(57)【要約】  撮像ボリューム１０８における気泡１２４、１４８、３０４、３０６、４０４、４０６を検出する磁気共鳴撮像システム１００が、上記撮像ボリュームに配置される対象物１０４の核の磁気スピンを方向付ける磁場を生成するよう構成される磁石１０２と、磁気共鳴データ１６０、１６４を取得するよう構成される無線周波数システム１１０、１１２であって、無線周波数トランシーバ１１２及び無線周波数コイル１１０を含む、無線周波数システムと、上記撮像ボリュームにおける上記核の磁気スピンを空間エンコードするよう構成される傾斜磁場コイル１１４と、上記傾斜磁場コイルに電流を供給するよう構成される傾斜磁場コイル電源１１６と、上記磁気共鳴撮像データから画像を構築し、上記磁気共鳴撮像システムの動作を制御するよう構成されるコンピュータシステム１３２とを有し、上記コンピュータシステムが、上記磁気共鳴撮像データから構築される磁気共鳴画像１６２、１６６、３００、４００を用いて上記撮像ボリュームにおける上記気泡を検出するよう構成される。
2013507165.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波を生成する超音波システムを有する磁気共鳴撮像システムであって、前記超音波システムが、超音波ウィンドウを持ち、前記超音波ウィンドウは、対象物を受けるよう構成され、前記磁気共鳴撮像システムが、撮像ボリュームに含まれる気泡を検出するよう構成されており、
前記磁気共鳴撮像システムは、
前記撮像ボリュームに配置される対象物の核の磁気スピンを方向付ける磁場を生成するよう構成される磁石と、
磁気共鳴データを取得するよう構成される無線周波数システムであって、無線周波数トランシーバ及び無線周波数コイルを含む、無線周波数システムと、
前記撮像ボリュームにおける前記核の磁気スピンを空間エンコードするよう構成される傾斜磁場コイルと、
前記傾斜磁場コイルに電流を供給するよう構成される傾斜磁場コイル電源と、
前記磁気共鳴撮像データから画像を構築し、前記磁気共鳴撮像システムの動作を制御するよう構成されるコンピュータシステムであって、前記磁気共鳴撮像データから構築される磁気共鳴画像を用いて前記撮像ボリュームにおける前記気泡を検出するよう構成される、コンピュータシステムとを有し、
前記超音波システムが、前記検出された気泡に基づき前記超音波の経路を調整するよう構成される、磁気共鳴撮像システム。
【請求項２】
前記コンピュータシステムが、
前記磁気共鳴画像にアクセスするステップと、
前記磁気共鳴画像におけるコントラスト傾向を検出することにより、傾向検出画像を作成するステップと、
前記磁気共鳴画像を前記傾向検出画像から減算することにより減算された画像を作成するステップと、
第３の複数のピクセルの各々に対して閾値を適用することによりバイナリ画像を作成するステップと、
前記バイナリ画像をメディアンフィルタリングすることにより、出力画像を作成するステップとを実行して、前記撮像ボリュームにおける前記気泡を検出するよう構成される、請求項１に記載の磁気共鳴撮像システム。
【請求項３】
前記磁気共鳴撮像システムが、気泡に対して感度の良いパルスシークエンスを用いて磁気共鳴撮像データを取得するよう構成される、請求項１又は２に記載の磁気共鳴撮像システム。
【請求項４】
前記気泡感度の良いパルスシークエンスが、グラジエントエコー・シーケンスであり、前記グラジエントエコー・シーケンスは、５〜２５ミリ秒の間のエコー時間を持ち、前記グラジエントエコー・シーケンスが、０．８〜１．５ミリメートルの間の分解能を持ち、前記グラジエントエコー・シーケンスは、１〜４ミリメートルの間のスライス厚を持ち、前記グラジエントエコー・シーケンスが、１０〜８０度の間のフリップ角を持つ、請求項３に記載の磁気共鳴撮像システム。
【請求項５】
超音波トランスデューサを含む前記超音波システムが、前記超音波トランスデューサを機械的に移動することにより前記超音波ビームの経路を調整するよう構成される、請求項１乃至４の何れか一項に記載の磁気共鳴撮像システム。
【請求項６】
複数のトランスデューサ要素を持つ超音波トランスデューサアレイを含む前記超音波システムが、前記超音波トランスデューサのトランスデューサ要素により生成される超音波の位相及び振幅を適合させることにより、前記超音波ビームの経路を調整するよう構成される、請求項１乃至５の何れか一項に記載の磁気共鳴撮像システム。
【請求項７】
前記磁気共鳴撮像システムが、前記超音波ウィンドウ及び前記対象物の間の前記気泡を検出するよう構成される、請求項５又は６に記載の磁気共鳴撮像システム。
【請求項８】
