JP4327313B2 - MRI equipment - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は3次元の画像空間において任意方向の断面を設定できる3次元位置決め表示装置を組み込んだMRI装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、MRイメージング装置などの医用モダリティにおいて、例えば撮像断面の位置決めなど、3次元空間上で所望の位置および傾きの断面(またはボリューム領域)を設定する必要があることが非常に多い。
【0003】
従来、そのような断面の設定法は、以下の態様で実施されている。その1つは、基準となる断面を撮像し、それを2次元画像として表示する。そして、この2次元画像を参照画面にし、その直交ベクトルを含む関心領域断面を設定する手法である。例えば、初めに被検体のサジタル面を撮像して参照画像としてのサジタル画像を表示し、この画像に対してアキシャル面から傾けたオブリーク面を設定し、そのオブリーク像を撮像するというものである。
【0004】
また別の設定法は、MR連続撮像法(MRフルオロスコピー)を用いて、2次元参照画面の回転移動操作を行い、参照断面自体を変更する、または、参照画像に対して直交断面を設定しながら、上述の第1の設定法と同様に撮像断面を設定する手法である。
【0005】
さらに、第3の設定法は、投影法(射影法)により3次元モデルを3次元空間に表示させ、そのモデル中に断面位置を表示する。そして、上述した第1または第2の設定法で断面を移動させ、その位置の空間把握を支援するものである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の第1〜第3の断面設定法にあっては、立体的な視覚性が低いことから、画面上での位置を把握するのが非常に困難になることが多く、オペレータは現在、どの位置に断面を設定しているのか、または、どの位置に設定しようとしているのか、分からなくなることがあり、正確且つ迅速な断面設定ができない状況にあった。
【0007】
とくに、第1の設定法にあっては、参照画像に直交しない傾いた方向を設定する場合、参照断面と交差している部分を線分などで表示し、ほかの部分は投影 (射影)画像を表示するが、これは空間的な把握が困難で、正確な位置決めはできない。また、第3の設定法により3次元空間の位置が示された場合でも、別の場所に表示される2次元画像との対応付けを操作者自身が行わなければならないので、所望位置に断面を設定するということからして、この設定法も依然として簡単で操作性の良い手法とは言い難いものであった。
【0008】
本発明は、上述した従来の断面法が有する問題点に鑑みてなされたもので、被検体と撮像する領域との空間的位置関係とを的確に認識しながら、断面を所望の3次元位置に迅速に、正確に、さらに容易に設定できるMRI装置を提供することを目的とする。
【0009】
また、本発明はそのような断面設定を行いつつ、実時間で撮像領域の画像を表示し、観察に供することが可能なMRI装置を提供することを、別の目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係るMRI装置は、被検体に設定された3次元空間に置いた少なくとも1つの断面状の領域を表示する領域表示手段と、前記被検体の前記断面状の領域に相当する部位の画像を前記断面状の領域に表示する画像表示手段と、前記3次元空間における前記断面状の領域の方向及び位置の少なくとも一方を任意に変更する変更手段と、前記断面状の領域に相当する前記被検体の部位を連続撮像(フルオロスコピー)して少なくとも2枚の2次元画像を得る撮像手段とを備え、前記画像表示手段は、前記領域表示手段に表示されている前記断面状の領域に、前記断面状の領域に対応して更新される前記2次元画像を順次貼り付ける貼り付け手段を有することを基本的な特徴とする。好適には、前記領域表示手段は、前記断面状の領域と前記3次元空間に設定される3次元絶対座標軸とを共に表示する手段である。操作者は、3次元絶対座標内のそれらの領域を目視しながら、領域を容易に位置決めできる。また、操作者は被検体と撮像断面との空間的な位置関係を把握しながら撮像断面の位置を設定できる。
【0012】
また、別の好適な態様によれば、前記座標系内に置いた別の断面状の領域に任意の時点で撮像された前記2次元画像を参照画像として貼り付ける参照画像表示手段を備えていてもよい。この参照画像を参照することで、操作者は被検体と撮像断面との空間的な位置関係を一層容易に把握することができ、より正確に撮像断面を位置決めすることができる。
【0013】
さらに、好適な態様の1つによれば、前記3次元空間上の位置を指定する指定手段と、この指定位置に対応したマーカをその3次元空間上に表示するマーカ表示手段とを備える。例えば、前記マーカ表示手段は、前記マーカを前記2次元画像とは異なる色相で表示する手段である。これにより、マーカの位置に撮像したい断面を移動させるなどの技法を駆使でき、撮像断面の位置決めを支援できる。
【0014】
さらに、別の好適な態様によれば、前記位置変更手段は、前記断面状の領域を移動操作、回転操作、および移動操作して所望の3次元位置に指定する手段であることを特徴とする。これにより、オフセットの入った断面の連続回転によって、一連の画像を撮像できる。
【0015】
さらに、好適には、前記撮像領域の3次元位置を時系列に記録し且つその記録した3次元位置を呼び出し可能な手段を設けた。この呼び出した3次元位置に対応した前記2次元画像を時系列に再生する手段を備えていてもよい。
【0016】
さらに、好適な態様では、前記位置変更手段は、前記連続撮像に対する前記断面状の領域の位置を予約した定型操作で変更する手段であることを特徴とする。例えば、この定型操作は、前記断面状の領域の移動量を指定する方法として、時間の関数を用いたマクロ記述法を用いる。また、一例として、前記位置変更手段は、前記連続撮像に対する前記断面状の領域の位置の移動方向に関わるベクトルを画像処理によって自動的に設定して当該位置を自動的に決める手段である。これにより、簡単な操作で位置決めができる。
【0017】
さらに、好適な例として、前記2次元画像を2次元的に表示する2次元的表示手段と、この2次元画像を観察している方向を示す目印を前記3次元空間内に表示する目印表示手段とを設けた。これにより、撮像断面の位置を決めるときの支援能力が高まる。
【0018】
さらに、好適には、前記被検体を撮像するスライス方向を指定する指定手段と、前記被検体の前記領域を含む撮像対象を前記スライス方向に沿って連続撮像することで複数枚の2次元画像を生成する連続撮像手段と、この複数枚の2次元画像から前記撮像対象の概略3次元の位置決め用参照画像を生成する位置決め画像生成手段とを備えたことを特徴とする。例えば、前記位置決め画像生成手段は、前記複数枚の画像から前記撮像対象の輪郭を抽出し、この輪郭データから前記参照画像を生成する手段である。
【0019】
また、好適には、前記被検体の生理学的な情報を表す信号を検出する信号検出手段と、前記信号の時間経過と伴に前記被検体の前記領域を含む撮像対象を撮像する撮像手段と、前記撮像手段により撮像される画像が前記信号のどのタイミングに対応するかを表すマーカを当該信号と共に表示する信号表示手段とを備え、前記画像表示手段は、前記撮像手段により表示される画像を前記信号表示手段により表示される信号と同期して表示する手段であってもよい。例えば、前記被検体の生理学的な情報を表す信号はECG信号である。また、前記信号表示手段及び前記画像表示手段は、前記撮像手段により撮像する最中に又はこの撮像手段により撮像された後の再生時に動作する手段であるとしてもよい。
【0020】
さらに、好適な一態様として、前記被検体の前記領域を含む複数の部位を連続撮像する撮像手段と、この撮像手段により撮像された実時間の画像を用いて複数個のロケータを提供するロケータ提供手段とを備えることができる。一例として、前記領域は断面であるとともに、前記ロケータ提供手段は、前記各ロケータを、前記撮像手段により撮像された実時間画像を前記画像表示手段に与えて表示させた1枚の断面と当該断面に交差し且つ参照画像を貼り付けたもう1枚の断面とを含む。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るMRI装置の実施形態を添付図面に基づき説明する。
【0023】
(第1の実施形態)
第1の実施形態に係るMRI装置は、被検体に設定した3次元空間において撮像したい断面をインターラクティブに3次元的に位置決めしながらその断面の画像をほぼリアルタイムに表示する、ことを基本的な特徴とする。この撮像法は、具体的には、撮像したい断面とこの断面に交差する参照断面とを用いた「交差2断面法」と呼ばれる手法を用いる。
【0025】
図1に、MRI装置構成の概要示す。
【0026】
MRI装置は、ガントリに設置される略円筒状の静磁場磁石1と、この磁石1内にあって、その内部空間に遊挿された被検体Pの周りに配置される傾斜磁場コイル2およびRFコイル3とを備える。
【0027】
このMRI装置はさらに、傾斜磁場コイル2に接続された傾斜磁場電源4と、RFコイル3に接続されたRF発生装置5および受信検波装置6とを備える。傾斜磁場電源4は後述するシーケンスコントローラから与えられる傾斜磁場のパルスシーケンスの情報に応じたパルス電流の列を傾斜磁場コイル(x,y,zコイル)2に送る。RF発生装置5は後述のシーケンスコントローラから与えられるRFパルスのシーケンス情報に応じてRFパルス電流を発生させ、これをRFコイル3に供給する。
【0028】
被検体で生じたMR信号はRFコイル3により検出され、受信検波装置6に送られる。受信検波装置6は、受信したMR信号に検波を含む所定の受信処理を施してデジタル量のMRデータに変換して、これを演算装置7に送る。演算装置7もMRI装置の構成の一部を成し、送られてきた周波数空間のMRデータを再構成して実空間の画像データを生成する。
【0029】
さらに、MRI装置は、前述した傾斜磁場電源4、RF発生装置5、および受信検波装置6を制御するシーケンスコントローラ8と、このシーケンスコントローラ8および演算装置7に通信ライン10で接続され、かつシーケンスコントローラとオペレータ(ユーザ)との間でインターラクティブに表示、編集、解析処理を行うグラフィカルユーザーインタフェース(GUI)9(以下、ユーザーインタフェースという)とを備える。
【0030】
ユーザーインタフェース9は、CPU21、メモリ22、入力器23、およびモニタ24をバス25で相互に接続した構成を有する。バス25はインターフェース回路26〜29および通信ライン10を介してシーケンスコントローラ8および演算装置7に接続されている。
【0032】
CPU21は、ユーザとMRI装置本体との間で後述する各種の表示、編集、および解析に関わる処理を実行する。メモリ22は、このCPU21の処理に必要なプログラムを予め記憶するとともに、処理中の必要なデータを一次記憶可能になっている。入力器23は操作者が必要な指令を装置に与えるために使用するもので、マウス、キーボードなどを備えている。
【0033】
モニタ24は、断面設定に関わる各種の画像および断面制御の各種のパラメータおよび情報を動的に表示する。この表示画面の一例を図2に示す。同図に示すように、このモニタ24の画面はGUI機能を提供するための画面であり、表示機能、編集機能および解析機能をグラフィックに提供している。つまり、この画面は、現在収集している画像を表示する撮像画像表示ウィンドウ400と、参照画像を表示する参照画像表示ウィンドウ401と、3次元絶対空間内で指定断面の投影位置を表示する投影3次元断面位置表示ウィンドウ402(以下、断面位置表示ウィンドウと呼ぶ)と、断面の回転、シフトの編集を担う断面制御編集ウィンドウ403と、断面の情報を表示する状態表示ウィンドウ404と、種々の機能を登録して利用できるメニューバー405とを備える。これらのウィンドウ401〜404は位置決め装置(ロケータ)を成す。
【0034】
シーケンスコントローラ8は、ハードウエア的にはCPU、メモリなどのコンピュータ要素を備えて構成され、そのソフトウエア処理により、機能的に、データ生成部201、傾斜磁場回転部202、傾斜磁場電源制御部203、周波数シフト部205、RF制御部206、および受信装置制御部208を備える(図1参照)。
【0035】
操作者から指定された撮像する断面(撮像断面)の位置および視点の情報を使って、制御系においてその断面の回転、移動、拡大縮小が行われ、それに応じたMR像が収集される。操作者が入力器23を介して撮像する断面の位置および視点を入力すると、CPU21は、それらの情報に対応した断面の回転拡大縮小およびオフセット量を演算し、これをシーケンスコントローラ8に送る。この後の処理は、シーケンスコントローラ8に任される。
【0036】
