JP5100167B2 - 医用画像処理装置およびその方法、ならびに磁気共鳴イメージング装置 - Google Patents

医用画像処理装置およびその方法、ならびに磁気共鳴イメージング装置 Download PDF

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Description

本発明は、撮像位置が異なる複数の医用画像を、内蔵または外付けの表示器の表示画面に同時に表示させる医用画像処理装置およびその方法、ならびに被検体から放出される磁気共鳴信号を利用して被検体を撮像する磁気共鳴イメージング装置に関する。
近年、複数回の撮像をその合間に寝台を移動させつつ行うことで、1回の撮像で撮り切れない程の広い領域を撮像する手法(以下、広領域撮像と呼ぶ)が利用されるようになってきている。
この場合、1回の撮影毎に個別に得られる複数枚の画像をつなぎ合わせることにより、広領域に対応した1枚の画像を生成する。このつなぎ合わせのための画像の位置合わせを手動で行う場合には、つなぎ合わせる複数の画像に対して、パニング(表示範囲の変更)およびズーミング(表示倍率の変更)を組み合わせて、これらの画像をつなぎ合わせるのに適する配置とする。
特開2000−268178
しかしながら、一般にパニング操作の次にズーミング操作が行われるが、ズーミング操作に応じたズーミング処理は画像中心を支点として行われるため上記のパニング操作であわせた繋ぎ合わせ部分がズレてしまう。このため操作者は、パニング操作およびズーミング操作を繰り返し、徐々に繋ぎ合わせたい状態に近づけていくという煩雑な操作を強いられることがあった。
本発明はこのような事情を考慮してなされたものであり、その目的とするところは、画像のつなぎ合わせのための操作者の操作を簡易とすることにある。
本発明の第1の態様による医用画像処理装置は、撮像位置が異なる複数の医用画像を表示する表示部と、前記複数の医用画像のそれぞれに操作者による操作に応じて関心点を設定する設定部と、前記複数の医用画像のそれぞれの前記関心点を一致させるように前記表示部に表示される前記複数の医用画像を配列する配列部と、前記配列部により配列された前記複数の医用画像に関する後処理を行う後処理部とを備え、前記設定部は、前記関心点を一致させたのちに前記複数の医用画像の表示範囲を相対的に変化させたときに、当該表示範囲の変化に伴って前記関心点どうしに生じるずれを補償するように前記複数の医用画像のそれぞれに関する関心点を相対的に更新する。
本発明の第2の態様による磁気共鳴イメージング装置は、被検体から放出される磁気共鳴信号を利用して被検体を撮像する撮像部と、前記撮像部による撮像位置を変えながらの撮像により得られた複数の画像を表示する表示部と、前記複数の画像のそれぞれに操作者による操作に応じて関心点を設定する設定部と、前記複数の画像のそれぞれの前記関心点を一致させるように前記表示部に表示される前記複数の画像を配列する配列部と、前記配列部により配列された前記複数の医用画像に関する後処理を行う後処理部とを備え、前記設定部は、前記関心点を一致させたのちに前記複数の医用画像の表示範囲を相対的に変化させたときに、当該表示範囲の変化に伴って前記関心点どうしに生じるずれを補償するように前記複数の医用画像のそれぞれに関する関心点を相対的に更新する。
本発明の第3の態様による医用画像処理方法は、撮像位置が異なる複数の医用画像を表示器に表示させ、前記複数の医用画像のそれぞれに操作者による操作に応じて関心点を設定し、前記複数の医用画像のそれぞれの前記関心点を一致させるように前記表示部に表示される前記複数の医用画像を配列し、前記配列部により配列された前記複数の医用画像に関する後処理を行い、前記関心点を一致させたのちに前記複数の医用画像の表示範囲を相対的に変化させたときに、当該表示範囲の変化に伴って前記関心点どうしに生じるずれを補償するように前記複数の医用画像のそれぞれに関する関心点を相対的に更新する
本発明によれば、画像のつなぎ合わせのための操作者の操作を簡易とすることができる。
以下、図面を参照して本発明の一実施形態について説明する。
図1は本実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置(MRI装置)の構成を示す図である。この図1に示すMRI装置は、静磁場磁石1、傾斜磁場コイル2、傾斜磁場電源3、寝台4、寝台制御部5、送信RFコイル6、送信部7、受信RFコイル8、受信部9および計算機システム10を具備する。
