JPH0315457B2

JPH0315457B2 -

Info

Publication number: JPH0315457B2
Application number: JP59009759A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Oozeki; Shinichi Tsubura
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1984-01-23
Filing date: 1984-01-23
Publication date: 1991-03-01
Also published as: JPS60152942A; US4674046A

Description

【発明の詳細な説明】［発明の技術分野］本発明は、主として医療診断に用いられる
NMR（nuclear magnetic resonance〜核磁気共
鳴）イメージング技術に係り、特に、CT
（computed tomography〜コンピユータ断層法）
を応用してNMRイメージングを行なうNMR−
CT（NMRコンピユータ断層装置）の撮像スキヤ
ン計画をたてるための装置としてのNMR−CT
スキヤン計画装置に関するものである。

［発明の技術的背景］近年、Ｘ線CT診断装置の急速な開発・進歩に
より診断医学は新たな時代を迎えた。それは、旧
来のＸ線撮影写真が、Ｘ線照射方向に沿う１次元
分が失われた情報であつたのに対し、それを回復
した情報による画像をＸ線CTが提供したためで
ある。さらに、上記Ｘ線CTでは基本的には横断
面の像しか得られなかつたのに対し、最近では、
NMR−CTが登場して容易に種々の方向の断面
が撮れるようになり一層の進歩が期待されてい
る。

また、上記Ｘ線CTには適確な位置の断面を撮
像するためのスキヤン計画装置が提供されてい
る。このＸ線CTスキヤン計画装置は、体軸に沿
つてＸ線管、Ｘ線検出器を移動させることによつ
て得られるスキヤノ像を用い、このスキヤノ像に
対して撮像したい断面の位置を指定し、その指定
位置について撮影（データ収集）を行なうもので
ある。しかし、任意の断面が撮れるという複雑さ
のため、従来、NMR−CTには適切なスキヤン
計画装置は存在しなかつた。

［背景技術の問題点］ NMR−CTにおいて撮像を行なう場合、現状
では像を得ようとする部分近傍について何枚も
（何画像も）条件を変えて撮像しているが、この
ため結果的には不要な撮像や撮り直し等が避けら
れず被検体すなわち患者等に本来不要な精神的、
肉体的な負担を課してしまう。また、Ｘ線CTで
はスキヤン計画装置は横断面指定であるので、こ
の場合に任意の断面を得ようとすれば、断面変換
を行ない所要方向の断面を補間により再構成して
得ることになるが、その像は補間により不鮮明な
ものとならざるをえない。また、NMR−CTで
通常のＸ線写真のような像を構成するDR
（digital radiography〜デイジタルラジオグラフ
イ）としてのスキヤノ像を得るには、結局、全断
面のデータを求めた後、そのデータよりスキヤノ
像を再投影して構成することになつてしまう。ま
して、NMR−CTは任意の断面を撮像すること
が可能であるため、スキヤン計画をたてる場合、
スキヤノ像のように方向が定まつた像では適切な
断面設定を行なうことができず、種々の視点より
被検体を眺めた像により最適断面を設定しなけれ
ば、有効で適確な断面設定は行なえない。

［発明の目的］本発明の目的とするところは、種々の視点より
眺めた形で容易に且つ適確に撮像断面を指定する
ことができ、しかも処理操作も簡易なNMR−
CTスキヤン計画装置を提供することにある。

［発明の概要］本発明は、所定の断面についてNMRデータ収
集を行ないNMR−CT像を得る撮像手段と、こ
の撮像手段を制御し被検体の複数の平行断面につ
いてデータ収集を行なわせる第１の撮像制御手段
と、この第１の撮像制御手段により得られた複数
の平行断面についての２次元画像データに基づき
これら各平行断面の間を線形補間して上記全平行
断面間にわたる３次元画像データを得る３次元画
像形成手段と、この３次元画像形成手段で得た３
次元画像データに基づき上記被検体の３次元画像
を表示する画像表示手段と、外部より座標情報を
入力するための座標入力手段と、上記画像表示手
段と関連して動作し上記座標入力手段の入力に応
じて上記画像表示手段に表示された上記３次元画
像の表示視点位置を変更する視点位置制御手段
と、この視点位置制御手段と関連して動作し上記
座標入力手段の入力に応じて上記画像表示手段に
よる表示画像上の所望の位置にに断面位置を示す
像を表示するとともにこの表示断面像位置に対応
する撮像断面位置情報を得る撮像断面設定制御手
段と、この撮像断面設定制御手段により設定され
た断面位置情報に応じて上記撮像手段を制御し上
記表示断面像位置に対応する断面について上記被
検体からデータ収集を行なわせる第２の撮像制御
手段とを具備することを特徴としている。

