WO2010150783A1 - 医用画像撮影装置 - Google Patents

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imaging
photographing
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俊 横沢
陽 谷口
尾藤 良孝
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株式会社 日立メディコ
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    • G16H30/40ICT specially adapted for the handling or processing of medical images for processing medical images, e.g. editing

Definitions

  • the present invention relates to an imaging section positioning technique and a diagnostic image cutting technique in an examination using a medical imaging apparatus such as a magnetic resonance imaging apparatus.
  • the magnetic resonance imaging apparatus is a medical diagnostic imaging apparatus that mainly uses proton nuclear magnetic resonance phenomenon, and excites nuclear magnetization by applying a high-frequency magnetic field to a subject placed in a static magnetic field. Then, the measured magnetic resonance signal is imaged.
  • the MRI apparatus is capable of imaging any cross section non-invasively without any restriction on the imaging site.
  • an MRI apparatus applies a slice gradient magnetic field that specifies a cross-section to be imaged (imaging cross-section), and at the same time, applies an excitation pulse that excites magnetization in the imaging cross-section to generate nuclear magnetic resonance (echo) in which excited magnetization is generated. Get a signal.
  • a phase encoding gradient magnetic field and a readout gradient magnetic field in directions perpendicular to each other in the imaging section are applied during the period from excitation to obtaining an echo signal.
  • a medical image diagnostic apparatus capable of capturing an arbitrary cross section such as an MRI apparatus
  • the cross section to be captured must be set in advance. For this reason, in the inspection, scout imaging for acquiring a scout image for setting an imaging section is performed before main imaging for acquiring a diagnostic image.
  • the imaging section is generally determined by the imaging site and the target disease, the operator performs manual operation on the scout image via the user interface.
  • the inspection may be performed by combining imaging of different imaging sections or periodically repeating imaging on the same imaging section.
  • the operator needs to set each time.
  • Non-Patent Documents 1 and 2 In order to improve the operability of such an imaging section determination operation, for example, a device that facilitates visual positioning operation (for example, see Patent Document 1) or a device that performs positioning automatically by image recognition (for example, Non-Patent Documents 1 and 2) have been proposed. As an effect of automation, not only the operability is improved, but also the reproducibility of the cross section taken at the time of follow-up inspection is expected.
  • Patent Document 1 still has low reproducibility and complexity because the part of the operator's manual operation still remains.
  • the time taken for scout imaging becomes longer than before.
  • the photographing section is calculated and determined after the scout photographing, further processing time for automation is required. For this reason, not only the inspection time as a whole is extended, but the waiting time due to the processing for automation gives stress to the operator and does not sufficiently satisfy the operator's request.
  • 3D imaging for acquiring a 3D image at high speed has been performed.
  • a three-dimensional space may be set as an imaging range, which is easier than in two-dimensional imaging in which a cross section is set.
  • MPR Multi Planar Reconstruction
  • An object of the present invention is to provide a technique capable of automatically calculating an imaging section without extending the inspection time and automatically calculating a cutting section in the MPR.
  • the present invention performs the same two-dimensional scout imaging as when manually setting an imaging section, processes the obtained scout image, and calculates a recommended imaging section. Processing algorithms and various image processing methods used for the processing are stored in advance for each part to be imaged and type of examination.
  • a medical image photographing apparatus capable of photographing an arbitrary surface in a three-dimensional space, and one piece parallel to a first slice surface that is one of two slice surfaces intersecting each other Image acquisition means for acquiring the first image group consisting of the above two-dimensional images and the second image group consisting of one or more two-dimensional images parallel to the second slice plane which is the other slice plane;
  • Anatomical feature structure extracting means for extracting information on a predetermined anatomical feature structure from a two-dimensional image, recommended imaging section calculating means for calculating a recommended imaging section recommended as an imaging section, and a region to be imaged
  • a recommended imaging section calculation information storage unit that holds recommended imaging section calculation information necessary for calculating the recommended imaging section, and the anatomical feature structure extraction unit includes the first image.
  • a medical image photographing apparatus characterized in that the recommended photographing section is calculated using information on an anatomical feature structure and information on the second anatomical feature structure.
  • the examination time can be extended without changing the conventional examination flow.
  • FIG. 1 It is a block diagram which shows the typical structure of the MRI apparatus of 1st embodiment. It is a functional block diagram of the computer of a first embodiment.
  • (A)-(c) is a figure which shows an example of the scout image of 1st embodiment. It is a flow of the recommendation photography section calculation processing of a first embodiment.
  • (A) is a figure for demonstrating the coronal midline calculation process of 1st embodiment
  • (b) is a figure for demonstrating the axial image determination process of 1st embodiment.
  • (A)-(c) is a figure for demonstrating the axial midline calculation process of 1st embodiment.
  • (A)-(c) is a figure for demonstrating the median plane determination process of 1st embodiment.
  • (A)-(c) is a figure for demonstrating the preparation procedure of the template model of 1st embodiment.
  • (A), (b) is a figure for demonstrating fitting of the template model of 1st embodiment.
  • (A), (b) is a figure for demonstrating the recommended imaging
  • (A), (b) is a figure for demonstrating the measurement preparation process of 1st embodiment.
  • (A), (b) is a figure for demonstrating the measurement preparation process of 1st embodiment.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a typical configuration of an MRI apparatus 100 according to the present embodiment for realizing this.
  • the MRI apparatus 100 of the present embodiment includes a magnet 101 that generates a static magnetic field, a gradient magnetic field coil 102 that generates a gradient magnetic field, and an RF coil that irradiates a subject (living body) 103 with a high-frequency magnetic field pulse (hereinafter referred to as an RF pulse). 107, an RF probe 108 for detecting an echo signal generated from the subject 103, and a bed (table) 115 on which the subject (for example, a living body) 103 is placed in a static magnetic field space generated by the magnet 101. .
  • the MRI apparatus 100 of the present embodiment includes a gradient magnetic field power source 105 that drives the gradient magnetic field coil 102, a high-frequency magnetic field generator 106 that drives the RF coil 107, and a receiver that receives echo signals detected by the RF probe 108.
  • a sequencer 104 that sends commands to the gradient magnetic field power source 105 and the high frequency magnetic field generator 106 to generate a gradient magnetic field and a high frequency magnetic field, respectively, and sets a nuclear magnetic resonance frequency as a reference for detection in the receiver 109;
  • a computer 110 that performs signal processing on the detected signal, a display device 111 that displays a processing result in the computer 110, a storage device 112 that stores the processing result, and an input device 116 that receives an instruction from an operator. And comprising.
  • an RF pulse is applied to the subject 103 through the RF coil 107 under the control of the sequencer 104, and a gradient magnetic field for providing position information such as slice selection and phase encoding to the echo signal.
  • a pulse is applied by the gradient coil 102.
  • a signal generated from the subject 103 is received by the RF probe 108, and the detected signal is sent to the computer 110, where signal processing such as image reconstruction is performed.
  • the storage device 112 may store not only the signal processing result but also the detected signal itself, imaging conditions, and the like as necessary.
  • the MRI apparatus 100 may further include a shim coil 113 and a shim power source 114 that drives the shim coil 113 when the static magnetic field uniformity needs to be adjusted.
  • the shim coil 113 includes a plurality of channels, and generates an additional magnetic field that corrects the static magnetic field nonuniformity by the current supplied from the shim power supply 114.
  • the sequencer 104 controls the current that flows through each channel that forms the shim coil 113 when adjusting the static magnetic field uniformity.
  • sequencer 104 controls the operation of each unit constituting the MRI apparatus 100 as described above to perform measurement, and controls the respective units to operate at preprogrammed timing and intensity.
  • a program that describes a high-frequency magnetic field, a gradient magnetic field, and the timing and intensity of signal reception is called a pulse sequence.
  • the measurement is performed according to a pulse sequence and imaging parameters necessary for controlling the pulse sequence.
  • the pulse sequence is created in advance and stored in the storage device 112, and the imaging parameters are input from the operator via the user interface.
  • the computer 110 performs not only signal processing for processing the received signal but also control of the operation of the entire MRI apparatus 100. Further, the computer 110 according to the present embodiment constitutes an information processing apparatus together with the storage device 112, and calculates a recommended photographing section (recommended photographing section) from the photographing section setting image (scout image).
  • FIG. 2 shows a functional block diagram of an information processing apparatus configured by the computer 110 and the storage device 112 of the present embodiment for realizing this.
  • the information processing apparatus of this embodiment includes a control unit 200 and a storage unit 300.
  • the control unit 200 includes a user interface (UI) control unit 210, a signal processing unit 220, a measurement control unit 230, and an imaging section determination unit 240.
  • the storage unit 300 stores information necessary for various processes realized by the control unit 200.
  • the imaging information storage unit 310, the optimum scout imaging information storage unit 320, and the recommended imaging section calculation information storage unit 330 Is provided.
  • the imaging information storage unit 310 various kinds of information necessary for executing an inspection by the MRI apparatus 100, for example, a protocol, is registered.
  • a protocol In general, in the examination by the MRI apparatus 100, scout imaging for acquiring a scout image, preparation imaging for adjustment of static magnetic field inhomogeneity and coil sensitivity correction, and main imaging for acquiring a diagnostic image of a determined imaging section are sequentially performed. Executed. Each imaging is composed of one or more measurements, and each measurement is performed according to a pulse sequence and imaging parameters.
  • the protocol defines the imaging order, the measurement order within each imaging, and the measurement type in each examination, and is created and stored by the operator prior to the execution of the examination.
  • the protocol is created according to the examination site such as the head, lumbar vertebra, knee, and shoulder, and the target disease, and includes a pulse sequence to be executed for each imaging and its imaging parameters.
  • the imaging information storage unit 310 registers a pulse sequence used for protocol generation, imaging parameters input from an operator, and the like.
  • registered pulse sequences include FSE (Fast Spin Echo), GrE (GradientEcho), EPI (Echo Planar Imaging), and the imaging parameters include TR (repetition time), TE (echo time), When photographing FOV (field of view), slice thickness, number of slices, and a plurality of sections, there are the order of photographing.
  • the protocol may be configured so that the operator creates for each examination via the user interface and registers it in the imaging information storage unit 310, or is created in advance for each examination site and / or disease, It may be stored in the storage unit 310. In this case, the operator extracts and determines from protocols stored for each examination. It should be noted that an optimal protocol is associated with each examination site and stored in the imaging information storage unit 310, and when the operator specifies an examination site when setting imaging parameters, a protocol stored in association with the examination site is stored. It may be configured to be extracted as an initial value of the optimum protocol.
  • the optimum scout imaging information storage unit 320 when there are examination types having different types of imaging sections for each examination site and for each examination site, the optimum scout imaging procedure for each examination site and examination type is stored.
  • the specified optimum scout shooting information is registered. Specifically, the pulse sequence used in scout imaging, imaging parameters, the cross section to be imaged, and the imaging order are registered when imaging a plurality of cross sections. Note that the optimum scout shooting can be selected and set by the operator when creating a protocol. Or you may comprise so that it may be contained in the initial value of said optimal protocol.
  • the recommended photographing section calculation information storage unit 330 information used for calculating a recommended photographing section from a scout image is registered. For example, an algorithm to be executed for generating a recommended imaging section from a scout image is registered according to the examination site. In addition, the type of image processing executed in the algorithm, the anatomical feature structure used to calculate the recommended imaging section, and the positional relationship between the anatomical feature structure and the recommended imaging section according to the examination site are registered. The positional relationship between the anatomical feature structure and the recommended photographing section may be configured so that the operator can set it.
  • the anatomical feature structure and recommended imaging sections for each mark name (OM line, intervertebral disc line, etc.) and examination type (routine examination, epilepsy examination, etc.) May be held as an imaging cross-section list so that the operator can select each pulse sequence for actual imaging when creating a protocol.
  • a graphical interface (GI) displayed on the display device 111 may be provided so that the operator can visually confirm the relationship between the imaging section and the anatomical landmark position when selecting from the imaging section list. Good. Further, a position adjustment input may be received on this GI.
  • the anatomical feature structure is, for example, the midline, head contour, brain contour, corpus callosum, bridge, brainstem, pituitary gland, tilt base, lumbar spine if the examination site is the head, Intervertebral disc position, if knee, femoral medial condyle, femoral lateral condyle, femur, tibial location, line connecting medial femoral condyle and lateral femoral condyle, joint surface between femur and tibia , For shoulder, supraspinatus, head of head, scapula, acromion, clavicle position, line parallel to supraspinus, line along humerus, tangent of joint surface between head and scapula, bone head and For example, a line connecting the shoulder blades.
  • These anatomical feature structures are predetermined and registered according to the examination site.
  • the UI control unit 210 controls user interfaces such as the input device 116 and the display device 111, and performs user interface processing such as presenting a processing result to the operator and receiving input from the operator.
  • the signal processing unit 220 processes the echo signal acquired by the MRI apparatus 100 and reconstructs an image. Further, the echo signal is processed, control values necessary for imaging such as the center frequency and the RF irradiation intensity are calculated, and transmitted to the sequencer 104 to the apparatus.
  • the measurement control unit 230 reads a pulse sequence to be executed and imaging parameters to be used according to a protocol created by an operator and registered in the imaging information storage unit 310, gives an instruction to the sequencer 104, and executes measurement.
  • the imaging section determination unit 240 determines an imaging section in the actual imaging based on the scout image.
  • the imaging section determination unit 240 of the present embodiment includes a recommended imaging section calculation unit 241 that calculates a recommended imaging section from a scout image.
  • the recommended photographing section calculation unit 241 includes an anatomical feature structure extraction unit 242 that extracts a predetermined anatomical feature structure on the two-dimensional image and each anatomical feature structure on the two two-dimensional images.
  • a slice plane determination unit 243 that determines a new slice plane.
  • the recommended imaging section calculation unit 241 calculates a recommended imaging section from a scout image obtained by scout imaging executed according to the optimum scout imaging information according to an algorithm registered in the recommended imaging section calculation information storage unit 330.
  • the anatomical feature structure extraction unit 242 performs a recommendation by image processing stored in the recommended imaging section calculation information storage unit 330 from a two-dimensional image such as a scout image in accordance with an algorithm stored in the recommended imaging section calculation information storage unit 330.
  • the anatomical feature structure stored in the imaging section calculation information storage unit 330 is extracted.
  • the slice plane determination unit 243 uses the anatomical feature structures extracted from the image group parallel to the two slice planes intersecting each other according to the algorithm stored in the recommended photographing slice calculation information storage unit 330, and uses these slices. A new slice plane that intersects any plane is determined.
  • the computer 110 includes a CPU and a memory, and each function of the control unit 200 realized by the computer 110 is realized by the CPU loading a program stored in the storage device 112 to the memory and executing the program.
  • the storage unit 300 is realized on the storage device 112. Note that all or part of each function is a general-purpose information processing apparatus provided independently of the MRI apparatus 100, and may be realized by an information processing apparatus capable of transmitting and receiving data to and from the MRI apparatus 100. Good. Similarly, all or part of the storage unit 300 may be realized by an external storage device that is provided independently of the MRI apparatus 100 and capable of transmitting and receiving data to and from the MRI apparatus 100.
  • the recommended imaging section calculation processing executed by the recommended imaging section calculation unit 241 according to the algorithm registered in the recommended imaging section calculation information storage unit 330 will be described using a specific example.
  • a case of routine inspection of the head will be described as an example.
  • the main photographing is assumed to acquire a T1-weighted image, a T2-weighted image, a FLAIR image, and a diffusion-weighted image.
  • the imaging section is set to an area that is perpendicular to the median plane and has an inclination parallel to the OM line and covers the whole brain.
  • the OM line is a line that connects the nose root portion on the image of the median plane and the lower portion of the bridge end, and is a line that is easier to recognize as the image is on a plane closer to the median plane. For this reason, the photographing section is determined on the median plane image.
  • the optimum scout imaging information storage unit 320 what can determine the median plane and obtain a median plane image is registered as the optimum scout imaging information for the routine inspection of the head. For example, using a T1-weighted GrE (gradient echo) pulse sequence, registration is performed so that a plurality of slices parallel to each surface are photographed in the order of the coronal surface, the axial surface, and the sagittal surface.
  • the number of slices is not limited here, but the following description will be given taking as an example the case of photographing five slices.
  • FIG. 3 shows an example of a scout image acquired using this pulse sequence.
  • 3A is an image 301 of a slice parallel to the coronal plane (coronal image) 301, FIG.
  • FIG. 3B is an image of a slice parallel to the axial plane (axial image) 302, and FIG. 3C is a sagittal plane. Is an image (sagittal image) 303 of a slice parallel to the.
  • a coordinate axis 304 is shown at the lower left of each image.
  • the body axis direction is the z-axis direction
  • the subject 103 is placed on the table 115 horizontally
  • the direction parallel to the horizontal plane is selected from the two directions perpendicular to the z-axis.
  • the x-axis direction and the direction perpendicular to the horizontal plane are defined as the y-axis direction.
  • the recommended photographing section calculation information storage unit 330 determines a median plane from the coronal image and the axial image, generates a median plane image from the sagittal image, and calculates a recommended photographing section on the median plane image. Is registered. Then, the head contour, brain contour, corpus callosum, bridge, brain stem, pituitary gland, and scapula on the median and median plane images are registered as anatomical feature structures, and the median from each scout image is used as image processing. And those for specifying a recommended photographing section on the median plane image are registered.
  • FIG. 4 shows a flow of recommended imaging section calculation processing executed by the recommended imaging section calculation unit 241 in accordance with the algorithm registered in the recommended imaging section calculation information storage unit 330 in the head routine inspection.
  • the anatomical feature structure extraction unit 242 calculates the slope of the median line on the coronal image (step S401).
  • the recommended photographing section calculation unit 241 determines the position of the axial image suitable for image processing on the coronal image (step S402).
  • the anatomical feature structure extraction unit 242 calculates the position of the median line on the axial image at the position determined in step S402 (step S403).
  • the slice plane determination unit 243 determines a median plane from the slope of the median line obtained in step S401 and the median line obtained in step S402 (step S404).
  • the recommended photographing section calculation unit 241 refers to the sagittal image, analyzes the validity of the median plane obtained in step S404 (step S405), and determines that it is appropriate (step S406), from the sagittal image. A median plane image is created (step S407). Then, the recommended photographing section calculation unit 241 specifies a recommended photographing section on the median plane image (step S408), and ends the process. On the other hand, if it is determined in step S406 that it is not appropriate, the processing is terminated without performing the processing after step S407.
  • FIG. 5A is a diagram for explaining coronal median line calculation processing according to the present embodiment.
  • a rough slope of the midline is calculated.
  • all five acquired coronal images are added to create an added image 501.
  • binarization processing is performed using a threshold value, and the head region 502 and the background region 503 are separated on the added image 501.
  • an average value of pixel values of all the pixels on the added image is used as the threshold value.
  • a pixel region having a value equal to or greater than the threshold value is referred to as a head region 502, and a region having a value less than the threshold value is referred to as a background region 503.
  • the pixel coordinates in the head region 502 are extracted, the coordinate values are plotted (504), and the least square fitting is performed with a linear function.
  • the slope 505 of the linear function obtained by this fitting is set as a rough slope of the median line on the coronal image. This is a technique using the property that the shape of the head is almost symmetrical on the coronal plane, and is not affected by the contrast of the image.
  • coronal midline calculation process is not limited to this.
  • Various methods of image processing can be used. For example, an evaluation function based on a combination of a pixel value and a differential value of the pixel may be created, a median line may be calculated, and the slope may be determined.
  • a one-dimensional projection image 511 on the x-axis and a one-dimensional projection image 521 on the z-axis of the addition image 501 are created.
  • the head is determined from the one-dimensional projection image 511 on the x-axis, and the x-coordinates at both ends and the width 512 therebetween are determined.
  • the x coordinate and the width 512 are calculated by threshold processing. That is, a pixel group having a pixel value in the range of the threshold value 513 or more in the one-dimensional projection image 511 is determined as the head width 512.
  • the threshold 513 a value determined by a predetermined method such as an average value of pixel values of all the pixels on the added image 501 is used.
  • the reciprocal differential value 522 is calculated, the point having the maximum value is obtained, and the z-coordinate of the head vertex 531 is determined.
  • the x coordinate of the head vertex 531 is the midpoint of the x coordinates at both ends of the head.
  • the coordinates of a point 532 that is separated from the head vertex 531 by a width 512 along the inclination of the median line determined by the coronal median line calculation process are calculated.
  • An axial image of a slice plane within a predetermined range between the head vertex 531 and the point 532 is selected as an axial image suitable for image processing.
