視
野が39ミリメートル、画素数が256×8、Ｔｒが20ミリ秒
の条件で撮影した場合、撮影時間は0.16秒となる。すな
わち、位相エンコード方向の画素数を256から8に減らす
ことにより、 ＭＲ画像を最短で20×8＝約0.16秒に一度
更新することができる。この場合、撮影時間が短いた
め、医師が普通にカテーテルを動かし続けてもアーチフ
ァクトはほとんど気にならない程度であり、医師が手術
をする上で時間的な制約はほとんど無い。しかしなが
ら、位相エンコード方向の画素数を８に減らしたため
に、同方向の空間分解能は39／8＝約4.9ミリメートルに
なるから、血管の分岐点など構造が複雑な部分の形状認
識が困難になるという問題がある。

【００１１】本発明は、施術者の手術の動きに応じてＭ
Ｒ画像の動きや解像度などの情報量を変更することを解
決すべき課題とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】まず、上記課題を解決す
る手段の原理について説明する。理解を容易にするため
に自動車を運転しているときを例に説明する。自動車の
運転時を連想してみると、道路上の障害物や道路のカー
ブの急峻さに応じて、運転に必要な視覚情報量が異なる
ことが分かる。例えば、障害物が少なく直線の高速道路
等では運転に必要な視覚情報量は少なく、結果として速
度を上げることができる。反対に、障害物の多い道や曲
がり角では運転に必要な視覚情報量が多く、必要な視覚
情報を獲得するためにゆっくり走る必要がある。

【００１３】本発明に係るインターベンショナルＭＲＩ
技術も同様であり、カテーテル等の手術用具を生体内に
挿入する操作に必要な視覚情報量については、太い直線
的な血管部分では比較的視覚情報量が少なくてよいので
手術用具の移動速度を上げることができるし、血管の分
岐点等では細かい血管内の構造を良く観察しながら移動
させる必要があるので、ゆっくりと動かして視覚情報量
を多くする必要がある。

【００１４】このような現象に鑑み、本発明の磁気共鳴
撮影装置は、静磁場空間に置かれた被写体に励起用ＲＦ
パルスと傾斜磁場とを印加して、被写体内に生じる磁気
共鳴に伴うエコー信号（磁気共鳴信号）を収集する一連
の手順を制御するシーケンス制御手段と、エコー信号を
検波して得られる信号に基づいて画像を再構成する画像
再構成手段と、その画像を表示するディスプレイとを備
えてなり、シーケンス制御手段は、同じサイズの視野を
有する複数の画像を少なくとも一定期間連続して撮影
し、その複数の画像を連続してディスプレイに表示する
とともに、その複数の画像の画素数を被写体内に挿入さ
れる手術用具の移動速度に応じて変えるようにしたこと
を特徴とする。

【００１５】ここで、被写体内に挿入される手術用具
は、手術用カテーテル、内視鏡、生検の道具のいずれか
１つである。また、手術用具の移動速度が速くなるにつ
れて、段階的に画像の画素数を減らすようにすることが
できる。この場合において、手術用具の位置を検出する
位置検出手段を設けることにより、シーケンス制御手段
は、その位置検出手段により検出された手術用具の位置
の移動量に応じて、手術用具の移動速度を認識するよう
にすることができる。