前記超音波システムが、高強度焦束超音波システムである、請求項５、６又は７に記載の磁気共鳴撮像システム。
【請求項９】
前記コンピュータシステムが更に、前記超音波の経路を計算するよう構成され、前記コンピュータシステムは更に、前記気泡による前記経路に沿った前記超音波の減衰を計算するよう構成され、前記磁気共鳴撮像システムが更に、前記超音波の減衰が、所定の減衰閾値を越える場合、オペレータに信号を送るよう構成される、請求項５乃至８のいずれか一項に記載の磁気共鳴撮像システム。
【請求項１０】
前記所定の減衰閾値が越えられる場合、前記超音波システムが、前記超音波の経路を調整するよう構成される、請求項９に記載の磁気共鳴撮像システム。
【請求項１１】
前記コンピュータシステムが、ディスプレイを有し、前記ディスプレイは、前記出力画像を表示するよう構成される、請求項１乃至１０の何れか一項に記載の磁気共鳴撮像システム。
【請求項１２】
磁気共鳴画像における気泡を検出するコンピュータプログラムであって、
前記コンピュータプログラムが、
撮像ボリュームの磁気共鳴撮像データから構築される磁気共鳴画像にアクセスするステップと、
前記磁気共鳴画像を用いて前記撮像ボリュームにおける前記気泡を検出するステップとを実行するためのコンピュータシステムにより実行される機械実行可能な命令を有する、コンピュータプログラム。
【請求項１３】
前記磁気共鳴画像を用いて前記撮像ボリュームにおける前記気泡を検出するステップが、
前記磁気共鳴画像におけるコントラスト傾向を検出することにより、傾向検出画像を作成するステップと、
前記磁気共鳴画像を前記傾向検出画像から減算することにより減算された画像を作成するステップと、
第３の複数のピクセルの各々に対して閾値を適用することによりバイナリ画像を作成するステップと、
前記バイナリ画像をメディアンフィルタリングすることにより出力画像を作成するステップとを有する、請求項１２に記載のコンピュータプログラム。
【請求項１４】
前記磁気共鳴画像が、第１の複数のピクセルを有し、前記傾向検出画像は、第２の複数のピクセルを有し、前記減算された画像が、第３の複数のピクセルを有し、前記バイナリ画像は、第４の複数のピクセルを有し、前記第１の複数のピクセルの各々が、数値を有し、前記第２の複数のピクセルの各々は、数値を有し、前記第３の複数のピクセルの各々が、数値を有し、前記第１の複数のピクセルの各々に関して、前記第１の複数のピクセル、前記第２の複数のピクセル、前記第３の複数のピクセル及び前記第４の複数のピクセルにおける対応するピクセルが存在し、前記第２の複数のピクセルの各々の前記数値は、前記第１の複数のピクセルにおけるコントラスト傾向を検出することにより計算され、前記第３の複数のピクセルの各々の前記数値が、前記第２の複数のピクセルの前記対応するピクセルから前記第１の複数のピクセルの前記対応するピクセルを減算することにより、又は前記第１の複数のピクセルの前記対応するピクセルから前記第２の複数のピクセルの前記対応するピクセルを減算することにより、計算され、前記第３の複数のピクセルの前記対応するピクセルが所定の閾値を越える場合、前記第４の複数のピクセルの各ピクセルは第１の値を割り当てられ、前記第３の複数のピクセルの前記対応するピクセルが前記所定の閾値以下である場合、前記第４の複数のピクセルの各々は第２の値を割り当てられる、請求項１３に記載のコンピュータプログラム。
【請求項１５】
磁気共鳴画像における気泡を検出するコンピュータ実現による方法において、
磁気共鳴画像にアクセスするステップと、
前記磁気共鳴画像におけるコントラスト傾向を検出することにより、傾向検出画像を作成するステップと、
前記磁気共鳴画像を前記傾向検出画像から減算することにより減算された画像を作成するステップと、
第３の複数のピクセルの各々に対して閾値を適用することによりバイナリ画像を作成するステップと、
前記バイナリ画像をメディアンフィルタリングすることにより出力画像を作成するステップとを有する、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像処理に関し、より詳細には、磁気共鳴画像における気泡の識別に関する。
【背景技術】
【０００２】
焦束された超音波トランスデューサからの超音波が、体の内部に含まれる領域を選択的に処理するために用いられることができる。超音波は、高エネルギーの機械的振動として送信される。これらの振動は、減衰するにつれて、組織加熱を誘導し、高強度場して、それらは空洞化をもたらすこともできる。組織加熱及び空洞化は、臨床環境において組織を意図的に破壊するために用いられることができる。しかしながら、超音波を用いる組織加熱は、空洞化より制御が容易であり、標的の外側の空洞化は、例えば患者の皮膚における意図しない熱損傷を生じさせる場合がある。超音波治療は、組織を切除し、組織腫瘍の領域を選択的に殺すために用いられることができる。この技術は、子宮フィブロイドの治療に適用されており、しばしば長い回復及び入院を必要とする子宮摘出手順の必要性を減らした。
