磁気共鳴イメージング装置、正中面決定方法、およびプログラム
【課題】短時間で正中面を求める。
【解決手段】重心決定用スキャンＳＧを実行し、重心決定用スキャンＳＧにより得られたデータに基づいて、重心Ｇを決定する。脳の重心Ｇを決定した後、スライス面ＨをＡＰ回転軸およびＳＩ回転軸を中心として回転させながら正中面決定用スキャンＳＤを実行し、各回転角におけるスライス面Ｈのデータに基づいて、正中面ＭＳＰのφＡＰ方向の角度と、φＳＩ方向の角度とを求める。そして、正中面ＭＳＰにランドマークＬＭを設定し、ランドマークＬＭに基づいてスライス位置を設定する。
【解決手段】重心決定用スキャンＳＧを実行し、重心決定用スキャンＳＧにより得られたデータに基づいて、重心Ｇを決定する。脳の重心Ｇを決定した後、スライス面ＨをＡＰ回転軸およびＳＩ回転軸を中心として回転させながら正中面決定用スキャンＳＤを実行し、各回転角におけるスライス面Ｈのデータに基づいて、正中面ＭＳＰのφＡＰ方向の角度と、φＳＩ方向の角度とを求める。そして、正中面ＭＳＰにランドマークＬＭを設定し、ランドマークＬＭに基づいてスライス位置を設定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、正中面を決定する磁気共鳴イメージング装置、正中面決定方法、およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
被検体の脳のスライス位置を設定する方法として、正中面のデータに基づいてスライス位置を設定する方法が知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開2010-158334号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１では、ボリュームデータを取得するための３Ｄスキャンを行い、取得したボリュームデータから大脳縦裂の位置を検出し、その位置情報に基づいて、正中面を求めている。一般的に、３Ｄスキャンを行った場合、スキャン時間が長くなり、また、３Ｄスキャンにより得られたデータの処理時間も長くなる。したがって、特許文献１の方法では、正中面を求めるのに時間が掛かってしまうという問題がある。そこで、患者さんやオペレータの負担の軽減の観点などから、短時間で正中面を求めることが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１の態様は、
脳を横切るスライス面の断面位置を調整しながら、前記スライス面をスキャンするスキャン手段と、
前記スライス面から得られたデータに基づいて、正中面を決定する正中面決定手段とを有する、磁気共鳴イメージング装置である。
【０００６】
本発明の第２の態様は、
脳を横切るスライス面の断面位置を調整しながら前記スライス面をスキャンすることにより得られたデータに基づいて、正中面を決定する正中面決定ステップ、を有する、正中面決定方法である。
【０００７】
本発明の第３の態様は、
脳を横切るスライス面の断面位置を調整しながら前記スライス面をスキャンすることにより得られたデータに基づいて、正中面を決定する正中面決定処理、を計算機に実行させるためのプログラムである。
【発明の効果】
【０００８】
スライス面の断面位置を調整しながらスライス面をスキャンするので、３Ｄスキャンを行わなくても脳のデータを取得することができ、正中面を短時間で決定することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１の形態の磁気共鳴イメージング装置の概略図である。
