JP7274972B2 - 医用画像診断装置、医用撮像装置及び医用撮像方法 - Google Patents

医用画像診断装置、医用撮像装置及び医用撮像方法 Download PDF

Info

Publication number
JP7274972B2
JP7274972B2 JP2019143154A JP2019143154A JP7274972B2 JP 7274972 B2 JP7274972 B2 JP 7274972B2 JP 2019143154 A JP2019143154 A JP 2019143154A JP 2019143154 A JP2019143154 A JP 2019143154A JP 7274972 B2 JP7274972 B2 JP 7274972B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
region
function
brain
scan
target area
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2019143154A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2020081851A (ja
Inventor
チチ シュ
ファンジエ モン
仁 山形
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Medical Systems Corp
Original Assignee
Canon Medical Systems Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Medical Systems Corp filed Critical Canon Medical Systems Corp
Publication of JP2020081851A publication Critical patent/JP2020081851A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7274972B2 publication Critical patent/JP7274972B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00Image analysis
    • G06T7/10Segmentation; Edge detection
    • G06T7/11Region-based segmentation
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/05Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves 
    • A61B5/055Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves  involving electronic [EMR] or nuclear [NMR] magnetic resonance, e.g. magnetic resonance imaging
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T11/002D [Two Dimensional] image generation
    • G06T11/003Reconstruction from projections, e.g. tomography
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00Image analysis
    • G06T7/0002Inspection of images, e.g. flaw detection
    • G06T7/0012Biomedical image inspection
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06VIMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V10/00Arrangements for image or video recognition or understanding
    • G06V10/20Image preprocessing
    • G06V10/25Determination of region of interest [ROI] or a volume of interest [VOI]
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06VIMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V10/00Arrangements for image or video recognition or understanding
    • G06V10/20Image preprocessing
    • G06V10/26Segmentation of patterns in the image field; Cutting or merging of image elements to establish the pattern region, e.g. clustering-based techniques; Detection of occlusion
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06VIMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V10/00Arrangements for image or video recognition or understanding
    • G06V10/40Extraction of image or video features
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M2210/00Anatomical parts of the body
    • A61M2210/06Head
    • A61M2210/0693Brain, cerebrum
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/10Image acquisition modality
    • G06T2207/10072Tomographic images
    • G06T2207/10088Magnetic resonance imaging [MRI]
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/20Special algorithmic details
    • G06T2207/20112Image segmentation details
    • G06T2207/20128Atlas-based segmentation
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/30Subject of image; Context of image processing
    • G06T2207/30004Biomedical image processing
    • G06T2207/30016Brain
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/30Subject of image; Context of image processing
    • G06T2207/30004Biomedical image processing
    • G06T2207/30096Tumor; Lesion
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06VIMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V2201/00Indexing scheme relating to image or video recognition or understanding
    • G06V2201/03Recognition of patterns in medical or anatomical images

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)
  • Medical Treatment And Welfare Office Work (AREA)