シーケンスコントローラ8は、ユーザーインタフェース9から送られてきた回転、拡大縮小の量およびオフセット量の情報を受ける。シーケンスコントローラ8では、それらの情報がデータ生成部201に送られ、それらの情報を反映した回転行列と周波数シフト量に変換される。この回転行列の生成処理において、拡大縮小及び/又はチャンネル間の強度のばらつきを補正するため、補正係数が掛けられる補正処理が実行される。回転行列は傾斜磁場回転部202に送られ、オフセット量は周波数シフト部205に送られる。
【0037】
傾斜磁場回転部202は、送られてきた回転行列の情報を対応する制御情報に変換し、これを傾斜磁場電源制御部203に送る。周波数シフト部205は、送られてきたオフセット量を対応する制御情報に変換し、これをRF制御部206および受信装置制御部208に送る。この結果、傾斜磁場電源制御部203は、送られてきた制御情報と予め指定されている例えばFE系の連続撮像(フルオロスコピー)のパルスシーケンスとに応じて傾斜磁場電源4のパルス発生状態を制御するので、静磁場に重畳される傾斜磁場強度が動的に実時間で変更される。同時に、RF制御部206は、送られてきた制御情報と予め指定されている例えば、FE系の連続撮像のパルスシーケンスとに応じてRF発生装置5のRFパルス発生状態を制御するので、送信RFパルスの周波数およびその位相が動的に実時間で変更される。この結果、例えば米国特許第4,830,012号に示す如く、パルスシーケンスの条件変更及び画像再構成の両タイミングをデータ収集から独立させた非同期の状態で、指定断面の部位の画像がほぼ実時間で連続的に撮像されるMR連続撮像(MRフルオロスコピー)が行なわれる。さらに、受信装置制御部208は、送られてきた制御信号に応じて受信検波装置6のADC検波周波数を変更する。
【0038】
本実施形態では、シーケンスコントローラ8、演算器7、傾斜磁場電源4、RF発生装置5、受信検波装置6、及びガントリにより連続撮像を実行可能な撮像手段が構成される。
【0039】
なお、連続撮像(フルオロスコピー)のパルスシーケンスとして、FE系のセグメンテッドEPI法やマルチショットEPI法を用いてもよい。
【0040】
これにより、傾斜磁場コイル2から発生させるスライス、位相エンコード、読み出しの各方向の傾斜磁場の強度が変更され、且つ、RFコイル3から送信される送信RFパルスの周波数および位相が変更される。したがって、選択励起される撮像すべき断面は操作者が指定した任意位置にほぼ実時間で変更される。この指定断面内の磁化スピンによる磁気共鳴信号はエコー信号としてRFコイル3で収集され、受信検波装置6に送られる。このエコー信号は受信検波装置6にて所定の受信処理を受け、エコーデータとなって演算装置7に送られ、再構成処理などに付される。
【0041】
一方、ガントリ内に挿入される被検体Pに付着されるECGセンサ41と、このECGセンサ41のセンサ信号を入力してECG信号を出力するECGユニット42とを備える。このECG検出手段は、被検体の心周期を表す手段として備えられているが、例えばPPG等の他の検出手段を用いてもよい。このECG信号は前記ユーザーインタフェース9に送られ、インターフェース回路29を介してCPU21に取込まれる。CPU21は、必要に応じて、ECG信号を用いた処理を実行する。
【0042】
以下、この実施形態においてユーザーインタフェース9により実施される種々の表示、編集、および解析機能の例を説明する。
【0043】
このユーザーインタフェースの機能は、ここでは、連続撮影(フルオロスコピー)中に撮像する断面の位置決め装置(ロケータ)として使用する場合に好適なもので、操作者はこの一連の機能の中から適宜に1つまたは複数の機能を適宜な順序で選択して用いればよい。これにより、例えば動きの速い心臓部位のイメージングにおいて、所望の関心領域を短時間に見つけ出し、その位置に断面またはボリューム領域を確実に設定するができる。
【0044】
これらの機能は下記のa〜sの項目である。CPU21は操作者から入力器23を介してこれらの項目のいずれかが指令されると、その都度、下記の処理を行い、モニタ24の画面に提示する(図3参照)。
【0045】
a.座標軸の表示および指定断面の3次元表示
この機能が起動すると、断面位置表示ウィンドウ402に、磁石1による静磁場中の3次元物理(絶対)座標軸が表示され、その絶対的な3次元座標空間に位置指定された断面が断面SEC1として図4に示す如く3次元表示される。これにより、磁石1のボア内に位置する患者と撮像する断面との位置関係が操作者に分かり易く提供される。この指定した断面の位置情報は撮像手段に渡され、指定位置の部位がほぼ実時間でスキャンされる。
【0046】
b.撮像した最新画像の表示および参照画像の表示
この機能を起動させると、撮像画像表示ウィンドウ400に、現在撮像されている画像が表示される。演算器7によって指定断面の部位新たな画像データが再構成される毎に、その画像データを受けてウィンドウ400に図5(a)に示す如く表示する。このため、連続撮像の場合、ウィンドウ400に表示される画像はほぼリアルタイムに更新される。
【0047】
また、参照画像表示ウィンドウ401には、参照画像として選択された画像が図5(b)に示す如く表示される。この参照画像は、次回の参照画像の選択まで更新されない画面である。
【0048】
c.指定断面への最新画像を貼付け(透かし処理)
この機能の起動により、断面位置表示ウィンドウ402に表示される断面SEC1に、現在撮像されている画像が図6に示す如く貼り付けられる。これにより、操作者が3次元的に断面位置を把握するときの助けになる。また、この貼り付ける画像は好適には、画像の透明度を変更可能な透かし処理によって透けた画像に生成される。これにより、この画像の背後に存在する物を隠してしまうこともない。
【0049】
d.参照断面の表示
この機能の起動により、参照画像を呈している別の断面(参照断面)SEC2が断面位置表示ウィンドウ402に図7に示す如く表示される。これにより、被検体内の3次元空間における現在撮像中の指定断面SEC1の位置関係をより容易に理解できるようになる。また、メニューバー405の所定のボタンをクリックすると、CPU21はこれに応じて、現在の指定断面(位置)SEC1を参照断面(位置)SEC2に変更したり、または、それらを互いに交換するように処理する。この操作はいたって簡単に行える。
【0050】
e.参照断面に参照画像を貼付け(透かし処理)
この機能を起動させることで、参照断面SEC2に参照画像が貼り付けられる。これにより、断面位置表示ウィンドウ402には参照断面SEC2と現在撮像中の断面SEC1との2断面の画像が図8に示す如く3次元表示される。この2断面の画像によって、3次元的な位置把握がより容易になる。このとき、好適には、参照画像など、手前側に位置するいずれ一方の画像が事前に透けた画像に処理される。これにより、その背後に位置する撮像した断面の像や3次元モデル像(後述するように、これを作成し表示した場合)を透過的に観察することができる。
【0051】
f.断面制御(断面位置の変更、表示属性の変更)
断面制御編集ウィンドウ403には、図9に例示するように、スライドバーやボタンが提示されており、操作者がこれらの操作体を操作することで、その操作情報がCPU21に送られて必要な処理が実行される。このため、この断面制御編集ウィンドウ403により、撮像断面の位置変更を指令する手段と、表示されている像の属性変更を指令する手段とが機能的に提供される。
【0052】
この実施形態の場合、撮像断面の3軸回転を制御するスライドバーx,y,zと、断面回転中心を制御するスライドバーoffsetと、拡大縮小を制御するスライドバーzoomと、基準位置を示す3次元モデルや座標軸と座標断面の表示/非表示を制御するチェックボタン類ckとを備える。
【0053】
ここでの断面制御の更なる特徴は、上述した指定断面(撮像する断面)の3軸回転制御を指令する方法に関する。この3軸回転制御に対しては上述したようにスライドバーx,y,zが提供されているが、同時に、図9に示すように円形ボタンの一種である3つのサークルバーA,B,Cがスライドバーx,y,zの直ぐ上に提供されている。このサークルバーA,B,Cのそれぞれが3軸回転の3つのパラメータのそれぞれに対応し、360度で元に戻る回転パラメータを提供している。各サークルバーA,B,Cの円形内側にはその時点で設定されているパラメータの値をリアルタイムに表す。パラメータを変更する場合、各サークルバーにマウスポインタを持っていき、例えば左マウスボタンをクリックする。このクリックした位置および中心点を通る半径方向の線分と予め決めてある基準線との間の成す角度がパラメータ値を成す。この値は数値としてもリアルタイムに表示される。また、パラメータ指定の別の方法として、左マウスボタンをホールドし、サークルバー内に置いたマウスポインタを中心周りに回転させることにより、連続的にパラメータを変更することができる。このようにサークルバーを、撮像したい断面の3つの回転角の制御に用いることによって、より容易な操作法を提供することができる。このサークルバーは、次のg項に係る視点位置の制御においても好適に使用できる。
【0054】
g.断面制御(視点位置の変更)
また、断面制御編集ウィンドウ403により、図10に示す如く、前述した絶対座標軸を観察する視点の位置を容易に変更できる手段が提供される。これにより、指定断面(撮像する断面)を観察する操作者の視線を自由に動き回すことができ、操作者があたかも被検者の周りを動きながら断面位置を確認する状態が仮想的に得られる。この変更手段は、視点ベクトルの回転座標系(φ,θ,r)を操作するサークルバー、スライドバー、およびCPUにより構成される。サークルバーにより、視点の角度成分の2つのパラメータが簡単に変更できる。
【0055】
h.画像上での位置指定
上述した変更手段により生成された画像上で、マウスポインタといった入力デバイスで位置を指定する機能を有する。この機能を起動させると、その指定された位置に対応した空間位置が断面位置表示ウィンドウ402の画面上に点または線分MKで且つ画像とは異なる色相で表示される(図11参照)。これらの点または線分MKによる表示体は、断面位置が変更されても空間上で固定表示され、複数個表示させることが可能になっているので、マーカとして利用できる。また、これらのマーカは編集(消去、属性変更)が可能な状態で保存され、随時、呼び出すことができるようになっている。さらに、マーカの位置に指定断面を移動させることができる機能も付加されている。とくに、線状のマーカの場合、断面内の軸に一致させて移動させるようになっている。
【0056】
i.指定断面の基準位置の提供
この機能を起動させると、対象物の3次元モデル、または、撮像画像に基づいた実際のレンダリング3次元画像が断面位置表示ウィンドウ402に重ねて表示され、指定断面(撮像する断面)の基準位置が操作者に提供される。断面位置をシフトして撮像した像を直接用いて、レンダリング3次元画像を構築することもできる。さらに、これに関連して、上述の断面上に操作者が置いたマーカ位置を繋げ、ポリゴンで対象物をレンダリングする機能も持たせている。
【0057】
j.表示断面位置の記憶および記憶位置への復帰
この機能によって、任意の時刻に表示された断面位置を記録し(図12参照)、この記録された位置に戻る手段が提供される。この手段はCPU21およびメモリ22によって構成される。この記憶情報には、記録した断面位置で撮像された撮像画像と、断面位置表示ウィンドウ402の画像の縮小図がアイコンとして提示される。
【0058】
k.指定断面の絶対位置の記述
指定断面(撮像する断面)は拡大係数、移動ベクトル、オイラー角などの少ないパラメータで絶対位置が記述されるようになっている。これにより、扱うデータ量を減らすことができる。
【0059】
l.撮像する断面の指定
この機能によって、操作者が所望位置の撮像断面を指定する手段として、断面位置をオイラー角で指定する手段と、断面内の回転2軸と断面直交軸とで周りの回転により指定する手段が提供される。後者の指定手段は、回転の順番に依存した指定法であるが、前者の指定手段は、回転に対して一義的に決まる。これらの回転断面は互いに連続的に表示することができる。
【0060】
m.視線矢印の表示
この機能を起動させることで、撮像断面表示ウィンドウ400の画像がどの方向から見たのかを示す矢印ARが断面位置表示ウィンドウ402に表示される(図13参照)。また、画像を反転させることで、画像を逆方向から見る手段も提供され、その反転と同時にかかる矢印ARの位置が断面の反対側に付けられる。ウィンドウ402内での表示位置は左上側などの位置が自動的に選択され、操作者には画面と断面の位置関係が迅速に提供される。
【0061】
また参照画像表示ウィンドウ401に対しても、同様の矢印をウィンドウ402とは独立に表示させる手段が提供される。この場合、ウィンドウ401と402とで、両矢印を容易に識別できるように表示色を変えることが望ましい。
【0062】
n.投影3次元表示の表示・非表示
この機能により、断面位置表示ウィンドウ402に表示する画像の表示および非表示を断面制御編集ウィンドウ403から容易に制御できる。これにより、ウィンドウ402における画像の重なりを回避できる。
