(57)【要約】【課題】ＭＲ撮像に関するセットアップ及びスキャンパラメータの自動化を可能にするシステム及び方法を提供する。【解決手段】ＭＲ撮像スキャンパラメータを自動算定するため、第１の視野域で収集される複数のスライスを含む第１組のＭＲデータを撮像対象から収集するようにプログラムされたコンピュータ（２０）は、該複数のスライスを複数のローカライザ画像とするように再構成すること、及び該複数のローカライザ画像に基づいて３Ｄ物体を特定すること、を行うようにプログラムされている。コンピュータ（２０）はさらに、スキャンを処方すること、第２組のＭＲデータを収集するように該処方されたスキャンを実行すること、及び該第２組のＭＲデータを画像にするように再構成すること、を行うようにプログラムされている。処方されるスキャンは、３Ｄ物体の境界に基づいた縮小視野域と３Ｄ物体の境界に基づいたシム領域のうちの一方を含む。【選択図】図１
2011194241.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マグネット（５４）のボアの周りに位置決めされた複数の傾斜コイル（５０）と、ＭＲ画像を収集させるためにＲＦコイルアセンブリ（５６）にＲＦ信号を送るようにパルスモジュール（３８）により制御を受けるＲＦ送受信器システム（５８）及びＲＦスイッチ（６２）と、を有する磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）システム（１０）と、
コンピュータ（２０）であって、
第１の視野域で収集される複数のスライスを含む第１組のＭＲデータを撮像対象から収集すること、
前記複数のスライスを複数のローカライザ画像とするように再構成すること、
前記複数のローカライザ画像に基づいて３Ｄ物体を特定すること、
３Ｄ物体の境界に基づいた縮小視野域及び３Ｄ物体の境界に基づいたシム領域のうちの一方を含むスキャンを処方すること、
第２組のＭＲデータを収集するように前記処方されたスキャンを実行すること、
前記第２組のＭＲデータを画像にするように再構成すること、
を行うようにプログラムされたコンピュータ（２０）と、
を備えるＭＲＩ装置。
【請求項２】
前記コンピュータ（２０）は３Ｄ物体を特定するようにプログラムされるにあたって、
前記複数のローカライザ画像の各々に関する傾斜記述を生成すること、
前記複数のローカライザ画像内で高傾斜変化を特定すること、
前記高傾斜変化に基づいて物体の３Ｄモデルを構築すること、
を行うようにプログラムされている、請求項１に記載のＭＲＩ装置。
【請求項３】
前記コンピュータ（２０）はさらに、
関心対象のスキャン面に沿った３Ｄモデルの境界を位置特定すること、
前記３Ｄモデルの境界を囲繞するように視野域を縮小した境界を生成すること、
を行うようにプログラムされている、請求項２に記載のＭＲＩ装置。
【請求項４】
前記コンピュータ（２０）はさらに、関心対象のスキャン面を特定しているユーザ入力を受け取るようにプログラムされている、請求項３に記載のＭＲＩ装置。
【請求項５】
前記コンピュータ（２０）はさらに、３Ｄモデル境界の外部でのデータ収集を最小化するために関心対象のスキャン面内における３Ｄモデル境界の回転を最適化するようにプログラムされている、請求項３に記載のＭＲＩ装置。
【請求項６】
前記コンピュータ（２０）は３Ｄ物体を特定するようにプログラムされるにあたって、
前記複数のローカライザ画像の各々に対してマスクを適用して関心対象物体を切り出すこと、
前記関心対象物体の重心を位置特定すること、
前記関心対象物体の３Ｄ境界を決定すること、
を行うようにプログラムされている、請求項１に記載のＭＲＩ装置。
【請求項７】
前記コンピュータ（２０）はさらに、前記３Ｄ境界を囲繞するようなシム領域を生成するようにプログラムされている、請求項６に記載のＭＲＩ装置。
【請求項８】
前記コンピュータ（２０）はさらに、前記関心対象物体の少なくとも１つの領域がシム領域の外部に来るようにマスキングするようにプログラムされている、請求項７に記載のＭＲＩ装置。
【請求項９】
前記コンピュータ（２０）は、シム領域の近くの関心対象でない少なくとも１つの解剖学的フィーチャをマスキングするようにプログラムされている、請求項８に記載のＭＲＩ装置。
【請求項１０】
撮像対象の視覚画像を収集するように構成された光学カメラ（７０）をさらに備えると共に、前記コンピュータ（２０）はさらに該光学カメラ（７０）により収集した視覚画像を用いて撮像対象のスキャン用パラメータを決定するように構成されている、請求項１に記載のＭＲＩ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は全般的にはＭＲ撮像に関し、またさらに詳細には、ＭＲスキャンのスキャンパラメータを自動的に決定することに関する。
【背景技術】
【０００２】
