JP2016158863A

JP2016158863A - 医用画像撮像装置及び撮像断面調整方法

Info

Publication number: JP2016158863A
Application number: JP2015039977A
Authority: JP
Inventors: 信司高橋; Shinji Takahashi
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2015-03-02
Filing date: 2015-03-02
Publication date: 2016-09-05

Abstract

【課題】３次元空間の任意の断面を撮像可能な医用画像撮像装置において、操作者が撮像断面を調整する操作の負担を軽減する。【解決手段】撮像断面調整方法は、操作者による撮像断面の３次元的な位置調整を受け付けると、撮像断面の初期値から撮像断面の現在値へと３次元的に変換する変換マトリクスを生成するステップと、変換マトリックスを用いて撮像断面の初期値を変換するステップとを備える。操作者が撮像断面を１回調整すれば、その検査における他の撮像断面が自動的に調整される。【選択図】図８

Description

本発明は、医用画像撮像装置に関し、特に、撮像断面の位置を調節する方法に関する。

3次元空間の任意の断面を撮像可能な医用画像撮像装置がある。中でも磁気共鳴イメージング(以下、MRIという)装置は、被検体を構成する原子の原子核スピンが発生するNMR信号を計測し、画像化する装置である。

一般には、静磁場に置かれた被検体にスライス選択傾斜磁場を印加すると同時に特定の周波数をもつ高周波磁場を印加して、撮像断面内の核磁化を励起させる。次に、位相エンコード傾斜磁場およびリードアウト傾斜磁場の印加により励起された核磁化に位置情報を与え、核磁化が発生する核磁気共鳴信号(NMR信号)を計測する。

核磁気共鳴信号の計測は、k空間と呼ばれる計測空間が信号データで充填されるまで繰り返し行われる。k空間に充填された信号データは、逆フーリエ変換により画像化される。各傾斜磁場の磁場勾配方向は、直交三軸方向に対応する三系統の傾斜磁場コイルの制御により3次元空間の任意方向に設定できる。MRI装置では、この傾斜磁場の空間的制御により任意断面の撮像を実現している。

MRI装置のような任意断面の撮像が可能な医用画像撮像装置では、被検体の対象となる部位の撮像をする前に、撮像断面の決定に用いる位置決め用画像を取得する。操作者は、取得した位置決め用画像を参照しながら、撮像断面の位置、傾き、範囲、厚さなど(以下、単に断面という)を調整する。

撮像断面の初期値には、あらかじめ保存した特定の被検体に依存しない一般的な被検体を想定したもの、もしくは過去に同被検体を撮像したときのもの(特許文献1)などが与えられる。さらには、取得した位置決め用画像が持つ解剖学的特長を元に、自動で撮像断面を調整する技術(特許文献2、3)(以下、この技術を自動位置決めという)がある。

特開2012-232111号公報特開2005-125099号公報国際公開第2013/027540号

しかしながら、撮像断面の初期値が一般的な被検体を想定したものである場合、撮像対象の被検体の姿勢、体格、装置への固定状態などの違いによりずれが生じるため、その検査の全ての撮像断面を調整しなければならない。撮像断面の初期値が過去の同一被検体のものである場合、装置への固定状態が過去の検査と僅かでも違いがあるとき、その検査の全ての撮像断面を調整しなければならない。

また、構造が複雑な部位や、逆に構造がほとんどない部位、欠損のある部位、あるいは取得した位置決め用画像の画質が十分ではない、などの理由により、基準となる一般的な被検体の解剖学的特徴との相関が捉えにくいとき、自動位置決めの適用が難しく、その検査の全ての撮像断面を調節しなければならない。

そこで本発明の目的は、3次元空間の任意の断面を撮像可能な医用画像撮像装置において、操作者が撮像断面を調整する操作の負担を軽減することである。

上記目的を達成するために本発明の医用画像撮像装置及び撮像断面調整方法は、操作者による撮像断面の3次元的な位置調整を受け付けると、撮像断面の初期値から撮像断面の現在値へと3次元的に変換する変換マトリクスを生成し、以降の撮像では、変換マトリクスを用いて撮像断面の初期値を変換して実際に撮像する差像断面を求める。