【００１６】さらに具体的には、被検体が置かれる空間
に静磁場を発生する静磁場発生手段と、前記空間に互い
に直交する３軸方向の傾斜磁場を発生する傾斜磁場発生
手段と、前記空間にＲＦパルスを発生するＲＦパルス発
生手段と、前記被検体から発生する磁気共鳴信号を検出
する信号検出手段と、該信号検出手段により得られた磁
気共鳴信号を処理して画像を再構成する画像再構成手段
と、該画像再構成手段により再構成される画像データを
記憶する記憶手段と、前記画像再構成手段により再構成
される画像を表示するディスプレイと、前記各手段を制
御するシーケンス制御手段と、前記被写体内に挿入され
た手術用具の位置を検出する位置検出手段とを備え、前
記シーケンス制御手段は、前記傾斜磁場発生手段と前記
ＲＦパルス発生手段とを制御して、前記被検体に直交３
軸方向の傾斜磁場のうち第１軸方向の傾斜磁場と前記Ｒ
Ｆパルスとを同一時に印加して前記被検体を励起させ、
該励起された前記被検体に前記直交３軸方向の傾斜磁場
のうちの残りの２軸の傾斜磁場を位相エンコード用及び
リードアウト用として印加し、前記信号検出手段を制御
して前記被検体から発生する磁気共鳴信号を検出させる
シーケンス制御を、前記位相エンコード用の傾斜磁場の
強度を変化させて位相エンコード情報をずらしながら２
次元画像の撮影シーケンスを繰り返し実行するものと
し、該撮影シーケンスの繰り返しの度に、前記位置検出
手段により検出された手術用具位置の検出信号に基づい
て得られる前記手術用具の移動速度に応じて、次回の撮
影シーケンス実行時の前記２次元画像に係る画素数を変
更するようにすることができる。

【００１７】この場合において、シーケンス制御手段
は、画素数の変更を、撮影シーケンスの１回の実行時の
位相エンコード情報数と前記磁気共鳴信号のサンプリン
グ周期の少なくとも一方を変更することにより行うこと
ができる。また、シーケンス制御手段は、撮影シーケン
スを繰り返し実行する度に求められる手術用具の移動速
度を設定値とを比較し、設定値を超えているときは設定
された最小画素数に従って次回の撮影シーケンスを実行
し、設定値以下のときは今回実行した撮影シーケンスに
係る位相エンコード情報と同数で、かつ異なる位相エン
コード情報を付与して次回の撮影シーケンスを実行する
ものとし、複数回の撮影シーケンスにより得られた位相
エンコード情報が異なる画像データを用いて前記画像再
構成手段に画像再構成をさせるようにしてもよい。

【００１８】さらに、複数回の撮影シーケンスの実行に
より得られた画像を、事前に撮影した被写体の広視野あ
るいは高空間分解能あるいは３次元の画像に重ね合わせ
てディスプレイに表示することにより、さらに使い勝手
を向上することができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明を実施の形態に基づ
いて説明する。図１に本発明の磁気共鳴撮影装置（ＭＲ
Ｉ装置）の特徴部に係る一実施の形態の撮影シーケンス
手順を示し、図２に本発明のＭＲＩ装置の一実施の形態
の全体構成図を示し、図３に本発明が適用する撮影シー
ケンスの一例を示す。

【００２０】ＭＴＩ装置は、磁気共鳴を利用して被写体
である生体の断層像を撮影する計測装置であり、図２に
示すように、静磁場を発生する手段としてのマグネット
１０１、傾斜磁場を発生する手段としてのコイル１０
２、シーケンス制御手段としてのシーケンサ１０４、傾
斜磁場電源１０５、高周波磁場パルス（ＲＦパルス）を
発生する手段としての高周波磁場発生器１０６、ＲＦパ
ルスを被写体に印可するとともに、被写体から発生する
磁気共鳴信号を検出するプローブ１０７等を含んで構成
されている。一般に、コイル１０２は、互いに直交する
の３軸の傾斜磁場コイルから構成される。また、プロー
ブ１０７は被写体１０３の内部に挿入される場合もあ
る。シーケンサ１０４は、傾斜磁場電源１０５と高周波
磁場発生器１０６に命令を送り、それぞれコイル１０２
及びプローブ１０７より傾斜磁場及びＲＦパルス発生さ
せる。通常、ＲＦパルスは、高周波磁場発生器１０６の
出力をＲＦパワーアンプ１１５により増幅し、プローブ
１０７を通じて被写体１０３に印加される。被写体１０
３から発生した信号はプローブ１０７により受波され、
フィルタ１１７を介して受信器１０８に入力されて検波
が行われる。検波の基準とする磁気共鳴周波数は、シー
ケンサ１０４によりフィルタ１１７にセットされる。検
波された信号は計算機１０９に送られ、ここでＡ／Ｄ変
換されて画像再構成等の演算処理が行われる。結果はデ
ィスプレイ１１０に表示される。必要に応じて、記憶媒
体１１１に画像信号や測定条件を記憶させる。被写体１
０３は、マグネット１０１及びコイル１０２により形成
された磁場内に設置される。また、静磁場均一度を調整
する必要があるときは、シムコイル１１２が用いられ
る。シムコイル１１２は複数のチャネルからなり、シム
電源１１３により電流が供給される。静磁場均一度の調
整時には、各コイルに流れる電流をシーケンサ１０４に
より制御する。シーケンサ１０４は、シム電源１１３に
命令を送り、静磁場不均一を補正するような付加的な磁
場をコイル１１２より発生させる。なお、シーケンサ１
０４は通常、予めプログラムされたタイミング、強度で
各装置が動作するように制御を行う。このプログラムの
うち、特にＲＦパルス、傾斜磁場、エコー受信のタイミ
ングや強度を記述したものは撮影シーケンスと呼ばれて
いる。

