(57)【要約】  【課題】  医用画像診断装置において、低コストで簡単に被検体の所望の部位を検出部に迅速に位置合わせする。また、被検体の識別を容易にして、被検体の画像データの取り違えを無くす。  【解決手段】  被検体からの電磁波、放射線等の信号を検出する検出部を内蔵するガントリと、前記被検体を載置し、前記ガントリの検出部に被検体を移動可能なテーブルと、前記テーブルの移動を駆動・制御するテーブル制御手段と、前記検出部からの検出データを処理して被検体の撮像部位の断層画像を作成する画像形成手段とを備えた医用画像診断装置において、前記テーブルに載置された被検体を撮影するビデオカメラと、前記ビデオカメラで撮影した被検体像を表示する表示手段と、前記被検体像上で所望の撮像部位を指示する指示手段と、前記指示された被検体像上の位置に対応する前記テーブル上の位置座標を求める手段と、を備え、前記テーブル制御手段は、前記テーブル上の位置座標の位置を前記ガントリの検出部に移動させる。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体からの電磁波、放射線等の信号を検出する検出部を内蔵するガントリと、前記被検体を載置し、前記ガントリの検出部に被検体を移動可能なテーブルと、前記テーブルの移動を駆動・制御するテーブル制御手段と、前記検出部からの検出データを処理して被検体の撮像部位の断層画像を作成する画像形成手段とを備えた医用画像診断装置において、
前記テーブルに載置された被検体を撮影するビデオカメラと、前記ビデオカメラで撮影した被検体像を表示する表示手段と、前記被検体像上で所望の撮像部位を指示する指示手段と、前記指示された被検体像上の位置に対応する前記テーブル上の位置座標を求める手段と、を備え、
前記テーブル制御手段は、前記テーブル上の位置座標の位置を前記ガントリの検出部に移動させることを特徴とする医用画像診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、X線CT，ポジトロンCT，MRI等の医用画像診断装置に関し、特にこれら装置の検出部への被検体の移動を容易ならしめた医用画像診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
X線CT，ポジトロンCT，MRI等の医用画像診断装置は、X線CTでは被検体を透過するX線を計測し、ポジトロンCTでは被検体に投与した放射性同位元素のγ線を計測し、さらにMRI装置では核磁気共鳴現象によって被検体から生じる核磁気共鳴信号を計測し、これら計測された放射線や高周波磁場などの信号をもとに画像化するものであり、このためこれら被検体からの信号を計測するための検出部と検出部からのデータを処理し画像化するための画像処理装置を備えている。そして検出部は通常ガントリと呼ばれるFRP等からなるカバーに内蔵され、このガントリ内にテーブルに寝かせられた被検体を移動して計測するようになっている。
【０００３】
このような医用画像診断装置では、被検体の計測しようとする部位が検出部に位置していることが必要であり、ガントリ内に挿入された状態での位置合わせは困難であるため、通常テーブルをガントリに移動させるに先立って被検体と装置との位置合わせを行い、その位置から所定量移動させることにより、被検体の所望の部位が検出部に位置するようにしている。
【０００４】
例えば従来のMRI装置は、静磁場を発生する静磁場発生源を内蔵するガントリの前面側に、被検体に光を当ててテーブルの移動開始位置を指定する投光器が備えられており、更にテーブルの移動量を測定して、この測定値を得る移動量測定手段と、この測定値に基づいてテーブルの移動を駆動・制御する移動制御手段とを備えている。
【０００５】
このようなMRI装置では、次のように被検体を検出部の有る静磁場空間内に位置付ける。即ち、最初に被検体をテーブルに寝かせてテーブルを上下方向に所定位置まで上昇させる。次に、被検体をテーブルに寝かせた状態で、撮像しようとする被検体の所望の部位に投光器の光が当たるようにテーブルを移動する。次に投光器の光を被検体の所望の部位に当てて撮像すべき部位の位置を設定する。次に、被検体を載せたテーブルを検出部に移動する。投光器と検出部間の距離は装置の設計時に決まるので、この距離だけテーブルを水平方向に移動量する。その際、移動量測定手段からのテーブルの移動量が所定の移動量となるまで自動でテーブルを移動させ、その移動量が所定値に達した直後にテーブルの移動を停止する。このようにして、被検体の所望の部位の位置合わせを行う。しかる後に所望の部位の断層像を撮像する。
このような検出部と被検体の所望部位との位置合わせは、X線CTやポジトロンCTにおいてもほぼ同様になされている。
【０００６】
