JP2004201977A

JP2004201977A - Mri apparatus

Info

Publication number: JP2004201977A
Application number: JP2002375402A
Authority: JP
Inventors: Seiichi Kitagawa; 誠一北川
Original assignee: GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Current assignee: GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Priority date: 2002-12-25
Filing date: 2002-12-25
Publication date: 2004-07-22
Anticipated expiration: 2022-12-25
Also published as: JP3924244B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an MRI apparatus with which an imaging object area can easily and correctly be aligned with a magnet center. <P>SOLUTION: The MRI apparatus is provided with a stereo camera set on the front face which has an infrared light transmitting means and a receiving means for detecting positions, and an RF coil which has at least one reflecting type marker for reflecting infrared light from the infrared light transmitting means and for making the receiving means for detecting positions receive the infrared light, thereby detecting the imaging object area in a subject as a three-dimensional space coordinate by one reflecting type marker and the stereo camera set, and positioning for making the imaging object area align correctly with the magnet center. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、静磁場中に載置された被検体に装着したＲＦコイルに対して所定の周波数の電磁波を照射する照射コイルと、被検体が放出する磁気共鳴信号を受信することにより磁気共鳴イメージを撮影するＭＲＩ（ＭａｇｎｅｔｉｃＲｅｓｏｎａｎｃｅＩｍａｇｉｎｇ）装置に関し、特に、被検体の撮像対象部位を磁場の中心位置（スキャンセンター）に対して確実に位置決めすることができる磁気共鳴イメージング装置における位置決め方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、核磁気共鳴現象を用いて撮影対象物の内部構造を画像化する磁気共鳴イメージング装置（以下、「ＭＲＩ装置」と言う）が知られている。核磁気共鳴現象は生体に対して無害であるため、ＭＲＩ装置は、特に医療用として有用であり、全身の精密検査や脳腫瘍の診断などに用いられている。
【０００３】
この核磁気共鳴現象とは、一様な静磁場が印加された物体において、物体を構成する原子の原子核のスピン方向が揃い、静磁場の強度に比例した周波数（以下、『共鳴周波数』と称する）の電磁波を吸収、放出する現象である。ＭＲＩ装置は、特定の核種（主に水素原子）に対して核磁気共鳴現象を利用することで、撮影対象物の任意の断層面を任意の厚さで画像化することができる。
【０００４】
核磁気共鳴現象を用いて撮影対象物の内部構造を画像化する場合、位置情報を調べるために、静磁場とは別に空間的および時間的に変動する勾配磁場を撮影対象物に対して印加する。このように撮像対象部位に勾配磁場を印加することによって、撮影対象物に印加される磁場は場所によって異なることとなり、撮影対象物を構成する各原子の共鳴周波数は場所によって変化する。
【０００５】
したがって、勾配磁場を印加して共鳴周波数を調べることで、撮影対象物のどの位置にどのような原子が存在するかを知ることができる。具体的には、一様な静磁場に置かれた被検体に対して、所定のパルスシーケンスで高周波磁場、傾斜磁場を印加させ、この印加により発生した磁気共鳴信号を受信し、この磁気共鳴信号に基づいて磁気共鳴イメージを作成することができる。
【０００６】
ここで、ＭＲＩ装置による撮影をおこなう場合には、マグネットアセンブリ内における磁場強度の均一な領域（マグネットセンターである磁場中心）に被検体の撮像対象部位を一致させることが重要となるため、ＲＦコイルの感度中心（中心位置）をＭＲＩ装置に認識させるための位置決めが必要となる。ここで、ＲＦコイルの中心位置（感度中心）は、被検体の撮像対象部位となる。
【０００７】
通常、ＭＲＩ装置にはテーブルに載置された被検体にレーザ光やハロゲン光などの光束を照射して、被検体の位置決めをおこなうポジショニングライト（ＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇＬｉｇｈｔ）が設けられている。具体的には、ポジショニングライトが交差する点とＲＦコイルの中心部（感度中心）とが一致するまで、被検体の位置を移動させ、一致した部位に目印（ランドマーク）を付けて、この位置を磁場中心に一致させて撮影をおこなうものとなる。
【０００８】
すなわち、先ず、前準備としてテーブルのクレードル上に載置された被検体の撮像対象部位にＲＦコイルを装着するとともに、ＭＲＩ装置の装置本体に設けられた位置決め用のポジショニングライトやレーザー光を点灯させる。次いで、ポジショニングライトの照射位置と被検体に装着されたＲＦコイルの感度中心（撮像対象部位）とが一致するようにテーブルを移動させる。
【０００９】
ここで、ポジショニングライトからマグネットアセンブリにおける磁場中心との距離は、予め固定された数値であるため、この距離だけテーブルの位置を移動させることにより、被検体の撮像対象部位を磁場中心に一致させることができる（例えば、特許文献１参照）。
【００１０】
【特許文献１】
特開２００１−７８９８０号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来技術におけるＭＲＩ装置での位置決め方法の場合には、以下のような問題があった。すなわち、前述したように、従来では、ポジショニングライトやレーザ光の照射位置とＲＦコイル中心位置（感度中心）とを目視による確認で合わせていたが、この肉眼による位置合わせは視認性の観点から手間がかかるうえ、撮影をおこなう操作者は、無理な姿勢で位置決め作業をおこなわなければならないという不具合があった。
【００１２】
また、位置決めが不正確であった場合には、コントラストが適正（均一）で分解能が高い良好な撮影画像を取得できなくなるという問題がある。
【００１３】
本発明は、上記従来技術の欠点に鑑みてなされたものであって、位置決め用のポジショニングライトなどを使用することなく、被検体の撮像対象部位をマグネットアセンブリの磁場中心に対して正確に合わせることができる磁気共鳴イメージング装置における位置決め方法を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、第１の観点にかかる発明は、勾配磁場を発生する勾配磁場発生手段と、静磁場を発生する静磁場発生手段とからなるマグネットアセンブリと、当該静磁場中に載置された被検体に対して所定の電磁波を照射する照射コイルとを備え、前記被検体に装着されたＲＦコイルを介して被検体の撮像対象部位から放出される磁気共鳴信号に基づいて磁気共鳴イメージを作成するＭＲＩ装置において、前記被検体が前記マグネットアセンブリ内に挿入される挿入口が存在する当該ＭＲＩ装置本体の前面部に赤外線送信手段および位置検出用受信手段とを有するステレオカメラが備えられ、前記ＲＦコイルには、前記赤外線送信手段からの赤外線を反射させてその赤外線を前記位置検出用受信手段に受信させる少なくとも１個の反射式マーカが備えられていることを特徴とする。
【００１５】
この第１の観点にかかる発明によれば、ステレオカメラの赤外線送信手段からＲＦコイルに備えられた１個の反射式マーカに対して、赤外線が送信され、この信号は、位置検出用受信手段により受信されて、被検体の撮像対象部位をＭＲＩ装置に認識させることができる。
【００１６】
第２の観点にかかる発明は、第１の観点にかかる発明において、前記赤外線送信手段と前記反射式マーカとの離隔距離および前記撮像部位に対応する３次元位置検出手段をさらに備え、当該３次元位置検出手段により算出された離隔距離および３次元位置に基づいて、前記被検体の撮像対象部位を前記マグネットアセンブリの磁場中心に一致させることを特徴とする。