【００２１】以上説明した構成は、一般のＭＲＩ装置の
構成であり、本実施形態では、本発明の特徴に係るカテ
ーテル等の手術用具の位置検知システム１１９が備えら
れており、これにより例えば一定時間おきにカテーテル
等の位置を検知する。カテーテル等の位置を検知する方
法としては、公知の方法を採用して実現できる。例え
ば、特開平5-293094 号公報に開示されているものによ
れば、カテーテルの先端付近に水や油を充填したマーカ
を設けておくと、そのマーカがＭＲ画像に黒色の映像と
して識別可能に表示される。そして、計算機１０９によ
りマーカの位置を画像から検出し、その位置の移動量
（移動距離）を計測して、時間で割ればカテーテル等の
移動速度を求めることができる。また、カテーテルの先
端付近に加速度計を設けておき、加速度と質量からカテ
ーテルに作用する力を求め、その力に基づいてカテーテ
ル等の移動速度を計算することもできる。この場合は位
置検知システム１１９の出力を計算機１０９に送り、カ
テーテル等の移動速度を求める。

【００２２】図３に、撮影シーケンスの一例を示す。図
において、横軸は時間を、縦軸は上から順に、ＲＦパル
ス、リードアウト方向の傾斜磁場Ｇｒ、位相エンコード
方向の傾斜磁場Ｇｅ、スライス方向の傾斜磁場Ｇｓ、エ
コー信号Echoの強度を表している。撮影シーケンスは、
図示のように、励起ＲＦパルス１とスライス傾斜磁場４
とを同一時に印可して、被写体の所望のスライス領域に
対応した部位の原子核を励起する。次に、位相エンコー
ド方向の傾斜磁場３とリードアウト方向の傾斜磁場２を
印可し、次いでリードアウト方向の傾斜磁場２の極性を
負から正に反転させると、エコー信号６が発生する。こ
のエコー信号６は、プローブ１０７で検出され、フィル
タ１１７を介して受信機１０８で検波される。そして、
検波して得られた波形信号は計算機１０９に入力され
る。計算機１０９は、入力されるエコー信号をサンプリ
ングしてＡ／Ｄ変換した後、２次元フーリエ変換してス
ライス領域の断層画像を再構成し、ディスプレイ１１０
２表示するようになっている。

【００２３】次に、図１を参照して、本発明の特徴に係
るインターベンショナルＭＲＩの撮影制御及び撮影シー
ケンスの手順を説明する。図１は、図３に示した撮影シ
ーケンスを基本とし、カテーテル等の手術用具の動きに
応じてＭＲ画像の画素数を変化させることにより、手術
者の操作に合わせて適切な画像情報を撮影するようにし
たものである。まず、前提条件として、リードアウト傾
斜磁場強度が0.015テスラ/メートル、視野が39ミリメー
トル、Ｔｒが20ミリ秒で撮影するものとする。画素数
は、カテーテルの速度に応じて、256×8、256×16、256
×32、256×64、256×128、256×256の６段階に変化さ
せることとする。

