核磁気共鳴撮像装置
【課題】手術ナビゲーションシステムやＩＳＣ機能などの手術支援機能を操作性よく実行でき、記憶装置の容量の増大を防止できるＭＲＩ装置を提供する。
【解決手段】被検体を撮像するＭＲ撮像部と、ポインタ27で指示した被検体の所望の位置を検出する位置検出デバイス９と、ＭＲ画像及び他の撮像装置からの画像や映像を取り込み格納する映像記録部34と、位置検出デバイス９が検出した所定の位置の位置情報を、ＭＲ撮像部における撮像断面の位置情報に変換する計算部19と、計算部19からの情報にＭＲ撮像部及び映像記録部を制御する制御部23と、画像を表示する表示部とを備え、制御部23は、ポインタ27が位置検出デバイスの検出圏内か否かをトリガーとして各ソフトの動作及び各種映像の取り込みの開始・中断を制御する。
【解決手段】被検体を撮像するＭＲ撮像部と、ポインタ27で指示した被検体の所望の位置を検出する位置検出デバイス９と、ＭＲ画像及び他の撮像装置からの画像や映像を取り込み格納する映像記録部34と、位置検出デバイス９が検出した所定の位置の位置情報を、ＭＲ撮像部における撮像断面の位置情報に変換する計算部19と、計算部19からの情報にＭＲ撮像部及び映像記録部を制御する制御部23と、画像を表示する表示部とを備え、制御部23は、ポインタ27が位置検出デバイスの検出圏内か否かをトリガーとして各ソフトの動作及び各種映像の取り込みの開始・中断を制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、核磁気共鳴撮像装置（以下、ＭＲＩ装置という）に係り、特にＭＲＩ画像を手術や治療のガイドとして用いる手術ナビゲーションシステムや、手術中に特定の指示デバイスによって指定された任意の断面の撮像を可能にするインタラクティブスキャン（ＩＳＣ）機能を備えたＭＲＩ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、手術時の穿刺モニタリングや経皮的治療などにＭＲＩ画像をモニターとして用いる手法（Ｉ−ＭＲＩ：Interventional-MRI或いはIntraoperative-MRI）が開発、実用化されている。Ｉ−ＭＲＩでは、手術や治療中に撮像する断層面を任意に設定してリアルタイムで撮像したいという要望があり、断層面指示デバイスを用いた手法が種々提案されている。
【０００３】
この手法はインタラクティブスキャン（ＩＳＣ）と呼ばれ、断層面指示デバイスで撮像したい部位を指示することによって、指示された位置を含む断面を決定し、当該断面をＭＲＩ装置でリアルタイムで撮像し、表示するものである。断層面指示デバイスとしては、ポインタに設けられた複数の発光ダイオードの位置を赤外線カメラで検出する方式や、ポインタに設けた反射球を２個の赤外線カメラで検出する方式などがあり、それぞれ特許文献１、特許文献２に提案されている。
【０００４】
一方、位置検出装置と予め撮像したＭＲＩ画像、ＣＴ画像等のボリュームデータを利用した手術ナビゲーションシステムと呼ばれるシステムも実用化されつつある。このシステムは、手術中に患者に対してポインタなどで所望の位置を指定することにより、指定された位置を含む患者の直交３断面をモニターに表示して手術操作をガイドするものであり、脳神経外科手術などの高精度の外科手術に適用されている。このような手術ナビゲーションの技術は、例えば特許文献３、特許文献４に記載されている。
【０００５】
これらＩＳＣ及び手術ナビゲーションは、いずれも撮像すべき現実の位置或いは断面を表示すべき現実の位置の検出を伴う技術であり、組合わせることによりＩ−ＭＲＩの利便性が増すと考えられる。例えば、両方の画像の差分や加算を行なうことにより、治療の進行具合を確認することが可能になる。
さらに上述した高精度の外科手術では、内視鏡や顕微鏡なども多用されており、これら映像装置からの映像も手術ガイドとして利用されている。
【特許文献１】米国特許5365927号公報
【特許文献２】米国特許6026315号公報
【特許文献３】特開2002-35007号公報
【特許文献４】特開2003-79637号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の手術ナビゲーション及びＩＳＣでは、入出力装置を介して動作の開始を指示すると、終了の指令を送るまで動作が続けられるので、これら技術を組合わせる場合、その都度、動作の開始と終了を指示する必要があり、このような機器の操作は術者の負担となる。またＭＲＩ装置以外のモダリティからの情報、例えば内視鏡や顕微鏡などの映像装置の画像や映像を併用する場合、そのデータは手術ナビゲーションやＩＳＣの開始とともに記録装置に取り込まれ、終了まで続けられる。このため記憶装置の容量が大幅に増加するという問題がある。
【０００７】
そこで本発明は、手術ナビゲーションシステムやＩＳＣ機能などの手術支援機能を備えたＭＲＩ装置において、両機能を操作性よく実行することができるＭＲＩ装置を提供することを目的とする。また本発明は、記憶装置の負担を軽減し操作性の優れたＭＲＩ装置を提供することを目的とする。さらに本発明は、ナビゲーションに用いる画像の取得時とＩＳＣ実行時との間に生じ得る体動等による位置ずれの問題を解決し、手術や治療の進行を高画質のＭＲＩ画像で観察することが可能なＭＲＩ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決する本発明のＭＲＩ装置は、核磁気共鳴を利用して被検体を撮像するＭＲ撮像部と、前記ＭＲ撮像部に置かれた被検体の所望の位置を検出する位置検出部と、前記ＭＲ撮像部が撮像した画像及び他の撮像装置からの画像や映像を取り込み格納する映像記録部と、前記位置検出部が検出した所定の位置の位置情報を、前記ＭＲ撮像部における撮像断面の位置情報に変換する計算部と、前記計算部からの情報に前記ＭＲ撮像部及び映像記録部を制御する制御部と、前記画像を表示する表示部とを備え、前記位置検出部は、被検体の所望の位置を指示する指示手段と、前記指示手段が指示する位置を検出する検出手段とを備え、前記制御部は、前記指示手段が前記検出手段の検出圏内であるときに前記映像記録部における各種映像の取り込みを行い、前記指示手段が前記検出手段の検出圏外であるときに各種映像の取り込みを行なわないように前記映像記録部を制御することを特徴とする。
【０００９】
また本発明のＭＲＩ装置は、好適には、位置検出部が、被検体に固定された特定の点或いは特定の特徴部の位置を検出する第２の検出手段を備え、前記制御部は、前記第２の検出手段が前記特定の点或いは特定の特徴部が移動したことを検出したときに、その移動量に基き前記ＭＲ撮像部の撮像断面を補正する。
【００１０】
また本発明のＭＲＩ装置は、前記制御部は、前記位置検出部が検出した位置の位置情報に基き、前記映像記録部に格納された被検体の３Ｄ画像から前記検出位置に対応する位置を含む断面像を作成する画像作成手段を備え、前記断面像を前記表示部に表示する。
【００１１】
