JP5337383B2 - Magnetic resonance imaging apparatus and positioning method - Google Patents
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Description
本発明は、被検体の内部に在る原子核の磁気共鳴現象を利用して、その内部構造や流体の動態をイメージングする磁気共鳴イメージング装置、及び、当該装置でイメージングする際に事前の準備として必要な撮像部位の位置を設定する位置決め方法に関する。 The present invention requires a magnetic resonance imaging apparatus that images the internal structure and fluid dynamics using the magnetic resonance phenomenon of the nucleus inside the subject, and is necessary as a preliminary preparation when imaging with the apparatus. The present invention relates to a positioning method for setting the position of a proper imaging region.
磁気共鳴イメージングは、医用の磁気共鳴イメージングは、静磁場中に置かれた被検体の原子核スピンをラーモア周波数の高周波信号で磁気的に励起し、この励起に伴って発生するFID(自由誘導減衰)信号やエコー信号から被検体の画像を得ることに基礎を置いた撮像法である。 Magnetic resonance imaging is a medical magnetic resonance imaging, in which a nuclear spin of a subject placed in a static magnetic field is magnetically excited with a high frequency signal of Larmor frequency, and FID (free induction decay) generated by this excitation. This is an imaging method based on obtaining an image of a subject from a signal or an echo signal.
この磁気共鳴イメージングにおいては、実際の撮像(本撮像)に先立って、その撮像の位置を特定する位置決め処理を行うことが多い。この位置決め処理は、既に収集してある3次元画像データを再構成して使用する場合もあるし、新たに位置決めスキャンを行なって位置決め用の画像データを収集することもある。 In this magnetic resonance imaging, prior to actual imaging (main imaging), a positioning process for specifying the imaging position is often performed. In this positioning process, the already collected three-dimensional image data may be reconstructed and used, or a new positioning scan may be performed to collect positioning image data.
従来、磁気共鳴イメージングにおける位置決めには、例えば特許文献1に記載されているように、位置決め用の基準画像上に3次元ROIを設定することにより、次の撮像位置を設定する方法が知られている。位置決め用の基準画像は複数同時に表示することができ、それぞれの画像上にROIが表示される。
しかしながら、位置決め用の基準画像は複数同時に表示することができるが、それが互いに平行または垂直の関係にあることは限定されていない。そのため、ある基準画像上で3次元ROIを垂直に表示してもその他の画像上では平行または垂直になるとは限らず、またこの3次元ROIは回転も自由にできることから立体的に表示されることが多かった。これにより設定された3次元ROIが画像上のどの位置で交差されているか判断するのが困難となり、関心画像を得るまでに何度も撮像し直さなければならないなど、作業効率が低下する状況を生じていた。このような作業能率の低下を防止するには、オペレータの位置決めの技量に相当の経験と熟練が必要であった。 However, although a plurality of positioning reference images can be displayed at the same time, it is not limited that they are parallel or perpendicular to each other. Therefore, even if a three-dimensional ROI is displayed vertically on a certain reference image, it is not always parallel or vertical on other images, and this three-dimensional ROI can be freely rotated and displayed three-dimensionally. There were many. As a result, it is difficult to determine at which position on the image the set three-dimensional ROI intersects, and it is necessary to re-take the image several times before obtaining the image of interest. It was happening. In order to prevent such a reduction in work efficiency, considerable experience and skill are required in the positioning skill of the operator.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、基準画像を用いた位置決め作業をより効率的に実行することができる磁気共鳴イメージングにおける位置決め法を提供することを、その目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a positioning method in magnetic resonance imaging capable of more efficiently executing a positioning operation using a reference image.