【図２】第１の形態におけるスキャンの一例の説明図である。
【図３】図２に示すスキャンを実行するときのＭＲＩ装置１００のフローの一例を示す図である。
【図４】重心決定用スキャンＳＧにより得られた頭部の断面画像を概略的に示す図である。
【図５】正中面ＭＳＰを決定するときの方法の説明図である。
【図６】ＡＰ角度決定用スキャンＳＡＰにおいてスキャンされるスライス面の説明図である。
【図７】回転角φＡＰの異なるスライス面Ｈを示す図である。
【図８】回転角φＡＰと、スライス面Ｈの上部領域のみの信号量との関係を概略的に示す図である。
【図９】ＳＩ角度決定用スキャンＳＳＩのスライス面の説明図である。
【図１０】回転角φＳＩの異なるスライス面Ｈを示す図である。
【図１１】回転角φＳＩと、スライス面Ｈの上部領域のみの信号量との関係を概略的に示す図である。
【図１２】正中面ＭＳＰを示す図である。
【図１３】正中面ＭＳＰの画像データＩＤを概略的に示す図である。
【図１４】正中面の画像データにランドマークを設定するときの説明図である。
【図１５】設定されたスライス位置を示す図である。
【図１６】第２の形態の重心決定手段９１の説明図である。
【図１７】第２の形態における重心Ｇの決定方法の一例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための形態について説明するが、本発明は、以下の形態に限定されることはない。
【００１１】
（１）第１の形態
図１は、本発明の第１の形態の磁気共鳴イメージング装置の概略図である。
磁気共鳴イメージング装置（以下、「ＭＲＩ装置」と呼ぶ。ＭＲＩ：Magnetic Resonance Imaging）１００は、磁場発生装置２、テーブル３、受信コイル４などを有している。
【００１２】
磁場発生装置２は、被検体１２が収容されるボア２１と、超伝導コイル２２と、勾配コイル２３と、送信コイル２４とを有している。超伝導コイル２２は静磁場Ｂ0を印加し、勾配コイル２３は勾配磁場を印加し、送信コイル２４はＲＦパルスを送信する。尚、超伝導コイル２２の代わりに、永久磁石を用いてもよい。
【００１３】
テーブル３は、クレードル３１を有している。クレードル３１は、ボア２１内に移動できるように構成されている。クレードル３１によって、被検体１２はボア２１に搬送される。
【００１４】
受信コイル４は、被検体１２の頭部に取り付けられている。受信コイル４は、被検体１２からの磁気共鳴信号を受信する。
【００１５】
ＭＲＩ装置１００は、更に、シーケンサ５、送信器６、勾配磁場電源７、受信器８、中央処理装置９、操作部１０、および表示部１１を有している。
【００１６】
シーケンサ５は、中央処理装置９の制御を受けて、被検体１２を撮影するための情報を送信器６および勾配磁場電源７に送る。
【００１７】
送信器６は、シーケンサ５から送られた情報に基づいて、ＲＦコイル２４を駆動する駆動信号を出力する。
【００１８】
勾配磁場電源７は、シーケンサ５から送られた情報に基づいて、勾配コイル２３を駆動する駆動信号を出力する。
【００１９】
受信器８は、受信コイル４で受信された磁気共鳴信号を信号処理し、信号処理により得たれたデータを中央処理装置９に出力する。尚、磁場発生装置２、受信コイル４、シーケンサ５、送信器６、勾配磁場電源７、および受信器８を合わせたものが、課題を解決するための手段に記載されたスキャン手段の一例に相当する。
【００２０】
中央処理装置９は、シーケンサ５および表示部１１に必要な情報を伝送したり、受信器８から受け取ったデータに基づいて画像を再構成するなど、ＭＲＩ装置１００の各種の動作を実現するように、ＭＲＩ装置１００の各部の動作を制御する。中央処理装置９は、例えばコンピュータ（computer）によって構成される。