静磁場磁石1は、中空の円筒形をなし、内部の空間に一様な静磁場を発生する。この静磁場磁石1としては、例えば永久磁石、超伝導磁石等が使用される。
傾斜磁場コイル2は、中空の円筒形をなし、静磁場磁石1の内側に配置される。傾斜磁場コイル2は、互いに直交するX,Y,Zの各軸に対応する3種類のコイルが組み合わされている。傾斜磁場コイル2は、上記の3つのコイルが傾斜磁場電源3から個別に電流供給を受けて、磁場強度がX,Y,Zの各軸に沿って変化する傾斜磁場を発生する。なお、Z軸方向は、例えば静磁場と同方向とする。X,Y,Z各軸の傾斜磁場は、例えば、スライス選択用傾斜磁場Gs、位相エンコード用傾斜磁場Geおよびリードアウト用傾斜磁場Grにそれぞれ対応する。スライス選択用傾斜磁場Gsは、任意に撮像断面を決めるために利用される。位相エンコード用傾斜磁場Geは、空間的位置に応じて磁気共鳴信号の位相を変化させるために利用される。リードアウト用傾斜磁場Grは、空間的位置に応じて磁気共鳴信号の周波数を変化させるために利用される。
被検体200は、寝台4の天板41に載置された状態で傾斜磁場コイル2の空洞(撮像口)内に挿入される。寝台4の天板41は寝台制御部5により駆動され、その長手方向および上下方向に移動する。通常、この長手方向が静磁場磁石1の中心軸と平行になるように寝台4が設置される。
送信RFコイル6は、傾斜磁場コイル2の内側に配置される。送信RFコイル6は、送信部7から高周波パルスの供給を受けて、高周波磁場を発生する。
送信部7は、ラーモア周波数に対応する高周波パルスを送信RFコイル6に送信する。
受信RFコイル8は、傾斜磁場コイル2の内側に配置される。受信RFコイル8は、上記の高周波磁場の影響により被検体から放射される磁気共鳴信号を受信する。受信RFコイル8からの出信号は、受信部9に入力される。
受信部9は、受信RFコイル8からの出力信号に基づいて磁気共鳴信号データを生成する。
計算機システム10は、インタフェース部101、データ収集部102、再構成部103、記憶部104、表示部105、入力部106および主制御部107を有している。
インタフェース部101には、傾斜磁場電源3、寝台制御部5、送信部7、受信RFコイル8および受信部9等が接続される。インタフェース部101は、これらの接続された各部と計算機システム10との間で授受される信号の入出力を行う。
データ収集部102は、受信部9から出力されるデジタル信号をインタフェース部101を介して収集する。データ収集部102は、収集したデジタル信号、すなわち磁気共鳴信号データを、記憶部104に格納する。
再構成部103は、記憶部104に記憶された磁気共鳴信号データに対して、後処理、すなわちフーリエ変換等の再構成を実行し、被検体200内の所望核スピンのスペクトラムデータあるいは画像データを求める。
記憶部104は、磁気共鳴信号データと、スペクトラムデータあるいは画像データとを、患者毎に記憶する。
表示部105は、スペクトラムデータあるいは画像データ等の各種の情報を主制御部107の制御の下に表示する。表示部105としては、液晶表示器などの表示デバイスを利用可能である。
入力部106は、オペレータからの各種指令や情報入力を受け付ける。入力部106としては、マウスやトラックボールなどのポインティングデバイス、モード切替スイッチ等の選択デバイス、あるいはキーボード等の入力デバイスを適宜に利用可能である。
主制御部107は、図示していないCPUやメモリ等を有しており、本実施形態のMRI装置を総括的に制御する。主制御部107は、MRI装置における周知の機能を実現するための制御機能の他に、次のような各種の機能を持つ。この機能の1つは、撮像位置を変えながらの撮像により得られた2枚の画像を、表示部105の表示画面に同時に表示させる。上記の機能の1つは、上記2枚の画像のそれぞれに操作者による操作に応じて関心点を設定する。上記の機能の1つは、2枚の画像のそれぞれの関心点を一致させるように2枚の画像を配列した状態で表示部105に表示させる。上記の機能の1つは、2枚の画像を表示部105に表示した状態でつなぎ合わせた1枚の画像を生成する。
次に以上のように構成されたMRI装置の動作について説明する。
