JPH04319335A - Ｍｒｉ撮影方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磁気共鳴撮像：Ｍａｇ
ｎｅｔｉｃ　Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ　Ｉｍａｇｅｉｎｇ　
　（以下、ＭＲＩと略す）装置に関し、特にルーチンワ
ークを対象とした断層像撮影を自動的に行なうために好
適なＭＲＩ撮影方法。

【０００２】

【従来の技術】ＭＲＩは、人体の断層像を人体に無侵襲
に撮影することができる医用診断装置で、年々その普及
は進んでいる。

【０００３】ＭＲＩ装置は、人体を静磁場中に置き、高
周波磁場，傾斜磁場を印加することによってある特定の
核種に磁気共鳴現象を誘起させ、その共鳴した核種から
放出される電磁場を観測し、画像化する装置である。

【０００４】その特徴は、高周波磁場や傾斜磁場の印加
タイミングや印加強度の制御を司るパルスシーケンスを
アレンジすることで密度像のみでなく血管像やケミカル
シフト像等様々な診断情報を得ることができることや、
横断像のみでなく任意方向の断層像を撮影することがで
きる等があげられる。

【０００５】これらの特徴から、現在のＭＲＩ装置では
多数のパルスシーケンスを用意しており、その中から臨
床医が診断に最適なパルスシーケンスを選択するように
なっている。またシーケンスパラメータ（パルスシーケ
ンスの撮影繰返し時間（ＴＲ）やエコー時間（ＴＥ）等
のパラメータ）は任意に変更できるようになっており、
スライス選択においても任意の位置が指定できる。

【０００６】このＭＲＩ装置を用いた一般病院での一般
的な撮影方法は、 １．まず、人体の解剖学的情報をつかむために、軸断面
に断層像を撮影する。

【０００７】この際、撮影部位選択，パルスシーケンス
選択，シーケンスパラメータの設定等を行なう。

【０００８】２．つぎに、その撮影した断層像を使って
診断に用いる断層像のスライス位置を決定する。

【０００９】３．次に、診断に用いるための断層像を撮
影する。

【００１０】この際、撮影部位選択，パルスシーケンス
選択，シーケンスパラメータの設定等を行なう。

【００１１】４．１から３までを任意の組み合わせで繰
り返す。

【００１２】以上の様な操作で撮影を行なっている。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】ＭＲＩ装置は、パルス
シーケンスをアレンジすることで様々な診断情報を得る
ことができ、また任意方向の断層像を撮影することがで
きるなど色々な撮影方法を有する。このため操作方法は
、各撮影状態に応じた条件設定が行なえるように、断片
的な操作の組み合わせで設定する構造となっている。 しかし最近の臨床現場では、徐々にルーチンワークが固
定化されつつあり、同一部位の撮影においては、パルス
シーケンス，シーケンスパラメータ，スライス方向等同
じであるケースが多い。

【００１４】そこで本発明は、これまで様々な撮影方法
が存在するために多数の条件設定が必要であった撮影操
作を、ルーチンワークに的を絞り、位置決めの自動化や
、撮影目的（撮影部位）毎に指定するパルスシーケンス
名や位置決め方法を記した撮影手順の登録を行なったり
、それに基づく装置制御を行なうことにより、ルーチン
ワークにおける各種部位撮影をワンタッチ操作で実現す
るものである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】まず、（１）位置決めを
行なうための断層像の撮影、（２）撮影結果にもとづき
スライス位置を決定する位置決め処理、（３）決定され
た位置で、診断を行なうための断層像の撮影の３操作を
連続的に行う構造を考える必要がある。そこでまず、こ
れらの操作手順を登録できる手段を提供し、登録された
操作手順にしたがって装置制御処理を行う。

【００１６】撮影手順の登録においては、病院ごとに撮
影手順が異なるため、技師の方が簡単に設定できるよう
に対話的なインターフェースを提供する。

【００１７】撮影手順は、診断目的によって異なるため
柔軟性を持たせることが重要となる。そこで、撮影手順
を読み込んで各制御を行なうソフトウエアをインタプリ
タ形式とする。

【００１８】最後に、一番問題となる位置決めの自動化
であるが、一般的には位置決め用の断層像は短時間で撮
影するためＳ／Ｎの悪い粗雑な画像となる場合が多く、
あらゆる部位に対する位置決めは実現しにくい。そこで
、一般の臨床で使うものに的を絞り、その位置決めアル
ゴリズムを予め数種類登録しておき、ユーザはその中か
ら目的にあったアルゴリズムを選択する構造とした。 当然、新たに位置決めアルゴリズムを登録し機能拡張す
ることは可能である。例えば、１．頭部トランス像撮影
、２．頚部サジタル像撮影、３．椎間円板を含むトラン
ス像撮影のスライス位置決めアルゴリズムを登録してお
く。