【0063】
o.動的プラニング(マクロ機能)
この機能により一連の動的なプラニングが可能になる。このプラニングは、時間の関数として、移動量、回転角を記述するマクロ機能により実現される。これにより、定型化した断面シフトや、ある位置での全方位回転の画像を簡単な操作で得ることができる。操作者は所望の手続きを記述して登録することができる。
【0064】
p.パラメータの使用による連続スキャン
この機能を使用すると、図14に示すように、並進3自由度・回転3自由度に、さらに並進3自由度を加えて、少ないパラメータで連続的に筒状の対象をスキャンすることができる。これらのパラメータは上述のマクロ機能で連続的に変化させてもよい。例えば図14に示す如く、固定座標系xyzをベクトルr0で表せる量で並進させ、次に座標系x´y´z´で回転させ、さらに、ベクトルr1で表せる量で並進させる。回転角を連続的に変化させることで、s0,s1,s2などと断面が連続的に得られる。この手法は、心臓などの壁を連続して撮像する場合に好適である。また、ベクトルr1をその処理中の直交断面の画像から自動的に抽出するように構成することで、断面を心臓壁の周りに自動的に追跡させながら各断面の画像を撮像できる。
【0065】
q.連続的な断面位置の記録および再生
これは、断面位置を連続的に記録し、再生する機能である。また、この機能には、再生途中で止め、その止め位置から断面位置を変更して記録できる機能を含む。この記録情報の再生時には、通常操作時と同様に、記録されている断面の位置情報が制御系に送出され、自動的にほぼリアルタイムに画像収集が行われる。
【0066】
r.拡大、縮小機能
この拡大縮小機能により、任意の時刻に傾斜磁場の強度とRF信号の状態を変化させ、ROIを所望サイズに拡大または縮小させることができる。
【0067】
s.自動平均操作
この機能により、3次元空間上の同じ位置を小さい範囲で重ねてなぞると、収集された画像に対して平均処理が自動的に施され、画質が向上する。
【0068】
このような各種のインターフェース機能a〜sを適宜、取捨選択して適宜な順序で用いることで、例えば動きの速い心臓部位のイメージングにおいて、操作者は画面を見ながら所望の関心領域を短時間に見つけ出し、その位置に断面またはボリューム領域を確実に設定するができる。
【0069】
なお、上述した実施形態は連続撮像を行うMRI装置の場合について説明したが、MRI装置のMPR(断面変換)処理における断面位置指定用の入力装置として用いてもよい。
【0070】
例えば、図15に示すように、操作者が撮像したい断面位置と視点位置を入力すると(ステップ100)、それらの情報がモダリティ(画像収集装置)に送られ、それに対応した断面の画像と位置の情報が得られる(ステップ101)。断面位置と視点情報は3次元空間の位置に変換され(ステップ102)、予め収集されている3次元画像データからMPRにより投影3次元画像が演算される(ステップ103)。この投影3次元画像は視点から見た指定位置の断面に貼り付けられ(ステップ104)、投影3次元表示される(ステップ105)。これと並行して撮像した2次元画像も表示される(ステップ106)。この結果、指定断面位置の2次元画像と投影3次元画像の2つのタイプの画像が表示され、これらの画像を観察することで、撮像したい断面の空間的把握が容易になり、その断面の位置決めを簡単に且つより正確に行える。
【0071】
MPR用の3次元画像データはMRI装置側に持たせておいてもよいし、インターフェイス側で持っていてもよい。また、この3次元画像データは例えば3次元超音波診断装置など、別種類のモダリティで収集したデータを用いる構成であってもよい。
【0072】
なお、本発明の要旨は上述した実施形態や変形例に限定されるものではなく、当業者であれば、本発明の基本原理の範囲内で更に適宜に組み合わせ、変更、変形することが可能であり、それらも特許請求の範囲記載の発明と範囲として捉えることができる。例えば前記項目で表すと、項目a〜c,e〜h,m,o〜qの機能のみを組み合せて構成してもよい。
【0073】
さらに、図16に、上述した項目a〜sに追加可能な機能tを示す。この機能tが起動されると、交差2断面法に係る指定断面SEC1と参照断面SEC2を表示するときに、ガントリ内の静磁場空間を模式的に表す略円筒状の3次元体SYが表示され、その内部の磁場中心に交差する指定断面SEC1及び参照断面SEC2が位置した様子を3次元表示するものである。3次元体SYと2断面SEC1及びSEC2とは例えば色調を相互に変えて表示されて投影表示れる。この画像は断面位置表示ウィンドウ402に表示される。これにより、交差する2断面SEC1及びSEC2の静磁場内での位置関係のより容易な把握の一助となる。
【0074】
(第2の実施形態)
本発明の第2の実施形態を図17〜20に基づき説明する。
【0075】
前述した実施形態に係るMRI装置の使用形態の1つに、撮像対象の3次元レンダリング像を座標軸の中心に置いてその内部の位置決めを行う状態がある。しかし、この位置決めを行うときに問題となるのは、撮像対象の3次元画像データの収集に時間がかかるということである。本実施形態は、このような状況を改善するものである。
【0076】
第2の実施形態に係るMRI装置は、3次元像を静磁場の座標中心において位置決めを行う機能を有する。この機能は、CPU21のソフトウエア処理により実現されるもので、その概要を図17に示す。
【0077】
図17に示す如く、CPU21は、例えば入力器23から与えられた操作情報又は自動的に設定した情報に基づき撮像対象OBのスライス方向DSを指定する(ステップS31:図18参照)。CPU21は次いで、撮像手段に対して、このスライス方向DSに沿った2次元撮像(又は連続撮像)を指令し、その結果得られた2次元画像IMを受け取る(ステップS32、S33)。そして、2次元画像IMから撮像対象OBの輪郭CTを抽出する(ステップS34:図19参照)。この一連の処理は、2次元画像IM(例えばIM〜IM:図19参照)の所定枚数分だけ行なわれる(ステップS35)。これが終わると、CPU21は、2次元画像IM夫々の輪郭CTのデータを使って簡易的な3次元画像IMsimを作成する(ステップS36)。この作成処理は、データ処理時間が極端に長くならない範囲で、例えばMIP処理やボリュームレンダリング処理が用いられる。このようにして得られた撮像対象OBの簡易な3次元画像IMsimが図20に示す如く、座標中心位置に参照画像として置かれる(ステップS37)。
【0078】
この簡易な3次元画像IMsimに拠る参照画像と位置決め用の指定断面の位置との関係から指定断面の空間的な位置が把握される。このため、指定断面を所望位置に位置決めし、前述した実施形態と同様に、その断面の画像を実時間で観察することができる。
【0079】
このように一定方向にスライスしながら連続撮像した2次元画像から簡易な3次元画像IMsimを得ているので、撮像対象OBをまともに3次元スキャンする場合に比べて、撮像対象OBの3次元参照画像を短時間で得ることができる。この3次元参照画像は位置決めが目的であるから、このように簡易的に作成した画像で十分である。この結果、3次元参照画像IMsimと指定断面とを用いる位置決めによって、より直感的に指定断面位置を把握でき、迅速で正確な撮像を行うことができる。
【0080】
(第3の実施形態)
この第3の実施形態に係るMRI装置を図21〜22に基づき説明する。この実施形態は、心電同期モード撮像で得た画像表示に関する。
【0081】
前述した如く、第1の実施形態に係るMRI装置によれば、被検体内の3次元的な位置を実時間で把握しつつ関心領域を観察するという使用法が好適である。この使用法を心臓などの周期的に動く臓器に適用する場合、毎秒数フレーム〜数十フレームの高いフレームレートで位置決め及び観測する必要があるが、そのようにすると、どうしても空間分解能が犠牲になる。そこで、位置決めが一度終わると、心電同期法を用いて空間分解能を高めた撮像法に切り替えるようにする。しかし、単純に切り替えただけでは、撮像した画像を表示するときに、各画像が心電波形のどの時相に相当するのかはっきりしないことから、観察及び診断に支障を来すという状況がある。本実施形態は、このような状況を改善するものである。
【0082】
具体的には、CPU21は、図21に概略を示す処理を行う。位置決め後、より高い分解能の画像を必要とするとき、CPU21は、ECG信号を入力し、その信号中のR波からの遅延時間が所定刻み(例えば100msec)ずつ更新される所定値か否かを判断する(ステップS41,S42)。この判断でYESのときは、R波からの遅延時間が例えば100msecずつ延長されたECG同期タイミングになったと認識される。そこで、CPU21は、これまでよりも高い分解能の撮像を撮像手段に指示する(ステップS43)。
【0083】
この高分解能の撮像と並行して、CPU21は表示処理を指令する(ステップS44〜S46)。つまり、演算器7から入力する2次元画像IMを受けて、その2次元画像IMの同期タイミング(遅延時間)を特定する(ステップS44)。さらに、ECG波形データ上の上記同期タイミングに相当する位置にマーカMのデータを重畳させる(ステップS45)。さらに、CPU21は、マーカMが重畳されたECG波形と2次元画像IMとを同期してモニタ24に表示する(ステップS46)。
【0084】
これにより、図22に示す如く、モニタ24の画面上に形成されている撮像画像表示ウィンドウ400には高い分解能で撮像された2次元画像IM(IM〜IM)が時間tの経過と伴に更新表示される。これと並行して、同画面上に形成されている生理学的情報表示ウィンドウ406には、ECG波形が時間tの経過と伴に表示される。このECG波形上には同期タイミング毎にマーカMも重畳されている。つまり、画像IMの更新と同期してECG波形及びそのマーカMも更新される。現在表示中の2次元画像IMの撮像時刻に対応するマーカMは、過去のマーカとは、例えば輝度(又は色相)を異ならせて表示される。例えば図22の例では、現在表示中の2次元画像IMの撮像タイミングはECG波形上のマーカM´で表される時刻である。
【0085】
上記実施形態では、撮像時の画像データ収集と共に、かかるECG波形を同期表示するようにしたが、撮像が終わって画像を再生するときに、ECG波形を同期表示するようにしてもよい。
【0086】
これにより、心電同期法を用いた撮像の場合でも、表示される(又は再生される)画像が心電波形のどの時相の画像であるかが一目瞭然となる。
【0087】
なお、このマーカ付きのECG波形は撮像画像表示ウィンドウ400に重畳表示してもよい。
【0088】
また、この実施形態では、撮像と共にECG信号を検出してその両者を同期表示する構成について説明したが、かかる信号の代わりに、脈波同期PPG(peripheral gating)による心電波形、呼吸同期に拠る波形などの生理学的情報を表す波形であってもよい。
【0089】
また、このMRI装置はファンクショナルMRI(fMRI)にも適用できる。fMRIでは、被検体に光、音、空気、電気などの刺激(入力刺激)が与えられ、この刺激への応答状況を反映した画像やデータが収集される。このため、上述した生理学的情報表示ウィンドウ406にはそのような入力刺激波形が表示され、これに同期して、撮像画像表示ウィンドウ400には出力としての画像やデータ曲線が表示される。
【0090】
また、この手法は温度計測へも適用できる。例えば治療のためのレーザによる加温エネルギを与えて、連続撮像によるリアルタイム像の関心領域内の温度曲線を求める場合、レーザ出力のオンオフを表す矩形波状の波形が生理学的情報表示ウィンドウ406に、これと同期して変化する温度曲線が撮像画像表示ウィンドウ400に夫々表示される。
【0091】
(第4の実施形態)
この第4の実施形態に係るMRI装置を図23〜24に基づき説明する。この実施形態は、複数のロケータ(位置決め装置)を搭載した例を示す。
【0092】
前述した各実施形態のMRI装置は何れも1個のロケータを搭載する構成を説明した。しかしながら、解離性大動脈を観察するときのように、解剖学上複雑な構造の複数の個所を同時に観察したい場合、1個のロケータでは不充分なこともある。本実施形態はこれを改善するようにする。
【0093】
具体的には、ユーザーインタフェース9によってモニタ24に提示される画面には、図23に示す如く、前述と同様に形成される1組の撮像画像表示ウィンドウ400A及び参照画像表示ウィンドウ401Aのほか、もう1組の撮像画像表示ウィンドウ400B及び参照画像表示ウィンドウ401Bが形成されている。いずれの組においても、撮像画像表示ウィンドウには指定された断面(撮像される断面)の連続撮像で収集された画像が表示され、一方、参照画像表示ウィンドウには適宜な参照断面の画像が表示される。
【0094】
本実施形態においては、1個の撮像手段により両方の撮像画像表示ウィンドウ400A、400Bに表示する2つの場所の実時間画像が例えば交互に撮像される。このため、各一方のウィンドウに対する表示レートは、1つのウィンドウのみを設けたときに比べて、低くはなるが、異なる場所のほぼ同時の実時間撮像が可能になる。