被検体200を撮像するための動作は、従来よりあるMRI装置と同様であるので、ここではその詳細な説明は省略する。そしてここでは、撮像位置を変えながらの2回の撮像を行うことで得られた2枚の親画像をつなぎ合わせて接合画像を生成する動作について詳細に説明する。
図2は2枚の親画像をつなぎ合わせて接合画像を生成するための主制御部107の処理手順を示すフローチャートである。
ステップSa1において主制御部107は、つなぎ合わせの対象として操作者により指定された第1および第2の2枚の親画像を並べて表示部105に表示させる。親画像のうちの表示領域外にはみ出している部分については、表示部105においては表示させない。また、親画像のうちの他の親画像に重なる部分については、表示部105においては表示させない。
ステップSa2において主制御部107は、親画像のそれぞれに対して、操作者による操作に応じて関心点を設定する。図3はこのときにおける表示部105の表示画面の一例を示す図である。この図3に示す表示画面には、第1の親画像の一部を切り出した画像A1と第2の親画像の一部を切り出した画像B1とが表されている。そして図3に示す表示画面は、第1の親画像に関心点P1が設定され、第2の親画像に関心点P2が設定されている様子を表している。なお主制御部107は、表示部105の表示画面には、親画像どうしの境界を表すマークM1を図3に示すように表すようにしても良い。
ステップSa3において主制御部107は、設定された2つの関心点が2枚の親画像の境界において一致するように親画像をそれぞれパニングする。なおこのときに主制御部107は、2つの関心点の表示上での画像値が同じになるように、2枚の親画像のそれぞれの表示濃度を相対的に変化させるようにしても良い。また、この表示濃度の調整を行う場合、2枚の親画像のそれぞれの平均表示濃度または2枚の親画像のそれぞれに含まれる重複領域のそれぞれの平均表示濃度が同じになるように表示濃度を変化させることもできる。図4は図3に示す関心点P1,P2を一致させたのちにおける表示部105の表示画面の一例を示す図である。この図4に示す表示画面は、それに表される画像を画像A2およびB2に変更するように第1および第2の親画像をそれぞれパニングしたことによって、画像A2と画像B2との境界にて関心点P1,P2が一致している。
ステップSa4乃至ステップSa6において主制御部107は、調整指示、保存指示または仮止め指示がなされるのを待ち受ける。以下、この待ち受け状態を第1の待ち受け状態と称する。
操作者は、関心点が一致された画像を確認し、表示範囲、表示倍率または表示濃度の調整を指示するための操作を、必要に応じて入力部106にて行う。このような調整指示がなされたならば主制御部107は、ステップSa4からステップSa7へ進む。
ステップSa7において主制御部107は、操作者による指示に応じて、親画像に関する表示範囲、表示倍率または表示濃度を相対的に変更する。
このときに、表示範囲の調整が指示されたならば主制御部107は、第1および第2の親画像を相対的にパニングする。関心点は、原則的には第1および第2の親画像に共通に映った部位に設定されるべきであるが、マウス操作の精度のために、実際には若干のずれが生じることがある。このような場合に、この表示範囲の調整を利用することにより、第1および第2の親画像のつなぎ合わせ状態を微調整することができる。なおこの表示範囲の調整により第1および第2の親画像のそれぞれの関心点が表示画面上でずれるので、主制御部107は一方の親画像の関心点を他方の親画像の関心点に一致するように更新する。このとき、例えば第1および第2の両親画像の関心点をそれらの中間点に移動させるようにするなどして、第1および第2の親画像の関心点をともに更新しても良い。
表示倍率の調整が指示されたならば主制御部107は、第1および第2の親画像の表示倍率を相対的に変更するように第1および第2の親画像の少なくともいずれか一方を拡大・縮小する。このときに主制御部107は、表示倍率を変更する親画像の関心点を拡大・縮小処理の基準点とすることで、各親画像の関心点を一致した状態に維持する。