［発明の実施例］まず、本発明の一実施例における中心的処理で
ある断面設定操作について概略を説明する。

第１図は、表示装置例えばCRT（陰極線管）デ
イスプレイ上に表示された画面の一例を模式的に
示すものである。すなわち、補助線１のように被
検体２は３次元表示されており、この像は自由な
視点から眺めた画像として表示することができ
る。そして、この画像に断面位置を示すROI
（region of interest〜関心領域）像３が重なつて
同一画面に表示される。この例ではROI像として
平面状のROIすなわち面ROIを使用している。さ
らに、このROI面によつて被検体２が切られた断
面の像４も合せて表示することができる。この場
合、ROIは、上記面ROIの他、線ROI、円ROI、
自由ROI等を自由に設定使用することが可能であ
り、また、自由に位置大きさ等を変えることが可
能である。このROIがセツトされるとNMR−
CTはセツトされたROIの示すスキヤン計画にし
たがつて当該断面についてのデータ収集を開始す
るのである。この点についての詳細は後述する
（第３図に関する説明の際に詳述する）。

本実施例における主要部分の装置構成を第２図
に示す。

CPU（中央処理装置）５に対し、DMA（ダイレ
クトメモリアクセス）バス６を介して磁気デイス
ク７、フロツピデイスク８、磁気テープ９および
光デイスク１０など、各種メモリが接続されてい
る。さらに、同様にDMAバス６を介してCPU５
に画像コントローラ１１が接続されており、この
画像コントローラ１１にはイメージメモリ１２お
よびCRTデイスプレイ１７が接続されている。
また、CPU５には、Ｉ／Ｏバス１３を介して、
キーボード１４およびトラツクボールまたはマウ
ス等のごとき座標入力装置１５が接続されてい
る。さらに、キーボード１４にはキヤラクタコン
トローラ１６が接続されており、このキヤラクタ
コントローラ１６はやはりCRTデイスプレイ１
７に接続されている。キーボード１４、座標入力
装置１５からのキー入力、ROI座標入力に応じ画
像コントローラ１１、キヤラクタコントローラ１
６の各コントローラの制御によつてメモリからの
データ伝送を行ない、被検体２の３次元表示、
ROI表示をコンソールのCRTデイスプレイ１７
上に表示し、且つROIの設定を行なう。

この装置における処理の流れを詳細に示したの
が第３図のフローチヤートである。

マン（人間）とマシン（機械、このばあい本装
置）間の処理形式は対話処理で行なわれる。

第３図において、処理が１８でスタートされる
と、まず、１９で被検体に対し比較的粗い間隔
（殊更粗くする必要はないが、ある程度粗くても
実用上充分である）の複数の平行断面についてデ
ータ収集が行なわれ、得られた複数の平行断面像
情報相互間に対して線形補間２０が施されて３次
元の被検体画像データが得られる。この様子を第
４図に模式的に示した。

すなわち、平行に且つ比較的粗い間隔で任意に
定めた特定方向の断面４９についての断面像を複
数枚撮像することにより、上記複数の断面４９に
ついての画像データを得る。次に、その平行断面
のデータ収集によつては得られなかつた上記断面
４９相互間の情報を得るために、断面４９の上記
データ収集により得られた画像情報をもとにして
線形補間を行なう。こうして、上記断面４９の中
間部５０についての補間データを得ることによ
り、被検体の３次元画像データを得てメモリに貯
えるのである。