【００１９】

【作用】これまで複数回の撮影を経て目的とする断層像
を得るような場合、必ず複数回の操作が必要となり人の
介在無しでは行うことが不可能であった撮影操作を、本
発明により、位置決めの自動化及び撮影の登録化を行う
ことにより最初の１回の撮影操作のみでその後の操作が
不要となり人の介在無しに目的とする断層像を得ること
ができる。

【００２０】また、撮影手順を読み込んで各制御を行な
うソフトウエアをインタプリタ形式としたことにより様
々な撮影手順に対応できる。

【００２１】また、撮影手順を対話的に作成するインタ
ーフェイスを提供することにより、病院のソフトウエア
の知識がないような撮影技師の方にも容易に撮影手順を
作成することができ、病院単位に操作性のよいＭＲＩ装
置を提供できる。

【００２２】

【実施例】以下、本発明の一実施例を述べる。

【００２３】図２は、本発明の適応対象となるＭＲＩ装
置の一実施例におけるブロック図である。均一な静磁場
を発生させる静磁場発生系２０１０，高周波磁場を照射
する高周波磁場発生系２０２０，磁場強度をＸ，Ｙ，Ｚ
方向にそれぞれ独立に変化させることが可能な傾斜磁場
発生系２０３０、を制御して人体に核磁気共鳴現象を誘
起させ、信号計測系２０４０により被検体から発生する
電磁場を受信する。そして処理装置２０５０によって受
信データーの画像再構成を行い、ＣＲＴ２０６０上に再
生結果を表示する，シーケンス制御部２０７０は上記構
成において各系の制御を行なう箇所で、内部にはパルス
シーケンスプログラムを格納するメモリやパルスシーケ
ンスパラメータを格納するメモリ等がある。計算機２０
８０は本発明を実装する装置で、登録された撮影手順に
従ってシーケンス制御部２０７０を制御して撮影を行な
ったり、撮影した画像からの位置決めを自動で行なった
り、撮影手順を自動生成するユーティリティを使って撮
影手順ファイルを作成し、それをファイリングしたりす
る計算機で、ＣＲＴ２０９０は計算機２０８０の入出力
を行なう表示装置である。

【００２４】次に、図３において本発明を実施する際の
撮影操作の一例を示す。３０１０から３０６０は撮影目
的を表している撮影開始コマンドである（このコマンド
名は予め登録されている撮影手順のファイル名である）
。このコマンドを選択することにより撮影が開始される
。選択はマウス３０７０を操作してカーソル３０８０を
目的のコマンド上まで移動させ、移動終了後、マウスの
ボタン３０７１を押すことにより実現する。この選択方
法は、一例にすぎず、タッチパネルやボタンにその機能
を割り当てて行なう等、種々の方法を適用することがで
きる。

【００２５】図１のフローチャートは、ＭＲＩ装置を制
御し目的とする断層像を自動的に得る処理手順を示して
いる。

【００２６】ステップ１０１０は、図３における撮影目
的選択処理を行なうエリアで、選択された撮影手順ファ
イルをステップ１０２０で読み込む。

【００２７】ステップ１０３０は読み込んだデーターの
処理が全て終わったかどうかの処理終了チェックを行な
い、終了ならば処理を終える。続行ならばステップ１０
４０へ移り、処理モードをチェックする。処理モードが
撮影ならばステップ１０５０へ移り、指定されたパルス
シーケンスでスライスアングルテーブルを参照して撮影
を行なう。スライスアングルテーブルは、スライス角度
（位置）を設定するテーブルで、位置決め処理１０６０
によって自動的に設定するか、あるいはアングル設定１
０７０によりユーザが直接スライス角を指定する。

【００２８】図４に撮影手順データの一例を示す。設定
可能な動作は、アングル設定，撮影，位置決めの３つで
動作指定欄４０１０に指定する。欄４０２０は動作指定
欄４０１０で設定される内容によって設定内容が異なり
、欄４０３０は動作指定欄４０１０の内容が位置決めの
場合のみ有効となる。表１に動作指定欄４０１０の内容
と欄４０２０、４０３０との関係を示す。