本発明は、上記課題を解決するため、その一態様として、磁気共鳴イメージングにおける位置決め方法を提供する。この位置決め方法は、被検体の撮像したい部位を含む領域の、予め準備した複数の断層像データから成る3次元画像データの中の一部の断層像データを基準画像として表示する第1の表示ステップと、この第1の表示ステップにより表示された前記基準画像上で3次元ROI(関心領域)を設定する第1の設定ステップと、この第1の設定ステップにより設定された前記3次元ROI上を当該3次元ROIに垂直な方向及び水平な方向の少なくとも一方向から前記3次元画像データを投影したときの投影データを編集する編集ステップと、この編集ステップにより編集された前記投影データを位置決め用の参照画像として前記3次元ROIと共に表示する第2の表示ステップと、を含む。 In order to solve the above problems, the present invention provides a positioning method in magnetic resonance imaging as one aspect thereof. In this positioning method, a first display step of displaying, as a reference image, a part of tomographic image data in three-dimensional image data composed of a plurality of prepared tomographic image data in a region including a region to be imaged of a subject. A first setting step for setting a three-dimensional ROI (region of interest) on the reference image displayed in the first display step, and the three-dimensional ROI set in the first setting step. An editing step of editing the projection data when the three-dimensional image data is projected from at least one of a direction perpendicular to the three-dimensional ROI and a horizontal direction; and the projection data edited by the editing step is used for positioning And a second display step of displaying together with the three-dimensional ROI as a reference image.
また、本発明は、前記課題を解決するため、別の態様として磁気共鳴イメージング装置を提供する。この磁気共鳴イメージング装置は、被検体の撮像したい部位を含む領域の、予め準備した複数の断層像データから成る3次元画像データの中の一部の断層像データを基準画像として表示する第1の表示手段と、この第1の表示手段により表示された前記基準画像上で3次元ROI(関心領域)を設定する第1の設定手段と、この第1の設定手段により設定された前記3次元ROI上を当該3次元ROIに垂直な方向及び水平な方向の少なくとも一方向から前記3次元画像データを投影したときの投影データを編集する編集手段と、この編集手段により編集された前記投影データを位置決め用の参照画像として前記3次元ROIと共に表示する第2の表示手段と、を含む。 Moreover, in order to solve the said subject, this invention provides the magnetic resonance imaging apparatus as another aspect. In this magnetic resonance imaging apparatus, a first tomographic image data is displayed as a reference image in a part of a three-dimensional image data composed of a plurality of tomographic image data prepared in advance in an area including a part to be imaged of a subject. Display means, first setting means for setting a three-dimensional ROI (region of interest) on the reference image displayed by the first display means, and the three-dimensional ROI set by the first setting means Editing means for editing projection data when the three-dimensional image data is projected from at least one of a direction perpendicular to the three-dimensional ROI and a horizontal direction on the top, and positioning the projection data edited by the editing means Second display means for displaying together with the three-dimensional ROI as a reference image for use.
本発明の位置決めスキャン方法及び磁気共鳴イメージング装置によれば、例えば、被検体の診断部位について複数枚の断層像データから成る3次元画像データのうち、一部(例えば1枚又は2枚以上)の断層像が基準画像として指定されて表示される。この基準画像上で3次元ROIが設定され、3次元ROIに対し垂直及び/又は水平方向から投影された画像データが3次元画像データから更に編集される。その編集した画像データが3次元ROIと共に位置決め時の参照画像として表示される。このため、設定された3次元ROIが画像上のどの位置で交差しているのか、容易に判断できるようになる。したがって、ROI設定、すなわち位置決めの作業効率を上げることができる。 According to the positioning scanning method and the magnetic resonance imaging apparatus of the present invention, for example, a part (for example, one or two or more) of three-dimensional image data composed of a plurality of pieces of tomographic image data for a diagnostic region of a subject. A tomographic image is designated and displayed as a reference image. A three-dimensional ROI is set on the reference image, and image data projected from the vertical and / or horizontal direction on the three-dimensional ROI is further edited from the three-dimensional image data. The edited image data is displayed as a reference image at the time of positioning together with the three-dimensional ROI. For this reason, it becomes possible to easily determine at which position on the image the set three-dimensional ROI intersects. Therefore, the work efficiency of ROI setting, that is, positioning can be increased.
以下、図1〜図5を参照して、本発明に係る磁気共鳴イメージング(MRI)装置の一実施例を説明する。 Hereinafter, with reference to FIGS, illustrating an embodiment of a magnetic resonance imaging (MRI) apparatus according to the present invention.