再び第３図に戻つて説明を続ける。

上記３次元画像データを得た後、２１でNMR
−CTの断面撮像の条件の設定状態をリセツトし、
後に設定されるスキヤン画面についてのみNMR
−CTが撮像を行なうようにする。次に、２２で
画面とROIのどちらをコントロール、セツトする
かがオペレータにより入力される。ループの初回
では、通常、画面セツト側２３が指示されるもの
とし、この画面セツトに際しては、キーボード入
力２４、座標入力装置入力２５等により、画像表
示の視点が指示入力され、先の３次元画像データ
に基づき３次元表示処理２６が行なわれて、２７
でCRTデイスプレイ上に、上記指示入力に基づ
く視点による被検体の３次元表示画像が出力表示
される。但し、当初の、すなわち視点が指示入力
される前の状態では装置の機械的な基準正面から
の視点が設定され表示に用いられる。次に、２９
でその時の表示状態でよいかどうかがオペレータ
によるキーボード入力２８で指示され、上記表示
状態でよい場合には表示画面セツトの指示入力に
より、３０の経路を通つて次の処理３２へ移る。
２９では、キーボードからの表示画面セツトの指
示入力がない限りは、３１の経路へ進み視点設定
がされる毎にそれに応じて表示画面を動かして表
示を続ける。表示画面がセツトされると、３２で
この画面およびROIのセツトを行なつてよいのか
どうかの確認が行なわれる。この場合、この時点
では未だROIが設定されていないので、３３の経
路を通り、２２へ戻る。今度は、通常、ROIコン
トロール、セツトがオペレータから指示され、３
４の経路へ進む。そして、上述の画面設定の場合
と同様に、キーボード入力３５、座標入力装置入
力３６により、ROIの位置、大きさ等が指示さ
れ、３次元のROI表示処理３７に基づくCRTデ
イスプレイ出力２７によりROI像表示が行なわれ
る。このROIも画面設定の場合と同様に最初の設
定入力が行なわれる前には正面からの視線方向に
垂直なROIが表示される。ここで、CRTデイス
プレイ２７においては、先の３次元表示像に重ね
てROI像が同一画面上に出力表示され、オペレー
タはこの３次元表示された画面を見ながらROI指
定（断面指定）を行なうことができる。さらに、
これも画面設定の場合と同様に、３９でキーボー
ド入力３８によるROIセツトの指示を受けるまで
４０の経路を通つて連続的に繰返しROI表示を変
え、コントロールすることが可能である。ROIセ
ツトされると、４１の経路を通り、３２で画面、
ROI両者のセツトを行なつて良いか否かの確認を
求める。キーボード入力４２による指示で確認を
受けると、次の処理４４へ移り、オペレータがこ
の画面、ROIの設定を変更する指示を出すと、３
３の経路を経て再び２２へ戻り、同様の処理を繰
返すことになる。この間、オペレータの指示入力
により、予想される断面像を上記補間による３次
元画像データに基づいて出力することも可能であ
る。上記両者のセツトの確認を受けると、４４で
このときのROI指定による断面の条件（枚数等も
含めて）を記憶する。そして、４５で全ての撮影
したい断面の指定が終つたかどうか確認を求め
る。さらに、他の断面を指定したいときには、そ
の旨の指示入力により４６の経路を通り、２１に
戻つて表示画面のリセツトを行なつた後、上述と
同様にして他の断面を指定する。なお、上述の２
２において、最初に３次元画像を設定せずに、先
ずROIを設定、固定してから、３次元画像を動か
して断面指定を行なうことも可能である。４５の
全断面セツトの確認に際してのキーボード入力４
７が断面指定終了を指示するものであれば、４８
で本装置の処理は終了し、セツトされた条件にし
たがつてNMR−CTはスキヤン、撮影を開始す
る。

