(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体に印加する静磁場を発生する静磁場発生手段と、前記被検体に印加する互いに異なる３方向の傾斜磁場を発生する傾斜磁場発生手段と、前記被検体に印加する高周波磁場パルスを発生する高周波磁場パルス発生手段と、前記被検体から発生する核磁気共鳴信号を検出する信号検出手段と、該信号検出手段により得られた核磁気共鳴信号に基づいて画像を再構成する信号処理手段と、該信号処理手段により再構成された画像の記憶手段と、前記信号処理手段により再構成された画像又は前記記憶手段
に記憶された画像を表示する表示手段と、入力手段と、前記各手段を制御して撮像シーケンスを実行する制御手段を含む磁気共鳴撮像装置において、
前記制御手段は、撮像部位の周期的な動態信号を取り込み、該動態信号の１周期を区切って周期的な複数時相を割り付け、前記動態信号の周期内で前記時相毎に対応付けて前記撮像シーケンスをリアルタイムに実行するとともに、撮像された画像に前記時相情報を関連付けて前記記憶手段に記憶させ、前記入力手段により入力される特定時相に対応する画像を読み出して前記表示手段に表示させることを特徴とする磁気共鳴撮像装置。
【請求項２】
前記動態信号として心電波形を用いる場合において、前記制御手段は心電図Ｒ波を感知した時から次の心電図Ｒ波を感知するまでの時間を一定時間ごとに区切って前記時相を設定することを特徴とする請求項１に記載の磁気共鳴撮像装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記撮像シーケンスをリアルタイムに実行する場合において、リアルタイムに撮像される画像のうち、同一時相に対応する画像を前記表示手段に表示して前記撮像部位の表示画像を更新することを特徴とする請求項１又は２に記載の磁気共鳴撮像装置。
【請求項４】
前記動態信号として呼吸動情報を用いる場合において、前記制御手段は、前記呼吸動情報に基づいて設定される前記時相を撮像画像に関連付けることを特徴とする請求項１又は３に記載の磁気共鳴撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気共鳴撮像装置に関し、具体的には撮像画像の表示に関する。
【０００２】
【従来の技術】
磁気共鳴撮像（以下、ＭＲＩという。）装置は、被検体の主な構成物質であるプロトン、すなわち水素原子核の核磁気共鳴現象を用い、核磁気共鳴現象により被検体から発生する核磁気共鳴信号を検出し、検出された核磁気共鳴信号に基づいてプロトン密度の空間分布や緩和現象の空間分布を画像化することにより人体頭部、腹部、四肢などの形態や機能を２次元もしくは３次元画像に表示する装置として知られている。
【０００３】
このようなＭＲＩ装置は、被検体に静磁場と傾斜磁場を印加しながら被検体に高周波（ＲＦ）パルスを照射して被検体に核磁気共鳴現象を引き起こすようにしている。引き起こされた核磁気共鳴現象により発生された核磁気共鳴信号をＲＦ検出コイルにより検出し、検出された信号を信号処理部により画像信号に変換し、変換された画像信号を例えば２５６〜１０２４の空間分解能でモニタに表示するようにしている。
【０００４】
ところで、ＭＲＩによる心臓イメージングや手術時の穿刺モニタリングなどでは、モニタに表示された画像上で次に撮像すべき断面の位置を任意に決める操作が行われている。例えば心臓の冠状動脈の一部（例えば１０ｃｍ角）を画面に表示し、表示された画像に基づいて例えば動脈の所望の向きや位置の断面位置を決定し、決定した断面位置に基づいて画像を撮像し、撮像された画像から例えば狭窄を観ることによって、心筋梗塞などを初期の段階で発見することが行われている。
【０００５】
撮像断面の位置を決める操作として、次の２つの操作が提案されている。第一に、例えば心臓の静止画像を順番に取得し、取得された静止画像を保存し、保存された静止画像を順番に読み出し、読み出された静止画像に基づいて撮像すべき断面の位置を決める。第二に、例えば心臓をリアルタイム（例えば５〜２０フレーム／秒（ｆｐｓ）のレート）で撮像し、撮像されたリアルタイム画像をグラフィカルユーザインターフェース技術を用いてモニタに表示し、表示された画面上のボタンをクリックして撮像すべき断面位置をリアルタイムに決める。この第二のリアルタイム画像上で断面位置を決定する操作は、”Magnetic Resonance in Medicine: Real-time interactive MRI on a conventional scanner; AB. Kerr 他, 38巻, pp. 355-367(1997)”に報告されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、静止画像を用いて撮像断面の位置を決定する操作では、保存された画像を順番に読み出し、読み出された画像に対して逐次に位置決めをするため、撮像断面の位置決めはバッチ的な処理となり短時間で行うことが困難である。