人体組織などの物質を均一な磁場（偏向磁場Ｂ０）にかけると、組織中のスピンの個々の磁気モーメントはこの偏向磁場と整列しようとして、この周りをラーモアの特性周波数によってランダムな秩序で歳差運動することになる。この物質や組織に、ｘ−ｙ平面内にありラーモア周波数に近い周波数の磁場（励起磁場Ｂ１）がかけられると、正味の整列モーメント（すなわち、「縦磁化」）ＭＺは、ｘ−ｙ平面内に来るように回転させられ（すなわち、「傾けられ（ｔｉｐｐｅｄ）」）、正味の横方向磁気モーメントＭｔが生成される。励起信号Ｂ１を停止させた後、励起したスピンにより信号が放出され、さらにこの信号を受信し処理して画像を形成することができる。
【０００３】
これらの信号を用いて画像を作成する際には、磁場傾斜（Ｇｘ、Ｇｙ及びＧｚ）が利用される。典型的には、撮像しようとする領域は、使用する具体的な位置特定方法に従ってこれらの傾斜を変更させる一連の計測サイクルによりスキャンを受ける。得られた受信ＮＭＲ信号の組はディジタル化され、よく知られた多くの再構成技法のうちの１つを用いて画像を再構成するように処理される。
【０００４】
ＭＲ撮像のための従来の技法は、撮像対象または物体の視野域（ＦＯＶ）からＭＲ撮像データを収集するように構成させた撮像スキャンを処方することを含む。ＦＯＶの範囲内にある物体の指定の領域に関するシム調整パラメータを処方することも有利となり得る。ＭＲスキャナを操作する技師はＦＯＶ及び／またはシム領域を手作業で指定または規定することを求められることが多い。例えば心臓ＭＲスキャンでは、体幹上部全体ではなく心臓にわたる部分だけをシム調整することによって、体幹上部全体にわたるシム補正を試みる場合と比較して磁場均一性が大幅に改善される。（磁場不均一に対する補正操作は、マグネットシムの補正として知られることに留意されたい。この操作には、磁場（Ｂｏ）を空間マッピングしかつ例えば球座標フレームにおいて磁場の必要な成分（すなわち、球面調和成分）を算定すること、並びにシムコイルに必要な電流を加えて対応する球面調和磁場成分を生成させることが必要である。）したがって、指定の解剖部位に関してＦＯＶ及びシム領域を規定することについて技師を訓練することが重要である。しかし新興の市場分野において熟練した技師を見出すことは困難なことがある。このため、未熟練の技師がＭＲスキャンを実施することによって、画質を低下させることや診断情報を損なうことがあり得る。さらに一般の技師は慣れない解剖学領域を扱う際の広範な経験を有していないことがある。したがってこうした技師では、これらのタイプのスキャンを実施する際に要する時間が長くなり過ぎることや、スキャンの画質が低いか一貫しないことになり得る。
【０００５】
ＦＯＶ及び／またはシム領域を手作業で規定することには例えば、解剖学画像上で所望のＦＯＶやシム領域の境界をトレースすることを含むことがある。しかしこうした手作業のトレースは、スキャンの周辺にＭＲＩアーチファクトを生じることや、ノイズの多い画像の場合では身体の各部位の明確な境界を見出すことの困難を含むことがある。
【０００６】
ＭＲスキャナを操作するよく訓練された技師に対しては、ＦＯＶ及び／またはシム領域に対する手作業の規定に加えて、撮像対象の患者を撮像のためにセットアップし準備することが要求されることが多い。こうしたセットアップには、患者をスキャナテーブル上に手作業で位置決めした後に患者の関心領域がスキャナ整列光またはマーカと一致するようにテーブルを手作業で位置決めすることによって、ＭＲスキャナ内部で患者にランドマーク設定することを含むことがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許第７６４３８６４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって、ＭＲ撮像に関するセットアップ及びスキャンパラメータの自動化を可能にするシステム及び方法があることが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様によるＭＲＩ装置は、偏向磁場を印加するようにマグネットのボアの周りに位置決めされた複数の傾斜コイルを有するＭＲＩシステムを含む。ＲＦ送受信器システム及びＲＦスイッチは、ＭＲ画像を収集するためにＲＦコイルアセンブリに対してＲＦ信号を送信及び受信させるようなパルスモジュールによって制御を受けている。本ＭＲＩ装置はさらに、第１の視野域で収集された複数のスライスを備える第１組のＭＲデータを撮像対象から収集するようにプログラムされたコンピュータを含む。このコンピュータはさらに、該複数のスライスを複数のローカライザ画像とするように再構成すること、及び該複数のローカライザ画像に基づいて３Ｄ物体を特定すること、を行うようにプログラムされている。このコンピュータはさらに、スキャンを処方すること、処方されたスキャンを実行して第２組のＭＲデータを収集すること、並びに該第２組のＭＲデータを画像となるように再構成すること、を行うようにプログラムされている。処方されるこのスキャンは、３Ｄ物体の境界に基づいた縮小視野域と３Ｄ物体の境界に基づいたシム領域のうちの一方を含む。
【００１０】