図1は、本実施例の形態に係る磁気共鳴イメージング装置のブロック図である。この磁気共鳴イメージング装置は、静磁場発生用の磁石部と、静磁場に位置情報を与えるための傾斜磁場発生用の傾斜磁場部と、磁気励起及びNMR信号受信のための送・受信部と、システムコントロール及びデータ処理用の制御・演算部とを機能的に有する。 FIG. 1 is a block diagram of a magnetic resonance imaging apparatus according to the embodiment. The magnetic resonance imaging apparatus includes a magnet unit for generating a static magnetic field, a gradient magnetic field unit for generating a gradient magnetic field for giving positional information to the static magnetic field, a transmitter / receiver unit for receiving magnetic excitation and NMR signals, It has functionally a control / arithmetic unit for system control and data processing.
具体的には、図1に示すように、磁石部は、例えば常電導方式の磁石1と、この磁石1に電流を供給する静磁場電源2とを備え、被検体Pが挿入される開口部のz軸方向に静磁場H0を発生させる。
Specifically, as illustrated in FIG. 1, the magnet unit includes, for example, a normal conducting
また、傾斜磁場部は、磁石1に組み込まれたx軸、y軸、及びz軸の各方向の3対の傾斜磁場コイル4と、これらの傾斜磁場コイル4に電流を供給する駆動回路5及び傾斜磁場制御装置6を備えた傾斜磁場電源とを備える。傾斜磁場制御装置6は、メインの制御装置7から供給されるパルスシーケンスに応じて駆動回路5を作動させる。これにより、イメージング用の位置情報を付与するため、静磁場H0に線形磁場を重畳させて、傾斜磁場が形成される。
The gradient magnetic field unit includes three pairs of gradient
送・受信部は、磁石1の開口部内で、被検体Pに対向して配設される送信コイル8a及び受信コイル8bと、この送信コイル8a及び受信コイル8bに個々に接続された送信機9及び受信機10とを備える。送信機9は、NMR(核磁気共鳴)を励起するための高周波パルスを制御装置7の指令の基に発生する。受信機10は、受信コイル8bで得られたNMR信号を被波・増幅し、そのNMR信号を制御装置7の指令の基に記憶装置11に送る。
The transmission / reception unit includes a
さらに、制御・演算部は、送信機9、受信機10、及び傾斜磁場制御装置6に接続された制御装置7と、NMR信号を記憶する記憶装置11と、制御装置7から動作指令を受けると共に、記憶装置11の記憶信号を加工処理する演算装置12と、表示用の表示装置13とを備える。制御装置7には、キーボード、マウスなどの入力器14が接続されている。また、この制御装置7は、実際の撮像(本スキャン)に必要なパルスシーケンスを送信機9、受信機10、及び傾斜磁場制御装置6に指示するとともに、入力器14及び表示装置13と協働して、本スキャンの位置を決める位置決め処理をインターラクティブに実行するようになっている。この位置決め処理には、後述する3次元ROI(関心領域)の設定処理をも含む。
Further, the control / arithmetic unit receives the operation command from the
演算装置12は、取り込んだNMR信号をフーリエ変換などを含む膨大な量の演算処理にかけて画像データを生成する。この画像データは必要に応じて表示装置13にて表示される。このようにして磁気共鳴イメージングは実行され、画像データ、すなわち磁気共鳴イメージングにより得られた画像が表示装置13で表示されるとともに、記憶装置11に記憶される。
The
磁気共鳴イメージングを実行するには、被検体のどの部分を撮像するのか、実際の撮像(本スキャン)に先立って、その撮像位置を決める、所謂、位置決めを行なう必要がある。この位置決めには、位置決め用の磁気共鳴イメージング(位置決めスキャン、プリスキャン、準備用スキャンなどと呼ぶ)を実行して位置決め用の画像データが得られる。本実施例では、この位置決め用の磁気共鳴スキャンにより、被検体の撮影部位の3次元画像データ(ボリュームデータ)又は異なる方向から撮影された複数組の画像データが位置決め画像として収集されている。この位置決め画像のデータは予め記憶装置11に格納されており、位置決め作業のときに制御装置7の制御下において読み出され、表示装置13に表示されるようになっている。
In order to execute magnetic resonance imaging, it is necessary to perform so-called positioning, in which part of the subject to be imaged, the imaging position is determined prior to actual imaging (main scan). For this positioning, positioning image data is obtained by executing magnetic resonance imaging for positioning (referred to as positioning scan, pre-scan, preparatory scan, etc.). In this embodiment, three-dimensional image data (volume data) of the imaging region of the subject or a plurality of sets of image data acquired from different directions are collected as positioning images by this magnetic resonance scan for positioning. The positioning image data is stored in the
次に、図2〜図5を参照して、3次元状のROI(関心領域)を用いた位置決め処理を中心に、本実施例に係る磁気共鳴イメージング装置の作用効果を説明する。 Next, with reference to FIGS, mainly positioning processing using a three-dimensional shape of the ROI (region of interest), illustrating the effect of the magnetic resonance imaging apparatus according to the present embodiment.