【０００７】
また、リアルタイム画像を用いて即座に断面を決定する操作では、例えば心臓を撮像する際に、呼吸に伴って横隔膜の位置が変動し、変動した横隔膜により心臓の位置が周期的に変動し、また心拍に伴って心臓の形状と位置も周期的に変動するので、周期的に位置や形状が変動する心臓をリアルタイムに撮像すると、撮像された画像の心臓が次々と位置を変えて表示されるため、表示された画像上で所望の断面位置を正確に決めることが困難である。
【０００８】
本発明の課題は、被検体の撮像断面の位置決め操作を容易にすることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明のＭＲＩ装置は、被検体に印加する静磁場を発生する静磁場発生手段と、前記被検体に印加する互いに異なる３方向の傾斜磁場を発生する傾斜磁場発生手段と、前記被検体に印加する高周波磁場パルスを発生する高周波磁場パルス発生手段と、前記被検体から発生する核磁気共鳴信号を検出する信号検出手段と、該信号検出手段により得られた核磁気共鳴信号に基づいて画像を再構成する信号処理手段と、該信号処理手段により再構成された画像の記憶手段と、前記信号処理手段により再構成された画像又は前記記憶手段に記憶された画像を表示する表示手段と、入力手段と、前記各手段を制御して撮像シーケンスを実行する制御手段を備え、前記制御手段は、撮像部位の動態信号を取り込み、該動態信号に適宜周期的な複数時相を割り付け、該各時相に対応付けて前記撮像シーケンスを実行するとともに、撮像された画像に前記時相情報を関連付けて前記記憶手段に記憶させ、前記入力手段により入力される特定時相に対応する画像を読み出して前記表示手段に表示させることを特徴とする。
【００１０】
このように、撮像部位の動態信号、すなわち撮像部位の動きの状態を表す信号を取り込み、取り込まれた動態信号に適宜周期的な複数時相を割り付ける。例えば、心臓の心電波形を取り込み、取り込まれた心電波形に心電図Ｒ波を感知した時から次の心電図Ｒ波を感知するまでの時間を一定時間毎に区切ってそれぞれ時相を割り付ける。そして、割り付けられた各時相に対応させて心臓の撮像を実行することにより撮像された心臓画像と時相を関連付ける。その結果、関連付けられた時相のうち入力手段により設定された特定時相に対応する画像の心臓は、常にほぼ同じ位置および形状ないし形態となる。それゆえ、特定時相に対応する画像のみを連続に表示させることにより、リアルタイムに心臓を撮像する場合において、観察したい所望の時相における心臓の画像があたかも動きの止まった状態で表示手段に表示される。したがって、表示された、あたかも動きの止まった心臓の画像に基づいて撮像断面の位置と向きを決めることになるので、次々と心臓が位置を変えて表示される画像上で決める場合に比べて、撮像断面の位置と向きを容易に決定できる。
【００１１】
ここで、動態信号として心電波形を例に説明したが、動態信号はこれに限らず、呼吸による撮像部位の動きを表す信号等、撮像部位に応じて適宜異なる動態信号を用いる。例えば、動態信号として呼吸動情報を用いる場合、制御手段は、呼吸動情報に基づいて設定される時相を撮像画像に関連付けることができる。また、他の部位に関する動態信号を利用して撮像部位の表示位置をリアルタイムに補正することにより、撮像部位の動きに応じた表示位置のずれを少なくすることができるので、あたかも動きの止まった撮像部位の画像を表示することができる。また、制御手段については、撮像シーケンスをリアルタイムに実行する場合において、リアルタイムに撮像される画像のうち、同一時相に対応する画像を表示手段に表示して撮像部位の表示画像を更新することができる。また、表示手段については、撮像画像と、その撮像画像に関連付けられた時相と、その撮像画像の撮像面の位置および向きとを同一画面に同時に表示することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明を適用したＭＲＩ装置の構成例を示す。図に示すとおり、被検体１０に印加する静磁場を発生する静磁場磁石１２と、被検体１０に印加する互いに異なる３方向の傾斜磁場を発生する傾斜磁場コイル１４が設けられている。また被検体１０に印加する高周波磁場（ＲＦ）パルスを発生するＲＦコイル１６と、被検体１０からから発生する核磁気共鳴信号を検出するＲＦプローブ１８が備えられている。