【００１７】
この第２の観点にかかる発明によれば、第１の観点にかかる発明において、赤外線送信手段と前記反射式マーカとの離隔距離は３次元位置検出手段により算出され、この３次元位置検出手段により算出された離隔距離に基づいて、被検体の撮像対象部位をマグネットアセンブリの磁場中心に一致させることができる。
【００１８】
第３の観点にかかる発明は、第１、２の観点にかかる発明において、前記３次元位置検出手段は、前記反射式マーカに対する位置検出にともなって、前記ＲＦコイルの中心位置を検出する機能をさらに備えるとともに、前記被検体の撮像対象部位に対応する３次元空間座標を検出することを特徴とする。
【００１９】
この第３の観点にかかる発明によれば、前記３次元位置検出手段は、前記反射マーカの位置検出にともなって、前記ＲＦコイルの中心位置を検出するとともに、前記被検体の撮像対象部位に関する３次元空間座標を検出する。
【００２０】
第４の観点にかかる発明は、第１〜３の観点の何れか一つにかかる発明において、前記反射式マーカは、球体状の反射式マーカにより構成されていることを特徴とする。
【００２１】
この第４の観点にかかる発明によれば、前記反射式マーカは、球体状の反射式マーカにより構成されている。
【００２２】
第５の観点にかかる発明は、勾配磁場を発生する勾配磁場発生手段と、静磁場を発生する静磁場発生手段とからなるマグネットアセンブリと、当該静磁場中に載置された被検体に対して所定の電磁波を照射する照射コイルとを備え、ＲＦコイルを介して被検体の撮像対象部位から放出される磁気共鳴信号に基づいて磁気共鳴イメージを作成する磁気共鳴イメージング装置において、赤外線を送信自在な赤外線送信手段を内部に有する自光式マーカ手段を備え、当該自光式マーカ手段による被検体に対する測定ポイントに基づいて、前記被検体の撮像対象部位に対応する３次元空間座標を検出することを特徴とする。
【００２３】
この第５の観点にかかる発明によれば、被検体に装着されたＲＦコイルを介して被検体の撮像対象部位から放出される磁気共鳴信号に基づいて磁気共鳴イメージを作成する磁気共鳴イメージング装置において、赤外線を送信自在な赤外線送信手段を内部に有する自光式マーカ手段を備え、自光式マーカ手段による被検体に対する測定ポイントに基づいて、前記被検体の撮像対象部位に対応する３次元空間座標を検出することを特徴とする。
【００２４】
第６の観点にかかる発明は、第５の観点にかかる発明において、前記自光式マーカ手段は、撮影者が把持する把持部と被検体に当接させる当接部とを備え、当該当接部は球体状に構成されるとともに、前記把持部の内部には被検体の測定ポイントとの当接時に赤外線送信手段による赤外線を送信する接触検知スイッチとをさらに備えることを特徴とする。
【００２５】
この第６の観点にかかる発明によれば、前記自光式マーカ手段は、撮影者が把持する把持部と被検体に当接させる球体状の当接部と、把持部の内部には被検体の測定ポイントとの当接を検知する接触検知スイッチとをさらに備え、被検体の測定ポイントとの当接時に接触検知スイッチが作動し赤外線送信手段から赤外線をステレオカメラに対して送信することができる。
【００２６】
第７の観点にかかる発明は、第５、６の観点にかかる発明において、前記自光式マーカ手段による被検体に対する測定は、少なくても２〜４箇所の測定ポイントに基づいておこなうことを特徴とする。
【００２７】
この第７の観点にかかる発明によれば、前記自光式マーカ手段による被検体に対する測定ポイントによる測定は、少なくても２〜４箇所の範囲でおこなうので、ステレオカメラにより撮像対象部位の３次元座標を精度よく検出することができる。
【００２８】
第８の観点にかかる発明は、第１〜７の観点の何れか一つにかかる発明において、前記ステレオカメラの位置検出用受信手段はＣＭＯＳセンサであることを特徴とする。
【００２９】
この第８の観点にかかる発明によれば、ステレオカメラの位置検出用受信手段はＣＭＯＳセンサにより構成されている。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態にかかる磁気共鳴イメージング装置について詳細に説明する。
【００３１】
（実施の形態１）
図１は、ＭＲＩ装置と被検体との位置構成を示す斜視図である。本例では、被検体に装着されるＲＦコイルには複数個の反射式マーカが取り付けられている。また、図２は、本発明で使用されるステレオカメラを示す正面図、図３（ａ）、（ｂ）は、ＲＦコイル上の反射式マーカを示す斜視図および正面図、図４は、本発明にかかるＭＲＩ装置の内部構成および機能ブロックの概要を示す図である。ＭＲＩ装置によるＭＲＩ撮影は、ＭＲＩ装置が設置されたスキャンルームに隣接した撮影室で撮影者が操作用コンソールを操作することによりおこなわれる。
【００３２】
ここで、本発明の特徴は、ＭＲＩ撮影の基準となる基準面および被検体の撮像対象部位の３次元空間座標を検出するため、ステレオカメラ３１によりＲＦコイル３０に設けられた反射式マーカ３５の位置（撮像対象部位）をＭＲＩ装置１０に認識させることにある。具体的には、テーブル２０の位置を基準とした座標系の座標値から、断層撮影の基準となる撮像対象部位の大きさ（サイズ）および傾きなどを把握することができる。そして、ステレオカメラ３１により検出された３次元空間座標に基づいて、被検体１９を搬送するテーブル２０の移動量および移動位置（軸方向位置、左右位置）を制御して撮影対象部を磁場の中心位置（図４のＡ点）に正確に一致させることにある。
【００３３】
このため、図１に示すようにＭＲＩ装置１０のガントリ１５であるボア（Ｂｏｒｅ）を構成する前面部であって、ＲＦコイル３０と対向する位置にはステレオカメラ３１が備えられている。また、ガントリ１５には、操作パネル（図示せず）が設けられており、この操作パネルに配置されたスイッチを操作することによりテーブル２０の移動量（軸方向位置、左右方向位置）に対する調整をおこなうことができる。
【００３４】
図２に示すように、ステレオカメラ３１は、カメラ筐体の両端部に離間して設けた１対のカメラ部３２を有し、それぞれのカメラ部３２、３２には複数（図では、８個）の赤外線ＬＥＤ３３と１個の位置検出用受信センサ３４とを有している。位置検出用受信センサ３４は、複数の赤外線ＬＥＤ３３が位置するほぼ中央部に設けられている。そして、このステレオカメラ３１は、赤外線ＬＥＤ３３と１個の位置検出用受信センサ３４および内部に備えた画像処理手段とにより反射式マーカ３５に対応する撮像対象部位を３次元空間座標として正確に検出する機能を有している。また、本例では、位置検出用受信センサ３４としてＣＭＯＳセンサが使用されている。
【００３５】
一方、図３（ａ）、（ｂ）に示すように被検体１９に装着されるＲＦコイル３０の周辺部には、１個の反射式マーカ３５が設けられている。本例では、この反射式マーカ３５は、球体状でありその外形寸法は、１０ｍｍ程度とすることができる。具体的には、ステレオカメラ３１によってＲＦコイル３０における反射マーカ３５の位置（撮像対象部位）を３次元空間座標として検出することによって、撮像対象部位における基準位置（ｘ方向、ｙ方向、ｚ方向）を決めることができる。
【００３６】
図４に示すように、ＭＲＩ装置１０を構成するガントリ１５の内部には、外側から順に、静磁場を発生する静磁場発生磁石１６と、勾配磁場を発生する勾配磁場発生コイル１７と、前記静磁場中に載置された被検体１９に対して所定の電磁波を照射する照射コイル１８とを有している。静磁場発生磁石１６および勾配磁場発生コイル１７によりマグネットアセンブリを構成する。
【００３７】
また、勾配磁場発生コイル１７の内側に円筒状の照射コイル１８を設け、この照射コイル１８の内部に被検体１９（患者）を載置したテーブル２０を搬入可能としている。
【００３８】
また、ＭＲＩ装置１０の制御をおこなうＭＲＩ制御装置４０は、ＲＦ送信部４１、磁気制御部４２、ＲＦ受信部４３、イメージ処理部４４、信号送信駆動部４５、３次元位置検出部４６、テーブル駆動制御部４７とを有している。なお、このＭＲＩ制御装置４０は、撮影操作室内に据置されたＭＲＩ装置１０を操作をするための操作用コンソールに備えることができる。
【００３９】
ＲＦ送信部４１は、生体組織を構成する原子核に核磁気共鳴現象を起こさせるために照射コイル１８から高周波の電磁波を照射する機能を有している。磁気制御部４２は、静磁場発生磁石１６および勾配磁場発生コイル１７にそれぞれ接続され、静磁場発生磁石１６および勾配磁場発生コイル１７に対して電力を供給してマグネットアセンブリ内に静磁場および勾配磁場を印加する処理をおこなう。
【００４０】
ＲＦコイル３０は、核磁気共鳴現象によって被検体１９が放出した電磁波を受信しＲＦ受信部４３に送信する機能を有している。このＲＦコイル３０には、反射式マーカ３５が設けられている。
【００４１】
イメージ処理部４４は、ＲＦ受信部４３が受信した電磁波に基づいて、ＭＲＩ画像を作成する機能を有している。
【００４２】
３次元位置検出部は４６、ステレオカメラ３１と反射式マーカ３５との離隔距離Ｌ１を算出する機能を有している。このステレオカメラ３１と３個の反射式マーカ３５との離隔距離Ｌ１は、三角測量の原理により算出することができる。ここで、３次元位置検出部４６により検出された離隔距離Ｌ１が算出されると予め設定されている固定距離Ｌ２（図４参照）は決まっているため、磁場中心Ａまでの距離Ｌは、「Ｌ＝Ｌ１＋Ｌ２」により算出することができる。