【０００３】
組織を選択的に処理するため、焦束された超音波トランスデューサが、特定の治療ボリュームに超音波を焦束するために用いられることができる。トランスデューサは、超音波を送信することができ、通常は例えばガスを除去された水といった媒体内に取り付けられる。超音波トランスデューサの位置を調整し、及びこれにより、超音波で処理される対象物の領域を調整するため、アクチュエータが用いられる。より大きな組織ボリュームを切除するため、超音波場を操縦する又は形づくるよう、電気的な焦束が用いられることができる。
【０００４】
標準的な医療撮像技術が、超音波手順を計画するために一般に用いられ、治療を誘導するためにも用いられることができる。磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）、コンピュータ断層撮影法（ＣＴ）及び超音波撮像は、超音波治療の計画及び誘導のために用いられる。集束超音波トランスデューサは通常、作動されることができる範囲について限定された範囲を持つので、患者は、超音波システムに対して適切に配置されなければならない。超音波は、空気を通り体に送信されることができないので、例えば超音波ゲル、超音波ゲルパッド及び／又はガスを除去された水といった超音波結合媒体が、超音波システムから対象物の表面へと超音波を送信するために用いられる。通常は、マイラーといったメンブレンが、超音波トランスデューサ浴槽と対象物に対して超音波を導通するために使用される媒体との間の境界を形成するために用いられる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、独立請求項に記載される磁気共鳴撮像システム、コンピュータプログラム及びコンピュータ実現による方法を提供する。実施形態が、従属請求項に与えられる。
【０００６】
超音波手順に伴う問題点は、対象物が超音波結合媒体で超音波システムに音響的に結合されるとき、対象物の表面及び超音波結合媒体の間、例えばゲルパッド−皮膚インタフェースの間に閉じ込められる気泡が存在する場合がある点にある。高強度焦束超音波が、波長より明らかに大きな泡が存在する領域に印加される場合、超音波は、送信トランスデューサへ反射されることができる。これは、トランスデューサ損害をもたらす又はトランスデューサ寿命を減らす。高強度焦束超音波が、小さな気泡が存在する領域に印可される場合、超音波は、泡における空洞化をもたらす可能性がある。これは、泡と接触する対象物の表面の損傷又は火傷を生じさせる。従って、高強度超音波が対象物に印加される前に、気泡を特定することが有益である。本発明の実施形態は、磁気共鳴画像において気泡を特定するために処理画像を用いることにより、この技術的課題に対するソリューションを提供することができる。いくつかの実施形態では、磁気共鳴撮像データを取得するのに、気泡に対する感度の良いパルスシークエンスが使用されることができる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、撮像ボリューム内の気泡を検出する磁気共鳴撮像システムを提供する。本発明は、複数の気泡を検出するために用いられることもできる。磁気共鳴撮像システムは、撮像ボリューム内に配置される対象物の核の磁気スピンを方向付ける磁場を生成するよう構成される磁石を有する。磁石は、超電導磁石、永久磁石、電磁石又は前の３つのタイプの磁石のいずれかの組合せとすることができる。磁気共鳴撮像システムは更に、磁気共鳴データを取得するよう構成される無線周波数システムを有する。本書で用いられる磁気共鳴データは、磁気共鳴撮像システムの撮像ボリューム内の対象物から磁気共鳴撮像システムにより取得されるデータである。
【０００８】
磁気共鳴撮像データは、対象物の核から受信される無線信号の表現又は記録を有する。磁気共鳴撮像データは、対象物の撮像領域の画像又は視覚化を構築するために用いられることができる。無線信号は、撮像領域から支配的に受信される。しかしながら、磁気共鳴画像は、磁気共鳴撮像データのフーリエ変換を用いて構築される。結果として、撮像ボリュームの外の核が、磁気共鳴撮像データ、及び従って構築される任意の画像又は視覚化に貢献する場合がある。
【０００９】