ＲＦプローブ１８により得られた核磁気共鳴信号に基づいて画像を再構成する信号処理部２０と、信号処理部２０により再構成された画像の記憶部３６と、信号処理部２０により再構成された画像又は記憶部３６に記憶された画像を表示する表示部２２と、入力部３４が設けられて構成されている。そして、撮像シーケンスを実行する制御手段２４が備えられており、制御手段２４により、ＲＦコイル１６に信号を送るＲＦ送信部２８と、ＲＦプローブ１８に信号を送る信号検出部３０と、傾斜磁場コイル１４に信号を送る傾斜磁場電源２６と、信号処理部２０と、表示部２２と、入力部３４と、記憶部３６が制御されるようになっている。
【００１３】
このように構成されるＭＲＩ装置は、被検体１０に静磁場磁石１２により静磁場を印加し、静磁場を印加された被検体１０に対して傾斜磁場コイル１４により互いに異なる３方向の傾斜磁場を印加しながら、ＲＦコイル１６によりＲＦパルスを印加して被検体１０に核磁気共鳴現象を引き起こすようにしている。核磁気共鳴現象により発生された核磁気共鳴信号をＲＦプローブ１８により検出し、検出された核磁気共鳴信号を信号処理部２０により画像再構成し、再構成された画像は表示部２２に表示される。また、画像を記憶部３６に保存するようにすることができる。この場合、記憶部３６の画像を適宜表示部２２に表示することができる。
【００１４】
このようなＭＲＩ装置において、例えば心臓をリアルタイム撮像（例えば２０画像／秒（ｆｐｓ）のレート）し、その画像を表示部２２に表示させる場合、心臓の動きに応じて画像上で心臓の形態及び位置が次々と変化する。したがって、所望の撮像断面の位置を入力設定しようとしても、その位置を正確に決めることが困難である。そこで、本実施形態では、リアルタイムに更新しつつ、あたかも動きの止まった心臓の画像を表示部２２に表示することにより、表示された画像上で観察したい心臓断面の向きや位置を容易に決められる。
【００１５】
ここで、本発明に係る、リアルタイム撮像画像上における撮像断面の位置決め操作を図２に基づいて説明する。図２は、心臓の撮像断面の位置を決める処理手順の一例を示すフローチャートである。
ステップ１００：制御手段２４は、動態信号例えば心臓の心電波形を取り込み、取り込まれた心電波形に基づいてＲ波を感知した時から次のＲ波を感知するまでの時間を一定時間ごとに区切って複数時相を割り付ける。そして、各時相に対応付けてリアルタイム撮像シーケンスを実行する。これによりリアルタイム撮像画像と時相は互いに関連付けられて記憶部３６に保存される。
ステップ１０１：入力部３４を介して、観察したい所望の時相すなわち特定時相が入力設定されているかどうかを確認する。特定時相が設定されていると、ステップ１０２の処理がおこなわれる。一方、特定時相が設定されていない場合、ステップ１０３の処理がおこなわれる。
ステップ１０２：ステップ１００において画像に関連付けられた時相と、ステップ１０１において確認された特定時相とを比較し、比較した時相が互いに一致する場合、その時相に対応するリアルタイム撮像画像を記憶部３６から読み出して表示部２２に表示する。一方、比較した時相が相違する場合、その時相に対応する画像は表示しない。
ステップ１０３：表示部２２に表示されている画像上で例えばポインティングデバイス（図示せず）により画面上の心臓に直線を描き、描かれた直線により所望の撮像断面の位置と向きを決定する。表示画像上で位置と向きの入力がされないときは、ステップ１００に戻って処理を繰り返す。
ステップ１０４：決定された撮像断面の位置や向きに関する撮像面データを算出する。
ステップ１０５：算出された撮像面データに基づいて撮像すべき撮像面の位置を更新し、更新された位置に基づいてステップ１００に示す処理が再びおこなわれ、観察したい断面のリアルタイム撮像画像が取得される。
【００１６】
このような処理手順において、ステップ１００の処理により関連付けられた時相のうち、特定時相に対応するリアルタイム撮像画像の心臓は常にほぼ同じ位置および形態となる。それゆえ、ステップ１００、ステップ１０１、ステップ１０２に示す処理を順次繰り返して、特定時相に対応する画像のみを連続に表示部２２に表示させることにより、観察したい時相における画像の心臓があたかも動きの止まった状態で表示される。したがって、動きの止まった画像上で観察したい撮像断面の位置と向きを決めることになるので、次々と心臓が位置を変えて表示される画像上で決める場合に比べて、撮像断面の位置と向きを容易に決定できる。
【００１７】
