JP2005102713A

JP2005102713A - Image display system

Info

Publication number: JP2005102713A
Application number: JP2003335995A
Authority: JP
Inventors: Hiroki Taniguchi; 拡樹谷口
Original assignee: Hitachi Medical Corp
Current assignee: Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Priority date: 2003-09-26
Filing date: 2003-09-26
Publication date: 2005-04-21

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image display system capable of appropriately positioning an image picked up by a first diagnostic imaging device and an elastic image picked up by a second diagnostic imaging device. <P>SOLUTION: The image display system comprises: an MRI device 1 for picking up the images of the head part of an examinee body opened by a surgery and a surgical instrument 4 supporting the examinee body; an US device 2 picking up the images of the same part of the examinee body whose image is picked up by the MRI device 1 and the surgical instrument 4, and pressurizing a sensor part to the examinee body at the time of picking up the images and picking up the images before and after the pressurization; a position sensor acquisition device 5 for generating signals for positioning the image of the examinee body on the basis of the image of the surgical instrument 4 before the pressurization picked up by the US device 2 and the image of the surgical instrument 4 picked up by the MRI device 1; and an image processor 3 superimposing the elastic image based on the images before and after the pressurization picked up by the US device 2 and the image of the examinee body picked up by the MRI device 1, and positioned by positioning signals generated by the position sensor acquisition device 5, and also displaying the superimposed images. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、磁気共鳴イメージング装置（以下、MRI装置という）で得られる術中MR画像と超音波診断装置（以下、US装置という）に用いられる弾性画像とを用いて、特に手術中に撮像された画像における浮腫と悪性腫瘍の境界判定に寄与する技術に関する。 The present invention was obtained using an intraoperative MR image obtained by a magnetic resonance imaging apparatus (hereinafter referred to as an MRI apparatus) and an elastic image used in an ultrasonic diagnostic apparatus (hereinafter referred to as a US apparatus), particularly during surgery. The present invention relates to a technique that contributes to determining the boundary between edema and malignant tumor in an image.

従来のMRI装置では、[特許文献1]に記載されたように、被検体頭部の周囲に配置され頭部固定用のボルトを介して頭部を固定すると共に導電体で形成されたＵ字形状の固定部と、手術用治具が取り付けられると共に導電体で形成されたフレーム部と、前記固定部と前記フレーム部の端部同士を電気的に接続するコネクタ部とを有して構成される受信コイルがある。これにより、定位脳手術において、手術から撮影、撮影から手術に移行する場合、受信コイルの取り付け、取り外し及び頭部固定具への脱着が容易であり、手術の効率が低下することを防止している。 In a conventional MRI apparatus, as described in [Patent Document 1], a U-shape that is arranged around a subject's head and fixes the head via a head-fixing bolt and is formed of a conductor. A fixed part having a shape, a frame part to which a surgical jig is attached and formed of a conductor, and a connector part that electrically connects the fixed part and ends of the frame part. There is a receiving coil. As a result, in stereotaxic surgery, when moving from surgery to imaging and from imaging to surgery, it is easy to attach and remove the receiving coil and detach it from the head fixture, preventing the efficiency of the surgery from decreasing. Yes.

一方、US装置では、[特許文献2]に記載されたように、超音波探触子に接続して超音波を送受信し、受信信号の処理と画像表示を行う超音波診断装置において、組織の弾性計測手段と、該組織の弾性計測手段の出力情報に基づいて組織弾性像を構成する組織弾性像構成手段と、Ｂモード像もしくはドップラ像とともに前記構成された組織弾性像を表示する組織弾性像表示手段を備えている。これにより、従来機能の上に追加して組織の弾性計測・表示機能も取り扱うことが可能となる。
特開2003-126056号公報特開2003-250803号公報 On the other hand, in the US apparatus, as described in [Patent Document 2], in an ultrasonic diagnostic apparatus that transmits and receives ultrasonic waves by connecting to an ultrasonic probe and processes received signals and displays images, Elasticity measuring means, tissue elasticity image forming means for forming a tissue elasticity image based on output information of the tissue elasticity measuring means, and tissue elasticity image for displaying the configured tissue elasticity image together with a B-mode image or a Doppler image Display means are provided. This makes it possible to handle the elasticity measurement / display function of the tissue in addition to the conventional functions.
Japanese Patent Laid-Open No. 2003-126056 JP 2003-250803 JP