  • the predetermined range for example, if the distance (head width 512) between the head vertex 531 and the point 532 is L, the range from the head vertex 531 is the range 533 between the position of L / 4 and the position of 3L / 4. Select one or more axial images to be shot. In the selection of the axial image, each slice position 534 of the slice plane parallel to the axial plane for acquiring the five axial images previously registered as the imaging parameters is used.
  • FIGS. 6A to 6C are diagrams for explaining the axial midline calculation processing.
  • the binarization process is performed on the selected axial image by a threshold in the same manner as the coronal midline calculation process, and the head region and the background are selected. Separate the area. Further, the region that is the head region is divided into two or more groups according to the size of the pixel value. The number of groups of gradation adjustment images 601 in which a fixed value is assigned as a pixel value for each group is created. Large pixel values such as blood vessels and fat regions can be smoothed by the process of generating the gradation adjustment image 601. Thereafter, the gradation adjustment images 601 are added to create an added image 602.
  • the center of gravity 603 of the added image 602 is calculated.
  • the center of gravity 603 is calculated by a generally used image processing method. For example, a method is used in which the pixel value is calculated by weighting, or the pixel value of the region extracted as the head region in the added image 602 is uniform and calculated only by coordinates.
  • a one-dimensional projection image 604 of the addition image 602 on the x-axis is created, and the head width 605 and the x-coordinates of both ends are determined using threshold values as in the axial image selection process.
  • the addition image 602 is rotated in a predetermined increment in the range of ⁇ 90 degrees to +90 degrees on both sides of the predetermined reference line with the center of gravity 603 as the center.
  • a one-dimensional projection image 604 on the x-axis is created for each angle 606 formed by The reference line is, for example, the y axis.
  • the x of the point 608 having the minimum brightness in the range of the width 607 that is 1 ⁇ 2 of the width 605 of the head, with the center of the x coordinate at the both ends of the head determined in advance as the center. Extract the coordinates and the brightness of the point. Then, the extracted luminance is plotted 609 in association with the angle 606 of the projected image 604.
  • the angle 606 of the projection image 604 having the minimum luminance at the point 608 is specified. Let this be the slope ⁇ 610 of the median line in the axial image.
  • the coordinates (XP, YP) of P611 are calculated respectively.
  • a straight line passing through the point P611 and having an angle ⁇ 610 is defined as a median line 612 in the axial image.
  • the pixel values of the pixels in the area corresponding to the midline on the axial image are converted into the pixel values of the surrounding brain parenchyma.
  • the midline pixel values it is a technique using the low thing.
  • the pixel value of the median line is higher than the pixel value of the brain parenchyma, a process of calculating a high luminance value in the one-dimensional projection image is performed.
  • the size of the pixel value is used as an evaluation function.
  • the edge information obtained by differentiating the one-dimensional projection image 604 may be used.
  • information on the standard deviation of the one-dimensional projection image 604 may be used.
  • these may be combined and processed. By combining these, more accurate midline extraction becomes possible.
  • the axial image is an image close to the lower brain
  • a different method may be used for the midline extraction. That is, as shown in FIG. 6C, a line parallel to the x-axis passing through the center of gravity is used to divide the axial image into a front wall side region 621 and a rear wall side region 622.
  • the sum of the pixel values of the area 621 on the front wall side is calculated, and the image is rotated at predetermined intervals in the range of ⁇ 90 degrees to +90 degrees on both sides of the predetermined reference line with the center of gravity as the center.
  • the sum of pixel values is calculated for each step.
  • the rotation angle at which the calculated sum is minimized is the slope of the median line, and the center of gravity is the point through which the median plane passes.
  • This method uses the fact that the axial value close to the brain low has a low pixel value in the nasal cavity region and a high pixel value in the eyeball and cerebellum region.
  • the median plane almost passes through the center of gravity without depending on the inclination of the head. Whether or not the axial image is an image close to the lower brain part can be determined from the position of the axial image. For example, when the selected axial image is not more than the third image counted from the top of the head, it can be determined that the selected image is close to the lower brain.
  • FIGS. 7A to 7C are diagrams for explaining the median plane determination process.
  • the midline is determined by the slope 505 of the midline on the coronal image 501 determined by the coronal midline calculation process and the midline 612 on the axial image 602 determined by the axial midline calculation process.
  • Determine the initial position of the surface That is, a plane that satisfies both the midline inclination 505 on the coronal image 501 and the midline 612 on the axial image 602 is defined as an initial position of the midline (initial midplane).
  • the pixel value on the intersection line 701 is used as an evaluation function, and the inclination and position of the initial median plane are changed and adjusted so that the evaluation function is minimized.
  • a plane having an inclination and a position where the evaluation function is minimized is taken as a median plane.
  • the evaluation function may be combined with first-order differentiation, second-order differentiation of pixel values, and the like. Thereby, extraction accuracy can be improved. Further, in order to improve the accuracy of evaluation, it is desirable that the intersection line 701 is an intersection line only in the brain region.
  • the brain region is, for example, a range of a circle between the head vertex 531 and the point 532 in the coronal image and a circle whose diameter is the head width 605 around the center of gravity in the axial image.
  • the coronal image and the axial image may be binarized using the average value of the pixel values as a threshold value, divided into a signal region and a background region, and the signal region may be a brain region.
  • a median plane image creation process for creating a median plane image from a sagittal image by the recommended photographing section calculation unit 241 in step S407 will be described.
  • pixel values of the median plane determined in step S404 are obtained by interpolation using pixel values of five sagittal images obtained by scout shooting.
  • the positions of the five sagittal images are set as slice positions of five slices parallel to the sagittal plane at the time of scout shooting in the shooting parameters.
  • the slice position of the image may be configured as the median plane. With this configuration, the processing time can be shortened.
  • the cross-section specifying process for specifying the recommended shooting cross section on the median plane image created by the recommended shooting cross-section calculating unit 241 in step S408 will be described.
  • the position of the anatomical feature point on the median plane image is automatically recognized, and the imaging section is determined according to the information on the relationship between the position of the predetermined anatomical feature point and the imaging section.
  • Automatic recognition is performed by fitting processing using a template model that can be deformed corresponding to the difference in shape of each solid.
  • the template model to be used is composed of a plurality of points, and each point corresponds to an anatomical feature point on the median plane image.
  • the template model is fitted to the median plane image, the position of each point constituting the template model is calculated, and the position of the anatomical feature point on the median plane image is extracted.
  • median plane images 810 of a plurality of subjects are acquired.
  • a plurality of anatomical feature points (marking points) 801 such as the head contour, corpus callosum, lower cerebrum, pituitary gland, scapula, bridge, medulla, lower cerebellar border, etc. Extract coordinates.
  • the subject here is preferably a healthy person, and the number of subjects is preferably proportional to the number of landmarks 801 to be extracted.
  • the size and inclination of the distribution of the extracted mark points 801 of each subject are standardized by rotation, scaling, and parallel movement. With respect to the standardized position of the mark point 801, an average value among a plurality of subjects is calculated, and this is set as a standard model 820 as shown in FIG.
  • the coordinates of all mark points 801 of each subject and the standard model 820 are converted into a one-dimensional vector, a variance-covariance matrix is created, and then eigenvalues and eigenvectors of the matrix are calculated.
  • the eigenvector calculated here is a vector indicating the direction in which individual differences are seen in the distribution of the landmarks 801 of the subject.
  • a one-dimensional vector of the standard model 820 represents the X VC
  • template model parameterized variation tendency of the individual differences The one-dimensional vector X is expressed by the following equation (2).
  • b is a parameter that determines the magnitude of the change.
  • the standard model 820 can cope with individual differences in shape by adjusting the value of b.
  • the template model 800 is obtained by adjusting the value of b and changing the shape of the standard model 820.
  • the value of b can be set arbitrarily.
  • the range of b may be set to a range represented by the following expression (3). ⁇ 3 ⁇ i ⁇ b i ⁇ 3 ⁇ i (3)
  • ⁇ 3 ⁇ i ⁇ b i ⁇ 3 ⁇ i (3) As described above, by limiting the value of b, it is possible to prevent the standard model 820 from being greatly deviated from the initial shape when the template model 800 is created by deforming the standard model 820.
  • eigenvectors with larger eigenvalues tend to have greater individual differences, only eigenvectors with larger eigenvalues may be incorporated into the standard model 820. With this configuration, the calculation time can be shortened.
  • a fixed shape template model in which individual differences are ignored may be used. Thereby, a rough position can be calculated at high speed.
  • the template model 800 is created by the operator using the standard model 820 registered in the recommended photographing section calculation information storage unit 330 in advance. Alternatively, it may be created in advance and stored in the recommended photographing section calculation information storage unit 330.
  • the template model 800 may be created and held for each race, sex, age, and the like. Thereby, feature extraction with higher accuracy is possible.
  • the information may be managed in association with any information registered at the time of examination as subject information and automatically set at the time of examination.
  • An interface that can be selected by the operator may be provided.
  • the template model 800 to be used may be configured to be freely interchangeable at any time.
  • the center of gravity 902 of the median plane image 901 is calculated.
  • a one-dimensional projection image 903 on the z-axis is created, and the head length 904 is calculated in the obtained primary projection image 903.
  • contour coordinates 905 on the front wall side are extracted by threshold processing.
  • the extracted contour coordinates 905 are subjected to least square fitting with a linear function 906.
  • a perpendicular is drawn from the center of gravity 902 to the obtained linear function 906, and contour coordinates 908 on the front wall side are extracted again by threshold processing in a range determined by the length 904 of the head around the intersection 907 with the perpendicular. .
  • the extracted contour coordinates 908 are subjected to least square fitting again with the linear function 910, and the inclination 911 is obtained.
  • the slope 911 of the linear function 910 may be obtained by a method of extracting the coordinates of the head region by threshold processing and fitting with a linear function.
  • a one-dimensional projection image 912 on the y-axis is created, and the head width 913 is calculated by threshold processing. As shown in FIG.
  • the median 902 is based on the center of gravity 902, the inclination 910, and the head width 904 thus obtained. It is arranged at a position close to the same landmark point 801 on the surface image.
  • the fitting first repeats the process of template model deformation by searching for the update point and rotating, scaling, and translating the points on the head contour, and then for all the points on the template model 800, It repeats the search of update points and the process of model deformation by rotation, scaling, and translation. Finally, at all points on the template model 800, deformation by parameters indicating individual differences is also added, and the model deformation process is repeated.
  • each landmark point 801 of the template model 800 converges to the corresponding anatomical feature point on the median plane image 901 on which the process is performed, as shown in FIG.
  • the coordinates of the mark points 801 of the template model 800 at this time are the coordinates of the anatomical feature points necessary for determining the imaging section.
  • anatomical feature points on the median plane image are automatically recognized.
  • anatomical feature points necessary for determining the recommended imaging section are extracted according to the positional relationship between the recommended imaging section and the anatomical feature structure registered in the recommended imaging section calculation information storage unit 330, and recommended. Determine the cross section.
  • the nose root part, the bridge, the head outline, the brain outline, the corpus callosum, the point determining the brain stem, etc. are registered as anatomical feature structures, and the OM line 1002 connecting the nose root part and the lower bridge end is registered.
  • the inclination is the inclination of the recommended imaging section, and the whole brain range 1003 is registered as the recommended imaging section range.
  • the recommended photographing section inclination 1004 and range 1005 are determined from the position of each mark point 801 of the template model 800 after fitting on the median plane image.
  • FIG. 10 shows only the shooting range in the vertical direction, the position information can be acquired in the same manner for the shooting range in the front-rear direction.
  • the plane parallel to the OM line is determined as the inclination of the recommended photographing section, the present invention is not limited to this.
  • an AC-PC line connecting the anterior commissure on the median plane image, a line parallel to the brain stem, and the like may be registered as the inclination of the recommended photographing section.
  • FIG. 11 to FIG. 13 are diagrams for explaining the measurement preparation processing of this embodiment, FIG. 11 is a diagram for scout shooting, and FIG. 12 and FIG. 13 are diagrams for explaining the flow of subsequent processing. It is.
  • the protocol for head routine inspection is as follows. Scout imaging is performed, and then preliminary imaging including a pulse sequence for acquiring data for shimming and sensitivity map correction is performed. Then, the main photographing is performed with the photographing cross section determined by the result of the scout photographing.
  • the UI control unit 210 receives an instruction from the operator. Then, the measurement control unit 230 outputs a command to the sequencer 104 in accordance with the pulse sequence and the imaging parameters of the optimum scout imaging information stored in the optimum scout imaging information storage unit 320 (step S1201).
  • the sequencer 104 operates each unit in accordance with an instruction from the computer 110 and starts scout imaging (step S1301).
  • the sequencer 104 sequentially measures in the order of the coronal plane, the axial plane, and the sagittal plane, and sequentially obtains the obtained echo signals. It transmits to the computer 110 (steps S1302, S1303, S1304).
  • the signal processing unit 220 reconstructs the image and obtains a coronal image (step S1202). Then, on the obtained coronal image, the recommended photographing section calculation unit 241 calculates the inclination of the median line (step S1203). Further, the recommended photographing section calculation unit 241 determines the position of the axial image suitable for image processing on the coronal image (step S1204). Note that the recommended photographing section calculation unit 241 according to the present embodiment performs the processing up to step S1204 before the measurement of the axial plane by the measurement control unit 230 is completed.
  • the signal processing unit 220 reconstructs the image and obtains an axial image (step S1205). Then, the recommended photographing section calculation unit 241 identifies a median line on the axial image at the position determined in step S1204 in the obtained axial image (step S1206). Then, the recommended photographing section calculation unit 241 specifies the median plane from the inclination of the median line on the coronal image calculated in step S1204 and the position of the median line on the axial image calculated in step S1206 (step S1207). . Note that the recommended photographing section calculation unit 241 of the present embodiment performs the processing up to step S1207 before the measurement control unit 230 completes the measurement of the sagittal plane.
  • the signal processing unit 220 reconstructs the image and obtains a sagittal image (step S1208).
  • the UI control unit 210 causes the display device 111 to display a display for accepting an instruction as to whether or not to perform scout shooting again together with the reconstructed scout image (coronal image, axial image, sagittal image) (step S110). S1209).
  • the operator confirms the scout image displayed on the display device 111 (step S1102), and instructs whether or not to retake the scout image (step S1103).
  • the recommended photographing section calculation unit 241 analyzes and determines the validity of the median plane obtained in step S1207 while referring to the sagittal image (step S1210).
  • the UI control unit 210 displays an operation button for accepting an instruction for re-acquisition and processing continuation along with the scout image on the display device 111 and accepts the re-acquisition instruction.
  • the validity of the median plane in step S1210 is determined based on whether the median plane image can be created from the sagittal image reconstructed in step S1208, or whether the median plane specified in step S1207 is anatomically valid. It is determined by whether or not. If a median plane image can be created and is anatomically valid, it is determined that the median plane is valid. Whether or not the image can be created is determined based on, for example, a ratio in which the median plane specified in step S1207 is included in the imaging range of the five sagittal images acquired in step S1208. That is, when the ratio obtained by calculation is greater than or equal to a predetermined value (for example, 75% or more), it is determined that creation is possible, and otherwise it is determined not.
  • a predetermined value for example, 75% or more
  • the median plane position is significantly different from the center of the head determined from the coronal image and the axial image (for example, the distance from the head center to the median plane is coronal). It is discriminated based on whether or not it is 1/4 or more of the width of the head calculated from the image. That is, when it corresponds to a position greatly deviated, it is determined that it is not appropriate.
  • FIG. 12A further shows the flow of processing when it is determined in step S1210 that the median plane is appropriate.
  • the calculator 110 causes the recommended shooting section calculation unit 241 to Then, an image of the position of the median plane (median plane image) is generated from the sagittal image (step S1222), and a recommended photographing cross section is calculated on the generated image (step S1223). Meanwhile, the operator gives an instruction to start preparation shooting (step S1121).
  • the UI control unit 210 receives an instruction from the operator, and the measurement control unit 230 outputs a command to the sequencer 104 in accordance with a pulse sequence and imaging parameters that are stored in advance for preparation imaging (step S1221). .
  • the sequencer 104 operates each unit in accordance with an instruction from the computer 110 and performs preparatory shooting (step S1321).
  • the computer 110 performs the processing of steps S1222 and S1223 after the start of sequential shooting.
  • the processing of steps S1222 and S1223 is waited for the operator's instruction to start preparation shooting. Go ahead.
  • the computer 110 sets information for specifying the recommended photographing section calculated in step S1223, for example, position, inclination, and actual photographing.
  • the UI control unit 210 causes the display device 110 to display a recommended imaging cross-sectional area, a scout image, and the like based on the imaging parameters (number of slices, slice thickness, FOV, etc.) (step S1224).
  • the operator performs input for adjusting the displayed recommended photographing section as necessary (step S1123).
  • the UI control unit 210 receives an input of adjustment, adjusts the imaging section position according to the adjustment amount received by the imaging section determination unit 240, and determines the final imaging section of the main imaging (step S1225). At this time, the configuration may be such that the imaging parameters related to the imaging section of the main imaging are updated according to the determined imaging section.
  • measurement control unit 230 issues a command to the sequencer in accordance with a pulse sequence and shooting parameters previously stored for main shooting (step S1226).
  • the sequencer 104 operates each unit in accordance with an instruction from the computer 110 to perform the main photographing (step S1322).
  • the imaging section determination unit 240 displays the adjusted imaging section on the display device 111 as the recommended imaging section, and input the adjustment again. You may comprise so that it may receive. In this case, until the instruction for starting the main photographing is received from the operator, the adjusted photographing section is repeatedly displayed on the display device 111 as the recommended photographing section so that the adjustment can be input.
  • step S1131 the operator gives an instruction to start preparation shooting (step S1131).
  • the UI control unit 210 receives an instruction from the operator, and the measurement control unit 230 outputs a command to the sequencer 104 according to the pulse sequence and imaging parameters that are stored in advance for preparation imaging (step S1231). .
  • the sequencer 104 operates each unit in accordance with an instruction from the computer 110 and performs preparatory shooting (step S1331).
  • the UI control unit 210 When the operator performs an operation for opening the photographing section setting screen for the actual photographing (step S1132), in the computer 110, the UI control unit 210, as in the past, the photographing parameters set as the scout image (number of slices, slice thickness, FOV). Etc.) is displayed on the display device 110 by axial disconnection (step S1232). The operator inputs an imaging section on the displayed axis cut (step S1133).
  • the UI control unit 210 receives an input of adjustment, determines an imaging section according to the input received by the imaging section determination unit 240, and updates an imaging parameter related to the imaging section of the main imaging according to the imaging section. (Step S1233).
  • the photographing parameters set as the scout image number of slices, slice thickness, FOV). Etc.
  • the adjustment may be input any number of times.
  • the measurement control unit 230 issues a command to the sequencer according to the pulse sequence and shooting parameters previously stored for the main shooting (step S1234).
  • the sequencer 104 operates each unit in accordance with an instruction from the computer 110 to perform main imaging (step S1332).
  • FIG. 13A is a diagram for explaining the flow of the measurement preparation process when it is determined in the analysis of step S1210 that the median plane is anatomically valid.
  • the recommended photographing section calculating unit 241 calculates each section for scout photographing that can acquire the median plane specified in step S1207 as a recommended scout photographing section (step S1241).
  • the UI control unit 210 accepts it and specifies the scout image and the calculated recommended scout imaging section on the display device 111. Information is displayed (step S1242). Here, it is not always necessary for the operator to open the scout shooting setting screen.
  • the operator automatically switches to the scout shooting setting screen to display the scout image and the recommended scout shooting position. It may be configured. The operator performs input for adjusting the displayed recommended scout imaging section (step S1141).
  • the UI control unit 210 receives an input of adjustment, and the imaging section determination unit 240 adjusts the recommended scout imaging section according to the received adjustment amount, and determines the final scout imaging section (step S1243).
  • a configuration may be adopted in which imaging parameters related to the imaging section are updated according to the determined imaging section.
  • it may be configured such that input of adjustments can be made any number of times. Thereafter, the processes after steps S1101, S1201, and S1301 are repeated.
  • step S1103 an instruction to retake the scout imaging is accepted. Furthermore, in the analysis in step S1210, the flow of the measurement preparation process when it is determined that the median plane is not anatomically valid is shown in FIG. ).
  • the UI control unit 210 receives it and displays a three-axis orthogonal section on the display device 111 (step S1251). . The operator performs input for adjusting the displayed three-axis orthogonal section in order to determine the scout imaging section (step S1152).
  • the UI control unit 210 receives an input of adjustment, and the imaging section determination unit 240 determines a scout imaging section according to the received adjustment amount (step S1252).
  • photography cross section may be sufficient.
  • it may be configured such that adjustment input can be performed any number of times. Thereafter, the processes after steps S1101, S1201, and S1301 are repeated.
