JP5300272B2 - 磁気共鳴撮像装置および撮像領域表示方法 - Google Patents

Description

この発明は、磁気共鳴撮像装置（ＭＲＩ装置）で撮像された画像を表示する技術に関する。

磁気共鳴撮像装置を用いて被検体の撮像を行う場合、準備段階として被検体の撮像箇所のサジタル画像を位置決め用画像として予め撮影し、サジタル画像上に多数のスライス領域を設定する必要がある。このため、スライス領域の効率良い設定を支援する技術、あるいは、設定したスライス領域の効率良い変更を支援する技術が開発されている（例えば、特許文献１および２を参照。）。

また、設定したスライス領域のうちの各スライス位置の撮影を連続的に行う場合、全体のスライス領域のうちのどのスライス位置が現在スキャンされているかを表示することによって、スキャンの進捗状況を可視化する技術も開発されている（例えば、特許文献３を参照。）。

特開２００３−２９０１７１号公報 特開２００３−２９０１７２号公報 特開平６−３１５４７１号公報

しかしながら、撮像した画像を観察する場合に、多数の画像から観察したい画像を検索することは容易ではなく、特に、全身撮像した場合には、多数のシリーズの画像から観察したい画像を検索することは非常に困難となる。

この発明は、上述した従来技術による課題を解消するためになされたものであり、撮像領域と画像を関連付け、撮像領域からの画像の検索や表示画像の撮像領域の確認を容易にすることができる磁気共鳴撮像装置および撮像領域表示方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明は、磁気共鳴現象を利用して被検体を撮像し、該撮像した被検体の画像を表示する磁気共鳴撮像装置であって、被検体の体長に基づく被検体全体のモデル図、被検体全体の画像、および磁場空間のうち、少なくともいずれかを表示する全体表示手段と、前記モデル図、前記画像、および前記磁場空間のうち、前記全体表示手段により表示されたものの上に、撮像シリーズ毎の撮像領域を複数シリーズ分表示する撮像領域表示手段とを備えたことを特徴とする。

また、本発明は、磁気共鳴現象を利用して被検体を撮像し、該撮像した被検体の画像を表示する磁気共鳴撮像装置による撮像領域表示方法であって、被検体の体長に基づく被検体全体のモデル図、被検体全体の画像、および磁場空間のうち、少なくともいずれかを表示する全体表示ステップと、前記モデル図、前記画像、および前記磁場空間のうち、前記全体表示ステップにより表示されたものの上に、撮像シリーズ毎の撮像領域を複数シリーズ分表示する撮像領域表示ステップとを含んだことを特徴とする。

本発明によれば、全体における撮像領域の把握を容易にすることができる。

以下に添付図面を参照して、この発明に係る磁気共鳴撮像装置および撮像領域表示方法の好適な実施例を詳細に説明する。

まず、本実施例に係る磁気共鳴撮像装置による画像表示方法について説明する。図１は、本実施例に係る磁気共鳴撮像装置による画像表示方法を説明するための説明図である。同図（ａ）、（ｂ）および（ｃ）に示すように、本実施例に係る磁気共鳴撮像装置は、患者（被検体）の３次元全身モデル図２１を表示し、３次元全身モデル図上に撮像領域２２を表示する。

ここで、３次元全身モデル図２１は、患者の実際の身長に基づいて作成された患者の縮小図である。また、ここでは、各撮像領域２２は各撮像シリーズに対応する。例えば、図１（ａ）では、ＡシリーズからＤシリーズにそれぞれ対応する撮像領域２２が３次元全身モデル図２１に重ねて表示される。