【００４３】
ここで、図５を参照して本発明において採用している三角測量の原理について簡単に説明する。この図５は、前述した図３におけるＸ-Ｙ座標を幾何学的に図示するものである。すなわち、図５に示すように、ステレオカメラ３１のカメラ部３２に設けられた一対の位置検出用受信センサ３４間を２等分した距離Ｆ１と、既知の角度θとに基づいて離間距離Ｌ１は、Ｌ１＝Ｆ１・ｔａｎθにより算出することができる。ここで、位置検出用受信センサ３４と反射式マーカ３５とは、同一平面上に存在するものとなり、位置検出用受信センサ３４から測定点である反射式マーカ３５までの距離ｄは、赤外線が往復する時間をｔとし、この赤外線が伝搬速度をｃとすると、この距離ｄは、ｄ＝ｃ・ｔ／２から算出されため、この距離ｄと距離Ｆ１とにより角度θは算出される。
【００４４】
３次元位置検出部４６は、ステレオカメラ３１により撮影対象部の位置を３次元の空間座標として検出し、テーブル２０を基準とした３次元座標系の座標値から、自動的に撮影対象部（撮影エリア）のサイズおよび傾きを検出する機能を有している。
【００４５】
具体的には、３次元位置検出部４６によりテーブル２０を軸方向前後位置（ＩＮ/ＯＵＴ）および左右方向に移動させる制御をおこなうことにより、この検出された撮影エリアが磁場中心Ａと一致するように、テーブル２０の移動量おおび移動位置を制御する。
【００４６】
テーブル駆動制御部４７は、３次元位置検出部４６により算出された離隔距離Ｌ１に基づいて、被検体１９に装着されたＲＦコイル３０の中心位置がマグネットアセンブリの磁場中心に一致するまで、テーブル２０の搬送をおこなう機能を有している。前述したように、ここでの搬送位置は３次元位置検出部４６により検出された３次元空間座標に基づいた移動量および移動位置に基づいておこなわれる。
【００４７】
以下、本発明の磁気共鳴イメージング装置の位置決め方法による処理手順について図６および図７に示すフローチャートを参照して説明する。すなわち、先ず、ＭＲＩ装置１０によるＭＲＩ撮影をおこなう前準備を実施する。具体的に説明すると、この前準備は、被検体１９をテーブル２０上に載置するとともに、この被検体１９の撮像対象部位となる部分（本例では、腹部）にＲＦコイル３０を装着する作業である（ステップＳ１００）。前述したように、ＲＦコイル３０には３個の反射式マーカ３５が取り付けられている。
【００４８】
次いで、撮影者は、ＲＦコイル３０の装着が完了したことを判断し（ステップＳ１０１肯定）、操作パネルによりＲＦコイル３０のセットコマンドを入力する（ステップＳ１０２）。このコマンドは、被検体１９に対して反射式マーカ３５を取り付けたＲＦコイル３０の装着が完了したことを示すコマンドである。
【００４９】
このコマンドの入力により、ステレオカメラ３１の赤外線ＬＥＤ３３の駆動電源（信号送信駆動部４５）から駆動ＯＮ信号が送信され（ステップＳ１０３）、この駆動ＯＮ信号の送出により、赤外線ＬＥＤ３３がＯＮとなり（ステップＳ１０４）、次いで、図６（ａ）に示すように、赤外線ＬＥＤ３３から赤外線ＬＥＤ信号がＲＦコイル３０に取り付けられた反射式マーカ３５に向けて射出される（ステップＳ１０５）。そして、この赤外線ＬＥＤ信号は、それぞれ３個の反射式マーカ３５により反射され（ステップＳ１０６）、このた赤外線ＬＥＤ信号は、図６（ｂ）に示すように、ステレオカメラ３１に戻り位置検出用受信部３４により受信される（ステップＳ１０７）。
【００５０】
これにより、ＲＦコイル３０の３次元空間位置が検出されるとともにＲＦコイル３０とステレオカメラ３１との離隔距離Ｌ１が算出される（ステップＳ１０８）。この離隔距離Ｌ１および３次元空間座標の算出は、３次元位置検出部４６において三角測量の原理を利用しておこなわれる。
【００５１】
次いで、ステップＳ１０８において３次元位置検出部４６により算出された離隔距離Ｌ１に基づく駆動信号によりテーブル駆動制御部４７が駆動され、被検体１９の撮像対象部位をマグネットアセンブリの磁場中心Ａまでテーブル２０の移動がおこなわれる（ステップＳ１０９）。ここでの、テーブル２０の移動制御は、ステレオカメラ３１により検出した３次元空間座標に基づいて、被検体１９を搬送するテーブル２０の移動量および移動位置（軸方向位置、左右位置）を制御する移動制御である。そして、この３次元空間座標に基づく移動制御により撮影対象部を磁場の中心位置（図４のＡ点）に正確に一致させることができる。
【００５２】
以下、撮影室では、撮像対象部位と磁場中心とが一致したかの判定をおこない（ステップＳ１１０）、撮像対象部位と磁場中心とが一致した場合には（ステップＳ１１０肯定）、操作用コンソールの操作パネル上にあるスキャンボタンのＯＮ操作により（ステップＳ１１１）、ＭＲＩ装置１０によるＭＲＩ撮影がおこなわれる（ステップＳ１１２）。ここで、テーブル２０の移動制御は、操作パネルのセットコマンドの入力によりおこなうこととしているが、被検体１９にＲＦコイル３０を装着した時点で自動により一連の移動制御をおこなうようにしてもよい。
【００５３】
以上説明したように、この実施の形態１では、ステレオカメラ３１によりＲＦコイル３０に設けられた反射式マーカ３５の位置（撮像対象部位）をＭＲＩ装置１０に認識させるとともに、被検体１９を搬送するテーブル２０の移動量（ｚ方向）を制御して撮影対象部を磁場の中心位置に正確に一致させることができ、３次元空間座標でのＲＦコイルの中心位置と磁場中心（スキャンセンタ）とが確実に一致するため、この撮影位置で取得されるＭＲＩ画像は、撮影ムラのないコントラストおよび画像品質が良好なＭＲＩ画像を取得することができる。
【００５４】
また、ＭＲＩ装置１０を構成するガントリ１５に反射式マーカ３５を設けた場合には、被検体１９の動きなどを外部からモニタなどを利用することにより把握することができる。
【００５５】
なお、本例では、核磁気共鳴現象を利用するＭＲＩ装置を対象として説明したが、本発明は、ＭＲＩ装置以外にも、例えば、Ｘ線により断層撮影をおこなうＣＴ（ＣｏｍｐｕｔｅｄＴｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置などにも好ましく適用することができる。この場合、複数個の反射式マーカは、被検体が着用する検査着に取り付けることにより、被検体の撮像対象部位をステレオカメラにより３次元空間座標として検出することができる。そして、このＣＴ装置の場合には、テーブルの上下方向位置（ＵＰ/ＤＯＷＮ）、軸方向前後位置（ＩＮ/ＯＵＴ）、チルト（傾き）を検出することができる。
【００５６】
（実施の形態２）
ここで、実施の形態１では、ＲＦコイル３０上に取り付けた３個の反射式マーカ３５により被検体１９の撮像対象部位の空間座標を３次元的に検出しているが、本実施の形態２においては、被検体１９の撮像対象部位を自光式マーカ手段６０を使用し、この自光式マーカ手段６０により３次元空間座標位置を検出することに特徴がある。
【００５７】
以下、実施の形態２の詳細について、図８〜図１２を参照して説明する。ここで、図８（ａ）、（ｂ）は、自光式マーカ手段６０を使用した２点ピックによる測定例を、図９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、自光式マーカ手段６０を使用した３点ピックによる測定例をそれぞれ示している。
【００５８】
ここで、図１０を参照して本発明に適用される自光式マーカ手段６０の構成を説明する。自光式マーカ手段６０は、把握部６２と内部が中空である球体状のピック部６１とから構成されており、このピック部６１の内部には赤外線ＬＥＤ６６が設けられている。また、自光式マーカ手段６０の把持部６２にはピック部６１と被検体１９との接触を検知するための接触検知スイッチ７１と駆動制御部７２とが設けられている。駆動制御部７２は電源部７３により駆動され、この電源部７３には、単４の電池などを使用する。
【００５９】
自光式マーカ手段６０により所定の部位を測定（ピック）した時だけ、接触検知スイッチ７１がＯＮとなり、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、赤外線ＬＥＤ６６からステレオカメラ３１に向けて赤外線の送信がおこなわれる。実際には、被検体１９に対する測定ポイントのピック時に、ステレオカメラ３１により測定点が認識した際には、自光式マーカ手段６０からはクリック音が発せられる。
【００６０】
この自光式マーカ手段６０による被検体１９に対する測定点によるピックポイントは、少なくても２箇所〜４箇所を選定するものとしている。例えば、頭部の撮影断面の基準となる線（ＯＭライン）を認識する際には、測定ポイントとして２箇所〜４箇所によるピックポイントを選定しておこなう。
【００６１】
図１１は、上述した自光式マーカ手段６０に適用される駆動制御部７２の回路構成を示すブロック図である。すなわち、図１１に示すように駆動制御部７２はタイマ８１と赤外線駆動回路８２とからなり、自光式マーカ６０の当接部６１と被検体１９との測定点とが接触し、この接触が接触検知スイッチ７１により検知されると、タイマ８１による赤外線駆動回路８２の作動により赤外線ＬＥＤ６６から赤外線パルスをステレオカメラ３１に向けて射出させることができる。