  • the above is the flow of processing from the scout shooting start operation to the main shooting start operation in the case of head routine inspection.
  • the measurement control unit 230 and the signal processing unit 220 set the first slice surface, which is one of the two slice surfaces intersecting each other, as a coronal surface, A first image group consisting of one or more parallel two-dimensional images and a second slice plane which is the other slice plane are taken as axial planes, and a first image group consisting of one or more two-dimensional images parallel to this axial plane. Acquire a second image group. Also, a fourth slice plane intersecting both the first slice plane and the second slice plane is defined as a sagittal plane, and a fourth image group consisting of one or more two-dimensional images parallel to the sagittal plane is acquired. To do.
  • the anatomical feature structure extraction unit 242 determines the slope of the median line as the first anatomical feature structure from the first image group and the median line from the second image group. Then, the slice plane determination unit 243 determines the median plane as the third slice plane from the slope and median of the median line determined by the anatomical feature structure extraction unit 242.
  • the recommended photographing section calculation unit 241 generates a two-dimensional image of the median plane determined from the fourth image group as a third image. Then, using a template model 800 composed of a plurality of anatomical feature points that should be included in the recommended imaging section, the positions of these anatomical feature points are specified on the third image, and recommended imaging section calculation information storage is performed The recommended imaging section is determined based on the positional relationship between the anatomical feature structure registered in advance in the unit 330 and the recommended imaging section.
  • image processing is executed in parallel with scout shooting, and a recommended shooting section is calculated.
  • the scout imaging to be executed is the same as the case where the imaging section is manually set from the scout image. Therefore, the recommended photographing section can be presented to the operator without changing the conventional inspection flow and without extending the processing time by adding a new process. Therefore, workability is not deteriorated in automatically obtaining the recommended photographing section.
  • the scout shooting is retaken after setting a more appropriate scout shooting section, so that the scout shooting can be efficiently retaken.
  • the processing time is not extended and is the same as the conventional procedure. The inspection efficiency will not deteriorate.
  • a recommended photographing section calculation process in the case where an oblique plane that is generally different from three orthogonal slice planes for acquiring a scout image is set as a photographing section, such as the head, is taken as an example.
  • a specific example of the recommended shooting section calculation processing when the shooting section is a plane that substantially matches one of the three slice planes from which the scout image is acquired will be described.
  • the recommended imaging section calculation processing is executed by the recommended imaging section calculation unit 241 according to the algorithm, image processing, and anatomical feature structure registered in the recommended imaging section calculation information storage unit 330. Each will be described below.
  • lumbar spine examination a T1-weighted image and a T2-weighted image of a sagittal plane (lumbar sagittal plane) and a T1-weighted image and a T2-weighted image of an intervertebral disc line are acquired. That is, there are two imaging sections: a lumbar sagittal surface and a surface including an intervertebral disc line (intervertebral disc line surface).
  • the lumbar examination sagittal plane is a slice plane parallel to the spinal nerve
  • the intervertebral disc line plane is a plane adapted to the inclination of each intervertebral disc located below each of the first to fifth lumbar vertebrae. Therefore, the lumbar examination sagittal surface is determined by the lumbar position and the inclination of the spinal nerve.
  • the disc line plane is determined by the disc position and the inclination of the spinal nerve.
  • the optimum scout imaging information storage unit 320 uses, for example, a proton-enhanced GrE pulse sequence as the optimum scout imaging information for the lumbar spine, and a plurality of parallel planes in the order of the axial plane, coronal plane, and sagittal plane. It is registered to shoot the slices (for example, 5 slices).
  • an lumbar spine position is determined on an axial image
  • an inclination of a spinal nerve is determined on a coronal image
  • image processing, anatomical feature structure, and the position of the intervertebral disc to be imaged on the sagittal plane image of the lumbar spine, and the disc line plane is determined using the inclination of the spinal nerve previously determined on the coronal image Algorithms, image processing and anatomical feature structures are registered.
  • the position of the lumbar spine that is, the position of the spinal nerve is determined by calculating the center of gravity of the image.
  • the inclination of the spinal nerve is obtained from the coronal image using the pixel value evaluation function.
  • a plane that passes through the position of the spinal nerve obtained from the axial image and has the inclination of the spinal nerve obtained from the coronal image is set as a recommended photographing section of the lumbar sagittal plane. Note that the processing so far is completed before the actual photographing.
  • an image of the lumbar examination sagittal surface is created by interpolation or the like from the sagittal image obtained by scout photography.
  • the position of the intervertebral disc is specified based on the edge enhancement and the pixel value evaluation function on the lumbar examination sagittal plane image.
  • a plane that passes through the obtained position of the intervertebral disc and is orthogonal to the inclination of the spinal nerve is set as a recommended imaging section of the intervertebral disc line plane.
  • the optimum scout imaging information storage unit 320 uses a GrE-based pulse sequence as the optimum scout imaging information for knee examination, and each of a plurality of slices (for example, 5 slices) in the order of the axial plane, sagittal plane, and coronal plane. Registered to shoot.
  • a line connecting the femoral medial condyle and the femoral lateral condyle is specified in the axial image acquired at the beginning of scout imaging.
  • a line perpendicular to the tangent of the joint surface of the femur and tibia is specified.
  • a plane that is parallel to the line connecting the medial femoral condyle and the lateral femoral condyle and perpendicular to the tangent to the joint surface of the femur and tibia is taken as the recommended cross section of the knee coronal surface.
  • determining the recommended photographing section a method similar to the median plane determination process in the head routine inspection is used. The same applies to the following.
  • a line perpendicular to the line connecting the femoral medial condyle and the femoral lateral condyle is identified from the axial image obtained by the scout imaging. Further, an image of the knee coronal plane (knee coronal image) is created from the coronal image obtained by scout shooting by interpolation or the like. Note that the knee coronal image acquired by the actual photographing may be used. And the tangent of the joint surface of a femur and a tibia is specified on a knee coronal surface image.
  • a plane perpendicular to the tangent line between the articular surfaces of the femur and tibia and perpendicular to the line connecting the femoral medial condyle and the femoral condyle is taken as the recommended imaging section of the knee sagittal surface.
  • an image of the knee sagittal plane (knee sagittal image) is created by interpolation or the like from the sagittal image obtained by scout photography.
  • the knee sagittal image may be acquired by actual photographing.
  • An image depicting the anterior cruciate ligament is selected from the knee sagittal image, and a line along the anterior cruciate ligament on the knee sagittal image is specified.
  • an image depicting the anterior cruciate ligament is selected from the knee coronal image, and a line along the anterior cruciate ligament on the knee coronal image is specified.
  • a plane parallel to the anterior cruciate ligament on the knee sagittal image and parallel to the anterior cruciate ligament on the knee coronal image is set as a recommended photographing section of the diagnostic surface of the anterior cruciate ligament.
  • a T1-weighted image of the coronal plane (shoulder-coronal plane), a T2-weighted image, a T1-weighted image of the sagittal plane (shoulder sagittal plane), a T2-weighted image, a T1-weighted image of the axial plane (shoulder axial plane),
  • a T2-weighted image is acquired. That is, the photographing cross section of the shoulder inspection is the three surfaces of the shoulder coronal surface, the shoulder sagittal surface, and the shoulder axial surface.
  • the optimum scout imaging information storage unit 320 uses a GrE pulse sequence as the optimum scout imaging information for shoulder examination, and images a plurality of slices (for example, 5 slices) in the order of the axial plane, sagittal plane, and coronal plane. Registered to do.
  • an image in which the supraspinatus is depicted is selected from an axial image acquired at the beginning of scout imaging, and a line parallel to the supraspinatus is identified on the image.
  • a line along the humerus is specified on a sagittal image obtained by scout photography.
  • a plane parallel to the supraspinatus and parallel to the humerus is set as a recommended photographing cross section of the shoulder coronal plane.
  • an image in which the head of the bone and the scapula are depicted is selected from the axial image obtained by the scout shooting, and a line perpendicular to the tangent of the joint surface is specified on the image.
  • an image of the shoulder coronal plane (shoulder coronal image) is created from the coronal image obtained by scout shooting by interpolation or the like.
  • the shoulder coronal image an image acquired by actual photographing may be used.
  • a line perpendicular to the line connecting the bone head and the scapula is specified on the shoulder coronal image.
  • a plane perpendicular to the line connecting the head of the head and the scapula and perpendicular to the tangent of the joint surface of the head of the head and the scapula is taken as the recommended photographing section of the shoulder sagittal surface.
  • shoulder sagittal image an image of the shoulder sagittal surface (shoulder sagittal image) is created from the sagittal image obtained by scout photography by interpolation or the like.
  • the shoulder sagittal image may be acquired by actual photographing.
  • a straight line perpendicular to the line along the humerus is specified on the shoulder sagittal image.
  • a straight line connecting the acromion and the clavicle is specified on the shoulder coronal image.
  • a plane perpendicular to the humerus, parallel to the straight line connecting the acromion and the clavicle, and parallel to the tangent to the joint surface is taken as the recommended photographing section of the shoulder axial surface.
  • the surface corresponding to the median surface is the lumbar sagittal surface in the case of the lumbar vertebra, the knee coronal surface in the case of the knee, and the shoulder coronal surface in the case of the shoulder. Accordingly, in step S1210, the validity of these surfaces is analyzed and determined.
  • the measurement control unit 230 and the signal processing unit 220 use the first slice plane as an axial plane, the second slice plane as a coronal plane, and the fourth slice plane as a sagittal plane. Are obtained as a first image group, a second image group, and a fourth image group, respectively.
  • the anatomical feature structure extraction unit 242 determines the position of the spinal nerve on the axial image as the first anatomical feature structure and the inclination of the spinal nerve on the coronal image as the second anatomical feature structure, respectively. ,Extract.
  • the slice plane determination unit 243 determines a plane passing through the position of the spinal nerve and having the inclination of the spinal nerve as the lumbar sagittal plane, that is, the third slice plane.
  • the recommended photographing section calculation unit 241 creates an image of the third slice plane that is the third image group by interpolation.
  • the anatomical feature structure extraction unit 242 extracts the position of the intervertebral disc on the lumbar sagittal surface as a third anatomical feature structure.
  • the slice plane determination unit 243 determines a fifth slice plane from the first anatomical feature structure or the first anatomical feature structure and the third anatomical feature structure, and recommends a recommended photographing section.
  • the calculation unit 241 sets the fifth slice plane as a recommended photographing section.
  • the measurement control unit 230 and the signal processing unit 220 use the first slice plane as an axial plane, the second slice plane as a sagittal plane, and the fourth slice plane as a coronal plane. Are obtained as a first image group, a second image group, and a fourth image group, respectively.
  • the anatomical feature structure extraction unit 242 uses, as the second anatomical feature structure, a line connecting the femoral medial condyle and the femoral lateral condyle on the axial image as the first anatomical feature structure.
  • the slice plane determination unit 243 determines the knee coronal plane specified by the first anatomical feature structure and the second anatomical feature structure as the third slice plane.
  • the recommended photographing section calculation unit 241 creates a third image as an image of the third slice plane by interpolation or the like.
  • the anatomical feature structure extraction unit 242 specifies the tangent of the indirect surface of the femur and the tibia as the third anatomical feature structure on the third image.
  • the slice plane determination unit 243 determines the knee sagittal plane specified by the third anatomical feature structure and the fourth anatomical structure as the fifth slice plane, and the recommended photographing section calculation unit 241 Then, an image of the fifth slice plane is created by interpolation or the like as the fifth image.
  • the anatomical feature structure extraction unit 242 extracts a line along the anterior cruciate ligament on the knee sagittal image as a fifth anatomical feature structure, and extracts a line along the anterior cruciate ligament on the knee coronal image as a sixth. It is extracted as an anatomical feature structure.
  • the slice plane determination unit 243 determines a plane parallel to the fifth anatomical feature structure and parallel to the sixth anatomical feature structure as the sixth slice plane, and the recommended photographing section calculation unit 241
  • the sixth slice plane is the recommended shooting section.
  • the measurement control unit 230 and the signal processing unit 220 have the first slice plane as an axial plane, the second slice plane as a sagittal plane, and the fourth slice plane as a coronal plane, and parallel to these.
  • One or more two-dimensional image groups are acquired as a first image group, a second image group, and a fourth image group, respectively.
  • the anatomical feature structure extraction unit 242 applies a line parallel to the supraspinatus on the axial image as the first anatomical feature structure and the humerus on the sagittal image as the second anatomical feature structure.
  • a line perpendicular to the tangent of the joint surface on the axial image is extracted as the fourth anatomical feature structure.
  • the slice plane determination unit 243 determines the shoulder coronal plane specified by the first anatomical feature structure and the second anatomical feature structure as the third slice plane.
  • the recommended photographing section calculation unit 241 creates a third image as an image of the third slice plane by interpolation or the like.
  • the anatomical feature structure extraction unit 242 identifies a line perpendicular to the line connecting the head and the scapula as the third anatomical feature structure on the third image.
  • the slice plane determination unit 243 determines the shoulder sagittal plane specified by the third anatomical feature structure and the fourth anatomical structure as the fifth slice plane, and the recommended photographing section calculation unit 241 Then, an image of the fifth slice plane is created by interpolation or the like as the fifth image.
  • the anatomical feature structure extraction unit 242 extracts a straight line perpendicular to the line along the humerus on the shoulder sagittal image as a fifth anatomical feature structure, and connects the acromion and the clavicle on the shoulder coronal image. A straight line is extracted as the sixth anatomical feature structure.
  • the slice plane determination unit 243 determines a plane parallel to the fifth anatomical feature structure and parallel to the sixth anatomical feature structure as the sixth slice plane, and the recommended photographing section calculation unit 241
  • the sixth slice plane is the recommended shooting section.
  • a case where a scout image is acquired by a pulse sequence for acquiring a T1-weighted image in which contrast between tissues in the head is clear is described as an example.
  • the pulse sequence is not limited to this.
  • a pulse sequence for obtaining a T2-weighted image may be used.
  • the pixel value pattern of the image is different from that of the present embodiment, it is necessary to adjust the evaluation function in the image processing.
  • the recommended imaging section calculation processing by the recommended imaging section calculation unit 241 is performed in parallel with the scout imaging is described as an example, but the present invention is not limited thereto.
  • the recommended photographing section calculation processing may be performed after the completion of all scout photographing.
  • a recommended slice section calculation process may be performed on the image of the slice plane, and the result may be reflected in the next slice plane shot.
  • a function of recognizing the posture of the subject 103 and adjusting the measurement position of the next surface is provided.
  • the slice position in the z-axis direction of the axial shooting is adjusted from the reconstructed image so that the axial image is within the above range, and the axial plane is measured.
  • the sagittal plane is measured after the slice position is adjusted so as to include the position of the median plane calculated from the coronal image and the axial image.
  • the scout imaging position is determined. You may comprise so that it may determine.
  • the recommended photographing section calculation unit 241 omits the configuration for accepting the selection, proceeds as it is, and calculates a recommended photographing section. For example, in the case of a head routine inspection, if the analysis result of the median plane is not valid, it is recommended. You may comprise so that the message which tells that accuracy is unreliable with an imaging
  • the processing may be advanced if the analysis result of the median plane is appropriate, and if it is not appropriate, a message recommending that the scout shooting be performed again may be displayed on the display device 111, and the processing may be terminated.
  • the recommended imaging section calculation unit 241 may calculate a position where the median plane can be created, and automatically perform scout imaging again at this position. Further, when the median plane position is analyzed, if the recommended imaging section calculation unit 241 determines that the median plane is greatly inclined, a message recommending re-execution of scout imaging may be displayed at this time. According to these configurations, since the operator can determine whether the scout image is good or bad without checking the image, the inspection efficiency is improved.
  • the shooting section determination unit 240 may be configured to determine the recommended shooting section as the shooting section as it is and execute the main shooting. For example, in the case of the head routine inspection, when the median plane is analyzed as appropriate, the main imaging start instruction is waited without displaying a screen for accepting an input of positioning setting.
  • an imaging section may be set by an operator.
  • the recommended photographing section calculation unit 241 performs the creation of a median plane image.
  • the photographing section determination unit 240 displays the median plane image and receives an input from the operator. The operator sets a photographing section on the median plane image calculated by the recommended photographing section calculation unit 241.
  • the acquired scout image (coronal image, axial image, sagittal image) may be displayed on the display device 111 together with the calculated median plane image.
  • the operability when the operator manually sets the imaging section is improved.
  • the head is set to be inclined, it is possible to confirm a median plane image acquired over a plurality of sheets with a single image, which facilitates positioning work.
  • the case where the recommended imaging section calculation information storage unit 330 holds the imaging section list in advance is described as an example, but the present invention is not limited thereto.
  • the operator may have a function of adding a new photographing section list item. For example, the operator sets an imaging section on an image in which the position of the anatomical feature structure serving as a mark is known via the display device 111 and the input device 116. Then, the relationship is registered in the photographing section list with an arbitrary name. At the time of setting, a scout image taken in the past, a scout image taken of the current patient, a standard human scout image, or the like is used. Regardless of which image is used, the anatomical feature structure is extracted manually or automatically by image processing.
  • the interface to be used may be configured to have a dedicated interface, or may be configured to use an interface for determining an imaging section.
  • a function for saving the input information in the imaging section list is added.
  • the imaging section list may be configured to be registered by the operator for each inspection.
  • the shooting cross section is displayed along the axis cut based on the set parameters (number of slices, slice thickness, FOV, etc.).
  • a scout image whose position of the anatomical feature structure is known is displayed together.
  • the image may be a scout image acquired by past photography or the like, or a standard human scout image.
  • the operator manually sets an imaging section using the anatomical feature structure of the images displayed together as a mark.
  • the computer 110 sets the manually set position as the imaging section of the main imaging, and stores the positional relationship with the position of the anatomical feature structure that is automatically recognized.
  • the operator since the operator can set the photographing cross-sectional position as in a conventional inspection sense, the operator does not feel complicated preparations. Also, no special user interface is required. Furthermore, it is possible to change the protocol including the setting of the photographing cross-sectional position during the inspection process.
  • the MRI apparatus of this embodiment basically has the same configuration as that of the first embodiment.
  • the adjustment amount received from the operator after displaying the recommended photographing section or the recommended scout photographing section is stored as learning data, and has a function of reflecting it in subsequent processing.
  • a description will be given focusing on the configuration different from the first embodiment.
  • FIG. 14 is a functional block diagram of an information processing apparatus including the computer 110A and the storage device 112A according to this embodiment.
  • the information processing apparatus of the present embodiment includes the learning section determination unit 240 of the control unit 200A and the learning function unit 244, and the storage unit 300B includes the learning data storage unit 340, respectively.
  • a recommended photographing section calculation unit 241A is provided instead of the recommended photographing section calculation unit 241.
  • the computer 110A includes a CPU and a memory, and each function of the control unit 200A realized by the computer 110A is executed by the CPU loading a program stored in the storage device 112A into the memory and executing the program.
  • the storage unit 300A is implemented on the storage device 112A. All or a part of each function may be realized by a general-purpose information processing apparatus provided independently of the MRI apparatus 100 and capable of transmitting / receiving data to / from the MRI apparatus 100. Similarly, all or a part of the storage unit 300A may be realized by an external storage device that is provided independently of the MRI apparatus 100 and capable of transmitting and receiving data to and from the MRI apparatus 100.
  • step S1225 and S1243 the learning function unit 244 extracts the adjustment amount added by the operator to the recommended imaging section and the recommended scout imaging section calculated by the recommended imaging section calculation unit 241A, and learns the learning data storage unit 340. Retain as data. At this time, learning data is registered in association with the part to be imaged.
  • Learning data registered in the learning data storage unit 240 is an adjustment amount of an angle and a position added to the recommended photographing section by the operator.
  • the learning function unit 244 collects the adjustment amount every time adjustment is performed, and updates the learning data registered in the learning data storage unit 340 in association with the imaging target region.
  • the learning data is clustered based on the subject's age, gender, size of the examination site, setting direction, anatomical features, etc., and the average value of the adjustment values is calculated and registered in the same cluster. May be. By configuring in this way, for example, a correction value corresponding to individual differences can be obtained as learning data.
  • the recommended photographing section calculation unit 241A uses the registered learning data as a correction value for the next calculation. That is, in the examination preparation process, after calculating the recommended imaging section and the recommended scout imaging section in step S1223 and step S1241, respectively, referring to the learning data storage unit 340, when learning data is registered for the imaging target region, The calculation result is corrected using the learning data, and the corrected cross-sections are set as a recommended shooting cross-section and a recommended scout shooting cross-section, respectively.
  • a recommended photographing section can be obtained with higher accuracy. For example, when the set imaging section is different for each facility and for each operator, it is possible to automatically output the corresponding imaging section.