本発明の別の態様による方法は、第１の視野域において撮像対象から複数のローカライザＭＲデータを収集するステップと、該複数のローカライザＭＲデータの複数のスライスを第１の複数の画像とするように再構成するステップと、該第１の複数の画像に基づいて撮像対象の一部分に関する３Ｄ物体を作成するステップと、を含む。本方法はさらに、３Ｄ物体の境界に基づいて決定した第１の視野域より小さい第２の視野域を介して３Ｄ物体のＭＲ撮像データを収集すること、及び３Ｄ物体の境界に基づいて決定したシム領域を介して３Ｄ物体のＭＲ撮像データを収集することのうちの一方を行うように構成されたスキャン処方を生成するステップを含む。ＭＲ撮像データを収集するためにこのスキャン処方に基づいたスキャンが実行されると共に、収集したＭＲ撮像データから解剖学画像が再構成される。この解剖学画像はユーザに対して表示される。
【００１１】
本発明のさらに別の態様では本発明は、コンピュータ読み取り可能記憶媒体上に保存されると共に、コンピュータにより実行させた際に該コンピュータに対して、第１の視野域において撮像対象からＭＲ撮像データの複数のスライスを収集するように構成されたローカライザスキャンを処方すること、該処方されたローカライザスキャンを実行すること、並びにＭＲ撮像データを複数のローカライザ画像とするように再構成すること、を行わせる命令を有するコンピュータプログラムの形で具現化される。この命令はコンピュータに対してさらに、複数のローカライザ画像に基づいて３Ｄ物体を生成すること、並びに第１の視野域の境界より小さい境界を有する３Ｄ物体の少なくとも一部分を囲繞する領域を特定すること、を行わせている。３Ｄ物体の当該部分のＭＲデータ収集を含む非ローカライザスキャンは、当該領域が非ローカライザスキャンに関する第２の視野域と非ローカライザスキャンに関するシムエリアのうちの一方を含むようにして実行させている。この命令はコンピュータに対してさらに、非ローカライザスキャンの実行中に収集したＭＲデータを解剖学画像とするように再構成すること、及び該解剖学画像をユーザに対して表示すること、を行わせている。
【００１２】
別の様々な特徴及び利点は、以下の詳細な説明及び図面から明らかとなろう。
【００１３】
図面では、本発明を実施するために目下のところ企図される実施形態を図示している。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明を組み込んだＭＲ撮像システムのブロック概要図である。
【図２】本発明の一実施形態による自動決定されたＦＯＶ領域またはシム領域を有するＭＲ撮像スキャンの準備及び実行のための技法を表した流れ図である。
【図３】本発明の一実施形態による図２の技法の処理に関する３Ｄモデルを特定するステップを表した流れ図である。
【図４】本発明の別の実施形態による図２の技法の処理に関する３Ｄモデルを特定するステップを表した流れ図である。
【図５】本発明の別の実施形態による図２の技法の処理に関するＦＯＶ境界を特定するステップを表した流れ図である。
【図６】本発明の別の実施形態による図２の技法の処理に関するシム境界を特定するステップを表した流れ図である。
【図７】本発明の一実施形態による図５の流れ図のステップの一実施形態を表した概要図である。
【図８】本発明の一実施形態によるスキャナ内部において物体を位置特定するための技法を表した流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１を参照すると、本発明の一実施形態を組み込んだ磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）システム１０の主要コンポーネントを表している。このシステムの動作は、キーボードその他の入力デバイス１３、制御パネル１４及び表示画面１６を含むオペレータコンソール１２から制御を受けている。コンソール１２は、オペレータが画像の作成及び表示画面１６上への画像表示を制御できるようにする単独のコンピュータシステム２０と、リンク１８を介して連絡している。コンピュータシステム２０は、バックプレーン２０ａを介して互いに連絡した多くのモジュールを含む。これらのモジュールには、画像プロセッサモジュール２２、ＣＰＵモジュール２４、並びに当技術分野でフレームバッファとして知られる画像データアレイを記憶するためのメモリモジュール２６が含まれる。コンピュータシステム２０は、高速シリアルリンク３４を介して単独のシステム制御部３２と連絡している。入力デバイス１３は、マウス、ジョイスティック、キーボード、トラックボール、タッチ作動スクリーン、光学読取り棒、音声制御器、あるいは同様な任意の入力デバイスや同等の入力デバイスを含むことができ、また入力デバイス１３は対話式幾何学指定のために使用することができる。
【００１６】