図１（ａ）と図１（ｂ）は、患者が別方向からガントリに挿入された場合を示している。操作者は、３次元全身モデル図上で撮像領域２２を選択することによって、特定の撮像領域の画像を表示することができる。例えば、操作者がＥシリーズに対応する撮像領域２２を図１（ｂ）で選択すると、図２に示すサムネイル画像一覧表示ウィンドウ１１および患者画像表示ウィンドウ１２が表示装置に表示される。サムネイル画像一覧表示ウィンドウ１１では、縦に撮像シリーズの情報が表示され、横にスライス位置の情報が表示される。なお、ここでは、サムネイル画像一覧表示ウィンドウ１１および患者画像表示ウィンドウ１２が表示されることとしたが、サムネイル画像一覧表示ウィンドウ１１は表示されることなく患者画像表示ウィンドウ１２だけが表示されるようにすることもできる。また、操作者は、３次元全身モデル図２１を用いることなく、最初にサムネイル画像一覧表示ウィンドウ１１を表示し、サムネイル画像一覧表示ウィンドウ１１から撮像シリーズを選択して患者画像表示ウィンドウ１２を表示することもできる。

また、操作者が図２でＣシリーズの画像を選択すると、図１（ｃ）に示すように、Ｃシリーズに対応する撮像領域２３が他の撮像領域とは異なる明るさで点滅表示される。なお、図１（ｃ）では、Ｃシリーズに対応する撮像領域２３が異なる明るさで表示されているが、カラーの表示装置では、Ｃシリーズに対応する撮像領域２３が他の撮像領域とは異なる色で点滅表示される。

このように、本実施例に係る磁気共鳴撮像装置は、患者の３次元全身モデル図２１を表示し、３次元全身モデル図上に撮像領域２２を表示することによって、操作者は観察したい箇所の画像を簡単に検索して表示することができる。また、操作者がサムネイル画像一覧表示ウィンドウ１１で選択したシリーズに対応する撮像領域を３次元全身モデル図２１で他の撮像領域とは異なる明るさや異なる色で点滅表示することによって、操作者は表示されている画像の撮像場所を簡単に確認することができる。

なお、図１では、患者の側面から撮像領域を表示する場合を示しているため、撮像領域が矩形で示されているが、撮像領域も３次元表示される。したがって、本実施例に係る磁気共鳴撮像装置は、操作者からの指示に基づいて、３次元全身モデル図２１および撮像領域２２を回転して表示することができる。撮像領域２２を回転して表示することによって、操作者は撮像シリーズの位置を様々な方向から観察することができる。

また、図１では、３次元全身モデル図上に撮像領域２２を表示することとしたが、３次元全身モデル図２１の代わりに患者の３次元全身画像上に撮像領域を表示することもできる。図３は、３次元全身画像２４に撮像領域２２が重ねて表示された画像の一例を示す図である。また、同図は、撮像領域２２が３次元で表示されていることも示している。

次に、本実施例に係る磁気共鳴撮像装置の構成について説明する。図４は、本実施例に係る磁気共鳴撮像装置の構成を示す機能ブロック図である。同図に示すように、この磁気共鳴撮像装置は、静磁場磁石１と、傾斜磁場コイル２と、ＲＦコイル３と、静磁場電源４と、傾斜磁場電源５と、送信器６と、受信器７と、シーケンス制御装置８と、画像処理装置１００とから構成される。

静磁場磁石１は、筒状に形成された磁石であり、静磁場電源４から供給される電流により、患者Ｐが配置される筒内部の空間に静磁場Ｈ_０を発生させる。傾斜磁場コイル２は、静磁場磁石１の内側に配設された３対のコイルであり、傾斜磁場電源５から供給される電流により、静磁場磁石１の内側にｘ，ｙ，ｚの３方向に沿った傾斜磁場を発生させる。

ＲＦコイル３は、静磁場磁石１の開口部内で患者Ｐに対向するように配設された受信コイルであり、送信器６から送信されるＲＦパルスを患者Ｐに照射し、また、励起によって患者Ｐの水素原子核から放出されるＭＲ信号を受信する。静磁場電源４は、静磁場磁石１に電流を供給する電源であり、傾斜磁場電源５は、シーケンス制御装置８からの指示に基づいて、傾斜磁場コイル２に電流を供給する電源である。