この場合、好適には、画像作成手段は、作成した断面像と、前記ＭＲ撮像部が作成した断面像との加算画像及び／又は差分画像を作成し、表示部に表示する機能を備える。より好適には、位置検出部は、被検体に固定された特定の点或いは特定の特徴部の位置を検出する第２の検出手段を備え、制御部は、第２の検出手段が前記特定の点或いは特定の特徴部が移動したことを検出したときに、その移動量に基き、前記画像作成手段が作成する断面の位置又は前記ＭＲ撮像部の撮像断面を補正する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のＭＲＩ装置によれば、ＩＳＣ機能を備えた装置において、指示手段が位置検出部の検出圏内か圏外であるかをトリガーとして映像記録部への画像や映像の取り込みを制御しているので、術者が手術中に映像記録部の動作を手動で動作する必要がなく、操作性がよい。また映像記録部への不必要な画像や映像の取り込みを行なわないので、容量を増大させることなく記録動作を行なうことができる。
【００１３】
また本発明のＭＲＩ装置によれば、被検体に固定された特定の点或いは特定の特徴部を検出する第２の検出手段を備えることにより、ＩＳＣ機能を利用して被検体の画像をリアルタイムで取得していく場合に、被検体に体動等の動きがあってもそれに自動的に追従して所望の断面を撮像することができる。
【００１４】
また本発明のＭＲＩ装置は、手術ナビゲーション機能を付加することができ、その際、リアルタイムで撮像した断面像と手術ナビゲーションによって作成された術前画像との差分画像や加算画像を作成することにより、手術や治療の進行状況をリアルタイムで観察できる。その際、第２の検出手段で被検体に固定された特定の点或いは特定の特徴部の移動を検出することにより、術前画像と術中画像の位置ずれを補正することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
図１は、手術ナビゲーションシステムを組み込んだＭＲＩ装置の全体概要を示す図である。このＭＲＩ装置は、上下に磁石を配置した垂直磁場方式のオープンタイプの装置で、開放された静磁場空間に被検体を寝かせた状態で手術や治療を行なうことができるように構成されており、主としてＭＲ撮像部、三次元位置検出部、制御部23、映像記録部34、入出力部36などからなる。このＭＲＩ装置には、必要に応じて、内視鏡や顕微鏡などの撮像装置40がセットされる。
【００１６】
ＭＲ撮像部は、被検体が寝かせられる空間に均一な静磁場を発生する上部磁石３と下部磁石５とからなる静磁場発生部と、上部磁石３及び下部磁石５を連結する支柱７と、被検体24を載せるベッド21と、ＭＲ撮像部で撮影した画像を表示するモニター13と、図示していないが、静磁場発生部に近接して配置された傾斜磁場コイルと、被検体24に高周波磁場を印加するためのＲＦ送信コイル及び被検体24から発生するＮＭＲ信号を受信するためのＲＦ受信コイルとを備えている。傾斜磁場コイル、ＲＦ送信コイル及びＲＦ受信コイルは、それぞれ図示しない傾斜磁場発生部、ＲＦ送信部及びＲＦ受信部に接続されている。モニター13は、上部磁石３に支持部15を介して固定されている。
【００１７】
三次元位置検出部は、２台の赤外線カメラ25を搭載した位置検出デバイス９と、撮影空間の座標の基準位置となる基準ツール17と、被検体24の任意の位置を指示するためのポインタ27と、赤外線カメラ25が検出したポインタ27の位置データを受信し、装置座標系や画像座標系のデータに変換する計算部19とを備えている。位置検出デバイス９は、アーム11を介して上記ガントリに支持されており、ポインタ27の位置を検出しやすい任意の位置に設定できるようになっている。
【００１８】
基準ツール17は、赤外線カメラ25の座標系とＭＲ撮像部の座標系とをリンクさせるもので、３つの反射球35を備え、上部磁石３の側面に設けられている。ポインタ27は、基準ツール17と同様に３つの反射球を備えており、穿刺針などの術具に固定されている。各反射球の位置と術具先端との関係は予め計算部19に登録（術具の登録）されている。術具の登録は、ポインタ27の反射球の一つを原点としたときに、その他の反射球の位置及び術具先端の位置及び方向ベクトルなどの情報を計算部19内の記憶部に記憶させる操作であり、登録専用の器具にポインタ27を固定した術具をセットして、各反射球の位置等を位置検出器で読み取ることによって行なれ、一度レジストレーションを実施した後、特別の条件変更などがなければ再レジストレーションを行なう必要はない。計算部19は、この実施形態ではパーソナルコンピューター（ＰＣ）上に構築されており、ＲＳ２３２ケーブル33等を介して赤外線カメラ25からのデータを連続的に受信し、所定の座標変換計算を行なった後、手術ナビゲーションやＩＳＣに必要なポインタ27の位置情報を制御部23に送る。
【００１９】
制御部23は、ＭＲ撮像部及び映像記録部34の動作を制御するとともに、ＭＲ撮像部で撮像した画像の再構成や映像記録部34に記憶された画像を用いて手術ナビゲーションに必要な画像の作成を行なう(画像作成部38機能)。具体的には、計算部19からの位置情報に基き、ＭＲ撮像部を駆動して当該位置を含む断面を所定のパルスシーケンスに従いリアルタイムで撮像し、リアルタイム画像をモニター13に表示させる（ＩＳＣ機能）。また計算部19からの位置情報に基き、予め映像記録部34に格納された被検体の３Ｄ画像から所定の断面の画像を作成するとともに、必要に応じてリアルタイム画像と所定断面画像との加算画像や差分画像を作成し、モニター13に表示させる（手術ナビゲーション機能）。入出力部36は、制御部23に種々の指令を入力するためのものである。
【００２０】
映像記録装置34は、画像及び映像の両フォーマットに対応しており、ＭＲ撮像部で撮像した画像や予め撮像された３Ｄ画像などを格納するとともに、内視鏡や顕微鏡などの各種撮像装置をＭＲＩ装置と併用する場合には、これら撮像装置からの映像を取り込み格納する。これら画像及び映像は、入出力部36のモニターやモニター13に表示される。
【００２１】
次に上記構成のＭＲＩ装置の動作を、図２〜図４を参照して説明する。図２は動作手順を示すフロー図、図３は動作のタイミングを示す図、図４は入出力部36のＧＵＩの一例を示す図である。
【００２２】
ＧＵＩのスタートメニューとして、手術ナビゲーションソフト、ＩＳＣソフト、映像データ記録などの各種手術支援ソフトが表示されるので、それらを選択し起動する（ステップ101）。即ち、図４に示すＩＳＣ・ナビゲーションスタートボタン410及び映像データ記録ボタン411を選択する。但し、この時点では、選択されたソフトのそれぞれの動作は開始せず、ポインタ27を赤外線カメラ25が捉えていることをトリガーとして開始する。
【００２３】
動作の開始に先立って、必要に応じて３Ｄ撮像ボタン408又は409を選択し被検体の３Ｄ撮像を実行する（ステップ102、103）。撮像ボタン408、409は撮像対象組織に応じてＴ1画像かＴ2画像とするかを選択できるようになっている。３Ｄ撮像した画像データは赤外線カメラの座標と画像空間座標との関連付け（レジストレーション）に用いられるとともに、被検体の術前ＭＲ画像としても利用できる。レジストレーションでは、被検体上の特定の点をポインタ27を固定した術具で指示して赤外線カメラ25で検出し、カメラ座標による特定の点の位置と画像空間座標における特定点の位置とから両座標の座標変換行列を作成し、それを計算部19に登録する（ステップ103）。被検体上の特定の点とは、撮像したＭＲＩ画像において判別可能な点であって且つ術具で指示することが可能な点であり、具体的には、耳や鼻の先端などの外形的特徴のある部位やＭＲＩ装置で検出可能なマーカーを取り付けた場合にはマーカー位置を特定の点とする。