上記特許文献1が開示する技術では、術中の被検体の部位、例えば頭部を開頭し、MRI装置などの第1の画像診断装置により、脳腫瘍の位置を同定するための画像収集が行われるが、浮腫と悪性の脳腫瘍が画像化されたとき、ほぼ同じようなコントラストを呈してしまうので、脳手術において浮腫と悪性腫瘍の境界判定が要望されていた。 In the technique disclosed in Patent Document 1 above, a part of a subject under surgery, for example, the head is opened, and image collection for identifying the position of a brain tumor is performed by a first diagnostic imaging apparatus such as an MRI apparatus. When an edema and a malignant brain tumor are imaged, almost the same contrast is exhibited. Therefore, it has been desired to determine the boundary between edema and a malignant tumor in brain surgery.

一方、上記特許文献2が開示する技術では、US装置などの第2の画像診断装置によって撮像される弾性画像が正常組織と比較して硬い乳癌などを同定するのに効果を上げている。 On the other hand, the technique disclosed in Patent Document 2 is effective in identifying a breast cancer or the like whose elasticity image captured by a second diagnostic imaging apparatus such as a US apparatus is harder than normal tissue.

このように、上記特許文献1の要望を上記特許文献2の技術によって達成できるように見受けられるが、実際には、MRI装置で撮像された画像とUS装置で撮像された弾性画像とを位置合わせしなければならないので、その位置合わせが解決しなければならない問題となっている。 Thus, although it seems that the request of the above-mentioned Patent Document 1 can be achieved by the technique of the above-mentioned Patent Document 2, in practice, the image captured by the MRI apparatus and the elastic image captured by the US apparatus are aligned. The alignment has become a problem that must be solved.

本発明は、第1の画像診断装置で撮像された画像と第2の画像診断装置で撮像された弾性画像との位置合わせを適正に行える画像表示システムを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an image display system capable of appropriately aligning an image captured by a first diagnostic imaging apparatus and an elastic image captured by a second diagnostic imaging apparatus.

前記課題を解決するために、本発明の画像表示システムは手術により開被された被検体の部位とその被検体の位置指標を撮像する第1の画像診断装置と、この第1の画像診断装置により撮像された前記被検体の同一部位と前記位置指標を撮像するものであって、その撮像の際に前記被検体にセンサ部を加圧し、その加圧前後で撮像する第2の画像診断装置と、この第2の画像診断装置により撮像された加圧前の位置指標の画像と前記第1の画像診断装置により撮像された位置指標の画像に基づいて前記被検体の画像の位置合わせを行う位置合わせ手段と、この位置合わせ手段により位置合わせされた第2の画像診断装置により撮像された加圧前後の画像に基づく弾性画像と前記第1の画像診断装置により撮像された被検体の画像を重畳する手段と、この重畳手段に重畳された画像を表示する表示手段と、を備える。 In order to solve the above problems, an image display system according to the present invention includes a first diagnostic imaging apparatus that captures a site of a subject that has been opened by surgery and a position index of the subject, and the first diagnostic imaging apparatus. A second diagnostic imaging apparatus that images the same part and the position index of the subject imaged by the sensor, pressurizes a sensor unit to the subject during the imaging, and images before and after the pressurization And aligning the image of the subject based on the position index image before pressurization imaged by the second image diagnostic apparatus and the position index image imaged by the first image diagnostic apparatus. An elastic image based on images before and after pressurization imaged by the alignment means and the second image diagnostic apparatus aligned by the alignment means and an image of the subject imaged by the first image diagnostic apparatus Means for superimposing Comprising a display means for displaying an image superimposed on superimposed means.

これにより、第1の画像診断装置で撮像された画像と第2の画像診断装置で撮像された弾性画像との位置合わせを適正に行えるようになる。
また、具体的には、前記被検体の位置指標は、前記被検体を支持するフレーム体であって、前記フレーム体には、前記第2の画像診断装置のセンサ部が取り付けられていてもよい。 This makes it possible to properly align the image captured by the first image diagnostic apparatus and the elastic image captured by the second image diagnostic apparatus.
Specifically, the position index of the subject may be a frame body that supports the subject, and the sensor unit of the second diagnostic imaging apparatus may be attached to the frame body. .

本発明によれば、第1の画像診断装置で撮像された画像と第2の画像診断装置で撮像された弾性画像との位置合わせを適正に行うことができるという効果を奏する。 According to the present invention, there is an effect that the image captured by the first diagnostic imaging apparatus and the elastic image captured by the second diagnostic imaging apparatus can be properly aligned.