送信器６は、シーケンス制御装置８からの指示に基づいてＲＦコイル３にＲＦパルスを送信する装置であり、受信器７は、ＲＦコイル３により受信されたＭＲ信号を検出し、そのＭＲ信号をデジタル化することによって生データを生成する。受信器７は、ＭＲ信号から生データを生成すると、生成した生データをシーケンス制御装置８に対して送信する。

なお、図４では、図示を省略しているが、この磁気共鳴撮像装置は、患者Ｐを載せる天板と、天板を支持する寝台を有しており、ｚ方向に沿って天板を移動することによって、患者Ｐの複数部位の画像を撮影することができるように構成されている。この天板の移動は、手動または自動で行われる。

シーケンス制御装置８は、画像処理装置１００から送信されるシーケンス情報に基づいて、傾斜磁場電源５、送信器６および受信器７をそれぞれ駆動することによって、患者Ｐの撮影を行う装置である。ここで、シーケンス情報とは、傾斜磁場電源５が傾斜磁場コイル２に供給する電源の強さや電源を供給するタイミング、送信器６がＲＦコイル３に送信するＲＦパルスの強さやＲＦパルスを送信するタイミング、受信器７がＭＲ信号を検出するタイミングなど、撮影を行う際の手順を定義した情報である。そして、シーケンス制御装置８は、患者Ｐの撮影を行った結果、受信器７から生データが送信されると、その生データを画像処理装置１００に対して転送する。

また、このシーケンス制御装置８は、画像位置算出部８１を有する。画像位置算出部８１は、撮像シリーズごとに画像の撮像位置を算出し、患者の体位、挿入方向などの情報とともに撮像位置の情報を画像処理装置１００に転送する。

図５は、画像位置算出部８１が撮像位置を算出する方法を説明するための説明図である。同図に示すように、画像位置算出部８１は、患者Ｐを載せる天板９の一端から患者の頭部先端までの距離３１、天板９の他端から患者の脚部先端までの距離３２、投光器位置３３および撮像シリーズごとの天板９の移動距離を計測する。

そして、画像位置算出部８１は、投光器位置３３および撮像シリーズごとの天板９の移動距離の情報から撮像シリーズごとの撮像位置を算出する。図６は、撮像位置の定義を示す図である。同図に示すように、各画像の撮像位置は、投光器位置を基準として投光器位置から画像の左上隅へのベクトルで定義される。

また、画像位置算出部８１は、天板９の一端から患者の頭部先端までの距離３１と天板９の他端から患者の脚部先端までの距離３２を天板長から引くことによって患者Ｐの身長を算出する。そして、画像位置算出部８１は、算出した撮像位置、患者Ｐの身長、投光器位置３３などの情報を画像処理装置１００に転送する。

また、画像位置算出部８１は、操作者から天板上での患者Ｐの体位（仰向け、うつ伏せまたは横向き）とガントリへの患者Ｐの挿入方向に関する情報を取得して画像処理装置１００に転送する。

なお、天板９の一端から患者の頭部先端までの距離３１と天板９の他端から患者の脚部先端までの距離３２については、身長測定に用いられる機構などを用いて計測することができる。また、ここでは、画像位置算出部８１が患者Ｐの身長を算出することとしたが、患者Ｐの身長を操作者から取得することもできる。また、画像処理装置１００が患者情報データベースから身長の情報を取得することもできる。

図４に戻って、画像処理装置１００は、操作者からの操作に基づいて磁気共鳴撮像装置の制御を行うとともに、シーケンス制御装置８から送信される生データをｋ空間データに変換し、そのｋ空間データから画像を再構成する装置である。

次に、図７を用いて、図４に示した画像処理装置１００の構成について説明する。図７に示すように、この画像処理装置１００は、入力部１１０と、表示部１２０と、記憶部１３０と、制御部１４０とを有する。

入力部１１０は、操作者による各種入力を受け付けるための入力手段であり、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やキーボードなどにより実現され、後述する表示部１２０と協働することによって、各種操作を受け付けるためのユーザインタフェースを操作者に対して提供する。