【0095】
これにより、断面位置表示ウィンドウ402には、指定断面SEC1Aと参照断面SEC2Aとにより交差2断面法に拠る一方のロケータ(1):LC1が、また指定断面SEC1Bと参照断面SEC2Bとにより交差2断面法に拠るもう一方のロケータ(2):LC2が夫々形成される。
【0096】
これら2つのロケータ(1)、(2)に対して、CPU21は図24に示す切換制御を行う。CPU21は、一方の撮像画像表示ウィンドウ400Aに表示される実時間画像(1)に拠るロケータ(1)を起動するか否かを操作情報から判断し、YESの場合は、そのロケータ(1)を起動し、反対に、もう一方の撮像画像表示ウィンドウ400Bに表示される実時間画像(2)に拠るロケータ(2)を休止させる(ステップS51,S52)。続いて、ロケータ(2)を起動するか否かを操作情報から判断し、YESの場合は、そのロケータ(2)を起動し、反対に、拠るロケータ(1)を休止させる(ステップS53,S54)。
【0097】
この一連の切換処理を例えば微小な一定時間Δt毎に繰り返すことで、両方のロケータ(1)、(2)を任意のタイミングで切り換えることができる。例えば、解離性大動脈などの複雑な構造の部位を観察する場合、最初に、一方のロケータ(1)で所望の1つの場所の位置決め(断面設定)をインターラプティブに行い、次いで、もう一方のロケータ(2)で別の場所の位置決め(断面設定)を同様にインターラプティブに行う。したがって、両方のロケータ(1)、(2)で決められた断面SEC1A,SEC1Bの画像により、異なる場所をほぼ同時に実時間で観察することができる。
【0098】
なお、上述した実施形態において、実時間画像及び参照画像に拠る組を3組以上設け、3個以上のロケータ部を構成してもよい。また、前記実施形態においてはロケータ(1)、(2)を切り換えて使用する構成としたが、ウィンドウ402を複数個独立し設け、独立に使用可能な構成にしてもよい。
【0099】
以上の第2〜第4の実施形態のMRI装置により、撮像対象の3次元データに対して、より高速で、位置関係がより分り易く、且つインターラプティブな実時間での位置決め、及び、位置決め断面の画像観察を行うことができる。
【0100】
本実施例は以上のようであるが、本発明は上述の実施例記載の構成に限定されるものではなく、当業者においては、特許請求の範囲に記載の要旨を逸脱しない範囲において更に適宜に変更、変形した種々の構成を実現可能なものであり、それらの構成も本発明に含まれる。
【0101】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るMRI装置によれば、例えば連続撮像における撮像領域(断面状の領域など)の位置決めなどにおいて、被検体と撮像する領域の空間的位置関係を的確に認識しながら、撮像したい領域(断面など)を所望の3次元位置に迅速に、正確に、且つ容易に設定するとともに、撮像領域の画像を実時間で表示し、観察に供するという新規な位置決め及び画像表示法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施形態に係るMRI装置の概略ブロック図。
【図2】 第1の実施形態に係るグラフィカルユーザーインタフェースの画面構成を示す図。
【図3】 グラフィカルユーザーインタフェースの各種の機能を例示する図。
【図4】 グラフィカルユーザーインタフェースの1つの機能を説明する図。
【図5】 グラフィカルユーザーインタフェースの別の機能を説明する図。
【図6】 グラフィカルユーザーインタフェースのさらに別の機能を説明する図。
【図7】 グラフィカルユーザーインタフェースのさらに別の機能を説明する図。
【図8】 グラフィカルユーザーインタフェースのさらに別の機能を説明する図。
【図9】 グラフィカルユーザーインタフェースのさらに別の機能を説明する図。
【図10】 グラフィカルユーザーインタフェースのさらに別の機能を説明する図。
【図11】 グラフィカルユーザーインタフェースのさらに別の機能を説明する図。
【図12】 グラフィカルユーザーインタフェースのさらに別の機能を説明する図。
【図13】 グラフィカルユーザーインタフェースのさらに別の機能を説明する図。
【図14】 3次元空間における断面の位置指定法の1つを説明する図。
【図15】 MRR処理に用いた例を示す処理の概略フローチャート。
【図16】 グラフィカルユーザーインタフェースの別の機能を説明する図。
【図17】 第2の実施形態で実施されるCPUの処理を示す概略フローチャート。
【図18】 簡易な3D画像の生成を説明する、指定スライス方向に沿った複数回の2次元スキャンの図。
【図19】 指定スライス方向に沿った複数回の2次元スキャンによって撮像される2次元画像を説明する図。
【図20】 簡易な3D画像を参照画像として表示した状態を説明する図。
【図21】 第3の実施形態で実施されるCPUの処理を示す概略フローチャート。
【図22】 マーカ付きECG波形とMR画像の同期表示を説明する図。
【図23】 第4の実施形態に係る、ソフトウエア処理によって実現される2個の位置決め装置(ロケータ)を説明する図。
【図24】 2個のロケータの切換動作を説明する概略フローチャート。
【符号の説明】
1 磁石
2 傾斜磁場コイルユニット
3 RFコイル
4 傾斜磁場電源
5 RF発生装置
6 受信検波装置
7 演算装置
8 シーケンスコントローラ
9 グラフィカルユーザーインタフェース
10 通信ライン
21 CPU
22 メモリ
23 入力器
24 モニタ
P 被検体
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention,Three-dimensional positioning display device capable of setting a cross section in an arbitrary direction in a three-dimensional image spaceEquipment incorporating MRIAbout.
[0002]
[Prior art]
In general, in a medical modality such as an MR imaging apparatus, it is often necessary to set a cross-section (or volume region) having a desired position and inclination in a three-dimensional space, for example, positioning of an imaging cross-section.
[0003]
Conventionally, such a method for setting a cross section has been implemented in the following manner. One of them captures a reference cross section and displays it as a two-dimensional image. Then, this two-dimensional image is used as a reference screen, and a region of interest section including the orthogonal vector is set. For example, a sagittal plane of a subject is first imaged to display a sagittal image as a reference image, an oblique plane tilted from the axial plane is set with respect to this image, and the oblique image is captured.
[0004]
Another setting method is to use MR continuous imaging (MR fluoroscopy) to rotate and move the two-dimensional reference screen to change the reference section itself or to set an orthogonal section to the reference image. However, this is a method for setting the imaging section in the same manner as the first setting method described above.
[0005]
Further, in the third setting method, a three-dimensional model is displayed in a three-dimensional space by a projection method (projection method), and a cross-sectional position is displayed in the model. Then, the cross section is moved by the first or second setting method described above, and the space grasp of the position is supported.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional first to third cross-section setting methods described above, since the three-dimensional visibility is low, it is often very difficult to grasp the position on the screen. Currently, there is a case where it is not possible to know at which position the cross section is set or at which position it is going to be set.
[0007]
In particular, in the first setting method, when setting an inclined direction that is not orthogonal to the reference image, the part that intersects the reference section is displayed as a line segment, and the other part is a projected (projected) image. However, it is difficult to grasp spatially and accurate positioning cannot be performed. Further, even when the position of the three-dimensional space is indicated by the third setting method, the operator has to perform association with the two-dimensional image displayed at another place, so the cross section is set at the desired position. From the viewpoint of setting, this setting method is still a simple and easy-to-operate method.
[0008]
  The present invention has been made in view of the problems of the above-described conventional cross-sectional method, and accurately recognizes the spatial positional relationship between the subject and the area to be imaged, while bringing the cross-section into a desired three-dimensional position. Quick, accurate and easy to set upMRI equipmentThe purpose is to provide.