しかしながら、上記従来技術では、テーブルをまず投光器のある初期位置に位置付けて、投光器で所望の撮像部位を設定する必要があり、被検体の部位と検出部の位置合わせに時間を要し、操作が煩雑という課題がある。
【０００７】
この課題を解決するために、(特許文献1)には、テーブルに置かれた被検体の撮像部位を指し示すための点光源を内蔵した指示器と、検出部を含む座標系に対し固定的な位置に設置され、指示器から発する光を撮影するビデオカメラと、ビデオカメラで撮影した画像を処理して点光源の画像上の座標を計算し、その座標に基づき被検体の撮像部位が検出部に到達するまでのテーブルの移動量を求める計算機とを備え、テーブル駆動手段は計算機の求めた移動量に基づきテーブルを移動する医用画像診断装置が開示されている。
【特許文献１】特開平8-126638号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記(特許文献1)に開示された医用画像診断装置では、光源を内蔵した指示器を用意し、ビデオカメラで撮影した画像を処理して点光源の画像上の座標を計算する必要があるため、被検体を検出部に位置合わせするための手段がコストアップし、また、画像処理にも時間を要する。つまり、低コストで簡単に被検体を検出部に位置合わせするという点で解決すべき課題が残されている。
【０００９】
本発明の目的は、低コストで簡単に被検体の所望の部位を検出部に迅速に位置合わせすることができる、医用画像診断装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の医用画像診断装置は以下のように構成される。即ち、被検体からの電磁波、放射線等の信号を検出する検出部を内蔵するガントリと、前記被検体を載置し、前記ガントリの検出部に被検体を移動可能なテーブルと、前記テーブルの移動を駆動・制御するテーブル制御手段と、前記検出部からの検出データを処理して被検体の撮像部位の断層画像を作成する画像形成手段とを備え、さらに、前記テーブルに載置された被検体を撮影するビデオカメラと、前記ビデオカメラで撮影した被検体像を表示する表示手段と、前記被検体像上で所望の撮像部位を指示する指示手段と、前記指示された被検体像上の位置に対応する前記テーブル上の位置座標を求める手段とを備え、前記テーブル制御手段は、前記テーブル上の位置座標の位置を前記ガントリの検出部に移動させる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の医用画像診断装置によれば、低コストで簡単に被検体の所望の部位を検出部に迅速に位置合わせすることができ、位置あわせのための操作を容易にすることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、医用画像診断装置としてMRI装置を例にして、添付図面に従って本発明の医用画像診断装置の好ましい実施の形態について詳説する。ただし、本発明はMRI装置に限定されることなく、X線CT装置やポジトロンCT装置等の他の医用画像診断装置に適用可能である。なお、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け、その繰り返しの説明は省略する。
【００１３】
最初に、本発明を適用したMRI装置の全体概要を説明する。
図1は本発明を適用したMRI装置の一例の全体構成を示すブロック図である。このMRI装置は、核磁気共鳴(NMR)現象を利用して被検体の断層画像を得るもので、図7に示すように、MRI装置は静磁場発生系2と、傾斜磁場発生系3と、送信系5と、受信系6と、信号処理系7と、シーケンサ4と、中央処理装置(CPU)8とを備えて構成される。
【００１４】
静磁場発生系2は、垂直磁場方式であれば、被検体1の周りの空間にその体軸と直交する方向に、水平磁場方式であれば、体軸方向に均一な静磁場を発生させるもので、被検体1の周りに永久磁石方式、常電導方式あるいは超電導方式の静磁場発生源が配置されている。静磁場発生系2はガントリ51内に収容される。
【００１５】
傾斜磁場発生系3は、MRI装置の座標系(静止座標系)であるX，Y，Zの3軸方向に巻かれた傾斜磁場コイル9と、それぞれの傾斜磁場コイルを駆動する傾斜磁場電源10とから成り、後述のシ−ケンサ4からの命令に従ってそれぞれのコイルの傾斜磁場電源10を駆動することにより、X，Y，Zの3軸方向に傾斜磁場Gx，Gy，Gzを印加する。撮影時には、スライス面(撮影断面)に直交する方向にスライス方向傾斜磁場パルス(Gs)を印加して被検体1に対するスライス面を設定し、そのスライス面に直交して且つ互いに直交する残りの2つの方向に位相エンコード方向傾斜磁場パルス(Gp)と周波数エンコード方向傾斜磁場パルス(Gf)を印加して、エコー信号にそれぞれの方向の位置情報をエンコードする。傾斜磁場コイル9はガントリ51内に、傾斜磁場電源10は筐体53にそれぞれ収容される。