システム制御部３２は、バックプレーン３２ａにより互いに接続させたモジュールの組を含んでいる。これらのモジュールには、ＣＰＵモジュール３６や、シリアルリンク４０を介してオペレータコンソール１２に接続したパルス発生器モジュール３８が含まれる。システム制御部３２は、実行すべきスキャンシーケンスを指示するオペレータからのコマンドをこのリンク４０を介して受け取っている。パルス発生器モジュール３８は、各システムコンポーネントを動作させて所望のスキャンシーケンスを実行させ、発生させるＲＦパルスのタイミング、強度及び形状、並びにデータ収集ウィンドウのタイミング及び長さを指示するデータを発生させている。パルス発生器モジュール３８は、スキャン中に発生させる傾斜パルスのタイミング及び形状を指示するために１組の傾斜増幅器４２と接続させている。パルス発生器モジュール３８はさらに、生理学的収集制御器４４から患者データを受け取ることができ、この生理学的収集制御器４４は、患者に装着した電極からのＥＣＧ信号など患者に接続した異なる多数のセンサからの信号を受け取っている。また最終的には、パルス発生器モジュール３８はスキャン室インタフェース回路４６と接続されており、スキャン室インタフェース回路４６はさらに、患者及びマグネット系の状態に関連付けした様々なセンサからの信号を受け取っている。さらにこのスキャン室インタフェース回路４６を介して、患者位置決めシステム４８は患者を所望のスキャン位置まで移動させるコマンドを受け取っている。
【００１７】
パルス発生器モジュール３８が発生させる傾斜波形は、Ｇｘ増幅器、Ｇｙ増幅器及びＧｚ増幅器を有する傾斜増幅器システム４２に加えられる。各傾斜増幅器は、収集した信号の空間エンコードに使用する磁場傾斜を生成させるように全体を番号５０で示す傾斜コイルアセンブリ内の物理的に対応する傾斜コイルを励起させている。傾斜磁場コイルアセンブリ５０は、偏向マグネット５４及び全身用ＲＦコイル５６を含むマグネットアセンブリ５２の一部を形成している。システム制御部３２内の送受信器モジュール５８は、ＲＦ増幅器６０により増幅を受けて送信／受信スイッチ６２によりＲＦコイル５６に結合されるようなパルスを発生させている。患者内の励起された原子核が放出して得られた信号は、同じＲＦコイル５６により検知し、送信／受信スイッチ６２を介して前置増幅器６４に結合させることができる。増幅したＭＲ信号は、送受信器５８の受信器部分で復調され、フィルタ処理され、さらにディジタル化される。送信／受信スイッチ６２は、パルス発生器モジュール３８からの信号により制御し、送信モードではＲＦ増幅器６０をコイル５６と電気的に接続させ、受信モードでは前置増幅器６４をコイル５６に接続させている。送信／受信スイッチ６２によってさらに、送信モードと受信モードのいずれにおいても単独のＲＦコイル（例えば、表面コイル）の利用を可能とさせることができる。
【００１８】
ＲＦコイル５６により取り込まれたＭＲ信号は送受信器モジュール５８によりディジタル化され、システム制御部３２内のメモリモジュール６６に転送される。未処理のｋ空間データのアレイをメモリモジュール６６内に収集し終わると１回のスキャンが完了となる。この未処理のｋ空間データは、各画像を再構成させるように別々のｋ空間データアレイの形に配置し直しており、これらの各々は、データをフーリエ変換して画像データのアレイにするように動作するアレイプロセッサ６８に入力される。この画像データはシリアルリンク３４を介してコンピュータシステム２０に送られ、コンピュータシステム２０において画像データはメモリ内に格納される。この画像データは、オペレータコンソール１２から受け取ったコマンドに応じて長期記憶内にアーカイブしたり、画像プロセッサ２２によりさらに処理してオペレータコンソール１２に伝達しディスプレイ１６上に表示させたりすることができる。
【００１９】
ＭＲＩシステム１０は、スキャン室インタフェース回路４６に結合させた光学式撮像デバイスまたはカメラ７０を含む。カメラ７０は、写真などの静止画像を取り込むように構成されることや、ビデオなどの動く像を取り込むように構成されることがある。一実施形態ではそのカメラ７０は閉回路方式テレビジョンカメラである。ＭＲＩシステム１０は、カメラ７０を介して取り込んだ画像を用いて、例えばマグネットアセンブリ５２を基準とした患者の箇所や患者の向き（例えば、患者の位置決めがヘッドファーストとフィートファーストのいずれであるのかあるいは患者が仰臥位と腹臥位のいずれにあるのかなど）を決定するためにその内部に位置決めされた患者に自動的にランドマーク設定することがある。自動患者ランドマーク設定に関するこれらの例や別の例については、図８に関連して以下で説明することにする。
【００２０】
図２は、本発明の一実施形態に従ったＭＲ撮像スキャンの準備及び実行のための技法７２を示した流れ図を表している。技法７２は、スキャン中またはその準備中のユーザ関与を軽減または排除するようにＭＲスキャンの１つまたは複数のスキャン用パラメータまたは要素を自動的に計算または規定するためのステップを含む。
【００２１】