Description

本発明の実施形態は、医用画像診断装置、医用撮像装置及び医用撮像方法に関する。
従来、磁気共鳴イメージング(Magnetic Resonance Imaging:MRI)装置等の医用画像診断装置では、被検体の撮像が行われる際に、ユーザによって予めスキャン対象領域の設定が行われる。
米国特許第8,190,232号明細書
本発明が解決しようとする課題は、スキャン対象領域を容易に設定できるようにすることである。
実施形態に係る医用画像診断装置は、画像取得部と、選択部と、抽出部と、出力部とを備える。前記画像取得部は、被検体の脳をスキャンすることにより生成された画像データを取得する。前記選択部は、前記画像データのうちから対象領域を選択する。前記抽出部は、前記対象領域と脳機能が関連する関連領域を追加領域として抽出する。前記出力部は、前記対象領域及び前記追加領域を含むスキャン対象領域を出力する。
図1は、第1の実施形態に係る医用撮像装置の構成を示すブロック図である。 図2は、第1の実施形態に係る脳分割データからスキャン対象領域を得る一例を示す模式図である。 図3は、第1の実施形態に係る医用撮像装置の処理フローを示すフローチャートである。 図4は、左脳における脳分割領域に基づいて右脳における関連領域を得ることによってスキャン対象領域を得る一例を示す模式図である。 図5は、第2の実施形態に係る医用撮像装置の構成を示すブロック図である。 図6は、第2の実施形態に係る脳分割データからスキャン対象領域を得る一例を示す模式図である。 図7は、言語機能を有する神経路に対してスキャン対象領域を得る一例を示す模式図である。 図8は、記憶機能を有する神経路を説明するための図である。 図9は、アルツハイマー病に関する領域の一例を示す図である。 図10は、脳分割領域の異常を判断する一例を示す説明図である。 図11は、脳分割領域のアトラス及びアトラスから得られた領域の一例を示す図である。 図12は、従来技術における部分的な拡大スキャンによる撮像に関するフローチャートである。
以下、図面を参照しながら、医用画像診断装置、医用撮像装置及び医用撮像方法の実施形態について詳細に説明する。
本実施形態に係る医用画像診断装置、医用撮像装置及び医用撮像方法は、脳領域の撮像範囲を設定する。
例えば、脳領域を撮像する際に用いられる方法として、脳の核磁気共鳴(MR:Magnetic Resonance)撮像を行う際に、被検体の脳の三次元位置決め画像を取得するステップと、当該三次元位置決め画像から二次元コロナル面図及び二次元横断面図を選択するステップと、各二次元コロナル面図及び二次元横断面図における正中矢状面(MSP:mid-sagittal plane)ラインを識別し、かつ当該MSPラインに基づいて三次元MSPを算出するステップと、被検体脳のMSP画像を得るように三次元MSPに基づいて、位置決め画像を再構成するステップと、被検体脳のMSP画像には鶏冠(CG:crista galli)及び後頭骨先端(TOB:tip of the occipital bone)が識別されるステップと、MSP画像中の解剖学的マークであるMSP、CG及びTOBに基づいて変換行列を算出し、変換行列を用いて被検体のスキャン計画を取得し、かつ当該スキャン計画を出力するステップとを含む自動走査方法が存在する。
このような方法では、解剖学的なマークであるMSP、CG及びTOBを自動的に取得して本番のMR撮像を行うことができる。しかしながら、ユーザが脳のある小領域を走査して高解像度の画像を取得しようとすると、上述した方法を用いて実現することはできない。
これに対して、現在、脳のある小領域を部分的に拡大スキャンする技術、例えばZOOM(ZOnally-magnified Oblique Multislice)-EPI(Echo Planar Imaging)が存在する。図12には、当該部分的に拡大スキャンする技術のフローチャートが示される。
ステップS1において、脳のボリュームデータを得るように脳全体をスキャンする。また、ステップS2において、脳のボリュームデータでAC(anterior commissure:前交連)-PC(posterior commissure:後交連)マーク点を識別することによってアキシャル走査断面を設定する。当該アキシャル走査断面に基づいて、スキャナーが、コロナル走査断面及びサジタル走査断面を自動的に設定することができる。また、ステップS3において、ユーザは海馬領域等のスキャン対象領域を識別する。また、ステップS4において、ユーザが、識別されたスキャン対象領域に対して、手動でスキャン対象領域を含むスキャン関心領域(以下、スキャンROIと略称される)を調整する。また、ステップS5において、ユーザ又はスキャナーが、スキャンROIに対して、スキャン励起信号と、スキャン繰り返し時間、スキャンエコー時間等を含むスキャンパラメータのスキャン条件とを設定する。そして、ステップS6において、ユーザが、スキャナーを用いてスキャンROIをスキャンする。
このような部分的に拡大スキャンする技術では、ステップS3及びステップS4において、ユーザが比較的に小さいスキャン対象領域を識別し、かつ当該スキャン対象領域に対して手動でスキャンROIを調整する。そのため、多くの時間がかかり、また、通常、当該スキャンROIを正確に特定することができず、それにより、スキャンROIのMR撮像画像を得ることができず、疾患診断を行うことができない。
従って、本実施形態は、このような状況に鑑みて、脳分割データに対する指定に基づいて、脳機能に関する領域を自動的に識別してスキャン対象領域を出力する医用画像診断装置、医用撮像装置及び医用撮像方法を提供する。
本実施形態に係る医用画像診断装置は、被検体の脳をスキャンすることにより生成された画像データを取得する画像取得部と、前記画像データのうちから対象領域を選択する選択部と、前記対象領域と脳機能が関連する関連領域を追加領域として抽出する抽出部と、前記対象領域及び前記追加領域を含むスキャン対象領域を出力する出力部と、を備える。
本実施形態に係る医用画像診断装置は、前記対象領域及び前記追加領域が、前記被検体の脳のうちの右脳及び左脳のいずれか一方に対して設定されるものであって、前記出力部が、前記右脳及び左脳のうちの前記対象領域及び前記追加領域が設定されていない他方に対して、前記対象領域及び前記追加領域に対応する領域を含む領域を更に前記スキャン対象領域として設定する、ように構成されてもよい。
本実施形態に係る医用画像診断装置は、前記出力部によって出力された前記スキャン対象領域を、前記被検体を特定するための被検体特定情報と関連付けて記憶する第1の記憶部を更に備える、ように構成されてもよい。
本実施形態に係る医用画像診断装置は、複数の病変パターンについて、当該病変パターンと、前記脳に含まれる領域とを関連付けて記憶する第2の記憶部を更に備え、前記選択部が、前記複数の病変パターンのうちのいずれかをユーザが選択することにより、選択された病変パターンに対応する領域を前記第2の記憶部から読み出し、読み出した領域を前記対象領域として選択する、ように構成されてもよい。
本実施形態に係る医用画像診断装置は、前記画像データに基づいて、前記脳に含まれる領域に関するパラメータを計算する計算部と、前記計算部によって計算された前記パラメータと、前記領域に対して予め設定された前記パラメータの範囲とを比較して、前記計算部によって計算された前記パラメータが前記パラメータの範囲外にある場合に、前記領域が異常領域であると判断する比較部と、を更に備え、前記選択部が、前記異常領域を前記対象領域として選択する、ように構成されてもよい。
本実施形態に係る医用画像診断装置は、前記脳のボリュームデータを複数の領域に分割したアトラスを予め記憶する第3の記憶部を更に備え、前記選択部が、ユーザが前記アトラスから前記複数の領域のうちのいずれかを選択した場合に、選択された領域に対応する領域を前記画像データにおける前記脳に含まれる領域から特定し、特定した領域を前記対象領域として選択する、ように構成されてもよい。
本実施形態に係る医用画像診断装置は、前記関連領域は脳神経領域である、ように構成されてもよい。
本実施形態に係る医用画像診断装置は、同一の脳機能に関する神経路を構成する複数の前記脳神経領域を関連付けた関連情報を記憶する第4の記憶部と、前記選択部によって選択された前記対象領域の脳機能を判断する判断部と、を更に備え、前記抽出部は、前記関連情報を参照して、前記対象領域の脳機能と同一の脳機能に関する神経路を構成する脳神経領域を特定し、特定した脳神経領域を前記画像データのうちから前記追加領域として抽出する、ように構成されてもよい。
本実施形態に係る医用撮像装置は、前記医用画像診断装置と、前記スキャン対象領域を励起するための励起信号及び前記スキャン対象領域に対するスキャン条件を設定する設定部と、前記励起信号及び前記スキャン条件によって前記スキャン対象領域をスキャンする撮像部と、を有する。
本実施形態によれば、脳の複数の小領域を部分的に拡大スキャンする場合に、複数の小領域を自動的に検索し、かつそれにスキャン対象領域を設定することができるため、多くの時間を費やす必要がなく、スキャン対象領域を正確に特定することができる。
本実施形態に係る医用画像診断装置は、脳を撮像する技術に適用し、例えば脳をMR撮像する技術に適用することができる。
以下、本願が開示する各実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
(第1の実施形態)
図1に示すように、第1の実施形態に係る医用撮像装置1は、医用画像診断装置10、設定インタフェース10a及び撮像システム10bを備えており、医用画像診断装置10は、走査機能11、分割機能12、選択機能13、抽出機能14及び出力機能15を有する。ここで、走査機能11は、画像取得部の一例である。また、選択機能13は、選択部の一例である。また、抽出機能14は、抽出部の一例である。また、出力機能15は、出力部の一例である。
なお、図1では図示を省略しているが、医用画像診断装置10は、処理回路及び記憶回路を備えており、当該処理回路が、上述した走査機能11、分割機能12、選択機能13、抽出機能14及び出力機能15を有している。例えば、処理回路は、プロセッサによって実現される。また、例えば、記憶回路は、RAM(Random Access Memory)、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子やハードディスク、光ディスク等によって実現される。
