JP4070457B2

JP4070457B2 - 必要に応じて部分画像を獲得する装置と方法

Info

Publication number: JP4070457B2
Application number: JP2001399815A
Authority: JP
Inventors: ウィリアム・ジェイ・ボーロニ; クリスチーネ・ルイーズ・グールド; ヤウォー・シャーザド・ムラド; ビピン・サルンケ
Original assignee: GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Current assignee: GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Priority date: 2000-12-29
Filing date: 2001-12-28
Publication date: 2008-04-02
Anticipated expiration: 2021-12-28
Also published as: JP2002320598A; US6725077B1; DE60124495T2; EP1220153A3; EP1220153A2; DE60124495D1; EP1220153B1

Description

【０００１】
【発明の背景】
本発明は一般的に画像システムに関する。特に、本発明は簡素化された規定環境（prescription environment）で、必要に応じて規定の画像を提供するように構成された画像システムに関する。
【０００２】
画像システム（例えば、磁気共鳴（ＭＲ）撮像システム）を用いて、対象の注目部位（例えば、患者の特定の生体組織）の臨床的に有用な画像を得るために、撮像システムのオペレータは、一般的に二種類の画像、即ち、ローカライザ画像とターゲット画像を獲得する。各患者の生体組織は固有のものなので、撮像システムに関連する患者の位置や、患者の負傷／異常／疾患の正確な場所はそれぞれの患者によって異なる。従って、特定の基準（例えば、ローカライザ画像）を用いずに、オペレータが実際の注目部位の所望の画像を正確に得ることはできない。
【０００３】
ローカライザ画像（スカウト画像とも呼ぶ）は、ターゲット画像（即ち、医療診断を目的とする実際の注目部位の所望の画像）を規定することができる知識に基づく起点を備える。ローカライザ画像は試験的に獲得したターゲット画像と同等である場合さえある。ローカライザ画像はターゲット画像に比べて比較的低解像度の画像であって、実際の注目部位と思われる所のだいたいの近傍領域だけに画像獲得面、即ち、スキャン面をもつ画像であってもよい。オペレータは、プリセットされた、即ち、デフォルトの規定パラメータ、即ち、撮像する患者の一般的部位の規定を迅速に利用して、このローカライザ画像を比較的高速に獲得する。
【０００４】
一旦ローカライザ画像が獲得されると、オペレータはそのローカライザ画像を見て、獲得するターゲット画像の獲得パラメータを指定する。ターゲット画像に関するスキャン面の向きや場所は、ローカライザ画像の向きや場所に関連して規定される。ローカライザ画像を用いて所望のターゲット画像を生成することによって、画像毎の平均スキャン時間と、最終的に望ましくないと判断される高解像度の画像の数が減るため、全体のスキャン時間が短縮される。
【０００５】
一般的に、従来のシステムでは、一組の、即ち、一連のローカライザ画像として一般的に構成されるローカライザ画像は、第一の規定環境、即ち、獲得環境で獲得され、次に、ローカライザ画像は、メモリ、即ち、記憶デバイスに記憶される。記憶されたこれらのローカライザ画像は、第二の規定環境、即ち、獲得環境にロードされて、そこでターゲット画像について規定する。とりわけローカライザ画像とターゲット画像の解像度が大きく異なり、その獲得プロセスも（それに関連する規定やツール等も含めて）異なるので、様々な規定環境が利用される。
【０００６】
残念なことに、複数の規定環境を利用することは、時間がかかり煩わしいことである。その上、第二の規定環境（即ち、ターゲット画像の規定環境）で見られるローカライザ画像は有用ではなく、例えば、オペレータは、表示されたローカライザ画像に関連する実際の注目部位がどこであるかを決定できない。この場合、オペレータは、実際の注目部位が撮像されているかどうかわからないターゲット画像に係わって規定するか、第一の規定環境（即ち、ローカライザ画像の規定環境）に戻って新しいローカライザ画像を獲得してから、第二の規定環境に戻らなければならない。
【０００７】
従って、一つの規定環境でローカライザ画像とターゲット画像を規定／獲得する装置と方法が必要である。さらに、ターゲット画像の規定を開始するために全ローカライザ画像を前もって獲得するのではなく、必要に応じて特定のローカライザ画像のみをリアルタイムで取得する装置と方法も必要である。
【０００８】
【発明の簡潔な概要】
本発明の一実施形態は、所望の画像獲得面を有する臨床的に有用な画像を短いタイムフレームで生成する方法に関する。本方法は、デフォルトの第二の画像と、第一の画像と、三次元ボリューム・データセット表現のうちの少なくとも１つに関連して第二の画像を規定する工程を含む。さらに、本方法は、第二の画像を獲得する工程と、第二の画像を表示する工程と、第二の画像に関連する臨床的に有用な画像を規定する工程を含む。また、本方法は、臨床的に有用な画像を獲得する工程と、臨床的に有用な画像を表示する工程を含む。第二の画像と臨床的に有用な画像は、一撮像システムに含まれる一つのグラフィカルな規定環境で規定／獲得／表示される。
【０００９】