技法７２は、ＭＲスキャンを介してＭＲデータが収集されるブロック７４で開始される。一実施形態ではそのＭＲスキャンは、低分解能または高分解能の撮像データを収集するように構成させたローカライザスキャンである。ローカライザスキャンを介して収集される撮像データは関心対象解剖領域の位置特定に有用な任意のタイプのＭＲデータとし得ることが企図される。一実施形態では、関心対象の組織または臓器に関して収集されるＭＲデータのそれぞれのスライスに対応して複数のＭＲデータ組が収集される。この複数のＭＲデータ組は組織／臓器の完全なボリュームに関するＭＲデータを包含することが好ましい。この撮像データは本来的にボリュメトリックなデータであり、２次元スライスを積み重ねたものまたは３次元ボリュームのいずれかを成すことが可能である。ローカライザスキャンを介して収集した撮像データはブロック７６において、１枚または複数枚の画像とするように再構成される。例えば、収集ＭＲデータの各スライスごとに１つの画像を再構成することがある。
【００２２】
ブロック７８には、関心対象の物体または組織の３次元（３Ｄ）モデルを特定するための処理ブロックを表している。図３及び４を参照すると、ブロック７８における３Ｄモデルの特定を実行するように企図した実施形態を図示している。図３に示した３Ｄモデルの特定は、ブロック９２において技法７２のブロック７６で再構成した画像の傾斜記述を生成するステップを含む。この画像の傾斜記述はブロック９４において、組織変化を示す傾斜変化が大きいエリアを決定または発見するように解析される。例えば心臓領域の画像では傾斜変化が大きいエリアが、患者の心臓と肺の間の組織／空気境界面を示すことがある。画像の傾斜記述内において、患者の組織、臓器及びその他の解剖学的フィーチャ間の別のタイプの境界面も決定可能である。組織／臓器の３Ｄモデルは、ブロック９６において組織／臓器の完全ボリュームに関する解析画像に基づいて構築されることがある。
【００２３】
図４に示した３Ｄモデルの特定は、ブロック９８において、技法７２のブロック７６で再構成した画像のそれぞれの中で組織／臓器の解剖領域をその他の領域から分離するように該画像のそれぞれにおいて組織／臓器の解剖領域を切り出し（ｓｅｇｍｅｎｔｉｎｇ）するステップを含む。一実施形態では、画像内における関心対象の組織／臓器のその他の組織／臓器からの切り出しは、関心対象の組織／臓器の周りにある画像の領域に対してマスクを付与するステップを含む。ブロック１００では、画像のうちの未マスキング領域の重心が見出されるまたは決定される。このマスク及び重心を用いてブロック１０２において、関心対象解剖領域の物理的分界または境界が決定される。
【００２４】
再度図２を見ると、ブロック７８で決定した３Ｄモデルに基づいて関心対象の物体または組織の視野域（ＦＯＶ）境界またはシム境界を特定するための処理ブロックをブロック８０に表している。図５及び６を参照すると、ブロック８０におけるＦＯＶ／シム境界の特定を実行するように企図した実施形態を表している。図５に示すＦＯＶ境界の特定はブロック１０４における所望のスキャン面の決定を含む。一実施形態ではその所望のスキャン面は、ユーザにより入力されることや、スキャナにより自動的に決定されることがある。この所望のスキャン面は、後続のスキャンにおいて組織／臓器のＭＲデータを収集しようとする撮像面を意味している。後続のスキャンは一例では、所望のスキャン面に沿って組織／臓器に関するより高分解能の撮像データを収集すること、あるいは技法７２のブロック７４で実施した撮像スキャンシーケンスのスキャン面と異なる所望のスキャン面に沿って組織／臓器に対して撮像スキャンシーケンスを適用すること、を行うように実施されることがある。ブロック１０６では、ベクトル／回転行列に沿ってモデルがフォーマット変更されると共に、このモデルのスライスが所望のスキャン面に沿ってこれから抽出される。
【００２５】
さらに図５を参照するとブロック１０８において、抽出スライスに沿ってモデルの境界を位置特定するように抽出スライスが解析される。このモデルの境界はブロック１１０において、その回転を最適化させるように回転させることがある。例えば、抽出スライスに沿った物体の回転によって、所与のＦＯＶサイズに関して折り返しアーチファクトが生じることがあり、あるいは最適でない大きなＦＯＶが生じることがある。抽出スライス内の物体に対して面内ツイストを実行すると、物体を矩形のＦＯＶに整列させてＭＲスキャン中に収集される非物体データの量を削減するのに役立つ。例えば図７は、第１の向き１２０に沿ったモデル境界１１８と、モデル境界１１８に嵌め合した第２の向き１２４に沿ったバウンディングボックス１２２と、を表している。面内ツイストによってモデル境界１１８及び第１の向き１２０を第２の向き１２４に沿って向き変更すると、向き変更後のモデル境界１１８に嵌め合してバウンディングボックス１２２の場合と比べて面積がより小さくなったバウンディングボックス１２６が得られる。したがって、３Ｄモデルの境界の外部におけるデータ収集が最小化される。
【００２６】
再度図５を参照するとブロック１１２において、モデル境界がその内部の中央に来るようにＦＯＶの境界が調整される。ＦＯＶ境界は、ＦＯＶに関する収集データ内の折り返しアーチファクトの可能性を回避しながらモデル境界をぴったりと抜き出すように調整される。ＦＯＶ境界はしたがって、技法７２のブロック７４でＭＲデータの収集に使用したＦＯＶの境界より小さい、または該境界と比較して縮小されている。
【００２７】
