(57)【要約】【課題】画像診断や直交断面を主に必要とする経皮的な治療および外科手術等の際に、単純な操作で自動的に直交する画像を得られる機能を持つＭＲＩ装置を実現する。【解決手段】被検体に静磁場と高周波パルスと傾斜磁場とを印加する撮影シーケンスを実行して、前記被検体から発生する磁気共鳴信号を受信し、該受信した磁気共鳴信号に基づいて断層像を生成して表示するＭＲＩ装置において、表示された断層像上で、撮影対象としたい部位の１点を指定することでその点を含む、現表示画像を含む２断面ないし３断面の位置情報を算出する手段および、算出された位置情報によって撮影シーケンスを自動的に設定する手段を導入した。これにより、操作者は、表示画像上において１点を指定するだけで、３断面の画像情報を得ることができ、ＭＲＩ装置の使い勝手が向上する。【選択図】　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体に静磁場と高周波パルスと傾斜磁場とを印加する撮影シーケンスを実行して、前記被検体から発生する磁気共鳴信号を受信し、該受信した磁気共鳴信号に基づいて被検体の磁気共鳴断層画像を生成して表示装置上に表示する磁気共鳴イメージング装置において、さらに
表示装置上に現に表示されている断層画像上のさらに撮影対象としたい部位の１点あるいは１直線あるいは１点と１直線の組合せを指定する入力手段；
上記入力手段による指定に基づいて現に表示されている断層画像を含む直交する２断面ないし３断面の位置情報を算出する手段；
および、
上記算出手段によって算出された位置情報によって上記２断面ないし３断面の撮像シーケンスを生成する手段を有する磁気共鳴イメージング装置。
【請求項２】
上記入力手段はマウスあるいはペンタブレットあるいはタッチパネルあるいはこれらの組合せである請求項１に記載の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（以下ＭＲＩ装置と称す）に係り、特に、術者が希望する撮像断面の位置決めを容易にし、点や線の設定によって、２断面ないし３断面を自動的に撮影する機能を有するＭＲＩ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＭＲＩの新しい利用法として、インターベンショナルＭＲＩ／イントラオペラティブＭＲＩ（Ｉｎｔｅｒｖｅｎｔｉｏｎａｌ　ＭＲＩ／Ｉｎｔｒａｏｐｅｒａｔｉｖｅ　ＭＲＩ、以下Ｉ−ＭＲＩ）が普及し始めている。Ｉ−ＭＲＩと他の撮影モダリティによる術中モニタを比較した場合、Ｉ−ＭＲＩは（１）軟部組織の描出能が優れる、（２）放射線被爆がない、（３）任意断面の撮影が可能、（４）温度モニタが可能であることが利点である。Ｉ−ＭＲＩで行われる治療法には、レーザ治療、エタノールなどの薬物注入、高周波照射切除、超音波治療、低音治療のように経皮的に行われる治療、腫瘍切除など外科的に開頭・開腹して行われる手術がある。これらの治療において、ＭＲＩの役割は、患部に穿刺針や細管を到達させるためのリアルタイムイメージングによるガイドや、治療中の組織変化の可視化、および加熱・冷却治療中の局所温度のモニタである。特に、手術中にＭＲＩ撮像を行うことにより、開頭や開腹によって生じる臓器の変形を把握できる。例えば、開頭によって脳内の圧力が変化すると、開頭前と脳の形状が変化する。これをブレインシフト（ｂｒａｉｎ　ｓｈｉｆｔ）という。手術前にＭＲＩやその他のモダリティによって画像を取得して立てた綿密な手術計画の情報が、わずかではあるが変化してしまう。そこで、術中にＭＲＩによってブレインシフトの影響が表われている画像を計測することで、術者はより正確な情報を得ることができる。さらに、肉眼では腫瘍と健常組織の区別がつかないことがあった場合、従来は、術前に計測した画像と術者の経験によって手術が行われていたが、術中にＭＲＩ撮像を行うことによって、これまで観察不可能であった腫瘍切除時の組織の状況を画像上で確認することができるため、腫瘍の切除率の向上が計れる。腫瘍の切除率の向上は、術後の患者の生存率の向上につながるため、術中のＭＲＩ撮像は、非常に有効と言える。
【０００３】
しかし、何時間にもわたる手術の全過程をＭＲＩ装置の中で行うことは困難が伴う。それは、作業スペースの問題に加え、経皮的治療と比較して多数のＭＲＩ対応の器具が必要となるからである。磁石が上下に位置する垂直磁場方式では、上下方向の作業スペースが限られるために手術器具が思うように扱えない他、術者の姿勢が不自然となるために長時間同じ姿勢が取りづらい。
【０００４】