通常、ここでの表示範囲、表示倍率または表示濃度の変更は、操作者により指定された一方の親画像のみを対象とする。しかし、互いに異なる条件で第1および第2の親画像の表示範囲、表示倍率または表示濃度をそれぞれ変更しても良い。例えば、ある一定の濃度値が指定された場合に、第1および第2の親画像のそれぞれの平均濃度が上記の指定された濃度となるように第1および第2の親画像の濃度を個別に変更する。図5は図4に示す状態から第2の親画像の表示倍率を変更したのちにおける表示部105の表示画面の一例を示す図である。この図5に示す表示画面においては、第2の親画像についての表示倍率を横方向についてのみ小さくするよう変更していることにより、第2の親画像から切り出されて表示画面に表される画像が、図4における画像B2から画像B3に変更されている。操作者の指示通りの変更を終えたならば、主制御部107は第1の待ち受け状態に戻る。
操作者は、第1および第2の親画像を所望のつなぎ合わせ状態に設定し終えた場合には、保存を指示する操作または仮止めを指示する操作を入力部106にて行う。このような仮止め指示がなされたならば主制御部107は、ステップSa6からステップSa8乃至ステップSa10の待ち受け状態へ進む。以下、この待ち受け状態を第2の待ち受け状態と称する。
第2の待ち受け状態において主制御部107は、調整指示、保存指示または画像追加指示がなされるのを待ち受ける。
操作者は、現在表示中の画像を確認し、表示範囲、表示倍率、表示濃度または表示位置の調整を指示するための操作を、必要に応じて入力部106にて行う。このような調整指示がなされたならば主制御部107は、ステップSa8からステップSa11へ進む。
ステップSa11において主制御部107は、操作者による指示に応じて、表示範囲、表示倍率、表示濃度または表示位置を、第1および第2の親画像の関係を維持したままで一律的に変更する。このときに主制御部107は、第1および第2の親画像の関心点を互いに一致させた状態に維持する。図6は図5に示す状態から第1および第2の親画像の表示位置を変更したのちにおける表示部105の表示画面の一例を示す図である。この図6においては、表示位置を図5に示す表示位置に対して上方に移動させている。すなわち、第1および第2の親画像を同じ方向に同じ量だけ一律的に移動させている。このような移動の結果、表示画面における第1の親画像の表示範囲が狭くなったために、図6に示す表示画面では第1の親画像に関しての表示が画像A3に変更されている。操作者の指示通りの変更を終えたならば、主制御部107は第2の待ち受け状態に戻る。
操作者は、現在表示中の画像にさらに別の親画像をつなぎ合わせたい場合には、画像追加を指示する操作を入力部106にて行う。このような画像追加指示がなされたならば主制御部107は、ステップSa10からステップSa12へ進む。
ステップSa12において主制御部107は、現在表示中の画像に並べて、新たなつなぎ合わせの対象として指定された画像を表示部105に表示させる。こののち、主制御部107は、ステップSa2以降の処理を繰り返す。このときに主制御部107は、画像追加指示がなされたときに既に表示されていた画像を1枚の親画像として扱うとともに、ステップSa12で追加表示した画像をもう1枚の親画像として扱う。
操作者は、表示部105に表示されている画像が所望の画像となったならば、保存を指示する操作を入力部106にて行う。このような保存指示がなされたならば主制御部107は、ステップSa5またはステップSa9からステップSa13へ進む。
ステップSa13において主制御部107は、表示部105に表示中の画像を1枚の画像として記憶部104に保存する。主制御部107なお、ここで保存する画像には、マークM1をそのまま含めても良いし、マークM1を含めなくても良い。
以上のように本実施形態によれば、第1および第2の親画像のそれぞれに設定した関心点が互いに一致するように、各親画像のそれぞれの表示範囲を自動的に変更する。このため、各親画像に共通に映っていて操作者がつなぎ合わせたいと考える部位にそれぞれ関心点を設定すれば、当該部位が同一位置に表示されるように各親画像が表示されるようになり、操作者が意図するつなぎ合わせ状態で第1および第2の親画像の表示が行われるようになる。従って、操作者は、複雑なパニングのための操作を行う必要がない。