【００２４】
このようなカメラ座標と画像空間座標との関連付けの登録が完了した後に、赤外線カメラ25がポインタ27を捉えると（ステップ104）、撮像装置40からの映像記録部34への記録が開始されるとともに（ステップ105）、ナビゲーション及びＩＳＣの動作が開始される（ステップ106、107）。本実施形態のＭＲＩ装置では、ボタン412を選択することにより、赤外線カメラがポインタを捉えているか否かを表示させるようになっている。
【００２５】
ナビゲーションが開始されると、ポインタ27が固定された術具で被検体24の任意の部位を指示すると、ポインタ27の位置を赤外線カメラ25が読み取り、その位置情報を計算部19に送る。計算部19は、予め登録されたポインタ27の座標情報及びカメラ座標と画像空間座標との座標変換情報を用いて、ポインタ27によって指定された位置(点)を、映像記録装置34に格納された３Ｄ画像座標の位置に変換し、その点を含む一断面とそれに直交する２つの直交断面の決定する。３つの直交断面としては、例えばポインタによって指定された点Ａを含む画像空間座標Ｘ、Ｙ、Ｚ軸に沿った３断面か、或いは点Ａを含みポインタの指示方向と直交する断面Ｂと、点Ａ及び術具の軸を含み断面Ｂに直交する２つの断面Ｃ，Ｄとする。これら直交三断面の情報は制御部23に渡され、制御部23は映像記録装置34に格納された３Ｄ画像から、直交三断面の画像を作成し、モニター13に表示させる。必要に応じて３Ｄ画像から作成した他の画像、例えばボリュームレンダリング画像などを同時に表示させる。
【００２６】
図４はモニター13に表示された画像の一例を示す図で、表示画面402には、術前に撮像した３Ｄ画像から作成した３つの断面像とボリュームレンダリング像が表示されている。
【００２７】
またＩＳＣが開始されると、計算部19は、赤外線カメラ25が読み取ったポインタ27によって指定された位置と方向をＭＲ撮像部で用いる位置データに変換し、制御部23に渡す。制御部23は、ポインタ27によって指定された位置（点）を含み、ポインタ27の指示方向に直交する断面を撮像断面とするように傾斜磁場を決定し、所定のパルスシーケンスを実行し、ＭＲ撮像部による撮像を開始する。再構成されたＭＲ画像は、リアルタイムでモニター13に表示される。図４の表示画面405には、ＩＳＣにより撮像されたリアルタイム画像が表示されている。
【００２８】
次に、赤外線カメラ25がポインタ27の先端の位置が変わったことを検出すると、手術ナビゲーション機能により、新たな位置を含む直交三断面を作成するとともに、ＩＳＣ機能によりポインタ27の先端を含む断面を撮像する。こうしてポインタ27の位置が変更される度に、上記動作を繰り返すことにより、常に穿針先端を含む断面の画像がリアルタイムで更新され、表示される。
【００２９】
また赤外線カメラ25がポインタ27の位置を捉えることができない場合には（ステップ111）、ナビゲーションソフト及びＩＳＣソフトを停止するとともに各種映像記録装置からの映像の取り込み記録を停止する（ステップ112、113）。その後、終了の指示（ステップ114）があるまでは、赤外線カメラ25がポインタ27を捕らえると（ステップ104）、再度、映像の取り込み、ナビゲーション、ＩＳＣを再開する（ステップ105〜111）。また各種ソフトの停止の間に、位置検出デバイス９の位置や被検体の位置の移動があった場合には、再度３Ｄ撮像を行なってカメラ座標と画像空間座標との関連付けのためのレジストレーションを行った後（ステップ102〜103）、ソフトを再開する。
【００３０】
このように本実施形態によれば、ポインタ27が赤外線カメラ25の検出圏内か圏外かをトリガーとして各種撮像装置からの映像の取り込み、手術支援ソフトの動作開始・終了を行なうようにしているので、手術支援ソフトが動作しない間に不必要な映像の取り込みを中止でき、映像記録部の容量の増大を防止できる。この様子を従来の手術支援ソフトの場合と比較して図３に示す。図中、（ａ）は赤外線カメラ25によるポインタの検出を示し、（ｂ）及び（ｃ）は、それぞれ本実施形態による映像・画像記録のタイミング、従来の映像・画像記録のタイミングを示す。図示するように、従来は、例えば治療が一時中断してポインタが検出されないようになった場合にも、一度手術支援ソフトが開始されるとその終了までは映像・画像記録が継続していたが、本実施形態によれば、ポインタの検出をトリガーとして映像・画像記録が開始・中断されるので、必要な映像・画像記録だけを行なうことができる。
【００３１】
次に本発明のＭＲＩ装置の第２の実施の形態として、ＩＳＣ機能と手術ナビゲーション機能の付加機能として両者の加算画像及び差分画像作成機能を備えたＭＲＩ装置の動作を説明する。
【００３２】
図５は、動作の手順を示すフロー図で、図２と同じ手順については同一の符号で示している。このＭＲＩ装置でも、赤外線カメラ25が術具に固定されたポインタを捉えているか否かによって、ナビゲーション及びＩＳＣ撮像並びに映像の取り込みを開始・中断することは図２の実施形態と同じである。但し、本実施形態では、ナビゲーションで作成された断面画像とＩＳＣの画像とを加算、差分し、結果画像をモニターに表示させる。
【００３３】
即ち、各動作が開始し、ポインタ27によって指定された一つの点Ａについて、手術ナビゲーションによる直交三断面の画像と、ＩＳＣによる撮像断面の画像が作成されると、制御部23は、直交三断面画像の一つ(断面Ｂ)とＩＳＣによるリアルタイム画像とを加算／差分し、図４に示すような加算画像407及び差分画像406を作成し、モニター13に表示させる（ステップ108〜110）。直交三断面は、手術の始まる前に取得した３Ｄ像から作成した画像であり、一方、ＩＳＣ画像は手術中にリアルタイムで撮像された画像である。従って、これらを加算或いは差分して表示することにより、手術や治療の経過を観察することが可能になる。例えば温熱治療などにおいて、治療部位が徐々に広がる様子を観察することができる。但し、両画像は取得した時が異なるため、その間に体動などがあると、位置ずれを生じる。即ち、予め取得した３Ｄ画像から作成した直交断面は、ポインタ27によって指示した点からずれた点を含む直交断面となる可能性がある。そこで、加算画像及び差分画像を作成するのに先立って、両画像の位置ずれの補正を行なう（ステップ108）。
【００３４】