【００２９】

【表１】

【００３０】図５に、撮影手順を入力するインターフェ
ースを示す。まず動作指定エリア５０１０で、アングル
設定、撮影、位置決めの中から目的とする動作を選択す
る。設定した動作がアングル設定であればスライス角，
撮影であればシーケンス名，位置決めであれば位置決め
のアルゴリム名、をエリア５０２０に設定する。エリア
５０２０への入力は、キーボードを用いて入力するか、
ポップアップメニュー５０４０の中から選択する。動作
が位置決めの場合は、エリア５０３０に撮影手順の何番
目に撮影した像を用いるかを指定する。このインターフ
ェイスで、図４の撮影手順データを自動生成する。自動
生成する際、撮影目的を入力し、その目的をファイル名
としてデータ格納する。

【００３１】本発明を用いた撮影例を図６，図７を用い
て説明する。

【００３２】まず、撮影目的を頸部とし、位置決め像を
トランス像、診断用画像をサジタル像とする場合を例に
説明する。撮影手順を図７に示す。

【００３３】まず、ステップ７０１０でスライスアング
ルテーブルに、トランス像（軸断面像）を撮影する値を
設定する。ステップ７０２０で位置決め像を撮影する〔
図６（Ａ）〕。ステップ７０３０で、撮影手順の２で撮
影した図６（Ａ）の画像に対して位置決めを自動的に行
なう。自動位置決めの方法に関しては別途記述する〔図
６（Ｂ）〕。この際指定されたシーケンスがマルチスラ
イスである場合、〔図６（Ｃ）〕で示すように、位置決
めラインを中心としてスライスラインを設定する。勿論
その他の方法も考えられ、一番左端のスライスラインを
位置決めラインと一致させる方法やユーザーが予め位置
決めラインとの位置関係を指定しておく方法なども考え
られる。ステップ７０４０で、目的像の１つであるＴ１
強調画像を撮影する。撮像例を〔図６（Ｄ）〕に示す。 ステップ７０５０では、Ｔ１強調像と同じスライスアン
グルでＴ２強調像を撮影する。

【００３４】次に頸椎を含む頸部サジタル像の自動位置
決めについて述べる。まず頸部トランス像〔図６（Ａ）
〕に対してしきい値処理を行ない、背景除去を行なう。 次にその背景除去した像に対して慣性主軸を求める。求
めた慣性主軸を、頸椎を含んだ頸部サジタル像の位置決
めラインとする〔図６（Ｂ）〕。これは頸部のトランス
像はほぼ左右対象の構造となり頸椎はその左右の中心に
位置するため、慣性主軸から頸椎を含む頸部サジタル像
の位置決めが行なえる。

【００３５】次に頭部撮影例を図８，図９を用いて説明
する。撮影は、位置決め像にサジタル像を用い、診断用
画像にＯＭラインと平行なトランス像を撮影する場合を
説明する。撮影手順を図９に示す。

【００３６】まず、ステップ９０１０でスライスアング
ルテーブルに、サジタル像（軸断面像）が撮影できる値
を設定する。このサジタル像は人体のほぼ中心位置が撮
影できるよう撮影の際患者をベッドの中心に寝かせる。 ステップ９０２０では位置決め像を撮影する〔図８（Ａ
）〕。ステップ９０３０は、ステップ９０２０で撮影し
た図８（Ａ）の画像に対してＯＭラインの位置決めを自
動的に行なう。自動位置決め方法に関しては別途記述す
る〔図８（Ｂ〜Ｄ）〕。この際指定されたシーケンスが
マルチスライスである場合は頸部のマルチスライスの設
定と同様に位置決めを行なう。ステップ９０４０では目
的像の１つであるＴ１強調画像を撮影する。撮像例を〔
図８（Ｅ）〕に示す。ステップ９０５０では、Ｔ１強調
像と同じスライスアングルでＴ２強調像を撮影する。

【００３７】ＯＭラインに平行な頭部トランス像の自動
位置決め方法について説明する。まず頭部サジタル像〔
図８（Ａ）〕に対してしきい値処理を行ない、背景除去
及び顔前面の輪郭抽出を行なう。次に背景除去した像の
重心を求める〔図８（Ｂ）〕。求めた重心と顔前面の輪
郭との距離を計算し、最も短いものをＯＭラインとする
〔図８（Ｄ）〕。この際ＯＭラインの対象範囲は、重心
を通る平行線に対して上下３０度の幅とする〔図８（Ｃ
）〕。ここで求めたＯＭラインは重心とＮａｓｉｏｎ（
ナジオン：鼻と額の間の窪んでいる個所）を結んだ線と
なる。この線をＯＭラインと仮定するのは、頭部サジタ
ル像の重心が耳とほぼ同位置にあり実際のＯＭライン上
にほぼ位置することから、ＯＭラインと仮定することが
できる。