  • the learning function unit 244 performs the above process only when the operator has selected to learn the adjustment. Furthermore, it may be configured such that the operator can select whether or not the learning data is reflected on the recommended photographing section and the recommended scout photographing section.
  • the recommended photographing section calculation unit 241 performs the above process only when the operator selects to reflect the learning data. The selection may be made at every measurement, every photographing, and every examination.
  • the final template model shape, the initial placement of the template model, the target subject, etc. are learned You may comprise so that it may preserve
  • the application of the learning function can be adapted to the operator's preference.
  • the learning function unit 244 can be used to set a recommended photographing section position. As described in the first embodiment, the changes made by the operator with respect to the imaging section displayed with the axis cut as an initial setting are stored and reflected in the next processing. In this case, there is an advantage that the operator does not need to set the recommended photographing section position in advance.
  • the MRI apparatus of this embodiment basically has the same configuration as that of any of the above embodiments.
  • the recommended photographing section calculation unit of the first embodiment and the second embodiment is used for the MPR process.
  • the present embodiment will be described with a focus on a configuration different from any of the above embodiments.
  • FIG. 15 is a functional block diagram of an information processing apparatus including the computer 110B and the storage device 112B according to this embodiment.
  • the information processing apparatus of this embodiment is basically the same as any of the information processing apparatuses of each of the above embodiments, but in addition to the configuration of the information processing apparatus of each of the above embodiments, the control unit 200B includes an MPR processing unit 260. Is provided. Note that the learning function unit 244 and the learning data 340 may not be provided.
  • the MPR processing unit 260 generates an MPR processing interface screen (MPRIF screen) and causes the display device 111 to display the interface screen via the UI control unit 210.
  • MPRIF screen includes a display area for photographed three-dimensional data and a designation reception area for receiving input from the operator.
  • the operator specifies information specifying the section to be diagnosed (cut section) and parameters (section parameters) for specifying the section to be cut such as FOV, number of slices, slice thickness, and slice interval. Accept.
  • the information for specifying the cut-out cross section is, for example, information on a plane parallel to the OM line and a plane parallel to the AP-AC line in the case of the head.
  • the section parameter may be specified by any method, for example, selecting from a list or setting manually by an operator on an image displayed in the display area. For methods that select from a list, there may be visual support through a graphical interface. Moreover, you may comprise so that it may have an interface which displays a cut-out cut section in the past, and only receives the presence or absence of consent. In this case, only when an intention to disagree is accepted, the screen shifts to a screen for accepting the designation of the cross-sectional parameter. By adopting this configuration, the same cross section as the cut cross section set in the past can be easily specified.
  • the MPR processing unit 260 When the MPR processing unit 260 receives an instruction to start the MPR process from the operator, the MPR processing unit 260 first creates an image of at least two planes intersecting each other from the three-dimensional data. For example, in the case of the head, an image parallel to the coronal plane, an image parallel to the axial plane, and an image parallel to the sagittal plane are created.
  • the recommended photographing section calculation unit 241 performs the same processing on each created image in the same procedure as each of the above-described embodiments, and calculates a cut section as a recommended photographing section. Then, the MPR processing unit 260 generates an image of the calculated cut section from the three-dimensional data, and the UI control unit 210 displays the generated image on the display device.
  • an error message is displayed when the position of the median plane is determined to be an anatomically invalid position.
  • an orthogonal triaxial section is displayed without calculating the cut section, and the operator manually sets the cut section.
  • information such as the processing algorithm, the type of image processing, and the positional relationship between the cut-out section and the anatomical feature structure is stored in the recommended photographing section calculation information storage unit 330 in advance.
  • the MPR processing unit 260 is configured to perform the image of each cross section in the same order as the scout imaging stored in the optimum scout imaging information storage unit 320, and when the necessary image generation is completed, the recommended imaging cross section is completed.
  • the calculation unit 241 may be configured to perform the recommended photographing cross-section creation process in parallel with the image generation process by the MPR processing unit 260.
  • a desired diagnostic image can be easily generated from three-dimensional data in a short time.
  • the same two-dimensional scout photographing as in the case of setting manually is performed simultaneously with image processing, and a recommended photographing section is calculated and presented. Therefore, it is possible to improve the operability of positioning of the photographing section without changing the flow of the conventional inspection and without causing an increase in time by the recommended photographing section calculation process. Furthermore, the process of calculating the recommended photographing section can be applied to the process of automatically calculating the cut section in the MPR, and the inspection efficiency in the post-processing is improved.
  • the present invention is applied to an MRI apparatus is described as an example, but the apparatus is not limited to this.
  • the recommended imaging section calculation unit according to each of the above embodiments can be used to calculate various imaging sections and medical imaging apparatuses that can set an arbitrary plane in a three-dimensional space as an imaging section.
  • DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 MRI apparatus, 101: Magnet, 102: Gradient magnetic field coil, 103: Subject (living body), 104: Sequencer, 105: Gradient magnetic field power supply, 106: High frequency magnetic field generator, 107: RF coil, 108: RF probe, 109: receiver, 110: computer, 111: display device, 112: storage device, 113: shim coil, 114: shim power source, 115: bed (table), 116: input device, 200: control unit, 200A: control unit, 200B: control unit, 210: UI control unit, 220: signal processing unit, 230: measurement control unit, 240: imaging section determination unit, 241: recommended imaging section calculation unit, 241A: recommended imaging section calculation unit, 242: anatomy Characteristic feature extraction unit, 243: slice plane determination unit, 244: learning function unit, 260: MPR processing unit, 300: storage unit, 300A Storage unit, 301: coronal image, 302: axial image, 303:

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Abstract

 3次元空間の任意の面を撮影断面として設定可能な医用画像撮影装置において、検査時間を延長すること無く撮影断面を自動的に算出するとともにMPRにおいて自動的に切り出し断面を算出可能な技術を提供する。 手動で撮影断面を設定する場合と同様の二次元スカウト撮影を行い、得られたスカウト画像を処理し、推奨撮影断面を算出する。処理のアルゴリズムおよび処理に用いる各種画像処理手法は、予め撮影対象部位および検査の種類毎に保持される。

Description

医用画像撮影装置
 本発明は、磁気共鳴イメージング装置等の医用画像撮影装置を用いた検査における撮影断面の位置決め技術および診断画像切り出し技術に関する。
 3次元空間上で所望の位置および傾きの断面を撮影し、診断に用いる医用画像診断装置がある。中でも、磁気共鳴イメージング(Magnetic Resonance Imaging)装置は、主にプロトンの核磁気共鳴現象を利用した医用画像診断装置であり、静磁場に置かれた被検体に高周波磁場を印加して核磁化を励起し、計測した磁気共鳴信号を画像化する。MRI装置は、撮影部位に制限が無く、非侵襲に任意の断面の撮影が可能である。
 MRI装置では、一般に、撮影する断面(撮影断面)を特定するスライス傾斜磁場を印加すると同時に、撮影断面内の磁化を励起させる励起パルスを与え、励起された磁化が発生する核磁気共鳴(エコー)信号を得る。磁化に位置情報を与えるため、励起からエコー信号を得るまでの間に、撮影断面内で互いに垂直な方向の位相エンコード傾斜磁場とリードアウト傾斜磁場とを印加する。
 MRI装置のような任意の断面の撮影が可能な医用画像診断装置では、撮影する断面を予め設定しなければならない。このため、検査では、撮影断面を設定するスカウト画像を取得するスカウト撮影を、診断用画像を取得する本撮影の前に行う。
 撮影断面は、撮影部位や対象とする疾患によって概ね決められているため、スカウト画像上で操作者がユーザインタフェースを介してマニュアル操作で行っている。ところが、検査は、異なる撮影断面の撮影を組み合わせて行ったり、定期的に同じ撮影断面での撮影を繰り返したりすることがある。異なる撮影断面の撮影を行う場合は、その度に操作者が設定する必要がある。また、同じ撮影断面の撮影を繰り返す場合、マニュアル操作では、毎回同じ撮影断面を設定することは難しい。いずれにしても、撮影断面の設定は撮影のたびに同じ作業を繰り返す必要があり、単純で煩雑な作業の一つに挙げられている。
 このような撮影断面決定の作業の操作性を向上するため、例えば、視覚的に位置決め操作しやすい工夫を行うもの(例えば、特許文献1参照)、画像認識により自動的に位置決めを行うもの(例えば、非特許文献1および2参照)などが提案されている。自動化による効果としては、操作性の向上だけでなく,フォローアップ検査時の撮影断面の再現性向上が期待されている。
特開平05-269113号公報
『Automated planning of MRI neuro scans』(Young S, Bystrov D, Netsch T, Bergmans R, van Muiswinkel A, Visser F, Springorum R, Gieseke J著、Medical Imaging: Image Processing, Reinhardt JM, ed. Proc. of SPIE Vol. 6144, 2006 『Automated Scan Prescription for Brain MRI』(Itti L, Chang L, Ernst T著、Magnetic Resonance in Medicine 45;486-494, 2001
 特許文献1に記載の手法は、操作者のマニュアル操作による部分がまだ残っているため、依然として再現性の低さと煩雑さは残る。また、非特許文献1および2に記載の手法では、スカウト画像として3次元のボリュームデータを計測する必要があるためスカウト撮影にかかる時間が従来よりも長くなる。さらに、スカウト撮影後に撮影断面を算出して決定するため、さらに自動化のための処理時間が必要となる。このため、全体としての検査時間が延長するだけでなく、自動化のための処理による待ち時間が操作者にストレスを与え、操作者の要求に十分に応えていない。
 一方、近年、パラレルイメージングなどの高速撮影技術の向上に伴い、高速に3次元画像を取得する3次元撮影が行われている。3次元撮影では撮影範囲として3次元空間を設定すればよいため、断面を設定する2次元撮影に比べて容易である。しかし、撮影終了後に得られた3次元ボリュームデータから診断したい2次元画像を切り出す必要がある。この処理はMPR(Multi Planar Reconstruction)と呼ばれ、2次元画像を簡単かつ高速に抽出可能な画像処理システムが求められている。
 本発明は、上記の問題を鑑みたもので、上記MRI装置のような3次元空間の任意の面を撮影断面として設定可能な医用画像撮影装置において、従来の検査の流れを変えることなく、また、検査時間を延長すること無く、撮影断面を自動的に算出するとともにMPRにおいて自動的に切り出し断面を算出可能な技術を提供することを目的とする。
 本発明は、手動で撮影断面を設定する場合と同様の二次元スカウト撮影を行い、得られたスカウト画像を処理し、推奨撮影断面を算出する。処理のアルゴリズムおよび処理に用いる各種画像処理手法は、予め撮影対象部位および検査の種類毎に保持される。