本発明の別の一実施形態は、所望の画像獲得面を有する臨床的に有用な画像を短いタイムフレームで生成する撮像システムに関する。このシステムはデフォルトの第二の画像と、第一の画像と、三次元ボリューム・データセット表現のうちの少なくとも１つに関連する第二の画像を規定する手段を含む。さらに、このシステムは第二の画像を獲得する手段と、第二の画像を表示する手段と、その第二の画像に関連する臨床的に有用な画像を規定する手段を含む。また、このシステムは臨床的に有用な画像を獲得する手段と、その臨床的に有用な画像を表示する手段を含む。第二の画像と臨床的に有用な画像はこの撮像システムに含まれる一つのグラフィカルな規定環境で規定／獲得／表示される。
【００１０】
本発明のさらに別の一実施形態は、グラフィカルユーザインターフェースに第一の画像を提供してグラフィカルユーザインターフェース上の第一の画像に基づいてローカライザ画像を規定することによって生成されるローカライザ画像に関する。さらに、このローカライザ画像は、グラフィカルユーザインターフェースにローカライザ画像を提供することによって生成される。第一の画像は、プリカーソル画像とデフォルトの画像と三次元ボリューム・データセット表現を含むグループから選択される。部分画像獲得面はローカライザ画像に関連する。ローカライザ画像は、グラフィカルユーザインターフェース上で臨床的に有用な画像のプランを立てるのに適切なように構成され、その臨床的に有用な画像に関する臨床的に有用な画像獲得面とその部分画像獲得面は互いに関係がある。
【００１１】
【発明の実施の形態】
同様の参照番号は同様の要素を意味する添付の複数の図面と共に以下の詳細な説明から、好適な実施形態を完全に理解することができる。
【００１２】
図1を参照すると、磁気共鳴（ＭＲ）撮像システムの主要な構成要素が示されている。システムの動作は、入力デバイス１０１とコントロールパネル１０２とディスプレイ１０４を備えるオペレータコンソール１００から制御される。コンソール1００は、オペレータがスクリーン１０４上の画像の生成と表示の制御が可能な独立したコンピュータシステム１０７とリンク１１６を介して通信する。コンピュータ１０７は、バックプレーンを介して互いに通信する複数のモジュールを備える。これらのモジュールには、画像プロセッサモジュール１０６と、ＣＰＵモジュール１０８と、本技術では画像データアレイを記憶するフレームバッファとして既知のメモリモジュール１３３が含まれる。コンピュータシステム１０７は、画像データやプログラムを記憶するディスク記憶装置１１１とテープドライブ１１２に接続され、高速シリアルリンク１１５を介して独立したシステム制御部１２２と通信する。
【００１３】
システム制御部１２２は、バックプレーンによって接続されたモジュールセットを備える。これらのモジュールには、ＣＰＵモジュール１１９と、シリアルリンク１２５を介してオペレータコンソール１００に接続するパルス発生器モジュール１２１が含まれる。このリンク１２５を介して、システムコンソール１２２は、実行されるスキャン手順を指示するオペレータから命令を受け取る。パルス発生器モジュール１２１は、システム構成要素を操作して所望のスキャン手順を実行する。また、無線周波（ＲＦ）パルスのタイミングと強さと形状や、データ獲得ウィンドウのタイミングと長さを指示するデータを生成する。パルス発生器モジュール１２１は勾配磁場増幅器セット１２７に接続しており、スキャン中に生成される勾配磁場パルスのタイミングと形状を制御する。また、パルス発生器モジュール１２１は、患者に接続された様々なセンサからの信号、例えば、電極からのＥＣＧ信号、もしくは、ベローズからの呼吸信号等を受信する生理学的獲得コントローラ１２９から患者データを受け取る。最後に、パルス発生器モジュール１２１は、患者や磁気システムの状態に関する様々なセンサから信号を受け取るスキャンルームインターフェース回路１３３に接続している。また、患者位置決めシステム１３４が、患者を所望のスキャン位置に移動する命令を受け取ることも、スキャンルームインターフェース回路１３３を介して行われる。
【００１４】
パルス発生器モジュール１２１によって生成される勾配磁場波形は、Ｇｘ／Ｇｙ／Ｇｚ増幅器を備える勾配磁場増幅器システム１２７に印加される。各勾配磁場増幅器はそれぞれ、一般的に示されたアセンブリ１３９内で対応する勾配磁場コイルを励磁して、獲得信号の空間的エンコードに用いられる磁場の勾配を生成する。勾配磁場コイルアセンブリ１３９は、偏向磁石１４０と全身ＲＦコイル１５２を備える磁石アセンブリ１４１の一部を形成する。
【００１５】
アセンブリ１３９は、閉磁石構造として示されているが、アセンブリ１３９は開磁石構造でもよく、独立した表面ＲＦコイルを備えて、部分レシーバコイルとして動作してもよいことを理解されたい。
【００１６】
システム制御部１２２の送受信モジュール１５０はパルスを生成し、そのパルスはＲＦ増幅器１５１によって増幅され、送信／受信スイッチによってＲＦコイル１５２に与えられる。患者の励磁された核から放出される信号は、ＲＦコイル１５２によって感知され、送信／受信スイッチ１５４を介してプリアンプ１５３に与えられる。増幅されたＭＲ信号は、送受信部１５０の受信セクションで、復調され濾波されデジタル化される。送信／受信スイッチ１５４は、パルス発生器モジュール１２１からの信号によって制御され、送信モードではＲＦ増幅器１５１をＲＦコイル１５２に電気的に接続し、受信モードではプリアンプ１５３を電気的に接続する。また、送信／受信スイッチ１５４によって、独立型のＲＦコイル（例えば、ヘッドコイルや表面コイル）は送信モードか受信モードのどちらでも利用可能である。
【００１７】