無線周波数システムは、無線周波数トランシーバ及び無線周波数コイルを有する。無線周波数コイルは、無線信号を送信及び受信することができる単一のコイルとすることができるか、又は、無線周波数コイルは、送信コイル及び受信コイルから構成されることができる。同様に、無線周波数トランシーバは、単にトランシーバとすることができるか、又は、それは、別々の送信及び受信無線デバイスとすることができる。磁気共鳴撮像システムは更に、撮像ボリューム内の磁気スピンを空間エンコードするよう構成される傾斜磁場コイルを有する。磁気共鳴撮像システムは更に、傾斜磁場コイルに電流を供給するよう構成される傾斜磁場コイル電源を有する。
【００１０】
磁気共鳴撮像システムは更に、磁気共鳴撮像データから画像を構築し、及び磁気共鳴撮像システムの処理を制御するよう構成されるコンピュータシステムを有する。コンピュータシステムは、磁気共鳴撮像データから構築される磁気共鳴撮像を用いて、撮像ボリュームに含まれる気泡を検出するよう構成される。撮像ボリュームに含まれる気泡の検出は有益である。なぜなら、気泡についての情報及び位置が、治療計画又は診断に用いられることができるからである。
【００１１】
別の実施形態では、コンピュータシステムは、磁気共鳴画像にアクセスすることにより撮像ボリュームに含まれる気泡を検出するよう構成される。コンピュータシステムは更に、磁気共鳴画像を傾向検出画像（trend detected image）から減算することにより、減算された画像を作成するステップを実行して、気泡を検出するよう構成される。減算された画像は、磁気共鳴撮像画像を傾向検出画像から減算することにより作成される。
【００１２】
コンピュータシステムは更に、減算された画像に閾値を適用することによりバイナリ画像を作成するステップを実行して、撮像ボリュームに含まれる気泡を検出するよう構成される。コンピュータシステムは更に、バイナリ画像をメディアンフィルタリングすることにより出力画像を作成するステップを実行して、撮像ボリュームに含まれる気泡を検出するよう構成される。本書で使用されるメディアンフィルタは、ピクセルの隣の中央値を計算することにより画像からスペックルノイズ及びごま塩ノイズを除去するフィルタである。メディアンフィルタは、エッジを保存しつつ、ノイズを除去することにおいて有効である。本書で使用される画像のローパスフィルタは、空間フィルタである。ローパスフィルタ又は画像のローパスフィルタリングは、特定のサイズ以下の対象物を除去するステップを実行する。
【００１３】
別の実施形態では、磁気共鳴撮像システムが、気泡に対して感度の良いパルスシークエンスを用いて磁気共鳴撮像データを取得するよう構成される。気泡は、気泡に対して感度の良い磁気共鳴パルスシークエンスを用いて検出されることができる。本書で用いられるパルスシークエンスは、磁気共鳴撮像データを取得する磁気共鳴撮像システムにより実行される処理のシーケンスである。例えば、パルスシークエンスは、時間の関数として無線周波数コイルに印可される無線周波数信号だけでなく、時間の関数として、磁気共鳴グラジエントコイルに印加される電圧に関する命令を含む。気泡に対して感度の良いシーケンスの例は、グラジエントエコー・パルスシークエンスである。ここで、タイムトゥエコー（ＴＥ）は１５ミリ秒であり、フリップ角度（ＦＡ）は６０度であり、１．１１ｍｍ×１．１１ｍｍ×２．５ｍｍのボクセル・サイズであり、最大再構成分解能を持つ。多くのパルスシークエンスは、陽子又は水素原子の密度を撮像するために用いられる。気泡における水素原子の密度が、例えば水といった流体においてよりかなり低いので、気泡を検出するのに用いられることができる磁気共鳴撮像データを取得するため、多くの異なるパルスシークエンスが使用されることができる。
【００１４】
別の実施形態では、気泡に対して感度の良いパルスシークエンスは、グラジエントエコー・パルスシークエンスである。このグラジエントエコー・シーケンスは、５〜２５ミリ秒の間の、好ましくは１０〜２０ミリ秒の間のエコー時間を持つ。このグラジエントエコー・シーケンスは、０．８〜１．５ミリメートルの間の、好ましくは１〜１．２５ミリメートルの間の分解能を持つ。１ミリメートル未満の分解能において、増加する信号対ノイズ比を補償することが有益であることが分かった。また、１ミリメートル未満の分解能で、泡の数が推定されることが分かった。１．２５ミリメートルを越える分解能で、泡の数が推定されることが分かった。このグラジエントエコー・シーケンスは、１〜４ミリメートルの間の、好ましくは２〜３ミリメートルの間のスライス厚を持つ。
【００１５】