図2に、制御装置7により実行される位置決め処理の概要を示す。制御装置7は、入力器4からオペレータの所定の操作情報を受けて同図に示す位置決め処理を行う。
FIG. 2 shows an outline of the positioning process executed by the
同図に示すように、制御装置7は、その処理開始に伴って、記憶装置11から位置決めの基準画像として使用する画像データ(基準画像データ)を読み出す(ステップS1)。この基準画像データは、予め準備されている3次元画像データまたは異なる方向から撮像されたデータの組である。本実施例では、例えば、サジタルS,アキシャルA、及びコロナルCという3つの方向から撮像又は再構成された3つの断層像が基準画像として採用されている例を示すが(図3参照)、少なくとも1つの断層像が基準画像として採用されていればよい。
As shown in the figure, the
次いで、制御装置7は、その3つの断層像を表示装置13に表示する(ステップS2)。そして、この表示した画像を基準画像としてよいか否か、操作情報に基づいて判断する(ステップS3)。オペレータが表示した画像を別の基準画像に取り替えたいと思っている場合、制御装置7はその処理をステップS2に戻す。これにより、オペレータは、既に撮像済みの画像群から基準画像を自由に選択することができる。
Next, the
このように基準画像が決まると、制御装置7は3次元ROIをその初期位置に設定し表示する(ステップS4:図3を参照)。3次元ROIは、ここでは厚みを持った板状のROIを採用しているが、他の立体的な形状のROIであってもよい。この3次元ROIは、この後にスキャンする本撮像のための撮像位置を設定するためのものである。
When the reference image is determined in this way, the
制御装置7は、次いで、入力器14から到来するオペレータの操作情報を参照しながら、その3次元ROIの位置を変更(移動、回転)する必要があるか否かを判断する(ステップS5)。このため、オペレータが位置変更を望んでいる場合、その操作情報の内容に応じて、表示されている3次元ROIを移動及び/又は回転させことで移動させる(ステップS6)。この移動操作は、3つのサジタル画像S,アキシャル画像A、及びコロナル画像Cの何れかで行なわれ、1つの画像上で行なわれた処理は残りの2つの画像上の3次元ROIの位置にも即座に反映される図4参照)。この一連の処理はインターラクティブに行われて、最終的にオペレータが望む3次元の空間位置に3次元ROIが置かれる(ステップS7)。
Next, the
このとき、基準画像が異なる方向から撮像された断面のデータであるので、位置変更した3次元ROIは立体に表示されることになる。 At this time, since the reference image is data of a cross section taken from different directions, the position-changed three-dimensional ROI is displayed in three dimensions.
そこで、制御装置は、かかる3次元ROIの垂直及び/又は水平方向から投影し被検体の画像を予め準備してある3次元画像データから生成して、3次元ROIと共に表示する(ステップS8,S9、図5参照)。本実施例では、再投影の方向として、サジタル画像Sの上にて、3次元ROIに水平な2つの方向H1,H2を設定し、これらの方向から見た画像を再構成し、その再構成画像を参照画像として表示する。すなわち、参照画像は、一方の水平方向H1に沿って投影したときの画像であり、3次元ROIと共に表示されてもよい。参照画像は、もう一方の水平方向H2に沿って投影したときの画像であり、3次元ROIと共に表示されてもよい。 Accordingly, the control device generates an image of the subject by projecting from the vertical and / or horizontal direction of the three-dimensional ROI from the three-dimensional image data prepared in advance, and displays it together with the three-dimensional ROI (steps S8 and S9) FIG. 5). In this embodiment, two directions H1 and H2 that are horizontal to the three-dimensional ROI are set on the sagittal image S as reprojection directions, and an image viewed from these directions is reconstructed and reconstructed. Display the image as a reference image. That is, the reference picture image is an image when projected along one horizontal direction H1, may be displayed together with three-dimensional ROI. Ginseng Teruga image is an image when projected along the other horizontal direction H2, may be displayed together with three-dimensional ROI.