そこで、ＭＲＩ装置を用いた画像診断、およびＭＲＩ装置を用いた手術支援システムでは、手術時間の短縮のためにＭＲＩ撮像に係る時間を短縮したいという強い要望がある。その一手段として、撮影したい対象部位を含む断層面を簡単に設定することが求められている。
【０００５】
一般にＭＲＩ装置において撮像を行う場合、所望の位置および傾きの断層面を撮像するためにその面の位置決めをする必要があり、従来以下のような手法で実施されている。
【０００６】
第１の手法は、基準となる断層面を撮像し、それを２次元画像として表示する。そして、これを参照画像として、参照画像の関心領域を含む直交断面を設定する手法である。参照画像には、主に１断面ないし２断面が用いられることが多い。例えば、始めに磁場中心において被検体のトランスバーサル（Ｔｒａｎｓｖｅｒｓａｌ，以下ＴＲＳ）断面を撮像し、次にこれを参照画像として、関心領域を含むサジタル（Ｓａｇｉｔｔａｌ，以下ＳＡＧ）断面を撮像する。そして、最後にＴＲＳ断面とＳＡＧ断面を参照画像としてコロナル（Ｃｏｒｏｎａｌ，以下ＣＯＲ）断面から傾けたオブリーク断面を撮像する。あるいは、初めに磁場中心において被検体のＴＲＳ断面のマルチスライス断層像を撮像し、このマルチスライス断層像から任意の２断面を参照画像として、ＣＯＲ断面から傾けたオブリーク断面を撮像する。このような手法は、例えば、特開平０６−２１７９５８や特開２００２−３４９４９に開示されている。
【０００７】
第２の手法は、Ｇｒａｐｈｉｃａｌ　Ｕｓｅｒ　Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ（以下、ＧＵＩ）を利用して、ＧＵＩ上に設けたボタンをクリックして、撮像断面の回転や移動を行う手法である。この手法は、主に透視撮像の際に有効である。例えば、Ａ．Ｂ．Ｋｅｒｒ他、“Ｒｅａｌ−Ｔｉｍｅ　Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ　ＭＲＩ　ｏｎ　ａ　Ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ　Ｓｃａｎｎｅｒ”（Ｍａｇｎｅｔｉｃ　Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ　ｉｎ　Ｍｅｄｉｃｉｎｅ，３８巻，ｐｐ．３５５−３６７（１９９７））に開示されている。
【０００８】
第３の手法は、３次元マウスなどを使う方法で、これを利用して撮像断面の回転や移動を行う手法である。この手法は、主に透視撮像の際に有効である。例えば、ＵＳＰ−５５１２８２７に開示されている。
【０００９】
第４の手法は、術者が操作する断層面指示デバイスによって撮像断面を決定する方法で、特に、穿刺針や手術器具を含む断層面を透視撮像したい場合に適する。例えば、ＵＳＰ−５３６５９２７やＵＳＰ−６０２６３１５で提案されているような手法である。ＵＳＰ−５３６５９２７は、断層面指示デバイスであるポインタに発光ダイオードが設けられ、操作者がポインタで指し示した位置を赤外線カメラで検出したり、関節にセンサが備えられたアームの先端部にポインタを設け、アームの関節の角度などでポインタの位置を検出し、これに基づいて、撮像面の位置を自動的に調節するものである。また、ＵＳＰ−６０２６３１５は、２個の赤外線カメラと３個の反射球を備えたポインタとを使って指示した断層面を自動的に決定して撮影するものである。
【００１０】
第１から第３の手法によれば、撮影する断面の位置や向きをマウスなどの入力手段で調整、設定しなければならず、断面の決定が非常に煩雑である。第４の手法によれば、より簡便に撮影する断面の位置や向きを調整、設定できる点で優れているが、一般的なＭＲＩ装置を用いた画像診断や経皮的な治療、外科手術等での利用を考えると、この手法は設定のための道具や装置が必要となり、それらの準備等を考えると効率が悪く、デバイスの取付けや検出に制約があることも多い。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ＭＲＩ装置による画像診断や直交断面の画像を主に必要とする経皮的治療および外科手術等を考えた時には、単純な操作で自動的に直交する画像を得られる機能を設けることが操作性の向上、すなわち手術時間の短縮に寄与する。
【００１２】
本発明の課題は、単純操作で希望する撮像部位に関連する２断面ないし３断面を得られる機能を持つＭＲＩ装置を実現することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題は、次の手段を導入することにより解決することができる。
【００１４】