 具体的には、3次元空間の任意の面を撮影可能な医用画像撮影装置であって、互いに交差する2つのスライス面の内の一方のスライス面である第一のスライス面に平行な1枚以上の二次元画像からなる第一の画像群と、他方のスライス面である第二のスライス面に平行な1枚以上の二次元画像からなる第二の画像群とを取得する画像取得手段と、二次元画像から、予め定められた解剖学的特徴構造の情報を抽出する解剖学的特徴構造抽出手段と、撮影断面として推奨する推奨撮影断面を算出する推奨撮影断面算出手段と、撮影対象部位に応じて、前記推奨撮影断面を算出するために必要な推奨撮影断面算出情報を保持する推奨撮影断面算出情報記憶手段と、を備え、前記解剖学的特徴構造抽出手段は、前記第一の画像群から第一の解剖学的特徴構造の情報を抽出するとともに、前記第二の画像群から第二の解剖学的特徴構造の情報を抽出し、前記推奨撮影断面算出手段は、前記推奨撮影断面算出情報に従い、前記第一の解剖学的特徴構造の情報および前記第二の解剖学的特徴構造の情報を用いて前記推奨撮影断面を算出することを特徴とする医用画像撮影装置を提供する。
 本発明によれば、上記MRI装置のような3次元空間の任意の面を撮影断面として設定可能な医用画像撮影装置において、従来の検査の流れを変えることなく、また、検査時間を延長すること無く撮影断面を自動的に算出するとともにMPRにおいて自動的に切り出し断面を算出できる。
第一の実施形態のMRI装置の典型的な構成を示すブロック図である。 第一の実施形態の計算機の機能ブロック図である。 (a)~(c)は第一の実施形態のスカウト画像の一例を示す図である。 第一の実施形態の推奨撮影断面算出処理のフローである。 (a)は、第一の実施形態のコロナル正中線算出処理を説明するための図であり、(b)は、第一の実施形態のアキシャル画像決定処理を説明するための図である。 (a)~(c)は、第一の実施形態のアキシャル正中線算出処理を説明するための図である。 (a)~(c)は、第一の実施形態の正中面決定処理を説明するための図である。 (a)~(c)は、第一の実施形態のテンプレートモデルの作成手順を説明するための図である。 (a)、(b)は、第一の実施形態のテンプレートモデルのフィッティングを説明するための図である。 (a)、(b)は、第一の実施形態のテンプレートモデルから推奨撮影断面算出手法を説明するための図である。 第一の実施形態の計測準備処理を説明するための図である。 (a)、(b)は、第一の実施形態の計測準備処理を説明するための図である。 (a)、(b)は、第一の実施形態の計測準備処理を説明するための図である。 第二の実施形態の計算機の機能ブロック図である。 第三の実施形態の計算機の機能ブロック図である。
 <<第一の実施形態>>
 以下、本発明を適用する第一の実施形態について説明する。本発明の実施形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
 まず、本実施形態の磁気共鳴イメージング(MRI)装置について説明する。本実施形態のMRI装置100は、上述のように、静磁場に置かれた被検体103に高周波磁場を印加して、被検体103内の核磁化を励起し、発生する核磁気共鳴信号(エコー信号)を計測する。このとき、傾斜磁場を印加して計測する磁気共鳴信号に位置情報を与え、画像化(撮影)する。図1は、これを実現する、本実施形態のMRI装置100の典型的な構成を示すブロック図である。本実施形態のMRI装置100は、静磁場を発生するマグネット101と、傾斜磁場を発生する傾斜磁場コイル102と、被検体(生体)103に高周波磁場パルス(以下、RFパルス)を照射するRFコイル107と、被検体103から発生するエコー信号を検出するRFプローブ108と、マグネット101の発生する静磁場空間内で被検体(例えば、生体)103を載置する寝台(テーブル)115と、を備える。
 さらに、本実施形態のMRI装置100は、傾斜磁場コイル102を駆動する傾斜磁場電源105と、RFコイル107を駆動する高周波磁場発生器106と、RFプローブ108で検出したエコー信号を受信する受信器109と、傾斜磁場電源105と高周波磁場発生器106とに命令を送り、それぞれ傾斜磁場および高周波磁場を発生させるとともに、検波の基準とする核磁気共鳴周波数を受信器109にセットするシーケンサ104と、検波された信号に対して信号処理を施す計算機110と、計算機110での処理結果を表示する表示装置111と、同処理結果を保持する記憶装置112と、操作者からの指示を受け付ける入力装置116と、を備える。
 以上の構成を有するMRI装置100では、シーケンサ104の制御により、RFパルスがRFコイル107を通じて被検体103に印加されるとともに、スライス選択や位相エンコードなどの位置情報をエコー信号に与えるための傾斜磁場パルスが傾斜磁場コイル102によって印加される。また、被検体103から発生した信号はRFプローブ108によって受波され、検波された信号は計算機110に送られ、ここで画像再構成などの信号処理が行われる。なお、記憶装置112には、信号処理の結果だけでなく、必要に応じて、検波された信号自体、撮影条件等を記憶させてもよい。
 また、MRI装置100は、静磁場均一度を調節する必要があるときには、シムコイル113と、シムコイル113を駆動するシム電源114をさらに備えてもよい。シムコイル113は、複数のチャネルからなり、シム電源114から供給される電流によりにより静磁場不均一を補正する付加的な磁場を発生する。静磁場均一度調整時にシムコイル113を構成する各チャネルに流す電流は、シーケンサ104により制御される。
 なお、シーケンサ104は、上述のようにMRI装置100を構成する各部の動作を制御し、計測を実行させるもので、予めプログラムされたタイミング、強度で各部が動作するように制御を行う。上記プログラムのうち、特に、高周波磁場、傾斜磁場、信号受信のタイミングや強度を記述したものはパルスシーケンスと呼ばれる。計測は、パルスシーケンスとこれを制御するために必要な撮影パラメータとに従って行われる。パルスシーケンスは、予め作成され、記憶装置112に保持され、撮影パラメータは、操作者からユーザインタフェースを介して入力される。
 また、計算機110は、受信した信号を処理する信号処理だけでなく、MRI装置100全体の動作の制御等を行う。さらに、本実施形態の計算機110は、記憶装置112とともに情報処理装置を構成し、撮影断面設定用の画像(スカウト画像)から、推奨する撮影断面(推奨撮影断面)を算出する。
 これを実現する、本実施形態の計算機110と記憶装置112とにより構成される情報処理装置の機能ブロック図を図2に示す。本図に示すように、本実施形態の情報処理装置は、制御部200と記憶部300とを備える。制御部200は、ユーザインタフェース(UI)制御部210と、信号処理部220と、計測制御部230と、撮影断面決定部240と、を備える。また、記憶部300は、制御部200が実現する各種処理に必要な情報を記憶するもので、撮影情報記憶部310と、最適スカウト撮影情報記憶部320と、推奨撮影断面算出情報記憶部330とを備える。
 撮影情報記憶部310には、MRI装置100により検査を実行するために必要な各種の情報、例えば、プロトコルが登録される。一般に、MRI装置100による検査では、スカウト画像を取得するスカウト撮影、静磁場不均一の調整やコイル感度補正のための準備撮影、決定された撮影断面の診断用の画像を取得する本撮影が順次実行される。各撮影は1以上の計測で構成され、各計測は、パルスシーケンスおよび撮影パラメータに従って行われる。プロトコルは、各検査における、撮影順、各撮影内での計測順、計測種別を規定したもので、検査の実行に先立ち、操作者により作成され、記憶される。プロトコルは、例えば、頭部、腰椎、膝、肩といった検査部位や対象とする疾患に応じて作成され、各撮影で実行するパルスシーケンスとその撮影パラメータを含む。
 また、撮影情報記憶部310には、プロトコル生成に用いるパルスシーケンスや、操作者から入力される撮影パラメータ等が登録される。登録されるパルスシーケンスには、例えば、FSE(Fast Spin Echo)、GrE(GradientEcho)、EPI(Echo Planar Imaging)、などがあり、撮影パラメータには、TR(繰り返し時間)、TE(エコー時間)、FOV(撮影視野)、スライス厚、スライス枚数、複数の断面を撮影する場合は、その撮影順序などがある。
 なお、プロトコルは、検査毎に操作者がユーザインタフェースを介して作成し、撮影情報記憶部310に登録するよう構成してもよいし、予め、検査部位および/または疾患毎に作成され、撮影情報記憶部310に保存されていてもよい。この場合は、操作者が、検査毎に保存されているプロトコルの中から抽出し、決定する。なお、検査部位毎に最適なプロトコルを対応付けて撮影情報記憶部310に保存し、操作者が撮影パラメータの設定時に検査部位を指定した際、当該検査部位に対応づけて記憶されているプロトコルが、最適なプロトコルの初期値として抽出されるよう構成してもよい。
 最適スカウト撮影情報記憶部320には、検査部位毎の、また、検査部位毎に複数種の撮影断面の異なる検査種別がある場合は、検査部位および検査種別毎の、最適なスカウト撮影の手順を規定した最適スカウト撮影情報が登録される。具体的には、スカウト撮影で使用するパルスシーケンス、撮影パラメータ、撮影する断面、複数の断面を撮影する場合は、その撮影順が、登録される。なお、最適スカウト撮影は、操作者によってプロトコル作成時に選択および設定ができる。あるいは、上記の最適なプロトコルの初期値に含まれるよう構成してもよい。
 推奨撮影断面算出情報記憶部330には、スカウト画像から推奨撮影断面を算出するために用いる情報が登録される。例えば、検査部位に応じて、スカウト画像から推奨撮影断面を生成するために実行するアルゴリズムが登録される。また、アルゴリズム内で実行される画像処理の種類、推奨撮影断面算出に用いる解剖学的な特徴構造等、検査部位に応じた解剖学的な特徴構造と推奨撮影断面との位置関係等が登録される。なお、解剖学的な特徴構造と推奨撮影断面との位置関係は、操作者が設定できる構成でもよい。
 なお、複数の推奨撮影断面の設定が可能な部位の場合、目印の名称(OMライン、椎間板ライン等)、検査種別(ルーチン検査、てんかん検査等)ごとに解剖学的な特徴構造と推奨撮影断面との位置関係を撮影断面リストとして保持し、プロトコル作成時に操作者が、本撮影のパルスシーケンスごとに選択可能なように構成してもよい。これにより、操作者の選択に応じた撮影断面の設定が可能となる。なお、撮影断面リストからの選択時に、撮影断面と、解剖学的目印位置との関係を操作者が目視で確認できるよう、表示装置111に表示させるグラフィカルインタフェース(GI)を備えるよう構成してもよい。さらに、このGI上で位置の調整入力を受け付けるよう構成してもよい。
 解剖学的特徴構造は、例えば、検査部位が頭部であれば、正中線、頭部輪郭、脳輪郭、脳梁、橋、脳幹、下垂体、斜台、腰椎であれば脊髄神経の傾き、椎間板の位置、膝であれば、大腿骨内側顆、大腿骨外側顆、大腿骨、頸骨の位置、大腿骨内側顆と大腿骨外側顆とを結んだ線、大腿骨と頸骨と間の関節面、肩であれば、棘上筋、骨頭、肩甲骨、肩峰、鎖骨の位置、棘上筋に平行な線、上腕骨に沿ったライン、骨頭と肩甲骨間の関節面の接線、骨頭と肩甲骨間を結ぶラインなどである。これらの解剖学的特徴構造は、検査部位に応じて予め定められ、登録される。
 UI制御部210は、入力装置116および表示装置111などのユーザインタフェースを制御し、操作者に処理結果を提示する、操作者からの入力を受け付ける、といったユーザインタフェース処理を行う。
 信号処理部220は、MRI装置100で取得したエコー信号を処理し、画像を再構成する。また、エコー信号を処理し、中心周波数やRF照射強度等の撮影に必要な制御値を算出し、装置にシーケンサ104に送信する。
 計測制御部230は、操作者によって作成され、撮影情報記憶部310に登録されたプロトコルに従って、実行するパルスシーケンス、用いる撮影パラメータを読み出し、シーケンサ104に命令を与え、計測を実行する。
 撮影断面決定部240は、スカウト画像に基づき、本撮影での撮影断面を決定する。また、本実施形態の撮影断面決定部240は、スカウト画像から推奨撮影断面を算出する推奨撮影断面算出部241を備える。また、推奨撮影断面算出部241は、二次元画像上で予め定められた解剖学的特徴構造を抽出する解剖学的特徴構造抽出部242と、2つの二次元画像上それぞれの解剖学的特徴構造を用い、新たなスライス面を決定するスライス面決定部243と、を備える。
 推奨撮影断面算出部241は、最適スカウト撮影情報に従って実行されたスカウト撮影で得たスカウト画像から、推奨撮影断面算出情報記憶部330に登録されるアルゴリズムに従って、推奨撮影断面を算出する。
 解剖学的特徴構造抽出部242は、推奨撮影断面算出情報記憶部330に記憶されたアルゴリズムに従って、スカウト画像などの二次元画像から推奨撮影断面算出情報記憶部330に記憶された画像処理により、推奨撮影断面算出情報記憶部330に記憶された解剖学的特徴構造を抽出する。
 スライス面決定部243は、推奨撮影断面算出情報記憶部330に記憶されたアルゴリズムに従って、2つの互いに交差する2つのスライス面に平行な画像群から抽出した解剖学的特徴構造を用い、これらのスライス面いずれにも交差する新たなスライス面を決定する。
 なお、計算機110は、CPUとメモリとを備え、計算機110が実現する制御部200の各機能は、CPUが記憶装置112に格納されたプログラムをメモリにロードして実行することにより実現される。また、記憶部300は、記憶装置112上に実現される。なお、各機能の全てまたはその一部は、MRI装置100とは独立して設けられる汎用の情報処理装置であって、MRI装置100とデータの送受信が可能な情報処理装置により実現されていてもよい。同様に、記憶部300の全てまたはその一部は、MRI装置100とは独立して設けられ、MRI装置100とデータの送受信が可能な外部記憶装置により実現されてもよい。
 以下、推奨撮影断面算出情報記憶部330に登録されるアルゴリズムに従って推奨撮影断面算出部241により実行される推奨撮影断面算出処理を、具体例を用いて説明する。ここでは、頭部のルーチン検査の場合を例にあげて説明する。
 頭部のルーチン検査では、本撮影は、T1強調画像、T2強調画像、FLAIR画像、拡散強調画像を取得するとする。撮影断面は、正中面に垂直で、OMラインに平行な傾きを持ち、全脳を覆う領域に設定される。OMラインとは、正中面の画像上の鼻根部と橋端下部とを結ぶラインであり、正中面に近い平面上の画像であるほど認識しやすいラインである。このため、撮影断面は、正中面画像上で決定する。
 従って、最適スカウト撮影情報記憶部320には、頭部のルーチン検査の最適スカウト撮影情報として、正中面を決定し、正中面画像を得ることができるものが登録される。例えば、T1強調のGrE(グラディエントエコー)系のパルスシーケンスを使用し、コロナル面、アキシャル面、サジタル面の順番で各面に平行な複数のスライスの撮影を行うよう登録される。ここでのスライス枚数は限定されないが、以下、5枚のスライスの撮影を行う場合を例にあげて説明する。図3に、このパルスシーケンス使用して取得したスカウト画像の一例を示す。図3(a)がコロナル面に平行なスライスの画像(コロナル画像)301で、図3(b)がアキシャル面に平行なスライスの画像(アキシャル画像)302で、図3(c)がサジタル面に平行なスライスの画像(サジタル画像)303である。このとき用いた撮影パラメータは、TR/TE=30/1.5、FOV=270、FA=45、画素数128×128、スライス厚10mmである。それぞれの画像の左下には、座標軸304を示す。なお、以下、本明細書では、体軸方向をz軸方向、被検体103が水平にテーブル115上に載置されるものとし、z軸に垂直な2方向のうち、水平面に平行な方向をx軸方向、水平面に垂直な方向をy軸方向とする。
 また、推奨撮影断面算出情報記憶部330には、コロナル画像およびアキシャル画像から正中面を決定し、サジタル画像から正中面の画像を生成し、その正中面の画像上で推奨撮影断面を算出するアルゴリズムが登録される。そして、正中線および正中面画像上の頭部輪郭、脳輪郭、脳梁、橋、脳幹、下垂体、斜台が解剖学的特徴構造として登録され、画像処理としては、各スカウト画像から正中線を抽出するもの、正中面の画像上で推奨撮影断面を特定するものが登録される。
 頭部ルーチン検査における、推奨撮影断面算出情報記憶部330に登録されたアルゴリズムに従って推奨撮影断面算出部241により実行される推奨撮影断面算出処理の流れを、図4に示す。解剖学的特徴構造抽出部242は、コロナル画像上で正中線の傾きを計算する(ステップS401)。次に、推奨撮影断面算出部241は、コロナル画像上で、画像処理に適するアキシャル画像の位置を決定する(ステップS402)。そして、解剖学的特徴構造抽出部242は、ステップS402で決定された位置のアキシャル画像上で、正中線の位置を計算する(ステップS403)。そして、スライス面決定部243は、ステップS401で得た正中線の傾きと、ステップS402で得た正中線とから正中面を決定する(ステップS404)。
 次に、推奨撮影断面算出部241は、サジタル画像を参照し、ステップS404で得た正中面の妥当性を解析し(ステップS405)、妥当であると判別した場合(ステップS406)、サジタル画像から正中面画像を作成する(ステップS407)。そして、推奨撮影断面算出部241は、正中面画像上で、推奨撮影断面を特定し(ステップS408)、処理を終了する。一方、ステップS406において、妥当でないと判別した場合は、ステップS407以降の処理を行わず、処理を終了する。
 次に、推奨撮影断面算出処理における、各画像処理の詳細について説明する。これらの画像処理の手法は、予め推奨撮影断面算出情報記憶部330に登録される。まず、ステップS401における、解剖学的特徴構造抽出部242によるコロナル画像上で正中線の傾きを計算する処理(以下、コロナル正中線算出処理)について説明する。図5(a)は、本実施形態のコロナル正中線算出処理を説明するための図である。
 コロナル正中線算出処理では、正中線の大まかな傾きを算出する。まず、取得した5枚のコロナル画像を全て加算し、加算画像501を作成する。そして、閾値により二値化処理を行い、加算画像501上で、頭部領域502とバックグラウンド領域503とを分離する。ここで、閾値には、例えば、加算画像上の全画素の画素値の平均値等を用いる。閾値以上の値を有する画素領域を頭部領域502、閾値未満の値を有する領域をバックグラウンド領域503とする。
 そして、頭部領域502内のピクセル座標を抽出し、この座標値をプロットし(504)、一次関数で最小二乗フィッティングを行う。このフィッティングで得られた一次関数の傾き505を、コロナル画像上における正中線の大まかな傾きとする。これは、コロナル面において、頭部形状がほぼ左右対称である性質を利用した手法であり、画像のコントラストに左右されない。
 ただし、コロナル正中線算出処理はこれに限られない。画像処理の各種の手法を用いることができる。例えば、画素値、画素の微分値の組み合わせによる評価関数を作成し、正中線を算出し、傾きを決定してもよい。
 次に、図5(b)を用い、ステップS402の、推奨撮影断面算出部241による、画像処理に適するアキシャル画像の位置を決定する処理(アキシャル画像決定処理)を説明する。ここでは、図5(a)で作成した加算画像501を用いる。
 まず、加算画像501の、x軸への一次元投影像511およびz軸への一次元投影像521を作成する。そして、x軸への一次元投影像511から、頭部を決定し、その両端のx座標とその間の幅512とを決定する。x座標と幅512とは、閾値処理により算出する。すなわち、一次元投影像511においてその画素値が閾値513以上の範囲の画素群を頭部の幅512と判別する。閾値513には、加算画像501上の全画素の画素値の平均値等、予め定められた手法で決定される値を用いる。
 z軸への一次元投影像521については、その逆数の微分値522を計算し、その最大値となる点を求め、頭頂点531のz座標を決定する。そして、頭頂点531のx座標は、頭部の両端のx座標の中点とする。この加算画像501上で、頭頂点531から、上記コロナル正中線算出処理で決定した正中線の傾きに沿って幅512だけ離れた点532の座標を算出する。頭頂点531と点532との間の、所定の範囲内のスライス面のアキシャル画像を、画像処理に適するアキシャル画像として選択する。所定の範囲としては、例えば、頭頂点531と点532との距離(頭部幅512)をLとすると、頭頂点531から、L/4の位置と3L/4の位置との範囲533内で撮影されるアキシャル画像を1枚以上選択する。アキシャル画像の選択においては、撮影パラメータとして先に登録されている、5枚のアキシャル画像を取得するアキシャル面に平行なスライス面の各スライス位置534を用いる。
 次に、ステップS403における、解剖学的特徴構造抽出部242による、アキシャル画像上で正中線の位置を計算する処理(アキシャル正中線算出処理)について、説明する。図6(a)~(c)は、アキシャル正中線算出処理を説明するための図である。図6(a)に示すように、アキシャル画像選択処理において、選択されたアキシャル画像において、上記コロナル正中線算出処理と同様の手法で、閾値により二値化処理を行い、頭部領域とバックグラウンド領域とを分離する。さらに、頭部領域とされた領域を、その画素値の大きさに応じて2つ以上のグループに分ける。グループごとに画素値として一定の値を割り振った階調調整画像601をグループ数作成する。階調調整画像601を生成する処理により、血管や脂肪の領域といった大きな画素値を平滑化できる。その後、階調調整画像601をそれぞれ加算し、加算画像602を作成する。
 次に、加算画像602において、その画像の重心603を計算する。重心603は、一般的に用いられている画像処理の手法で算出する。例えば、画素値で重みをつけて算出する、加算画像602において頭部領域として抽出した領域の画素値は一様として座標のみで計算する、といった手法を用いる。
 次に、加算画像602のx軸への一次元投影像604を作成し、アキシャル画像選択処理と同様に閾値を用い、頭部の幅605、および両端のx座標を決定する。
 次に、図6(b)に示すように、加算画像602を、重心603を中心に、予め定めた基準ラインの両側-90度から+90度の範囲で予め定めた刻みで回転させ、基準ラインとの成す角度606毎にx軸への一次元投影像604を作成する。基準ラインは例えばy軸とする。各投影像604において、先に決定した頭部の両端のx座標の中心を中心として、頭部の幅605の1/2の幅607の範囲で、輝度が最小の値となる点608のx座標およびその点の輝度を抽出する。そして、抽出した輝度を、その投影像604の角度606に対応づけてプロット609する。
 プロット609の結果から、各投影像604の中で、点608の輝度が最小となるものの角度606を特定する。それを、アキシャル画像における正中線の傾きα610とする。そのときの一次元投影像604上の、輝度が最小となる点608のx座標Xminと、重心の座標(X0,Y0)とを用い、以下の式(1)に従って、正中面が通過する点P611の座標(XP,YP)をそれぞれ算出する。
 XP=X0-(Xmin-X0)×Cosα
 YP=Y0-(Xmin-X0)×Sinα    (1)