ＲＦコイル１５２によって捕らえられたＭＲ信号は、送受信モジュール１５０によってデジタル化されて、システム制御部１２２のメモリモジュール１６０に送信される。スキャンが完了して全データアレイがメモリモジュール１６０に獲得されると、アレイプロセッサ１６１は、データをフーリエ変換して画像データアレイへ格納する。その画像データは、シリアルリンク１１５を介してコンピュータシステム１０７へ送られ、そこでディスクメモリ１１１に記憶される。オペレータコンソール１００から受け取った命令に応じて、これらの画像データはテープドライブ１１２に送られるか、もしくは、画像プロセッサ１０６によってさらに処理されてオペレータコンソール１００に送られ、ディスプレイ１０４に表示される。
【００１８】
特に図1と図２を参照すると、送受信部１５０は、電力増幅器１５１を介してコイル１５２ＡでＲＦ励磁フィールドＢ₁を生成させ、その結果コイル１５２Ｂで誘導された信号を受け取る。以上で示したように、コイル１５２Ａと１５２Ｂは、図２に示したような独立型のものであっても、図１に示したような単一の全身コイルでもよい。ＲＦ励磁フィールドの基本／搬送周波数は、ＣＰＵモジュール１１９とパルス発生器モジュール１２１から一連のデジタル信号を受信する周波数シンセサイザ２００の制御下で生成される。これらのデジタル信号は、出力部２０１で生成されるＲＦ搬送信号の周波数と位相を示す。制御されたＲＦ搬送波はモジュレータ／アップコンバータ２０２に印加され、ここで、この振幅は同じくパルス発生器モジュール１２１から受信された信号Ｒ（ｔ）に応じて変調される。信号Ｒ（ｔ）は、生成されるＲＦ励磁パルスのエンベロープを規定するものであって、モジュール１２１で記憶された一連のデジタル値を連続して読み出すことによって生成される。これらの記憶されたデジタル値は、オペレータコンソール１００から次々に変更することができ、所望のＲＦパルスエンベロープを生成することができる。
【００１９】
出力部２０５で生成されるＲＦ励磁パルスの大きさは、バックプレーン１１８からデジタル命令を受信する励磁減衰回路２０６によって減衰する。減衰したＲＦ励磁パルスは、ＲＦコイル１５２Ａを駆動する電力増幅器１５１に印加される。
【００２０】
さらに図１と図２を参照すると、対象によって生成されたＭＲ信号は受信コイル１５２Ｂによって捕らえられ、プリアンプ１５３を介して受信減衰器２０７の入力部に印加される。受信減衰器２０７は、バックプレーン１１８から受信されたデジタル減衰信号によって決定された量分その信号をさらに増幅する。
【００２１】
受信された信号は、ラーモア周波数かその付近にあって、この高周波数信号は、ダウンコンバータ２０８によって２段階プロセスで逓降変換される。即ち、ライン２０１でＭＲ信号を搬送信号と混合し、次に、ライン２０４でその結果生じた差信号を２．５ＭＨｚの基準信号と混合させる。逓降変換されたＭＲ信号は、アナログ−デジタル（Ａ／Ｄ）コンバータ２０９の入力部に与えられ、このコンバータはアナログ信号をサンプリングしてデジタル化し、それをデジタル検知器／信号プロセッサ２１０に与え、このプロセッサは、その受信信号に対応する１６ビットの同位相（Ｉ）値と１６ビットの直交（Ｑ）値を生成する。その結果デジタル化された受信信号のＩ値とＱ値のストリームは、バックプレーン１１８を介してメモリモジュール１６０に出力され、そこで正規化され、画像再生のために使われる。
【００２２】
一実施形態では、オペレータ（例えば、技師や医師）は、（オペレータインターフェースとも呼ばれる）オペレータコンソール１００を介してＭＲ撮像システムとインターフェースをとる。オペレータコンソール１００の入力デバイス１０１は、これに限定されることはないが、マウスやジョイスティックやキーボードやトラックボールやタッチ画面やペン型光スキャナや音声コントローラやプラットフォームに搭載された空間操作デバイス（例えば、マサチューセッツ州ローウェルのＳｐａｃｅｔｅｃ社製Ｓｐａｃｅｂａｌｌ（登録商標））でもよい。オペレータコンソール１００のディスプレイ１０４は、グラフィカルユーザインターフェース（ＧＵＩ）、例えば、グラフィカルユーザインターフェース（ＧＵＩ）３００かグラフィカルユーザインターフェース（ＧＵＩ）３０２であることが望ましい。ＧＵＩ３００とＧＵＩ３０２はとりわけ、１つ以上のＭＲ画像とアイコンを表示して、ＭＲ画像やＭＲ撮像システムを操作する。
【００２３】
図３を参照すると、ＧＵＩ３００には、プリカーソル画像ウィンドウ３０４と第一ローカライザ画像ウィンドウ３０６と第二ローカライザウィンドウ３０８と第三ローカライザウィンドウ３１０とプリカーソル画像スキャン開始アイコン３１２とプリカーソル画像スキャン停止アイコン３１４とローカライザ画像獲得アイコン３１６とプリカーソル画像規定ツールアイコン３１８とローカライザ画像規定ツールアイコン３２０とターゲット画像規定ツールアイコン３２２が含まれる。ＧＵＩ３００は、オペレータが必要なローカライザ画像を正確に規定して、そのローカライザ画像（即ち、「必要に応じた」ローカライザやローカライザ画像）を必要に応じて獲得できるように構成されており、所望のターゲット画像が規定することができる。ＧＵＩ３００はさらに、ローカライザ画像が規定／獲得／表示されるのと同じグラフィック規定環境でオペレータが所望のターゲット画像を規定できる、即ち、プランを立てられるように構成される。
【００２４】
図４を参照すると、ＧＵＩ３０２には、第一プリカーソル画像ウィンドウ３２４と第二プリカーソル画像ウィンドウ３２６と第三プリカーソル画像ウィンドウ３２８と第一ローカライザ画像ウィンドウセット３３０と第二ローカライザ画像ウィンドウセット３３２と第三のローカライザ画像ウィンドウセット３３４とプリカーソル画像スキャン開始アイコン３３６とプリカーソル画像スキャン停止アイコン３３８とローカライザ画像獲得アイコン３４０とプリカーソル画像規定ツール３４２とローカライザ画像規定ツール３４４とターゲット画像規定ツール３４６が含まれる。さらに、ＧＵＩ３０２は、オペレータが必要なローカライザ画像を正確に規定して、そのローカライザ画像を必要に応じて獲得できるように構成される。さらに、ＧＵＩ３０２は、オペレータが所望のターゲット画像の規定／獲得を同一の環境から行えるように構成される。図４に示したように、ＧＵＩ３０２は３セットの画像を同時に取り扱い、それぞれのセットはプリカーソル画像に対応するローカライザ画像に関連する。