走査機能11は被検体の身体部位をスキャン(撮像)する。本実施形態では、走査機能11は、被検体(患者等)の脳をスキャンして脳全体のボリュームデータを生成する。例えば、当該スキャンは、3D超高速スキャンシーケンス(MPRAGE:Magnetization-Prepared Rapid Gradient-Echo)スキャンである。
なお、一般的に、MR撮像では、診断用の画像を撮像する本スキャンの前に、本スキャンで撮像される画像の位置を決めるためのロケータ画像(位置決め画像とも呼ばれる)を撮像する準備スキャンが行われる。本実施形態では、走査機能11によって行われる脳全体のスキャンは、ロケータ画像を撮像する準備スキャンとして行われてもよいし、診断用の画像を撮像する本スキャンとして行われてもよい。
分割機能12は、走査機能11により生成されたボリュームデータを分割する。本実施形態では、分割機能12は、走査機能11により生成された脳全体のボリュームデータを、脳機能の違いに応じて複数のブロックである領域に分割する。図2の(a)では、脳全体のボリュームデータ(脳データと略称される)Nを領域A、領域B及び領域Cに分割した場合の例を模式的に示しているが、実際には、脳データNは数十~数百個以上の複数の領域に分割される。
選択機能13は、分割機能12により分割された複数の領域から、ユーザ(医者等)が部分的な拡大スキャンを行いたい対象領域を選択する。図2の(b)に示すように、選択機能13は、分割機能12により分割された複数の領域から領域Cを選択する。
抽出機能14は、分割機能12により分割された複数の領域から、選択機能13により選択された対象領域と脳機能が関連する関連領域を追加領域として抽出する。ここで、脳機能が関連するとは、各脳機能が同一又は類似すること、或いは、各脳機能がある動作を完成し、言語表現、思考記憶等を行うために使用されることである。図2の(c)に示すように、抽出機能14は、領域Cと脳機能が関連する関連領域C′を追加領域として抽出する。
出力機能15は、選択機能13により選択された対象領域と、抽出機能14により抽出された追加領域とを含む領域をスキャン対象領域として出力する。図2の(c)に示すように、出力機能15は、選択機能13により選択された領域Cを含むスキャン対象領域Sと、抽出機能14により抽出された追加領域C′を含むスキャン対象領域S′とを出力する。
設定インタフェース10aは、出力機能15が出力したスキャン対象領域を励起するための励起信号と、当該スキャン対象領域に対するスキャン繰り返し時間(TR:repetition time)、スキャンエコー時間(TE:echo time)等のスキャンパラメータを含むスキャン条件とを設定する。
設定インタフェース10aは、操作者から各種指示及び各種情報の入力操作を受け付ける。具体的には、設定インタフェース10aは、撮像システム10bの処理回路に接続されており、操作者から受け取った入力操作を電気信号へ変換して処理回路に出力する。例えば、設定インタフェース10aは、撮像条件や関心領域(Region Of Interest:ROI)の設定等を行うためのトラックボール、スイッチボタン、マウス、キーボード、操作面へ触れることで入力操作を行うタッチパッド、表示画面とタッチパッドとが一体化されたタッチスクリーン、光学センサを用いた非接触入力回路、及び音声入力回路等によって実現される。なお、本明細書において、設定インタフェース10aは、マウス、キーボード等の物理的な操作部品を備えるものだけに限られない。例えば、装置とは別体に設けられた外部の入力機器から入力操作に対応する電気信号を受け取り、この電気信号を制御回路へ出力する電気信号の処理回路も設定インタフェース10aの例に含まれる。
撮像システム10bは、設定インタフェース10aにより設定された励起信号及びスキャン条件に基づいて、出力機能15が出力したスキャン対象領域をスキャンする。この撮像は、例えば、ZOOM-EPI技術を用いた部分的な拡大スキャンである。
ここで、例えば、撮像システム10bは、スキャンしたスキャン対象領域の画像、即ち、対象領域の画像及び追加領域の画像を、ディスプレイ上に並べて表示する。または、例えば、撮像システム10bは、撮像した対象領域の画像及び追加領域の画像を、ユーザからの要求に応じてディスプレイ上で個別に切り替えながら表示してもよい。
なお、図1では図示を省略しているが、撮像システム10bは、静磁場磁石、傾斜磁場コイル、傾斜磁場電源、全身(Whole Body:WB)コイル、送信回路、局所コイル、受信回路、架台、寝台、ディスプレイ、記憶回路、処理回路等を備えている。
静磁場磁石は、被検体を撮像する撮像空間に静磁場を発生させる。具体的には、静磁場磁石は、中空の略円筒状(円筒の中心軸に直交する断面の形状が楕円状となるものを含む)に形成されており、円筒内に配置された撮像空間に静磁場を発生させる。例えば、静磁場磁石は、略円筒状に形成された冷却容器と、当該冷却容器内に充填された冷却材(例えば、液体ヘリウム等)に浸漬された超伝導磁石等の磁石とを有する。ここで、例えば、静磁場磁石は、永久磁石を用いて静磁場を発生させるものであってもよい。
傾斜磁場コイルは、静磁場磁石の内側に配置されており、被検体を撮像する撮像空間に複数の軸方向に沿って傾斜磁場を発生させる。具体的には、傾斜磁場コイルは、中空の略円筒状(円筒の中心軸に直交する断面の形状が楕円状となるものを含む)に形成されており、円筒内に配置された撮像空間に、互いに直交するX軸、Y軸、及びZ軸の各軸方向に沿った傾斜磁場を発生させる。ここで、X軸、Y軸、及びZ軸は、医用撮像装置1に固有の装置座標系を構成する。例えば、Z軸は、傾斜磁場コイルの円筒の軸に一致し、静磁場磁石によって発生する静磁場の磁束に沿って設定される。また、X軸は、Z軸に直交する水平方向に沿って設定され、Y軸は、Z軸に直交する鉛直方向に沿って設定される。
傾斜磁場電源は、傾斜磁場コイルに電流を供給することで、傾斜磁場コイルの内側の空間に、X軸、Y軸及びZ軸の各軸方向に沿った傾斜磁場を発生させる。このように、傾斜磁場電源がX軸、Y軸及びZ軸の各軸方向に沿った傾斜磁場を発生させることで、リードアウト方向、位相エンコード方向、及びスライス方向それぞれに沿った傾斜磁場を発生させることができる。ここで、各傾斜磁場は、静磁場磁石によって発生する静磁場に重畳され、被検体から発生する磁気共鳴信号に各方向に沿った空間的な位置情報を付与する。
WBコイルは、傾斜磁場コイルの内側に配置されており、被検体を撮像する撮像空間にRF(Radio Frequency)磁場を印加する送信コイルの機能と、当該RF磁場の影響によって被検体から発生するMR信号を受信する受信コイルの機能とを有する。具体的には、WBコイルは、中空の略円筒状(円筒の中心軸に直交する断面の形状が楕円状となるものを含む)に形成されており、送信回路から供給されるRFパルス信号に基づいて、円筒内に配置された撮像空間にRF磁場を印加する。また、WBコイルは、RF磁場の影響によって被検体から発生するMR信号を受信し、受信したMR信号を処理回路に出力する。
送信回路は、ラーモア周波数に対応するRF波信号をWBコイルに出力する。具体的には、送信回路は、発振器、位相選択器、周波数変換器、振幅変調器、及び、RFアンプを備える。発振器は、静磁場中に置かれた対象原子核に固有の共鳴周波数(ラーモア周波数)のRF波(高周波)信号を発生する。位相選択器は、当該RF波信号の位相を選択する。周波数変換器は、位相選択器から出力されたRF波信号の周波数を変換する。振幅変調器は、周波数変換器から出力されたRF波信号の振幅を例えばsinc関数の波形で変調することでRFパルス信号を生成する。RFアンプは、振幅変調器から出力されるRFパルス信号を電力増幅してWBコイルに出力する。
局所コイルは、被検体から発生するMR信号を受信する受信コイルの機能を有する。具体的には、局所コイルは、WBコイルの内側に配置された被検体に装着され、WBコイルによって印加されるRF磁場の影響によって被検体から発生するMR信号を受信し、受信したMR信号を受信回路へ出力する。例えば、局所コイルは、撮像対象の部位ごとに用意された受信コイルであり、頭部用の受信コイルや、頚部用の受信コイル、肩用の受信コイル、胸部用の受信コイル、腹部用の受信コイル、下肢用の受信コイル、脊椎用の受信コイル等である。なお、局所コイルは、被検体にRF磁場を印加する送信コイルの機能をさらに有していてもよい。その場合には、局所コイルは、送信回路に接続され、送信回路から供給されるRFパルス信号に基づいて、被検体にRF磁場を印加する。
受信回路は、WBコイル又は局所コイルから出力されるMR信号に基づいてMR信号データを生成し、生成したMR信号データを処理回路に出力する。例えば、受信回路は、選択器、前段増幅器、位相検波器、及び、A/D(Analog/Digital)変換器を備える。選択器は、WBコイル又は局所コイルから出力されるMR信号を選択的に入力する。前段増幅器は、選択器から出力されるMR信号を電力増幅する。位相検波器は、前段増幅器から出力されるMR信号の位相を検波する。A/D変換器は、位相検波器から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換することでMR信号データを生成し、生成したMR信号データを処理回路に出力する。
架台は、静磁場磁石、傾斜磁場コイル及びWBコイルを収容している。具体的には、架台は、円筒状に形成された中空のボアを有しており、ボアを囲むように静磁場磁石、傾斜磁場コイル、及びWBコイルを配置した状態で、それぞれを収容している。ここで、架台が有するボアの内側の空間が、被検体の撮像が行われる際に被検体が配置される撮像空間となる。
なお、ここでは、撮像システム10bが、静磁場磁石、傾斜磁場コイル及びWBコイルがそれぞれ略円筒状に形成された、いわゆるトンネル型の構成を有する場合の例を説明するが、実施形態はこれに限られない。例えば、撮像システム10bは、被検体が配置される撮像空間を挟んで対向するように一対の静磁場磁石、一対の傾斜磁場コイル及び一対のRFコイルを配置した、いわゆるオープン型の構成を有していてもよい。