[0009]
  In addition, the present invention displays the image of the imaging region in real time for observation while performing such cross-sectional setting.An MRI apparatus capable of performingFor another purpose.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
  To achieve the above object, the present inventionMRI apparatus related toIs at least one placed in the three-dimensional space set for the subject.Cross-sectionalRegion display means for displaying a region, and the subject of the subjectCross-sectionalThe image of the part corresponding to the areaCross sectionImage display means for displaying in a region, and the three-dimensional spaceCross-sectionalChange means for arbitrarily changing at least one of the direction and position of the area;Imaging means for obtaining at least two two-dimensional images by continuously imaging (fluoroscopy) a portion of the subject corresponding to the cross-sectional area;WithThe image display means has paste means for sequentially sticking the two-dimensional image updated corresponding to the cross-sectional area to the cross-sectional area displayed on the area display means.This is a basic feature.SuitableThe area display means is a means for displaying both the cross-sectional area and the three-dimensional absolute coordinate axis set in the three-dimensional space. The operator can easily position the region while viewing the region in the three-dimensional absolute coordinate.Further, the operator can set the position of the imaging section while grasping the spatial positional relationship between the subject and the imaging section.
[0012]
According to another preferable aspect, the image processing apparatus includes a reference image display unit that pastes the two-dimensional image captured at an arbitrary time on another cross-sectional area placed in the coordinate system as a reference image. Also good. By referring to this reference image, the operator can more easily grasp the spatial positional relationship between the subject and the imaging section, and can position the imaging section more accurately.
[0013]
Furthermore, according to one of the preferable aspects, a designation unit that designates a position in the three-dimensional space and a marker display unit that displays a marker corresponding to the designated position in the three-dimensional space are provided. For example, the marker display means is means for displaying the marker in a hue different from that of the two-dimensional image. Thereby, it is possible to make full use of a technique such as moving the cross section to be imaged to the position of the marker, and support the positioning of the imaging cross section.
[0014]
Furthermore, according to another preferable aspect, the position changing means is means for designating a desired three-dimensional position by moving, rotating, and moving the cross-sectional area. . As a result, a series of images can be taken by continuous rotation of the cross section with the offset.
[0015]
Further preferably, there is provided means for recording the three-dimensional position of the imaging region in time series and calling the recorded three-dimensional position. A means for reproducing the two-dimensional image corresponding to the called three-dimensional position in time series may be provided.
[0016]
Furthermore, in a preferred aspect, the position changing means is means for changing the position of the cross-sectional area with respect to the continuous imaging by a reserved routine operation. For example, in this routine operation, a macro description method using a function of time is used as a method for specifying the movement amount of the cross-sectional area. Further, as an example, the position changing unit is a unit that automatically sets a vector related to a moving direction of the position of the cross-sectional area with respect to the continuous imaging and automatically determines the position. Thereby, positioning can be performed by a simple operation.
[0017]
Further, as a preferred example, two-dimensional display means for two-dimensionally displaying the two-dimensional image, and mark display means for displaying a mark indicating the direction in which the two-dimensional image is observed in the three-dimensional space. And provided. Thereby, the support capability when determining the position of an imaging cross section increases.
[0018]
Further preferably, a designation unit that designates a slice direction for imaging the subject, and a plurality of two-dimensional images are obtained by continuously imaging the imaging target including the region of the subject along the slice direction. The image processing apparatus includes: a continuous imaging unit that generates; and a positioning image generation unit that generates a roughly three-dimensional positioning reference image of the imaging target from the plurality of two-dimensional images. For example, the positioning image generation means is means for extracting the contour of the imaging target from the plurality of images and generating the reference image from the contour data.
[0019]
Preferably, a signal detection means for detecting a signal representing physiological information of the subject, an imaging means for imaging an imaging target including the region of the subject as time elapses of the signal, Signal display means for displaying together with the signal a marker indicating at which timing of the signal the image captured by the imaging means corresponds, and the image display means displays the image displayed by the imaging means It may be a means for displaying in synchronization with the signal displayed by the signal display means. For example, the signal representing the physiological information of the subject is an ECG signal. Further, the signal display means and the image display means may be means that operate during reproduction while being imaged by the imaging means or after being imaged by the imaging means.
[0020]
Furthermore, as a preferred embodiment, an imaging unit that continuously images a plurality of parts including the region of the subject, and a locator that provides a plurality of locators using real-time images captured by the imaging unit Means. As an example, the region is a cross section, and the locator providing means provides a single cross section in which each locator is displayed by providing the image display means with a real-time image captured by the imaging means, and the cross section. , And another cross section to which the reference image is pasted.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  Hereinafter, according to the present inventionMRI equipmentThe embodiment will be described with reference to the accompanying drawings.
[0023]
  (First embodiment)
  According to the first embodimentMRI equipmentThe basic feature is that an image of the cross section is displayed almost in real time while the cross section to be imaged in the three-dimensional space set for the subject is interactively three-dimensionally positioned. Specifically, this imaging method uses a technique called “intersecting two-section method” using a section to be imaged and a reference section that intersects the section.
[0025]
  Fig. 1 shows the MRI systemofConfiguration overviewTheShow.
[0026]
The MRI apparatus includes a substantially cylindrical static magnetic field magnet 1 installed in a gantry, and a gradient magnetic field coil 2 and an RF that are disposed around the subject P loosely inserted in the interior space of the magnet 1. A coil 3.
[0027]
The MRI apparatus further includes a gradient magnetic field power source 4 connected to the gradient coil 2, an RF generator 5 and a reception detector 6 connected to the RF coil 3. The gradient magnetic field power supply 4 sends a train of pulse currents corresponding to information on the pulse sequence of the gradient magnetic field provided from a sequence controller, which will be described later, to the gradient magnetic field coil (x, y, z coil) 2. The RF generator 5 generates an RF pulse current according to RF pulse sequence information given from a sequence controller described later, and supplies the RF pulse current to the RF coil 3.
[0028]
The MR signal generated in the subject is detected by the RF coil 3 and sent to the reception detector 6. The reception detection device 6 performs a predetermined reception process including detection on the received MR signal to convert it into digital MR data, and sends this to the arithmetic device 7. The arithmetic unit 7 is also part of the configuration of the MRI apparatus, and reconstructs the MR data in the frequency space that has been sent to generate image data in the real space.
[0029]
Further, the MRI apparatus is connected to the sequence controller 8 for controlling the gradient magnetic field power source 4, the RF generator 5, and the reception detector 6, and to the sequence controller 8 and the arithmetic unit 7 through the communication line 10. And a graphical user interface (GUI) 9 (hereinafter referred to as a user interface) for interactively displaying, editing, and analyzing processing between the user and the operator (user).
[0030]
The user interface 9 has a configuration in which a CPU 21, a memory 22, an input device 23, and a monitor 24 are connected to each other via a bus 25. The bus 25 is connected to the sequence controller 8 and the arithmetic unit 7 via the interface circuits 26 to 29 and the communication line 10.
[0032]
The CPU 21 executes various processes related to display, editing, and analysis described later between the user and the MRI apparatus main body. The memory 22 stores in advance a program necessary for the processing of the CPU 21 and can temporarily store necessary data being processed. The input device 23 is used by an operator to give necessary commands to the apparatus, and includes a mouse, a keyboard, and the like.
[0033]
The monitor 24 dynamically displays various images related to cross-section setting and various parameters and information for cross-section control. An example of this display screen is shown in FIG. As shown in the figure, the screen of the monitor 24 is a screen for providing a GUI function, and provides a display function, an editing function, and an analysis function in graphics. That is, this screen includes a captured image display window 400 that displays a currently collected image, a reference image display window 401 that displays a reference image, and a projection 3 that displays a projection position of a specified cross section in a three-dimensional absolute space. Various functions include a three-dimensional cross-section position display window 402 (hereinafter referred to as a cross-section position display window), a cross-section control edit window 403 for editing the rotation and shift of the cross section, a status display window 404 for displaying cross-section information, and the like. And a menu bar 405 that can be registered and used. These windows 401 to 404 form a positioning device (locator).
[0034]
The sequence controller 8 is configured to include computer elements such as a CPU and a memory in terms of hardware, and functionally, a data generation unit 201, a gradient magnetic field rotation unit 202, and a gradient magnetic field power supply control unit 203 by software processing. A frequency shift unit 205, an RF control unit 206, and a reception device control unit 208 (see FIG. 1).
[0035]
Using the position and viewpoint information of the section to be imaged (imaging section) designated by the operator, the control system rotates, moves, and enlarges / reduces the section, and MR images corresponding to the section are collected. When the operator inputs the position and viewpoint of the section to be imaged via the input device 23, the CPU 21 calculates the rotation enlargement / reduction and offset amount of the section corresponding to the information, and sends this to the sequence controller 8. The subsequent processing is left to the sequence controller 8.
[0036]
The sequence controller 8 receives the rotation, enlargement / reduction amount, and offset amount information sent from the user interface 9. In the sequence controller 8, the information is sent to the data generation unit 201 and converted into a rotation matrix and a frequency shift amount reflecting the information. In this rotation matrix generation process, a correction process by which a correction coefficient is applied is executed in order to correct enlargement / reduction and / or intensity variation between channels. The rotation matrix is sent to the gradient magnetic field rotation unit 202, and the offset amount is sent to the frequency shift unit 205.
[0037]
The gradient magnetic field rotating unit 202 converts the information of the rotation matrix sent to the corresponding control information, and sends this to the gradient magnetic field power supply control unit 203. The frequency shift unit 205 converts the transmitted offset amount into corresponding control information, and sends the control information to the RF control unit 206 and the reception device control unit 208. As a result, the gradient magnetic field power supply control unit 203 controls the pulse generation state of the gradient magnetic field power supply 4 according to the received control information and, for example, a pulse sequence of FE-based continuous imaging (fluoroscopy) specified in advance. Therefore, the gradient magnetic field strength superimposed on the static magnetic field is dynamically changed in real time. At the same time, the RF control unit 206 controls the RF pulse generation state of the RF generator 5 in accordance with the transmitted control information and a pre-designated pulse sequence of, for example, the FE system, so that the transmission RF The frequency of the pulse and its phase are dynamically changed in real time. As a result, as shown in, for example, US Pat. No. 4,830,012, an image of a specified cross-sectional region is almost realized in an asynchronous state in which both the timing change of the pulse sequence and the timing of image reconstruction are independent of data acquisition. MR continuous imaging (MR fluoroscopy) is performed in which images are continuously captured in time. Furthermore, the reception device control unit 208 changes the ADC detection frequency of the reception detection device 6 according to the transmitted control signal.
[0038]
In the present embodiment, the sequence controller 8, the arithmetic unit 7, the gradient magnetic field power supply 4, the RF generator 5, the reception detector 6, and an imaging unit capable of performing continuous imaging are configured.
[0039]
Note that an FE-based segmented EPI method or multi-shot EPI method may be used as a pulse sequence for continuous imaging (fluoroscopy).
[0040]
Thereby, the strength of the gradient magnetic field in each direction of slice, phase encoding, and readout generated from the gradient coil 2 is changed, and the frequency and phase of the transmission RF pulse transmitted from the RF coil 3 are changed. Accordingly, the cross-section to be imaged that is selectively excited is changed to an arbitrary position designated by the operator in substantially real time. The magnetic resonance signal due to the magnetization spin in the designated cross section is collected by the RF coil 3 as an echo signal and sent to the reception detector 6. The echo signal is subjected to a predetermined reception process by the reception detector 6 and is sent as echo data to the arithmetic unit 7 for reconfiguration processing or the like.