図６に示すように、技法７２のブロック８０に対応するシム境界の特定は、ブロック１１４におけるシム調整に不用な領域を３Ｄモデルからマスキングすることを含む。例えば心スキャンニングでは、体幹部のうち胸壁脂肪など高強度領域をシム調整領域から除外することが好ましいことがある。ブロック１１６では、関心対象の解剖領域または物体の境界を囲繞するようにシム境界が調整される。
【００２８】
図２の技法７２に戻ると、ブロック８０で特定したＦＯＶまたはシム領域の境界がブロック８２において物理的な空間寸法に変換される。ブロック８４ではＦＯＶまたはシム領域の境界の物理的空間寸法に基づいたスキャンが処方されると共に、ブロック８６では該処方されたスキャンが実施すなわち実行されて３ＤモデルからのＭＲデータが収集される。ブロック８８では収集したＭＲデータが画像にするように再構成されており、この画像はブロック９０においてユーザに対して表示されることがある。
【００２９】
本発明の実施形態は、シム境界を自動的に決定することなくＦＯＶ境界を自動的に決定すること、ＦＯＶ境界を自動的に決定することなくシム境界を自動的に決定すること、並びにＦＯＶ境界とシム境界の両方を自動的に決定すること、を含む。したがってブロック８６におけるスキャンの実行は、ＦＯＶ境界が自動的に決定されるスキャン、シム境界が自動的に決定されるスキャン、あるいはＦＯＶ境界とシム境界の両方が自動的に決定されるスキャンの実施を含む。
【００３０】
図８は、本発明の一実施形態によるＭＲＩシステム内部で撮像対象または患者にランドマーク設定するための技法１２８を表した流れ図である。技法１２８は、図１のコンピュータ２０などのコンピュータによって実行されることがある。技法１２８は、図１に示したＭＲＩシステム１０などのＭＲＩシステムの患者テーブル上において患者の１枚または複数枚の光学画像を収集するブロック１３０で開始される。光学画像は例えば、患者テーブル上に患者を位置決めし終えた後でカメラ７０を介して収集されることがある。技法１２８は、ブロック１３２における外部患者フィーチャの認識を含む。例えば、鼻の先端や目の縁を位置特定するような顔認識アルゴリズムが実行されることがある。患者に関する別の部分またはフィーチャを特定するような別の認識アルゴリズムが実行されることがある。患者の特定のフィーチャの認識に加えて認識アルゴリズムは、フィーチャのサイズまたは向きを決定するように実行されることがある。例えば、光学画像内において患者の身長や体重が認識されることがある。別の例では、患者の位置決めがヘッドファーストとフィートファーストのいずれであるのかあるいは患者が仰臥位と腹臥位のいずれにあるのかを示すために患者の向きが決定されることがある。本処理法は、技師により実施される時間がかかる手作業の幾つかのステップが自動化処理によって置き換えられているような方式を記述しており、この際に患者はスキャンテーブル上に快適な状態で配置されていると共に、そのスキャンプロセスは技師が（一実施形態では、押しボタンによって）検査を開始させると自動的に進行する。この処理法は、患者の向き、患者体重、撮像視野域内の解剖構造の領域、フェーズドアレイ素子コイルの適正な選択（スキャンしようとする解剖構造や撮像視野域に基づく）、並びにスキャンしようとする解剖構造がＭＲマグネットのアイソセンタに来るような箇所へのテーブルの平行移動を自動的に決定する。
【００３１】
認識したフィーチャを用いてブロック１３４において、ＭＲＩシステムまたはスキャナ内部で患者が位置特定されることがある。患者テーブル上での患者の位置は、スキャナによるマグネットアセンブリ内部での患者の位置決めを支援することによって決定されることがある。テーブル上の患者の位置は、例えば患者テーブルの位置に基づきかつテーブル位置を基準とした認識した患者フィーチャに基づいて決定されることがある。決定した患者位置に基づいて、患者内部の関心対象の目標解剖構造に対するスキャン処方は、関心対象解剖構造をスキャナ内部の所定の位置に配置させるようなテーブル移動距離を含むことがある。
【００３２】
ブロック１３６では、患者の１枚または複数枚の解剖学画像を収集することがある。一実施形態ではそのＭＲＩシステムは、低品質ローカライザ撮像スキャンシーケンスを介するなどにより患者のリアルタイム解剖学画像を収集し再構成することがある。別の実施形態では、画像記憶箇所から解剖学画像が収集されることがある。画像記憶箇所から収集した解剖学画像は、ＭＲＩシステムと異なる様式を有するイメージスキャナを用いて収集し再構成した解剖学画像とし得ることが企図される。例えば、超音波、Ｘ線、ＣＴや同様の撮像様式を介して収集された解剖学画像が企図される。さらに、この解剖学画像は異なる対象に関する基準画像や基準の役割をする抽象アトラス（ａｂｓｔｒａｃｔ  ａｔｌａｓ）とし得ることが企図される。
【００３３】