被検体の３次元表示およびその設定についての
具体的な例を第５図に示す。

ここで、被検体像５１は模式的に示した被検体
像（この場合被検体を例えば人体と考え、一端の
円錐状の部分を頭部と考えている）である。今、
最初の画像として、第５図ａの画像が表示された
とする。画面セツトを指示しない限り装置の処理
は第３図の３１の経路を通りループを回り続け
る。そして、座標入力装置により連続的に入力が
行なわれると、連続的に視点が変動して画像が表
示されるので、あたかも動画のように表示画像の
向きが変化する。この表示画面を見ながら、例え
ば図示矢印５２の方向に対応してトラツクボール
を回すというようにして、座標入力装置による入
力を行なうと、画面上で被検体像５１が回転して
第５図ｂのような表示画面になる。（なお、上述
では、座標入力装置１５の入力２５により視点を
変えると述べたが、実際に入力する方向は視点が
移動する方向ではなく、その逆の物体が動く方向
の形で入力するほうが望ましい。これは、一般に
はそのほうが表示画面との対応における操作性が
良いからである。）第５図ｂの表示画面において、
矢印５３の方向を座標入力装置で入力た後の画像
が第５図ｃであり、さらに矢印５４の方向を入力
すると、第５図ｄのような表示画面が得られる。
もちろん、第５図ａの状態から同図ｄの状態へ直
ちに動かすことも可能であり、座標入力装置１５
は３次元的に方向を入力することができる。この
例では、最終的に第５図ｄに示すような表示画面
（視点）をセツトしたとする。

次にこのような視点におけるROIの設定につい
ての例を第６図に示す。第５図ｄのように被検体
像５１の表示画面がセツトされたので、次に第６
図ａに示すようにROIが表示される。この例では
面ROI像５４が指示（表示）されている。また、
このROIによつて切られた場合の切断面の像５５
を、指示により、併せて表示させることもでき
る。そして、上述した画面設定の場合と同様に、
座標入力装置によりROIを動かしたい方向５６を
入力することにより、ROIを連続的に動かすこと
が可能である。このとき、画面は既に設定されて
いるので動かず、ROIだけが動く。第６図ａにお
いて、矢印５６の方向へROIを動かすと、第６図
ｂの状態となる。さらに、矢印５７の方向へROI
を動かすと第６図ｃ、矢印５８の方向へ動かすと
第６図ｄがそれぞれ表示される。今、第６図ｄの
ようにROIを設定（指定）したとすると、最終的
にこの条件にしたがつて断面が撮像されることに
なる。

この装置の処理では、次に、本当にその指定で
良いかどうかキー入力を求め、さらに、もしも必
要ならば、ここで予想断面の画像を２次元表示さ
せることもできる。次いで、更にその他の断面に
ついても枚数等の撮影条件も含めてセツトが行な
われた後、全断面セツトの最終確認が行なわれ、
本処理ルーチンを抜け出る。そして、上記セツト
された条件にしたがつての撮影が行なわれるので
ある。

なお、断面指定に使われるROIとしては、線
ROI、点ROI、円、方形等種々の形の面ROIおよ
び自由ROIがあり、さらにこれらを組合せて使用
することもできる。

そこで、上述した面ROI以外のROIを用いる場
合の例を示したのが第７図である。

まず、点ROIで１点を指定した場合の例が第７
図ａである。このとき、第７図ａに示すように３
次元座標軸をとると、点ROI５９を含みｘ−ｙ平
面に平行な平面６０を断面として指定することに
なる。

線ROIを指定した場合を示すのが第７図ｂであ
る。これは、線ROIを含みｙ−ｚ平面に直角な平
面を断面として指定することになる。

線ROIと点ROIを組合わせた場合の例が第７図
ｃ，ｄである。３次元表示上の線ROI、点ROI
は、実際には正確な断面位置を指定するのが難し
いため、補助的表示として２次元表示も使用して
点、線ROIを指定する。その２次元表示像の例も
含めて詳しく示したのが第７図ｃである。被検体
像６３の２つの断面位置の像６４，６５が指示さ
れ、これらの位置の断面の画像６６，６７が補助
的に２次元表示される。６６において、線ROI６
８（または点ROI）が指定され、６７において、
点ROI６９（または線ROI）が指定されると、こ
れらのROI６８，６９によつて決定される面７０
を断面として指定したことになる。また、線ROI
を回転軸と見なす軸ROIとした場合が第７図ｄで
ある。これは、この軸ROI７１に垂直で且つ点
ROI７２を含む平面７３を断面として指定したこ
とになる。この軸ROIと点ROIによる断面指定は
任意の方向の平行断面を複数枚撮像することに効
果的に利用でき、これを用いれば複数枚のＸ線
CT像の診断と同様な診断を任意の向きについて
行なうことができる。