グラジエントエコー・シーケンスは、１０〜８０度の間の、好ましくは５０〜７０度の間のフリップ角を持つ。磁気共鳴画像の再構成分解能を調整することが、泡検出の品質を改善するために用いられることができる。２又は３次元グラジエント・パルスシークエンスが用いられることができる。２次元グラジエント・パルスシークエンスが気泡を検出するのに使用される場合、対象物と超音波ウィンドウとの間の可視性は、スライスのスタックが超音波ウィンドウと平行であるときうまく機能する。例えば、超音波ウィンドウが、ベッドとして機能する対象物支持部に設置される場合、対象物は、ベッド上で横になることになる。対象物の前頭面において取得される画像のスタックは、対象物と超音波ウィンドウとの間の泡を検出するため、磁気共鳴撮像システムにより用いられることができる。
【００１６】
別の実施形態では、磁気共鳴撮像システムは更に、超音波を生成する超音波システムを有する。この超音波システムは、超音波ウィンドウを有する。この超音波ウィンドウは、対象物を受信するよう構成される。超音波ウィンドウは、対象物と直接接触して生じるウィンドウとすることができ、又は、超音波ウィンドウは、超音波結合媒体を用いることにより対象物との接点を形成することができる。超音波結合媒体は、超音波を送信するよう構成される媒体であり、表面の形状に従うことができる媒体である。超音波結合媒体の例は、ゲルパッド又は超音波結合ゲル又は水である。
【００１７】
別の実施形態では、磁気共鳴撮像システムは、超音波ウィンドウと対象物との間の気泡を検出するよう構成される。この実施形態は、特に有利である。なぜなら、気泡は、超音波の伝搬に影響を及ぼすからである。気泡は、超音波を散乱させることができるか、又は、超音波は、気泡の空洞化を引き起こすことができる。
【００１８】
別の実施形態では、超音波システムは、高強度焦束超音波システムである。この実施形態は、特に有利である。なぜなら、高強度超音波は、気泡の空洞化を引き起こすことができるからである。気泡の検出は、気泡の空洞化により、対象物又は対象物の部分に対して偶発的な損害を可能にする。
【００１９】
別の実施形態では、コンピュータシステムは、超音波の経路を計算するよう構成される。超音波の経路は、光線追跡技術を用いて計算されることができる。コンピュータシステムは、気泡により検出される経路に沿って超音波の減衰を計算するよう構成される。超音波の減衰は、気泡の半径の空洞化又は振動を推定することにより計算されることができるか、又は、それは、実験データを用いるルックアップテーブルを用いて実現されることができる。磁気共鳴撮像システムは更に、超音波の減衰が所定の減衰閾値を越える場合、オペレータに信号を送るよう構成される。この実施形態は有利である。なぜなら、気泡が、あまりに大きな減衰又は超音波の反射を引き起こすことになる場合、オペレータが対象物を移動することを可能にするからである。オペレータは、種々の態様において信号を送られることができる。これらは、音声信号とすることができ、コンピュータディスプレイ又はモニタにおける信号とすることができ、例えば減衰があまりに大きいことを示すことができる制御パネルにおける光といった信号インジケータとすることができる。
【００２０】
別の実施形態では、超音波システムは、所定の減衰閾値が越えられる場合、超音波の経路を調整するよう構成される。この実施形態は有利である。なぜなら、超音波の経路から気泡を除去するのに、対象物を移動することなしに、超音波が使用されるからである。超音波の経路は、複数の異なる態様において実現されることができる。超音波システムは、機械的に移動されることができる超音波トランスデューサを持つことができる。この場合、超音波システムは、移動されることができる。他の実施形態において、超音波システムは、複数の超音波トランスデューサ要素を持つ超音波トランスデューサを持つことができる。超音波トランスデューサ要素により生成される超音波の位相及び振幅が変えられることができるよう、個別の要素は、電力の供給を受けることができる。これは、超音波が、検出された気泡により減衰されない経路に追従するよう、超音波トランスデューサ要素を選択することを可能にする。
【００２１】
別の実施形態では、コンピュータシステムは、ディスプレイを有する。ディスプレイは、出力画像を表示するよう構成される。出力画像は、それ自体が表示されることができるか、又は、それは、磁気共鳴撮像画像の上に表示又は重畳されることができる。オペレータの注意を引く構成で、出力画像が表示されることもできる。例えば、例えば赤、黄又はオレンジといった明るいカラーが、泡の位置を示すために用いられることができる。生体構造を示す磁気共鳴撮像画像に重畳されるフラッシュ画像が、検出された気泡の位置を強調するために用いられることができる。