以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。なお、発明の実施の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け、その繰り返しの説明は省略する。
本発明の画像表示システムは、図1に示されるように、MRI装置1と、US装置2と、MRI装置1及びUS装置2と電気的に接続される画像処理装置3と、患者を固定する、又は吸引管、穿刺針などの手術操作部位を指し示す手術器具4と、US装置2および画像処理装置3と電気的に接続される位置センサ取得装置5とを有している。ここでは、電気的に接続されて信号伝達する例を示しているが、光学的又は無線によって信号伝達されてもよい。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. Note that components having the same function are denoted by the same reference symbols throughout the drawings for describing the embodiment of the invention, and the repetitive description thereof is omitted.
As shown in FIG. 1, the image display system of the present invention fixes an MRI apparatus 1, a US apparatus 2, an image processing apparatus 3 electrically connected to the MRI apparatus 1 and the US apparatus 2, and a patient. Or a surgical instrument 4 that points to a surgical operation site such as a suction tube or a puncture needle, and a position sensor acquisition device 5 that is electrically connected to the US device 2 and the image processing device 3. Here, an example is shown in which signals are transmitted by electrical connection, but signals may be transmitted optically or wirelessly.

MRI装置1は、磁場内に患者（被検体）を置き所定のシーケンスにて与えられる磁気又は電気信号により患者の体内から磁気共鳴現象による電気信号が得られるので、その得られた電気信号を画像化する。代表的なMR画像はT1強調像、T2強調像が知られている。 The MRI apparatus 1 places a patient (subject) in a magnetic field, and an electric signal due to a magnetic resonance phenomenon is obtained from the patient's body by a magnetic or electric signal given in a predetermined sequence. Turn into. As typical MR images, T1-weighted images and T2-weighted images are known.

US装置2は、患者の開頭した部分にプローブを当接し、その当接されたプローブから患者へ超音波信号を送信し、その反射エコー信号をプローブで受信し、受信された反射エコー信号を超音波画像として画像化する。このUS装置2の画像にはBモード像、カラードプラ像の他、近年では画像を撮像する際に、プローブに適当な変位を与えて組織の硬軟を検出し、その検出結果を弾性画像として画像化する弾性イメージングと呼ばれる手法が脚光を浴びている。これは、MRI装置1では、ほぼ同じ程度のコントラストを呈してしまう脳内の浮腫などの比較的柔らかい病変組織と脳腫瘍などの比較的硬い病変組織とを識別することができる。弾性画像の求め方は、体表、拍動、放射圧などの加圧による変形（歪み）、US装置又はMRI装置の波面計測など体表からの加振で生じた横波の伝播などがあるが、何れの手法を用いてもよい。 The US device 2 abuts the probe on the open part of the patient, transmits an ultrasonic signal from the abutted probe to the patient, receives the reflected echo signal by the probe, and supervises the received reflected echo signal. It is imaged as a sound wave image. In addition to the B-mode image and color Doppler image, the US device 2 image detects an image of the tissue as an elastic image by applying appropriate displacement to the probe and detecting the tissue hardness in recent years. A technique called elastic imaging has been in the limelight. This is because the MRI apparatus 1 can distinguish a relatively soft lesion tissue such as an edema in the brain that exhibits substantially the same level of contrast from a relatively hard lesion tissue such as a brain tumor. Methods for obtaining elastic images include body surface, pulsation, deformation (distortion) due to pressurization such as radiation pressure, propagation of transverse waves generated by vibration from the body surface, such as wavefront measurement of US or MRI equipment. Any method may be used.

画像処理装置3は、MRI装置1からの例えばT1強調画像とUS装置2からの弾性画像とを後述する位置合わせの手法で用いて両者の画像を重畳する処理部31と、処理部31により重畳された画像を表示する表示部32とを有している。ここでは、処理部31と表示部32とを一体の装置に纏めたが、それぞれが個別であってもよい。 The image processing apparatus 3 uses, for example, a T31 weighted image from the MRI apparatus 1 and an elastic image from the US apparatus 2 by a registration method described later to superimpose both images by the processing section 31. And a display unit 32 for displaying the displayed image. Here, the processing unit 31 and the display unit 32 are combined into an integrated device, but each may be separate.

手術器具4は、吸引管、穿刺針等の他、患者の頭部を支えるフレームなどである。このフレームはMRI装置1とUS装置2のそれぞれが患者の位置指標として患者と共に画像化されるものである。 The surgical instrument 4 is a frame that supports the patient's head in addition to a suction tube, a puncture needle, and the like. In this frame, each of the MRI apparatus 1 and the US apparatus 2 is imaged together with the patient as a patient position index.