【００３８】以上により、ルーチンワークでよく用いら
れる頸部サジタル像及び頭部トランス像の自動撮影を行
なうことができる。

【００３９】次に頚部や腰部などの椎骨における椎間円
板のスライスライン決定方法を図１０を用いて説明する
。

【００４０】１．位置決め像としてサジタル像を撮影す
る〔図１０（Ａ）〕。

【００４１】２．マウス１００１０を用いて椎体をピッ
クする〔図１０（Ｂ）〕。

【００４２】３．マウスによって選択されたポイントを
起点とし、領域拡張（リージョングローイング）手法で
、しきい値処理により椎体を抽出する〔図１０（Ｃ）〕
。椎体領域抽出時に、抽出領域の最大拡張領域（縁）１
００２０の座標を記憶する。

【００４３】領域抽出終了後、記憶した最大拡張領域か
らＸ座標の中点１００３０を求め、そのＸ座標における
Ｙ座標最小値１００４０を求める。この求めたＹ座標最
小値１００４０から数画素下のポイント１００５０を椎
間円板抽出の起点とする。

【００４４】４．１００５０を起点として、リージョン
グローイング手法で、しきい値処理により椎間円板領域
の抽出を行なう〔図１０（Ｄ）〕。椎体から椎間円板の
起点を求めた方法と同様に、次の椎骨抽出の起点１００
６０を求める。

【００４５】５．以上の操作を必要回数繰返し、椎骨お
よび椎間円板の領域抽出を行なう。

【００４６】６．スライス方向を決定する。

【００４７】図（Ｅ）に示す方法は、スライス方向１０
０７０を領域抽出した椎間円板の慣性主軸とする。

【００４８】図（Ｆ）で示す方法は、スライス方向１０
１２０を領域抽出した椎体の近似直線を用いて求めた実
施例で、領域抽出時に記憶しておいた最大拡張領域の各
Ｘ画素におけるＹ最小値ライン１００８０とＹ最大値ラ
イン１０１００の最小二乗直線１００９０，１０１１０
を求め、その平均線をスライス方向１０１２０としてい
る。

【００４９】図（Ｇ）で示す方法は、スライス方向１０
１６０を領域抽出した椎体の近似直線を用いて求めた実
施例で、領域抽出時に記憶しておいた最大拡張領域の各
Ｙ画素におけるＸ最大値ライン１０１７０の最小二乗直
線１０１３０　を求め、その直線の両端を通る垂線１０
１４０，１０１５０を求め、その平均線１０１６０をス
ライス方向としている。

【００５０】７．図（Ｈ）に頚部トランス像における位
置決め結果例を示す。

【００５１】以上で、椎間円板の自動位置決めを説明し
たが、これを椎骨の自動位置決めにも当然適用できる。

【００５２】上記で述べた位置決め以外にも、心臓の短
軸長軸などの位置決めアルゴリズムを開発することによ
り、適用範囲は広がる。

【００５３】また上記では自動操作について記述したが
、位置決めに関しては、スライス位置自動決定後、人間
による修正作業が行なえるシステムも有用と考えられる
。

【００５４】以下に、本実施例で述べた位置決め方法に
おいて用いた重心計算と慣性の主軸角の計算方法を記述
する。

【００５５】重心計算： Ｘ＝∬ｘ＊ｆ（ｘ，ｙ）ｄｘｄｙ／∬ｆ（ｘ，ｙ）ｄｘ
ｄｙＹ＝∬ｙ＊ｆ（ｘ，ｙ）ｄｘｄｙ／∬ｆ（ｘ，ｙ）
ｄｘｄｙｆ（ｘ，ｙ）は画像データーである。

【００５６】 慣性の主軸角計算： 　　θ＝ａｔａｎ（２＊∬ｘ＊ｙ＊ｆ（ｘ，ｙ）ｄｘｄ
ｙ／（∬ｘ＊ｘ＊ｆ（ｘ，ｙ）ｄｘｄｙ　　　　　　−
∬ｙ＊ｙ＊ｆ（ｘ，ｙ）ｄｘｄｙ）／２尚、画像濃度に
よる重み付けは行なっておらず、ｆ（ｘ，ｙ）は０か１
としている。