【００１６】
シーケンサ4は、高周波磁場パルス(以下、「RFパルス」という)と傾斜磁場パルスをある所定のパルスシーケンスで繰り返し印加する制御手段で、CPU8の制御で動作し、被検体1の断層画像のデータ収集に必要な種々の命令を送信系5、傾斜磁場発生系3、および受信系6に送る。シーケンサ4は筐体53内に収容される。
【００１７】
送信系5は、被検体1の生体組織を構成する原子の原子核スピンに核磁気共鳴を起こさせるために、被検体1にRFパルスを照射するもので、高周波発振器11と変調器12と高周波増幅器13と送信側の高周波コイル(送信コイル)14aとから成る。高周波発振器11から出力された高周波パルスをシーケンサ4からの指令によるタイミングで変調器12により振幅変調し、この振幅変調された高周波パルスを高周波増幅器13で増幅した後に被検体1に近接して配置された高周波コイル14aに供給することにより、RFパルスが被検体1に照射される。一般的に高周波コイル14aがガントリ51内に収容され、他は筐体53内に収容される。
【００１８】
受信系6は、被検体1の生体組織を構成する原子核スピンの核磁気共鳴により放出されるエコー信号(NMR信号)を検出するもので、受信側の高周波コイル(受信コイル)14bと信号増幅器15と直交位相検波器16と、A/D変換器17とから成る。送信側の高周波コイル14aから照射された電磁波によって誘起された被検体1の応答のNMR信号が被検体1に近接して配置された高周波コイル14bで検出され、信号増幅器15で増幅された後、シーケンサ4からの指令によるタイミングで直交位相検波器16により直交する二系統の信号に分割され、それぞれがA/D変換器17でデジタル量に変換されて、信号処理系7に送られる。 一般的に受信系6を構成する前記装置群はガントリ51内に収容される。
【００１９】
信号処理系7は、各種データ処理と処理結果の表示及び保存等を行うもので、光ディスク19、磁気ディスク18等の外部記憶装置と、CRT等からなるディスプレイ20とを有し、受信系6からのデータがCPU8に入力されると、CPU8が信号処理、画像再構成等の処理を実行し、その結果である被検体1の断層画像をディスプレイ20に表示すると共に、外部記憶装置の磁気ディスク18等に記録する。信号処理系7は処理装置54内に収容される。
【００２０】
テーブル30は、上記静磁場発生系2によって発生された静磁場空間(計測空間)内を、被検体1を載置して移動させるものである。つまり、テーブル30は、上記CPU8によって制御される駆動部が内蔵されたテーブル31上を、被検体1の体軸方向又はこの体軸方向に垂直な方向に連続的又は断続的に移動する。また、テーブル30又はテーブル31には図示せぬ位置検出器を内蔵して、テーブル30の｛位置座標｝と｛移動方向及び移動量｝の内の少なくとも一方を検出し、その情報をCPU8に送出する。
【００２１】
操作部25は、MRI装置の各種制御情報や上記信号処理系7で行う処理の制御情報を入力するもので、トラックボール又はマウス23、及び、キーボード24から成る。この操作部25はディスプレイ20に近接して配置され、操作者がディスプレイ20を見ながら操作部25を通してインタラクティブにMRI装置の各種処理を制御する。
【００２２】
ビデオカメラ40は、被検体の外観を撮影するビデオカメラであり、そのビデオ信号をデジタル化する回路を備えており、デジタル化された画像情報がCPU8に入力される。CPU8はこの画像情報を処理すると共に、例えば磁気ディスク18に保存する。このビデオカメラ40は、必要に応じてMRI装置のガントリ表面又はガントリ近傍のいずれかであって、被検体の外観を撮影できる位置に固定して配置される。
【００２３】
なお、図1において、送信側の高周波コイル14aと傾斜磁場コイル9は、被検体1が挿入される静磁場発生系2の検査部である静磁場空間内に、垂直磁場方式であれば被検体1に対向して、水平磁場方式であれば被検体1を取り囲むようにして設置されている。また、受信側の高周波コイル14bは、被検体1に対向して、或いは取り囲むように設置されている。
【００２４】
現在MRI装置の撮像対象核種は、臨床で普及しているものとしては、被検体の主たる構成物質である水素原子核(プロトン)である。プロトン密度の空間分布や、励起状態の緩和時間の空間分布に関する情報を画像化することで、人体頭部、腹部、四肢等の形態または、機能を2次元もしくは3次元的に撮像する。
【００２５】
次に、本発明の医用画像診断装置の第1の実施形態を説明する。本実施形態は、ビデオカメラから撮影した被検体の画像上で、撮像すべき所望の部位を指し示すことによって、その指し示された部位を検査部に移動する形態である。