この場合、ステップ１００に示す処理において画像と関連付けられる時相として、心電波形に基づいてＲ波を感知した時から次のＲ波を感知するまでの時間を一定時間ごとに区切ったフェイズ（ｐ）すなわち心時相を用いている。これらのフェイズ（ｐ）をｐ＝第１フェイズ、第２フェイズ等とし、それぞれのフェイズに取得したリアルタイム撮像画像を関連付けている。このとき、例えば第１フェイズに関連付けられた画像は、Ｒ波後の１枚目の画像を指し、第２フェイズに関連付けられた画像は、Ｒ波後の２枚目の画像を指す。また、Ｒ波からの累積時間Ｔを管理して時相として用いてもよい。このとき、１枚の画像撮像時間をｔとすると時間ＴはＴ＝ｔ・ｐとなる。
【００１８】
さらに、呼吸動をリアルタイムでモニタし、モニタされた呼吸動を心時相の代わりに時相情報としてリアルタイム撮像画像毎に付随させてもよい。このとき、呼吸動としては、被検体に取り付けられた呼吸センサの動きを電気信号に変換した信号、あるいはナビゲーションエコー、すなわち被検体の動態をエコー信号の変化から読み取るためにＲＦパルスに付加した信号から抽出した信号を用いることができる。さらに、心時相と呼吸動をともにリアルタイム撮像画像に付随して管理すると、被検体が息を止めない場合でも、呼吸動に基づいて心臓の表示位置を補正できるので、心時相のうち特定時相に係るリアルタイム撮像画像を表示することにより、一層正確に同一位置および同一形態の心臓を表示することができる。
【００１９】
また、ステップ１０１で確認される特定時相として、入力部３４を介して入力設定される値の数値を用いることができる。また、この数値入力に代えて、例えば一心拍に係る複数の画像を取得し、取得された画像の中から所望の画像を指定し、指定された画像に付随された時相を用いてもよい。
【００２０】
図３は、リアルタイム撮像画像に位置データと時相データを付随して管理した概念図を示している。図３のＡに示すように、リアルタイムに取得された撮像画像ごとに、その撮像画像に関連付けられた時相データと、撮像面の位置と向きを表している撮像面データとがそれぞれ付随している。
【００２１】
このように、撮像画像に撮像面データと時相データを付随して管理することにより、図３のＢに示すように、撮像画像と、画像取得時における時相と、撮像面の位置と向きとを同時に表示部２２に表示することができるので、撮像面を観察しながら、その撮像面の位置および向きと、撮像面の画像取得時における時相とを常に把握することができる。
【００２２】
また、図３のＣに示すように、画像に付随された撮像面データと時相データとをデータベースとして記憶部３６に保存することにより、所望のときにデータベースの撮像面データと時相データを読み出すことができるので、過去に撮像された撮像画像を同一時相かつ同一撮像面で再表示することができる。
【００２３】
また、表示部２２に撮像面データをＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸からなる３次元で表示させることにより、現在表示されている撮像面の断層位置を視覚的、直感的に把握することができる。
【００２４】
さらに、リアルタイムに心臓を撮像すると同時に、その心臓に係る心電波形を撮像画像に付随させ、付随された心電波形を撮像画像と同時に表示部２２に表示することにより、表示された撮像画像を観察しつつ心電波形も確認することができる。これにより、画像が不整脈などで画質が劣化しているとき、劣化した画像に対応する心電波形を直ぐに参照できるので、治療に関する判断を迅速に行うことができる。
【００２５】
以上、実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明に係るＭＲＩ装置により撮像できる対象は心臓に限らず、肝臓、腎臓、肺、血管などに適用することができる。
【００２６】
【発明の効果】
以上述べたとおり、本発明によれば、被検体の撮像断面の位置決め操作を容易にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用したＭＲＩ装置の構成例である。
【図２】心臓の撮像断面の位置を決める処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図３】リアルタイム撮像画像に位置データと時相データを付随させた概念図である。
【符号の説明】
１０  被検体
１２  静磁場磁石
１４  傾斜磁場コイル
１６  ＲＦコイル
１８  ＲＦプローブ
３４  入力部
３６  記憶部
【図１】
0004117533.tif 000002
【図２】
0004117533.tif 000003
【図３】
0004117533.tif 000004