点P611を通り、傾きが角度α610である直線を、アキシャル画像における正中線612とする。
 以上のアキシャル正中線算出処理は、アキシャル画像上の正中線に対応する領域の画素の画素値(以後、簡単に正中線の画素値と呼ぶ。他も同様)が回りの脳実質の画素値に対して低いことを利用した手法である。逆に、正中線の画素値が脳実質の画素値より高くなる場合は、一次元投影像において、輝度の高い値を算出する処理を行う。
 また、上記アキシャル正中線算出処理では、画素値の大きさを評価関数として用いている。しかし、これに限られない。例えば、一次元投影像604を微分したエッジ情報を用いるよう構成してもよい。また、一次元投影像604の標準偏差の情報を用いてもよい。さらに、これらを複合して処理を行ってもよい。これらを複合することにより、より正確な正中線抽出が可能となる。
 アキシャル画像が脳低部に近い画像の場合は、正中線抽出に異なる手法を用いてもよい。すなわち、図6(c)に示すように、重心を通るx軸に平行な線を用い、アキシャル画像を前壁側の領域621と後壁側の領域622とに分ける。次に、前壁側の領域621の画素値の総和を算出し、重心を中心として画像を、予め定めた基準ラインの両側-90度から+90度の範囲で予め定めた刻みで回転させ、回転刻み毎に画素値の総和を算出する。計算した総和が最小になる回転角を正中線の傾きとし、重心を正中面の通る点とする。この手法は、脳低に近いアキシャル画像では、鼻腔領域の画素値が低く、眼球および小脳領域の画素値が高いことを利用している。また、脳低に近いアキシャル画像では、頭部の傾きに依存せずに正中面がほぼ重心を通ることも利用している。なお、アキシャル画像が脳低部に近い画像であるか否かは、アキシャル画像の位置で判断できる。例えば、選択されたアキシャル画像が頭頂側から数えて三枚目以下である場合は、脳低部に近いと判断できる。
 なお、ここでは、処理の一例を示しており、正中線の位置を抽出する方法はこの限りではない。他の方法としては、画素値や画素の微分値の組み合わせによる評価関数を作成することで正中線を算出する方法などがある。
 次に、ステップS404における、スライス面決定部243による、コロナル画像上の正中線の傾きと、アキシャル画像上の正中線の位置とから、正中面を決定する正中面決定処理について説明する。図7(a)~(c)は、この正中面決定処理を説明するための図である。
 図7(a)に示すように、コロナル正中線算出処理で決定したコロナル画像501上の正中線の傾き505と、アキシャル正中線算出処理で決定したアキシャル画像602上の正中線612とにより、正中面の初期位置を決定する。すなわち、コロナル画像501上の正中線の傾き505とアキシャル画像602上の正中線612との両方を満たす面を正中面の初期位置(初期正中面)とする。そして、図7(b)および図7(c)に示すように、初期正中面と、スカウト撮影で取得した5枚のコロナル画像501a、501b、501c、501d、501eおよび5枚のアキシャル画像601a、601b、601c、601d、601eそれぞれの交線701を求める。
 次に、交線701上の画素値を評価関数とし、評価関数が最小となるよう、初期正中面の傾きや位置を変更し、調整する。そして、評価関数が最小となる傾きおよび位置を有する面を正中面とする。なお、調整には、例えば、最小二乗法などを用いる。また、評価関数に、画素値の1階微分、2階微分などを組み合わせてもよい。これにより、抽出精度を向上させることができる。さらに、評価の精度を向上させるため、交線701は、ほぼ脳領域のみにおける交線であることが望ましい。なお、脳領域は、例えば、コロナル画像においては、頭頂点531と点532の間、アキシャル画像では、重心を中心に、直径が頭部の幅605である円の範囲とする。また、コロナル画像およびアキシャル画像を、それぞれ画素値の平均値を閾値として二値化処理し、信号領域とバックグラウンド領域とに分け、信号領域を脳領域としてもよい。
 次に、上記ステップS407における、推奨撮影断面算出部241によるサジタル画像から正中面画像を作成する、正中面画像作成処理について説明する。まず、スカウト撮影で得られた5枚のサジタル画像の画素値を用い、ステップS404において決定された正中面の、各画素値を補間により求める。この際、5枚のサジタル画像の位置は、撮影パラメータにおいて、スカウト撮影時のサジタル面に平行な5枚のスライスのスライス位置として設定されたものを用いる。
 なお、5枚のサジタル画像の中で、その頭部領域が正中面に70%以上含まれている画像があれば、その画像のスライス位置を正中面とするよう構成してもよい。このように構成することにより、処理時間を短縮することができる。
 次に、上記ステップS408における、推奨撮影断面算出部241により作成した正中面画像上で、推奨撮影断面を特定する断面特定処理について説明する。ここでは、正中面画像上の解剖学的特徴点の位置を自動認識し、予め定められた解剖学的特徴点の位置と、撮影断面との関係の情報に従って、撮影断面を決定する。
 まず、正中面画像上の解剖学的特徴点を自動認識する手法について説明する。自動認識は、固体毎の形状の違いに対応して変形可能なテンプレートモデルを用い、フィッティング処理により行う。使用するテンプレートモデルは、複数の点で構成され、各点は、正中面画像上の解剖学的特徴点に対応する。このテンプレートモデルを正中面画像にフィッティングし、テンプレートモデルを構成する各点の位置を算出し、正中面画像上の解剖学的特徴点の位置を抽出する。
 まず、使用するテンプレートモデル800の作成手順を図8(a)~(c)を用いて説明する。まず、複数の被検体の正中面画像810を取得する。これらの正中面画像810において、頭部輪郭、脳梁、大脳下縁、下垂体、斜台、橋、延髄、小脳下縁等の境界など、複数の解剖学的特徴点(目印点)801の座標を抽出する。ここでの被検体は、健常者であることが好ましく、また、被検体の数は、抽出する目印点801の数に比例することが好ましい。抽出した各被検体の目印点801の分布の大きさや傾きは、回転、スケーリング、平行移動により標準化する。標準化した目印点801の位置に関し、複数の被検体間での平均値を算出し、これを図8(b)に示すように、標準モデル820とする。
 次に、各被検体および標準モデル820の全目印点801の座標を一次元ベクトル化し、分散共分散行列を作成後、行列の固有値および固有ベクトルを算出する。ここで算出される固有ベクトルは、被検体の目印点801の分布において個体差が見られる方向を示すベクトルとなる。固有ベクトルをPi(i=1,…,N。Nは分散共分散行列のマトリックス数に依存)、標準モデル820の一次元ベクトルをXVCと表すと、個体差の変化傾向をパラメータ化したテンプレートモデルの一次元ベクトルXは以下の式(2)で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
ここで、bは変化の大きさを決めるパラメータである。このように、この標準モデル820は、bの値を調整することにより、形状の個体差に対応できる。図8(c)に示すように、テンプレートモデル800は、bの値を調節し、標準モデル820の形状を変化させて得る。
 なお、bの値は任意に設定できる。例えば、固有値をλとしたとき、bの範囲を以下の式(3)で表される範囲に設定してもよい。
 -3√λ<b<3√λ   (3)
このように、bの値に制限を設けることにより、標準モデル820を変形させてテンプレートモデル800を作成する際、初期形状から大きく逸脱することを防止できる。また、固有値が大きい固有ベクトルほど個体差が大きい傾向を示すため、固有値の大きな固有ベクトルのみ標準モデル820に組み込むよう構成しても良い。このように構成することにより、計算時間を短縮できる。
 また、使用するテンプレートモデル800は、個体差を無視した固定形状のテンプレートモデルを用いてもよい。これにより、大まかな位置を高速に計算できる。
 なお、テンプレートモデル800は、予め推奨撮影断面算出情報記憶部330に登録される標準モデル820を用い、操作者が作成する。また、予め作成し、推奨撮影断面算出情報記憶部330に保存しておいてもよい。テンプレートモデル800は、人種、性別、年齢等毎に作成し、保持してもよい。これにより、より精度の高い特徴抽出が可能となる。テンプレートモデル800を複数用意する場合は、被検体の情報として検査時に登録する情報のいずれかと対応付けて管理し、検査時に自動的に設定するよう構成してもよいし、使用するテンプレートモデル800を操作者が選択可能なインタフェースを設けてもよい。使用するテンプレートモデル800は、いつでも自由に入れ替え可能であるよう構成してもよい。
 次に、上記テンプレートモデル800によるフィッティング行う際の初期配置について、図9(a)、(b)を参照して説明する。まず、図9(a)に示すように、正中面画像901の重心902を計算する。次に、z軸への一次元投影像903を作成し、得られた一次投影像903において頭部の長さ904を計算する。重心902を中心に頭部の長さ904で定まる範囲において、閾値処理により前壁側の輪郭座標905を抽出する。抽出した輪郭座標905を一次関数906で最少二乗フィッティングする。次に、得られた一次関数906に重心902より垂線を下ろし、垂線との交点907を中心に頭部の長さ904で定まる範囲において、閾値処理により再び前壁側の輪郭座標908を抽出する。さらに、抽出した輪郭座標908を再び一次関数910で最少二乗フィッティングし、その傾き911を求める。なお、一次関数910の傾き911は、閾値処理で頭部領域の座標を抽出し、一次関数でフィッティングする方法などで求めてもよい。次に、y軸への一次元投影像912を作成し、閾値処理にて頭部の幅913を算出する。図9(b)に示すように、テンプレートモデル800を正中面画像上に初期位置920に配置するときは、このようにして得られた重心902、傾き910、頭部の幅904に基づき、正中面画像上の同じ目印点801に近い位置で配置させるようにする。
 次に、上記初期位置920に配置されたテンプレートモデル800を、正中面画像にフィッティングする手法について説明する。フィッティングは、テンプレートモデル800の各構成点である目印点801が、正中面画像上の対応する組織の解剖学的特徴点に収束するよう、初期位置920からその位置を少しずつ更新する。具体的には、それぞれの目印点801について、当該目印点801が移動すべき更新点を検索し、最小二乗法によりテンプレートモデル800全体を変形させる処理を繰り返し行う。更新点は、検索方向の直線上の画素値を評価関数として、評価関数の特異点の検索により決定する。検査方向や検索する幅は特徴点を有する組織に応じて設定する。頭部の場合、フィッティングは、まず、頭部輪郭上の点について、更新点の検索および回転、スケーリング、平行移動によりテンプレートモデル変形の処理を繰り返し、その後、テンプレートモデル800上の全ての点について、更新点の検索および回転、スケーリング、平行移動によるモデル変形の処理を繰り返す。最後に、テンプレートモデル800上の全ての点において、固体差を示すパラメータによる変形も加え、モデル変形の処理を繰り返す。
 これらの処理により、テンプレートモデル800の各目印点801は、図10(a)に示すように、処理を実行している正中面画像901上に対応する解剖学的特徴点に収束する。そして、このときのテンプレートモデル800の各目印点801の座標が、撮影断面を決定するために必要な、解剖学的特徴点の座標となる。このようにして、正中面画像上の解剖学的特徴点を自動認識する。その後、推奨撮影断面算出情報記憶部330に登録される解剖学的な特徴構造と推奨撮影断面との位置関係に従って、推奨撮影断面を決定するために必要な解剖学的特徴点を抽出し、推奨撮影断面を決定する。例えば、頭部では、鼻根部、橋、頭部輪郭、脳輪郭、脳梁、脳幹を決定する点などが解剖学的特徴構造として登録され、鼻根部と橋端下部とを結ぶOMライン1002の傾きが推奨撮影断面の傾き、全脳の範囲1003が推奨撮影断面の範囲と登録される。これに基づき、図10(b)に示すように、正中面画像上におけるフィッティング後のテンプレートモデル800の各目印点801の位置より推奨撮影断面の傾き1004と範囲1005とを決定する。
 なお、図10では上下方向の撮影範囲のみを示したが、前後方向の撮影範囲に関しても同様に位置情報を取得できる。また、OMラインに平行な面を推奨撮影断面の傾きとして決定しているが、これに限られない。例えば、頭部検査では、正中面画像上の前交連を結ぶAC-PCライン、脳幹に平行なラインなどが推奨撮影断面の傾きとして登録されていてもよい。
 以上が、推奨撮影断面算出情報記憶部330に登録されるアルゴリズムに従って推奨撮影断面算出部241により実行される推奨撮影断面算出処理である。次に、この推奨撮影断面算出処理を組み込んだ、本実施形態のスカウト撮影開始操作から、本撮影開始操作までの計測準備処理の流れを、具体例を用いて説明する。先の推奨撮影断面算出処理と同様、頭部のルーチン検査の場合を例にあげて説明する。図11から図13は、本実施形態の計測準備処理を説明するための図であり、図11は、スカウト撮影の、図12および図13は、それ以降の処理の流れを説明するための図である。ここでは、操作者の動作、計算機110における処理、シーケンサ104の動作に分けて説明する。なお、頭部ルーチン検査のプロトコルは以下のとおりである。スカウト撮影を行い、その後、シミングと感度マップ補正のためのデータを取得するパルスシーケンスで構成される準備撮影を行う。そして、スカウト撮影の結果により決定された撮影断面で本撮影を行う。
 操作者がスカウト撮影開始の指示を入力装置116を介して行う(ステップS1101)と、計算機110では、UI制御部210が操作者からの指示を受け付ける。そして、計測制御部230が、最適スカウト撮影情報記憶部320に記憶されている最適スカウト撮影情報のパルスシーケンスおよび撮影パラメータに従って、シーケンサ104に指令を出力する(ステップS1201)。シーケンサ104は、計算機110からの指示に従って、各部を動作させ、スカウト撮影を開始し(ステップS1301)コロナル面、アキシャル面、サジタル面の順番で、順次計測を行い、それぞれ得られたエコー信号を順に計算機110に送信する(ステップS1302、S1303、S1304)。
 計算機110では、コロナル面の計測によるエコー信号を受け取ると、信号処理部220が、画像を再構成し、コロナル画像を得る(ステップS1202)。そして、得られたコロナル画像上で、推奨撮影断面算出部241は、正中線の傾きを計算する(ステップS1203)。また、推奨撮影断面算出部241は、コロナル画像上で、画像処理に適するアキシャル画像の位置を決定する(ステップS1204)。なお、本実施形態の推奨撮影断面算出部241は、計測制御部230によるアキシャル面の計測が完了する前に、ステップS1204までの処理を行う。
 次に、計算機110では、アキシャル面の計測によるエコー信号を受け取ると、信号処理部220が、画像を再構成し、アキシャル画像を得る(ステップS1205)。そして、推奨撮影断面算出部241は、得られたアキシャル画像の中の、ステップS1204で決定した位置にあるアキシャル画像上で正中線を特定する(ステップS1206)。そして、推奨撮影断面算出部241は、ステップS1204で算出したコロナル画像上の正中線の傾きと、ステップS1206で算出したアキシャル画像上の正中線の位置とから、正中面を特定する(ステップS1207)。なお、本実施形態の推奨撮影断面算出部241は、計測制御部230によるサジタル面の計測が完了する前に、ステップS1207までの処理を行う。
 計算機110では、サジタル面の計測によるエコー信号を受け取ると、信号処理部220が、画像を再構成し、サジタル画像を得る(ステップS1208)。ここで、UI制御部210は、再構成されたスカウト画像(コロナル画像、アキシャル画像、サジタル画像)とともに、スカウト撮影を再度行うか否かの指示を受け付ける表示を、表示装置111に表示させる(ステップS1209)。操作者は、表示装置111に表示されたスカウト画像を確認し(ステップS1102)、スカウト画像の取り直しの有無を指示する(ステップS1103)。一方、計算機110では、推奨撮影断面算出部241が、サジタル画像を参照しながら、ステップS1207で得た正中面の妥当性を解析し、判別する(ステップS1210)。取り直しの有無の指示は、例えば、UI制御部210が、表示装置111上に取り直しおよび処理続行の指示を受け付ける操作ボタンをスカウト画像とともに表示させ、その選択等によって受け付ける。
 ここで、ステップS1210における、正中面の妥当性は、ステップS1208において再構成したサジタル画像から、正中面画像が作成可能であるか否か、ステップS1207で特定された正中面が解剖学的に妥当か否かにより決定する。正中面画像が作成可能であり、かつ、解剖学的に妥当である場合、正中面は妥当であると判別する。なお、作成可能であるか否かは、例えば、ステップS1207で特定された正中面が、ステップS1208で取得した5枚のサジタル画像の撮影範囲に含まれる割合で判別する。すなわち、計算により得た割合が、所定以上(例えば、75%以上)である場合、作成可能と判別し、それ以外は否と判別する。また、解剖学的に妥当であるか否かは、正中面位置が、コロナル画像およびアキシャル画像から決定される頭部中心から大きく外れた位置(例えば、頭部中心から正中面までの距離がコロナル画像から算出される頭部の幅の1/4以上)にあるか否かで判別する。すなわち、大きく外れた位置に該当する場合、妥当でないと判別する。
 次に、ステップS1103で、スカウト撮影の取り直しは無し、すなわち、そのまま計測準備処理を進める指示を受け付けた場合の処理を、図12(a)および(b)を用いて説明する。図12(a)は、さらに、ステップS1210で、正中面が妥当であると判別された場合の処理の流れである。
 本図に示すように、ステップS1103でスカウト撮影の取り直しは無しとの指示を受け付け、かつ、ステップS1210で正中面が妥当であると判別された場合、計算機110では、推奨撮影断面算出部241が、サジタル画像から、正中面の位置の画像(正中面画像)を生成し(ステップS1222)、生成した画像上で推奨撮影断面を算出する(ステップS1223)。その間、操作者は、準備撮影開始の指示を行う(ステップS1121)。計算機110では、UI制御部210が操作者からの指示を受け付け、計測制御部230が、準備撮影用として予め保持されているパルスシーケンスおよび撮影パラメータに従って、シーケンサ104に指令を出力する(ステップS1221)。シーケンサ104は、計算機110からの指示に従って、各部を動作させ、準備撮影を行う(ステップS1321)。なお、ここでは、順撮影開始後、計算機110がステップS1222およびS1223の処理を行うよう記載しているが、計算機110では、ステップS1222およびS1223の処理を、操作者の準備撮影開始の指示を待たずに進める。
 操作者が本撮影の撮影断面設定画面を開く操作を行うと(ステップS1122)、計算機110では、ステップS1223で算出した推奨撮影断面を特定する情報、例えば、位置、傾き、本撮影で設定されている撮影パラメータ(スライス枚数、スライス厚、FOV等)に基づく推奨撮影断面範囲、スカウト画像等をUI制御部210が表示装置110に表示させる(ステップS1224)。操作者は、必要に応じて、表示された推奨撮影断面を調整する入力を行う(ステップS1123)。計算機110では、UI制御部210が調整の入力を受け付け、撮影断面決定部240が受け付けた調整量に従って、撮影断面位置を調整し、本撮影の最終的な撮影断面を決定する(ステップS1225)。このとき、本撮影の撮影断面に関連する撮影パラメータを決定した撮影断面に従って更新する構成でもよい。操作者から本撮影開始の指示を(ステップS1124)受け付けると、計算機110では、本撮影用として予め保持されているパルスシーケンスおよび撮影パラメータに従って、計測制御部230がシーケンサに指令を出し(ステップS1226)、シーケンサ104は、計算機110からの指示に従って、各部を動作させ、本撮影を行う(ステップS1322)。
 なお、ステップS1225で操作者からの調整の入力を受け付けた場合、計算機110では、撮影断面決定部240が調整後の撮影断面を推奨撮影断面として表示装置111に表示させ、再度、調整の入力を受け付けるよう構成してもよい。この場合、操作者から本撮影開始の指示を受け付けるまで、調整の入力が可能なように表示装置111に調整後の撮影断面を推奨撮影断面として表示することを繰り返す。
 次に、ステップS1103でスカウト撮影の取り直しは無しとの指示を受け付け、かつ、ステップS1210で妥当でないと判別された場合の処理を、図12(b)を用いて説明する。計算機110では、推奨撮影断面算出処理をそこで終了する。一方、操作者は、準備撮影開始の指示を行う(ステップS1131)。計算機110では、UI制御部210が操作者からの指示を受け付け、計測制御部230が、準備撮影用として予め保持されているパルスシーケンスおよび撮影パラメータに従って、シーケンサ104に指令を出力する(ステップS1231)。シーケンサ104は、計算機110からの指示に従って、各部を動作させ、準備撮影を行う(ステップS1331)。
 操作者が本撮影の撮影断面設定画面を開く操作を行うと(ステップS1132)、計算機110では、UI制御部210が、従来同様、スカウト画像と設定された撮影パラメータ(スライス枚数、スライス厚、FOV等)を元に決定される推奨撮影断面位置を軸断で表示装置110に表示させる(ステップS1232)。操作者は、表示された軸断上で撮影断面の入力を行う(ステップS1133)。計算機110では、UI制御部210が調整の入力を受け付け、撮影断面決定部240が受け付けた入力に従って、撮影断面を決定し、本撮影の撮影断面に関連する撮影パラメータを決定した撮影断面に従って更新する(ステップS1233)。ここでも、上記図12(a)の場合と同様、何度でも調整の入力が可能なよう構成してもよい。操作者が本撮影開始の指示を行うと(ステップS1134)、計算機110では、本撮影用として予め保持されているパルスシーケンスおよび撮影パラメータに従って、計測制御部230がシーケンサに指令を出し(ステップS1234)、シーケンサ104は、計算機110からの指示に従って、各部を動作させ、本撮影を行う(ステップS1332)。
 次に、ステップS1103において、スカウト撮影を取り直す旨の指示を受け付けた場合の処理を図13を用いて説明する。図13(a)は、さらに、ステップS1210の解析において、正中面が解剖学的に妥当であると判別された場合の計測準備処理の流れを説明するための図である。このとき、計算機110では、推奨撮影断面算出部241が、ステップS1207で特定した正中面を取得可能なスカウト撮影用の各断面を推奨スカウト撮影断面として算出する(ステップS1241)。そして、操作者がスカウト撮影断面設定画面を開く操作を行うと(ステップS1142)、計算機110では、UI制御部210がそれを受け付け、表示装置111にスカウト画像と算出した推奨スカウト撮影断面を特定する情報を表示する(ステップS1242)。ここで、操作者がスカウト撮影設定画面を開く操作は必ずしも行う必要はなく、撮り直す旨の指示を受けた際に、自動でスカウト撮影設定画面に切り替え、スカウト画像と推奨スカウト撮影位置を表示させる構成でもよい。操作者は、表示された推奨スカウト撮影断面を調整する入力を行う(ステップS1141)。計算機110では、UI制御部210が、調整の入力を受け付け、撮影断面決定部240が、受け付けた調整量に従って、推奨スカウト撮影断面を調整し、最終的なスカウト撮影断面を決定する(ステップS1243)。このとき、撮影断面に関連する撮影パラメータを決定した撮影断面に従って更新する構成でもよい。なお、ここでも、上記図12(a)の場合と同様、何度でも調整の入力が可能なよう構成してもよい。その後、それぞれ、ステップS1101、S1201、S1301以降の処理を繰り返す。