【００２６】
本実施形態の一実施例を図2に基づいて説明する。図2は、ガントリの側面に取り付けられたビデオカメラでテーブルに横たわる被検体を撮影した画像をモニターに表示して、そのモニター上で被検体の所望の撮像部位を指示する例を示している。
【００２７】
図2(a)には、被検体1が配置される検査部(静磁場空間)に静磁場を発生する一対の静磁場発生源201，202がその検査部を間に挟んで対向配置される構成を持つ所謂開放型のMRI装置において、ガントリ側面である上側磁場発生源201にビデオカメラ40を配置した例を示す。テーブル30に載置された被検体1を所定位置に移動した後に、ビデオカメラ40で上側から被検体1を撮影する。なお、ビデオカメラ40を配置する位置は、ガントリ側面に限定されることはなく、例えば天井又はテーブル30のいずれか一方の側に三脚等を用いて固定してもよい。また、MRI装置も開放型のみならず水平磁場を発生する所謂トンネル型MRI装置でもよい。
【００２８】
図2(b)には、ビデオカメラ40で撮影された画像をディスプレイ20に表示し、このディスプレイ20に表示された被検体像上で、撮像すべき所望の部位204を指定する。指定は、例えばマウス23又はキーボード24で行う。図示してない磁気ディスク18には、ディスプレイ20の画像上の点の座標とテーブル30上の位置座標との対応関係が、数値テーブル若しくは変換関数として記憶されており、CPU8はその数値テーブル若しくは変換関数を参照して、ディスプレイ20の画像上で指定された点204からその点204に対応するテーブル上の位置座標を求める。
【００２９】
上述の通り、被検体1をビデオカメラ40で撮影する前に、テーブルを所定位置に移動するので、この所定位置におけるテーブル30上の各位置座標と検査部中心である静磁場中心間との距離は、MRI装置の設計時に決定するので、その設計データに基づいてテーブル30上の各位置座標と静磁場中心間の距離、及び、各位置座標を静磁場中心に水平移動させるためのテーブル30の移動量を、テーブル30上の位置座標毎に予め用意して、例えば磁気ディスク18に記憶しておく。
【００３０】
図3に、ディスプレイ20上で指定された所望の撮像部位204に対応するテーブル30上の座標点301の例を示す。図3は、図2(a)に示す一対の静磁場発生源201，202の間の検査空間側から下側静磁場発生源202及びテーブル30を見た図を示す。所定位置に配置されたテーブル30上の座標点301と静磁場中心302間の距離313及び座標点301を静磁場中心302に移動させるための、テーブル30の長手方向の移動量311とこれに垂直な方向の移動量312は、MRI装置の設計時に定まるので、これらの値を数値テーブル又は変換関数として予め磁気ディスク18等に記憶しておく。CPU8がその数値テーブルに記憶された移動量データ又は変換関数を用いてテーブル30の移動を制御する。
ここで、テーブル30の所定位置は、例えば図30に示すように、ガントリーの外周にテーブル30の左端が接する位置とすることができる。
【００３１】
また、前述した通り、テーブル30又はテーブル31には、図示してないテーブル30の位置検出器を備えており、この位置検出器からのテーブル位置又はテーブル移動量の情報をCPU8が随時監視しながらテーブル30の移動を制御し、数値テーブルから読み出された移動量又は変換関数を用いて求められる移動量に達した直後にテーブル30の移動を停止させる。その時、テーブル上の位置座標301が静磁場中心302に到達することになる。
【００３２】
以上説明した各処理をフローチャートに纏めると図4の様になる。以下、図4に示すフローチャートに基づいて本実施例の各処理ステップを説明する。
【００３３】
ステップ401で、被検体1をテーブル30に載置する。
ステップ402で、テーブル30を所定位置に移動する。テーブル30の所定位置は、例えばテーブル30の左端がガントリの外周に接触する位置とすることができる。
ステップ403で、ビデオカメラ40で被検体1を撮影し、ディスプレイ20に表示する。
ステップ404で、ディスプレイ20の画面上で所望の撮像部位を指定する。指定は、例えばマウス23又はキーボード24で行う。
【００３４】
ステップ405で、ステップ404で指定された画面上の位置に対応するテーブル30上の位置座標を求める。
ステップ406で、ステップ405で求めたテーブル30上の位置座標を静磁場中心に移動する。
ステップ407で、所望の撮像部位の撮像を開始する。
【００３５】
以上説明した様に、本実施形態によれば、被検体の所望の撮影部位を簡単且つ迅速に検出部に位置合わせすることができる。また、位置あわせのための操作を容易にすることができる。特に、被検体を撮影する廉価なビデオカメラとそのビデオ信号をデジタル信号に変換する装置(電子回路)を用意することで実現できるので、低コストで本実施形態を実現することが可能である。