【００６２】
以下、実施の形態２にかかる磁気共鳴イメージング装置の位置決め方法による処理手順について図９および図１２に示すフローチャートを参照して説明する。すなわち、先ず、ＭＲＩ装置１０によるＭＲＩ撮影をおこなう前準備を実施する。具体的に説明すると、この前準備は、被検体１９をテーブル２０上に載置するとともに、この被検体１９の撮像対象部位を選定し測定点を決める準備である（ステップＳ２００）。本例の場合、前述したように測定点は２〜４箇所の範囲でおこなうものとする。
【００６３】
次いで、ステップＳ２００で決定した測定点に対して、自光式マーカ６０により測定（ピック）をおこなう（ステップＳ２０１）。具体的には、被検体１９の測定部とピック部６１とが当接すると接触検知スイッチ７１がＯＮし、赤外線ＬＥＤ６６の駆動電源（信号送信駆動部４５）から駆動ＯＮ信号が送信され、この駆動ＯＮ信号の送出により、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、赤外線ＬＥＤ３３から赤外線ＬＥＤ信号がステレオカメラ３１の位置検出用受信センサ３４に向けて射出され（ステップＳ２０２）、そして、この自光式マーカ６０から射出された赤外線ＬＥＤ信号は、位置検出用受信センサ３４により受信される（ステップＳ２０３）。
【００６４】
これにより、ステレオカメラ３１により測定した撮像対象部位の３次元空間座標が検出されるともに（ステップＳ２０４）、この撮像対象部位とステレオカメラ３１との離隔距離Ｌ１および３次元空間座標が算出される。前述したように、離隔距離Ｌ１および３次元空間座標の算出は、３次元位置検出部４６（図４）において三角測量の原理を利用しておこなわれる。
【００６５】
次いで、ステップＳ２０５により３次元位置検出部４６により算出された離隔距離Ｌ１に基づく駆動信号によりテーブル駆動制御部４７が駆動され（ステップＳ２０５）、被検体１９の撮像対象部位をマグネットアセンブリの磁場中心Ａまでテーブル２０の移動がおこなわれる。ここでの、テーブル移動は、ステレオカメラ３１により検出した３次元空間座標に基づいて、被検体１９を搬送するテーブル２０の移動量および移動位置（高さ位置、左右位置）を制御する移動制御である。
【００６６】
以下、実施の形態１と同様に撮影室では、撮像対象部位と磁場中心とが一致したかの判定をおこない（ステップＳ２０６）、撮像対象部位と磁場中心とが一致した場合には（ステップＳ２０６肯定）、操作用コンソールの操作パネル上にあるスキャンボタンのＯＮ操作により（ステップＳ２０７）、ＭＲＩ装置１０によるＭＲＩ撮影がおこなわれる（ステップＳ２０８）。
【００６７】
ここで、実施の形態１と同様に、テーブル２０の移動制御は、操作パネルのセットコマンドの入力によりおこなうこととしているが、被検体にＲＦコイル３０を装着した時点で自動により一連の移動制御をおこなうようにしてもよい。具体的には、テーブル２０の高さ制御としてエアパッドなどによる自動調整を利用することができる。
【００６８】
以上説明したように、本実施の形態２にかかる磁気共鳴イメージング装置では、被検体１９の撮像対象部位を自光式マーカ手段６０を使用し、この自光式マーカ手段６０により３次元空間座標位置を検出することにより被検体１９の撮影対象部の位置決めをおこなうことができる。このステレオカメラを利用した位置決めの場合、３次元空間座標でのＲＦコイルの中心位置と磁場中心（スキャンセンタ）とが確実に一致するため、この撮影位置で取得されるＭＲＩ画像は、撮影ムラのないコントラストおよび画像品質が良好なＭＲＩ画像を取得することができる。
【００６９】
なお、本実施の形態１、２では、ＲＦコイルを被検体の腹部に装着する例で説明したが、本発明は腹部用だけでなく、頭部用のヘッド用のＲＦコイル、腕を撮影するためのアーム用のＲＦコイルなど任意の用途で使用されるＲＦコイルを装着する際にも適用することができる。
【００７０】
【発明の効果】
上述したように、本発明によれば、磁気共鳴イメージング装置による撮影をおこなう場合、操作者が撮像対象部位を自光式マーカにより被検体の測定点を指示するだけで、撮像対象部位の３次元座標値を簡単な操作により常に把握できるので、高い精度の位置決めをおこなうことができるという効果を奏する。
【００７１】
また、本発明によれば、ポジショニングライトなどを使用する手間などがなく操作者が撮像対象部位をマーカで指示するだけで、スキャンセンタに撮影部位を正確にセットできるため、ＭＲＩ装置によるＭＲＩ検査の作業時間を向上させるとともに、検査者の手間を大幅に低減することができるという効果を奏する。自光式マーカにより、テーブル自体の位置検出をおこなうことができるので、テーブルを設置する際の微調整も容易に実施でき、これにより作業性の向上を図ることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１にかかるＭＲＩ装置とＲＦコイルが装着された被検体との位置構成を示す斜視図である。
【図２】ステレオカメラの構成を示す説明図である。
【図３】（ａ）、（ｂ）は、ＲＦコイル上の反射式マーカを示す斜視図および正面図である。
【図４】実施の形態１にかかるＭＲＩ装置の内部構成および機能ブロックの概要を示す図である。
【図５】三角測量の原理を説明する説明図である。
【図６】実施の形態１によるＭＲＩ装置を示す説明図である。
【図７】実施の形態１によるＭＲＩ装置を示すフローチャートである。
【図８】（ａ）、（ｂ）は、自光式マーカ手段を使用した２点ピックによる測定例を示す説明図である。
【図９】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、自光式マーカ手段を使用した３点ピックによる測定例をそれぞれ示す図である。
【図１０】実施の形態２に適用される自光式マーカ手段の概略を示す構成図である。
【図１１】駆動制御部の概要を示す全体回路ブロック図である。
【図１２】実施の形態２によるＭＲＩ装置及び医用イメージング装置の処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０ＭＲＩ装置
１５ガントリ
１６静磁場発生磁石
１７勾配磁場発生コイル
１８照射コイル
１９被検体
２０テーブル
３０ＲＦコイル
３１ステレオカメラ
３２カメラ部
３３赤外線ＬＥＤ
３４位置検出用受信センサ
３５反射式マーカ
４０ＭＲＩ制御装置
４１ＲＦ送信部
４２磁気制御部
４３ＲＦ受信部
４４イメージ処理部
４５信号送信駆動部
４６３次元位置検出部
４７テーブル駆動制御部
６０自光式マーカ手段
６１ピック部
６２把握部
６６赤外線ＬＥＤ
７１接触検知スイッチ
７２駆動制御部
７３電源部
８０駆動回路
８１タイマ
８２赤外線駆動回路[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention provides an irradiation coil for irradiating an RF coil mounted on a subject placed in a static magnetic field with an electromagnetic wave of a predetermined frequency, and a magnetic resonance signal emitted by the subject. The present invention relates to an MRI (Magnetic Resonance Imaging) apparatus for capturing an image of a subject, and more particularly to a positioning method in a magnetic resonance imaging apparatus capable of reliably positioning an imaging target portion of a subject with respect to a center position (scan center) of a magnetic field.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, a magnetic resonance imaging apparatus (hereinafter, referred to as an “MRI apparatus”) that images an internal structure of an imaging target using a nuclear magnetic resonance phenomenon is known. Since the nuclear magnetic resonance phenomenon is harmless to the living body, the MRI apparatus is particularly useful for medical use, and is used for detailed examination of the whole body and diagnosis of brain tumor.
