(57)【要約】【課題】被検体内の各種の磁気共鳴信号によって所望の断層像を得る磁気共鳴イメージング装置における信号処理装置において、画像再構成処理装置と画像再構成制御装置を持った構成にし、ランタイムローディングの概念を導入することで、所望の処理速度で所望の機能を容易に実装することを目的とする。【解決手段】一般的な磁気共鳴イメージング装置の構成要素の他に、Ａ／Ｄ変換器により量子化された信号に対し信号処理を行う画像再構成処理装置２３と、前記同様の信号処理を行い画像再構成処理装置を制御することのできる画像再構成処理２４と、画像情報を格納することのできる画像格納用磁気ディスク２５と、通信伝送経路２６から成る信号処理装置１８を備えてなる。【選択図】      図３
2004275332.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体に静磁場を与える静磁場発生手段と、前記被検体に傾斜磁場を与える傾斜磁場発生手段と、前記被検体の組織を構成する原子の原子核に磁気共鳴を生じさせる高周波パルスを或る所定のシーケンスで印加するシーケンサと、上記シーケンサからの高周波パルスにより被検体の組織の原子核に磁気共鳴を生じさせる為に高周波信号を照射する送信系と、上記の磁気共鳴により放出される信号を検出することのできる手段をもった受信系と、前記受信系で検出した信号を記憶保存する記憶装置を備え前記受信系で検出した信号を用いて画像再構成演算を行なう信号処理系を備えた磁気共鳴イメージング装置において、
上記磁気共鳴イメージング装置の信号処理系の信号処理装置が、上記磁気共鳴イメージング装置の受信系を用い検出し量子化された信号に対しあらかじめ定められ且つ後記画像再構成制御処理装置の処理選択機能によって選択された信号処理を施し画像再構成演算を行なう手段を持つ画像再構成処理装置と、
前記画像再構成処理装置をあらかじめ定められた制御処理で制御を行ない前記画像再構成処理装置に対し選択された処理を組み合わせ実行させる手段を持ち、
且つ前記画像再構成処理装置で処理された情報を取得し且つ前記取得した情報に対しあらかじめ定められた演算処理を行ない且つ前記演算処理を施された情報を保存する手段を持つ画像再構成制御装置とを持って構成される磁気共鳴イメージング装置。
【請求項２】
請求項１記載の磁気共鳴イメージング装置において、所望の画像を得る為に必要とされる画像再構成論理全体において基礎要素として必要とされる基礎関数単位の処理である基礎画像再構成処理を上記画像再構成処理装置において上記画像再構成制御装置の制御処理の処理選択に従い行なう手段と、所望の画像を得るために必要とされる画像再構成論理全体において必要とされる上記基礎画像再構成処理群の処理手順の記述（以下、スクリプトと記す）を解析判断し且つ所望の画像を得るために必要とされる画像再構成論理全体において必要とされる上記基礎画像再構成処理を選択し且つ組み合わせ且つ上記画像再構成制御装置において実行させるランタイムローディング処理を行なう手段をもち、且つ所望の画像を得るために必要とされる画像再構成処理において基礎再構成処理以外の処理である応用画像再構成処理を上記画像再構成制御装置において行なう手段を持つ磁気共鳴イメージング装置。
【請求項３】
請求項１記載の磁気共鳴イメージング装置における請求項２記載の画像再構成処理装置において、あらかじめ定められ且つ前記画像再構成制御処理装置の処理選択機能によって選択された基礎画像再構成処理が低級言語によって記述され定義される事により再利用可能性が低く且つ処理能力が後記高級言語によって記述され定義される応用画像再構成処理に比べ高速で且つ実装作業が後記高級言語によって記述され定義される応用画像再構成処理の実装作業に比べ困難である特徴をもち、請求項１記載の磁気共鳴イメージング装置における請求項２記載の画像再構成制御装置において応用画像再構成処理が高級言語によって記述され定義される事により再利用可能性が高く且つ処理能力が前記低級言語によって記述され定義される基礎画像再構成処理に比べ低速で且つ実装作業が前記低級言語によって記述され定義される基礎画像再構成処理の実装作業に比べ容易である特徴を持つ磁気共鳴イメージング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気共鳴イメージング装置における画像再構成処理に関し、特に、画像再構成処理を行なう装置の構成と処理の実装方法に関する。