【００２４】まず、図１の処理21-1に記述しているよう
に、位相エンコード方向の傾斜磁場３を８段階の異なる
強度に変化させながら図３の撮影シーケンスを８回実行
し、８エンコード分の計測データ（エコー信号）を収集
する。この収集に必要な時間は前述したように、Ｔｒが
２０秒として、0.02×8=0.16秒である。このときの位相
エンコード方向の傾斜磁場強度の変化の一例を、図４の
（ａ）に示す。なお、図４（ａ）の傾斜磁場の強度は、
ｋ空間の低周波域に対応する。次に、処理22-1に記述し
ているように、計算機１０９により計測データを２次元
逆フーリエ変換することによって得られる画素数256×8
の画像をディスプレイ１１０に表示する。この処理２２
‐１と並行して、処理２０で、位置検知システム１１９
の出力からデータ収集中のカテーテルの移動量が予め定
めた一定値以下かどうかを判定する。カテーテルの移動
速度が大きく、移動量が一定値よりも大きい場合は処理
２１‐１に戻り、再び８エンコード分の計測データを収
集し、画素数256×8の画像をディスプレイに表示する。

【００２５】一方、処理２０の判断で、移動量が一定値
以下の場合は処理２１‐２に進み、処理２１‐１で収集
した前回の撮影シーケンスに係る８エンコード分の計測
データとは位相エンコード量が異なる８エンコード分の
計測データを収集する。このときの位相エンコード方向
の傾斜磁場強度の変化の一例を、図４の（ｂ）に示す。
なお、図４（ｂ）の傾斜磁場の強度は、図４（ａ）の例
よりもｋ空間において高周波域側になる。次いで、処理
22-2に記述しているように、処理21-1と処理21-2で収集
した合わせて１６エンコード分の計測データを２次元逆
フーリエ変換することによって得られる画素数256×16
の画像をディスプレイに表示する。すなわち、処理22-2
で表示する画素数256×16の画像を再構成するために
は、１６エンコード分の計測データが必要であるが、低
周波領域の８エンコード分の計測データは処理21-1で計
測したものを利用し、処理21-2では残りの高周波領域８
エンコード分の計測データを収集する。

【００２６】処理22-2と並行して、データ収集中のカテ
ーテルの移動量が予め定めた一定値以下かどうかを判定
する（処理20）。カテーテルの移動速度が大きく、移動
量が一定値よりも大きい場合は処理21-1にもどり、再び
８エンコード分の計測データを収集して、画素数256×8
の画像をディスプレイに表示する。一方、移動量が一定
値以下の場合は処理21-3に進み、処理21-1と処理21-2で
収集した１６エンコード分の計測データとは位相エンコ
ード量の異なる１６エンコード分の計測データを収集す
る。そして、処理22-3に記述しているように、処理21-1
と処理21-2と処理21-3で収集した合わせて３２エンコー
ド分の計測データを２次元逆フーリエ変換することによ
って得られる画素数256×32の画像をディスプレイに表
示する。すなわち、処理22-3で表示する画素数256×32
の画像を再構成するためには、３２エンコード分の計測
データが必要であるが、低周波領域の１６エンコード分
の計測データは処理21-1と処理21-2で計測したものを利
用し、処理21-3では残りの高周波領域１６エンコード分
の計測データを収集する。処理21-4から処理22-6までの
処理についても、同様な手順なので説明を省略する。以
上の手順により、施術者がカテーテルを速く動かしてい
る場合は、0.16秒に一度ディスプレイ上で、画素数256
×8の画像が更新される。一方、施術者が手を止めてい
る場合は、0.16秒後に256×8画像が表示され、さらに0.
16秒待つと256×16画像に更新され、さらに0.32秒待つ
と256×32画像に更新され、さらに0.64秒待つと256×64
画像に更新され、というように、画像の空間分解能が次
第に向上していく。