即ち、被検体に静磁場と高周波パルスと傾斜磁場とを印加する撮影シーケンスを実行して、前記被検体から発生する磁気共鳴信号を受信し、該受信した磁気共鳴信号に基づいて断層像を生成して表示するＭＲＩ装置において、
撮影画像の表示手段を有し、さらに表示されているＭＲ画像上での注目部位の位置を特定、指定するための入力手段を有し、入力手段により表示画面上で指定された１点を通る２断面ないし３断面を撮影可能とすることによって達成される。
【００１５】
これにより、操作者は、表示画像上において１点を指定するだけで、３断面の画像情報を得ることができ、ＭＲＩ装置の使い勝手を向上することができる。
【００１６】
または、表示画面上において線を指定するだけで２断面の画像情報を、さらに１点を指定すれば３断面の画像情報を得ることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例について、添付図面を参照して説明する。
【００１８】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係るＭＲＩ装置の全体構成を示す模式図である。ＭＲＩ装置は、被検体１０１内部に一様な静磁場Ｂ０を発生させるための静磁場発生磁気回路１０２、Ｘ，Ｙ，Ｚの３方向に強度が線形に変化する傾斜磁場Ｇｘ，Ｇｙ，Ｇｚを発生する傾斜磁場コイル１０９ａ，ｂ、被検体１０１に向けて高周波磁場を印加する送信コイル１１４ａ、被検体１０１から生じる磁気共鳴信号を検出するための検出コイル１１４ｂ、傾斜磁場、高周波パルスを所定の強度とタイミングで発生させるためのシーケンサ１０７、シーケンサの制御や画像処理等の各種処理を行うコンピュータ１０８、画像の表示や格納をするＲＯＭ１２４、ＲＡＭ１２５、磁気ディスク１２６、光磁気ディスク１２７およびディスプレイ１２８を含む信号処理系１０６、各種パラメータや撮像断面の設定等の操作を行うキーボード１２２およびマウス１２３を含む操作部１２１等を有して構成される。なおシムコイル１１８およびこれを駆動するシム電源１１９は静磁場発生磁気回路１０２によって生成される均一な静磁場空間の均一度を微調整するためのものである。
【００１９】
次に動作の概要を説明する。シンセサイザ１１１により発生させた高周波を変調器１１２で変調し電力増幅器１１３で増幅し、送信コイル１１４ａに供給することにより被検体１０１の内部に高周波磁場を発生させ、核スピンを励起させる。被検体１０１から放出される磁気共鳴信号は検出コイル１１４ｂにより受信され、増幅器１１５を通った後、検波器１１６で直交位相検波され、Ａ／Ｄ変換器１１７を介してコンピュータ１０８へ入力される。本実施例では、送信コイル１１４ａと検出コイル１１４ｂは別々に設けているが、送受信両用のものでもよい。コンピュータ１０８にて信号処理した後、前記核スピンの密度分布、緩和時間分布、スペクトル分布等に対応する画像をＣＲＴ等のディスプレイ１２８に表示する。傾斜磁場発生系１０３、送信系１０４はシーケンサ１０７によって制御され、このシーケンサ１０７と検出系１０５はコンピュータ１０８によって制御される。コンピュータ１０８は操作部１２１からの指令により制御される。
【００２０】
撮像断面の位置および角度は、被検体に向って印加される静磁場強度Ｂ０と傾斜磁場強度Ｇｘ，Ｇｙ，Ｇｚ，および送信する高周波の周波数ｆ０によって制御される。例えば、静磁場強度が０．３Ｔにおけるプロトン原子核の共鳴周波数は１２．８ＭＨｚなので、このときスライス方向に強度５ｍＴ／ｍの傾斜磁場が発生している場合、高周波の周波数を１２．８ＭＨｚとすれば磁場中心の位置の断面を撮像でき、周波数を１２．８ＭＨｚから１０６７Ｈｚずらすと、次の式で求まるように、磁場中心から５ｍｍずれた位置の断面を撮像することができる。
（１０６７［Ｈｚ］／１２．８［ＭＨｚ］＊０．３［Ｔ］）／５［ｍＴ／ｍ］＝５ｍｍ　・・・（１）
【００２１】
図２は、本実施例によるＭＲＩ装置の操作をフローチャートで示したものである。まず、ＭＲ撮像を行い（ステップ２００）、計測したＭＲ画像を表示する（ステップ２０１）。
ステップ２００での撮像位置は、任意の従来手法によって位置決めした位置でも良いし、磁場中心でも良い。次に表示された画像に対して、注目点を１点指定する（ステップ２０２）。
【００２２】
注目点とは例えば撮像したい腫瘍、あるいは穿刺針や手術器具の先端領域等で、この１点を含み互いに直交する２断面ないし３断面を撮像する（ステップ２０３）。
【００２３】