 次に、ステップS1103において、スカウト撮影を取り直す旨の指示を受け付け、さらに、ステップS1210の解析において、正中面が解剖学的に妥当でないと判別された場合の計測準備処理の流れを図13(b)に従って説明する。このとき、操作者がスカウト撮影断面設定画面を開く操作を行うと(ステップS1151)、計算機110では、UI制御部210がそれを受け、表示装置111に3軸直交断面を表示する(ステップS1251)。操作者は、スカウト撮影断面を決定するため、表示された3軸直交断面を調整する入力を行う(ステップS1152)。計算機110では、UI制御部210が、調整の入力を受け付け、撮影断面決定部240が、受け付けた調整量に従って、スカウト撮影断面を決定する(ステップS1252)。ここで、撮影断面に関連する撮影パラメータを決定した撮影断面に従って更新する構成でもよい。なお、ここでも、上記図12(a)の場合と同様、何度でも調整の入力が可能なよう構成してもよい。その後、それぞれ、ステップS1101、S1201、S1301以降の処理を繰り返す。
 以上が、頭部ルーチン検査の場合の、スカウト撮影開始操作から本撮影開始操作までの処理の流れである。
 すなわち、頭部ルーチン検査では、計測制御部230と信号処理部220とは、互いに交差する2つのスライス面の内の一方のスライス面である第一のスライス面をコロナル面とし、このコロナル面に平行な1枚以上の二次元画像からなる第一の画像群と、他方のスライス面である第二のスライス面をアキシャル面として、このアキシャル面に平行な1枚以上の二次元画像からなる第二の画像群とを取得する。また、第一のスライス面および第二のスライス面の双方に交差する第四のスライス面をサジタル面とし、このサジタル面に並行な1枚以上の二次元画像からなる第四の画像群を取得する。
 そして、解剖学的特徴構造抽出部242は、第一の画像群から、第一の解剖学的特徴構造として正中線の傾きを、第二の画像群から正中線を決定する。そして、スライス面決定部243は、解剖学的特徴構造抽出部242が決定した正中線の傾きおよび正中線から、第三のスライス面として正中面を決定する。
 推奨撮影断面算出部241は、第四の画像群から決定した正中面の二次元画像を第三の画像として生成する。そして、推奨撮影断面が含むべき複数の解剖学的特徴点から構成されるテンプレートモデル800を用い、第三の画像上でこれらの解剖学的特徴点の位置を特定し、推奨撮影断面算出情報記憶部330に予め登録される解剖学的な特徴構造と推奨撮影断面との位置関係に基づき、推奨撮影断面を決定する。
 以上説明したように、本実施形態によれば、スカウト撮影に平行して画像処理を実行し、推奨撮影断面を算出する。また、実行するスカウト撮影は、撮影断面をスカウト画像から手動で設定する場合と同様のものである。従って、従来の検査の流れを変更することなく、また、新たな処理を追加することによる処理時間の延長無しに、操作者に推奨撮影断面を提示することができる。このため、自動的に推奨撮影断面を得るにあたり、作業性が悪化することがない。
 また、スカウト撮影の取り直しを行う場合であっても、図13(a)に示すように、より適切なスカウト撮影断面を設定後に取り直しを行うため、効率的にスカウト撮影の取り直しを行うことができる。さらに、上記図12(b)および図13(b)のように、推奨撮影断面または推奨スカウト撮影断面を算出しない場合であっても、処理時間の延長がなく、従来の手順と同じであるため、検査効率が悪化することはない。
 なお、上記実施形態では、頭部のように、一般に、スカウト画像を取得する直交する3つのスライス面とは大きく異なるオブリーク面を撮影断面に設定する場合の推奨撮影断面算出処理を例にあげて説明した。ここで、撮影断面が、スカウト画像を取得する3つのスライス面のいずれかに略合致する面となる場合の、推奨撮影断面算出処理を、具体例をあげて説明する。ここでも、推奨撮影断面算出処理は、推奨撮影断面算出情報記憶部330に登録されるアルゴリズム、画像処理、解剖学的特徴構造に従って推奨撮影断面算出部241が実行する。以下、それぞれ説明する。
 まず、腰椎検査の場合について説明する。腰椎検査では、サジタル面(腰椎サジタル面)のT1強調画像およびT2強調画像と、椎間板ラインのT1強調画像およびT2強調画像とを取得する。すなわち、撮影断面は、腰椎サジタル面と、椎間板ラインを含む面(椎間板ライン面)の2つである。腰椎検査サジタル面は、脊髄神経に平行なスライス面とし、椎間板ライン面は、第1から第5腰椎それぞれの下に位置する各椎間板の傾きに合わせた面とする。従って、腰椎検査サジタル面は、腰椎位置および脊髄神経の傾きにより決定される。また、椎間板ライン面は、椎間板の位置および脊髄神経の傾きにより決定される。
 従って、最適スカウト撮影情報記憶部320には、腰椎検査の最適スカウト撮影情報として、例えば、プロトン強調のGrE系パルスシーケンスを用い、アキシャル面、コロナル面、サジタル面の順に、各面に平行な複数のスライス(例えば、5スライス)の撮影を行うよう登録される。また、推奨撮影断面算出情報記憶部330には、撮影断面処理では、アキシャル画像上で腰椎位置を決定し、コロナル画像上で脊髄神経の傾きを決定し、これらから、腰椎サジタル面を決定するアルゴリズムと画像処理と解剖学的特徴構造、および、腰椎検査サジタル面画像上で撮影対象の椎間板の位置を決定し、先にコロナル画像上で決定した脊髄神経の傾きを用い、椎間板ライン面を決定するアルゴリズムと画像処理と解剖学的特徴構造が、登録される。
 以下、腰椎検査における推奨撮影断面算出部241による推奨撮影断面算出処理の詳細について説明する。
 まず、スカウト撮影の最初に取得するアキシャル画像において、画像の重心の計算などにより腰椎位置、すなわち、脊髄神経の位置を決定する。次に、コロナル画像から画素値の評価関数を用いて脊髄神経の傾きを求める。そして、アキシャル画像で求めた脊髄神経の位置を通り、コロナル画像で求めた脊髄神経の傾きを有する面を、腰椎サジタル面の推奨撮影断面とする。なお、ここまでの処理を、本撮影前までに完了させる。
 次に、スカウト撮影で得たサジタル画像から、腰椎検査サジタル面の画像を補間等により作成する。なお、腰椎検査サジタル面の画像は、本撮影により取得したものを用いてもよい。そして、腰椎検査サジタル面画像上でエッジ強調や画素値の評価関数に基づき椎間板の位置を特定する。求めた椎間板の位置を通り、脊髄神経の傾きに直交する面を、椎間板ライン面の推奨撮影断面とする。
 次に、膝検査の場合について説明する。膝検査では、コロナル面(膝コロナル面)のT2*強調画像、T1強調画像と、サジタル面(膝サジタル面)のT2*強調画像、T1強調画像と、前十字靭帯の診断面のT2強調画像とを取得する。すなわち、撮影断面は、膝コロナル面と、膝サジタル面と、前十字靭帯の診断面と、の3面である。
 最適スカウト撮影情報記憶部320には、膝検査の最適スカウト撮影情報として、GrE系パルスシーケンスを用い、アキシャル面、サジタル面、コロナル面の順番で、それぞれ、複数のスライス(例えば、5スライス)の撮影を行うよう登録される。
 以下、推奨撮影断面算出情報記憶部330に膝に対応づけて登録されるアルゴリズムおよび画像処理に従って、推奨撮影断面算出部241により実行される、膝検査における推奨撮影断面算出処理の詳細について説明する。
 まず、スカウト撮影の最初に取得するアキシャル画像において、大腿骨内側顆と大腿骨外側顆とを結ぶ線を特定する。次に、サジタル画像において、大腿骨と脛骨の関節面の接線に垂直なラインを特定する。そして、大腿骨内側顆と大腿骨外側顆とを結ぶ線に平行で、かつ、大腿骨と脛骨の関節面の接線に垂直な平面を膝コロナル面の推奨撮影断面とする。なお、推奨撮影断面の決定にあたっては、頭部ルーチン検査における正中面決定処理と同様の手法等を用いる。これは、以下においても同様である。
 次に、スカウト撮影で得たアキシャル画像から大腿骨内側顆と大腿骨外側顆とを結ぶ線に垂直な線を特定する。また、スカウト撮影で得たコロナル画像から、膝コロナル面の画像(膝コロナル画像)を補間等により作成する。なお、膝コロナル画像は、本撮影により取得したものを用いてもよい。そして、膝コロナル面画像上で大腿骨と脛骨の関節面の接線を特定する。そして、大腿骨と脛骨の関節面の接線に垂直で、かつ、大腿骨内側顆と大腿骨外側顆とを結ぶ線に垂直な平面を、膝サジタル面の推奨撮影断面とする。
 次に、スカウト撮影で得たサジタル画像から、膝サジタル面の画像(膝サジタル画像)を補間等により作成する。なお、膝サジタル画像は、本撮影により取得したものを用いてもよい。膝サジタル画像から前十字靭帯が描写されている画像を選択し、膝サジタル画像上の前十字靭帯に沿ったラインを特定する。次に、膝コロナル画像から前十字靭帯が描写されている画像を選択し、膝コロナル画像上の前十字靭帯に沿ったラインを特定する。そして、膝サジタル画像上の前十字靭帯に平行で、かつ、膝コロナル画像上の前十字靭帯に平行な平面を、前十字靭帯の診断面の推奨撮影断面とする。
 次に、肩検査の場合について説明する。肩検査では、コロナル面(肩コロナル面)のT1強調画像、T2強調画像と、サジタル面(肩サジタル面)のT1強調画像、T2強調画像と、アキシャル面(肩アキシャル面)のT1強調画像、T2強調画像とを取得する。すなわち、肩検査の撮影断面は、肩コロナル面と肩サジタル面と肩アキシャル面の3面である。
 最適スカウト撮影情報記憶部320には、肩検査の最適スカウト撮影情報として、GrE系パルスシーケンスを用い、アキシャル面、サジタル面、コロナル面の順番で、それぞれ複数のスライス(例えば、5スライス)の撮影を行うよう登録される。
 以下、推奨撮影断面算出情報記憶部330に肩に対応づけて登録されるアルゴリズムおよび画像処理に従って、推奨撮影断面算出部241により実行される、肩検査における推奨撮影断面算出処理の詳細について説明する。
 まず、スカウト撮影の最初に取得するアキシャル画像から、棘上筋が描写されている画像を選択し、当該画像上で棘上筋に平行な線を特定する。次に、スカウト撮影で得たサジタル画像上で上腕骨に沿ったラインを特定する。そして、棘上筋に平行で、かつ、上腕骨に平行な平面を、肩コロナル面の推奨撮影断面とする。
 次に、スカウト撮影で得たアキシャル画像から骨頭と肩甲骨とが描写されている画像を選択し、当該画像上で関節面の接線に垂直な線を特定する。また、スカウト撮影で得たコロナル画像から、肩コロナル面の画像(肩コロナル画像)を補間等により作成する。なお、肩コロナル画像は、本撮影により取得したものを用いてもよい。そして、肩コロナル画像上で骨頭と肩甲骨とを結ぶラインに垂直なラインを特定する。そして、骨頭と肩甲骨とを結ぶ線に垂直で、かつ、骨頭と肩甲骨の関節面の接線に垂直な平面を、肩サジタル面の推奨撮影断面とする。
 次に、スカウト撮影で得たサジタル画像から、肩サジタル面の画像(肩サジタル画像)を補間等により作成する。なお、肩サジタル画像は、本撮影により取得したものを用いてもよい。そして、肩サジタル画像上で上腕骨に沿ったラインに垂直な直線を特定する。次に、肩コロナル画像上で肩峰と鎖骨とを結ぶ直線を特定する。そして、上腕骨に垂直で、かつ、肩峰と鎖骨とを結ぶ直線に平行で、かつ、関節面の接線に平行な平面を、肩アキシャル面の推奨撮影断面とする。
 以上説明した各部位の推奨撮影断面算出処理を組み込んだ、検査全体の流れは上記頭部ルーチン検査の場合と同様である。なお、これらの検査部位において、正中面に相当する面は、腰椎の場合、腰椎サジタル面、膝の場合、膝コロナル面、肩の場合、肩コロナル面である。従って、ステップS1210では、これらの面の妥当性を解析し、判別する。
 すなわち、腰椎検査の場合、計測制御部230と信号処理部220とは、第一のスライス面をアキシャル面とし、第二のスライス面をコロナル面とし、第四のスライス面をサジタル面とし、これらに平行な1枚以上の二次元画像群を、それぞれ、第一の画像群、第二の画像群、第四の画像群として取得する。そして、解剖学的特徴構造抽出部242は、第一の解剖学的特徴構造としてアキシャル画像上の脊髄神経の位置、第二の解剖学的特徴構造としてコロナル画像上の脊髄神経の傾きを、それぞれ、抽出する。スライス面決定部243は、脊髄神経の位置を通り脊髄神経の傾きを有する面を、腰椎サジタル面、すなわち、第三のスライス面と決定する。推奨撮影断面算出部241は、第三の画像群である第三のスライス面の画像を補間により作成する。解剖学的特徴構造抽出部242は、腰椎サジタル面上で椎間板の位置を第三の解剖学的特徴構造として抽出する。そして、スライス面決定部243は、第一の解剖学的特徴構造または第一の解剖学的特徴構造と、第三の解剖的特徴構造とから、第五のスライス面を決定し、推奨撮影断面算出部241は、第五のスライス面を推奨撮影断面とする。
 また、膝検査の場合、計測制御部230と信号処理部220とは、第一のスライス面をアキシャル面とし、第二のスライス面をサジタル面とし、第四のスライス面をコロナル面とし、これらに平行な1枚以上の二次元画像群を、それぞれ、第一の画像群、第二の画像群、第四の画像群として取得する。そして、解剖学的特徴構造抽出部242は、第一の解剖学的特徴構造としてアキシャル画像上の大腿骨内側顆と大腿骨外側顆とを結んだ線を、第二の解剖学的特徴構造としてサジタル画像上の大腿骨と脛骨の間接面の接線の垂線を、第四の解剖学的特徴構造としてアキシャル画像上の大腿骨内側顆と大腿骨外側顆とを結んだ線の垂線を、それぞれ、抽出する。スライス面決定部243は、第一の解剖学的特徴構造と第二の解剖学的特徴構造とにより特定される膝コロナル面を第三のスライス面と決定する。なお、推奨撮影断面算出部241は、第三のスライス面の画像として第三の画像を補間等により作成する。そして、解剖学的特徴構造抽出部242は、第三の画像上で大腿骨と脛骨の間接面の接線を第三の解剖学的特徴構造として特定する。
 さらに、スライス面決定部243は、第三の解剖学的特徴構造と第四の解剖学的構造とにより特定される膝サジタル面を第五のスライス面と決定し、推奨撮影断面算出部241は、第五のスライス面の画像を第五の画像として補間等により作成する。解剖学的特徴構造抽出部242は、膝サジタル画像上の前十字靱帯に沿ったラインを第五の解剖学的特徴構造として抽出し、膝コロナル画像上で前十字靱帯に沿ったラインを第六の解剖学的特徴構造として抽出する。スライス面決定部243は、第五の解剖学的特徴構造に平行で、かつ、第六の解剖学的特徴構造に平行な平面を第六のスライス面と決定し、推奨撮影断面算出部241は、第六のスライス面を推奨撮影断面とする。
 肩検査の場合、計測制御部230と信号処理部220とは、第一のスライス面をアキシャル面とし、第二のスライス面をサジタル面とし、第四のスライス面をコロナル面とし、これらに平行な1枚以上の二次元画像群を、それぞれ、第一の画像群、第二の画像群、第四の画像群として取得する。そして、解剖学的特徴構造抽出部242は、第一の解剖学的特徴構造としてアキシャル画像上の棘上筋に平行な線を、第二の解剖学的特徴構造としてサジタル画像上の上腕骨に沿ったラインを、第四の解剖学的特徴構造としてアキシャル画像上の関節面の接線に垂直な線を、それぞれ、抽出する。スライス面決定部243は、第一の解剖学的特徴構造と第二の解剖学的特徴構造とにより特定される肩コロナル面を第三のスライス面と決定する。なお、推奨撮影断面算出部241は、第三のスライス面の画像として第三の画像を補間等により作成する。そして、解剖学的特徴構造抽出部242は、第三の画像上で骨頭と肩甲骨とを結ぶラインに垂直なラインを第三の解剖学的特徴構造として特定する。
 さらに、スライス面決定部243は、第三の解剖学的特徴構造と第四の解剖学的構造とにより特定される肩サジタル面を第五のスライス面と決定し、推奨撮影断面算出部241は、第五のスライス面の画像を第五の画像として補間等により作成する。解剖学的特徴構造抽出部242は、肩サジタル画像上の上腕骨に沿ったラインに垂直な直線を第五の解剖学的特徴構造として抽出し、肩コロナル画像上で肩峰と鎖骨とを結ぶ直線を第六の解剖学的特徴構造として抽出する。スライス面決定部243は、第五の解剖学的特徴構造に平行で、かつ、第六の解剖学的特徴構造に平行な平面を第六のスライス面と決定し、推奨撮影断面算出部241は、第六のスライス面を推奨撮影断面とする。
 なお、本実施形態の頭部ルーチン検査では、頭部における組織間のコントラストが明瞭となるT1強調画像を取得するパルスシーケンスによりスカウト画像を取得する場合を例にあげて説明しているが、用いるパルスシーケンスはこれに限られない。例えば、T2強調画像を取得するパルスシーケンスを用いてもよい。ただし、この場合、画像の画素値のパターンが本実施形態とは異なるため、画像処理における評価関数を調節する必要がある。
 また、本実施形態では、スカウト撮影と並行して推奨撮影断面算出部241による推奨撮影断面算出処理を行う場合を例にあげて説明しているが、これに限られない。例えば、全スカウト撮影終了後に推奨撮影断面算出処理を行うよう構成してもよい。
 また、スライス面毎に、次のスライス面の撮影前に、当該スライス面の画像に対する推奨撮影断面算出処理を行い、その結果を次のスライス面の撮影に反映するよう構成してもよい。この場合、例えば、被検体103の体位を認識し、次の面の計測の位置を調整する機能を備える。頭部ルーチン検査の例では、コロナル面の計測後、得られた再構成画像から、上記範囲にアキシャル画像が収まるようにアキシャル撮影のz軸方向のスライス位置を調整し、アキシャル面の計測を行う。さらに、サジタル面の計測は、コロナル画像、アキシャル画像から計算された正中面の位置を含むようにスライス位置を調整後、行う。このように構成することにより、頭部が傾いてセッティングされた場合であっても、スカウト撮影を撮り直す必要がない。
 さらに、スカウト撮影の前に、x軸、y軸、z軸それぞれのゼロ位相エンコードの核磁気共鳴信号を取得し、被検体103の大まかな位置および、大きさを特定後、スカウト撮影の位置を決定するよう構成してもよい。
 また、本実施形態では、全スカウト撮影終了後、操作者に、処理を続行するか、または、スカウト撮影を再度実行するか選択させる場合を例にあげて説明した。しかし、これに限られない。推奨撮影断面算出部241は、選択を受け付ける構成を省略し、そのまま処理を進め、推奨撮影断面を算出し、例えば、頭部ルーチン検査であれば、正中面の解析結果が妥当でない場合は、推奨撮影断面とともに精度に信頼性がないことを伝えるメッセージを表示するよう構成してもよい。あるいは、正中面の解析結果が妥当である場合は処理を進め、妥当でない場合は、スカウト撮影を再度行うよう推奨するメッセージを表示装置111に表示し、処理を終えるよう構成してもよい。さらに、正中面の解析結果が妥当でない場合、推奨撮影断面算出部241が正中面を作成可能な位置を算出し、この位置で自動的にスカウト撮影を再度行うよう構成してもよい。さらに、正中面位置の解析時に、推奨撮影断面算出部241が正中面が大きく傾いていると判断した場合、この時点でスカウト撮影の再実行を推奨するメッセージを表示するよう構成してもよい。これらの構成によれば、操作者が画像を確認しなくとも、スカウト画像の善し悪しを判断可能であるため、検査効率が向上する。
 また、本実施形態では、本撮影の前に操作者が撮影断面設定画面を開く操作を行い、表示される推奨撮影断面上で操作者からの調整の入力を受け付ける場合を例にあげて説明した。しかし、これに限られない。撮影断面決定部240は、推奨撮影断面が妥当である場合は、そのまま推奨撮影断面を撮影断面と決定し、本撮影を実行するよう構成してもよい。例えば、頭部ルーチン検査の場合、正中面が妥当と解析された場合、位置決め設定の入力を受け付ける画面を表示させることなく、本撮影開始の指示を待つ。妥当でないと解析された場合のみ、本撮影開始の指示受け付けの前に、位置決め設定用の入力を受け付ける画面を表示するか、または、上述のように精度が低いこと、あるいは、スカウト撮影再実行を推奨するメッセージを表示する。さらに、推奨撮影断面上で調整の入力を受け付ける機能の使用の有無を選択可能なよう構成してもよい。このように構成することで、算出した正中面が妥当である場合、操作者の処理量および検査全体の処理時間が低減する。
 また、本実施形態では、推奨撮影断面の算出まで自動的に行う場合を例にあげて説明しているが、これに限られない。例えば、撮影断面の設定は、操作者が行うよう構成してもよい。この場合、例えば、頭部ルーチン検査であれば、推奨撮影断面算出部241は、正中面画像の作成まで行う。そして、操作者が本撮影前に位置決め設定用の画面を開く操作をした場合、撮影断面決定部240は、正中面画像を表示させ、操作者からの入力を受け付ける。操作者は、推奨撮影断面算出部241が算出した正中面画像上で、撮影断面を設定する。このとき、算出した正中面画像とともに、取得したスカウト画像(コロナル画像、アキシャル画像、サジタル画像)を表示装置111に表示するよう構成してもよい。このように構成することにより、操作者が手動で撮影断面を設定する場合の操作性が向上する。また、頭部が傾いてセッティングされていた場合に、従来は複数枚にまたがって取得された正中面画像が一枚の画像で確認可能となり、位置決め作業が容易にとなる。
 また、本実施形態では、推奨撮影断面算出情報記憶部330に撮影断面リストを予め保持する場合を例にあげて説明しているが、これに限られない。操作者が新たな撮影断面リスト項目を追加可能な機能を有してもよい。例えば、操作者が表示装置111および入力装置116を介して、目印となる解剖学的特徴構造の位置が既知の画像上で撮影断面を設定する。そして、その関係を任意の名称で撮影断面リストに登録する。設定時には、過去に撮影したスカウト画像や現在の患者を撮影したスカウト画像、あるいは標準的なヒトのスカウト画像等を用いる。いずれの画像を用いる場合でも,解剖学的特徴構造を手動または画像処理にて自動で抽出する。使用するインタフェースとして、専用のインタフェースを持つよう構成してもよいし、撮影断面決定用のインタフェースを用いるよう構成してもよい。この場合、入力した情報を撮影断面リストに保存する機能を追加する。また、過去に行った検査で設定した撮影断面を撮影断面リストに保存するよう構成してもよい。