【００２７】つまり、図１の撮影手順は、２次元画像の
撮影シーケンスを繰り返し実行するたびに、位置検出手
段である位置検知システム１１９により検出された手術
用具位置の検出信号に基づいて得られる手術用具の移動
速度に応じて、次回の撮影シーケンス実行時の２次元画
像に係る画素数を変更するようにしている。そして、そ
の画素数の変更は、撮影シーケンスを繰り返し実行する
度に求められる手術用具の移動速度を設定値とを比較
し、設定値を超えているときは設定された最小画素数に
従って次回の撮影シーケンスを実行し、設定値以下のと
きは今回実行した撮影シーケンスに係る位相エンコード
情報と同数で、かつ異なる位相エンコード情報を付与し
て次回の撮影シーケンスを実行し、複数回の撮影シーケ
ンスにより得られた位相エンコード情報が異なる画像デ
ータを用いて画像再構成手段である計算機１０９に画像
再構成をさせるようにしているのである。

【００２８】以上説明したように、図１の撮影手順によ
れば、カテーテル等の速度に応じて段階的にＭＲ画像の
画素数を変えることにより、インターベンショナルＭＲ
Ｉの施術者は、太い直線的な血管部分ではアーチファク
トを気にすることなくカテーテルの移動速度を上げるこ
とができる。また、血管の分岐点等ではカテーテルの動
きを止めて細かい血管内の構造を良く観察することがで
きる。すなわち、カテーテル等の動きの速い場面では撮
影時間短縮によりアーチファクトが減り、カテーテル等
の動きの遅い場面では画素数が増えることにより視覚情
報が増える。

【００２９】そして、５秒以上カテーテルの動きが一定
値以下である場合、処理22-6で画素数256×256の画像が
表示される。その後もカテーテルの動きが一定値以下で
ある場合は、スライス位置をずらし、処理23に記述した
ようにマルチスライス撮影を行い、３次元情報を得るこ
ともできる。もちろん、手術に３次元情報が必要でない
場合は、さらにエンコード数を増やし、２次元画像の空
間分解能を向上させても良い。

【００３０】また、図１の実施の形態では、位相エンコ
ード方向の画素数のみをカテーテル等の移動速度に応じ
て変化させているが、エコー信号のサンプリング周期を
変更して、リードアウト方向のみの画素数をカテーテル
等の移動速度に応じて変化させてもよい。あるいは、リ
ードアウト方向と位相エンコード方向の両方の画素数を
カテーテル等の速度に応じて変化させてもよい。

【００３１】図５は、リードアウト方向と位相エンコー
ド方向の両方の画素数をカテーテルの速度に応じて変化
させたときの画像の変化を模式的に示したものである。
つまり、図５（ａ）に示す太い直線的な血管部分41-1を
撮影する場合は、図５（ｂ）の画像41-3に示すように、
画素数を少なくすることにより、カテーテルの移動速度
を上げることができる。なお、図において矢印41-2、42
-2は、カテーテルの先端位置の移動速度を大きさで模式
的に示している。図５（ａ）に示す血管の分岐点42-1を
撮影する場合は、カテーテルの移動速度を矢印42-2のよ
うに小さくして、同図（ｃ）の画像42-3のように画素数
を多くする。

【００３２】また、図６に示すように、上記実施の形態
で得られるＭＲ画像を、手術前に撮影した同じ被写体の
広視野・高空間分解能の２次元画像あるいは３次元画像
に重ね合わせて、ディスプレイに表示すれば、手術中の
体内の様子をよりよく把握することができる。例えば、
手術前に撮影した視野312ミリメートル、画素数512×51
2の広視野のＭＲ画像５１に、上記実施の形態で撮影し
た視野39ミリメートルで画素数がカテーテルの移動速度
に応じて６段階に変化するＭＲ画像５２を、位置を合わ
せて重ね合わせ表示する。これにより、カテーテルの動
きに伴って視野39ミリメートルのＭＲ画像５２の位置
が、視野312ミリメートルの広視野のＭＲ画像５１の上
で動いて行くように表示される。