[0041]
On the other hand, an ECG sensor 41 attached to a subject P inserted into the gantry and an ECG unit 42 that inputs a sensor signal of the ECG sensor 41 and outputs an ECG signal are provided. This ECG detection means is provided as means for representing the cardiac cycle of the subject, but other detection means such as PPG may be used. This ECG signal is sent to the user interface 9 and taken into the CPU 21 via the interface circuit 29. The CPU 21 executes processing using the ECG signal as necessary.
[0042]
Hereinafter, examples of various display, editing, and analysis functions performed by the user interface 9 in this embodiment will be described.
[0043]
Here, the function of this user interface is suitable for use as a cross-sectional positioning device (locator) for imaging during continuous imaging (fluoroscopy). One or a plurality of functions may be selected and used in an appropriate order. Thus, for example, in imaging of a fast-moving heart part, a desired region of interest can be found out in a short time, and a cross section or volume region can be reliably set at that position.
[0044]
These functions are the following items a to s. When any of these items is instructed by the operator via the input device 23, the CPU 21 performs the following processing and presents it on the screen of the monitor 24 (see FIG. 3).
[0045]
a. Coordinate axis display and specified cross-section 3D display
When this function is activated, the three-dimensional physical (absolute) coordinate axis in the static magnetic field by the magnet 1 is displayed in the cross-section position display window 402, and the cross-section designated in the absolute three-dimensional coordinate space is shown as a cross section SEC1. As shown in FIG. Thereby, the positional relationship between the patient located in the bore of the magnet 1 and the cross section to be imaged is provided to the operator in an easily understandable manner. The position information of the designated cross section is transferred to the imaging means, and the part at the designated position is scanned almost in real time.
[0046]
b. Display of latest captured image and display of reference image
When this function is activated, the currently captured image is displayed in the captured image display window 400. The section of the specified cross section by the calculator 7ofEach time new image data is reconstructed, the image data is received and displayed on the window 400 as shown in FIG. For this reason, in the case of continuous imaging, the image displayed in the window 400 is updated almost in real time.
[0047]
In the reference image display window 401, the image selected as the reference image is displayed as shown in FIG. This reference image is a screen that is not updated until the next selection of the reference image.
[0048]
c. Paste the latest image to the specified section (watermarking)
With the activation of this function, the currently captured image is pasted on the cross section SEC1 displayed in the cross section position display window 402 as shown in FIG. This helps the operator to grasp the cross-sectional position three-dimensionally. The pasted image is preferably generated as a transparent image by watermark processing that can change the transparency of the image. As a result, objects existing behind the image are not hidden.
[0049]
d. Display reference section
By starting this function, another cross section (reference cross section) SEC2 presenting a reference image is displayed in the cross section position display window 402 as shown in FIG. This makes it easier to understand the positional relationship of the designated section SEC1 that is currently being imaged in the three-dimensional space within the subject. When a predetermined button on the menu bar 405 is clicked, the CPU 21 changes the current designated cross section (position) SEC1 to the reference cross section (position) SEC2 or processes to exchange them with each other. To do. This operation is very easy.
[0050]
e. Paste reference image to reference section (watermarking)
By activating this function, the reference image is pasted on the reference section SEC2. As a result, two-section images of the reference section SEC2 and the section SEC1 currently being imaged are displayed three-dimensionally in the section position display window 402 as shown in FIG. This two-section image makes it easier to grasp the three-dimensional position. At this time, preferably, one of the images located on the near side, such as a reference image, is processed into an image that is transparent in advance. This makes it possible to transparently observe the captured cross-sectional image and three-dimensional model image (when created and displayed as will be described later) located behind it.
[0051]
f. Section control (change of section position, change of display attribute)
As illustrated in FIG. 9, slide bar and buttons are presented in the cross-section control editing window 403, and the operation information is sent to the CPU 21 when the operator operates these operating bodies. Processing is executed. For this reason, the section control editing window 403 functionally provides means for instructing to change the position of the imaging section and means for instructing attribute change of the displayed image.
[0052]
In the case of this embodiment, a slide bar x, y, z that controls three-axis rotation of the imaging section, a slide bar offset that controls the center of rotation of the section, a slide bar zoom that controls enlargement / reduction, and 3 indicating the reference position. A check button ck for controlling the display / non-display of the dimension model, the coordinate axis, and the coordinate section is provided.
[0053]
A further feature of the cross-section control here relates to a method for instructing the three-axis rotation control of the designated cross-section (cross-section to be imaged) described above. As described above, the slide bars x, y, and z are provided for the three-axis rotation control. At the same time, as shown in FIG. 9, three circle bars A, B, and C, which are a kind of circular buttons, are provided. Is provided just above the slide bars x, y, z. Each of the circle bars A, B, and C corresponds to each of the three parameters of the three-axis rotation, and provides a rotation parameter that returns to 360 degrees. The values of the parameters set at that time are shown in real time inside the circles of the circle bars A, B, and C. When changing parameters, move the mouse pointer to each circle bar and click the left mouse button, for example. The angle formed between the clicked position and the radial line segment passing through the center point and a predetermined reference line forms a parameter value. This value is displayed in real time as a numerical value. As another method of parameter specification, the left mouse button can be held, and the parameter can be continuously changed by rotating the mouse pointer placed in the circle bar around the center. As described above, by using the circle bar to control the three rotation angles of the cross section to be imaged, an easier operation method can be provided. This circle bar can also be suitably used in controlling the viewpoint position according to the next g term.
[0054]
g. Section control (change of viewpoint position)
The section control editing window 403 provides means for easily changing the position of the viewpoint for observing the absolute coordinate axis as shown in FIG. As a result, the operator's line of sight observing the specified cross section (the cross section to be imaged) can be freely moved, and a state in which the operator confirms the cross-sectional position while moving around the subject can be virtually obtained. . This changing means includes a circle bar, a slide bar, and a CPU for operating the rotational coordinate system (φ, θ, r) of the viewpoint vector. Two parameters of the angle component of the viewpoint can be easily changed by the circle bar.
[0055]
h. Specifying the position on the image
It has a function of designating a position with an input device such as a mouse pointer on the image generated by the changing means described above. When this function is activated, the spatial position corresponding to the designated position is displayed as a point or line segment MK on the screen of the cross-section position display window 402 and in a hue different from the image (see FIG. 11). Since the display body by these points or line segments MK is fixedly displayed in the space even if the cross-sectional position is changed, and a plurality of display bodies can be displayed, it can be used as a marker. These markers are stored in a state where they can be edited (deleted, changed in attributes), and can be called at any time. Furthermore, a function that can move the designated cross section to the position of the marker is also added. In particular, in the case of a linear marker, the marker is moved so as to coincide with the axis in the cross section.
[0056]
i. Providing the reference position of the specified cross section
When this function is activated, a three-dimensional model of an object or an actual rendering three-dimensional image based on a captured image is displayed superimposed on the cross-section position display window 402, and the reference position of the designated cross-section (the cross-section to be imaged) is displayed. Provided to the operator. A rendering three-dimensional image can also be constructed by directly using an image captured by shifting the cross-sectional position. Further, in connection with this, the marker position placed by the operator on the above-described cross section is connected, and a function of rendering the object with polygons is also provided.
[0057]
j. Memory of display cross section position and return to memory position
This function provides means for recording the cross-sectional position displayed at an arbitrary time (see FIG. 12) and returning to the recorded position. This means includes a CPU 21 and a memory 22. In this stored information, a captured image captured at the recorded cross-sectional position and a reduced view of the image of the cross-sectional position display window 402 are presented as icons.
[0058]
k. Description of absolute position of specified section
The specified cross-section (the cross-section to be imaged) has an absolute position described with few parameters such as an enlargement factor, a movement vector, and Euler angle. As a result, the amount of data handled can be reduced.
[0059]
l. Specifying the section to be imaged
With this function, as means for the operator to specify the imaging section at the desired position, means for specifying the section position by Euler angle and means for specifying by rotation around the two rotation axes and the section orthogonal axis in the section are provided. Is done. The latter designation means is a designation method depending on the order of rotation, but the former designation means is uniquely determined with respect to rotation. These rotational sections can be displayed continuously with respect to one another.
[0060]
m. Gaze arrow display
By activating this function, an arrow AR indicating from which direction the image of the imaging section display window 400 is viewed is displayed in the section position display window 402 (see FIG. 13). Also, by inverting the image, a means for viewing the image from the opposite direction is also provided, and simultaneously with the inverting, the position of the arrow AR is attached to the opposite side of the cross section. As the display position in the window 402, a position such as the upper left is automatically selected, and the operator is quickly provided with the positional relationship between the screen and the cross section.
[0061]
A means for displaying the same arrow independently from the window 402 is also provided for the reference image display window 401. In this case, it is desirable to change the display color between the windows 401 and 402 so that the double arrows can be easily identified.
[0062]
n. Show / hide projected 3D display
With this function, display and non-display of the image displayed in the cross-section position display window 402 can be easily controlled from the cross-section control edit window 403. Thereby, overlapping of images in the window 402 can be avoided.
[0063]
o. Dynamic planning (macro function)
This feature allows a series of dynamic planning. This planning is realized by a macro function that describes a movement amount and a rotation angle as a function of time. As a result, a stylized cross-sectional shift or an omnidirectional rotation image at a certain position can be obtained by a simple operation. The operator can describe and register a desired procedure.
[0064]
p. Continuous scan using parameters
When this function is used, as shown in FIG. 14, a cylindrical object can be continuously scanned with few parameters by adding three translational degrees of freedom to three translational degrees of freedom and three degrees of freedom of rotation. These parameters may be continuously changed by the macro function described above. For example, as shown in FIG. 14, the fixed coordinate system xyz is translated by an amount that can be represented by a vector r0, then rotated by the coordinate system x′y′z ′, and further translated by an amount that can be represented by a vector r1. By continuously changing the rotation angle, cross sections such as s0, s1, and s2 can be obtained continuously. This method is suitable for continuously imaging a wall such as the heart. Further, by configuring the vector r1 to be automatically extracted from the image of the orthogonal cross section being processed, it is possible to capture the image of each cross section while automatically tracking the cross section around the heart wall.
[0065]
q. Continuous cross-sectional position recording and playback
This is a function of continuously recording and reproducing the cross-sectional position. In addition, this function includes a function capable of stopping recording during reproduction and recording by changing the cross-sectional position from the stopping position. At the time of reproducing the recorded information, the recorded position information of the cross section is sent to the control system as in the normal operation, and the image is automatically collected almost in real time.
[0066]
r. Enlarging / reducing function
With this enlargement / reduction function, the intensity of the gradient magnetic field and the state of the RF signal can be changed at an arbitrary time, and the ROI can be enlarged or reduced to a desired size.
[0067]
s. Automatic average operation
With this function, if the same position in the three-dimensional space is traced over a small range, the collected image is automatically averaged to improve the image quality.
[0068]
By appropriately selecting these various interface functions a to s and using them in an appropriate order, for example, in imaging of a fast-moving heart part, the operator can quickly find a desired region of interest while viewing the screen. Find and set a cross-section or volume area reliably at that location.
[0069]
In the above-described embodiment, the case of an MRI apparatus that performs continuous imaging has been described. However, the MRI apparatus may be used as an input device for specifying a cross-sectional position in MPR (cross-section conversion) processing of the MRI apparatus.