また本実施形態によれば、2つの関心点を一致させたのちでも、操作者による操作に応じて第1および第2の親画像のそれぞれの表示範囲を相対的に変更可能としている。そして、各表示範囲が相対的に変更されたことに応じて2つの関心点がずれた場合には、このずれを補償して2つの関心点が一致するように関心点を更新する。従って、関心点の設定の誤差により第1および第2の親画像の間に操作者の意に沿わないずれが生じた場合には、このずれを解消するよう調整することが可能である。そして関心点は自動的に一致するように更新されるから、上記の関心点の設定の誤差を自動的に補償することができる。この結果、より高精度なつなぎ合わせが可能になるとともに、関心点の設定に拘わる操作者の負担も軽い。
また本実施形態によれば、第1および第2の親画像の表示倍率を相対的に変化しても、2つの関心点は一致したままに維持されるから、操作者が当初に意図したつなぎ合わせ関係がずれてしまうことがない。この結果、再度のパニングを行ってつなぎ合わせ関係の修正を行わなければならない場合に比べて、操作者の負担を大幅に軽減することができる。
また本実施形態によれば、仮止め指示がなされた以降における表示範囲、表示倍率、表示濃度または表示位置の変更は、第1および第2の親画像の関係を維持したままで一律的に行うため、操作者は第1および第2の親画像を1枚の画像として取り扱うことができ、それら2つの親画像をそれぞれ個別に調整する場合に比べて操作者の負担を軽減することができる。
また本実施形態によれば、3枚目以降の親画像をさらにつなぎ合わせる場合には、それまでに仮止めされた画像を1枚の親画像として扱うから、2枚の親画像をつなぎ合わせる操作を繰り返せば良く、3枚の親画像を同時に配列させる操作を行う場合に比べて操作者の負担を軽減することができる。
また本実施形態によれば、マークM1を表示画面に表すようにしているので、第1および第2の親画像の境界を操作者が容易に認識することができる。
この実施形態は、次のような種々の変形実施が可能である。
3D撮像またはマルチスライス撮像のために異なる複数のスライスについて撮像された複数組の親画像が存在する場合、1つのスライスについての複数の親画像について上記のように行われた処理の結果を、その他のスライスについての複数の親画像に対して共通に適用しても良い。例えば図7に示すようにnスライスのそれぞれについて親画像C−1,C−2,C−3…,C−nおよび親画像D−1,D−2,D−3…,D−nがそれぞれ図7に示すような位置関係の画像として存在しているとする。この状態から親画像C−1が左向きにパニングするように指示された場合には、親画像C−1〜C−nの全てを同様に左向きにパニングして、図8に示すような状態とする。このようにすれば、操作者は複数のスライスのそれぞれについて同様な操作を繰り返し行う必要が無く、操作者の負担を軽減することができる。
3枚以上の親画像を一度の操作に応じてつなぎ合わせるようにしても良い。
撮像機能を有さずMRI装置等から出力された親画像を図2に示すような処理手順により処理する機能を備えた医用画像処理装置として実現することも可能である。
上述したような画像の表示を、外付けされた表示器に行わせるようにしても良い。
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。
本発明の一実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置(MRI装置)の構成を示す図。 2枚の親画像をつなぎ合わせて接合画像を生成するための図1中の主制御部107の処理手順を示すフローチャート。 関心点の設定後における図1中の表示部105の表示画面の一例を示す図。 図3に示す関心点P1,P2を一致させたのちにおける図1中の表示部105の表示画面の一例を示す図。 図4に示す親画像の表示倍率を相対的に変更したのちにおける図1中の表示部105の表示画面の一例を示す図。 図5に示す状態から表示位置を変更したのちにおける図1中の表示部105の表示画面の一例を示す図。 3D撮像またはマルチスライス撮像のために異なる複数のスライスについて撮像された複数組の親画像の位置関係の一例を示す図。 図7に示す状態から1つの親画像の変更指示に応じて全てのスライスについての親画像の位置関係を変更する様子を示す図。
符号の説明
1…静磁場磁石、2…傾斜磁場コイル、3…傾斜磁場電源、4…寝台、5…寝台制御部、6…送信RFコイル、7…送信部、8…受信RFコイル、9…受信部、10…計算機システム、101…インタフェース部、102…データ収集部、103…再構成部、104…記憶部、105…表示部、106…入力部、107…制御部。