[0003]
This nuclear magnetic resonance phenomenon refers to a frequency in which a spin direction of nuclei of atoms constituting an object is uniform in an object to which a uniform static magnetic field is applied, and which is proportional to the strength of the static magnetic field (hereinafter, referred to as “resonance frequency”). ) Absorbs and emits electromagnetic waves. The MRI apparatus can image an arbitrary tomographic plane of an imaging target with an arbitrary thickness by using a nuclear magnetic resonance phenomenon for a specific nuclide (mainly, a hydrogen atom).
[0004]
When imaging the internal structure of an imaging target using the nuclear magnetic resonance phenomenon, a spatially and temporally varying gradient magnetic field is applied to the imaging target separately from the static magnetic field in order to check positional information. . By applying the gradient magnetic field to the imaging target site in this manner, the magnetic field applied to the imaging target varies depending on the location, and the resonance frequency of each atom constituting the imaging target changes depending on the location.
[0005]
Therefore, by examining the resonance frequency by applying a gradient magnetic field, it is possible to know what atom exists at which position on the imaging target. Specifically, a high-frequency magnetic field and a gradient magnetic field are applied in a predetermined pulse sequence to a subject placed in a uniform static magnetic field, and a magnetic resonance signal generated by the application is received. Can be used to create a magnetic resonance image.
[0006]
Here, when performing imaging with an MRI apparatus, it is important to match a region to be imaged of a subject with a region where the magnetic field intensity is uniform in the magnet assembly (the magnetic field center which is a magnet center). Is required for the MRI apparatus to recognize the center of sensitivity (center position). Here, the center position (center of sensitivity) of the RF coil is the imaging target site of the subject.
[0007]
Usually, an MRI apparatus is provided with a positioning light for irradiating a subject placed on a table with a light beam such as a laser beam or a halogen light to position the subject. Specifically, the position of the subject is moved until the point at which the positioning lights intersect and the center of the RF coil (the center of sensitivity) coincide with each other, and a mark (landmark) is attached to the coincident part. Is made to coincide with the center of the magnetic field.
[0008]
That is, first, an RF coil is attached to an imaging target portion of a subject placed on a cradle of a table as preparation, and a positioning positioning light and a laser beam provided on an apparatus main body of the MRI apparatus are turned on. . Next, the table is moved so that the irradiation position of the positioning light and the center of sensitivity of the RF coil mounted on the subject (imaging target site) match.
[0009]
Here, since the distance from the positioning light to the center of the magnetic field in the magnet assembly is a fixed numerical value, by moving the position of the table by this distance, the imaging target part of the subject is made to coincide with the center of the magnetic field. (For example, see Patent Document 1).
[0010]
[Patent Document 1]
JP 2001-78980 A
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the case of the above-described positioning method using the MRI apparatus in the related art, there are the following problems. That is, as described above, conventionally, the position of irradiation of the positioning light or the laser beam and the center position of the RF coil (the center of sensitivity) are visually checked, but this positioning with the naked eye is troublesome from the viewpoint of visibility. In addition, there is a problem that the operator performing the photographing must perform the positioning work in an unreasonable posture.
[0012]
Further, when the positioning is incorrect, there is a problem that it is not possible to acquire a good photographed image having a proper (uniform) contrast and a high resolution.
[0013]
The present invention has been made in view of the above-described disadvantages of the related art, and accurately aligns an imaging target portion of a subject with a magnetic field center of a magnet assembly without using a positioning light or the like for positioning. It is an object of the present invention to provide a positioning method in a magnetic resonance imaging apparatus capable of performing the above.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems and achieve the object, an invention according to a first aspect is directed to a magnet assembly including a gradient magnetic field generation unit that generates a gradient magnetic field, and a static magnetic field generation unit that generates a static magnetic field. An irradiation coil for irradiating a predetermined electromagnetic wave to a subject placed in a static magnetic field, and a magnetic resonance signal emitted from an imaging target portion of the subject via an RF coil mounted on the subject. In the MRI apparatus for creating a magnetic resonance image based on the MRI apparatus, the MRI apparatus includes an infrared transmitting unit and a position detecting receiving unit on a front surface of the MRI apparatus main body where an insertion port into which the subject is inserted into the magnet assembly is present. A stereo camera is provided, and the RF coil reflects infrared light from the infrared transmitting means and causes the position detecting receiving means to receive the infrared light. And at least one reflective marker is provided.
[0015]
According to the invention according to the first aspect, infrared rays are transmitted from the infrared ray transmitting means of the stereo camera to one reflective marker provided on the RF coil, and this signal is transmitted by the position detecting receiving means. Upon reception, the MRI apparatus can recognize the imaging target site of the subject.
[0016]
The invention according to a second aspect is the invention according to the first aspect, further comprising a three-dimensional position detecting means corresponding to a separation distance between the infrared transmitting means and the reflective marker and the imaging part, and The imaging target part of the subject is matched with the center of the magnetic field of the magnet assembly based on the separation distance and the three-dimensional position calculated by the position detecting means.
[0017]
According to the invention according to the second aspect, in the invention according to the first aspect, the separation distance between the infrared transmitting means and the reflective marker is calculated by the three-dimensional position detecting means. Based on the calculated separation distance, the imaging target portion of the subject can be matched with the center of the magnetic field of the magnet assembly.
[0018]
The invention according to a third aspect is the invention according to the first or second aspect, wherein the three-dimensional position detection means has a function of detecting a center position of the RF coil in conjunction with position detection with respect to the reflective marker. In addition to the above, three-dimensional spatial coordinates corresponding to the imaging target part of the subject are detected.
[0019]
According to the invention according to the third aspect, the three-dimensional position detection means detects the center position of the RF coil in accordance with the position detection of the reflection marker, and detects the center position of the RF coil. Detect space coordinates.
[0020]
The invention according to a fourth aspect is characterized in that, in the invention according to any one of the first to third aspects, the reflective marker is constituted by a spherical reflective marker.
[0021]
According to the invention according to the fourth aspect, the reflective marker is formed of a spherical reflective marker.
[0022]
The invention according to a fifth aspect provides a magnet assembly including a gradient magnetic field generating means for generating a gradient magnetic field, a static magnetic field generating means for generating a static magnetic field, and a subject mounted on the static magnetic field. An irradiation coil for irradiating a predetermined electromagnetic wave, and a magnetic resonance imaging apparatus for creating a magnetic resonance image based on a magnetic resonance signal emitted from an imaging target portion of the subject via the RF coil, wherein infrared rays can be transmitted freely. Self-marking means having infrared transmitting means therein, and detecting three-dimensional spatial coordinates corresponding to an imaging target portion of the subject based on measurement points on the subject by the self-lighting marker means. Features.
[0023]
According to the fifth aspect of the invention, there is provided a magnetic resonance imaging apparatus for creating a magnetic resonance image based on a magnetic resonance signal emitted from an imaging target portion of a subject via an RF coil mounted on the subject. Three-dimensional spatial coordinates corresponding to a part to be imaged of the subject, based on a measurement point on the subject by the self-marking marker means, provided with self-marking means internally having infrared transmitting means capable of transmitting infrared rays. Is detected.
[0024]
According to a sixth aspect of the present invention, in the invention according to the fifth aspect, the self-luminous marker means includes a gripping portion gripped by a photographer and a contacting portion for contacting the subject. The unit is configured in a spherical shape, and further includes a contact detection switch for transmitting infrared light by infrared transmission means when the object comes into contact with a measurement point of the subject.
[0025]
According to the invention according to the sixth aspect, the self-light type marker means includes: a grip portion held by a photographer; a spherical contact portion to be brought into contact with the subject; and a subject inside the grip portion. And a contact detection switch for detecting contact with the measurement point of the subject, and the contact detection switch is activated when the contact with the measurement point of the subject is performed, so that infrared rays can be transmitted from the infrared transmission means to the stereo camera. .
[0026]
The invention according to a seventh aspect is the invention according to the fifth and sixth aspects, wherein the measurement of the subject by the self-luminous marker means is performed based on at least two to four measurement points. And
[0027]
According to the invention according to the seventh aspect, since the measurement by the measurement point of the subject by the self-luminous marker means is performed in at least two to four places, the three-dimensional image of the part to be imaged by the stereo camera is obtained. The coordinates can be accurately detected.