[0070]
For example, as shown in FIG. 15, when an operator inputs a cross-sectional position and a viewpoint position to be captured (step 100), the information is sent to a modality (image collection device), and the corresponding cross-sectional image and position are displayed. Information is obtained (step 101). The cross-sectional position and the viewpoint information are converted into a position in a three-dimensional space (step 102), and a projected three-dimensional image is calculated by MPR from three-dimensional image data collected in advance (step 103). This projected three-dimensional image is pasted on the cross section at the designated position viewed from the viewpoint (step 104), and is projected and displayed three-dimensionally (step 105). A two-dimensional image captured in parallel with this is also displayed (step 106). As a result, two types of images, that is, a two-dimensional image of the designated cross-sectional position and a projected three-dimensional image are displayed. By observing these images, it is easy to spatially grasp the cross-section to be imaged, and positioning the cross-section Can be performed easily and accurately.
[0071]
MPR three-dimensional image data may be provided on the MRI apparatus side or on the interface side. Further, the three-dimensional image data may be configured to use data collected by another type of modality such as a three-dimensional ultrasonic diagnostic apparatus.
[0072]
The gist of the present invention is not limited to the above-described embodiments and modifications, and those skilled in the art can further appropriately combine, change, and modify within the scope of the basic principle of the present invention. Yes, they can also be regarded as the invention and scope of the claims. For example, in terms of the above items, only the functions of the items a to c, e to h, m, and o to q may be combined.
[0073]
Further, FIG. 16 shows a function t that can be added to the items a to s described above. When this function t is activated, a substantially cylindrical three-dimensional body SY that schematically represents the static magnetic field space in the gantry is displayed when the designated section SEC1 and the reference section SEC2 related to the intersecting two-section method are displayed. The state in which the designated cross section SEC1 and the reference cross section SEC2 intersecting with the magnetic field center inside is positioned is displayed three-dimensionally. For example, the three-dimensional body SY and the two cross sections SEC1 and SEC2 are displayed with different color tones and projected. This image is displayed in the cross-section position display window 402. This helps to more easily grasp the positional relationship in the static magnetic field between the two cross sections SEC1 and SEC2.
[0074]
(Second Embodiment)
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0075]
  According to the embodiment described aboveMRI equipmentAs one of the usage forms, there is a state in which a three-dimensional rendering image to be imaged is placed at the center of the coordinate axis and the inside thereof is positioned. However, a problem when performing this positioning is that it takes time to collect the three-dimensional image data to be imaged. The present embodiment improves such a situation.
[0076]
  According to the second embodimentMRI equipmentIt has a function of positioning a three-dimensional image at the coordinate center of the static magnetic field. This function is realized by software processing of the CPU 21, and its outline is shown in FIG.
[0077]
As shown in FIG. 17, the CPU 21 designates the slice direction DS of the imaging target OB based on, for example, operation information given from the input device 23 or automatically set information (step S31: see FIG. 18). Next, the CPU 21 instructs the imaging means to perform two-dimensional imaging (or continuous imaging) along the slice direction DS, and receives a two-dimensional image IM obtained as a result (steps S32 and S33). Then, the contour CT of the imaging target OB is extracted from the two-dimensional image IM (see step S34: FIG. 19). This series of processing is performed by a two-dimensional image IM (for example, IM1~ IM5: See FIG. 19) for a predetermined number of sheets (step S35). When this is completed, the CPU 21 uses the contour CT data of each 2D image IM to obtain a simple 3D image IM.simIs created (step S36). This creation processing uses, for example, MIP processing or volume rendering processing as long as the data processing time does not become extremely long. A simple three-dimensional image IM of the imaging target OB obtained in this waysimIs placed as a reference image at the coordinate center position as shown in FIG. 20 (step S37).
[0078]
This simple 3D image IMsimThe spatial position of the designated cross section is grasped from the relationship between the reference image based on the above and the position of the designated cross section for positioning. For this reason, the designated cross section can be positioned at a desired position, and an image of the cross section can be observed in real time as in the above-described embodiment.
[0079]
Thus, a simple three-dimensional image IM from a two-dimensional image continuously captured while slicing in a certain direction.simTherefore, the three-dimensional reference image of the imaging target OB can be obtained in a shorter time than when the imaging target OB is properly three-dimensionally scanned. Since this three-dimensional reference image is intended for positioning, an image created in this way is sufficient. As a result, the three-dimensional reference image IMsimWith the positioning using the designated cross section, the designated cross section position can be grasped more intuitively, and quick and accurate imaging can be performed.
[0080]
  (Third embodiment)
  According to this third embodimentMRI equipmentWill be described with reference to FIGS. This embodiment relates to an image display obtained by electrocardiographic synchronization mode imaging.
[0081]
  As described above, according to the first embodimentMRI equipmentTherefore, a method of using the region of interest while observing the three-dimensional position in the subject in real time is preferable. When this method is applied to a periodically moving organ such as the heart, it is necessary to perform positioning and observation at a high frame rate of several frames to several tens of frames per second. However, doing so sacrifices spatial resolution. . Therefore, once positioning is completed, an electrocardiographic synchronization method is used to switch to an imaging method with increased spatial resolution. However, there is a situation in which observation and diagnosis are hindered because it is not clear to which time phase of the electrocardiogram waveform each image corresponds to when the captured image is displayed simply by switching. The present embodiment improves such a situation.
[0082]
Specifically, the CPU 21 performs processing schematically shown in FIG. When a higher resolution image is required after positioning, the CPU 21 inputs an ECG signal, and determines whether or not the delay time from the R wave in the signal is a predetermined value that is updated in predetermined increments (for example, 100 msec). Judgment is made (steps S41 and S42). If the determination is YES, it is recognized that the delay time from the R wave has reached the ECG synchronization timing extended by, for example, 100 msec. Therefore, the CPU 21 instructs the imaging unit to perform imaging with higher resolution than before (step S43).
[0083]
In parallel with this high-resolution imaging, the CPU 21 instructs display processing (steps S44 to S46). That is, the two-dimensional image IM input from the computing unit 7 is received, and the synchronization timing (delay time) of the two-dimensional image IM is specified (step S44). Further, the data of the marker M is superimposed on the position corresponding to the synchronization timing on the ECG waveform data (step S45). Furthermore, the CPU 21 displays the ECG waveform on which the marker M is superimposed and the two-dimensional image IM on the monitor 24 in synchronization (step S46).
[0084]
As a result, as shown in FIG. 22, the captured image display window 400 formed on the screen of the monitor 24 has a two-dimensional image IM (IM1~ IM5) Is updated and displayed as time t elapses. In parallel with this, an ECG waveform is displayed with the passage of time t in the physiological information display window 406 formed on the same screen. A marker M is also superimposed on the ECG waveform at every synchronization timing. That is, the ECG waveform and its marker M are also updated in synchronization with the update of the image IM. The marker M corresponding to the imaging time of the currently displayed two-dimensional image IM is displayed with different brightness (or hue) from the past marker, for example. For example, in the example of FIG. 22, the currently displayed two-dimensional image IM5The imaging timing is the time represented by the marker M ′ on the ECG waveform.
[0085]
In the above embodiment, the ECG waveform is synchronously displayed together with the collection of image data at the time of imaging, but the ECG waveform may be synchronously displayed when the image is reproduced after the imaging is completed.
[0086]
Thereby, even in the case of imaging using the electrocardiogram synchronization method, it becomes clear at a glance which time phase of the electrocardiogram waveform the displayed (or reproduced) image is.
[0087]
Note that the ECG waveform with the marker may be superimposed on the captured image display window 400.
[0088]
In this embodiment, the ECG signal is detected together with the imaging and the both are synchronously displayed. However, instead of such a signal, it depends on an electrocardiographic waveform based on pulse wave synchronization PPG (peripheral gating) and respiratory synchronization. The waveform may represent a physiological information such as a waveform.
[0089]
This MRI apparatus can also be applied to functional MRI (fMRI). In fMRI, a stimulus (input stimulus) such as light, sound, air, and electricity is given to a subject, and images and data reflecting the response state to the stimulus are collected. For this reason, such an input stimulus waveform is displayed in the physiological information display window 406 described above, and an image or data curve as an output is displayed in the captured image display window 400 in synchronization therewith.
[0090]
This method can also be applied to temperature measurement. For example, when a temperature curve in a region of interest of a real-time image obtained by continuous imaging is obtained by applying warming energy by a laser for treatment, a rectangular waveform indicating on / off of the laser output is displayed in the physiological information display window 406. Are displayed in the captured image display window 400 respectively.
[0091]
  (Fourth embodiment)
  According to this fourth embodimentMRI equipmentWill be described with reference to FIGS. This embodiment shows an example in which a plurality of locators (positioning devices) are mounted.
[0092]
  For each of the embodiments described aboveMRI equipmentBoth have described a configuration in which one locator is mounted. However, when observing a plurality of anatomically complex structures simultaneously, such as when observing a dissecting aorta, a single locator may not be sufficient. This embodiment improves this.
[0093]
Specifically, the screen presented on the monitor 24 by the user interface 9 includes a set of the captured image display window 400A and the reference image display window 401A formed in the same manner as described above, as shown in FIG. A set of captured image display window 400B and reference image display window 401B are formed. In either set, the captured image display window displays images collected by continuous imaging of the specified section (the section to be captured), while the reference image display window displays an image of an appropriate reference section. Is done.
[0094]
In the present embodiment, real-time images of two places displayed on both the captured image display windows 400A and 400B are alternately captured by one imaging unit, for example. For this reason, although the display rate for each one window is lower than when only one window is provided, it is possible to perform real-time imaging of different places.
[0095]
Accordingly, in the cross-section position display window 402, one locator (1): LC1 based on the cross-section 2 cross-section method with the designated cross-section SEC1A and the reference cross-section SEC2A is used. The other locator (2) based on: LC2 is formed respectively.
[0096]
The CPU 21 performs switching control shown in FIG. 24 for these two locators (1) and (2). The CPU 21 determines from the operation information whether or not to activate the locator (1) based on the real-time image (1) displayed on the one captured image display window 400A. If YES, the locator (1) is determined. On the contrary, the locator (2) based on the real-time image (2) displayed on the other captured image display window 400B is paused (steps S51 and S52). Subsequently, whether or not to activate the locator (2) is determined from the operation information. If YES, the locator (2) is activated and, on the contrary, the locator (1) to be relied upon is paused (steps S53 and S54). ).
[0097]
By repeating this series of switching processes, for example, every minute fixed time Δt, both locators (1) and (2) can be switched at an arbitrary timing. For example, when observing a site of a complicated structure such as a dissecting aorta, first, one locator (1) performs positioning (cross-section setting) of a desired location interactively, and then the other Similarly, the positioning (cross-section setting) of another place is performed interactively by the locator (2). Therefore, different locations can be observed in real time almost simultaneously with the images of the cross sections SEC1A and SEC1B determined by both locators (1) and (2).
[0098]
In the above-described embodiment, three or more sets based on the real-time image and the reference image may be provided to configure three or more locator units. In the above-described embodiment, the locators (1) and (2) are switched and used. However, a plurality of windows 402 may be provided independently and used independently.
[0099]
  In the above second to fourth embodimentsMRI equipmentAs a result, it is possible to perform the real-time positioning and the observation of the cross-section of the positioning section with respect to the three-dimensional data to be imaged at higher speed, easier to understand the positional relationship, and in an interactive real time.
[0100]
Although the present embodiment is as described above, the present invention is not limited to the configuration described in the above-described embodiment, and those skilled in the art will further appropriately perform the present invention without departing from the gist described in the claims. Various modified and modified configurations can be realized, and these configurations are also included in the present invention.