位置ずれの補正方法としては、特開2003-339666号公報に記載された方法などの公知の手法を応用することができる。ここでは、被検体に赤外線カメラ25で検出可能なポインタを取り付けた場合について説明する。図６は、ポインタ603を被検体の頭部601に装着した様子を示す図であり、（a）は側面図、（b）は頭頂側から見た図である。図示するように少なくとも３箇所にポインタ603を取り付けた帯状の装着具602を頭部に固定しておく。３点のポインタの位置情報を用いることにより、体動等による三次元的な位置変化を検出することができる。そして、術前に３Ｄ画像を撮像する際（ステップ103）及びＩＳＣ開始時（ステップ107）に、例えば図７に示すように、基準ツール702に対するポインタ603の相対位置を赤外線カメラ701で検出する。この場合の赤外線カメラ701は、位置検出デバイス９の赤外線カメラ25を兼用してもよいし、別の位置検出デバイスを用いてもよい。
【００３５】
そして、ＩＳＣ開始時のポインタ603の位置が術前の位置から変化していたときには、検出した位置情報に基き、例えばＩＳＣの撮像断面を703から705に補正する。或いはＩＳＣによる撮像断面は、そのままにして手術ナビゲーションによる直交三断面の中心座標(点Ａ)を補正し、再度作成する。これにより位置ずれが補正された状態で、手術ナビゲーション画像とＩＳＣ画像との加算或いは差分を行うことができ、診断に有効な高画質の画像を表示することができる。
【００３６】
この場合、リアルタイムで撮像する被検体の撮像断面が固定されている場合には、その撮像断面に対応する部位にポインタを取り付けた装着具を固定し、ポインタの移動に合わせて撮像断面を補正してＩＳＣ撮像することにより、常に手術ナビゲーションに用いる３Ｄ画像とＩＳＣ画像との位置関係を一定に保つことができ、事後的な処理では補正できない回転等の移動にも対応することができる。この場合には、ポインタを取り付けた装着具がＩＳＣにおける断面指示手段として機能することになる。
【００３７】
なお手術ナビゲーションでも、ポインタ27を取り付けた術具の位置を赤外線カメラ25で検出するので、上述のポインタを用いた位置補正では、手術ナビゲーションのためのポインタ27位置検出と位置補正のためのポインタ603位置検出とを別個に行なう必要がある。また手術部位や患者の事情によりポインタを取り付けることが困難な場合もある。このような場合には、位置ずれの検出としてポインタ以外の位置検出手段を利用してもよい。そのような一例として、レーザを用いたサーフェススキャンによる位置検出を図８に示す。
【００３８】
サーフェススキャン法により位置検出を行なう場合にも、術前にレーザ801を用いてサーフェススキャンした患部形状802を計算部19に登録しておき、手術中は随時、患部形状803を取得し、登録した患部形状802からの位置ずれを算出し、リアルタイム撮像における撮像面804を算出された位置ずれに基き補正し、撮像する。これによりポインタを装着した場合と同様に常に３Ｄ画像とＩＳＣ画像との位置関係を一定に保つことができる。
【００３９】
上述の動作は、赤外線カメラ25がポインタ27を捉えている間、繰り返し実行され、常に穿針先端を含む断面の画像及び加算／差分画像がリアルタイムで更新され、表示される。
【００４０】
また赤外線カメラ25がポインタ27の位置を捉えることができない場合には（ステップ111）、ナビゲーションソフト及びＩＳＣソフトを停止するとともに各種映像記録装置からの映像の取り込み記録を停止する（ステップ112、113）。その後、終了の指示（ステップ114）があるまでは、赤外線カメラ25がポインタ27を捕らえると（ステップ104）、再度、映像の取り込み、ナビゲーション、ＩＳＣを再開する（ステップ105〜111）。
【００４１】
このように本実施形態によれば、図２の実施形態と同様に、赤外線カメラ25によってポインタ27が捉えられたことをトリガーとして各種映像記録装置からの映像の取り込み、手術支援ソフトの動作開始を行なうことにより、記録装置の容量の増大を防止できる。また本実施形態によれば、術前画像と術中に撮像されたリアルタイム画像とを常に同一の位置関係で表示することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明が適用される手術支援機能を備えたＭＲＩ装置の全体概要を示す図
【図２】本発明のＭＲＩ装置の一実施形態の動作を示すフロー図
【図３】本発明のＭＲＩ装置に表示部の表示例を示す図
【図４】本発明及び従来のＭＲＩ装置の動作を示すタイミング図
【図５】本発明のＭＲＩ装置の他の実施形態の動作を示すフロー図
【図６】撮像断面の位置検出のための装着具の一例を示す図
【図７】図６の装着具を用いた撮影断面位置補正を説明する図
【図８】撮像断面位置補正の別の手法を説明する図
【符号の説明】
【００４３】
９・・・位置検出デバイス、13・・・モニター、17・・・基準ツール、23・・・制御部、27・・・ポインタ、34・・・映像記録部、36・・・入出力部、40・・・その他の撮像装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、核磁気共鳴撮像装置（以下、ＭＲＩ装置という）に係り、特にＭＲＩ画像を手術や治療のガイドとして用いる手術ナビゲーションシステムや、手術中に特定の指示デバイスによって指定された任意の断面の撮像を可能にするインタラクティブスキャン（ＩＳＣ）機能を備えたＭＲＩ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、手術時の穿刺モニタリングや経皮的治療などにＭＲＩ画像をモニターとして用いる手法（Ｉ−ＭＲＩ：Interventional-MRI或いはIntraoperative-MRI）が開発、実用化されている。Ｉ−ＭＲＩでは、手術や治療中に撮像する断層面を任意に設定してリアルタイムで撮像したいという要望があり、断層面指示デバイスを用いた手法が種々提案されている。
【０００３】
この手法はインタラクティブスキャン（ＩＳＣ）と呼ばれ、断層面指示デバイスで撮像したい部位を指示することによって、指示された位置を含む断面を決定し、当該断面をＭＲＩ装置でリアルタイムで撮像し、表示するものである。断層面指示デバイスとしては、ポインタに設けられた複数の発光ダイオードの位置を赤外線カメラで検出する方式や、ポインタに設けた反射球を２個の赤外線カメラで検出する方式などがあり、それぞれ特許文献１、特許文献２に提案されている。
【０００４】
一方、位置検出装置と予め撮像したＭＲＩ画像、ＣＴ画像等のボリュームデータを利用した手術ナビゲーションシステムと呼ばれるシステムも実用化されつつある。このシステムは、手術中に患者に対してポインタなどで所望の位置を指定することにより、指定された位置を含む患者の直交３断面をモニターに表示して手術操作をガイドするものであり、脳神経外科手術などの高精度の外科手術に適用されている。このような手術ナビゲーションの技術は、例えば特許文献３、特許文献４に記載されている。
【０００５】
これらＩＳＣ及び手術ナビゲーションは、いずれも撮像すべき現実の位置或いは断面を表示すべき現実の位置の検出を伴う技術であり、組合わせることによりＩ−ＭＲＩの利便性が増すと考えられる。例えば、両方の画像の差分や加算を行なうことにより、治療の進行具合を確認することが可能になる。
さらに上述した高精度の外科手術では、内視鏡や顕微鏡なども多用されており、これら映像装置からの映像も手術ガイドとして利用されている。
【特許文献１】米国特許5365927号公報