解剖学画像はブロック１３８において、内部の患者フィーチャを認識するために解析される。すなわち、画像スキャンの処方を支援するために患者の内部ランドマークが認識されることがある。例えば心臓検査では、心臓の心尖部を位置特定するために解剖学画像（複数の画像のこともある）が解析されることがある。解剖学画像（複数の画像のこともある）内における患者の内部ランドマークの解析は、スキャナ内部における患者のサイズまたは向きの決定に対する追加の支援となることがある。
【００３４】
患者に関する認識した外部及び／または内部フィーチャ並びにスキャナ内での患者の位置特定に基づいて、ブロック１４０においてＭＲＩスキャンが処方されることがある。処方されるスキャンは患者に関する認識済みフィーチャの任意の数の組み合わせに基づくことがあることが企図される。例えばその認識済みフィーチャは、患者のまたは患者の内部解剖構造に関する推定されるサイズ及び／または重量を含むことがあり、あるいは患者の外部または内部フィーチャの箇所を含むことがある。これらのスキャンパラメータはしたがって、患者体型に当てはまるように適合するように処方されることがあり、また例えばスキャンレンジ、視野域、撮像分解能、造影剤の投与、撮像時間、空間分解能、その他に関して最適化させることが好ましい。
【００３５】
スキャン処方に関して支援とするための光学的または解剖学画像の収集に加えて、光学的及び／または解剖学画像はさらに呼吸運動の空間範囲を自動的に決定するために、またさらには呼吸停止過程中に呼吸停止の自動指示を提供するために使用されることがある。例えば、患者の最大呼吸停止能力（すなわち、患者が自分の呼吸を停止できる最大時間）が自動的に決定されることがある。光学的または解剖学画像はまた、撮像対象の解剖構造が予期しない動きを受けたか否かを自動的に決定するため、あるいはスキャンの早期終了のトリガとなり得るような患者状態を検出するために使用されることがある。
【００３６】
上述した方法は、単一の箇所に関するスキャンについて記述している。しかし本方法は、全身撮像スキャンにおいて身体全体がスキャンを受ける際にも等しく適用可能である。この場合、患者の初期箇所が図８に示した技法によって決定されると共に、上に記載し図２〜７に示した技法を各箇所ごとに反復することによって複数の箇所についてスキャンのタイプ、撮像パラメータ及びコイル選択が決定されることがある。この方式ではこの複数の箇所によって身体全体あるいはその大部分が包含されることがある。
【００３７】
上述した方法は、フロッピー（商標）ディスケットその他の磁気記憶媒体、ＣＤ  ＲＯＭその他の光学記憶媒体、フラッシュメモリその他の半導体記憶デバイス、ハードドライブ、あるいは別の任意のコンピュータ読み取り可能記憶媒体などの１つまたは複数の有形コンピュータ読み取り可能記憶媒体内に具現化された命令を包含したコンピュータプログラムコードの形態で具現化することが可能であり、このコンピュータプログラムコードをコンピュータ内にロードしてこれによって実行させると、このコンピュータは開示した方法を実施するための装置となる。
【００３８】
開示した方法及び装置に関する技術的寄与は、自動決定の視野域領域や自動決定のシム領域などＭＲスキャンのスキャンパラメータに対するコンピュータ実現による自動決定を提供できることである。
【００３９】
本発明の一実施形態によるＭＲＩ装置は、偏向磁場を印加するようにマグネットのボアの周りに位置決めされた複数の傾斜コイルを有するＭＲＩシステムを含む。ＲＦ送受信器システム及びＲＦスイッチは、ＭＲ画像を収集するためにＲＦコイルアセンブリに対してＲＦ信号を送信及び受信させるようなパルスモジュールによって制御を受けている。本ＭＲＩ装置はさらに、第１の視野域で収集された複数のスライスを備える第１組のＭＲデータを撮像対象から収集するようにプログラムされたコンピュータを含む。このコンピュータはさらに、該複数のスライスを複数のローカライザ画像とするように再構成すること、及び該複数のローカライザ画像に基づいて３Ｄ物体を特定すること、を行うようにプログラムされている。このコンピュータはさらに、スキャンを処方すること、処方されたスキャンを実行して第２組のＭＲデータを収集すること、並びに該第２組のＭＲデータを画像となるように再構成すること、を行うようにプログラムされている。処方されるこのスキャンは、３Ｄ物体の境界に基づいた縮小視野域と３Ｄ物体の境界に基づいたシム領域のうちの一方を含む。
【００４０】
本発明の別の実施形態による方法は、第１の視野域において撮像対象から複数のローカライザＭＲデータを収集するステップと、該複数のローカライザＭＲデータの複数のスライスを第１の複数の画像とするように再構成するステップと、該第１の複数の画像に基づいて撮像対象の一部分に関する３Ｄ物体を作成するステップと、を含む。本方法はさらに、３Ｄ物体の境界に基づいて決定した第１の視野域より小さい第２の視野域を介して３Ｄ物体のＭＲ撮像データを収集すること、及び３Ｄ物体の境界に基づいて決定したシム領域を介して３Ｄ物体のＭＲ撮像データを収集することのうちの一方を行うように構成されたスキャン処方を生成するステップを含む。ＭＲ撮像データを収集するためにこのスキャン処方に基づいたスキャンが実行されると共に、収集したＭＲ撮像データから解剖学画像が再構成される。この解剖学画像はユーザに対して表示される。