[0028]
The invention according to an eighth aspect is characterized in that, in the invention according to any one of the first to seventh aspects, the position detection receiving means of the stereo camera is a CMOS sensor.
[0029]
According to the invention of the eighth aspect, the receiving means for position detection of the stereo camera is constituted by a CMOS sensor.
[0030]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a magnetic resonance imaging apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0031]
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a perspective view showing a positional configuration between an MRI apparatus and a subject. In this example, a plurality of reflective markers are attached to the RF coil attached to the subject. FIG. 2 is a front view showing a stereo camera used in the present invention, FIGS. 3A and 3B are perspective and front views showing a reflective marker on an RF coil, and FIG. 1 is a diagram showing an outline of an internal configuration and functional blocks of an MRI apparatus according to the present invention. MRI imaging by an MRI apparatus is performed by a photographer operating an operation console in an imaging room adjacent to a scan room in which the MRI apparatus is installed.
[0032]
Here, the feature of the present invention is that the stereo camera 31 detects the three-dimensional spatial coordinates of the reference plane serving as the reference for MRI imaging and the imaging target region of the subject, and the reflection marker 35 provided on the RF coil 30 by the stereo camera 31. The purpose is to make the MRI apparatus 10 recognize the position (imaging target part). Specifically, the size (size) and inclination of the imaging target portion serving as a reference for tomography can be grasped from the coordinate values of the coordinate system based on the position of the table 20. Then, based on the three-dimensional spatial coordinates detected by the stereo camera 31, the moving amount and the moving position (axial position, left / right position) of the table 20 for transporting the subject 19 are controlled to move the imaging target portion to the center of the magnetic field. That is to exactly match the position (point A in FIG. 4).
[0033]
For this reason, as shown in FIG. 1, a stereo camera 31 is provided at a position facing the RF coil 30 on the front surface of the bore that is the gantry 15 of the MRI apparatus 10. The gantry 15 is provided with an operation panel (not shown). By operating a switch disposed on the operation panel, the movement amount (axial position, left-right position) of the table 20 can be adjusted. Can do it.
[0034]
As shown in FIG. 2, the stereo camera 31 has a pair of camera sections 32 provided at both ends of the camera housing so as to be separated from each other, and each of the camera sections 32 has a plurality (eight in FIG. 2). ) Infrared LED 33 and one position detection receiving sensor 34. The position detection receiving sensor 34 is provided substantially at the center where the infrared LEDs 33 are located. The stereo camera 31 accurately detects an imaging target portion corresponding to the reflective marker 35 as three-dimensional spatial coordinates by using the infrared LED 33, one position detection receiving sensor 34, and image processing means provided inside. Has a function. In this example, a CMOS sensor is used as the position detection receiving sensor 34.
[0035]
On the other hand, as shown in FIGS. 3A and 3B, one reflective marker 35 is provided around the RF coil 30 mounted on the subject 19. In this example, the reflective marker 35 has a spherical shape, and its outer dimension can be about 10 mm. Specifically, by detecting the position of the reflection marker 35 in the RF coil 30 (imaging target part) as three-dimensional spatial coordinates by the stereo camera 31, the reference position (x direction, y direction, z direction) in the imaging target part is detected. Can be determined.
[0036]
As shown in FIG. 4, inside a gantry 15 constituting the MRI apparatus 10, a static magnetic field generating magnet 16 for generating a static magnetic field, a gradient magnetic field generating coil 17 for generating a gradient magnetic field, and An irradiation coil 18 for irradiating a predetermined electromagnetic wave to a subject 19 placed in a magnetic field. The static magnetic field generating magnet 16 and the gradient magnetic field generating coil 17 constitute a magnet assembly.
[0037]
A cylindrical irradiation coil 18 is provided inside the gradient magnetic field generating coil 17, and a table 20 on which a subject 19 (patient) is placed can be carried inside the irradiation coil 18.
[0038]
The MRI control device 40 that controls the MRI apparatus 10 includes an RF transmission unit 41, a magnetic control unit 42, an RF reception unit 43, an image processing unit 44, a signal transmission drive unit 45, a three-dimensional position detection unit 46, and a table drive. And a control unit 47. Note that the MRI control device 40 can be provided in an operation console for operating the MRI device 10 installed in the imaging operation room.
[0039]
The RF transmission unit 41 has a function of irradiating a high-frequency electromagnetic wave from the irradiation coil 18 in order to cause a nuclear magnetic resonance phenomenon to occur in the nuclei constituting the living tissue. The magnetic control unit 42 is connected to the static magnetic field generating magnet 16 and the gradient magnetic field generating coil 17, respectively, and supplies electric power to the static magnetic field generating magnet 16 and the gradient magnetic field generating coil 17 so that the static magnetic field and the gradient magnetic field Is performed.
[0040]
The RF coil 30 has a function of receiving an electromagnetic wave emitted by the subject 19 due to a nuclear magnetic resonance phenomenon and transmitting the electromagnetic wave to the RF receiving unit 43. The RF coil 30 is provided with a reflective marker 35.
[0041]
The image processing unit 44 has a function of creating an MRI image based on the electromagnetic waves received by the RF receiving unit 43.
[0042]
The three-dimensional position detector 46 has a function of calculating a separation distance L1 between the stereo camera 31 and the reflective marker 35. The separation distance L1 between the stereo camera 31 and the three reflective markers 35 can be calculated based on the principle of triangulation. Here, when the separation distance L1 detected by the three-dimensional position detection unit 46 is calculated, the preset fixed distance L2 (see FIG. 4) is determined, and thus the distance L to the magnetic field center A is “ L = L1 + L2 ".
[0043]
Here, the principle of triangulation employed in the present invention will be briefly described with reference to FIG. FIG. 5 geometrically illustrates the XY coordinates in FIG. 3 described above. That is, as shown in FIG. 5, the distance F1 obtained by dividing the pair of position detection receiving sensors 34 provided in the camera unit 32 of the stereo camera 31 into two equal parts, and the separation distance L1 based on the known angle θ. , L1 = F1 · tan θ. Here, the position detection receiving sensor 34 and the reflection type marker 35 are on the same plane, and the distance d from the position detection reception sensor 34 to the reflection type marker 35 which is the measurement point is determined by the infrared rays. Assuming that time t is t and propagation speed of the infrared ray is c, the distance d is calculated from d = ct / 2, so that the angle θ is calculated from the distance d and the distance F1.
[0044]
The three-dimensional position detection unit 46 detects the position of the target to be imaged by the stereo camera 31 as three-dimensional spatial coordinates, and automatically detects the position of the target to be imaged (photographing Has a function of detecting the size and inclination of the area).
[0045]
More specifically, the three-dimensional position detector 46 controls the table 20 to move in the axial front / rear position (IN / OUT) and in the left / right direction so that the detected imaging area matches the magnetic field center A. Next, the moving amount and the moving position of the table 20 are controlled.
[0046]
The table drive controller 47 controls the table 20 until the center position of the RF coil 30 mounted on the subject 19 matches the center of the magnetic field of the magnet assembly based on the separation distance L1 calculated by the three-dimensional position detector 46. It has the function of carrying As described above, the transport position here is performed based on the movement amount and the movement position based on the three-dimensional space coordinates detected by the three-dimensional position detection unit 46.
[0047]
Hereinafter, a processing procedure according to the positioning method of the magnetic resonance imaging apparatus of the present invention will be described with reference to flowcharts shown in FIGS. That is, first, preparations for performing MRI imaging by the MRI apparatus 10 are performed. More specifically, this preparation involves placing the subject 19 on the table 20 and attaching the RF coil 30 to a portion (in this example, the abdomen) of the subject 19 that is to be imaged. (Step S100). As described above, three reflective markers 35 are attached to the RF coil 30.
[0048]
Next, the photographer determines that the mounting of the RF coil 30 has been completed (Yes at Step S101), and inputs a set command of the RF coil 30 through the operation panel (Step S102). This command is a command indicating that the mounting of the RF coil 30 having the reflective marker 35 mounted on the subject 19 is completed.
[0049]
With the input of this command, a drive ON signal is transmitted from the drive power source (signal transmission drive unit 45) of the infrared LED 33 of the stereo camera 31 (step S103), and the infrared LED 33 is turned ON by sending this drive ON signal (step S104). Next, as shown in FIG. 6A, an infrared LED signal is emitted from the infrared LED 33 toward the reflective marker 35 attached to the RF coil 30 (Step S105). The infrared LED signals are reflected by the three reflective markers 35 (step S106), and the infrared LED signals are returned to the stereo camera 31 and received for position detection, as shown in FIG. It is received by the unit 34 (step S107).