【００２２】
別の側面において、本発明は、撮像ボリュームの磁気共鳴撮像データから構築される磁気共鳴画像にアクセスするステップを実行することに関する、コンピュータシステムにより実行可能な命令を有するコンピュータプログラムを提供する。磁気共鳴画像は、ハードドライブ又は他のコンピュータ記憶媒体に格納されることができるか、又は、それは、コンピュータシステムのランダムアクセスメモリに配置されることができる。言い換えると、磁気共鳴画像は、以前に取得されることができたか、又は、磁気共鳴画像が磁気共鳴撮像データから構築されるとすぐに、気泡を検出する処理が始められることができる。本書で用いられるコンピュータシステムは、機械実行可能な命令を実行するよう構成される機械である。コンピュータシステムの例は、単一のコンピュータ、コンピュータのネットワーク、コンピュータのクラスタ、組み込みシステム、携帯電話又はパーソナルデジタルアシスタントといった携帯型のコンピュータ及びマイクロコントローラである。機械実行可能な命令は更に、磁気共鳴画像を用いて撮像ボリュームに含まれる気泡を検出するステップを実行することを有する。
【００２３】
別の実施形態では、コンピュータプログラムは更に、磁気共鳴画像においてコントラスト傾向を検出することにより傾向検出画像を作成するステップを実行する命令を有する。コンピュータプログラムは更に、磁気共鳴画像を傾向検出画像から減算することにより減算された画像を作成するステップを実行する命令を有する。
【００２４】
コンピュータプログラムは更に、減算された画像に閾値を適用することにより、バイナリ画像を作成するステップを有する。コンピュータプログラムは更に、バイナリ画像をメディアンフィルタリングすることにより、出力画像を作成するステップを実行することを有する。本発明のコンピュータプログラムの別の実現において、コントラスト傾向は、第１の複数のピクセルの各々の数値が所定の範囲内にあることを確実にするため、磁気共鳴画像をメディアンフィルタリングするステップと、結果として生じるメディアンフィルタリングされた磁気共鳴画像をローパスフィルタリングするステップとを実行することにより検出される。
【００２５】
別の実施形態では、磁気共鳴画像は、第１の複数のピクセルを有する。傾向検出画像は、第２の複数のピクセルを有する。減算された画像は、第３の複数のピクセルを有する。バイナリ画像は、第４の複数のピクセルを有する。第１の複数のピクセルの各々は、数値を有する。第２の複数のピクセルの各々は、数値を有する。第３の複数のピクセルの各々は、数値を有する。第１の複数のピクセルの各々に対して、第１の複数のピクセル、第２の複数のピクセル、第３の複数のピクセル及び第４の複数のピクセルにおける対応するピクセルが存在する。第２の複数のピクセルの各々の数値は、第１の複数のピクセルにおけるコントラスト傾向を検出することにより計算される。第３の複数のピクセルの各々の数値は、第２の複数のピクセルの対応するピクセルから第１の複数の対応するピクセルを減算することにより、又は第１の複数のピクセルの対応するピクセルから第２の複数の対応するピクセルを減算することにより、計算される。第３の複数のピクセルの対応するピクセルが所定の閾値を越える場合、第４の複数のピクセルの各ピクセルは第１の値を割り当てられる。第３の複数のピクセルの対応するピクセルが所定の閾値以下である場合、第４の複数のピクセルの各々は第２の値を割り当てられる。
【００２６】
コンピュータにより実現されるとき、第１、第２、第３、及び第４の複数のピクセルは、いくつかの実現において同一でありえる。例えば、複数のピクセルがもはや必要でないとき、それは上書きされることができ、別の複数のピクセルを作成するために再利用されることができる。別の例は、バイナリ画像が作成されるとき、第３の複数のピクセルが、第４の複数のピクセルを作成するためにバイナリ画像で上書きされることができるものである。
【００２７】
別の実施形態では、コントラスト傾向が、複数のピクセルの各々の数値が所定の範囲内にあることを確実にするため、磁気共鳴画像をメディアンフィルタリングするステップを実行することにより検出される。コントラスト傾向は更に、結果として生じるメディアンフィルタ処理された画像をローパスフィルタリングするステップを実行することにより、検出される。基本的に、コントラスト傾向は、まずピクセルから極値を除去し、次に小さな詳細を除去するローパスフィルタを適用することで検出される。これらの２つのステップ後画像に残るものが、画像のコントラストにおける大きな傾向である。
【００２８】