なお、この投影画像を生成するときの投影方向は、3次元ROIの垂直な方向であってもよいし、その投影方向を決める画像は、サジタル画像Sに限られず、アキシャル画像Aやコロナル画像Cを用いてもよい。 The projection direction when generating this projection image may be a direction perpendicular to the three-dimensional ROI, and the image for determining the projection direction is not limited to the sagittal image S, but the axial image A or the coronal image C. May be used.
制御装置7は再び、3次元ROIの位置が現状のものでよいか否かを、オペレータからの操作情報に基づいて判断する(ステップS10)。オペレータは、既に表示されている基準画像上の3次元ROI、及び、今回新たに投影した方向に沿った画像上の3次元ROIの両方を観察して、3次元ROIが所望の位置に在るのか否かを判断することができる。
The
このため、現在の3次元ROIの位置が適当では無いと判断される場合、操作情報に基づいて基準画像上で3次元ROIを再設定するか(ステップS11)、投影画像上で3次元ROIを再設定する(ステップS12,S13)。基準画像上で3次元ROIを再設定する場合、制御装置7はその処理をステップS4に戻す。一方、投影画像上で3次元ROIを再設定する場合、制御装置7はその処理をステップS13に移行させ、投影画像上で3次元ROIの再設定及び表示を行なう。
Therefore, when it is determined that the current position of the three-dimensional ROI is not appropriate, the three-dimensional ROI is reset on the reference image based on the operation information (step S11), or the three-dimensional ROI is displayed on the projection image. Reset is performed (steps S12 and S13). When resetting the three-dimensional ROI on the reference image, the
これらの処理を経て最終的に決まる3次元ROIの空間位置座標がROIの位置、すなわち本撮像時のスキャン位置として記憶装置11に取り込まれる(ステップS14)。
Through these processes, the spatial position coordinates of the three-dimensional ROI finally determined are taken into the
以上説明したように、予め準備した3次元画像データから断面変換技術を利用して位置決め時における3次元ROIに対し、垂直又は水平方向の画像を編集して表示する。このため、オペレータは、互いに平行または垂直でない複数枚の基準画像に表示された3次元ROIが立体に表示されたとしても、3次元ROIに対して垂直または水平方向から投影されたように編集された画像を追加的に参照することができる。さらに、その参照画像上で3次元ROIを設定することもできる。 As described above, a vertical or horizontal image is edited and displayed with respect to the three-dimensional ROI at the time of positioning using the cross-sectional conversion technology from the three-dimensional image data prepared in advance. For this reason, even if the three-dimensional ROI displayed on a plurality of reference images that are not parallel or perpendicular to each other is displayed in a three-dimensional manner, the operator can edit the three-dimensional ROI as if projected from the vertical or horizontal direction. Additional images can be referenced. Furthermore, a three-dimensional ROI can be set on the reference image.
この結果、これまで予測が困難であった3次元ROIと基準画像の交差位置が目視により確認することができ、従来の如く感に頼って位置決めする必要も無く、所望の位置決めを適確に行うことができる。したがって、磁気共鳴イメージングにおける位置決めスキャンのスループットを著しく改善することができると共に、オペレータの操作上の負担も大幅に軽減できる。 As a result, the intersection position between the three-dimensional ROI and the reference image, which has been difficult to predict so far, can be confirmed by visual observation, and it is not necessary to perform positioning according to the feeling as in the past, and the desired positioning is performed accurately. be able to. Therefore, the throughput of positioning scan in magnetic resonance imaging can be remarkably improved, and the operational burden on the operator can be greatly reduced.