【００３３】このような重ね合わせ表示により、カテー
テル近傍の局所的な情報と、広い領域の形態情報をディ
スプレイに同時に表示できるという効果がある。また、
視野39ミリメートルの画像をディスプレイいっぱいに表
示したい場合もあるので、重ね合わせ表示と狭視野画像
のみの表示とを、施術者の意志で切り替えられるように
すると一層よい。

【００３４】本発明は、上述した実施の形態に限られる
ものではなく、要は、カテーテル等の手術用具の移動速
度に応じて、ＭＲ画像の画素数を変えることにより、イ
ンターベンショナルＭＲＩの施術者は、太い直線的な血
管部分ではアーチファクトを気にすることなく手術用具
の移動速度を上げることができ、また血管の分岐点等で
は手術用具の動きを止めて細かい血管内の構造を良く観
察等することができるという効果がある。すなわち、カ
テーテル等の動きの速い場面では撮影時間短縮によりア
ーチファクトが減り、カテーテル等の動きの遅い場面で
は画素数が増えることにより視覚情報が増えるという効
果がある。

【００３５】また、手術用具としては、カテーテル以外
に、内視鏡、生検の道具にも適用できる。さらに、移動
速度を検出するシステムとしては、すべてが機械化され
ている必要はなく、例えば施術者を補助するオペレータ
が、施術者の手元を見て、カテーテル等の移動速度を判
定し、それにより計算機１０９を介して画素数を変更す
るようにしてもよい。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
施術者の手術の動きに応じてＭＲ画像の動きや解像度な
どの情報量を変更するこができる。その結果、施術者は
ＭＲ画像の視覚情報を見ながら違和感なく、手術を行う
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態の画像再構成の手順を示
すフローチャートである。

【図２】本発明の磁気共鳴装置の一実施の形態の全体構
成図である。

【図３】本発明に適用した撮影シーケンスの一例であ
る。

【図４】位相エンコード方向の傾斜磁場の強度を変化さ
せて位相エンコード方向の画素数を変化させる例を説明
する図である。

【図５】リードアウト方向と位相エンコード方向の両方
の画素数をカテーテルの移動速度に応じて変化させたと
きの画像の変化を模式的に示した図である。

【図６】手術前に撮影した同じ被写体の広視野・高空間
分解能の２次元画像あるいは３次元画像に、図１の実施
の形態で撮影される画像を重ね合わせて、ディスプレイ
に表示する例の説明図である。

【符号の説明】

１０１ 静磁場発生マグネット １０２ 傾斜磁場発生マグネット １０３ 被写体 １０４ シーケンサ １０６ 高周波磁場発生器 １０７ プローブ １０８ 受信器 １０９ 計算機 １１０ ディスプレイ １１１ 記憶媒体 １１９ 位置検知システム １ 励起ＲＦパルス ２ リードアウト方向の傾斜磁場 ３ 位相エンコード方向の傾斜磁場 ４ スライス方向の傾斜磁場 ６ エコー信号

フロントページの続き (72)発明者 清水 博道 東京都千代田区内神田一丁目１番14号 株式会社 日立メディコ内 (56)参考文献 特開 平６−14905（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−23933（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−122096（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A61B 5/055