【特許文献２】米国特許6026315号公報
【特許文献３】特開2002-35007号公報
【特許文献４】特開2003-79637号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の手術ナビゲーション及びＩＳＣでは、入出力装置を介して動作の開始を指示すると、終了の指令を送るまで動作が続けられるので、これら技術を組合わせる場合、その都度、動作の開始と終了を指示する必要があり、このような機器の操作は術者の負担となる。またＭＲＩ装置以外のモダリティからの情報、例えば内視鏡や顕微鏡などの映像装置の画像や映像を併用する場合、そのデータは手術ナビゲーションやＩＳＣの開始とともに記録装置に取り込まれ、終了まで続けられる。このため記憶装置の容量が大幅に増加するという問題がある。
【０００７】
そこで本発明は、手術ナビゲーションシステムやＩＳＣ機能などの手術支援機能を備えたＭＲＩ装置において、両機能を操作性よく実行することができるＭＲＩ装置を提供することを目的とする。また本発明は、記憶装置の負担を軽減し操作性の優れたＭＲＩ装置を提供することを目的とする。さらに本発明は、ナビゲーションに用いる画像の取得時とＩＳＣ実行時との間に生じ得る体動等による位置ずれの問題を解決し、手術や治療の進行を高画質のＭＲＩ画像で観察することが可能なＭＲＩ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決する本発明のＭＲＩ装置は、核磁気共鳴を利用して被検体を撮像するＭＲ撮像部と、前記ＭＲ撮像部に置かれた被検体の所望の位置を検出する位置検出部と、前記ＭＲ撮像部が撮像した画像及び他の撮像装置からの画像や映像を取り込み格納する映像記録部と、前記位置検出部が検出した所定の位置の位置情報を、前記ＭＲ撮像部における撮像断面の位置情報に変換する計算部と、前記計算部からの情報に前記ＭＲ撮像部及び映像記録部を制御する制御部と、前記画像を表示する表示部とを備え、前記位置検出部は、被検体の所望の位置を指示する指示手段と、前記指示手段が指示する位置を検出する検出手段とを備え、前記制御部は、前記指示手段が前記検出手段の検出圏内であるときに前記映像記録部における各種映像の取り込みを行い、前記指示手段が前記検出手段の検出圏外であるときに各種映像の取り込みを行なわないように前記映像記録部を制御することを特徴とする。
【０００９】
また本発明のＭＲＩ装置は、好適には、位置検出部が、被検体に固定された特定の点或いは特定の特徴部の位置を検出する第２の検出手段を備え、前記制御部は、前記第２の検出手段が前記特定の点或いは特定の特徴部が移動したことを検出したときに、その移動量に基き前記ＭＲ撮像部の撮像断面を補正する。
【００１０】
また本発明のＭＲＩ装置は、前記制御部は、前記位置検出部が検出した位置の位置情報に基き、前記映像記録部に格納された被検体の３Ｄ画像から前記検出位置に対応する位置を含む断面像を作成する画像作成手段を備え、前記断面像を前記表示部に表示する。
【００１１】
この場合、好適には、画像作成手段は、作成した断面像と、前記ＭＲ撮像部が作成した断面像との加算画像及び／又は差分画像を作成し、表示部に表示する機能を備える。より好適には、位置検出部は、被検体に固定された特定の点或いは特定の特徴部の位置を検出する第２の検出手段を備え、制御部は、第２の検出手段が前記特定の点或いは特定の特徴部が移動したことを検出したときに、その移動量に基き、前記画像作成手段が作成する断面の位置又は前記ＭＲ撮像部の撮像断面を補正する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のＭＲＩ装置によれば、ＩＳＣ機能を備えた装置において、指示手段が位置検出部の検出圏内か圏外であるかをトリガーとして映像記録部への画像や映像の取り込みを制御しているので、術者が手術中に映像記録部の動作を手動で動作する必要がなく、操作性がよい。また映像記録部への不必要な画像や映像の取り込みを行なわないので、容量を増大させることなく記録動作を行なうことができる。
【００１３】
また本発明のＭＲＩ装置によれば、被検体に固定された特定の点或いは特定の特徴部を検出する第２の検出手段を備えることにより、ＩＳＣ機能を利用して被検体の画像をリアルタイムで取得していく場合に、被検体に体動等の動きがあってもそれに自動的に追従して所望の断面を撮像することができる。
【００１４】
また本発明のＭＲＩ装置は、手術ナビゲーション機能を付加することができ、その際、リアルタイムで撮像した断面像と手術ナビゲーションによって作成された術前画像との差分画像や加算画像を作成することにより、手術や治療の進行状況をリアルタイムで観察できる。その際、第２の検出手段で被検体に固定された特定の点或いは特定の特徴部の移動を検出することにより、術前画像と術中画像の位置ずれを補正することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
図１は、手術ナビゲーションシステムを組み込んだＭＲＩ装置の全体概要を示す図である。このＭＲＩ装置は、上下に磁石を配置した垂直磁場方式のオープンタイプの装置で、開放された静磁場空間に被検体を寝かせた状態で手術や治療を行なうことができるように構成されており、主としてＭＲ撮像部、三次元位置検出部、制御部23、映像記録部34、入出力部36などからなる。このＭＲＩ装置には、必要に応じて、内視鏡や顕微鏡などの撮像装置40がセットされる。
【００１６】
ＭＲ撮像部は、被検体が寝かせられる空間に均一な静磁場を発生する上部磁石３と下部磁石５とからなる静磁場発生部と、上部磁石３及び下部磁石５を連結する支柱７と、被検体24を載せるベッド21と、ＭＲ撮像部で撮影した画像を表示するモニター13と、図示していないが、静磁場発生部に近接して配置された傾斜磁場コイルと、被検体24に高周波磁場を印加するためのＲＦ送信コイル及び被検体24から発生するＮＭＲ信号を受信するためのＲＦ受信コイルとを備えている。傾斜磁場コイル、ＲＦ送信コイル及びＲＦ受信コイルは、それぞれ図示しない傾斜磁場発生部、ＲＦ送信部及びＲＦ受信部に接続されている。モニター13は、上部磁石３に支持部15を介して固定されている。
【００１７】
三次元位置検出部は、２台の赤外線カメラ25を搭載した位置検出デバイス９と、撮影空間の座標の基準位置となる基準ツール17と、被検体24の任意の位置を指示するためのポインタ27と、赤外線カメラ25が検出したポインタ27の位置データを受信し、装置座標系や画像座標系のデータに変換する計算部19とを備えている。位置検出デバイス９は、アーム11を介して上記ガントリに支持されており、ポインタ27の位置を検出しやすい任意の位置に設定できるようになっている。
【００１８】