1 磁石
4 傾斜磁場コイル
5 駆動回路
6 傾斜磁場制御装置
7 制御装置
8a 送信コイル
8b 受信コイル
9 送信機
10 受信機
11 記憶装置
12 演算装置
13 表示装置
14 入力器
DESCRIPTION OF
Claims (6)
この第1の表示ステップにより表示された前記基準画像上で3次元ROI(関心領域)を設定する第1の設定ステップと、
この第1の設定ステップにより設定された前記3次元ROI上を当該3次元ROIに垂直な方向及び水平な方向の少なくとも一方向から前記3次元画像データを投影したときの投影データを編集する編集ステップと、
この編集ステップにより編集された前記投影データを位置決め用の参照画像として前記3次元ROIと共に表示する第2の表示ステップと、を含むことを特徴とする磁気共鳴イメージングにおける位置決め方法。 A first display step of displaying, as a reference image, a part of tomographic image data in three-dimensional image data composed of a plurality of tomographic image data prepared in advance in an area including a region to be imaged of a subject;
A first setting step of setting a three-dimensional ROI (region of interest) on the reference image displayed in the first display step;
An editing step of editing projection data when the three-dimensional image data is projected from at least one of a direction perpendicular to the three-dimensional ROI and a horizontal direction on the three-dimensional ROI set in the first setting step. When,
And a second display step of displaying the projection data edited in this editing step together with the three-dimensional ROI as a positioning reference image.
前記第2の表示ステップにより表示された前記参照画像上で前記3次元ROIの空間位置を設定する第2の設定ステップと、を更に含むことを特徴とする磁気共鳴イメージングにおける位置決め方法。 The positioning method according to claim 1,
A positioning method in magnetic resonance imaging, further comprising: a second setting step of setting a spatial position of the three-dimensional ROI on the reference image displayed in the second display step.
前記第1の表示ステップは、前記複数の断層像データから成る3次元画像データの中の一部の断層像データとして、少なくとも1枚の断層像のデータを表示するステップであることを特徴とする磁気共鳴イメージングにおける位置決め方法。 The positioning method according to claim 1 or 2,
The first display step is a step of displaying at least one tomographic image data as a partial tomographic image data in the three-dimensional image data including the plurality of tomographic image data. Positioning method in magnetic resonance imaging.
前記編集ステップは、前記3次元ROIに垂直な方向及び水平の方向の両方向から前記3次元画像データを投影したときの投影データを編集するステップであることを特徴とする磁気共鳴イメージング方法。 In the positioning method according to any one of claims 1 to 3,
The magnetic resonance imaging method according to claim 1, wherein the editing step is a step of editing projection data when the three-dimensional image data is projected from both a direction perpendicular to the three-dimensional ROI and a horizontal direction.
この第1の表示手段により表示された前記基準画像上で3次元ROI(関心領域)を設定する第1の設定手段と、
この第1の設定手段により設定された前記3次元ROI上を当該3次元ROIに垂直な方向及び水平な方向の少なくとも一方向から前記3次元画像データを投影したときの投影データを編集する編集手段と、
この編集手段により編集された前記投影データを位置決め用の参照画像として前記3次元ROIと共に表示する第2の表示手段と、を備えことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 First display means for displaying, as a reference image, a part of tomographic image data in a three-dimensional image data composed of a plurality of tomographic image data prepared in advance in an area including a region to be imaged of a subject;
First setting means for setting a three-dimensional ROI (region of interest) on the reference image displayed by the first display means;
Editing means for editing projection data when the three-dimensional image data is projected on at least one of a direction perpendicular to the three-dimensional ROI and a horizontal direction on the three-dimensional ROI set by the first setting means. When,
And a second display means for displaying the projection data edited by the editing means together with the three-dimensional ROI as a positioning reference image.
前記第2の表示手段により表示された前記参照画像上で前記3次元ROIの空間位置を設定する第2の設定手段と、を更に備えたことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 5.
A magnetic resonance imaging apparatus, further comprising: second setting means for setting a spatial position of the three-dimensional ROI on the reference image displayed by the second display means.
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