【００２５】
ＧＵＩ３００とＧＵＩ３０２は、説明だけの目的で提供されたものであって、ＭＲ撮像システムがその他の様々なＧＵＩ、例えば、ＧＵＩ３００やＧＵＩ３０２とは異なるレイアウトや機能を有するＧＵＩを備えることもできることを理解されたい。例えば、ＧＵＩ３００やＧＵＩ３０２のそれぞれの構成をオペレータやユーザの好みに基づいて変更して、例えば、所定のプリカーソル画像に関連する３枚より多いかもしくは少ないローカライザ画像を備えることができ、また、画像を規定／取得／表示する様々なアイコンをカスタム化することもできる。
【００２６】
ローカライザ画像（ローカライザ画像とも呼ばれる）は、二次元（２Ｄ）ＭＲ画像であることが好ましく、この画像は、最終的な、即ち、実際に必要なＭＲ画像（以下、ターゲット画像と呼ぶ）を規定するための基準フレームもしくは起点の役割を果たすように獲得されるものである。一般的に、大体３０秒から３０分の獲得時間を有するターゲット画像とは対照的に、ローカライザ画像の獲得時間は３０秒より短い。ターゲット画像は、ローカライザ画像と同等かもしくはそれより高画質であることが望ましい。何故ならば、解像度と画像コントラストとその他の画質要素は、例えば、医師が病気や生体組織等を正確に診断／治療するためにその画像がどの程度臨床的に役立つかに関係するためである。
【００２７】
ローカライザ画像によって、撮像される対象の注目部位（例えば、患者の特定の生体組織）を比較的高速に視覚化することが可能になるので、オペレータは患者の３Ｄ空間で方向を定め、撮像される患者内の所望の注目部位の場所を決めることができる。また、ローカライザ画像は、基準フレーム、即ち、基準画像を提供するので、次に獲得される１つ以上のターゲット画像に関する場所や向きやその他の撮像パラメータを規定することができる。例えば、ターゲット画像のスキャン位置（画像獲得の場所や向き、即ち、スキャン面）は、１つ以上のローカライザ画像から規定されることが望ましい。別の例では、ターゲット画像に関する飽和帯域の位置を１つのローカライザ画像によって規定することができる。さらに別の例では、ターゲット画像に対して動き低減基準位置を規定することができる（即ち、生体組織に対してマーカーを定義して、その生体組織がマーカーに関してほとんど同じ場所にあるときだけ画像獲得のトリガを与えることで、特定のサイクル、例えば、呼吸サイクルのほぼ同じ時点で画像獲得を行うようにすることができる）。
【００２８】
図３のウィンドウ３０４にはプリカーソル画像が表示される。ウィンドウ３０６、３０８、３１０にはそれぞれ、第一ローカライザ画像と第二ローカライザ画像と第三ローカライザ画像が表示される。一実施形態では、第一と第二と第三のローカライザ画像に関するスキャン面は互いに直交しているが、横断断面と矢状断面と冠状断面（例えば、ウィンドウ３０６−３１０に示した患者の頭部の直交画像）であることが好ましい。
【００２９】
別の方法では、ウィンドウ３０６−３１０に示されたローカライザ画像は互いに直交しているが、必ずしも横断方向と矢状方向と冠状方向でなくてもよい。さらに別の実施形態では、ウィンドウ３０６−３１０に示されたローカライザ画像は、オペレータ指定の向き、例えば、互いに直交しない（例えば、互いに平行な）向きでもよい。このような場合、ＧＵＩ３００は、オペレータに規定ツールを提供することによって、一連の所定のローカライザ画像の互いの向きを指定することができる。さらに別の方法では、ＧＵＩ３００は３枚より多いかもしくは少ないローカライザ画像を表示することができる。例えば、ＧＵＩ３００はローカライザ画像を1枚だけ表示することができる。ＧＵＩ３００に関するその他の詳細については、図５−図７について以下で説明される。
【００３０】
図５を参照すると、「必要に応じた」ローカライザ画像獲得スキーム４００の一実施形態のフローチャートが示されている。スキーム４００は、最初のローカライザ画像を獲得する工程４０２と、最初のローカライザ画像を表示する工程４０４と、新しいローカライザ画像を規定する工程４０６と、新しいローカライザ画像を獲得する工程４０８と、新しいローカライザ画像を表示する工程４１０と、適合性をチェックする工程４１２と、ターゲット画像のプランを立てる工程４１４を備える。
【００３１】
工程４０２では、最初のローカライザ画像（一枚のローカライザ画像や一連のローカライザ画像、例えば、直交する複数のローカライザ画像）は、スキャン処理の開始時に注目対象内の目印位置で獲得される。目印位置とは、ＭＲ撮像システムによって提供されるデフォルトの位置か、もしくは、撮像される患者の一般的部位に基づくデフォルトの位置である。例えば、撮像される部位が胸部領域にある場合、胸部の目印は胸部の中心ということがある。次に、工程４０４では、獲得された最初のローカライザ画像が、ＧＵＩ３００のウィンドウ３０６−３１０に表示される。上記の例では、この最初のローカライザ画像によって、患者の胸部のほぼ中心位置の様々な断面ビューを示すことができる。
【００３２】