【００２１】
中央処理装置９は、重心決定手段９１、正中面決定手段９２、およびスライス位置設定手段９３などを有している。
【００２２】
重心決定手段９１は、重心決定用スキャンＳＧ（図２参照）により得られたデータに基づいて、脳の重心を決定する。
【００２３】
正中面決定手段９２は、正中面決定用スキャンＳＤ（図２参照）により得られたデータに基づいて、正中面を決定する。
【００２４】
スライス位置設定手段９３は、正中面の画像データに対してスライス位置を設定する。
【００２５】
中央処理装置９は、重心決定手段９１、正中面決定手段９２、およびスライス位置設定手段９３の一例であり、所定のプログラムを実行することにより、これらの手段として機能する。中央処理装置９は、課題を解決するための手段に記載された計算機の一例に相当する。
【００２６】
操作部１０は、オペレータ１３により操作され、種々の情報を中央処理装置９に入力する。表示部１１は種々の情報を表示する。
ＭＲＩ装置１００は、上記のように構成されている。
【００２７】
図２は、第１の形態におけるスキャンの一例の説明図である。
第１の形態では、重心決定用スキャンＳＧ、正中面決定用スキャンＳＤ、および正中面スキャンＳＭＳＰが実行される。
【００２８】
重心決定用スキャンＳＧは、脳の重心Ｇを決定するためのスキャンである。
正中面決定用スキャンＳＤは、正中面を決定するためのスキャンである。正中面決定用スキャンＳＤは、ＡＰ角度決定用スキャンＳＡＰおよびＳＩ角度決定用スキャンＳＳＩを有している。ＡＰ角度決定用スキャンＳＡＰおよびＳＩ角度決定用スキャンＳＳＩについては、後述する。
正中面スキャンＳＭＳＰは、正中面の画像データを収集するためのスキャンである。
【００２９】
次に、図２に示すスキャンを実行するときのＭＲＩ装置１００のフローについて説明する（図３参照）。
【００３０】
図３は、図２に示すスキャンを実行するときのＭＲＩ装置１００のフローの一例を示す図である。
ステップＳＴ１では、重心決定用スキャンＳＧが実行される。（図４参照）。
【００３１】
図４は、重心決定用スキャンＳＧにより得られた頭部の断面画像を概略的に示す図である。
【００３２】
重心決定用スキャンＳＧは、頭部のアキシャル断面、サジタル断面、およびコロナル断面の画像データを取得するためのスキャンである。重心決定用スキャンＳＧは、例えば、ＳＳＦＳＥ（Single Shot Fast Spin Echo） Heavy Ｔ２ のスキャンとすることができる。ＳＳＦＳＥ HeavyＴ２スキャンで頭部のデータを収集すると、脳表を流れている脳脊髄液（ＣＳＦ）を高信号で描出させることができる。したがって、脳全体の大まかな輪郭を求めることができるので、収集した頭部のデータに基づいて、脳の重心Ｇを決定することができる。重心決定手段９１（図１参照）は、重心決定用スキャンＳＧにより得られたデータに基づいて、重心Ｇ（記号「×」で示されている）を決定する。ただし、ＳＳＦＳＥ HeavyＴ２スキャンでは、眼球も高信号で描出される。したがって、頭部のデータの中に眼球のデータを残したままで脳の重心Ｇを求めると、眼球の信号強度の影響を受けて、脳の重心Ｇの検出誤差が大きくなる恐れがある。そこで、脳の重心Ｇを求める前に、頭部のデータから眼球のデータを除去しておくことが望ましい。眼球のデータを除去する方法としては、形状フィルタを使用する方法がある。眼球は円の形状を有しているので、円の形状を除去する形状フィルタを用いれば、頭部のデータから、眼球のデータを除去することができる。
【００３３】