具体的には、図３に示すようにステップ２００で撮像したＴＲＳ断面３００上の注目点３０１を指定した場合、これに直交する３断面とはＴＲＳ断面３００の撮像軸ｘ’，ｙ’，ｚ’に直交するＳＡＧ断面３０２とＣＯＲ断面３０３と、参照画像と同位置でのＴＲＳ断面である。あるいは、装置軸ｘ，ｙ，ｚに直交するＳＡＧ断面とＣＯＲ断面とＴＲＳ断面であっても良い（図示していない）。
【００２４】
図３において穿刺針３０４を含む断面を撮像したい場合には、ＴＲＳ断面３００とＣＯＲ断面３０３の重要性が高く、ＳＡＧ断面３０２は重要性が低いと判断されることがある。また、主にＴＲＳ断面３００の画像にて穿刺を行い、時折ＣＯＲ断面３０３やＳＡＧ断面３０２の画像で確認を行うような使い方もある。このような場合は時間分解能の向上のために直交３断面のうちの任意の断面を撮像してもよい。
【００２５】
撮像断面の選択方法としては、表示画像の隣に断面選択ボタン３０５を設け、ここで選択された断面を撮像する。断面選択ボタン３０５は、選択している断面を反転表示する等、視覚的に認知できるようにしておき、１度のクリックで選択、２度のクリックで解除というように、断面の選択、変更が容易に実施できるように構成されている。
【００２６】
このようにして直交２断面ないし３断面の撮像を行い、結果として表示された２枚ないし３枚の画像のいずれかにおいてさらに注目点を１点指定し、その１点を含む直交２断面ないし３断面を撮像するというように、ステップ２０１〜２０３を繰り返す。
【００２７】
これによって、被検体が動いた場合や、あるいは穿刺針や手術器具の位置が変わった場合にも、容易にこの位置を追うことができる。
【００２８】
本実施形態は、特に透視撮像中に有効で、撮影を中断することなくステップ２０１〜２０３を繰り返す。注目点が指定された場合、コンピュータ１０８はその位置を計算し、位置に応じた高周波の周波数、傾斜磁場強度Ｇｘ，Ｇｙ，Ｇｚを計算し、シーケンサ１０７を制御する。制御のタイミングは注目点指定前の画像計測終了後、すなわち次の画像撮像開始時で、シーケンサ１０７は新しい位置に応じた高周波と傾斜磁場を被検体１０１に印加する。
【００２９】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態を図４および図５により説明する。なお、これ以降の実施形態において、本発明に係るＭＲＩ装置の全体構成およびその動作は第１の実施形態で説明したものと同一のものとする。
【００３０】
図４は、本実施例によるＭＲＩ装置の操作をフローチャートで示したものである。まず、最初の参照画像となるＭＲ撮像を行い（ステップ４００）、計測したＭＲ画像を表示する（ステップ４０１）。ステップ４００での撮像位置は、従来手法によって位置決めした位置でも良いし、磁場中心でも良い。次に、表示された画像に対して、注目部位を線で指定する（ステップ４０２）。
【００３１】
注目部位とは例えば撮像したい腫瘍、あるいは穿刺針や手術器具で、腫瘍から穿刺針までの予定穿刺経路を撮像したい、あるいは穿刺針含む断面を撮像したいなど、要望に応じて線を引けばよい。そして、この線を含み互いに直交する２断面を撮像する（ステップ４０３）。
【００３２】
線の引き方は、一般的な手法に依るもので、入力手段であるマウス、ペンタブレットあるいはタッチパネル等を使って、例えばフリーハンドでも良いし、２点の指定によって直線を自動生成しても良い。ただし、フリーハンドの場合は、直線に補間する必要がある。
【００３３】
具体的には、図５に示すようにステップ４００で撮像したＴＲＳ断面５００に対して直線５０１を引いた場合、これを含む２断面とは、ＴＲＳ断面５００に直交するＣＯＲ断面５０２と参照画像と同位置でのＴＲＳ断面である。
【００３４】
このようにして直交２断面の撮像を行い、結果として表示された２枚の画像のいずれかにおいて再び線を指定し、その線を含む２断面を撮像するというように、ステップ４０１〜４０３を繰り返す。
【００３５】
これによって、被検体が動いた場合や、あるいは穿刺針や手術器具の位置が変わった場合にも、容易にこの位置を追うことができる。
【００３６】
本実施形態は、特に透視撮像中に有効で、撮影を中断することなくステップ４０１〜４０３を繰り返す。線が指定された場合、コンピュータ１０８はその位置を計算し、その位置に応じた高周波の周波数、傾斜磁場強度Ｇｘ，Ｇｙ，Ｇｚを計算し、シーケンサ１０７を制御する。制御のタイミングは注目部位指定前の画像計測終了後、すなわち次の画像撮像開始時で、シーケンサ１０７は新しい位置に応じた高周波と傾斜磁場を被検体１０１に印加する。
【００３７】
本実施形態は、第１の実施形態と比較して、撮像したいＣＯＲ断面がＴＲＳ断面５００の撮像軸ｘ’，ｙ’や装置軸ｘ，ｙに直交していない場合に有効である。