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 静磁場空間に置かれた被写体に励起用Ｒ
   Ｆパルスと傾斜磁場とを印加して、前記被写体内に生じ
   る磁気共鳴に伴うエコー信号を収集する一連の手順を制
   御するシーケンス制御手段と、前記エコー信号を検波し
   て得られる信号に基づいて画像を再構成する画像再構成
   手段と、該画像を表示するディスプレイとを備えてなる
   磁気共鳴撮影装置において、 前記シーケンス制御手段は、同じサイズの視野を有する
   複数の画像を少なくとも一定期間連続して撮影し、該複
   数の画像を連続して前記ディスプレイに表示するととも
   に、前記複数の画像の画素数を前記被写体内に挿入され
   る手術用具の移動速度に応じて変えることを特徴とする
   磁気共鳴撮影装置。
2. 【請求項２】 前記被写体内に挿入される手術用具は、
   手術用カテーテル、内視鏡、生検の道具のいずれか１つ
   であることを特徴とする請求項１に記載の磁気共鳴撮影
   装置。
3. 【請求項３】 前記手術用具の移動速度が速くなるにつ
   れて、段階的に画像の画素数を減らすことを特徴とする
   請求項１又は２に記載の磁気共鳴撮影装置。
4. 【請求項４】 前記手術用具の位置を検出する位置検出
   手段を備え、前記シーケンス制御手段は、前記位置検出
   手段により検出された前記手術用具の位置の移動量に応
   じて、前記手術用具の移動速度を認識することを特徴と
   する請求項１乃至３のいずれかに記載の磁気共鳴撮影装
   置。
5. 【請求項５】 被検体が置かれる空間に静磁場を発生す
   る静磁場発生手段と、前記空間に互いに直交する３軸方
   向の傾斜磁場を発生する傾斜磁場発生手段と、前記空間
   にＲＦパルスを発生するＲＦパルス発生手段と、前記被
   検体から発生する磁気共鳴信号を検出する信号検出手段
   と、該信号検出手段により得られた磁気共鳴信号を処理
   して画像を再構成する画像再構成手段と、該画像再構成
   手段により再構成される画像データを記憶する記憶手段
   と、前記画像再構成手段により再構成される画像を表示
   するディスプレイと、前記各手段を制御するシーケンス
   制御手段と、前記被写体内に挿入された手術用具の位置
   を検出する位置検出手段とを備え、 前記シーケンス制御手段は、前記傾斜磁場発生手段と前
   記ＲＦパルス発生手段とを制御して、前記被検体に直交
   ３軸方向の傾斜磁場のうち第１軸方向の傾斜磁場と前記
   ＲＦパルスとを同一時に印加して前記被検体を励起さ
   せ、該励起された前記被検体に前記直交３軸方向の傾斜
   磁場のうちの残りの２軸の傾斜磁場を位相エンコード用
   及びリードアウト用として印加し、前記信号検出手段を
   制御して前記被検体から発生する磁気共鳴信号を検出さ
   せるシーケンス制御を、前記位相エンコード用の傾斜磁
   場の強度を変化させて位相エンコード情報をずらしなが
   ら２次元画像の撮影シーケンスを繰り返し実行するもの
   とし、該撮影シーケンスの繰り返しの度に、前記位置検
   出手段により検出された手術用具位置の検出信号に基づ
   いて得られる前記手術用具の移動速度に応じて、次回の
   撮影シーケンス実行時の前記２次元画像に係る画素数を
   変更することを特徴とする磁気共鳴撮影装置。
6. 【請求項６】 前記シーケンス制御手段は、前記画素数
   の変更を、前記撮影シーケンスの１回の実行時の位相エ
   ンコード情報数と前記磁気共鳴信号のサンプリング周期
   の少なくとも一方を変更することにより行うことを特徴
   とする請求項５に記載の磁気共鳴撮影装置。
7. 【請求項７】 前記シーケンス制御手段は、前記撮影シ
   ーケンスを繰り返し実行する度に求められる前記手術用
   具の移動速度を設定値とを比較し、設定値を超えている
   ときは設定された最小画素数に従って次回の撮影シーケ
   ンスを実行し、設定値以下のときは今回実行した撮影シ
   ーケンスに係る位相エンコード情報と同数で、かつ異な
   る位相エンコード情報を付与して次回の撮影シーケンス
   を実行するものとし、複数回の撮影シーケンスにより得
   られた位相エンコード情報が異なる画像データを用いて
   前記画像再構成手段に画像再構成をさせることを特徴と
   する請求項５又は６に記載の磁気共鳴撮影装置。
8. 【請求項８】 前記複数回の撮影シーケンスの実行によ
   り得られた画像を、事前に撮影した前記被写体の広視野
   あるいは高空間分解能あるいは３次元の画像に重ね合わ
   せて前記ディスプレイに表示することを特徴とする請求
   項５乃至７のいずれかに記載の磁気共鳴撮影装置。