位置センサ取得装置5は、US装置2のプローブの加圧前後の位置情報を信号として生成するものである。また、この生成されたプローブが加圧前、すなわち加圧されていない状態であれば、そのときのUS装置2の画像はMRI装置1の画像との位置合わせに利用される。 The position sensor acquisition device 5 generates position information before and after pressurization of the probe of the US device 2 as a signal. In addition, if the generated probe is before pressurization, that is, if it is not pressurized, the image of the US apparatus 2 at that time is used for alignment with the image of the MRI apparatus 1.

次に、本発明の動作例を、図2，図3，図4を用いて説明する。
図3に示されるように、患者はフレームを取り付けられて図面左方のようにMRI装置1により開頭前患者のMR画像を撮像する。次に図面中央のように、フレームの一部を空けて、患者の開頭手術や、手術内容、進捗状況に応じて帝位的手術を行う。そして、図面右方のようにMRI装置1により残存腫瘍の確認や手術達成度の確認のためにの術中MR画像を撮像する。（ステップ21） Next, an operation example of the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 3, the patient is attached with a frame and takes an MR image of the patient before craniotomy with the MRI apparatus 1 as shown on the left side of the drawing. Next, as shown in the center of the drawing, a part of the frame is opened, and a cranial operation is performed according to the patient's craniotomy and the content and progress of the operation. Then, as shown on the right side of the drawing, an MRI apparatus 1 captures an intraoperative MR image for confirmation of the remaining tumor and confirmation of the degree of achievement of the operation. (Step 21)

図4に示されるように、術者がUS装置2のプローブを持って患者に押し当てる力、つまり加圧量を調整し、その調整する前後の画像を得ている。図面左方と右方は加圧量が異なっているので、変位を取得することができる。また、位置センサ取得装置5は、生成されたプローブが加圧前、すなわち加圧されていない状態であれば、そのときのUS装置2の画像はMRI装置1の画像との位置合わせを行うための信号を生成し、画像処理装置3に伝達する、（ステップ22） As shown in FIG. 4, the surgeon adjusts the force with which the surgeon holds the probe of the US apparatus 2 against the patient, that is, the amount of pressurization, and obtains images before and after the adjustment. Since the amount of pressurization differs between the left side and the right side of the drawing, the displacement can be acquired. In addition, the position sensor acquisition device 5 performs alignment of the image of the US device 2 with the image of the MRI device 1 if the generated probe is before pressurization, that is, when the probe is not pressurized. Is generated and transmitted to the image processing device 3 (step 22).

画像処理装置3の処理部31は、上記位置合わせ信号に基づきUS装置2の加圧前の位置情報とMR装置1からの画像を用いて位置合わせ処理を行う。（ステップ23）
画像処理装置3の処理部31は、位置合わせされたその位置情報からMR装置1のT1強調像と、US装置から上記変位に基づく弾性画像と、を重畳する処理を行う。MRI装置1の画像はT1強調像に限らず、MRI装置1により測定可能な画像を全て含むものとする（ステップ24） The processing unit 31 of the image processing apparatus 3 performs alignment processing using the position information before pressurization of the US apparatus 2 and the image from the MR apparatus 1 based on the alignment signal. (Step 23)
The processing unit 31 of the image processing device 3 performs processing to superimpose the T1-weighted image of the MR device 1 and the elastic image based on the displacement from the US device from the registered position information. The image of the MRI apparatus 1 is not limited to the T1-weighted image, and includes all images that can be measured by the MRI apparatus 1 (step 24).

画像処理装置3の表示部32は、上記重畳された画像を表示する。（ステップ25） The display unit 32 of the image processing device 3 displays the superimposed image. (Step 25)