表示部１２０は、撮影画像など各種情報を表示するための出力手段であり、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）ディスプレイや液晶ディスプレイなどのモニタ装置により実現される。

記憶部１３０は、各種情報を記憶する記憶手段であり、収集データ記憶部１３１と、画像記憶部１３２とを有する。収集データ記憶部１３１は、シーケンス制御装置８から送信された生データを記憶する記憶部である。また、この収集データ記憶部１３１は、シーケンス制御装置８から送信された撮像シリーズごとの撮像位置、患者Ｐの身長、投光器位置３３、天板上での患者Ｐの体位、ガントリへの患者Ｐの挿入方向などの情報を記憶する。

画像記憶部１３２は、後述する画像再構成部１４３により再構成された再構成画像を記憶する記憶部である。また、この画像記憶部１３２は、各画像の撮像位置を記憶する。

制御部１４０は、種々の処理を実行する処理部であり、主制御部１４１と、シーケンス制御部１４２と、画像再構成部１４３と、表示制御部１４４とを有する。

主制御部１４１は、入力部１１０を介して操作者から各種指示や各種要求を受け付け、受け付けた指示や要求に基づいて各機能部の動作を制御する処理部である。具体的には、この主制御部１４１は、操作者から撮影指示を受け付けた場合には、指示された撮影条件に基づいてシーケンス情報を生成し、シーケンス制御部１４２に対して送信する。このシーケンス情報は、シーケンス制御部１４２を介してシーケンス制御装置８に送信され、シーケンス制御装置８によって撮影が行われる際に用いられる。また、この主制御部１４１は、操作者から画像表示指示を受け付けた場合には、表示制御部１４４に表示を指示する。

シーケンス制御部１４２は、シーケンス制御装置８との間でやり取りされるデータの送受信を制御する処理部である。具体的には、このシーケンス制御部１４２は、主制御部１４１からシーケンス情報が送信されると、そのシーケンス情報をシーケンス制御装置８に対して送信する。そして、シーケンス制御装置８から生データや撮像シリーズごとの撮像位置、患者Ｐの身長、投光器位置３３、天板上での患者Ｐの体位、ガントリへの患者Ｐの挿入方向などの情報が送信されると、シーケンス制御部１４２は、送信された生データや情報を収集データ記憶部１３１に記憶させる。

画像再構成部１４３は、収集データ記憶部１３１に記憶された生データに基づいて画像を再構成する処理部である。具体的には、この画像再構成部１４３は、主制御部１４１による制御のもと、収集データ記憶部１３１に記憶された生データを読み出してｋ空間データに変換し、そのｋ空間データに対してフーリエ変換処理などの所定の画像再構成処理を行うことによって、２次元または３次元の画像を再構成する。

表示制御部１４４は、表示部１２０への表示を制御する処理部であり、画像表示制御部１４４ａと画像位置表示制御部１４４ｂとを有する。画像表示制御部１４４ａは、画像記憶部１３２により記憶された再構成画像の表示部１２０への表示を制御する処理部である。例えば、この画像表示制御部１４４ａは、図２に示したサムネイル画像一覧や患者画像を表示部１２０へ表示する。

画像位置表示制御部１４４ｂは、収集データ記憶部１３１に記憶された患者の身長の情報を用いて患者の３次元全身モデル図を表示し、収集データ記憶部１３１に記憶された撮像シリーズごとの撮像位置および投光器位置の情報ならびに撮影条件の一部として指定されたスライス領域設定情報を用いて、３次元全身モデル図上に撮像領域２２を表示する処理部である。

すなわち、この画像位置表示制御部１４４ｂは、図１に示した撮像領域表示を行う。また、この画像位置表示制御部１４４ｂは、操作者が図２のサムネイル画像一覧表示ウィンドウ１１で選択したシリーズに対応する撮像領域を３次元全身モデル図２１で他の撮像領域とは異なる明るさや異なる色で点滅表示する。