[0101]
【The invention's effect】
  As explained above, the present inventionAccording to the MRI apparatus related toFor example, continuous imagingInFor positioning of imaging area (cross-sectional area, etc.)LeaveWhile accurately recognizing the spatial positional relationship between the subject and the area to be imaged, the area (cross section, etc.) to be imaged can be set quickly and accurately and easily at a desired three-dimensional position, and the image of the imaging area Can be displayed in real time, and can be provided for observation and a novel positioning and image display method can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 relates to an embodiment of the present invention.MRI equipmentFIG.
FIG. 2 is a diagram showing a screen configuration of a graphical user interface according to the first embodiment.
FIG. 3 is a diagram illustrating various functions of a graphical user interface.
FIG. 4 is a diagram illustrating one function of a graphical user interface.
FIG. 5 is a diagram illustrating another function of the graphical user interface.
FIG. 6 is a diagram illustrating still another function of the graphical user interface.
FIG. 7 is a diagram illustrating still another function of the graphical user interface.
FIG. 8 is a diagram illustrating still another function of the graphical user interface.
FIG. 9 is a diagram illustrating still another function of the graphical user interface.
FIG. 10 is a diagram illustrating still another function of the graphical user interface.
FIG. 11 is a diagram illustrating still another function of the graphical user interface.
FIG. 12 is a diagram illustrating still another function of the graphical user interface.
FIG. 13 is a diagram illustrating still another function of the graphical user interface.
FIG. 14 is a diagram for explaining one of cross-section position designation methods in a three-dimensional space.
FIG. 15 is a schematic flowchart of processing showing an example used for MRR processing;
FIG. 16 is a diagram illustrating another function of the graphical user interface.
FIG. 17 is a schematic flowchart showing the processing of a CPU implemented in the second embodiment.
FIG. 18 is a diagram of two-dimensional scans performed a plurality of times along a designated slice direction, explaining generation of a simple 3D image.
FIG. 19 is a diagram illustrating a two-dimensional image captured by a plurality of two-dimensional scans along a designated slice direction.
FIG. 20 is a diagram illustrating a state in which a simple 3D image is displayed as a reference image.
FIG. 21 is a schematic flowchart showing the processing of a CPU implemented in the third embodiment.
FIG. 22 is a diagram for explaining synchronous display of an ECG waveform with a marker and an MR image.
FIG. 23 is a view for explaining two positioning devices (locators) realized by software processing according to the fourth embodiment.
FIG. 24 is a schematic flowchart for explaining the switching operation of two locators.
[Explanation of symbols]
1 Magnet
2 Gradient coil unit
3 RF coil
4 Gradient magnetic field power supply
5 RF generator
6 reception detector
7 Arithmetic unit
8 Sequence controller
9 Graphical user interface
10 Communication line
21 CPU
22 memory
23 Input device
24 Monitor
P subject

Claims (19)

被検体に設定された3次元空間に置いた少なくとも1つの断面状の領域を表示する領域表示手段と、
前記被検体の前記断面状の領域に相当する部位の画像を前記断面状の領域に表示する画像表示手段と、
前記3次元空間における前記断面状の領域の方向及び位置の少なくとも一方を任意に変更する変更手段と
前記断面状の領域に相当する前記被検体の部位を連続撮像(フルオロスコピー)して少なくとも2枚の2次元画像を得る撮像手段とを備え
前記画像表示手段は、前記領域表示手段に表示されている前記断面状の領域に、前記断面状の領域に対応して更新される前記2次元画像を順次貼り付ける貼り付け手段を有するMRI装置
Area display means for displaying at least one cross-sectional area placed in a three-dimensional space set for the subject;
Image display means for displaying an image of a portion corresponding to the cross-sectional area of the subject in the cross- sectional area;
Changing means for arbitrarily changing at least one of the direction and position of the cross-sectional area in the three-dimensional space ;
An imaging means that obtains at least two two-dimensional images by continuously imaging (fluoroscopy) a portion of the subject corresponding to the cross-sectional area ;
The MRI apparatus, wherein the image display unit includes a pasting unit that sequentially pastes the two-dimensional image updated corresponding to the cross-sectional area to the cross-sectional area displayed on the area display unit .
前記領域表示手段は、前記断面状の領域と前記3次元空間に設定される3次元絶対座標軸とを共に表示する手段である請求項1に記載のMRI装置 2. The MRI apparatus according to claim 1, wherein the area display means is a means for displaying both the cross-sectional area and a three-dimensional absolute coordinate axis set in the three-dimensional space. 前記3次元空間に置いた別の断面状の領域に、前記撮像手段により任意の時点で撮像された前記2次元画像を参照画像として貼り付ける参照画像表示手段を備えた請求項1に記載のMRI装置 2. The MRI according to claim 1, further comprising: a reference image display unit that pastes the two-dimensional image captured at an arbitrary time by the imaging unit as a reference image in another cross-sectional area placed in the three-dimensional space. Equipment . 前記3次元空間上の位置を指定する指定手段と、この指定位置に対応したマーカをその3次元空間上に表示するマーカ表示手段とを備えた請求項1に記載のMRI装置 The MRI apparatus according to claim 1, further comprising: designation means for designating a position in the three-dimensional space; and marker display means for displaying a marker corresponding to the designated position on the three-dimensional space. 前記マーカ表示手段は、前記マーカを前記2次元画像とは異なる色相で表示する手段である請求項4に記載のMRI装置 The MRI apparatus according to claim 4, wherein the marker display unit is a unit that displays the marker in a hue different from that of the two-dimensional image. 前記位置変更手段は、前記断面状の領域を移動操作、回転操作、および移動操作して所望の3次元位置に指定する手段である請求項2に記載のMRI装置 The MRI apparatus according to claim 2, wherein the position changing unit is a unit that designates a desired three-dimensional position by moving, rotating, and moving the cross-sectional area. 前記領域の前記3次元空間における3次元位置を時系列に記録し、且つその記録した3次元位置を呼び出し可能な記録・呼出し手段を設けた請求項1に記載のMRI装置 The MRI apparatus according to claim 1, further comprising recording / calling means for recording a three-dimensional position of the area in the three-dimensional space in time series and calling the recorded three-dimensional position. 前記呼び出した3次元位置に対応した前記2次元画像を時系列に再生する再生手段を備えた請求項7に記載のMRI装置 8. The MRI apparatus according to claim 7, further comprising reproduction means for reproducing the two-dimensional image corresponding to the called three-dimensional position in time series. 前記位置変更手段は、前記連続撮像に対する前記断面状の領域の位置を予約した定型操作で変更する手段である請求項2に記載のMRI装置 The MRI apparatus according to claim 2, wherein the position changing unit is a unit that changes a position of the cross-sectional area with respect to the continuous imaging by a reserved routine operation. 前記定型操作は、前記断面状の領域の移動量を指定する方法として、時間の関数を用いたマクロ記述法を用いた請求項9に記載のMRI装置 The MRI apparatus according to claim 9, wherein the routine operation uses a macro description method using a function of time as a method of designating a movement amount of the cross-sectional area. 前記位置変更手段は、前記連続撮像に対する前記断面状の領域の位置の移動方向に関わるベクトルを画像処理によって自動的に設定して当該位置を自動的に決める手段である請求項9に記載のMRI装置 The MRI according to claim 9, wherein the position changing unit is a unit that automatically sets a vector related to a moving direction of the position of the cross-sectional area with respect to the continuous imaging and automatically determines the position by image processing. Equipment . 前記2次元画像を2次元的に表示する2次元的表示手段と、この2次元画像を観察している方向を示す目印を前記3次元空間内に表示する目印表示手段とを設けた請求項2に記載のMRI装置 And 2-dimensional display means for displaying the 2-dimensional images in two dimensions, according to claim 2 in which a and mark display means for displaying a mark indicating a direction in which to observe the two-dimensional image on the three-dimensional space The MRI apparatus according to 1 . 前記被検体を撮像するスライス方向を指定する指定手段と、前記被検体の前記領域を含む撮像対象を前記スライス方向に沿って連続撮像することで複数枚の2次元画像を生成する連続撮像手段と、この複数枚の2次元画像から前記撮像対象の概略3次元の位置決め用参照画像を生成する位置決め画像生成手段とを備えた請求項1に記載のMRI装置 Designation means for designating a slice direction for imaging the subject; and continuous imaging means for generating a plurality of two-dimensional images by continuously imaging an imaging target including the region of the subject along the slice direction; 2. The MRI apparatus according to claim 1, further comprising: a positioning image generation unit configured to generate a substantially three-dimensional positioning reference image of the imaging target from the plurality of two-dimensional images. 前記位置決め画像生成手段は、前記複数枚の画像から前記撮像対象の輪郭を抽出し、この輪郭データから前記参照画像を生成する手段である請求項13に記載のMRI装置 The MRI apparatus according to claim 13, wherein the positioning image generation unit is a unit that extracts a contour of the imaging target from the plurality of images and generates the reference image from the contour data. 前記被検体の生理学的な情報を表す信号を検出する信号検出手段と、前記信号の時間経過と伴に前記被検体の前記領域を含む撮像対象を撮像する撮像手段と、前記撮像手段により撮像される画像が前記信号のどのタイミングに対応するかを表すマーカを当該信号と共に表示する信号表示手段とを備え、
前記画像表示手段は、前記撮像手段により表示される画像を前記信号表示手段により表示される信号と同期して表示する手段である請求項1に記載のMRI装置
Signal detection means for detecting a signal representing physiological information of the subject, imaging means for imaging an imaging target including the region of the subject as time elapses of the signal, and imaged by the imaging means Signal display means for displaying together with the signal a marker indicating at which timing of the signal the image to correspond to,
The MRI apparatus according to claim 1, wherein the image display unit is a unit that displays an image displayed by the imaging unit in synchronization with a signal displayed by the signal display unit .
前記被検体の生理学的な情報を表す信号はECG信号である請求項15に記載のMRI装置 The MRI apparatus according to claim 15, wherein the signal representing physiological information of the subject is an ECG signal. 前記信号表示手段及び前記画像表示手段は、前記撮像手段により撮像する最中に又はこの撮像手段により撮像された後の再生時に動作する手段である請求項15に記載のMRI装置 The MRI apparatus according to claim 15, wherein the signal display means and the image display means are means that operate during reproduction after being imaged by the imaging means or after being imaged by the imaging means. 前記被検体の前記領域を含む複数の部位を連続撮像する撮像手段と、この撮像手段により撮像された実時間の画像を用いて複数個のロケータを提供するロケータ提供手段とを備えた請求項1に記載のMRI装置 Imaging means for successively imaging the plurality of portions including the area of the subject, according to claim 1 comprising a locator provided means for providing a plurality of locator using an image of the real time captured by the image pickup means The MRI apparatus according to 1 . 前記領域は断面であるとともに、
前記ロケータ提供手段は、前記各ロケータを、前記撮像手段により撮像された実時間画像を前記画像表示手段に与えて表示させた1枚の断面と当該断面に交差し且つ参照画像を貼り付けたもう1枚の断面とを含む請求項18に記載のMRI装置
The region is a cross-section;
The locator providing means is configured such that each locator crosses the cross section and pastes a reference image, which is displayed by giving the image display means the real time image picked up by the image pickup means. The MRI apparatus according to claim 18, comprising a single cross section.
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