【０００２】
【発明の技術】
従来一般に、基礎画像再構成処理の集合である画像再構成演算論理全体を熟知している者が新規に画像再構成演算論理を開発し画像再構成演算処理を行なう装置に実装する際、所望の処理速度を実現した機能を実装する為に画像再構成演算論理全体を熟知している者は前記画像再構成演算処理を行なう装置を開発した開発者のみが持っている装置特有の仕組みを熟知する必要があった。また、開発された画像再構成演算処理装置を熟知している者によって新規に開発された画像再構成演算論理を画像再構成演算処理装置に所望の処理速度を実現し機能を実装する為に画像再構成演算処理装置に最適化して実装する際画像再構成演算処理装置を開発し熟知している者は新規に開発された画像再構成演算論理全体を熟知する必要があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このため、画像再構成演算論理を装置に実装する為には前記画像再構成演算論理全体を熟知している者と開発された画像再構成演算処理装置を熟知している者のどちらかが必要とされる知識を熟知する必要があり、前記画像再構成演算論理全体を熟知している者は画像再構成演算処理装置を熟知しなければ所望の処理手順で所望の処理速度を実現した画像再構成演算論理を実装する事が不可能であった。
【０００４】
本発明は、このような事情に基づいてなされたものであり、その目的とするところは、画像再構成演算処理装置を熟知している者が前記画像再構成演算論理全体を熟知する必要も無く前記画像演算論理全体の基礎要素となる基礎画像再構成処理を所望の処理速度を実現する為に画像再構成演算処理装置に最適化して作成し、画像再構成演算論理全体を熟知している者が前記画像再構成演算処理を行なう装置を開発した開発者のみが持っている装置特有の仕組みを熟知する必要も無く前記あらかじめ作成された基礎画像再構成処理を組み合わせる事により実現した所望の前記画像演算論理全体の機能を所望の処理速度を実現し且つ容易に実装する事が可能である磁気共鳴イメージング装置を提供する事である。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する為、信号処理装置において本発明は次に示す構成を設け
磁気共鳴イメージング装置の受信系を用い検出し量子化された信号に対しあらかじめ定義され画像再構成制御装置によって選択された信号処理を施し画像再構成演算を行なう手段を持つ画像再構成処理装置を設ける。（構成１）
前記画像再構成処理装置に対しあらかじめ定められた信号処理を選択し実行させ且つ処理された情報を取得し且つ前記取得した情報に対しあらかじめ定められた演算処理を行ない且つ前記演算処理を施された情報を保存する手段を持つ画像再構成制御装置を設ける。（構成２）
前記画像再構成処理装置と前記画像再構成制御装置の間で互いに情報を通信することのできる通信伝送経路を設ける。（構成３）
また、上記目的を達成する為、本発明は次に示す方法により機能を実装する。
【０００６】
画像再構成演算処理装置を熟知している者は画像演算論理全体の基礎要素となる基礎画像再構成処理を所望の処理速度を実現する為に画像再構成演算処理装置に最適化して作成する。（手順１）
【０００７】
画像再構成演算論理全体を熟知している者は基礎画像再構成処理の集合であり且つ所望の画像を得るために画像再構成論理全体において必要とされる基礎画像再構成処理群の処理手順が記述されたスクリプトを記述し画像再構成制御装置に搭載する。（手順２）
【０００８】
画像再構成制御装置はスクリプトを解析判断し基礎画像再構成処理を選択し且つ組み合わせ且つ上記画像再構成制御装置において実行させるランタイムローディング処理を行なう。（手順３）
【０００９】
画像再構成制御装置はランタイムローディング処理によって画像再構成処理装置に格納された基礎画像再構成処理を実行する指示を画像再構成処理装置に対して行い画像再構成処理装置は基礎画像再構成処理を実行する。（手順４）
【００１０】
画像再構成制御装置は基礎画像再構成処理が施された画像情報を取得する。（手順５）
【００１１】