ほとんどの場合、最初のローカライザ画像が注目部位の所望のビューを与えることはない。このため、工程４０６では、オペレータは、現在表示しているローカライザ画像（例えば、最初のローカライザ画像）に対して、新しい（次の）ローカライザ画像位置を規定することができる。規定は、ＧＵＩ３００で提供される（不図示）１つ以上のグラフィカルな規定ツールを用いて行われることが好ましい。本技術では周知であるグラフィカルな規定ツールは対話的な様々な機能を備える。とりわけ、オペレータは、現在表示されている画像を用いて、次に獲得する画像のスキャン面の位置をグラフィカルに指定することができる。グラフィカルな規定ツールには、これに限定されることはないが、回転や平行移動や拡大やサイズの変更等の機能が含まれる。
【００３３】
最初のローカライザ画像を含むウィンドウ３０６−３１０の１つに、ＧＵＩ３００に表示されるカーソルを移動する（もしくは、ポイントする）ことによって、規定処理を開始することができる。これによって、新しいローカライザ画像を規定するグラフィカルな規定ツールが自動的に出てくる。別の方法では、オペレータはアイコン３２０を「クリック」することで、ローカライザ画像規定ツールを利用することができる。どのような場合でも、オペレータは現在表示されているローカライザ画像（例えば、最初のローカライザ画像）に対して次のローカライザ画像の場所（例えば、患者内の（ｘ，ｙ，ｚ）点）や向き（例えば、次のスキャン面の角度や傾斜）を規定する。
【００３４】
一旦オペレータが次のローカライザ画像の撮像パラメータを指定すると、次のローカライザ画像が獲得されて（工程４０８）、ウィンドウ３０６−３１０に表示される（工程４１０）。ウィンドウ３０６−３１０では、最初のローカライザ画像が破棄され、次のローカライザ画像に置き換えられる。一実施形態では、ウィンドウ３０６−３１０に与えられる最初のローカライザ画像の中から次のローカライザ画像を規定すると、３０６−３１０の３つのウィンドウの全てに対して（例えば、新しいかもしくは次のローカライザ画像に）更新が起こる。（工程１０６で新しいローカライザ画像が要求されたので）特に、最初のローカライザ画像はおそらく役に立たず、最初のローカライザ画像の１つの上で新しいローカライザ画像が規定される毎にウィンドウ３０６−３１０を更新することによって、所定の時点でウィンドウ３０６−３１０に表示される一連のローカライザ画像が、注目対象内の同じ位置での様々な断面のビューとなることが保証される。
【００３５】
別の方法では、所定の最初のローカライザ画像で実行される規定処理によって、その最初のローカライザ画像のみが更新される。例えば、ウィンドウ３０６で最初のローカライザ画像を用いて次のローカライザ画像を規定すると、新しい１つのローカライザ画像だけが獲得されて（工程４０８）ウィンドウ３０６に表示される（工程４１０）。ウィンドウ３０８、３１０に表示された画像は影響を受けない。
【００３６】
もし、オペレータが、１つ以上の新しいローカライザ画像が適切である（例えば、表示されたローカライザ画像が所望の画像内容を含む）ことがわかると（工程４１２）、その新しいローカライザ画像を用いて、それからターゲット画像を規定することができる（工程４１４）。この新しいローカライザ画像には、所望の画像内容が既に含まれている（言い換えると、撮像される注目対象の所望の位置が識別された）ので、ターゲット画像のスキャン面の位置はおそらく新しいローカライザ画像のスキャン面の位置とほぼ同じ、即ち、同一のものである。ＧＵＩ３００の（不図示）ウィンドウにターゲット画像を表示することができる。
【００３７】
もしそうでなく、新しいローカライザ画像がそれからターゲット画像を規定するのに適切でない場合は、現在表示されているローカライザ画像を用いてさらに別の新しいローカライザ画像を規定することができる（工程４０６に戻る）。このループは、必要に応じて、適切なローカライザ画像が見つかるまで複数回繰り返すことができる。
【００３８】
図６Ａ−図６Ｂを参照すると、「必要に応じた」ローカライザ画像獲得スキーム、即ち、方法論５００の別の一実施形態のフローチャートが示されている。スキーム５００には、プリカーソル画像を獲得する工程５０２と、プリカーソル画像を表示する工程５０４と、プリカーソル画像の適合性をチェックする工程５０６と、プリカーソル画像を自動的に更新する工程５０８と、新しいプリカーソル画像を獲得する工程５１０と、新しいプリカーソル画像を表示する工程５１２と、新しいプリカーソル画像の適合性をチェックする工程５１４と、ローカライザ画像を獲得する工程５１８と、ローカライザ画像を表示する工程５２０と、ローカライザ画像の適合性をチェックする工程５２２と、ターゲット画像のプランを立てる工程５２４が含まれる。スキーム５００は、プリカーソル画像をリアルタイムで提供して、そこから「必要に応じて」ローカライザ画像を得るように構成される。
【００３９】
工程５０２では、スキャン処理の開始時に目印位置のプリカーソル画像が獲得される。オペレータは、アイコン３１２をクリックすることによって目印位置での獲得を開始する。プリカーソル画像は、ＧＵＩ３００のウィンドウ３０４に表示される（工程５０４）。例えば、ウィンドウ３０４には、患者頭部の断面ビューのプリカーソル画像が表示される。プリカーソル画像は、可能な限り迅速にリアルタイムもしくは準リアルタイムで獲得される２Ｄ／ＭＲ画像であることが望ましい。リアルタイム画像とも呼ばれるプリカーソル画像は、どのローカライザ画像よりも解像度が低いか獲得時間が短いか、もしくはその両方である。
【００４０】