Claims (10)

  1. 撮像位置が異なる複数の医用画像を表示する表示部と、
    前記複数の医用画像のそれぞれに操作者による操作に応じて関心点を設定する設定部と、
    前記複数の医用画像のそれぞれの前記関心点を一致させるように前記表示部に表示される前記複数の医用画像を配列する配列部と、
    前記配列部により配列された前記複数の医用画像に関する後処理を行う後処理部とを具備し
    前記設定部は、前記関心点を一致させたのちに前記複数の医用画像の表示範囲を相対的に変化させたときに、当該表示範囲の変化に伴って前記関心点どうしに生じるずれを補償するように前記複数の医用画像のそれぞれに関する関心点を相対的に更新することを特徴とする医用画像処理装置。
  2. 前記後処理部は、前記複数の医用画像のそれぞれの関心点を一致させた状態で、前記複数の医用画像のうちの少なくとも1つの表示倍率を変化させることを特徴とする請求項1に記載の医用画像処理装置。
  3. 前記後処理部は、前記複数の医用画像の表示濃度を相対的に変化させることを特徴とする請求項1に記載の医用画像処理装置。
  4. 前記後処理部は、前記複数の医用画像のそれぞれの関心点の表示上での画像値、前記複数の医用画像のそれぞれの平均表示濃度または前記複数の医用画像のそれぞれに含まれる重複領域のそれぞれの平均表示濃度が同じになるように前記表示濃度を変化させることを特徴とする請求項に記載の医用画像処理装置。
  5. 前記後処理部は、前記操作者による操作に応じて前記表示濃度を変化させることを特徴とする請求項に記載の医用画像処理装置。
  6. 前記表示画面に表示されている状態で前記複数の医用画像をつなぎ合わせた1枚の医用画像を生成する生成部をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の医用画像処理装置。
  7. 前記配列部により配列された前記複数の医用画像の境界を表すマークを前記表示部での表示画像に付加する付加部をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の医用画像処理装置。
  8. 前記配列部は、前記表示部により表示される複数の医用画像とはスライスが異なる別の複数の医用画像があるときに、前記別の複数の医用画像を前記表示部により表示される複数の医用画像と同様に配列することを特徴とする請求項1に記載の医用画像処理装置。
  9. 被検体から放出される磁気共鳴信号を利用して被検体を撮像する撮像部と、
    前記撮像部による撮像位置を変えながらの撮像により得られた複数の画像を表示する表示部と、
    前記複数の画像のそれぞれに操作者による操作に応じて関心点を設定する設定部と、
    前記複数の画像のそれぞれの前記関心点を一致させるように前記表示部に表示される前記複数の画像を配列する配列部と、
    前記配列部により配列された前記複数の医用画像に関する後処理を行う後処理部とを具備し
    前記設定部は、前記関心点を一致させたのちに前記複数の医用画像の表示範囲を相対的に変化させたときに、当該表示範囲の変化に伴って前記関心点どうしに生じるずれを補償するように前記複数の医用画像のそれぞれに関する関心点を相対的に更新することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
  10. 撮像位置が異なる複数の医用画像を表示器に表示させ、
    前記複数の医用画像のそれぞれに操作者による操作に応じて関心点を設定し、
    前記複数の医用画像のそれぞれの前記関心点を一致させるように前記表示部に表示される前記複数の医用画像を配列し、
    前記配列部により配列された前記複数の医用画像に関する後処理を行い、
    前記関心点を一致させたのちに前記複数の医用画像の表示範囲を相対的に変化させたときに、当該表示範囲の変化に伴って前記関心点どうしに生じるずれを補償するように前記複数の医用画像のそれぞれに関する関心点を相対的に更新することを特徴とする医用画像処理方法。
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