以上説明したように、本実施形態によれば、手術により開被された被検体の頭部とその被検体を支える手術器具4を撮像するMRI装置1と、MRI装置1により撮像された前記被検体の同一部位と手術器具4を撮像するものであって、その撮像の際に前記被検体にセンサ部を加圧し、その加圧前後で撮像するUS装置2と、US装置2により撮像された加圧前の手術器具4の画像とMRI装置1により撮像された手術器具4の画像に基づいて前記被検体の画像の位置合わせを行うための信号を生成する位置センサ取得装置5と、位置センサ取得装置5により生成された位置合わせ信号により位置合わせされると共に、US装置2により撮像された加圧前後の画像に基づいた弾性画像とMRI装置1により撮像された被検体の画像を重畳すると共に、該重畳された画像を表示する画像処理装置3とを備えるので、MRI装置1で撮像された画像とUS装置2で撮像された弾性画像との位置合わせを適正に行うことができる。 As described above, according to the present embodiment, the MRI apparatus 1 that images the head of the subject that has been opened by surgery and the surgical instrument 4 that supports the subject, and the subject that has been imaged by the MRI apparatus 1 The same part of the specimen and the surgical instrument 4 are imaged. When the imaging is performed, the sensor unit is pressurized to the subject, and the US apparatus 2 that images before and after the pressurization and the US apparatus 2 capture the image. A position sensor acquisition device 5 that generates a signal for aligning the image of the subject based on an image of the surgical instrument 4 before pressurization and an image of the surgical instrument 4 captured by the MRI apparatus 1, and a position sensor While being aligned by the alignment signal generated by the acquisition device 5, the elasticity image based on the images before and after pressurization imaged by the US device 2 and the image of the subject imaged by the MRI device 1 are superimposed. , Image processing for displaying the superimposed image Since the apparatus 3 is provided, it is possible to properly align the image captured by the MRI apparatus 1 and the elastic image captured by the US apparatus 2.

上記実施形態では、画像診断装置をMRI装置とUS装置との組み合わせで説明したが、この組み合わせに限られるものでなく、X線装置、X線CT装置、PETなどの核医学装置などの各種画像診断装置の組み合わせであってもよい。 In the above-described embodiment, the diagnostic imaging apparatus is described as a combination of an MRI apparatus and a US apparatus. It may be a combination of diagnostic devices.

本発明の画像表示システムの構成例を示すブロック図。1 is a block diagram showing a configuration example of an image display system of the present invention. 図1の動作例を示すフローチャート。2 is a flowchart showing an example of the operation of FIG. 図1及び図2のMRI装置による画像撮像の説明図。FIG. 3 is an explanatory diagram of image capturing by the MRI apparatus of FIGS. 1 and 2. 図1及び図2のUS装置による画像撮像の説明図。Explanatory drawing of the image pick-up by the US apparatus of FIG.1 and FIG.2.

符号の説明Explanation of symbols

１…MRI装置、２…US装置、３…画像処理装置、４…手術器具、５…位置センサ取得装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... MRI apparatus, 2 ... US apparatus, 3 ... Image processing apparatus, 4 ... Surgical instrument, 5 ... Position sensor acquisition apparatus

Claims

手術により開被された被検体の部位とその被検体の位置指標を撮像する第１の画像診断装置と、この第１の画像診断装置により撮像された前記被検体の同一部位と前記位置指標を撮像するものであって、その撮像の際に前記被検体にセンサ部を加圧し、その加圧前後で撮像する第２の画像診断装置と、この第２の画像診断装置により撮像された加圧前の位置指標の画像と前記第１の画像診断装置により撮像された位置指標の画像に基づいて前記被検体の画像の位置合わせを行う位置合わせ手段と、この位置合わせ手段により位置合わせされた第２の画像診断装置により撮像された加圧前後の画像に基づく弾性画像と前記第１の画像診断装置により撮像された被検体の画像を重畳する手段と、この重畳手段に重畳された画像を表示する表示手段と、を備えたことを特徴とする画像表示システム。 A first image diagnostic apparatus that images a part of a subject that is opened by surgery and a position index of the subject, and the same part and the position index of the subject that are imaged by the first image diagnostic apparatus. A second diagnostic imaging apparatus for imaging, wherein a pressure is applied to the subject at the time of imaging and imaging is performed before and after the pressurization, and the pressurized imaging performed by the second diagnostic imaging apparatus Alignment means for aligning the image of the subject based on the image of the previous position index and the image of the position index captured by the first diagnostic imaging apparatus, and a first position aligned by the position alignment means Means for superimposing an elastic image based on images before and after pressurization imaged by the second image diagnostic apparatus and an image of the subject imaged by the first image diagnostic apparatus, and displaying the image superimposed on the superimposing means. Display means Image display system characterized by comprising a.

前記被検体の位置指標は、前記被検体を支持するフレーム体であって、前記フレーム体には、前記第２の画像診断装置のセンサ部が取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の画像表示システム。 The position index of the subject is a frame body that supports the subject, and a sensor unit of the second diagnostic imaging apparatus is attached to the frame body. The image display system described.