寝台は、被検体が載置される天板を備え、被検体の撮像が行われる際に、架台におけるボアの内側へ天板を挿入する。例えば、寝台は、長手方向が静磁場磁石の中心軸と平行になるように設置されている。
ディスプレイは、各種情報及び各種画像を表示する。具体的には、ディスプレイは、処理回路に接続されており、処理回路から送られる各種情報及び各種画像のデータを表示用の電気信号に変換して出力する。例えば、ディスプレイは、液晶モニタやCRT(Cathode Ray Tube)モニタ、タッチパネル等によって実現される。
記憶回路は、MR信号データや画像データ等の各種データを記憶する。例えば、記憶回路は、RAM(Random Access Memory)、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子やハードディスク、光ディスク等によって実現される。
処理回路は、寝台制御機能、データ収集機能、画像生成機能、及び主制御機能を有する。例えば、処理回路は、プロセッサによって実現される。
寝台制御機能は、寝台に接続され、制御用の電気信号を寝台へ出力することで、寝台の動作を制御する。例えば、寝台制御機能は、設定インタフェース10aを介して、天板を長手方向、上下方向又は左右方向へ移動させる指示を操作者から受け付け、受け付けた指示に従って天板を移動するように、寝台が有する天板の駆動機構を動作させる。
データ収集機能は、傾斜磁場電源、送信回路及び受信回路を駆動することで、被検体のMR信号データを収集する。具体的には、データ収集機能は、主制御機能から出力されるシーケンス実行データに基づいて各種のパルスシーケンスを実行することで、MR信号データを収集する。ここで、シーケンス実行データは、MR信号データを収集するための手順を示すパルスシーケンスを定義した情報である。具体的には、シーケンス実行データは、傾斜磁場電源が傾斜磁場コイルに電流を供給するタイミング及び供給する電流の強さ、送信回路がWBコイルに供給するRFパルス信号の強さや供給タイミング、受信回路がMR信号を検出する検出タイミング等を定義した情報である。そして、データ収集機能は、各種パルスシーケンスを実行した結果として、受信回路からMR信号データを受信し、受信したMR信号データを記憶回路に記憶させる。ここで、データ収集機能によって受信されたMR信号データの集合は、前述したリードアウト傾斜磁場、位相エンコード傾斜磁場、及びスライス傾斜磁場によって付与された位置情報に応じて2次元又は3次元に配列されることで、k空間を構成するデータとして記憶回路に記憶される。
画像生成機能は、記憶回路に記憶されたMR信号データに基づいて画像を生成する。具体的には、画像生成機能は、データ収集機能によって記憶回路に記憶されたMR信号データを読み出し、読み出したMR信号データに後処理、即ち、フーリエ変換等の再構成処理を施すことで画像を生成する。また、画像生成機能は、生成した画像の画像データを記憶回路に記憶させる。
主制御機能は、撮像システム10bが有する各構成要素を制御することで、撮像システム10bの全体制御を行う。例えば、主制御機能は、設定インタフェース20aを介して操作者から撮像条件の入力を受け付け、当該撮像条件に基づいてシーケンス実行データを生成する。そして、主制御機能は、生成したシーケンス実行データをデータ収集機能に出力することで、各種のパルスシーケンスを実行する。また、例えば、主制御機能は、操作者からの要求に応じて、記憶回路から画像データを読み出してディスプレイに出力する。
ここで、例えば、上述した医用画像診断装置10及び撮像システム10bそれぞれの処理回路がプロセッサによって実現される場合に、各処理回路が有する処理機能は、コンピュータによって実行可能なプログラムの形態で記憶回路に記憶される。各処理回路は、記憶回路から各プログラムを読み出して実行することで、各プログラムに対応する機能を実現する。換言すると、各プログラムを読み出した状態の各処理回路は、図1の各処理回路内に示された各機能を有することとなる。なお、ここでは、複数のプロセッサによって各処理機能が実現されるものとして説明したが、単一のプロセッサで処理回路を構成し、当該プロセッサがプログラムを実行することにより機能を実現するものとしても構わない。また、各処理回路が有する処理機能は、単一又は複数の処理回路に適宜に分散又は統合されて実現されてもよい。また、ここでは、単一の記憶回路が各処理機能に対応するプログラムを記憶するものとして説明したが、複数の記憶回路を分散して配置して、処理回路が個別の記憶回路から対応するプログラムを読み出す構成としても構わない。
以下、図2及び3を用いて、本実施形態に係る医用画像診断装置10等の作動フローについて説明する。
図3に示すように、まず、ステップS11において、走査機能11が、被検体の脳をスキャンして脳全体のボリュームデータを生成する。このステップS11の処理は、例えば、処理回路が走査機能11に対応する所定のプログラムを記憶回路から読み出して実行することにより実現される。
続いて、ステップS12において、分割機能12が、走査機能11により生成されたボリュームデータを複数の領域、例えば図2の(a)の領域A、領域B、領域C等に分割する。このステップS12の処理は、例えば、処理回路が分割機能12に対応する所定のプログラムを記憶回路から読み出して実行することにより実現される。
続いて、ステップS13において、選択機能13が、ユーザの診断要求に応じて、分割機能12により分割された複数の領域から対象領域を選択する。例えば、図2の(b)に示すように、選択機能13は、領域A、領域B、領域C等から、領域Cを対象領域として選択する。このステップS13の処理は、例えば、処理回路が選択機能13に対応する所定のプログラムを記憶回路から読み出して実行することにより実現される。
続いて、ステップS14において、抽出機能14が、分割機能12により分割された複数の領域から、脳機能が選択機能13により選択された対象領域に関連する関連領域を追加領域として抽出する。例えば、図2の(c)に示すように、抽出機能14は、脳機能が選択機能13により選択された領域Cと同一である関連する領域C′を追加領域として抽出する。このステップS14の処理は、例えば、処理回路が抽出機能14に対応する所定のプログラムを記憶回路から読み出して実行することにより実現される。
続いて、ステップS15において、出力機能15が、選択機能13により選択された領域と、抽出機能14により抽出された追加領域とを含む領域をスキャン対象領域として出力する。例えば、図2の(c)に示すように、出力機能15は、選択機能13により選択された領域Cを含むスキャン対象領域Sと、抽出機能14により抽出された追加領域C′を含むスキャン対象領域S′とを出力する。このステップS15の処理は、例えば、処理回路が出力機能15に対応する所定のプログラムを記憶回路から読み出して実行することにより実現される。
続いて、ステップS16において、設定インタフェース10aが、出力機能15により出力されたスキャン対象領域を励起するための励起信号と、当該スキャン対象領域に対するスキャン条件とを設定する。例えば、図2の場合には、設定インタフェース10aは、スキャン対象領域S及びスキャン対象領域S′を励起するための励起信号と、スキャン対象領域S及びスキャン対象領域S′に対するスキャン条件とを出力する。
ステップS17において、撮像システム10bが、設定インタフェース10aにより設定された励起信号及びスキャン条件によって、出力機能15により出力されたスキャン対象領域をスキャンする。例えば、図2の場合には、撮像システム10bは、出力機能15が出力したスキャン対象領域S及びスキャン対象領域S′を撮像する。
以下、図4を用いて、本実施形態に係る出力機能15の他の機能について説明する。
図4には、脳のコロナル断面が示されている。ここで、図4における左側、中央及び右側に位置する3枚の図は、それぞれ左図、中図及び右図と称される。左図には、脳の左脳に位置する左側海馬領域LHが示されている。中図には、脳の右脳に位置する右側海馬領域RH及び脳の左脳に位置する左側海馬領域LHが示されている。右図には、右側海馬領域RH及び左側海馬領域LHに対してスキャン対象領域を設定する時の状況が示されている。
例えば、出力機能15は、選択機能13によって、分割機能12により分割された複数の領域から左脳における左側海馬領域LH(左図)が対象領域として選択された場合に、左側海馬領域LHが設定された側の脳(左脳)の他方の脳(右脳)に対して、左側海馬領域LHに対応する右側海馬領域RH(中図)を出力し、左側海馬領域LHを含む領域をスキャン対象領域LSとして設定すると共に、左側海馬領域LHに対応する右側海馬領域RHを含む領域を更にスキャン対象領域RS(右図)として設定する。
または、出力機能15は、抽出機能14によって、分割機能12により分割された複数の領域から追加領域である左脳における左側海馬領域LH(左図)が抽出された場合に、他方の脳である右脳に対して、左側海馬領域LHに対応する右側海馬領域RH(中図)を出力し、左側海馬領域LHを含む領域をスキャン対象領域LSとして設定すると共に、左側海馬領域LHに対応する右側海馬領域RHを含む領域を更にスキャン対象領域RS(右図)として設定してもよい。
上述したように、選択機能13が、分割機能12により分割された複数の領域から対象領域を選択した場合に、抽出機能14が、分割機能12により分割された複数の領域から、当該対象領域と脳機能が関連する関連領域を自動的に抽出し、出力機能15が、当該対象領域及び関連領域を含む領域を自動的にスキャン対象領域として出力して設定することによって、脳の複数の小領域に対して部分的な拡大スキャンを行う場合に、ユーザが各小領域をそれぞれ手動で検索してスキャン対象領域を設定する必要がなく、自動的に複数の小領域を検索して当該複数の小領域に対してスキャン対象領域を設定することができる。従って、多くの時間を費やすことなくスキャン対象領域を正確に特定できる。これにより、疾患診断のために、当該スキャン対象領域のMR撮像を行うことができる。
(第2の実施形態)
図5に示すように、第2の実施形態に係る医用撮像装置2は、医用画像診断装置20、設定インタフェース20a及び撮像システム20bを備えており、そのうち、医用画像診断装置20は、走査機能21、分割機能22、選択機能23、抽出機能24及び出力機能25を有する。ここで、走査機能21は、画像取得部の他の一例である。また、選択機能23は、選択部の他の一例である。また、抽出機能24は、抽出部の他の一例である。また、出力機能25は、出力部の他の一例である。