本発明によれば、3次元空間の任意の断面を撮像可能な医用画像撮像装置において、操作者が撮像断面を1回調整すれば、その検査における他の撮像断面が自動的に調整されるので、操作者が撮像断面を調整する操作の負担を軽減することが可能となる。

実施例のMRI装置の模式図である。実施例の計算部の模式図である。実施例の検査のプロトコルである。実施例の表示装置に表示する画面である。実施例の撮像する断面の調整例である。実施例の撮像する断面の補正例である。実施例の装置のフローである。実施例の操作者のフローである。

以下、本発明の実施例について詳説する。本実施例では、3次元空間の任意の断面を撮像可能な医用画像撮影装置として、MRI装置を用いる場合を例にあげて説明する。なお、本発明の各実施例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。

MRI装置は、NMR現象を利用して画像を得る装置である。図1にその模式図を示す。

図1において、被検体(100)に静磁場を与える静磁場コイル(101)と、被検体に傾斜磁場を与える傾斜磁場コイル(102)および傾斜磁場電源(103)と、被検体を構成する原子の原子核によるNMR現象を引き起こす高周波パルス(以下RFパルスという)を照射する照射コイル(104)と、RFパルスを所定のパルスシーケンスで繰り返し照射コイルに印加する送信系(105)と、NMR信号を検出する受信コイル(106)および受信系(107)と、受信系で検出したNMR信号を用いて画像再構成演算を行う計算機(108)と、画像を表示する表示装置(109)と、これらを操作するための操作卓(110)と、データを蓄積する記憶装置(111)と、を備えている。

傾斜磁場は、NMR信号に位置情報を与えるために被検体に印加されるもので、直交する3軸方向の傾斜磁場がそれぞれ所定のパルスシーケンスにより印加される。これらの装置により、被検体(100)の任意断面を得る。

次に、本発明の実施例について説明する。
本実施例のMRI装置は、図2に示すように、計算機(108)に、断面の初期値を記憶する断面初期値記憶部(201)と、現在の断面を記憶する断面記憶部(202)と、断面の初期値から現在の断面へと3次元的に変換する変換マトリクスを生成する変換マトリクス生成部(203)と、変換マトリクスを記憶する変換マトリクス記憶部(204)と、を備え、操作卓に、撮像する断面を操作者が3次元的に調整可能な断面調整操作部(205)と、を備えている。

本実施例の検査のプロトコルを図3に示す。検査のプロトコル(301)には、位置決め画像を撮像する撮像A(302)、アキシャル断面を撮像する撮像B(303)、ならびにサジタル断面を撮像する撮像C(304)の撮像条件が含まれている。これら全ての撮像条件には一般的な被検体を想定した撮像する断面(305)が含まれている。また、全ての断面には位置(306)、傾き(307)、範囲(308)、厚さ(309)の値(図3には撮像A(302)のみが例示されている)が含まれている。

本実施例の表示装置に表示する画面を図4に示す。画面(401)は、位置決め画像を表示する位置決め画像表示領域(402a)(402b)(402c)と、撮像条件を切り替える撮像条件選択領域(403)と、補正ボタン(404)と、を表示する。

本実施例の操作者の操作フローを図8に示し、装置の処理フローを図7に示す。操作者は検査をプロトコルに従って開始する(801)。このとき装置は変換マトリクス記憶部の変換マトリクスを単位行列に初期化する(701)。操作者は撮像条件選択領域から撮像Aを選択し(802)、撮像Aの条件で位置決め画像を撮像する(803)。