別の側面において、本発明は、磁気共鳴画像における気泡を検出するコンピュータ実現による方法を提供する。この方法は、磁気共鳴画像にアクセスするステップを有する。この方法は更に、磁気共鳴画像におけるコントラスト傾向を検出することにより、傾向検出画像を作成するステップを有する。この方法は更に、磁気共鳴画像を傾向検出画像から減算することにより、減算された画像を作成するステップを有する。
【００２９】
この方法は更に、減算された画像に閾値を適用することにより、バイナリ画像を作成するステップを有する。この方法は更に、バイナリ画像をメディアンフィルタリングすることにより、出力画像を作成するステップを含む。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明のある実施形態による磁気共鳴撮像システムを示す図である。
【図２】本発明のある実施形態による方法を説明するブロック図を示す図である。
【図３ａ】気泡を持つゲルファントムの磁気共鳴画像を示す図である。
【図３ｂ】気泡を特定する図３ａから生成される出力画像を示す図である。
【図４ａ】皮膚及び超音波ウィンドウ・インタフェースの磁気共鳴画像を示す図である。
【図４ｂ】気泡を特定する図４ａから生成される出力画像を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明の好ましい実施形態が、図面を参照して、例示に過ぎないものを用いて説明される。
【００３２】
これらの図において、同様な番号の要素は、同一の要素であるか、又は同じ機能を実行する。機能が同一である場合、以前に登場した要素が後の図において必ずしも説明されるわけではない。
【００３３】
図１は、本発明のある実施形態による磁気共鳴撮像システム１００を示す。磁気共鳴撮像システム１００は、磁石１０２を持つ。この例において、中心を通るボアを持つ円筒状磁石が示される。他の種類の磁石が、用いられることもできる。例えば、２つのヘルムホルツコイルに似たオープンスタイルの磁石が用いられることもできる。対象物支持部１０６に配置される対象物１０４が、磁石１０２のボア内に配置される。磁気共鳴撮像システム１００は、撮像ゾーン１０８内の磁気共鳴撮像データを取得するよう構成される。撮像ゾーン１０８内の磁気共鳴撮像データを取得する無線周波数アンテナ１１０が存在する。無線周波数コイル１１０は、無線周波数トランシーバ１１２に接続される。傾斜磁場コイル１１４も、磁石のボア内にある。傾斜磁場コイル１１４は、傾斜磁場電源１１６により電源供給される。
【００３４】
超音波システム１１８が、対象物支持部１０６の下にある。この例において、高強度焦束超音波システムにおいて使用されるタイプの焦束超音波トランシーバ１２０が示される。超音波システム１１８は、超音波が超音波システム１１８から対象物１０４へと進むことを可能にするよう構成される超音波ウィンドウ１３０を持つ。この例において、超音波ウィンドウ１３０を対象物１０４に結合させるゲルパッド１２２を受けるよう構成される対象物支持部１０６内にギャップが存在する。この例において、泡１２４は、ゲルパッド１２２と対象物１０４との間に示される。しかしながら、泡１２４は、撮像ゾーン１０８内に配置される。超音波が対象物を通り進むボリュームは、番号１２６の線により区切られる。超音波は、対象物内のボリューム１２８において焦束される。この図において、超音波が進む境界１２６内に泡１２４があることが分かる。しかしながら、泡は、撮像ゾーン１０８内にあり、磁気共鳴画像１４６内で特定されることができる。
【００３５】
磁気共鳴撮像システム１００は、コンピュータシステム１３２も有する。コンピュータシステムは、磁気共鳴撮像システム１００の他の様々な要素にコンピュータシステム１３２を接続するよう構成されるハードウェアインタフェース１３４を持つ。
【００３６】
無線周波数トランシーバ１１２、超音波システム１１８及び傾斜磁場電源１１６の全ては、ハードウェアインタフェース１３４に接続されるものとして示される。マイクロプロセッサ１３６が、コンピュータシステム１３２内にある。マイクロプロセッサ１３６は、ハードウェアインタフェース１３４、ユーザインタフェース１４２、コンピュータストレージ１４０及びコンピュータメモリ１３８に接続される。マイクロプロセッサ１３６は、機械実行可能な命令を実行するよう構成される。コンピュータメモリ１３８は、データ及び機械実行可能な命令を格納するよう構成される。
【００３７】