なお、本実施形態における走査機能21、分割機能22、選択機能23及び出力機能25の機能は、第1の実施形態における走査機能11、分割機能12、選択機能13及び出力機能15の機能と同一又は類似するため、それらについては簡単に説明する。また、第1の実施形態と同一又は類似の他の部分についても、簡単に説明する。
走査機能21は、被検体の身体部位をスキャン(撮像)する。本実施形態では、走査機能21は、被検体の脳をスキャンして脳全体のボリュームデータを生成する。当該スキャンは、例えば、3D超高速スキャンシーケンス(MPRAGE)スキャンであってもよい。
分割機能22は、走査機能21により生成されたボリュームデータを分割する。本実施形態では、分割機能22は、走査機能21により生成された脳全体のボリュームデータを、脳機能の違いに応じて複数のブロックである領域に分割する。
選択機能23は、分割機能22により分割された複数の領域から、ユーザが部分的な拡大スキャンを行いたい対象領域を選択する。
抽出機能24は、選択機能23により選択された対象領域と脳機能が関連する脳神経領域を追加領域として抽出する。ここで、脳機能が関連するとは、各脳機能が同一又は類似すること、或いは、各脳機能がある動作を完成し、言語表現、思考記憶等を行うために使用されることである。
出力機能25は、選択機能23により選択された対象領域と、抽出機能24により抽出された追加領域とを含む領域をスキャン対象領域として出力する。
設定インタフェース20aは、出力機能25が出力したスキャン対象領域を励起するための励起信号と、当該スキャン対象領域に対するスキャン繰り返し時間、スキャンエコー時間等のスキャンパラメータを含むスキャン条件とを設定する。
撮像システム20bは、設定インタフェース20aにより設定された励起信号及びスキャン条件に基づいて、出力機能25が出力したスキャン対象領域をスキャンする。この撮像は、例えば、ZOOM-EPI技術を用いた部分的な拡大スキャンである。
また、医用画像診断装置20は、さらに、記憶回路26及び判断機能27(破線枠によって示す)を有する。ここで、記憶回路26は、第4の記憶部の一例である。また、判断機能27は、判断部の一例である。
記憶回路26は、言語や記憶等の脳機能に関する神経路を構成する複数の脳神経領域を関連付けた関連情報を記憶する。
判断機能27は、選択機能23により選択された対象領域の脳機能を判断する。
抽出機能24は、記憶回路26に記憶されている関連情報を参照し、分割機能12により分割された複数の領域から、脳機能が判断機能27により判断された対象領域の脳機能と同一の神経路の複数の領域である脳神経領域を追加領域として抽出する。
以下、図6及び7を用いて、本実施形態に係る医用画像診断装置20等の作動フローについて説明する。
図7には、言語機能を有する神経路Paが示されている。ここで、神経路Paは、ウェルニッケエリア(Wernicke's area)We、ブローカエリア(Broca's area)Br、及びこの2つのエリアを接続する神経連絡繊維Fiを含む。記憶回路26には、言語機能に関する神経路Paを構成するウェルニッケエリアWe及びブローカエリアを関連付けた関連情報が記憶されている。
図6に示すように、まず、ステップS21において、走査機能21が、被検体の脳をスキャンして脳全体のボリュームデータを生成する。このステップS21の処理は、例えば、処理回路が走査機能21に対応する所定のプログラムを記憶回路から読み出して実行することにより実現される。
続いて、ステップS22において、分割機能22が、走査機能21により生成されたボリュームデータを複数の領域に分割する。このステップS22の処理は、例えば、処理回路が分割機能22に対応する所定のプログラムを記憶回路から読み出して実行することにより実現される。
続いて、ステップS23において、選択機能23が、ユーザの診断要求に応じて、分割機能22により分割された複数の領域から対象領域を選択する。このステップS23の処理は、例えば、処理回路が選択機能23に対応する所定のプログラムを記憶回路から読み出して実行することにより実現される。
続いて、ステップS24において、判断機能27が、選択機能23により選択された対象領域の脳機能を判断する。例えば、図7に示すように、判断機能27は、選択機能23により選択された対象領域がウェルニッケエリアWeである場合には、ウェルニッケエリアWeに関する脳機能が言語機能であることと判断する。このステップS24の処理は、例えば、処理回路が判断機能27に対応する所定のプログラムを記憶回路から読み出して実行することにより実現される。
続いて、ステップS25において、抽出機能24が、記憶回路26に記憶されている関連情報を参照し、分割機能22により分割された複数の領域から、脳機能が判断機能27により判断された対象領域の脳機能と同一の脳神経領域を追加領域として抽出する。例えば、図7に示すように、抽出機能24は、言語機能に関するウェルニッケエリアWe及びブローカエリアBrを関連付けた関連情報を参照し、分割された複数の領域から、脳機能がウェルニッケエリアWeの脳機能と同一であり、即ち、同様に言語機能であるブローカエリアBrを追加領域として抽出する。このステップS25の処理は、例えば、処理回路が抽出機能24に対応する所定のプログラムを記憶回路から読み出して実行することにより実現される。
続いて、ステップS26において、出力機能25が、選択機能23により選択された領域と、抽出機能24により抽出された追加領域とを含む領域をスキャン対象領域として出力する。例えば、図7に示すように、出力機能25は、選択機能23により選択されたウェルニッケエリアWeを含むスキャン対象領域WeSと、抽出機能24により抽出された追加領域であるブローカエリアBrを含むスキャン対象領域BrSとを出力する。また、図7に示すように、出力機能25は、スキャン対象領域WeSに加え、さらに、神経連絡繊維Fiを含むスキャン対象領域FiSを出力する。このステップS26の処理は、例えば、処理回路が出力機能25に対応する所定のプログラムを記憶回路から読み出して実行することにより実現される。
続いて、ステップS27において、設定インタフェース20aが、出力機能25により出力されたスキャン対象領域を励起するための励起信号と、当該スキャン対象領域に対するスキャン条件とを設定する。例えば、図7の場合には、設定インタフェース20aは、スキャン対象領域WeS及びスキャン対象領域BrSを励起するための励起信号と、スキャン対象領域WeS及びスキャン対象領域BrSに対するスキャン条件とを出力する。
続いて、ステップS28において、撮像システム20bが、設定インタフェース20aにより設定された励起信号及びスキャン条件によって、出力機能25により出力されたスキャン対象領域を撮像する。例えば、図7の場合には、撮像システム20bは、出力機能25が出力しスキャン対象領域WeS及びスキャン対象領域BrSを撮像する。
なお、医用画像診断装置20が記憶回路26及び判断機能27を備えていない場合には、抽出機能24は、ステップS24及びステップS25の代わりに、分割機能22により分割された複数の領域から、選択機能23により選択された対象領域と脳機能が関連する脳神経領域を追加領域として直接的に抽出する。
以下、図8を用いて、短期記憶及び長期記憶である記憶の脳機能に関連する神経路について説明する。
図8の(a)の左側には左海馬Q1が模式的に示されており、右側には右海馬Q2が示されている。また、図8の(b)の左側には後帯状皮質(PCC)Q3が模式的に示されており、右側には中側頭回(MTG)Q4及び頭頂葉外側部(LPC)Q5が模式的に示されている。また、図8の(c)には背外側前頭前皮質(DLPFC)Q6が模式的に示されている。これらの左海馬Q1、右海馬Q2、後帯状皮質Q3、中側頭回Q4、頭頂葉外側部Q5及び背外側前頭前皮質Q6の領域は、分割機能12により分割された、記憶という脳機能に関する脳神経領域であり、記憶という脳機能に関する神経路を構成する。
本実施形態に係る医用画像診断装置20では、選択機能23が、分割機能22により分割された複数の領域から、図8に示す複数の領域のうちのいずれかの対象領域を選択した場合に、抽出機能24が、分割機能22により分割された複数の領域から、脳機能に関連する、図8に示す複数の領域のうちの他の領域を抽出する。例えば、選択機能23が左海馬Q1を対象領域として選択した場合に、抽出機能24は、記憶という脳機能を有する、即ち脳機能に関連する右海馬Q2、後帯状皮質Q3、中側頭回Q4、頭頂葉外側部Q5及び背外側前頭前皮質Q6を追加領域として抽出する。その後、出力機能25が、これらの対象領域及び追加領域に対してスキャン対象領域を出力する。
上述したように、選択機能23が、分割機能22により分割された複数の領域から対象領域を選択した場合に、抽出機能24が、当該対象領域と脳機能が関連する脳神経領域を自動的に抽出し、出力機能25が、当該対象領域及び脳神経領域を含む領域を自動的にスキャン対象領域として出力することによって、脳の複数の小領域に対して部分的な拡大スキャンを行う場合に、ユーザが各小領域をそれぞれ手動で検索してスキャン対象領域を設定する必要がなく、自動的に複数の小領域を検索してそれにスキャン対象領域を設定することができる。従って、多くの時間を費やすことなく、スキャン対象領域を正確に特定できるようになる。これにより、疾患診断のために、当該スキャン対象領域のMR撮像を行うことができる。
また、第1の実施形態において、医用画像診断装置10は、出力機能15が出力したスキャン対象領域を、当該被検体を特定するための被検体の名前、ID又は身分証明書番号等の被検体特定情報と関連付けて記憶する記憶回路をさらに備えてもよい。医用画像診断装置10は、同一の被検体に対して検査を行う場合に、名前、ID又は身分証明書番号等の被検体特定情報が入力されると、以前に当該被検体を撮像した際のスキャン対象領域を記憶回路から抽出し、当該スキャン対象領域をスキャンする。これにより、ユーザが、以前の検査時に撮像した画像と、今回の検査時に撮像した画像とを容易に比較することができ、被検体の病状の変化を把握できるようになる。ここで、記憶回路は、第1の記憶部の一例である。