基準ツール17は、赤外線カメラ25の座標系とＭＲ撮像部の座標系とをリンクさせるもので、３つの反射球35を備え、上部磁石３の側面に設けられている。ポインタ27は、基準ツール17と同様に３つの反射球を備えており、穿刺針などの術具に固定されている。各反射球の位置と術具先端との関係は予め計算部19に登録（術具の登録）されている。術具の登録は、ポインタ27の反射球の一つを原点としたときに、その他の反射球の位置及び術具先端の位置及び方向ベクトルなどの情報を計算部19内の記憶部に記憶させる操作であり、登録専用の器具にポインタ27を固定した術具をセットして、各反射球の位置等を位置検出器で読み取ることによって行なれ、一度レジストレーションを実施した後、特別の条件変更などがなければ再レジストレーションを行なう必要はない。計算部19は、この実施形態ではパーソナルコンピューター（ＰＣ）上に構築されており、ＲＳ２３２ケーブル33等を介して赤外線カメラ25からのデータを連続的に受信し、所定の座標変換計算を行なった後、手術ナビゲーションやＩＳＣに必要なポインタ27の位置情報を制御部23に送る。
【００１９】
制御部23は、ＭＲ撮像部及び映像記録部34の動作を制御するとともに、ＭＲ撮像部で撮像した画像の再構成や映像記録部34に記憶された画像を用いて手術ナビゲーションに必要な画像の作成を行なう(画像作成部38機能)。具体的には、計算部19からの位置情報に基き、ＭＲ撮像部を駆動して当該位置を含む断面を所定のパルスシーケンスに従いリアルタイムで撮像し、リアルタイム画像をモニター13に表示させる（ＩＳＣ機能）。また計算部19からの位置情報に基き、予め映像記録部34に格納された被検体の３Ｄ画像から所定の断面の画像を作成するとともに、必要に応じてリアルタイム画像と所定断面画像との加算画像や差分画像を作成し、モニター13に表示させる（手術ナビゲーション機能）。入出力部36は、制御部23に種々の指令を入力するためのものである。
【００２０】
映像記録装置34は、画像及び映像の両フォーマットに対応しており、ＭＲ撮像部で撮像した画像や予め撮像された３Ｄ画像などを格納するとともに、内視鏡や顕微鏡などの各種撮像装置をＭＲＩ装置と併用する場合には、これら撮像装置からの映像を取り込み格納する。これら画像及び映像は、入出力部36のモニターやモニター13に表示される。
【００２１】
次に上記構成のＭＲＩ装置の動作を、図２〜図４を参照して説明する。図２は動作手順を示すフロー図、図３は動作のタイミングを示す図、図４は入出力部36のＧＵＩの一例を示す図である。
【００２２】
ＧＵＩのスタートメニューとして、手術ナビゲーションソフト、ＩＳＣソフト、映像データ記録などの各種手術支援ソフトが表示されるので、それらを選択し起動する（ステップ101）。即ち、図４に示すＩＳＣ・ナビゲーションスタートボタン410及び映像データ記録ボタン411を選択する。但し、この時点では、選択されたソフトのそれぞれの動作は開始せず、ポインタ27を赤外線カメラ25が捉えていることをトリガーとして開始する。
【００２３】
動作の開始に先立って、必要に応じて３Ｄ撮像ボタン408又は409を選択し被検体の３Ｄ撮像を実行する（ステップ102、103）。撮像ボタン408、409は撮像対象組織に応じてＴ1画像かＴ2画像とするかを選択できるようになっている。３Ｄ撮像した画像データは赤外線カメラの座標と画像空間座標との関連付け（レジストレーション）に用いられるとともに、被検体の術前ＭＲ画像としても利用できる。レジストレーションでは、被検体上の特定の点をポインタ27を固定した術具で指示して赤外線カメラ25で検出し、カメラ座標による特定の点の位置と画像空間座標における特定点の位置とから両座標の座標変換行列を作成し、それを計算部19に登録する（ステップ103）。被検体上の特定の点とは、撮像したＭＲＩ画像において判別可能な点であって且つ術具で指示することが可能な点であり、具体的には、耳や鼻の先端などの外形的特徴のある部位やＭＲＩ装置で検出可能なマーカーを取り付けた場合にはマーカー位置を特定の点とする。
【００２４】
このようなカメラ座標と画像空間座標との関連付けの登録が完了した後に、赤外線カメラ25がポインタ27を捉えると（ステップ104）、撮像装置40からの映像記録部34への記録が開始されるとともに（ステップ105）、ナビゲーション及びＩＳＣの動作が開始される（ステップ106、107）。本実施形態のＭＲＩ装置では、ボタン412を選択することにより、赤外線カメラがポインタを捉えているか否かを表示させるようになっている。
【００２５】
ナビゲーションが開始されると、ポインタ27が固定された術具で被検体24の任意の部位を指示すると、ポインタ27の位置を赤外線カメラ25が読み取り、その位置情報を計算部19に送る。計算部19は、予め登録されたポインタ27の座標情報及びカメラ座標と画像空間座標との座標変換情報を用いて、ポインタ27によって指定された位置(点)を、映像記録装置34に格納された３Ｄ画像座標の位置に変換し、その点を含む一断面とそれに直交する２つの直交断面の決定する。３つの直交断面としては、例えばポインタによって指定された点Ａを含む画像空間座標Ｘ、Ｙ、Ｚ軸に沿った３断面か、或いは点Ａを含みポインタの指示方向と直交する断面Ｂと、点Ａ及び術具の軸を含み断面Ｂに直交する２つの断面Ｃ，Ｄとする。これら直交三断面の情報は制御部23に渡され、制御部23は映像記録装置34に格納された３Ｄ画像から、直交三断面の画像を作成し、モニター13に表示させる。必要に応じて３Ｄ画像から作成した他の画像、例えばボリュームレンダリング画像などを同時に表示させる。
【００２６】
図４はモニター13に表示された画像の一例を示す図で、表示画面402には、術前に撮像した３Ｄ画像から作成した３つの断面像とボリュームレンダリング像が表示されている。
【００２７】
またＩＳＣが開始されると、計算部19は、赤外線カメラ25が読み取ったポインタ27によって指定された位置と方向をＭＲ撮像部で用いる位置データに変換し、制御部23に渡す。制御部23は、ポインタ27によって指定された位置（点）を含み、ポインタ27の指示方向に直交する断面を撮像断面とするように傾斜磁場を決定し、所定のパルスシーケンスを実行し、ＭＲ撮像部による撮像を開始する。再構成されたＭＲ画像は、リアルタイムでモニター13に表示される。図４の表示画面405には、ＩＳＣにより撮像されたリアルタイム画像が表示されている。
【００２８】
次に、赤外線カメラ25がポインタ27の先端の位置が変わったことを検出すると、手術ナビゲーション機能により、新たな位置を含む直交三断面を作成するとともに、ＩＳＣ機能によりポインタ27の先端を含む断面を撮像する。こうしてポインタ27の位置が変更される度に、上記動作を繰り返すことにより、常に穿針先端を含む断面の画像がリアルタイムで更新され、表示される。
【００２９】
また赤外線カメラ25がポインタ27の位置を捉えることができない場合には（ステップ111）、ナビゲーションソフト及びＩＳＣソフトを停止するとともに各種映像記録装置からの映像の取り込み記録を停止する（ステップ112、113）。その後、終了の指示（ステップ114）があるまでは、赤外線カメラ25がポインタ27を捕らえると（ステップ104）、再度、映像の取り込み、ナビゲーション、ＩＳＣを再開する（ステップ105〜111）。また各種ソフトの停止の間に、位置検出デバイス９の位置や被検体の位置の移動があった場合には、再度３Ｄ撮像を行なってカメラ座標と画像空間座標との関連付けのためのレジストレーションを行った後（ステップ102〜103）、ソフトを再開する。