このように構成された磁気共鳴イメージング装置によれば、画像再構成演算処理装置を熟知している者が実装された機能を所望の処理速度を実現する為に画像再構成演算処理装置に最適化して実装する事ができ、且つ画像再構成演算論理全体を熟知している者が前記画像再構成演算処理を行なう装置を開発した開発者のみが持っている装置特有の仕組みを熟知する必要も無く所望の画像再構成演算論理を所望の処理手順で且つ所望の処理速度で実装することが可能となる。
【００１２】
【発明の実施形態】
以下、本発明の一実施例について添付図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明によるＭＲＩ装置の全体構成を示すブロック図である。このＭＲＩ装置は、磁気共鳴現象を利用して被検体の断層像を得るもので、図１に示すように、静磁場発生磁石１と、磁場勾配発生系２と、送信系３と、受信系４と、信号処理系５と、シーケンサ６とを備えて成る。
【００１３】
上記磁場発生磁石１は、被検体８の周りにその体軸方向または体軸と直交する方向に均一な静磁場を発生させるもので、上記被検体８の周りのある広がりを持った空間に永久磁石方式または常電動方式あるいは超伝導方式の磁場発生手段が配置されている。
【００１４】
磁場勾配発生系２は、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸方向に傾斜磁場を発生する傾斜磁場コイル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とからなり、後述のシーケンサ６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の三軸方向の傾斜磁場Ｇｘ，Ｇｚを被検体８に印加するようになっている。この傾斜磁場の加え方により被検体８に対するスライス面を設定することができる。
【００１５】
送信系３は、後述のシーケンサ６から送り出される高周波磁場パルスにより被検体８の組織を構成する原子の原子核に磁気共鳴を起こさせるために高周波磁場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と照射コイル１４とからなり、上記高周波発振器１１から出力された高周波パルスを後述シーケンサ６の命令に従って変調器１２で振幅変調し、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８に近接して配置された照射コイル１４に供給することにより、電磁波が上記被検体８に照射されるようになっている。
【００１６】
受信系４は、被検体８の組織の原子核の磁気共鳴により放出されるエコー信号を検出するもので、受信側の高周波受信コイル１５と受信回路１６とＡ／Ｄ変換機１７とから成り、上記送信側の照射コイル１４から照射された電磁波による被検体８の応答の電磁波は被検体８に近接して配置された高周波受信コイル１５で検出され、受信回路１６を介してＡ／Ｄ変換機１７に入力されることでディジタル量に変換され、その信号が後述信号処理系５に送られるようになっている。
【００１７】
信号処理系５は、ＣＰＵ７と信号処理装置１８と、メモリ１９及び磁気ディスク２０及び光ディスク２１などの記憶装置と、ＣＲＴ等のディスプレイ２２とから成り、ＣＰＵ７は前述メモリ１９からパルスシーケンスの印加パターンを読み出し後述シーケンサ６へ計測のパルスシーケンスの印加パターンを命令し、メモリ１９は任意の撮像条件によるパルスシーケンスの印加パターン及び前記受信系にて得られた収集データなどの情報を上記ＣＰＵ７の制御により記憶することができる。信号処理装置１８は、前記収集データをフーリエ変換し、補正計算及び画像再構成等の処理を行ない、処理結果をメモリ１９に出力する。前記メモリ１９に出力された処理結果は、ディスプレイ２２に断層像として表示するようになっている。磁気ディスク２０、及び光ディスク２１は信号処理装置１８によって前述のような処理を施された信号データ及び信号データを再構成して得られた画像データ及び患者データなどを保存することができる。
【００１８】
シーケンサ６は、上記被検体８の組織を構成する原子の原子核に磁気共鳴を起こさせる高周波磁場パルスを或る所定のパルスシーケンスで繰り返し印加するもので、ＣＰＵ７の制御で動作し、被検体８の断層像のデータの収集に必要な種々の命令を、送信系３及び磁場勾配発生系２ならびに受信系４に送るようになっている。