同様に、第2の実施形態において、医用画像診断装置20の記憶回路26が、出力機能25が出力したスキャン対象領域を、当該被検体を特定するための被検体の名前、ID又は身分証明証番号等の被検体特定情報と関連付けて記憶してもよい。これにより、前記第1の実施形態の効果と同様の効果を奏することができる。ここで、記憶回路26は、第1の記憶部の他の一例である。
また、第1の実施形態において、医用画像診断装置10は、病変パターンと、分割機能12により分割された複数の領域のうちの関係領域とを関連付けて記憶する記憶回路をさらに備えてもよい。ここで、記憶回路は、第2の記憶部の一例である。選択機能13は、複数の病変パターンのうちのいずれかをユーザが選択することにより、選択された病変パターンに対応する関係領域を当該記憶回路から読み出して、当該関係領域を対象領域とする。さらに、抽出機能14は、当該対象領域と脳機能が関連する関連領域を抽出し、出力機能によってスキャン対象領域を出力する。
例えば、図9に示すように、記憶回路は、アルツハイマー病(AD)を、嗅内野領域(Entorhinal area)、扁桃体領域(Amygdala)、及び海馬領域(Hippocampus)等の関係領域と関連付けて記憶する。選択機能13は、ユーザがアルツハイマー病(AD)を選択した場合に、選択されたアルツハイマー病(AD)という病変パターンに対応する関係領域である嗅内野領域、扁桃体領域、及び海馬領域等を当該記憶回路から読み出して、これらの領域を対象領域とする。
これにより、ユーザが病変パターンを選択した際に、当該病変パターンに関する関係領域である対象領域を得ることができる。従って、ユーザが脳のボリュームデータを分割した領域を自身で選択する必要がなく、それにより、ユーザが対象領域を選択する際にかかる時間を省き、撮像を容易に行えるようになる。
同様に、第2の実施形態において、医用画像診断装置20の記憶回路26が、病変パターンと、分割機能22により分割された複数の領域のうちの関係領域とを関連付けて記憶することもできる。ここで、記憶回路26は、第2の記憶部の他の一例である。選択機能23は、複数の病変パターンのうちのいずれかをユーザが選択することにより、選択された病変パターンに対応する関係領域を記憶回路26から読み出して、当該関係領域を対象領域とする。これにより、前記第1の実施形態の效果と同様の効果を奏することができる。
また、第1の実施形態において、医用画像診断装置10は、計算機能及び比較機能をさらに備えてもよい。ここで、計算機能は、計算部の一例である。また、比較機能は、比較部の一例である。計算機能は、分割機能12により脳全体のボリュームデータを分割した複数のブロックの体積を算出し、さらに、脳全体の体積に占める各ブロックの体積の百分率を算出する。比較機能は、計算機能により算出された各ブロックの体積の百分率(第1百分率)と、予め設定された、対応する脳全体の体積に占める各ブロックの基準百分率(第2百分率)とを比較し、さらに、第2百分率に対する第1百分率の変化量を算出し、当該算出された変化量と、予め設定された当該ブロックの体積変化量の範囲とを比較し、当該算出された変化量が体積変化量の範囲を超えている場合に、当該ブロック(領域)が異常であると判断する。選択機能13は、分割機能12により分割された複数のブロックから、異常が存在するブロック(領域)を対象領域として選択する。さらに、抽出機能14は、当該対象領域と脳機能が関連する関連領域を抽出し、出力機能によってスキャン対象領域を出力する。
例えば、図10では、計算機能によって、尾状核尾領域(Caudate_tail)、大脳皮質領域(Cerebral Cortex)、海馬領域(Hippocampus)及び第三脳室領域(III_ventricle)の体積、及び、脳全体に占める各領域の百分率が算出される場合の例を示している。また、図10では、比較機能により得られた基準百分率に対する各領域の百分率の変化量を示す値を括弧内に示しており、尾状核尾領域の変化量及び第三脳室領域の変化量については、それぞれ予め設定された体積変化量の範囲を超えていることを示している。ここで、図中の下向きの矢印は、表示体積が小さ過ぎることを示し、上向きの矢印は、体積が大き過ぎることを示している。従って、図10に示す例では、選択機能13は、尾状核尾領域及び第三脳室領域を対象領域として選択する。
なお、図10では、体積が異常である領域を示しているが、もちろん、大きさ、位置、画像階調、磁気共鳴信号等の他のパラメータが異常である領域であってもよい。
これにより、分割機能12によって、脳全体のボリュームデータを複数の領域に分割した後に、計算機能及び比較機能によって、異常が存在する対象領域を得ることができる。従って、ユーザが脳のボリュームデータを分割した領域を自身で選択する必要がなく、それにより、ユーザが対象領域を選択する際にかかる時間を省き、撮像を容易に行えるようになる。
同様に、第2の実施形態において、医用画像診断装置20が、前記計算機能及び前記比較機能をさらに備えてもよい。これにより、前記第1の実施形態の效果と同様の効果を奏することができる。ここで、計算機能は、計算部の他の一例である。また、比較機能は、比較部の他の一例である。
また、第1の実施形態において、医用画像診断装置10は、脳のボリュームデータを分割した領域のアトラスを予め記憶する記憶回路をさらに備えてもよい。ここで、記憶回路は、第3の記憶部の一例である。選択機能13は、ユーザが当該アトラスから脳分割後の領域を選択した際に、自動的に、分割機能12により被検体の脳を分割した複数の領域から、対応する領域を対象領域として選択する。さらに、抽出機能14は、当該対象領域と脳機能が関連する関連領域を抽出し、出力機能によってスキャン対象領域を出力する。
例えば、図11における右上の図、右下の図及び左下の図は、それぞれ、記憶回路が予め記憶した脳のアキシャル断面、コロナル断面及びサジタル断面のアトラスを示しており、左上の図は、前記各断面のアトラスから選択された脳分割後のブロック(領域)を示している。つまり、ユーザが、前記各断面のアトラスから左上の図に示す2つのブロック(領域)を選択した時、選択機能13は、自動的に、分割機能12により分割された複数の領域のうちから対応する2つの領域を対象領域として選択する。
これにより、選択機能13は、ユーザがアトラスから注目したい領域を選択した際に、自動的に、被検体の脳分割領域から対応する領域を対象領域として選択することができる。従って、ユーザが脳のボリュームデータを分割した領域を自身で選択する必要がなく、それにより、ユーザが対象領域を選択する際にかかる時間を省き、撮像を容易に行えるようになる。
同様に、第2の実施形態において、医用画像診断装置20の記憶回路26が、脳を分割したアトラスを予め記憶してもよい。ここで、記憶回路26は、第3の記憶部の他の一例である。選択機能23は、ユーザがこのアトラスから脳分割後の領域を選択した際に、自動的に、分割機能22により被検体の脳を分割してなる複数の領域から対応する領域を対象領域として選択する。さらに、抽出機能24は、当該対象領域と脳機能が関連する脳神経領域を抽出し、出力機能25は、スキャン対象領域を出力する。これにより、前記第1の実施形態の效果と同様の效果を奏することができる。
なお、上述した説明で用いた「プロセッサ」という文言は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、GPU(Graphics Processing Unit)、或いは、特定用途向け集積回路(Application Specific Integrated Circuit:ASIC)、プログラマブル論理デバイス(例えば、単純プログラマブル論理デバイス(Simple Programmable Logic Device:SPLD)、複合プログラマブル論理デバイス(Complex Programmable Logic Device:CPLD)、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ(Field Programmable Gate Array:FPGA))等の回路を意味する。なお、記憶回路にプログラムを保存する代わりに、プロセッサの回路内にプログラムを直接組み込むように構成しても構わない。この場合には、プロセッサは回路内に組み込まれたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。また、本実施形態の各プロセッサは、プロセッサごとに単一の回路として構成される場合に限らず、複数の独立した回路を組み合わせて1つのプロセッサとして構成され、その機能を実現するようにしてもよい。さらに、図1における複数の構成要素を1つのプロセッサへ統合してその機能を実現するようにしてもよい。
ここで、プロセッサによって実行されるプログラムは、例えば、ROM(Read Only Memory)や記憶回路等に予め組み込まれて提供される。このプログラムは、これらの装置にインストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでCD(Compact Disk)-ROM、FD(Flexible Disk)、CD-R(Recordable)、DVD(Digital Versatile Disk)等のコンピュータで読み取り可能な記憶媒体に記録されて提供されてもよい。また、このプログラムは、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納され、ネットワーク経由でダウンロードされることにより提供又は配布されてもよい。例えば、このプログラムは、上述した各機能部を含むモジュールで構成される。実際のハードウェアとしては、CPUが、ROM等の記憶媒体からプログラムを読み出して実行することにより、各モジュールが主記憶装置上にロードされて、主記憶装置上に生成される。
以上説明した少なくとも1つの実施形態によれば、本発明が解決しようとする課題は、スキャン対象領域を容易に設定することができる。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
1,2 医用撮像装置
10,20 医用画像診断装置
11,21 走査機能
13,23 選択機能
14,24 抽出機能
15,25 出力機能
26 記憶回路
27 判断機能