コンピュータメモリは、磁気共鳴撮像システム１００を制御及び実行するよう構成されるコンピュータプログラム１５０を格納する。コンピュータプログラム１５０は、磁気共鳴撮像システムを制御及び作動させる命令を含む磁気共鳴撮像システム制御モジュール１５２を有する。コンピュータプログラム１５０は更に、超音波システム１１８の処理を制御するための機械実行可能な命令を含む超音波制御モジュール１５４を有する。コンピュータプログラム１５０は更に、磁気共鳴画像構築モジュール１５６を有する。このモジュールは、磁気共鳴撮像データ１６０から磁気共鳴画像及びレンダリングを構築するためのルーチン及びアルゴリズムを含む。コンピュータプログラム１５０は更に、気泡１２４を特定するため、磁気共鳴画像１６２の画像解析を実行するよう構成される泡識別モジュール１５８を有する。メモリ１３８は、磁気共鳴撮像データ１６０及び磁気共鳴画像１６２も持つ。
【００３８】
コンピュータシステム１３２は、コンピュータストレージ１４０も持つ。コンピュータストレージは、ソリッドステートハードドライブ、従来の磁気ディスクハードドライブ又は他の適切なコンピュータ記憶媒体の形とすることができる。コンピュータストレージ１４０は、データ及びコンピュータプログラム１６８のコピーを格納することができる。磁気共鳴撮像データ１６４のアーカイブ及び磁気共鳴画像１６６のアーカイブもコンピュータストレージに含まれる。
【００３９】
ユーザインタフェース１４２も、マイクロプロセッサ１３６に接続される。ユーザインタフェースは、オペレータがデータ又は情報を見ることを可能にし、コンピュータシステム１３２の処理を制御することを可能にする要素を有する。例えば、ユーザインタフェースは、マウス、タッチパッド、キーボード又は他のユーザ入力デバイスを有することができる。ユーザインタフェース１４２の一部を有するディスプレイ１４４も、図１に示される。磁気共鳴画像１４６が、ディスプレイ１４４上に表示される。泡識別モジュール１５８を用いて特定された泡１４８が、磁気共鳴画像１４６上に重畳される。
【００４０】
処理中、対象物１０４は、対象物支持部１０６上に配置されることになる。磁気共鳴撮像システム１００は、超音波システム１１８の動作を誘導するために用いられることができる生体構造データを提供するのに用いられることができる。超音波処理手順を開始する前に、磁気共鳴撮像システムは、対象物１０４及びゲルパッド１２２の間のインタフェースの領域における磁気共鳴撮像データを取得する。泡識別モジュール１５８は、対象物１０４及びゲルパッド１２２の間の気泡１２４を特定する。オペレータは、ディスプレイ１４４を介してこれを通知される。オペレータは、対象物１０４を移動して、気泡１２４を除去するか、又は超音波トランスデューサ１２０の動作を調整することを決めることができる。これは、超音波トランスデューサ１２０を移動すること、又は超音波トランスデューサのどの要素が手順の間、起動されるかを制御することを含むことができる。
【００４１】
図２は、本発明のある実施形態による方法の実施形態を示す。ステップ２００において、磁気共鳴撮像画像がアクセスされる。格納された画像が、アクセスされることができるか、又は、取得した磁気共鳴撮像データからちょうどそのとき構築された磁気共鳴画像が、用いられることができる。ステップ２０２において、大きなコントラスト傾向が検出される画像が、作成される。ステップ２０４において、磁気共鳴画像が、傾向検出画像から減算される。ステップ２０６において、減算された画像に閾値が適用され、最終的にステップ２０８において、出力画像が構築される。出力画像は、バイナリ画像にメディアンフィルタを適用することにより構築される。
【００４２】
図３ａは、埋め込まれた気泡を持つゲルファントムの磁気共鳴画像３００を示す。図３ｂは、図３ａに示される画像において特定された気泡を持つ出力画像３０２を示す。気泡は、図３ｂにおいて、画像中の白い領域として特定される。例えば、泡３００が、図３ａにおいて特定され、泡３００に対応する白い領域３０２が、図３ｂにおいて特定される。
【００４３】
図４ａは、人間の皮膚及びゲルパッドの間のインタフェースの磁気共鳴画像４００を示す。図４ａにおける気泡は、白い領域として図４ｂに示される出力画像４０２で特定される。図４ａ及び図４ｂは、本方法の実施形態が、超音波ウィンドウ及び対象物の表面の間の気泡を特定するのに使用されることができることを証明する。例えば泡４００が、図４ａにおいて特定され、泡４００に対応する白い領域４０２が、図４ｂにおいて特定される。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【国際調査報告】
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