【００５７】

【発明の効果】本発明によれば以下の効果がある。

【００５８】（１）位置決めを自動的に行なうので、こ
れまで不可能だった連続処理が行なえるようになった。

【００５９】（２）撮影手順を登録することで、その後
の操作がワンタッチで行なえるようになった。

【００６０】（３）撮影の合間に人の介在がないので、
撮影時間が短縮されスループットが向上するとともに、
患者への負担が軽減される。

【図面の簡単な説明】

【図１】撮影手順データーに従ってＭＲＩ装置を制御す
るソフトウエアのフローチャート。

【図２】本発明の適用対象となるＭＲＩ装置のブロック
図。

【図３】ワンタッチ操作を行なう画面の説明図。

【図４】撮影手順データーのフォーマット。

【図５】撮影手順を入力するためのインターフェース。

【図６】頸部撮影における自動撮影の説明図。

【図７】頸部撮影における撮影手順例。

【図８】頭部撮影における自動撮影の説明図。

【図９】頭部撮影における撮影手順例。

【図１０】頚部椎間円板の自動撮影の説明図。

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】磁場制御のためのパルスシーケンスが選択
   可能な（ＭＲＩ）装置において、（１）人体の断層像を
   用いて撮影のスライス方向を決定するスライス方向決定
   処理をメモリに登録する処理と、（２）登録済の任意の
   パルスシーケンスと（１）で登録した任意のスライス方
   向決定処理を組合せる処理と、（３）（２）の組み合わ
   せに従って上記スライス方向の断層像を撮影する処理と
   からなることを特徴とするＭＲＩ撮影方法。
2. 【請求項２】請求項１のＭＲＩ撮影方法において、さら
   に（４）上記（２）で組合せたものを登録する処理と、
   （５）（４）で登録したものの中から撮影で使用する上
   記組合せを選択する処理請求項１のＭＲＩ撮影方法。
3. 【請求項３】上記（２）の処理は、さらにスライス方向
   決定処理に用いる断層像の撮影を行なうときのスライス
   方向を直接指示するスライス方向直接指定処理を組み合
   わせ項目に追加して組合せる処理を含む請求項１のＭＲ
   Ｉ撮影方法。
4. 【請求項４】上記（１）の処理は、（６）撮影を行なう
   時点以前に撮影した画像で、人体の解剖学的情報を用い
   て人体の部位を抽出する処理と（７）（６）で抽出した
   部位を用いて撮影するスライス方向を決定する処理とか
   ら成る請求項１のＭＲＩ撮影方法。
5. 【請求項５】上記（６）の処理は、人体断層像に対して
   横または縦または両方向において両端からしきい値処理
   を行うことによって対象領域を求める処理を含む請求項
   ４のＭＲＩ撮影方法。
6. 【請求項６】上記（６）の処理は、頭部サジタル像に対
   して、頭部領域の重心と顔前面の輪郭までの距離が最小
   となる顔前面輪郭点を額と鼻の接続部とする処理を含む
   請求項４のＭＲＩ撮影方法。
7. 【請求項７】上記（６）の処理は、頭部サジタル像に対
   して、頭部領域の重心を人体の特定部位と仮定し頭部領
   域の重心を求める処理を含む請求項４のＭＲＩ撮影方法
   。
8. 【請求項８】上記（７）の処理は、抽出した額と鼻の接
   続部と抽出した頭部領域の重心とを結んだラインをスラ
   イス方向とする処理を含む請求項４のＭＲＩ撮影方法。
9. 【請求項９】上記（７）の処理は、頚部サジタル像に対
   して、抽出した頚部領域における慣性主軸をスライス方
   向とする処理を含む請求項４のＭＲＩ撮影方法。
10. 【請求項１０】上記（６）の処理は、脊椎骨を一点指示
    することにより領域拡張方法で椎骨または椎間円板を単
    一または連続的に抽出する処理を含む請求項４のＭＲＩ
    撮影方法。
11. 【請求項１１】上記（７）の処理は、抽出した椎骨の上
    下部分または右部分または左部分または左右部分の近似
    直線を用いて、スライス方向を決定する処理を含む請求
    項４のＭＲＩ撮影方法。
12. 【請求項１２】上記（７）の処理は、決定したスライス
    方向を修正し、修正した方向を新たなスライス方向とす
    る処理を有する請求項４のＭＲＩ撮影方法。