また、この画像位置表示制御部１４４ｂは、操作者の指示に基づいて３次元全身モデル図２１および撮像領域を回転して表示する。

次に、画像位置算出部８１による画像位置算出処理の処理手順について説明する。図８は、画像位置算出部８１による画像位置算出処理の処理手順を示すフローチャートである。同図に示すように、この画像位置算出処理では、画像位置算出部８１は、天板上の患者の頭および足の先端位置を認識し（ステップＳ１）、天板の端から患者の頭および足の先端までの距離をそれぞれ計測する（ステップＳ２）。

そして、計測した距離と天板長から患者の身長を算出する（ステップＳ３）。そして、投光器の位置を計測し（ステップＳ４）、投光器の位置と天板９の移動距離から撮像シリーズごとの撮像位置を算出する（ステップＳ５）。そして、操作者から患者の天板上での体位とガントリへの挿入方向の情報を受け付け（ステップＳ６）、撮像位置、投光器位置ならびに患者の身長、体位および挿入方向の情報を画像処理装置１００へ送信する（ステップＳ７）。

このように、画像位置算出部８１が、撮像シリーズごとの撮像位置を算出し、撮像位置、投光器位置ならびに患者の身長、体位および挿入方向の情報を画像処理装置１００へ送信することによって、画像処理装置１００が患者の３次元全身モデル図２１および撮像領域２２を表示することができる。

次に、画像位置表示制御部１４４ｂによる撮像領域表示処理の処理手順について説明する。図９は、画像位置表示制御部１４４ｂによる撮像領域表示処理の処理手順を示すフローチャートである。同図に示すように、この撮像領域表示処理では、画像位置表示制御部１４４ｂは、患者の身長、体位および挿入方向の情報に基づいて患者の３次元全身モデル図２１を表示する（ステップＳ１１）。

そして、患者の３次元全身モデル図上で撮像位置に撮像画像位置を示すＲＯＩ（Region Of Interest）すなわち撮像領域２２を撮像シリーズごとに表示する（ステップＳ１２）。そして、各撮像シリーズに割り当てられた撮像シリーズラベルを表示する（ステップＳ１３）。

そして、操作者が撮像シリーズを選択すると、操作者によって選択されたシリーズの画像を患者画像表示ウィンドウ１２を表示する（ステップＳ１４）。

このように、画像位置表示制御部１４４ｂが、患者の３次元全身モデル図上に撮像領域２２を撮像シリーズごとに表示し、操作者によって選択された撮像シリーズの画像を表示することによって、操作者は観察したい箇所の画像を容易に表示することができる。

上述してきたように、本実施例では、シーケンス制御装置８の画像位置算出部８１が撮像シリーズごとに撮像位置を算出し、撮像位置、投光器位置ならびに患者の身長、体位および挿入方向の情報を画像処理装置１００へ送信する。そして、画像位置表示制御部１４４ｂが、撮像シリーズごとの撮像位置、投光器位置ならびに患者の身長、体位および挿入方向の情報を用いて患者の３次元全身モデル図上に撮像領域２２を撮像シリーズごとに表示し、操作者によって選択された撮像シリーズの画像を表示する。したがって、操作者は観察したい箇所の画像を３次元全身モデル図から簡単に選択して表示することができる。

なお、本実施例では、患者の３次元全身モデル図上に撮像領域２２を表示する場合について説明したが、患者の３次元全身モデル図の代わりに磁場空間表示上に撮像領域を表示することもできる。図１０は、磁場空間表示上に撮像領域を表示した例を示す図である。この例では、撮像シリーズごとの撮像断面が３次元磁場空間表示上に表示されている。

以上のように、本発明は、医療画像診断装置に有用であり、特に、多数の画像から観察したい画像を検索する必要がある場合に適している。

本実施例に係る磁気共鳴撮像装置による画像表示方法を説明するための説明図である。 サムネイル画像一覧表示ウィンドウおよび患者画像表示ウィンドウの一例を示す図である。 ３次元全身画像に撮像領域が重ねて表示された画像の一例を示す図である。 本実施例に係る磁気共鳴撮像装置の構成を示す機能ブロック図である。 画像位置算出部が撮像位置を算出する方法を説明するための説明図である。 撮像位置の定義を示す図である。 画像処理装置の構成を示す機能ブロック図である。 画像位置算出部による画像位置算出処理の処理手順を示すフローチャートである。 画像位置表示制御部による撮像領域表示処理の処理手順を示すフローチャートである。 磁場空間表示上に撮像領域を表示した例を示す図である。