尚、ＳＳＦＳＥ Heavy Ｔ２スキャンを実行すると、脳室が高信号で描出される。したがって、頭部のデータから脳室の位置を検出し、検出した脳室の近傍の領域を探索することにより脳の重心Ｇを決定してもよい。
脳の重心Ｇを決定した後、ステップＳＴ２に進む。
【００３４】
ステップＳＴ２では、正中面決定用スキャンＳＤを実行し、正中面を決定する。
図５は、正中面を決定するときの方法の説明図である。
【００３５】
正中面ＭＳＰは、被検体１２の頭部を左右に分断する面である。したがって、正中面ＭＳＰは、大脳縦裂ＬＦＣに（実質的に）一致する面、又は大脳縦裂ＬＦＣの近傍を横切る面と考えることができる。そこで、第１の形態では、被検体１２の大脳縦裂ＬＦＣの位置に基づいて、正中面ＭＳＰを決定している。正中面ＭＳＰの決定に必要なデータを収集するために、正中面決定用スキャンＳＤは、ＡＰ角度決定用スキャンＳＡＰおよびＳＩ角度決定用スキャンＳＳＩを有している。以下に、ＡＰ角度決定用スキャンＳＡＰおよびＳＩ角度決定用スキャンＳＳＩについて、順に説明する。
【００３６】
（１）ＡＰ角度決定用スキャンＳＡＰについて
図６〜図８は、ＡＰ角度決定用スキャンＳＡＰの説明図である。
【００３７】
図６は、ＡＰ角度決定用スキャンＳＡＰにおいてスキャンするときのスライス面の説明図である。
【００３８】
先ず、重心Ｇを通りＡＰ方向に延在するＡＰ回転軸ＬＡＰを定め、ＡＰ回転軸ＬＡＰを中心として回転させるスライス面Ｈを考える。そして、ＡＰ回転軸ＬＡＰを中心として、スライス面Ｈを所定の回転角度範囲ＲＡの間で回転させながら、各回転角φＡＰにおけるスライス面Ｈをスキャンし、磁気共鳴信号を収集する（図７参照）。
【００３９】
図７は、回転角φＡＰの異なるスライス面Ｈを示す図である。図７では、代表して、回転角φＡＰ＝φＡＰ１、φＡＰＪ、φＡＰＫ、φＡＰＺのスライス面Ｈが示されている。回転角φＡＰは、基準面Ｈｒｅｆとスライス面Ｈとの成す角として規定されている。尚、図７では、スライス面Ｈと大脳縦裂ＬＦＣとの交差領域は、符号「ＲＬＦＣ」で示されており、スライス面Ｈと副鼻腔ＮＳとの交差領域は、符号「ＲＮＳ」で示されている。
【００４０】
正中面決定手段９２（図１参照）は、各回転角φＡＰのスライス面Ｈから得られたデータに基づいて、正中面ＭＳＰのφＡＰ方向の角度を決定する。大脳縦裂ＬＦＣは、脳の白質や灰白質などの組織よりも、信号値が小さくなるので、スライス面Ｈと大脳縦裂ＬＦＣとの交差領域ＲＬＦＣの面積が大きくなるほど、スライス面Ｈから得られる磁気共鳴信号の信号量が小さくなる傾向がある。したがって、信号量が小さくなるときのスライス面Ｈの角度φＡＰを特定することができれば、大脳縦裂のφＡＰ方向の角度を特定することができるので、正中面ＭＳＰのφＡＰ方向の角度を決定することができる。
【００４１】
ただし、鼻の周囲には副鼻腔ＮＳが存在している（図６参照）。副鼻腔ＮＳは、大脳縦裂ＬＦＣと同様に信号値が小さくなるので、スライス面Ｈと副鼻腔ＮＳとの交差領域ＲＮＳの面積が大きくなるほど、信号量が小さくなる傾向がある。したがって、大脳縦裂ＬＦＣの他に、副鼻腔ＮＳも、スライス面Ｈの信号量を小さくする原因となるので、スライス面Ｈの信号量を求める場合は、副鼻腔ＮＳによる影響をできるだけ除去することが望ましい。そこで、第１の形態では、スライス面Ｈの上部領域（ＡＰ回転軸ＬＡＰの上側の領域）の信号量を算出している（図８参照）。
【００４２】
図８は、回転角φＡＰと、スライス面Ｈの上部領域の信号量との関係を概略的に示す図である。
【００４３】