ＭＲ撮像システムは、指定された最新スキャン面で繰り返しスキャンする（例えば、目印位置で一連のプリカーソル画像をリアルタイムで提供する）ことによって、プリカーソル画像を連続更新するように構成される。プリカーソル画像はウィンドウ３０４に提供されるので、オペレータはそれらの画像を見ることができ、所望のものよりも画像の内容が劣る（即ち、プリカーソル画像のスキャン面が、撮像する注目対象の望まれる位置と向きに存在しない）とオペレータが判断すれば、オペレータは、新しい、即ち次のプリカーソル画像を求めて新しいスキャン面を規定して（工程５０６）獲得を行う（工程５１０）。このような次のプリカーソル画像の規定は、ウィンドウ３０４に表示されている現在のプリカーソル画像に関係して行われる（例えば、グラフィカルな規定）。ある種のカーソルをウィンドウ３０４に近づけるかウィンドウ３０４内に移動することによって、もしくは、アイコン３１８をクリックすることによって（上述したように）規定処理を開始することができる。このように、オペレータは、ローカライザ画像の所望のスキャン面が見つかるまで、プリカーソル画像のスキャン面をリアルタイムで移動させることができる。
【００４１】
もしオペレータが新しいスキャン面を規定しなければ、現在のプリカーソル画像のスキャン面が、工程５１８で獲得されるローカライザ画像に対して適切なスキャン面とすることができる。しかしながら、もしローカライザ画像の獲得を開始する指示をオペレータが出さなければ、最新指定位置に配置されたスキャン面でのプリカーソル画像のリアルタイムスキャンと更新処理が、ウィンドウ３０４で継続される（工程５０８後、工程５０４に戻る）。
【００４２】
もしそうでなければ、一旦オペレータが新しいスキャン面を指定して（工程５０６）、その指定に対応する新しいプリカーソル画像に満足する（工程５１０と工程５１２）と、オペレータはいつでもローカライザ画像の獲得を開始することができる（例えば、工程５１８）。もしオペレータが新しいスキャン面にまだ満足しなければ、次にオペレータはウィンドウ３０４のリアルタイムなプリカーソル画像を介して所望のローカライザ画像のスキャン面の位置を見つけるまで、さらにスキャン面をリアルタイムで移動させることができる。
【００４３】
また、次のプリカーソル画像の新しいスキャン面を規定する工程５０６の前や、ローカライザ画像を獲得する工程５１８の前で、オペレータがプリカーソル画像をリアルタイムにスキャンして更新することを明確に停止させることができると考えられる。オペレータはＧＵＩ３００のアイコン３１４をクリックすることで、この種の停止機能を起動することができる。
【００４４】
工程５１８では、例えば、アイコン３１６をクリックすることによって、オペレータはローカライザ画像の獲得を開始する。一実施形態では、プリカーソル画像の中心点（別の方法では、オペレータに指定されたか、もしくはＭＲ画像システムによってデフォルトとして提供される適切なプリカーソル画像上のある一点）は、撮像されるローカライザ画像のそれぞれのスキャン面が交差する位置（例えば、基準フレームに関する（ｘ，ｙ，ｚ）座標位置）である。相互に直交する３つの２Ｄローカライザ画像が獲得されて、ウィンドウ３０６−３１０に表示される（工程５２０）。スキーム４００について上述したように、ローカライザ画像の相対的な向きが互いに変化してもよく、また、オペレータによってプリセットされるか、もしくは指定されるものでもよい。また、所定の適切な一枚のプリカーソル画像毎に３枚より少ないローカライザ画像を獲得することもできる。どのような場合でも、各ローカライザ画像に関するスキャン面の場所と向きは、適切なプリカーソル画像の場所と向きに関連する。ローカライザ画像の獲得処理と、プリカーソル画像のリアルタイムな更新処理をインターリーブすることが好ましい。
【００４５】
オペレータが表示されたローカライザ画像を見て、そこからターゲット画像を生成するためにそのローカライザ画像が適切であるとわかると（工程５２２）、そのローカライザ画像は、所望のターゲット画像を規定／獲得するための基礎となる（工程５２４）。また、表示されたローカライザ画像のスキャン面の位置を、所望のターゲット画像のスキャン面の位置とすることもできる。別の方法では、表示されたローカライザ画像を、ターゲット画像のスキャン面をグラフィカルに規定する（例えば、アイコン３２２をクリックする）ための基礎とすることもできる。また、ＧＵＩ３００にターゲット画像を表示することもできる（不図示）。
【００４６】
他方、表示されたローカライザ画像が、そこからターゲット画像を作成するために適切でない場合は（工程５２２）、オペレータはウィンドウ３０４のプリカーソル画像を介して、異なるローカライザ画像を規定して獲得する（工程５０８に戻る）。オペレータは、プリカーソル画像の新しいスキャン面を規定して（工程５０６）、この新しいスキャン面がローカライザ画像を獲得するために適切な位置にあるかどうかを再度判定する（工程５１４）。ＧＵＩ３００でローカライザ画像やターゲット画像を規定／獲得／表示しながらでも、ウィンドウ３０４ではプリカーソル画像のリアルタイムな獲得と更新が連続的に起こることを思い出されたい。従って、同じ環境（例えば、ＧＵＩ３００）で異なるタイプの画像間を自由に「ジャンプ」（例えば、見る／操作）できる柔軟な機能をオペレータに提供することによって、所望のターゲット画像をタイムリーで正確に獲得することができる。
【００４７】
ほとんどの場合、一旦ローカライザ画像を獲得すると、そこから生成されるターゲット画像は所望の画像内容を大抵含んでいる（即ち、注目対象の特定部位の所望画像が提供されている）。このように、スキーム５００を用いると、注目対象の特定部位の所望の高解像度画像を得るために、連続的に繰り返される一連のターゲット画像は必要ではない。注目対象内でスキャン面を探索／操作して撮像を行う所望の特定部位を発見する処理は、ローカライザ画像やターゲット画像を用いずに、最初にプリカーソル画像を用いて実行されるのでかなりの時間が節約される。
【００４８】