【００４１】
本発明のさらに別の実施形態では本発明は、コンピュータ読み取り可能記憶媒体上に保存されると共に、コンピュータにより実行させた際に該コンピュータに対して、第１の視野域において撮像対象からＭＲ撮像データの複数のスライスを収集するように構成されたローカライザスキャンを処方すること、該処方されたローカライザスキャンを実行すること、並びにＭＲ撮像データを複数のローカライザ画像とするように再構成すること、を行わせる命令を有するコンピュータプログラムの形で具現化される。この命令はコンピュータに対してさらに、複数のローカライザ画像に基づいて３Ｄ物体を生成すること、並びに第１の視野域の境界より小さい境界を有する３Ｄ物体の少なくとも一部分を囲繞する領域を特定すること、を行わせている。３Ｄ物体の当該部分のＭＲデータ収集を含む非ローカライザスキャンは、当該領域が非ローカライザスキャンに関する第２の視野域と非ローカライザスキャンに関するシムエリアのうちの一方を含むようにして実行させている。この命令はコンピュータに対してさらに、非ローカライザスキャンの実行中に収集したＭＲデータを解剖学画像とするように再構成すること、及び該解剖学画像をユーザに対して表示すること、を行わせている。
【００４２】
この記載では、本発明（最適の形態を含む）を開示するため、並びに当業者による任意のデバイスやシステムの製作と使用及び組み込んだ任意の方法の実行を含む本発明の実施を可能にするために例を使用している。本発明の特許性のある範囲は本特許請求の範囲によって規定していると共に、当業者により行われる別の例を含むことができる。こうした別の例は、本特許請求の範囲の文字表記と異ならない構造要素を有する場合や、本特許請求の範囲の文字表記と実質的に差がない等価的な構造要素を有する場合があるが、本特許請求の範囲の域内にあるように意図したものである。
【符号の説明】
【００４３】
１０  磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）システム
１２  オペレータコンソール
１３  キーボードその他の入力デバイス
１４  制御パネル
１６  表示画面
１８  リンク
２０  単独のコンピュータシステム
２０ａ  バックプレーン
２２  画像プロセッサモジュール
２４  ＣＰＵモジュール
２６  メモリモジュール
２８  ディスク記憶装置
３０  テープ駆動装置
３２  単独のシステム制御部
３２ａ  バックプレーン
３４  高速シリアルリンク
３６  ＣＰＵモジュール
３８  パルス発生器モジュール
４０  シリアルリンク
４２  傾斜増幅器組
４４  生理学的収集制御器
４６  スキャン室インタフェース回路
４８  患者位置決めシステム
５０  傾斜コイルアセンブリ
５２  マグネットアセンブリ
５４  偏向マグネット
５６  全身用ＲＦコイル
５８  送受信器モジュール
６０  ＲＦ増幅器
６２  送信／受信スイッチ
６４  前置増幅器
６６  メモリモジュール
６８  アレイプロセッサ
７０  カメラ
７２  技法
７４  ローカライザスキャンを介してデータを収集する
７６  ローカライザ画像を再構成する
７８  ３Ｄモデルを特定する
８０  ＦＯＶ／シム境界を特定する
８２  ＦＯＶ／シムの境界を物理的寸法に変換する
８４  スキャンを処方する
８６  スキャンを実施する
８８  画像を再構成する
９０  画像を表示する
９２  傾斜記述を生成する
９４  傾斜記述を解析する
９６  ３Ｄモデルを構築する
９８  解剖領域を切り出す
１００  解剖領域の重心を求める
１０２  解剖領域の境界を決定する
１０４  所望のスキャン面を決定する
１０６  モデル及び抽出スライスをフォーマット変更する
１０８  抽出スライス内でモデルの境界を位置特定する
１１０  回転を最適化する
１１２  ＦＯＶの境界を調整する
１１４  シム調整に不用な領域をマスキングする
１１６  解剖領域境界に合わせてシムの境界を調整する
１１８  モデル境界
１２０  第１の向き
１２２  バウンディングボックス
１２４  第２の向き
１２６  バウンディングボックス
１２８  技法
１３０  自動的に位置特定しスキャンを処方する
１３２  外部患者フィーチャを認識する
１３４  スキャナ内で患者を位置特定する
１３６  解剖学画像を収集する
１３８  内部患者フィーチャを認識する
１４０  スキャンを処方する
【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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【図７】
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【図８】
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【外国語明細書】
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