【００３０】
このように本実施形態によれば、ポインタ27が赤外線カメラ25の検出圏内か圏外かをトリガーとして各種撮像装置からの映像の取り込み、手術支援ソフトの動作開始・終了を行なうようにしているので、手術支援ソフトが動作しない間に不必要な映像の取り込みを中止でき、映像記録部の容量の増大を防止できる。この様子を従来の手術支援ソフトの場合と比較して図３に示す。図中、（ａ）は赤外線カメラ25によるポインタの検出を示し、（ｂ）及び（ｃ）は、それぞれ本実施形態による映像・画像記録のタイミング、従来の映像・画像記録のタイミングを示す。図示するように、従来は、例えば治療が一時中断してポインタが検出されないようになった場合にも、一度手術支援ソフトが開始されるとその終了までは映像・画像記録が継続していたが、本実施形態によれば、ポインタの検出をトリガーとして映像・画像記録が開始・中断されるので、必要な映像・画像記録だけを行なうことができる。
【００３１】
次に本発明のＭＲＩ装置の第２の実施の形態として、ＩＳＣ機能と手術ナビゲーション機能の付加機能として両者の加算画像及び差分画像作成機能を備えたＭＲＩ装置の動作を説明する。
【００３２】
図５は、動作の手順を示すフロー図で、図２と同じ手順については同一の符号で示している。このＭＲＩ装置でも、赤外線カメラ25が術具に固定されたポインタを捉えているか否かによって、ナビゲーション及びＩＳＣ撮像並びに映像の取り込みを開始・中断することは図２の実施形態と同じである。但し、本実施形態では、ナビゲーションで作成された断面画像とＩＳＣの画像とを加算、差分し、結果画像をモニターに表示させる。
【００３３】
即ち、各動作が開始し、ポインタ27によって指定された一つの点Ａについて、手術ナビゲーションによる直交三断面の画像と、ＩＳＣによる撮像断面の画像が作成されると、制御部23は、直交三断面画像の一つ(断面Ｂ)とＩＳＣによるリアルタイム画像とを加算／差分し、図４に示すような加算画像407及び差分画像406を作成し、モニター13に表示させる（ステップ108〜110）。直交三断面は、手術の始まる前に取得した３Ｄ像から作成した画像であり、一方、ＩＳＣ画像は手術中にリアルタイムで撮像された画像である。従って、これらを加算或いは差分して表示することにより、手術や治療の経過を観察することが可能になる。例えば温熱治療などにおいて、治療部位が徐々に広がる様子を観察することができる。但し、両画像は取得した時が異なるため、その間に体動などがあると、位置ずれを生じる。即ち、予め取得した３Ｄ画像から作成した直交断面は、ポインタ27によって指示した点からずれた点を含む直交断面となる可能性がある。そこで、加算画像及び差分画像を作成するのに先立って、両画像の位置ずれの補正を行なう（ステップ108）。
【００３４】
位置ずれの補正方法としては、特開2003-339666号公報に記載された方法などの公知の手法を応用することができる。ここでは、被検体に赤外線カメラ25で検出可能なポインタを取り付けた場合について説明する。図６は、ポインタ603を被検体の頭部601に装着した様子を示す図であり、（a）は側面図、（b）は頭頂側から見た図である。図示するように少なくとも３箇所にポインタ603を取り付けた帯状の装着具602を頭部に固定しておく。３点のポインタの位置情報を用いることにより、体動等による三次元的な位置変化を検出することができる。そして、術前に３Ｄ画像を撮像する際（ステップ103）及びＩＳＣ開始時（ステップ107）に、例えば図７に示すように、基準ツール702に対するポインタ603の相対位置を赤外線カメラ701で検出する。この場合の赤外線カメラ701は、位置検出デバイス９の赤外線カメラ25を兼用してもよいし、別の位置検出デバイスを用いてもよい。
【００３５】
そして、ＩＳＣ開始時のポインタ603の位置が術前の位置から変化していたときには、検出した位置情報に基き、例えばＩＳＣの撮像断面を703から705に補正する。或いはＩＳＣによる撮像断面は、そのままにして手術ナビゲーションによる直交三断面の中心座標(点Ａ)を補正し、再度作成する。これにより位置ずれが補正された状態で、手術ナビゲーション画像とＩＳＣ画像との加算或いは差分を行うことができ、診断に有効な高画質の画像を表示することができる。
【００３６】
この場合、リアルタイムで撮像する被検体の撮像断面が固定されている場合には、その撮像断面に対応する部位にポインタを取り付けた装着具を固定し、ポインタの移動に合わせて撮像断面を補正してＩＳＣ撮像することにより、常に手術ナビゲーションに用いる３Ｄ画像とＩＳＣ画像との位置関係を一定に保つことができ、事後的な処理では補正できない回転等の移動にも対応することができる。この場合には、ポインタを取り付けた装着具がＩＳＣにおける断面指示手段として機能することになる。
【００３７】
なお手術ナビゲーションでも、ポインタ27を取り付けた術具の位置を赤外線カメラ25で検出するので、上述のポインタを用いた位置補正では、手術ナビゲーションのためのポインタ27位置検出と位置補正のためのポインタ603位置検出とを別個に行なう必要がある。また手術部位や患者の事情によりポインタを取り付けることが困難な場合もある。このような場合には、位置ずれの検出としてポインタ以外の位置検出手段を利用してもよい。そのような一例として、レーザを用いたサーフェススキャンによる位置検出を図８に示す。
【００３８】
サーフェススキャン法により位置検出を行なう場合にも、術前にレーザ801を用いてサーフェススキャンした患部形状802を計算部19に登録しておき、手術中は随時、患部形状803を取得し、登録した患部形状802からの位置ずれを算出し、リアルタイム撮像における撮像面804を算出された位置ずれに基き補正し、撮像する。これによりポインタを装着した場合と同様に常に３Ｄ画像とＩＳＣ画像との位置関係を一定に保つことができる。
【００３９】
上述の動作は、赤外線カメラ25がポインタ27を捉えている間、繰り返し実行され、常に穿針先端を含む断面の画像及び加算／差分画像がリアルタイムで更新され、表示される。
【００４０】
また赤外線カメラ25がポインタ27の位置を捉えることができない場合には（ステップ111）、ナビゲーションソフト及びＩＳＣソフトを停止するとともに各種映像記録装置からの映像の取り込み記録を停止する（ステップ112、113）。その後、終了の指示（ステップ114）があるまでは、赤外線カメラ25がポインタ27を捕らえると（ステップ104）、再度、映像の取り込み、ナビゲーション、ＩＳＣを再開する（ステップ105〜111）。
【００４１】
このように本実施形態によれば、図２の実施形態と同様に、赤外線カメラ25によってポインタ27が捉えられたことをトリガーとして各種映像記録装置からの映像の取り込み、手術支援ソフトの動作開始を行なうことにより、記録装置の容量の増大を防止できる。また本実施形態によれば、術前画像と術中に撮像されたリアルタイム画像とを常に同一の位置関係で表示することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明が適用される手術支援機能を備えたＭＲＩ装置の全体概要を示す図