このように全スキャン時間が短縮され、オペレータはより少ない数の様々な種類の画像から作業を行い、ターゲット画像に関連性が高い必要な情報が含まれる可能性が最も高く、また、ローカライザ画像は必要に応じてリアルタイムで獲得される（複数の一連のローカライザ画像を獲得するのではなく、それらの一部は役に立つ場所や向きにないため、そこからターゲット画像を規定するためには依然としてある程度の推測が必要になる）。
【００４９】
スキーム５００とは対照的にスキーム４００では、他のローカライザ画像（例えば、目印位置で獲得されたローカライザ画像）を基礎として所望のローカライザ画像を規定するので、プリカーソル画像を利用する必要がないことに注意されたい。
【００５０】
図７を参照すると、「必要に応じた」ローカライザ画像獲得スキーム６００の別の一実施形態のフローチャートが示されている。スキーム６００は、３Ｄ表現で表示する工程６０２と、２Ｄスライスを規定する工程６０４と、再フォーマット化する工程６０６と、再フォーマット化された２Ｄスライスを表示する工程６０８と、適合性をチェックする工程６１０と、ターゲット画像を規定する工程６１２を含む。スキーム６００は、注目対象の３Ｄボリュームを表す獲得データを利用して、「必要に応じて」２Ｄローカライザ画像を生成するように構成され、今度はこれが所望の２Ｄターゲット画像の基礎となる。
【００５１】
工程６０２では、注目対象の３Ｄボリューム（見たいと望まれる特定部位を含む３Ｄボリューム）に対応するデータは、ＧＵＩ、例えば、ＧＵＩ３００のウィンドウ３０４として表示される。このデータはＭＲ撮像システムによって既に獲得され、３ＤボリュームデータセットとしてＧＵＩ３００に示されている。例えば、３Ｄボリュームデータセットは、各面に画像を有する立方体としてグラフィカルに示され、各画像が３Ｄボリューム境界画像を示すことができる。
【００５２】
工程６０４では、オペレータは、３Ｄボリュームデータセットの表現上で１枚以上の２Ｄスライスを規定する。この規定は、（前述したように）グラフィカルな規定ツールを用いて実行される。一旦規定が完了すると、工程６０６では、選択された２Ｄスライスを表すデータは３Ｄ表現から２Ｄ表現（即ち、ローカライザ画像）に再フォーマット化される。言い換えれば、３Ｄボリュームの少なくとも一部を用いてそれぞれのローカライザ画像が生成もしくは形成されるが、ローカライザ画像のスキャン面は工程６０４で規定された２Ｄスライスの場所と向きに等しい。本技術では周知のことであるが、再フォーマット化とは、３Ｄボリュームデータセットから１枚以上の２Ｄ画像を生成する処理である。
【００５３】
工程６０８では、このように再フォーマット化された２Ｄスライスが、ウィンドウ３０６−３１０に表示される２Ｄローカライザ画像となる。スキーム６００では、一旦３Ｄボリュームデータセットが獲得されると、さらに別の画像やデータは獲得されないことに注意されたい。その代わりに、表示されるローカライザ画像は、既に獲得された３Ｄボリューム・データセットを含むデータを用いて生成される。一実施形態では、規定された所定の２Ｄスライスに関連する一部のデータだけを利用することによって、それに対応するローカライザ画像とすることができる。この結果、完全に再生された２Ｄスライスよりも低い解像度のローカライザ画像が得られるが、このローカライザ画像は短い時間で提供され、また、どのような場合でも、ターゲット画像と違って、ローカライザ画像は最高の解像度である必要がない。
【００５４】
もし表示されたローカライザ画像の場所や向きが適切であれば（工程６１０）、１枚以上のローカライザ画像の場所や向きに関連してターゲット画像を規定／生成することもできる（工程６１２）。ターゲット画像は、従来の２Ｄスキャン処理を介して（スキーム４００やスキーム５００でのターゲット画像の獲得と同様に）獲得される。他方、もし表示されたローカライザ画像が所望の場所と向きになければ、新しい２Ｄスライス（即ち、ローカライザ画像）が規定される（工程６０４に戻る）。
【００５５】
別の方法では、ターゲット画像は、３Ｄボリュームデータセットからの２Ｄスライスも備える。最高の解像度を実現するために、所定の２Ｄスライスに関連する全データを再フォーマット化処理で用いることによって、対応するターゲット画像を生成することができる。
【００５６】
注目対象の一領域を撮像する「必要に応じた」画像獲得スキーム（例えば、スキーム４００か５００か６００）は、注目対象の複数の（隣接する）領域（セクション、もしくはステーションとも呼ばれる）の撮像、例えば、ローカライザ画像の規定と獲得と、ローカライザ画像からのターゲット画像の規定と、ターゲット画像の獲得にも適用できる。所定のスキャン中に、ＭＲ撮像システムに関連するテーブルと患者を１回以上移動させることによって、注目対象の複数領域が連続的に撮像される。
【００５７】
図８Ａ−８Ｂを参照すると、「必要に応じた」ローカライザ画像獲得スキーム７００の別の一実施形態のフローチャートが示されている。スキーム７００は、スキャン中にテーブルを移動するように構成されたＭＲ撮像システムであって、「必要に応じて」ローカライザ画像を獲得するように構成される。注目対象の比較的広い領域、例えば、患者の足の脈管構造を撮像するときにはテーブルを移動して、磁気のアイソセンター（主磁場（Ｂ₀）が最も均一であるところ）が、撮像される広い領域の各部分に合わせられることが好ましい。言い換えれば、所定領域の画像が獲得された後に、磁気のアイソセンターが撮像される広い領域の現在のセクションもしくはステーションに常に合わせられるように、上に患者を配置したテーブルが磁気のアイソセンターに関連して移動する。従って、注目対象の広い領域の各ステーションは、唯一のプリカーソル画像と複数ローカライザ画像と複数ターゲット画像に関連している。
【００５８】