【００１９】
図２は本発明による前述の信号処理装置１８の構成を示すブロック図である。
信号処理装置１８は、Ａ／Ｄ変換器１７により量子化された信号に対して基礎画像再構成処理を行なう画像再構成処理装置２３と、画像再構成処理装置２３で処理された情報を取得し応用画像再構成処理を行なう画像再構成制御装置２４と、画像再構成制御装置２４によって応用画像再構成処理を施された情報を格納することができる画像格納用磁気ディスク２５と、前記画像再構成処理装置と前記画像再構成制御装置の間で互いに情報を通信することのできる通信伝送経路２６から成り、上記Ａ／Ｄ変換器１７により量子化された情報は画像再構成処理装置２３により基礎画像再構成処理が施され、通信伝送経路２６を介して画像再構成制御装置２４に伝送され、伝送された情報には画像再構成制御装置２４により応用画像再構成処理が施され画像化され、画像化されたデータは画像格納用磁気ディスク２５に格納される。
【００２０】
次に、上記構成によるＭＲＩ装置を用いた本発明の実施例を示す。
図３は本発明の実施例における処理実装過程と、処理実装過程による装置の振る舞いの過程を示した流れ図である。スクリプトライタ２７は画像再構成演算論理全体を熟知している者であり後述スクリプト２８を書く者である。スクリプト２８はスクリプトライタ２７によって記される基礎画像再構成処理群の処理手順である画像再構成演算論理が記述されている。プロセスライタ２９は画像再構成演算処理装置を熟知している者であり基礎画像再構成処理群３０を作成する者である。基礎画像再構成処理群３０は主にフーリエ変換関数及び複素数力の絶対値画像導出関数等といった信号処理に関して一般的な処理単位の集合である。
【００２１】
先ず、スクリプトライタ２７はスクリプト２８を記述する（ステップ１）。
スクリプト２８は画像再構成制御装置２４に入力される（ステップ２）。
画像再構成制御装置２４はスクリプトを解析判断することで理解し、前記理解によりあらかじめ作成されている基礎画像再構成処理群の中からスクリプトに記述され必要とされている基礎画像再構成処理を画像再構成処理装置に格納するランタイムローディング処理を行なう（ステップ３）。
画像再構成制御装置は画像再構成処理装置に格納された基礎画像再構成処理を実行させる（ステップ４）。
画像再構成制御装置は基礎画像再構成処理を施された画像情報を取得する（ステップ５）。
【００２２】
上記手順により画像再構成処理が行なわれる。
【００２３】
【発明の効果】
本発明によれば、画像再構成演算処理装置を熟知している者が実装された機能を所望の処理速度を実現する為に画像再構成演算処理装置に最適化して実装する事ができ、且つ画像再構成演算論理全体を熟知している者が前記画像再構成演算処理を行なう装置を開発した開発者のみが持っている装置特有の仕組みを熟知する必要も無く所望の画像再構成演算論理を所望の処理手順で且つ所望の処理速度で実装することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明において使用するＭＲＩ装置の全体構成を示すブロック図。
【図２】本発明において使用する信号処理装置１８の構成を示すブロック図。
【図３】本発明における処理実装過程と装置の振る舞いの流れ図。
【符号の説明】
１：静磁場発生磁石
２：静磁場勾配発生系
３：送信系
４：受信系
５：信号処理系
６：シーケンサ
７：中央処理装置
８：披検体
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
１４：照射コイル
１５：高周波受信コイル
１６：受信回路
１７：Ａ／Ｄ変換器
１８：信号処理装置
１９：メモリ
２０：磁気ディスク
２１：光ディスク
２２：ディスプレイ
２３：画像再構成処理装置
２４：画像再構成制御装置
２５：画像格納用磁気ディスク
２６：通信伝送経路
２７：スクリプトライタ
２８：スクリプト
２９：プロセスライタ
３０：基礎画像再構成処理群
【図１】
2004275332.tif 000003
【図２】
2004275332.tif 000004
【図３】
2004275332.tif 000005