符号の説明

１ 静磁場磁石
２ 傾斜磁場コイル
３ ＲＦコイル
４ 静磁場電源
５ 傾斜磁場電源
６ 送信器
７ 受信器
８ シーケンス制御装置
１１ サムネイル画像一覧表示ウィンドウ
１２ 患者画像表示ウィンドウ
２１ ３次元全身モデル図
２２，２３ 撮像領域
２４ ３次元全身画像
３１ 天板の一端から患者の頭部先端までの距離
３２ 天板の他端から患者の脚部先端までの距離
３３ 投光器位置
８１ 画像位置算出部
１００ 画像処理装置
１１０ 入力部
１２０ 表示部
１３０ 記憶部
１３１ 収集データ記憶部
１３２ 画像記憶部
１４０ 制御部
１４１ 主制御部
１４２ シーケンス制御部
１４３ 画像再構成部
１４４ 表示制御部
１４４ａ 画像表示制御部
１４４ｂ 画像位置表示制御部

Claims (6)

1. 磁気共鳴現象を利用して被検体を撮像し、該撮像した被検体の画像を表示する磁気共鳴撮像装置であって、
   被検体の体長に基づく被検体全体のモデル図、被検体全体の画像、および磁場空間のうち、少なくともいずれかを表示する全体表示手段と、
   前記モデル図、前記画像、および前記磁場空間のうち、前記全体表示手段により表示されたものの上に、複数部位の撮像における撮像シリーズ毎の撮像領域を複数シリーズ分表示する撮像領域表示手段と
   を備えたことを特徴とする磁気共鳴撮像装置。
2. 前記撮像領域表示手段により表示された複数シリーズ分の撮像領域のうち操作者によって選択された撮像領域の画像を表示する被検体画像表示手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の磁気共鳴撮像装置。
3. 前記撮像領域表示手段は、被検体の画像が表示された撮像領域を他の撮像領域と異なる形態で表示することを特徴とする請求項１または２に記載の磁気共鳴撮像装置。
4. 前記全体表示手段は、前記モデル図、前記画像、および前記磁場空間のうち少なくともいずれかを３次元表示し、
   前記撮像領域表示手段は、前記撮像領域を３次元表示し、
   前記全体表示手段により表示された３次元モデル図、３次元画像、および３次元磁場空間のうち、少なくともいずれか、ならびに前記撮像領域表示手段により表示された３次元撮像領域を回転する回転表示手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１、２または３に記載の磁気共鳴撮像装置。
5. 前記全体表示手段は、
   被検体が載置された天板の一端から被検体の頭部先端までの距離および天板の他端から被検体の脚部先端までの距離を用いて被検体の体長を算出し、該算出した体長ならびに操作者によって指定された被検体の体位および被検体の挿入方向の情報に基づいて被検体のモデル図を作成し、
   前記撮像領域表示手段は、天板の移動距離および投光器の位置の情報ならびにスライス領域設定情報に基づいて前記モデル図上に撮像領域を表示することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の磁気共鳴撮像装置。
6. 磁気共鳴現象を利用して被検体を撮像し、該撮像した被検体の画像を表示する磁気共鳴撮像装置による撮像領域表示方法であって、
   被検体の体長に基づく被検体全体のモデル図、被検体全体の画像、および磁場空間のうち、少なくともいずれかを表示する全体表示ステップと、
   前記モデル図、前記画像、および前記磁場空間のうち、前記全体表示ステップにより表示されたものの上に、複数部位の撮像における撮像シリーズ毎の撮像領域を複数シリーズ分表示する撮像領域表示ステップと
   を含んだことを特徴とする撮像領域表示方法。