Ｎ=撮像される広い領域のセクション数（例えば、ＧＵＩ３０２ではＮ＝３）で、ｉ＝１からＮになるまで、スキーム５００で説明したプリカーソル画像の連続的な更新と、プリカーソル画像に関連するローカライザ画像の獲得と、ローカライザ画像に関連するターゲット画像の獲得が、スキーム７００の各第ｉセクションでも同様に発生する。ｉ＝１（工程７０１）では、撮像される第ｉセクションのプリカーソル画像が目印位置で獲得される（工程７０２）。プリカーソル画像は、ウィンドウ３２４、３２６、３２８のうちの１つで表示される（例えば、ｉ＝１であるので、ウィンドウ３２４に表示される）。
【００５９】
適切な第ｉプリカーソル画像が識別されると、ｉ番目の適切なプリカーソル画像に基づいて第ｉローカライザ画像セットの規定／獲得が発生する（工程７１４）。この第ｉ画像セットはウィンドウ３３０に表示される。（スキーム５００で説明したように）第ｉローカライザ画像セットのスキャン面はｉ番目の適切なプリカーソル画像に関連する。他方、現在の第ｉプリカーソル画像を用いて次のプリカーソル画像の新しいスキャン面が規定され（工程７０８）、次のプリカーソル画像が獲得されて（工程７１０）ウィンドウ３２４に表示される（工程７０４）。
【００６０】
工程７１６では、もし第ｉローカライザ画像セットが、そこから第ｉターゲット画像を規定／獲得するために適切な位置になければ、新しい第ｉプリカーソル画像が獲得される（工程７０８に戻る）。別の方法では、図示していないが適切な規定ツールを用いて、新しい第ｉローカライザ画像セットが現在の第ｉローカライザ画像セットから規定される。
【００６１】
もし、ｉ＝Ｎであれば（工程７１８）、Ｎセクション全てに対して役に立つ、即ち、適切な全ローカライザ画像は既に生成されており、ＧＵＩ３０２で、それぞれのローカライザ画像と同じスキャン面を用いて、各セクションのターゲット画像を規定／獲得することができる（工程７２０）。もしｉ＜Ｎであれば、ｉは１でインデクスされ（工程７２２のｉ＝ｉ＋１）、撮像される次のセクションの（ウィンドウ３２６に表示される）プリカーソル画像は、前回のセクションのプリカーソル画像に関連して規定される（例えば、ウィンドウ３２４の画像（工程７２４））。別の方法では、ウィンドウ３２６のプリカーソル画像は目印位置で獲得される。
【００６２】
工程７２６では、広い領域内の次のセクションに磁気アイソセンターを合わせるようにテーブルを移動する。この時点で、この次のセクションの画像を獲得することができるが、これには、工程７２４で何らかの方法で規定されたプリカーソル画像も含まれる。一旦テーブルの移動が完了すると、プリカーソル画像を獲得してウィンドウ３２６に表示することができる（工程７０４に戻る）。スキーム７００のこのループは、Ｎセクション全部に対する所望のローカライザ画像がＧＵＩ３０２を介してオペレータに提供されるまで複数回発生する。
【００６３】
図示された上述の本発明の実施形態とそのアプリケーションは現在のところは好適なものであって、これらの実施形態は例示するだけの目的だけで提供されたものであることを理解されたい。例えば、上述のローカライザ、即ちローカライザ画像獲得スキームは、他の種類の撮像システム、例えば、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）システムにも適用可能である。従って、本発明は特定の実施形態に限定されることはなく、請求項の範囲内で様々に修正されたものまで含む。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の一実施形態を用いた磁気共鳴（ＭＲ）撮像システムのブロック図である。
【図２】図２は、図１のＭＲ撮像システムの一部を構成する送受信ブロックの電気的ブロック図である。
【図３】図３は、図１のＭＲ撮像システムに含まれるグラフィカルユーザインターフェースの一実施形態の一部分である。
【図４】図４は、図１のＭＲ撮像システムに含まれるグラフィカルユーザインターフェースの別の一実施形態の一部分である。
【図５】図５は、図１のＭＲ撮像システムに含まれる画像獲得スキームの一実施形態を示すフローチャートである。
【図６Ａ】図１のＭＲ撮像システムに含まれる画像獲得スキームの別の一実施形態を示すフローチャートである。
【図６Ｂ】図１のＭＲ撮像システムに含まれる画像獲得スキームの別の一実施形態を示すフローチャートである。
【図７】図７は、図１のＭＲ撮像システムに含まれる画像獲得スキームのさらに別の一実施形態を示すフローチャートである。
【図８Ａ】図１のＭＲ撮像システムに含まれる画像獲得スキームのさらに別の一実施形態を示すフローチャートである。
【図８Ｂ】図１のＭＲ撮像システムに含まれる画像獲得スキームのさらに別の一実施形態を示すフローチャートである。

Claims

所望の画像獲得面を有する臨床的に有用な患者のターゲット画像を生成する撮像システムであって、
ローカライザ画像を表示する手段と、
前記ローカライザ画像に対し、次のローカライザ画像の撮像パラメータを規定する（１００、３００、３０２）手段と、
前記撮像パラメータを使用して前記患者の撮像を行い、前記次のローカライザ画像を獲得する（１２２、１２７、１４１、１５４、１５３、１５１）手段と、
前記次のローカライザ画像を表示する（１００、３００、３０２）手段と、
前記次のローカライザ画像の位置情報を用いて、ローカライザ画像よりも高い解像度を有するターゲット画像を獲得する（１２２、１２７、１４１、１５４、１５３、１５１）手段と、
前記ターゲット画像を表示する（１００、３００、３０２）手段を備え、
前記次のローカライザ画像と前記ターゲット画像は、前記撮像システムに含まれる一つのグラフィカルな規定環境（３００、３０２）で規定／獲得／表示される、撮像システム。
前記ターゲット画像と前記ローカライザ画像の獲得は互いにインターリーブされる、請求項１のシステム。