[0050]
Thereby, the three-dimensional spatial position of the RF coil 30 is detected, and the separation distance L1 between the RF coil 30 and the stereo camera 31 is calculated (step S108). The calculation of the separation distance L1 and the three-dimensional space coordinates is performed in the three-dimensional position detection unit 46 using the principle of triangulation.
[0051]
Next, in step S108, the table drive control unit 47 is driven by a drive signal based on the separation distance L1 calculated by the three-dimensional position detection unit 46, and the imaging target portion of the subject 19 is moved from the table 20 to the magnetic field center A of the magnet assembly. Movement is performed (step S109). Here, the movement control of the table 20 controls the movement amount and the movement position (axial position, left and right position) of the table 20 that carries the subject 19 based on the three-dimensional spatial coordinates detected by the stereo camera 31. Movement control. Then, by the movement control based on the three-dimensional space coordinates, the imaging target portion can be accurately matched with the center position of the magnetic field (point A in FIG. 4).
[0052]
Hereinafter, in the imaging room, it is determined whether or not the imaging target portion matches the center of the magnetic field (step S110). If the imaging target portion matches the center of the magnetic field (step S110: Yes), the operation of the operation console is performed. By turning on a scan button on the panel (step S111), MRI imaging is performed by the MRI apparatus 10 (step S112). Here, the movement control of the table 20 is performed by inputting a set command on the operation panel. However, a series of movement controls may be automatically performed when the RF coil 30 is mounted on the subject 19.
[0053]
As described above, in the first embodiment, the MRI apparatus 10 recognizes the position (imaging target part) of the reflective marker 35 provided on the RF coil 30 by the stereo camera 31 and transports the subject 19. By controlling the movement amount (z direction) of the table 20, the imaging target portion can be made to exactly coincide with the center position of the magnetic field, and the center position of the RF coil and the center of the magnetic field (scan center) in three-dimensional space coordinates can be determined. Since the MRI images are acquired at this imaging position because they match exactly, it is possible to acquire an MRI image having no imaging unevenness and excellent contrast and image quality.
[0054]
When the reflection type marker 35 is provided on the gantry 15 constituting the MRI apparatus 10, the movement of the subject 19 can be grasped by using a monitor or the like from the outside.
[0055]
In the present embodiment, an MRI apparatus utilizing a nuclear magnetic resonance phenomenon has been described. However, the present invention is applicable not only to an MRI apparatus but also to a CT (Computed Tomography) apparatus which performs tomography by X-rays. It can be applied preferably. In this case, the plurality of reflective markers can be attached to the inspection gown worn by the subject, so that the imaging target site of the subject can be detected as three-dimensional spatial coordinates by a stereo camera. In the case of this CT device, the vertical position (UP / DOWN), the axial front / back position (IN / OUT), and the tilt (tilt) of the table can be detected.
[0056]
(Embodiment 2)
Here, in the first embodiment, the spatial coordinates of the imaging target part of the subject 19 are three-dimensionally detected by the three reflective markers 35 mounted on the RF coil 30. Is characterized by using the self-lighting marker means 60 for the imaging target part of the subject 19, and detecting the three-dimensional spatial coordinate position by the self-lighting marker means 60.
[0057]
Hereinafter, the details of the second embodiment will be described with reference to FIGS. Here, FIGS. 8 (a) and 8 (b) show an example of measurement by a two-point pick using the self-light marker 60, and FIGS. 9 (a), (b) and (c) show self-light markers. An example of measurement by a three-point pick using the means 60 is shown.
[0058]
Here, the configuration of the self-luminous marker means 60 applied to the present invention will be described with reference to FIG. The self-luminous marker means 60 comprises a grasping part 62 and a spherical pick part 61 having a hollow inside, and an infrared LED 66 is provided inside the pick part 61. A contact detection switch 71 and a drive control unit 72 for detecting contact between the pick unit 61 and the subject 19 are provided on the grip unit 62 of the self-luminous marker unit 60. The drive control unit 72 is driven by a power supply unit 73. The power supply unit 73 uses a AAA battery or the like.
[0059]
Only when a predetermined part is measured (picked) by the self-light marker means 60, the contact detection switch 71 is turned on, and the infrared light is directed from the infrared LED 66 to the stereo camera 31 as shown in FIGS. Infrared transmission is performed. Actually, when the measurement point is recognized by the stereo camera 31 at the time of picking the measurement point with respect to the subject 19, the self-light marker means 60 emits a click sound.
[0060]
At least two to four pick points based on the measurement points of the subject 19 by the self-light marker 60 are selected. For example, when recognizing a line (OM line) that is a reference of a photographing section of the head, two to four pick points are selected as measurement points.
[0061]
FIG. 11 is a block diagram showing a circuit configuration of the drive control unit 72 applied to the self-light marker 60 described above. That is, as shown in FIG. 11, the drive control unit 72 includes a timer 81 and an infrared drive circuit 82, and the contact part 61 of the self-light marker 60 and the measurement point of the subject 19 come into contact with each other. When the contact is detected by the contact detection switch 71, the infrared pulse can be emitted from the infrared LED 66 toward the stereo camera 31 by the operation of the infrared drive circuit 82 by the timer 81.
[0062]
Hereinafter, a processing procedure according to the positioning method of the magnetic resonance imaging apparatus according to the second embodiment will be described with reference to flowcharts shown in FIGS. That is, first, preparations for performing MRI imaging by the MRI apparatus 10 are performed. More specifically, the preparation is a preparation in which the subject 19 is placed on the table 20 and an imaging target site of the subject 19 is selected and a measurement point is determined (step S200). In the case of this example, as described above, the measurement is performed in the range of 2 to 4 points.
[0063]
Next, measurement (pick) is performed on the measurement point determined in step S200 by the self-light marker 60 (step S201). Specifically, when the measurement section of the subject 19 and the pick section 61 come into contact with each other, the contact detection switch 71 is turned on, and a drive ON signal is transmitted from the drive power source (the signal transmission drive section 45) of the infrared LED 66, and this drive is performed. By transmitting the ON signal, as shown in FIGS. 8A and 8B, an infrared LED signal is emitted from the infrared LED 33 toward the position detection receiving sensor 34 of the stereo camera 31 (step S202). The infrared LED signal emitted from the self-light marker 60 is received by the position detection receiving sensor 34 (step S203).
[0064]
Thereby, the three-dimensional spatial coordinates of the imaging target part measured by the stereo camera 31 are detected (step S204), and the separation distance L1 between the imaging target part and the stereo camera 31 and the three-dimensional spatial coordinates are calculated. As described above, the calculation of the separation distance L1 and the three-dimensional spatial coordinates is performed in the three-dimensional position detection unit 46 (FIG. 4) using the principle of triangulation.
[0065]
Next, the table drive control unit 47 is driven by a drive signal based on the separation distance L1 calculated by the three-dimensional position detection unit 46 in step S205 (step S205), and the imaging target portion of the subject 19 is set to the magnetic field center A of the magnet assembly. The movement of the table 20 is performed until this. Here, the table movement is movement control for controlling the movement amount and the movement position (height position, left and right position) of the table 20 for transporting the subject 19 based on the three-dimensional spatial coordinates detected by the stereo camera 31. is there.
[0066]
Thereafter, in the imaging room, as in the first embodiment, it is determined whether the imaging target portion matches the center of the magnetic field (step S206). If the imaging target portion matches the center of the magnetic field (Yes in step S206). The MRI apparatus 10 performs MRI imaging by turning on the scan button on the operation panel of the operation console (step S207) (step S208).
[0067]
Here, as in the first embodiment, the movement control of the table 20 is performed by inputting a set command on the operation panel. However, when the RF coil 30 is mounted on the subject, a series of movement controls is automatically performed. It may be performed. Specifically, automatic adjustment using an air pad or the like can be used as height control of the table 20.
[0068]
As described above, the magnetic resonance imaging apparatus according to the second embodiment uses the self-light type marker means 60 to determine the imaging target site of the subject 19, and the three-dimensional spatial coordinate position by the self-light type marker means 60. Is detected, the imaging target portion of the subject 19 can be positioned. In the case of positioning using this stereo camera, since the center position of the RF coil in three-dimensional spatial coordinates and the center of the magnetic field (scan center) surely coincide with each other, the MRI image acquired at this imaging position has uneven imaging. An MRI image with good contrast and good image quality can be obtained.