Claims (11)

  1. 被検体の脳をスキャンすることにより生成された画像データを取得する画像取得部と、
    前記画像データのうちから対象領域を選択する選択部と、
    前記対象領域と脳機能が関連する関連領域を追加領域として抽出する抽出部と、
    前記対象領域及び前記追加領域を含むスキャン対象領域を出力する出力部と、
    を備える、医用画像診断装置。
  2. 前記対象領域及び前記追加領域は、前記被検体の脳のうちの右脳及び左脳のいずれか一方に対して設定されるものであって、
    前記出力部は、前記右脳及び左脳のうちの前記対象領域及び前記追加領域が設定されていない他方に対して、前記対象領域及び前記追加領域に対応する領域を含む領域を更に前記スキャン対象領域として設定する、
    請求項1に記載の医用画像診断装置。
  3. 前記出力部によって出力された前記スキャン対象領域を、前記被検体を特定するための被検体特定情報と関連付けて記憶する第1の記憶部を更に備える、
    請求項1又は2に記載の医用画像診断装置。
  4. 複数の病変パターンについて、当該病変パターンと、前記脳に含まれる領域とを関連付けて記憶する第2の記憶部を更に備え、
    前記選択部は、前記複数の病変パターンのうちのいずれかをユーザが選択することにより、選択された病変パターンに対応する領域を前記第2の記憶部から読み出し、読み出した領域を前記対象領域として選択する、
    請求項1又は2に記載の医用画像診断装置。
  5. 前記画像データに基づいて、前記脳に含まれる領域に関するパラメータを計算する計算部と、
    前記計算部によって計算された前記パラメータと、前記領域に対して予め設定された前記パラメータの範囲とを比較して、前記計算部によって計算された前記パラメータが前記パラメータの範囲外にある場合に、前記領域が異常領域であると判断する比較部と、
    を更に備え、
    前記選択部は、前記異常領域を前記対象領域として選択する、
    請求項1又は2に記載の医用画像診断装置。
  6. 前記脳のボリュームデータを複数の領域に分割したアトラスを予め記憶する第3の記憶部を更に備え、
    前記選択部は、ユーザが前記アトラスから前記複数の領域のうちのいずれかを選択した場合に、選択された領域に対応する領域を前記画像データにおける前記脳に含まれる領域から特定し、特定した領域を前記対象領域として選択する、
    請求項1又は2に記載の医用画像診断装置。
  7. 前記関連領域は、脳神経領域である、
    請求項1に記載の医用画像診断装置。
  8. 同一の脳機能に関する神経路を構成する複数の前記脳神経領域を関連付けた関連情報を記憶する第4の記憶部と、
    前記選択部によって選択された前記対象領域の脳機能を判断する判断部と、
    を更に備え、
    前記抽出部は、前記関連情報を参照して、前記対象領域の脳機能と同一の脳機能に関する神経路を構成する脳神経領域を特定し、特定した脳神経領域を前記画像データのうちから前記追加領域として抽出する、
    請求項7に記載の医用画像診断装置。
  9. 請求項1~8のいずれか1つに記載の医用画像診断装置と、
    前記スキャン対象領域を励起するための励起信号及び前記スキャン対象領域に対するスキャン条件を設定する設定部と、
    前記励起信号及び前記スキャン条件によって前記スキャン対象領域をスキャンする撮像部と、
    を備える、医用撮像装置。
  10. 被検体の脳をスキャンすることにより生成された画像データを取得する画像取得部と、
    前記画像データのうちから対象領域を選択する選択部と、
    前記対象領域と脳機能が関連する関連領域を追加領域として抽出する抽出部と、
    前記対象領域及び前記追加領域を含むスキャン対象領域を出力する出力部と、
    前記スキャン対象領域を励起するための励起信号及び前記スキャン対象領域に対するスキャン条件を設定する設定部と、
    前記励起信号及び前記スキャン条件によって前記スキャン対象領域をスキャンする撮像部と、
    を備える、医用撮像装置。
  11. 被検体の脳をスキャンすることにより生成された画像データを取得し、
    前記画像データのうちから対象領域を選択し、
    前記対象領域と脳機能が関連する関連領域を追加領域として抽出し、
    前記対象領域及び前記追加領域を含むスキャン対象領域を出力する、
    ことを含む、医用撮像方法。
JP2019143154A 2018-11-23 2019-08-02 医用画像診断装置、医用撮像装置及び医用撮像方法 Active JP7274972B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811405328.6A CN111223103B (zh) 2018-11-23 2018-11-23 医用图像诊断装置以及医用摄像装置
CN201811405328.6 2018-11-23