この他、第７図ｅに点ROI７４を３点指定した
場合、第７図ｆに延長すれば交わる２本の線ROI
を指定した場合などを示すように、面７５，７７
を決定できれば断面は指定される。

以上の断面指定の際、図示のように、それぞれ
決定された指定断面を示す面ROI像も表示され、
これにより切断される断面の２次元画像も、必要
に応じオペレータの指示によつて表示させること
ができる。

このようにして、先ず比較的粗い収集により３
次元像を構成してから、その３次元像を種々の視
点から眺められるために、より適切な撮像断面を
選択し指定することが可能となる。また、その断
面指定時の表示像も３次元像であり、操作の方法
もROI指定の形で対話形式で行なうため、操作ミ
スを招く危険も低く押えられる。さらに、この装
置により、任意の断面を撮影できるというNMR
−CTの特徴を存分に活かすことが可能となり、
不鮮明な補間像ではなく鮮明な像を提供できるこ
とにより、診断能を一層向上させることができ
る。さらに、その結果、不要な撮像や撮り直しを
低減しまたはこれらを皆無とすることができて、
被検体例えば患者の不要な負担を無くし、医師や
オペレータ等の手間も低減でき、ひいては医療費
のロスを低減することも可能となる。

また、上述において、最初の複数の平行断面に
ついての撮像は比較的粗い間隔で行なうとして説
明したが、これは線形補間により３次元表示を行
なつて断面指定を行なうための撮像であるので、
この断面指定が可能な範囲内であれば粗くてもよ
いということを意味しており、粗くなくとも別に
問題はない。したがつて、例えば断面設定をする
以前の状態での平行断面の撮像ピツチが複数種選
択できるような撮像系を用いる場合は、粗い方の
データ収集でよい。

なお、本発明は上述し且つ図面に示す実施例に
のみ限定されることなくその要旨を変更しない範
囲内で種々変形して実施することができる。

［発明の効果］本発明によれば、種々の視点より眺めた形で容
易に且つ適確に撮像断面を指定することができ、
しかも処理操作も簡易なNMR−CTスキヤン計
画装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における断面設定時
の画面表示の一例を示す図、第２図は同実施例の
装置構成を示すブロツク図、第３図は同実施例の
処理の流れを示すフローチヤート、第４図は同実
施例を説明するための模式図、第５図〜第７図は
同実施例を説明するための表示画面の模式図であ
る。５……CPU、６……DMAバス、７……磁気デ
イスク、８……フロツピデイスク、９……磁気テ
ープ、１０……光デイスク、１１……画像コント
ローラ、１２……イメージメモリ、１３……Ｉ／
Ｏバス、１４……キーボード、１５……座標入力
装置、１６……キヤラクタコントローラ、１７…
…CRTデイスプレイ。

Claims

【特許請求の範囲】

１所定の断面についてNMRデータ収集を行な
いNMR−CT像を得る撮像手段と、この撮像手
段を制御し被検体の複数の平行断面についてデー
タ収集を行なわせる第１の撮像制御手段と、この
第１の撮像制御手段により得られた複数の平行断
面についての２次元画像データに基づきこれら各
平行断面の間を線形補間して上記全平行断面間に
わたる３次元画像データを得る３次元画像形成手
段と、この３次元画像形成手段で得た３次元画像
データに基づき上記被検体の３次元画像を表示す
る画像表示手段と、外部より座標情報を入力する
ための座標入力手段と、上記画像表示手段と関連
して動作し上記座標入力手段の入力に応じて上記
画像表示手段に表示された上記３次元画像の表示
視点位置を変更する視点位置制御手段と、この視
点位置制御手段と関連して動作し上記座標入力手
段の入力に応じて上記画像表示手段による表示画
像上の所望の位置に断面位置を示す像を表示する
とともにこの表示断面像位置に対応する撮像断面
位置情報を得る撮像断面設定制御手段と、この撮
像断面設定制御手段により設定された断面位置情
報に応じて上記撮像手段を制御し上記表示断面像
位置に対応する断面について上記被検体からデー
タ収集を行なわせる第２の撮像制御手段とを具備
したことを特徴とするNMR−CTスキヤン計画
装置。