次に、操作者は撮像条件選択領域から撮像Bを選択し(804)、撮像Bの撮像断面を調整する(805)。図5に位置決め画像(501a)(501b)(501c)と撮像断面の調整例を示す。アキシャル断面の位置決め画像(501b)によれば、被検体の正中面は撮像断面の初期値(502)に対して明らかに傾いているため、操作者は初期値(502)を回転させて撮像断面(503)に調整する(805)。この調整に合わせてコロナル断面の位置決め画像(501c)における撮像断面の位置も同時に調整される。このとき装置は、撮像断面に変更が加えられたため、分岐(702)の条件が真(Yes)となり、撮像断面の初期値(502)から現在の撮像断面(503)へ変換する変換マトリクスを生成し(705)、生成された変換マトリクスを変換マトリクス記憶部に記憶する(706)。

その後、操作者は撮像条件選択領域から撮像Cを選択し(806)、補正ボタン(404)を押す(807)。このとき装置は、補正ボタン(404)が押されたため、分岐(703)が真(Yes)となり、撮像Cの撮像断面の初期値を変換マトリクスで変換する(707)。図6に変換例を示す。アキシャル断面の位置決め画像(501b)によれば、被検体の正中面は撮像断面の初期値(601)に対して明らかに傾いているが、変換マトリクスによる変換後は撮像断面(602)に補正される。この変換に合わせてコロナル断面の位置決め画像(501c)における撮像断面の位置も同時に調整される。

以上説明したように、本実施例は、いずれかの位置決め画像において撮像断面の調整を行うことによって、撮像断面の初期値を被検体の撮像部位の傾き等に応じた最適な撮像断面に変換する変換マトリクスを作成する。そして、以降の撮像では作成した変換マトリクスを用いて撮像断面の初期値を変換して被検体の撮像部位の傾き等に応じた最適な撮像断面を求める。これにより、2回目以降の撮像では、操作者は撮像断面の初期値を調整する必要が無くなるので、操作者の撮像断面の調整に係る操作負担を軽減できるようになる。

なお、上記実施例は、撮像断面を初期値を予め記憶しておく例であったが、検査のプロトコルが対象の被検体を過去に撮像したものである場合、装置への固定状態が過去と異なっていても、上記実施例において、撮像Cで補正ボタンを押すことにより、過去と同位置に断面を調整することが可能である。

或いは、自動位置決めにより断面を調整する場合、何らかの理由により、基準となる一般的な被検体の解剖学的特長との相関がとらえにくく、自動位置決めが適用できなかったとしても、上記実施例において、撮像Cで補正ボタンを押すことにより、一般的な被検体を想定した断面から調整することが可能である。

100 被検体、101 静磁場コイル、102 傾斜磁場コイル、103 傾斜磁場電源、104照射コイル、105 送信系、106 受信コイル、107 受信系、108 計算機、109 表示装置、110 操作卓、111 記憶装置

Claims

３次元空間の任意の撮像断面を撮像可能な医用画像撮像装置であって、
前記撮像断面を操作者が３次元的に調整可能な断面調整操作部と、
前記撮像断面の初期値を記憶する断面初期値記憶部と、
前記撮像断面の現在値を記憶する断面記憶部と、
前記撮像断面の初期値から前記撮像断面の現在値へと３次元的に変換する変換マトリクスを生成する変換マトリクス生成部と、
前記変換マトリクスを記憶する変換マトリクス記憶部と、
前記変換マトリクスを用いて前記撮像断面の初期値を変換する断面変換部と、
を備えることを特徴とする医用画像撮像装置。
前記医用画像撮像装置が磁気共鳴イメージング装置であることを特徴する医用画像撮像装置。
３次元空間の任意の撮像断面を撮像可能な医用画像撮像装置における撮像断面調整方法であって、
操作者による前記撮像断面の３次元的な位置調整を受け付けるステップと、
前記撮像断面の初期値から前記撮像断面の現在値へと３次元的に変換する変換マトリクスを生成するステップと、
前記変換マトリクスを用いて前記撮像断面の初期値を変換するステップと、
を備えることを特徴とする撮像断面調整方法。