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2020081851A JP2020081851A (ja) 2020-06-04
JP7274972B2 true JP7274972B2 (ja) 2023-05-17

Family

ID=70770698

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019143154A Active JP7274972B2 (ja) 2018-11-23 2019-08-02 医用画像診断装置、医用撮像装置及び医用撮像方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11544842B2 (ja)
JP (1) JP7274972B2 (ja)
CN (1) CN111223103B (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11515041B1 (en) * 2021-09-02 2022-11-29 Omniscient Neurotechnology Pty Limited Display of subset brain graph by shading nodes
US11694806B2 (en) * 2021-11-19 2023-07-04 Omniscient Neurotechnology Pty Limited Systems and methods for grouping brain parcellation data

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008132032A (ja) 2006-11-27 2008-06-12 Hitachi Ltd 神経線維束計測システム及び画像処理システム
US20140155730A1 (en) 2010-12-17 2014-06-05 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Apparatus, method and computer-accessible medium for diagnosing and subtyping psychiatric diseases
JP2014217698A (ja) 2013-05-10 2014-11-20 株式会社東芝 画像処理装置及び磁気共鳴イメージング装置
JP2016220963A (ja) 2015-05-29 2016-12-28 東芝メディカルシステムズ株式会社 医用画像処理装置及び磁気共鳴イメージング装置
JP2019535424A (ja) 2016-11-22 2019-12-12 ハイパーファイン リサーチ,インコーポレイテッド 磁気共鳴画像における自動検出のためのシステムおよび方法

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4129375B2 (ja) * 2002-08-13 2008-08-06 株式会社東芝 医用画像診断装置および画像領域指定支援方法
US7788144B2 (en) * 2004-09-01 2010-08-31 Microsoft Corporation System and method for storing and presenting images and related items to a user
US8190232B2 (en) 2007-10-04 2012-05-29 Siemens Aktiengesellschaft Automatic alignment of magnetic resonance imaging (MRI) brain scan by anatomic landmarks
US8388529B2 (en) * 2008-07-08 2013-03-05 International Business Machines Corporation Differential diagnosis of neuropsychiatric conditions
JP5313636B2 (ja) * 2008-11-10 2013-10-09 株式会社日立メディコ 磁気共鳴イメージング装置
JP5518970B2 (ja) * 2012-09-28 2014-06-11 株式会社東芝 画像表示装置
US8848201B1 (en) * 2012-10-20 2014-09-30 Google Inc. Multi-modal three-dimensional scanning of objects
WO2014081023A1 (ja) * 2012-11-22 2014-05-30 株式会社東芝 磁気共鳴イメージング装置
US9466129B2 (en) * 2013-06-13 2016-10-11 Toshiba Medical Systems Corporation Apparatus and method of processing background image of medical display image
KR102372214B1 (ko) * 2015-01-19 2022-03-14 삼성전자주식회사 영상 처리 장치, 의료영상 장치 및 영상 처리 방법
CN105989092A (zh) * 2015-02-12 2016-10-05 东芝医疗系统株式会社 医学图像处理设备、医学图像处理方法以及医学成像系统
JP6707330B2 (ja) * 2015-09-10 2020-06-10 キヤノンメディカルシステムズ株式会社 画像処理装置及び磁気共鳴イメージング装置
JP6399554B2 (ja) * 2015-12-22 2018-10-03 高知県公立大学法人 Mr画像の超解像化システム
JP6809851B2 (ja) * 2016-09-12 2021-01-06 キヤノンメディカルシステムズ株式会社 医用画像診断装置及び医用画像処理装置
WO2018227449A1 (en) * 2017-06-15 2018-12-20 Shanghai United Imaging Healthcare Co., Ltd. Imaging systems and methods thereof
WO2019044081A1 (ja) * 2017-08-29 2019-03-07 富士フイルム株式会社 医用画像表示装置、方法及びプログラム

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008132032A (ja) 2006-11-27 2008-06-12 Hitachi Ltd 神経線維束計測システム及び画像処理システム
US20140155730A1 (en) 2010-12-17 2014-06-05 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Apparatus, method and computer-accessible medium for diagnosing and subtyping psychiatric diseases
JP2014217698A (ja) 2013-05-10 2014-11-20 株式会社東芝 画像処理装置及び磁気共鳴イメージング装置
JP2016220963A (ja) 2015-05-29 2016-12-28 東芝メディカルシステムズ株式会社 医用画像処理装置及び磁気共鳴イメージング装置
JP2019535424A (ja) 2016-11-22 2019-12-12 ハイパーファイン リサーチ,インコーポレイテッド 磁気共鳴画像における自動検出のためのシステムおよび方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN111223103B (zh) 2023-11-21
US11544842B2 (en) 2023-01-03
US20200167912A1 (en) 2020-05-28
JP2020081851A (ja) 2020-06-04
CN111223103A (zh) 2020-06-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7246864B2 (ja) 画像処理装置、磁気共鳴イメージング装置及び画像処理プログラム
US20190223750A1 (en) Medical image diagnostic apparatus and medical image display apparatus for volume image correlations
US11903745B2 (en) Image processing apparatus
JP2017051483A (ja) 画像処理装置及び磁気共鳴イメージング装置
JP2004073379A (ja) 医用画像診断装置および画像領域指定支援方法
US8855382B2 (en) MRI mammography with facilitated comparison to other mammography images
US10769823B2 (en) Image processing apparatus, magnetic resonance imaging apparatus, and storage medium
JP7274972B2 (ja) 医用画像診断装置、医用撮像装置及び医用撮像方法
CN104717920B (zh) 磁共振成像装置以及磁共振成像方法
JP2023171516A (ja) 医用情報処理装置及び医用情報処理方法
JP4046212B2 (ja) 磁気共鳴装置
JP7278785B2 (ja) 医用画像診断装置及び医用画像診断システム
JP7106291B2 (ja) 磁気共鳴イメージング装置
JP6615594B2 (ja) 画像処理方法、画像処理装置及び磁気共鳴イメージング装置
US20170071497A1 (en) Magnetic resonance imaging apparatus and image processing apparatus
JP7263219B2 (ja) 磁気共鳴イメージング装置
JP7419145B2 (ja) 医用情報処理装置及び医用情報処理方法
JP7106292B2 (ja) 磁気共鳴イメージング装置
JP2019130310A (ja) 磁気共鳴イメージング装置及び画像処理装置
JP2019180937A (ja) 磁気共鳴イメージング装置、処理装置および硬さ情報生成方法
JP7383509B2 (ja) 医用画像データ処理装置
US20230059426A1 (en) Image segmentation apparatus, image segmentation method, and magnetic resonance imaging apparatus
JP7066381B2 (ja) 磁気共鳴イメージング装置
JP6855239B2 (ja) 磁気共鳴イメージング装置
JP2023027425A (ja) 磁気共鳴イメージング装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220627

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20230315

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230404

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230502

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7274972

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150