 また、撮影断面リストは、検査毎に操作者が登録するよう構成してもよい。まず、本撮影のパルスシーケンスの撮影パラメータ設定時に、設定されたパラメータ(スライス枚数、スライス厚、FOV等)をもとに撮影断面を軸断で表示する。このとき、解剖学的特徴構造の位置が既知のスカウト画像を一緒に表示する。画像は過去の撮影等で取得したスカウト画像でもよいし、標準的なヒトのスカウト画像でもよい。次に、操作者は一緒に表示された画像の解剖学的特徴構造を目印に手動で撮影断面を設定する。このとき、計算機110は手動設定した位置を本撮影の撮影断面とし、自動認識する解剖学的特徴構造の位置との位置関係を保存する。以上の動作は、操作者が従来の検査感覚で撮影断面位置を設定できるため、事前準備の煩雑さを感じることがない。また、特別なユーザインタフェースが必要でない。さらに、検査の過程で撮影断面位置設定を含めたプロトコルの変更が可能となる。
 <<第二の実施形態>>
 次に、本発明を適用する第二の実施形態について説明する。本実施形態のMRI装置は基本的に第一の実施形態と同様の構成を有する。ただし、本実施形態では、推奨撮影断面または推奨スカウト撮影断面を表示させた後に操作者から受け付けた調整量を学習データとして記憶し、その後の処理に反映する機能を有する。以下、第一の実施形態と異なる構成に主眼をおいて説明する。
 図14は、本実施形態の計算機110Aと記憶装置112Aとにより構成される情報処理装置の機能ブロック図である。本実施形態の情報処理装置は、第一の実施形態と同様の構成に加え、それぞれ、制御部200Aの撮影断面決定部240が学習機能部244を、記憶部300Bが学習データ記憶部340を備える。また、推奨撮影断面算出部241の代わりに推奨撮影断面算出部241Aを備える。
 本実施形態においても、計算機110Aは、CPUとメモリとを備え、計算機110Aが実現する制御部200Aの各機能は、CPUが記憶装置112Aに格納されたプログラムをメモリにロードして実行することにより実現される。また、記憶部300Aは記憶装置112A上に実現される。各機能の全てまたはその一部は、MRI装置100とは独立して設けられる汎用の情報処理装置であって、MRI装置100とデータの送受信が可能な情報処理装置により実現されていてもよい。同様に、記憶部300Aの全てまたはその一部は、MRI装置100とは独立して設けられ、MRI装置100とデータの送受信が可能な外部記憶装置により実現されてもよい。
 学習機能部244は、上記ステップS1225、S1243において、推奨撮影断面算出部241Aにより算出された推奨撮影断面および推奨スカウト撮影断面に操作者が加えた調整量を抽出し、学習データ記憶部340に学習データとして保持する。このとき、撮影対象部位に対応づけて学習データを登録する。
 学習データ記憶部240に登録される学習データは、操作者が推奨撮影断面に対して加えた角度および位置の調整量である。学習機能部244は、調整がなされる毎に調整量を収集し、撮影対象部位に対応づけて学習データ記憶部340に登録されている学習データを最新のものに更新する。
 なお、学習データとして、複数検査にわたって変更を加えた量(調整量)の平均値を登録するよう構成してもよい。また、複数検査にわたって収集された調整量の中の頻度の高い値のみで算出された平均値を登録するよう構成してもよい。頻度の高い値のみで算出された平均値を登録することにより、例外的に位置調整をした検査の調整量を学習しないようにすることができる。これにより、通常の検査における補正値としての精度を高めることができる。さらに、調整量に閾値を設け、閾値内の値のみで算出した平均値を登録するよう構成してもよい。また、被験者の年齢,性別,検査部位の大きさ,セッティングの向き,解剖学的構造の特徴量などで学習データをクラスタリングし、同じクラスタ内で調整値の平均値を算出し、登録するよう構成してもよい。このように構成することにより、例えば、個体差に応じた補正値を学習データとして得ることができる。
 推奨撮影断面算出部241Aは、登録された学習データを次回の算出時の補正値とする。すなわち、上記検査準備処理において、ステップS1223、ステップS1241でそれぞれ推奨撮影断面および推奨スカウト撮影断面を算出後、学習データ記憶部340を参照し、撮影対象部位について学習データが登録されている場合、当該学習データを用いて算出結果を補正し、補正後の断面をそれぞれ、推奨撮影断面および推奨スカウト撮影断面とする。
 以上説明したように、本実施形態によれば、第一の実施形態と同様の効果に加え、さらに高い精度で推奨撮影断面を得ることができる。例えば、施設毎、操作者毎に、設定する撮影断面が異なる場合、それぞれに合わせた撮影断面を自動的に出力できる。
 なお、調整量を学習するか否かを操作者に選択させるインタフェースを設けるよう構成してもよい。学習機能部244は、操作者が調整を学習することを選択した場合のみ、上記処理を行う。さらに、学習データを推奨撮影断面および推奨スカウト撮影断面に反映させるか否かを操作者が選択可能なように構成してもよい。推奨撮影断面算出部241は、操作者が学習データを反映させることを選択した場合のみ、上記処理を行う。なお、選択は、計測毎、撮影毎、検査毎のいずれで可能なよう構成してもよい。
 また、推奨撮影断面または推奨スカウト撮影断面からの調整量だけでなく、例えば、頭部ルーチン検査であれば、最終的なテンプレートモデルの形状やテンプレートモデルの初期配置、対象とする被検体なども学習データとして保存するよう構成してもよい。
 さらに、パルスシーケンスおよび撮影パラメータが同じ本撮影を異なるプロトコルで規定される検査で行う場合、操作者の操作傾向である学習データを共有するか否かを選択可能なよう構成してもよい。このように構成することによって、異なるプロトコル間で同じ本撮影を行う場合、学習機能の適用を操作者の好みにあわせることができる。
 また、学習機能部244は、推奨撮影断面位置の設定に用いることもできる。上記第一の実施形態で説明したように、初期設定として軸断で表示された撮影断面について操作者が加えた変更を記憶し、次回からの処理に反映させる。この場合、操作者は予め推奨撮影断面位置の設定もしなくとも良い利点がある。
 <<第三の実施形態>>
 次に、本発明を適用する第三の実施形態を説明する。本実施形態のMRI装置は、基本的に上記各実施形態のいずれかと同様の構成を有する。ただし、本実施形態では、第一の実施形態および第二の実施形態の推奨撮影断面算出部をMPR処理に用いる。以下、上記各実施形態のいずれかと異なる構成に主眼をおいて、本実施形態を説明する。
 図15は、本実施形態の計算機110Bと記憶装置112Bとにより構成される情報処理装置の機能ブロック図である。本実施形態の情報処理装置は、基本的に上記各実施形態の情報処理装置のいずれかと同様であるが、上記各実施形態の情報処理装置の構成に加え、制御部200Bに、MPR処理部260を備える。なお、学習機能部244および学習データ340は備えなくてもよい。
 MPR処理部260は、MPR処理用のインタフェース画面(MPRIF画面)を生成し、UI制御部210を介して表示装置111に表示させる。MPRIF画面には、撮影した3次元データの表示領域と、操作者からの入力を受け付ける指定受付領域とを備える。ここでは、操作者から、診断したい断面(切出断面)を特定する情報と、FOV、スライス枚数、スライス厚さ、スライス間隔などの切出断面を特定するパラメータ(断面パラメータ)と、の指定を受け付ける。
 なお、切出断面を特定する情報は、例えば、頭部の場合、OMラインに平行な面、AP-ACラインに平行な面などの情報である。また、断面パラメータの指定は、例えば、リストから選択する、表示領域に表示された画像上で操作者が手動で設定する、などいずれの方式であってもよい。リストから選択する方式の場合、グラフィカルなインタフェースによる視覚的なサポートがあってもよい。また、過去に切り出し切出断面を表示し、単に同意の有無を受け付けるインタフェースを有するよう構成してもよい。この場合、同意しない意思を受け付けた場合のみ、断面パラメータの指定を受け付ける画面に移行する。本構成にすることで、過去に設定した切出断面と同じ断面を容易に指定できる。
 MPR処理部260は、操作者からMPR処理開始の指示を受け付けると、まず、3次元データから、少なくとも2面の、互いに交差する面の画像を作成する。例えば、頭部の場合、コロナル面に平行な画像、アキシャル面に平行な画像、サジタル面に平行な画像を作成する。推奨撮影断面算出部241は、作成された各画像に対し、上記各実施系形態と同様の手順で同様の処理を行い、推奨撮影断面として、切出断面を算出する。そして、MPR処理部260は、算出された切出断面の画像を、3次元データから生成し、UI制御部210は、生成された画像を表示装置に表示する。
 なお、本実施形態では、例えば、頭部の場合、正中面の位置が解剖学的に妥当でない位置と判別された場合、エラーメッセージを表示するよう構成する。この場合、例えば、切出断面を算出せずに、直交三軸断面を表示し、操作者に手動で切出断面を設定させる。
 また、本実施形態においても、処理のアルゴリズム、画像処理の種類、切出断面と解剖学的特徴構造との位置関係などの情報は、予め推奨撮影断面算出情報記憶部330に格納される。
 また、MPR処理部260が、各断面の画像を、最適スカウト撮影情報記憶部320に記憶されている、スカウト撮影と同様の順に行うよう構成し、必要な画像の生成が終わると、推奨撮影断面算出部241は、MPR処理部260による画像の生成処理と並行して推奨撮影断面作成処理を行うよう構成してもよい。
 以上説明したように、本実施形態によれば、3次元データから、短時間で容易に所望の診断画像を生成することができる。
 以上説明したように、上記各実施形態によれば、撮影断面を設定するにあたり、手動で設定する場合と同じ二次元スカウト撮影と同時に画像処理を実行し、推奨撮影断面を算出し、提示するため,従来の検査の流れを変更することなく、また、推奨撮影断面算出処理による時間の延長を発生させることなく、撮影断面の位置決めの操作性を向上させることができる。さらに、推奨撮影断面を算出する処理は、MPRにおいて切出断面を自動で算出する処理にも応用でき、後処理における検査効率も向上する。
 なお、上記各実施形態では、MRI装置に本発明を適用する場合を例にあげて説明しているが、装置はこれに限られない。上記各実施形態にかかる推奨撮影断面算出部は、3次元空間の任意の面を撮影断面として設定可能な各種の医用画像撮影装置、画像撮影装置の推奨撮影断面算出に用いることができる。
100:MRI装置、101:マグネット、102:傾斜磁場コイル、103:被検体(生体)、104:シーケンサ、105:傾斜磁場電源、106:高周波磁場発生器、107:RFコイル、108:RFプローブ、109:受信器、110:計算機、111:表示装置、112:記憶装置、113:シムコイル、114:シム電源、115:寝台(テーブル)、116:入力装置、200:制御部、200A:制御部、200B:制御部、210:UI制御部、220:信号処理部、230:計測制御部、240:撮影断面決定部、241:推奨撮影断面算出部、241A:推奨撮影断面算出部、242:解剖学的特徴構造抽出部、243:スライス面決定部、244:学習機能部、260:MPR処理部、300:記憶部、300A:記憶部、301:コロナル画像、302:アキシャル画像、303:サジタル画像、304:座標軸、310:撮影情報記憶部、320:最適スカウト撮影情報記憶部、330:推奨撮影断面情報記憶部、340:学習データ記憶部、501:加算画像、502:頭部領域、503:バックグラウンド領域、504:プロット、505:一次関数の傾き、511:x軸への一次元投影像、512:頭部の幅、513:閾値、521:z軸への一次元投影像、522:逆数の微分値、531:頭頂点、532:点、533:範囲、534:スライス位置、601:階調調整画像、602:加算画像、603:重心、604:x軸への一次元投影像、605:頭部の幅、606:角度、607:1/2の幅、608:輝度最小点、609:プロット、610:傾きα、611:正中面通過点P、612:正中線、621:前壁側の領域、622:後壁側の領域、800:テンプレートモデル、801:交線、801:目印点、810:正中面画像、820:標準モデル、901:正中面画像、902:重心、903:z軸への一次元投影像、904:頭部の長さ、905:輪郭座標、906:一次関数、907:垂線との交点、908:輪郭座標、910:一次関数、911:一次関数の傾き、913:頭部の幅、920:初期位置、1002:OMライン、1003:全脳の範囲、1004:推奨撮影断面の傾き、1005:推奨撮影断面の範囲

Claims (15)

  1.  3次元空間の任意の面を撮影可能な医用画像撮影装置であって、
     互いに交差する2つのスライス面の内の一方のスライス面である第一のスライス面に平行な1枚以上の二次元画像からなる第一の画像群と、他方のスライス面である第二のスライス面に平行な1枚以上の二次元画像からなる第二の画像群とを取得する画像取得手段と、
     二次元画像から、予め定められた解剖学的特徴構造の情報を抽出する解剖学的特徴構造抽出手段と、
     撮影断面として推奨する推奨撮影断面を算出する推奨撮影断面算出手段と、
     撮影対象部位に応じて、前記推奨撮影断面を算出するために必要な推奨撮影断面算出情報を保持する推奨撮影断面算出情報記憶手段と、を備え、
     前記解剖学的特徴構造抽出手段は、前記第一の画像群から第一の解剖学的特徴構造の情報を抽出するとともに、前記第二の画像群から第二の解剖学的特徴構造の情報を抽出し、
     前記推奨撮影断面算出手段は、前記推奨撮影断面算出情報に従い、前記第一の解剖学的特徴構造の情報および前記第二の解剖学的特徴構造の情報を用いて前記推奨撮影断面を算出すること
     を特徴とする医用画像撮影装置。
  2.  請求項1記載の医用画像撮影装置であって、
     前記推奨撮影断面算出手段は、
     スライス面を決定するスライス面決定手段と、
     再構成画像から前記スライス面決定手段が決定したスライス面の二次元画像を生成する画像生成手段と、
     画像上の解剖学的な特徴点の位置を特定する特徴点決定手段と、をさらに備え、
     前記スライス面決定手段は、前記第一の解剖学的特徴構造および前記第二の解剖学的特徴構造を用い、前記推奨撮影断面算出情報に従って第三のスライス面を決定し、
     前記画像取得手段は、前記第一のスライス面および前記第二のスライス面の双方に交差する第四のスライス面に平行な1枚以上の二次元画像からなる第四の画像群をさらに取得し、
     前記画像生成手段は、前記第四の画像群から、前記第三のスライス面の二次元画像を第三の画像として生成し、
     前記特徴点決定手段は、前記推奨撮影断面算出情報に従い、前記第三の画像上で前記推奨撮影断面が含むべき複数の解剖学的な特徴点の位置を特定し、
     前記推奨撮影断面算出手段は、第三のスライス面に交差し、前記複数の解剖学的特徴点を含む面を前記推奨撮影断面とすること
     を特徴とする医用画像撮影装置。
  3.  請求項1記載の医用画像撮影装置であって
     前記推奨撮影断面算出手段は、スライス面を決定するスライス面決定手段をさらに備え、
     前記スライス面決定手段は、前記第一の解剖学的特徴構造および前記第二の解剖学的特徴構造を用い、前記推奨撮影断面算出情報に従って第三のスライス面を決定し、
     前記推奨撮影断面算出手段は、前記第三のスライス面を前記推奨撮影断面とすること
     を特徴とする医用画像撮影装置。
  4.  請求項3記載の医用画像撮影装置であって、
     前記推奨撮影断面算出手段は、再構成画像から前記スライス面決定手段が決定したスライス面の二次元画像を生成する画像生成手段をさらに備え、
     前記画像取得手段は、前記第一のスライス面および前記第二のスライス面の双方に交差する第四のスライス面に平行な1枚以上の二次元画像からなる第四の画像群をさらに取得し、
     前記画像生成手段は、前記第四の画像群から、前記第三のスライス面の二次元画像を第三の画像として生成し、
     前記解剖学的特徴構造抽出手段は、前記推奨撮影断面算出情報に従い、前記第三の画像から第三の解剖学的特徴構造の情報を抽出し、
     前記スライス面決定手段は、前記第一の解剖学的特徴構造の情報および前記第二の解剖学的特徴構造の情報のいずれか一方と、前記第三の解剖学的特徴構造の情報とを用い、前記推奨撮影断面算出情報に従って、第五のスライス面を決定し、
     前記推奨撮影断面算出手段は、前記第五のスライス面を第二の前記推奨撮影断面とすること
     を特徴とする医用画像撮影装置。
  5.  請求項3記載の医用画像撮影装置であって、
     前記推奨撮影断面算出手段は、再構成画像から前記スライス面決定手段が決定したスライス面の二次元画像を生成する画像生成手段をさらに備え、
     前記画像取得手段は、前記第一のスライス面および前記第二のスライス面の双方に交差する第四のスライス面に平行な1枚以上の二次元画像からなる第四の画像群をさらに取得し、
     前記画像生成手段は、前記第四の画像群から、前記第三のスライス面の二次元画像を第三の画像として生成し、
     前記解剖学的特徴構造抽出手段は、前記推奨撮影断面算出情報に従い、前記第三の画像から第三の解剖学的特徴構造の情報を抽出するとともに、前記第一の画像群から第四の解剖学的特徴構造の情報を抽出し、
     前記スライス面決定手段は、前記第三の解剖学的特徴構造の情報および前記第四の解剖学的特徴構造の情報を用い、前記推奨撮影断面算出情報に従って、第五のスライス面を決定し、
     前記推奨撮影断面算出手段は、前記第五のスライス面を第二の前記推奨撮影断面とすること
     を特徴とする医用画像撮影装置。
  6.  請求項5記載の医用画像撮影装置であって、
     前記画像生成手段は、前記第二の画像群から前記第五のスライス面の二次元画像を第五の画像として生成し、
     前記解剖学的特徴構造抽出手段は、前記推奨撮影断面算出情報に従い、前記第五の画像から第五の解剖学的特徴構造の情報を抽出するとともに、前記第三の画像から第六の解剖学的特徴構造の情報を抽出し、
     前記スライス面決定手段は、前記第五の解剖学的特徴構造の情報および前記第六の解剖学的特徴構造の情報を用い、前記推奨撮影断面算出情報に従って、第六のスライス面を決定し、
     前記推奨撮影断面算出手段は、前記第六のスライス面を第三の前記推奨撮影断面とすること
     を特徴とする医用画像撮影装置。
  7.  請求項1記載の医用画像撮影装置であって、
     前記推奨撮影断面算出情報記憶手段は、前記解剖学的特徴構造の情報の抽出に用いる画像認識処理の種別を記憶し、
     前記解剖学的特徴構造抽出手段は、前記推奨撮影断面算出情報記憶手段に記憶される画像認識処理により、前記解剖学的特徴構造の情報を抽出すること
     を特徴とする医用画像撮影装置。
  8.  請求項2記載の医用画像撮影装置であって、
     前記推奨撮影断面算出情報記憶手段は、前記撮影断面が含むべき複数の解剖学的な特徴点に対応する複数の座標点で構成されるテンプレートモデルを記憶し、
     前記特徴点決定手段は、前記第三の画像上で、前記テンプレートモデルをフィッティングすることにより、前記複数の解剖学的特徴点の位置を特定すること
     を特徴とする医用画像撮影装置。
  9.  請求項1記載の医用画像撮影装置であって、
     前記推奨撮影断面算出手段が算出した前記推奨撮影断面を表示する表示手段と、
     前記表示手段に表示された推奨撮影断面を変更するための補正量の入力を受け付ける入力手段と、
     前記入力手段を介して補正量を受け付けた場合、前記推奨撮影断面を、前記受け付けた補正量で補正し、補正後の断面を撮影断面と決定する撮影断面決定手段と、をさらに備えること
     を特徴とする医用画像撮影装置。
  10.  請求項9記載の医用画像撮影装置であって、
     撮影対象部位に対応付けて前記入力手段を介して受け付けた補正量を記憶する補正量記憶手段をさらに備え、
     前記推奨撮影断面算出手段は、
     前記補正量記憶手段に撮影を行う対象の撮影部位に対応付けて前記補正量が記憶されている場合、前記表示手段に表示する前に、前記算出した推奨撮影断面を前記補正量で補正すること
     を特徴とする医用画像撮影装置。
  11.  請求項1記載の医用画像撮影装置であって、
     予め定められたシーケンスに従って、前記画像取得手段による前記二次元画像の取得を制御するスカウト撮影制御手段をさらに備え、
     前記スカウト撮影制御手段は、前記第一の画像群の取得後に前記第二の画像群を取得し、
     前記解剖学的特徴構造抽出手段は、前記第一の解剖学的特徴構造の情報の抽出を、前記第二の画像群の取得の前に終えること
     を特徴とする医用画像撮影装置。
  12.  請求項1記載の医用画像撮影装置であって、
     予め定められたシーケンスに従って、前記画像取得手段による前記二次元画像の取得を制御するスカウト撮影制御手段をさらに備え、
     前記スカウト撮影制御手段は、前記第一の画像群の取得後に前記第二の画像群を取得し、
     前記解剖学的特徴構造抽出手段は、前記第一の解剖学的特徴構造の情報の抽出を、前記第二の画像群を取得するシーケンスの開始前に終え、
     前記スカウト撮影制御手段は、前記第一の解剖学的特徴構造の情報に基づき、第二の画像群を取得する位置を調整すること
     を特徴とする医用画像撮影装置。
  13.  請求項3項記載の医用画像撮影装置であって、
     予め定められたシーケンスに従って、前記画像取得手段による前記二次元画像の取得を制御するスカウト撮影制御手段と、
     前記推奨撮影断面算出手段が算出した推奨撮影断面から撮影断面を決定する撮影断面決定手段と、
     前記撮影断面決定手段が決定した撮影断面の診断用画像を取得する本撮影を行う本撮影制御手段と、をさらに備え、
     前記解剖学的特徴構造抽出手段は、前記推奨撮影断面算出情報に従い、前記診断用画像から第三の解剖学的特徴構造の情報を抽出し、
     前記スライス面決定手段は、前記第一の解剖学的特徴構造の情報および前記第二の解剖学的特徴構造の情報のいずれか一方と、前記第三の解剖学的特徴構造の情報とを用い、前記推奨撮影断面算出情報に従って、第五のスライス面を決定し、
     前記推奨撮影断面算出手段は、前記第五のスライス面を第二の前記推奨撮影断面と決定すること
     を特徴とする医用画像撮影装置。
  14.  請求項11記載の医用画像撮影装置であって、
     撮影対象部位に対応づけて、前記第一のスライス面、前記第二のスライス面をそれぞれ特定する情報を保持するスカウト撮影情報保持手段をさらに備え、
     前記スカウト撮影制御手段は、撮影対象部位に応じて前記スカウト撮影情報保持手段に保持されている情報に従って、前記画像取得手段を制御すること
     を特徴とする医用画像撮影装置。
  15.  請求項11記載の医用画像撮影装置であって、
     前記撮影断面決定手段が決定した撮影断面の適否を判別する適否判別手段と、
     前記適否判別手段で否と判別された場合、前記推奨撮影断面に基づき、前記画像取得手段が二次元画像を取得するスライス面を決定し、当該画像取得手段に当該スライス面の画像を取得させる再スカウト撮影指示手段と、をさらに備えること
     を特徴とする医用画像撮影装置。
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