【００３８】
（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態を図６および図７により説明する。図６は、本実施例によるＭＲＩ装置の操作をフローチャートで示したものである。まず、ＭＲ撮像を行い（ステップ６００）、計測したＭＲ画像を表示する（ステップ６０１）。ステップ６００での撮像位置は、従来手法によって位置決めした位置でも良いし、磁場中心でも良い。次に、表示された画像に対して、注目部位を点と線で指定する（ステップ６０２）。
【００３９】
注目部位の点と線による指定は例えば撮像したい腫瘍、あるいは穿刺針や手術器具の先端を点で、腫瘍から穿刺針までの予定穿刺針経路、あるいは穿刺針を含む位置を線で示せばよい。そして、この点と線を含む１断面とその断面に直交する注目点を含む２断面、計３断面を撮像する（ステップ６０３）。
【００４０】
線の引き方は、第２の実施形態と同一の手法とする。
【００４１】
具体的には、図７に示すようにステップ６００で撮像したＴＲＳ断面７００に対して点７０１と直線７０２を指定した場合、これを含む３断面とは、ＴＲＳ断面７００に直交するＣＯＲ断面７０３と参照画像と同位置でのＴＲＳ断面、そして点７０１を含み線７０２と直交するＳＡＧ断面７０４である。あるいはＳＡＧ断面はＴＲＳ断面７００の撮像軸ｘ’に直交する断面７０５であっても良い。
【００４２】
このようにして３断面の撮像を行い、結果として表示された３枚の画像のいずれかにおいて再び点と線を指定し、その点と線を含む１断面とその断面に直交する注目点を含む２断面、計３断面を撮像するというように、ステップ６０１〜６０３を繰り返す。
【００４３】
これによって、被検体が動いた場合や、あるいは穿刺針や手術器具の位置が変わった場合にも、容易にこの位置を追うことができる。
【００４４】
本実施形態は、特に透視撮像中に有効で、撮影を中断することなくステップ６０１〜６０３を繰り返す。点と線が指定された場合、コンピュータ１０８はその位置を計算し、その位置に応じた高周波の周波数、傾斜磁場強度Ｇｘ，Ｇｙ，Ｇｚを計算し、シーケンサ１０７は新しい位置に応じた高周波と傾斜磁場を被検体１０１に印加する。
【００４５】
本実施形態は、第２の実施形態と比較して、点と線を指定することによって３断面を撮像できるようにしたものである。撮像断面を２断面から３断面としたことによって、時間分解能が低下することから、要求によって使い分けることが望ましい。
【００４６】
【発明の効果】
本発明によれば、単純操作で２断面ないし３断面の撮像断面を設定でき、ＭＲＩ装置の使い勝手を向上するとともに、手術時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るＭＲＩ装置の全体構成を示す模式図。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る操作のフローチャート。
【図３】本発明の第１の実施形態によって得られる直交断面図の説明図。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る操作のフローチャート。
【図５】本発明の第２の実施形態によって得られる直交断面図の説明図。
【図６】本発明の第３の実施形態に係る操作のフローチャート。
【図７】本発明の第３の実施形態によって得られる直交断面図の説明図。
【符号の説明】
１０１　　　　被検体
１０２　　　　静磁場発生磁気回路
１０３　　　　傾斜磁場発生系
１０４　　　　送信系
１０５　　　　検出系
１０６　　　　信号処理系
１０７　　　　シーケンサ
１０８　　　　コンピュータ
１０９ａ，ｂ　傾斜磁場コイル
１１１　　　　シンセイサイザ
１１２　　　　変調器
１１３　　　　電力増幅器
１１４ａ　　　送信コイル
１１４ｂ　　　検出コイル
１１５　　　　増幅器
１１６　　　　検波器
１１７　　　　Ａ／Ｄ変換器
１２１　　　　操作部
１２８　　　　ディスプレイ
【図１】
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【図２】
2004141269.tif 000004
【図３】
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【図４】
2004141269.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
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