[0069]
In the first and second embodiments, the example in which the RF coil is mounted on the abdomen of the subject has been described. However, the present invention captures not only the abdomen but also the head RF coil and the arm for the head. For mounting an RF coil used for any purpose, such as an RF coil for an arm for use.
[0070]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, when imaging is performed by the magnetic resonance imaging apparatus, the operator simply designates a measurement point of the subject by using the self-light marker on the imaging target portion, and the three-dimensional image of the imaging target portion is obtained. Since the coordinate values can be always grasped by a simple operation, there is an effect that high-accuracy positioning can be performed.
[0071]
Further, according to the present invention, since the operator can specify the imaging target site with a marker and can accurately set the imaging site on the scan center without the hassle of using a positioning light or the like, the MRI apparatus can perform an MRI examination. This has the effect of improving the working time and greatly reducing the labor of the inspector. Since the position of the table itself can be detected by the self-lighting marker, fine adjustment at the time of installing the table can be easily performed, thereby providing an effect of improving workability.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a positional configuration of an MRI apparatus according to a first embodiment and a subject on which an RF coil is mounted.
FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating a configuration of a stereo camera.
FIGS. 3A and 3B are a perspective view and a front view showing a reflective marker on an RF coil.
FIG. 4 is a diagram illustrating an outline of an internal configuration and functional blocks of the MRI apparatus according to the first embodiment;
FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating the principle of triangulation.
FIG. 6 is an explanatory diagram showing an MRI apparatus according to the first embodiment.
FIG. 7 is a flowchart showing an MRI apparatus according to the first embodiment.
FIGS. 8A and 8B are explanatory diagrams showing an example of measurement by a two-point pick using a self-light marker.
FIGS. 9A, 9B, and 9C are diagrams respectively showing measurement examples by a three-point pick using a self-light marker.
FIG. 10 is a configuration diagram schematically showing a self-luminous marker means applied to the second embodiment.
FIG. 11 is an overall circuit block diagram illustrating an outline of a drive control unit.
FIG. 12 is a flowchart illustrating a processing procedure of the MRI apparatus and the medical imaging apparatus according to the second embodiment.
[Explanation of symbols]
10 MRI equipment
15 Gantry
16 Static magnetic field generating magnet
17 Gradient magnetic field generating coil
18 Irradiation coil
19 subject
20 tables
30 RF coil
31 Stereo Camera
32 Camera section
33 Infrared LED
34 Position Detection Receiver Sensor
35 Reflective marker
40 MRI controller
41 RF transmitter
42 Magnetic control unit
43 RF receiver
44 Image processing unit
45 signal transmission driver
46 3D position detector
47 Table drive controller
60 Self-light type marker means
61 Pick part
62 Grasping unit
66 Infrared LED
71 Contact detection switch
72 Drive control unit
73 Power supply section
80 drive circuit
81 timer
82 Infrared drive circuit

Claims

勾配磁場を発生する勾配磁場発生手段と、静磁場を発生する静磁場発生手段とからなるマグネットアセンブリと、当該静磁場中に載置された被検体に対して所定の電磁波を照射する照射コイルとを備え、前記被検体に装着されたＲＦコイルを介して被検体の撮像対象部位から放出される磁気共鳴信号に基づいて磁気共鳴イメージを作成するＭＲＩ装置において、
前記被検体が前記マグネットアセンブリ内に挿入される挿入口が存在する当該ＭＲＩ装置本体の前面部に赤外線送信手段および位置検出用受信手段とを有するステレオカメラが備えられ、
前記ＲＦコイルには、前記赤外線送信手段からの赤外線を反射させてその赤外線を前記位置検出用受信手段に受信させる少なくとも１個の反射式マーカが備えられていることを特徴とするＭＲＩ装置。A gradient magnetic field generating means for generating a gradient magnetic field, a magnet assembly including a static magnetic field generating means for generating a static magnetic field, and an irradiation coil for irradiating a predetermined electromagnetic wave to a subject placed in the static magnetic field. Comprising an MRI apparatus that creates a magnetic resonance image based on a magnetic resonance signal emitted from an imaging target site of the subject via an RF coil mounted on the subject,
A stereo camera having an infrared transmitting unit and a position detecting receiving unit is provided on a front surface of the MRI apparatus main body, in which an insertion port through which the subject is inserted into the magnet assembly is provided,
An MRI apparatus, wherein the RF coil is provided with at least one reflective marker for reflecting infrared rays from the infrared transmitting means and for receiving the infrared rays to the position detecting receiving means.

前記赤外線送信手段と前記反射式マーカとの離隔距離および前記撮像対象部位に対応する３次元位置を算出する３次元位置検出手段をさらに備え、当該３次元位置検出手段により算出された離隔距離および３次元位置に基づいて、前記被検体の撮像対象部位を前記マグネットアセンブリの磁場中心に一致させることを特徴とする請求項１に記載のＭＲＩ装置。A three-dimensional position detecting unit that calculates a separation distance between the infrared transmitting unit and the reflective marker and a three-dimensional position corresponding to the imaging target site; The MRI apparatus according to claim 1, wherein an imaging target portion of the subject is made to coincide with a center of a magnetic field of the magnet assembly based on the dimensional position.

前記３次元位置検出手段は、前記反射式マーカに対する位置検出にともなって、前記ＲＦコイルの中心位置を検出する機能をさらに備えるとともに、前記撮像対象部位に対応する３次元空間座標を検出することを特徴とする請求項１または２に記載のＭＲＩ装置。The three-dimensional position detecting means further includes a function of detecting a center position of the RF coil in accordance with position detection with respect to the reflective marker, and detecting three-dimensional spatial coordinates corresponding to the imaging target region. The MRI apparatus according to claim 1 or 2, wherein

前記反射式マーカは、球体状の反射式マーカであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のＭＲＩ装置。The MRI apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the reflective marker is a spherical reflective marker.

勾配磁場を発生する勾配磁場発生手段と、静磁場を発生する静磁場発生手段とからなるマグネットアセンブリと、当該静磁場中に載置された被検体に対して所定の電磁波を照射する照射コイルとを備え、ＲＦコイルを介して被検体の撮像対象部位から放出される磁気共鳴信号に基づいて磁気共鳴イメージを作成するＭＲＩ装置において、
赤外線を送信自在な赤外線送信手段を内部に有する自光式マーカ手段を備え、当該自光式マーカ手段による前記被検体に対する複数の測定ポイントに基づいて、前記被検体の撮像対象部位に対応する３次元空間座標を検出することを特徴とするＭＲＩ装置。A gradient magnetic field generating means for generating a gradient magnetic field, a magnet assembly including a static magnetic field generating means for generating a static magnetic field, and an irradiation coil for irradiating a predetermined electromagnetic wave to a subject placed in the static magnetic field. An MRI apparatus comprising: a magnetic resonance image based on a magnetic resonance signal emitted from an imaging target portion of a subject via an RF coil;
Self-marking means having an infrared transmitting means capable of transmitting infrared rays therein, and based on a plurality of measurement points on the object by the self-lighting marker means, corresponding to the imaging target site of the subject; An MRI apparatus characterized by detecting dimensional space coordinates.

前記自光式マーカ手段は、撮影者が把持する把持部と被検体に当接させる当接部とを備え、当該当接部は球体状に構成されるとともに、前記把持部の内部には被検体の測定ポイントとの当接時に赤外線送信手段による赤外線を送信する接触検知スイッチとをさらに備えることを特徴とする請求項５に記載のＭＲＩ装置。The self-light type marker means includes a gripping part gripped by a photographer and a contacting part for making contact with a subject. The MRI apparatus according to claim 5, further comprising: a contact detection switch that transmits infrared rays by an infrared transmission unit when the specimen comes into contact with a measurement point.

前記自光式マーカ手段による被検体に対する測定は、少なくても２〜４箇所の測定ポイントに基づいておこなうことを特徴とする請求項５または６に記載のＭＲＩ装置。The MRI apparatus according to claim 5, wherein the measurement of the subject by the self-light marker is performed based on at least two to four measurement points.

前記ステレオカメラの位置検出用受信手段はＣＭＯＳセンサであることを特徴とする請求項１〜７いずれか一つに記載のＭＲＩ装置。The MRI apparatus according to claim 1, wherein the position detection receiving unit of the stereo camera is a CMOS sensor.