【００３６】
次に、本発明の医用画像診断装置の第2の実施形態を説明する。本実施形態は、ビデオカメラで撮影した被検体の顔画像を被検体の識別に使用する形態である。
本実施形態の目的は、断層画像の診断の際に被検体の識別を容易に行うことであり、診断すべき断層画像の取り間違いを容易に防止することである。これは、近年、被検体の取り間違えや、異なる被検体の断層画像を間違って診断してしまうことが多発していることに対応するためである。
【００３７】
本実施形態の一実施例を図5に基づいて説明する。図5は、ビデオカメラ40で被検体の顔を撮影した顔画像を実際に撮像した断層画像と共に、例えば磁気ディスク18に記憶しておき、再度それらの画像を読み出してディスプレイ20に表示して撮像した断層画像を診断する際に、ビデオカメラで撮影した顔画像を一緒に表示する例を示している。
【００３８】
ビデオカメラ40を用いた被検体1の顔画像の撮影は、被検体の断層画像を撮像する前又は後のいずれかにおいて行う。撮影された顔画像はディスプレイ20上に表示してもよい。その際、撮像された断層画像も同時に表示してもよい。そして、撮影された顔画像と撮像された断層画像と、好ましくは被検体の属性情報(識別番号、氏名、住所、誕生日等)とを互いに関連づけて磁気ディスク18に記憶する。
【００３９】
撮像が終了して、撮像された断層画像を診断する際には、同じ装置のディスプレイ20上に表示しても良いし、別のディスプレイに表示しても良い。その際、顔画像を同時に表示して、対面する被検体の実際の顔と比較することによって、同じ被検体であるか否かを容易に識別することが可能になる。
【００４０】
以上の処理ステップを纏めると図6に示すフローチャートの様になる。以下、図6に示すフローチャートに基づいて本実施例の各処理ステップを説明する。
ステップ群601で、被検体の顔画像の撮影と所望の部位の撮像を行う。具体的には、ステップ601-1で被検体の所望の部位の撮像を行い、ステップ601-2で被検体の顔画像の撮影を行う。
尚、ステップ601-1とステップ601-2の処理順序は何れが先でも良い。最後に、ステップ601-3で、顔画像と断層画像を互いに関連づけて記憶する。例えば磁気ディスク18に保存することができる。
【００４１】
ステップ群602では、被検体の識別と撮像された断層画像の診断を行う。具体的には、ステップ602-1で顔画像と断層画像とを例えば磁気ディスク18から読み出して表示する。表示は例えばディスプレイ20上にする。尚、顔画像のみ表示しても良い。ステップ602-2で表示された顔画像と実際の被検体の顔とを照合する。同一被検体であれば、ステップ602-3に進んで、断層画像の診断を行う。同一被検体でなければ断層画像の診断を行わない。
【００４２】
以上説明したように、本実施形態によれば、断層画像の診断の際に被検体の識別を容易に行うことが可能になり、異なる被検体の断層画像を用いて誤診断をおこなうことを回避することが可能になる。或いは、診断すべき断層画像の取り間違いを容易に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明に係るMRI装置の一実施例の全体構成を示すブロック図。
【図２】本発明の第1の実施形態の一実施例を示す図であって、被検体を撮影した画像に基づいて被検体のセッティングを行うことを示す概要図。
【図３】被検体の所望の撮影部位と静磁場中心との関係を示す図。
【図４】本発明の第1の実施形態の一実施例の処理フローを示すフローチャート。
【図５】本発明の第2の実施形態の一実施例を示す図であって、被検体の顔画像に基づいて被検体の識別を行うことを示す概要図。
【図６】本発明の第2の実施形態の一実施例の処理フローを示すフローチャート。
【符号の説明】
【００４４】
１  被検体、２  静磁場発生系、３  傾斜磁場発生系、４  シーケンサ、５  送信系、６  受信系、７  信号処理系、８  中央処理装置(CPU)、９  傾斜磁場コイル、１０  傾斜磁場電源、１１  高周波発信器、１２  変調器、１３  高周波増幅器、１４ａ  高周波コイル(送信コイル)、１４b  高周波コイル(受信コイル)、１５  信号増幅器、１６  直交位相検波器、１７  A/D変換器、１８  磁気ディスク、１９  光ディスク、２０  ディスプレイ、２１  ROM、２２  RAM、２３  トラックボール又はマウス、２４  キーボード、３０  テーブル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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