【図２】本発明のＭＲＩ装置の一実施形態の動作を示すフロー図
【図３】本発明のＭＲＩ装置に表示部の表示例を示す図
【図４】本発明及び従来のＭＲＩ装置の動作を示すタイミング図
【図５】本発明のＭＲＩ装置の他の実施形態の動作を示すフロー図
【図６】撮像断面の位置検出のための装着具の一例を示す図
【図７】図６の装着具を用いた撮影断面位置補正を説明する図
【図８】撮像断面位置補正の別の手法を説明する図
【符号の説明】
【００４３】
９・・・位置検出デバイス、13・・・モニター、17・・・基準ツール、23・・・制御部、27・・・ポインタ、34・・・映像記録部、36・・・入出力部、40・・・その他の撮像装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
核磁気共鳴を利用して被検体を撮像するＭＲ撮像部と、前記ＭＲ撮像部に置かれた被検体の所望の位置を検出する位置検出部と、前記ＭＲ撮像部が撮像した画像及び他の撮像装置からの画像や映像を取り込み格納する映像記録部と、前記位置検出部が検出した所定の位置の位置情報を、前記ＭＲ撮像部における撮像断面の位置情報に変換する計算部と、前記計算部からの情報に前記ＭＲ撮像部及び映像記録部を制御する制御部と、前記画像を表示する表示部とを備えた核磁気共鳴診断装置において、
前記位置検出部は、被検体の所望の位置を指示する指示手段と、前記指示手段が指示する位置を検出する検出手段とを備え、
前記制御部は、前記指示手段が前記検出手段の検出圏内であるときに前記映像記録部における各種映像の取り込みを行い、前記指示手段が前記検出手段の検出圏外であるときに各種映像の取り込みを行なわないように前記映像記録部を制御することを特徴とする核磁気共鳴診断装置。
【請求項２】
請求項１記載の核磁気共鳴診断装置であって、
前記位置検出部は、被検体に固定された特定の点或いは特定の特徴部の位置を検出する第２の検出手段を備え、
前記制御部は、前記第２の検出手段が前記特定の点或いは特定の特徴部が移動したことを検出したときに、その移動量に基き前記ＭＲ撮像部の撮像断面を補正することを特徴とする核磁気共鳴診断装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の核磁気共鳴診断装置であって、
前記制御部は、前記位置検出部が検出した位置の位置情報に基き、前記映像記録部に格納された被検体の３Ｄ画像から前記検出位置に対応する位置を含む断面像を作成する画像作成手段を備え、前記断面像を前記表示部に表示することを特徴とする核磁気共鳴診断装置。
【請求項４】
請求項３記載の核磁気共鳴診断装置であって、
前記画像作成手段は、作成した断面像と、前記ＭＲ撮像部が作成した断面像との加算画像及び／又は差分画像を作成し、前記表示部に表示することを特徴とする核磁気共鳴診断装置。
【請求項５】
請求項４記載の核磁気共鳴診断装置であって、
前記位置検出部は、被検体に固定された特定の点或いは特定の特徴部の位置を検出する第２の検出手段を備え、
前記制御部は、前記第２の検出手段が前記特定の点或いは特定の特徴部が移動したことを検出したときに、その移動量に基き、前記画像作成手段が作成する断面の位置又は前記ＭＲ撮像部の撮像断面を補正することを特徴とする核磁気共鳴診断装置。
【請求項１】
核磁気共鳴を利用して被検体を撮像するＭＲ撮像部と、前記ＭＲ撮像部に置かれた被検体の所望の位置を検出する位置検出部と、前記ＭＲ撮像部が撮像した画像及び他の撮像装置からの画像や映像を取り込み格納する映像記録部と、前記位置検出部が検出した所定の位置の位置情報を、前記ＭＲ撮像部における撮像断面の位置情報に変換する計算部と、前記計算部からの情報に前記ＭＲ撮像部及び映像記録部を制御する制御部と、前記画像を表示する表示部とを備えた核磁気共鳴診断装置において、
前記位置検出部は、被検体の所望の位置を指示する指示手段と、前記指示手段が指示する位置を検出する検出手段とを備え、
前記制御部は、前記指示手段が前記検出手段の検出圏内であるときに前記映像記録部における各種映像の取り込みを行い、前記指示手段が前記検出手段の検出圏外であるときに各種映像の取り込みを行なわないように前記映像記録部を制御することを特徴とする核磁気共鳴診断装置。
【請求項２】
請求項１記載の核磁気共鳴診断装置であって、
前記位置検出部は、被検体に固定された特定の点或いは特定の特徴部の位置を検出する第２の検出手段を備え、
前記制御部は、前記第２の検出手段が前記特定の点或いは特定の特徴部が移動したことを検出したときに、その移動量に基き前記ＭＲ撮像部の撮像断面を補正することを特徴とする核磁気共鳴診断装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の核磁気共鳴診断装置であって、
前記制御部は、前記位置検出部が検出した位置の位置情報に基き、前記映像記録部に格納された被検体の３Ｄ画像から前記検出位置に対応する位置を含む断面像を作成する画像作成手段を備え、前記断面像を前記表示部に表示することを特徴とする核磁気共鳴診断装置。
【請求項４】
請求項３記載の核磁気共鳴診断装置であって、
前記画像作成手段は、作成した断面像と、前記ＭＲ撮像部が作成した断面像との加算画像及び／又は差分画像を作成し、前記表示部に表示することを特徴とする核磁気共鳴診断装置。
【請求項５】
請求項４記載の核磁気共鳴診断装置であって、
前記位置検出部は、被検体に固定された特定の点或いは特定の特徴部の位置を検出する第２の検出手段を備え、
前記制御部は、前記第２の検出手段が前記特定の点或いは特定の特徴部が移動したことを検出したときに、その移動量に基き、前記画像作成手段が作成する断面の位置又は前記ＭＲ撮像部の撮像断面を補正することを特徴とする核磁気共鳴診断装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図５】
【図４】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図５】
【図４】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００６−１１００３５（Ｐ２００６−１１００３５Ａ）
【公開日】平成１８年４月２７日（２００６．４．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２９９７８４（Ｐ２００４−２９９７８４）
【出願日】平成１６年１０月１４日（２００４．１０．１４）
【出願人】（０００１５３４９８）株式会社日立メディコ (1,613)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年４月２７日（２００６．４．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１０月１４日（２００４．１０．１４）
【出願人】（０００１５３４９８）株式会社日立メディコ (1,613)
【Ｆターム（参考）】
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