スライス面Ｈの上部領域Ｈｕｐｐｅｒの信号量を算出するためには、ＡＰ回転軸ＬＡＰに対して垂直方向Ａ１に、周波数エンコーディングを行えばよい。垂直方向Ａ１に周波数エンコーディングすることによって、垂直方向Ａ１の位置情報がわかるので、スライス面Ｈの上部領域Ｈｕｐｐｅｒの信号量を算出することができる。この場合、位相エンコーディングは不要であるので、スライス面Ｈのスキャンを短時間で行うことができる。
【００４４】
スライス面Ｈの上部領域Ｈｕｐｐｅｒの信号量を算出することによって、スライス面Ｈの下半分の領域に位置する副鼻腔ＮＳの影響を除去することができる。したがって、信号量は、副鼻腔ＮＳの影響をあまり受けないので、信号量が最小値になるときの回転角φＡＰＫが、大脳縦裂ＬＦＣのφＡＰ方向の角度を表していると考えることができる。つまり、回転角φＡＰＫを、正中面ＭＳＰのφＡＰ方向の角度として決定することができる。
【００４５】
尚、ＡＰ角度決定用スキャンＳＡＰにおいて、スライス面Ｈを回転させるときの回転角度範囲ＲＡ（図６参照）は、例えば、−４５°＜ＲＡ＜＋４５°とすることができる。
【００４６】
次に、正中面ＭＳＰのφＳＩ方向の角度を決定するためのＳＩ角度決定用スキャンＳＳＩについて説明する。
【００４７】
（２）ＳＩ角度決定用スキャンＳＳＩについて
図９〜図１１は、ＳＩ角度決定用スキャンＳＳＩの説明図である。
【００４８】
図９は、ＳＩ角度決定用スキャンＳＳＩのスライス面の説明図である。
先ず、重心Ｇを通りＳＩ方向に延在するＳＩ回転軸ＬＳＩを定め、ＳＩ回転軸ＬＳＩを中心として回転させるスライス面Ｈを考える。そして、ＳＩ回転軸ＬＳＩを中心として、スライス面Ｈを所定の回転角度範囲ＲＡの間で回転させながら、各回転角φＳＩにおけるスライス面Ｈをスキャンし、磁気共鳴信号を収集する（図１０参照）。
【００４９】
図１０は、回転角φＳＩの異なるスライス面Ｈを示す図である。図１０では、代表して、回転角φＳＩ＝φＳＩ１、φＳＩＪ、φＳＩＫ、φＳＩＺのスライス面Ｈが示されている。回転角φＳＩは、基準面Ｈｒｅｆとスライス面Ｈとの成す角として規定されている。尚、図１０では、スライス面Ｈと大脳縦裂ＬＦＣとの交差領域は、符号「ＲＬＦＣ」で示されており、スライス面Ｈと副鼻腔ＮＳとの交差領域は、符号「ＲＮＳ」で示されている。
【００５０】
正中面決定手段９２は、各回転角φＳＩのスライス面Ｈから収集されたデータに基づいて、正中面ＭＳＰのφＳＩ方向の角度を決定する。上記のように、大脳縦裂ＬＦＣは、脳の白質や灰白質などの組織よりも、信号値が小さくなるので、スライス面Ｈと大脳縦裂ＬＦＣとの交差領域ＲＬＦＣの面積が大きくなるほど、スライス面Ｈから得られる磁気共鳴信号の信号量が小さくなる傾向がある。したがって、信号量が小さくなるときのスライス面Ｈの角度φＳＩを特定することができれば、大脳縦裂のφＳＩ方向の角度を特定することができるので、正中面ＭＳＰのφＳＩ方向の角度を決定することができる。
【００５１】
ただし、副鼻腔ＮＳによる影響を除外するため、正中面ＭＳＰのφＡＰ方向の角度を決定する場合と同様に、スライス面Ｈの上部領域の信号量を算出している。
【００５２】
図１１は、回転角φＳＩと、スライス面Ｈの上部領域の信号量との関係を概略的に示す図である。
【００５３】
スライス面Ｈの上部領域Ｈｕｐｐｅｒの信号量を算出するためには、ＳＩ回転軸ＬＳＩに対して平行方向Ａ２に、周波数エンコーディングを行えばよい。平行方向Ａ２に周波数エンコーディングすることによって、平行方向Ａ２の位置情報がわかるので、スライス面Ｈの上部領域Ｈｕｐｐｅｒの信号量を算出することができる。この場合、位相エンコーディングは不要であるので、スライス面Ｈのスキャンを短時間で行うことができる。
【００５４】
スライス面Ｈの上部領域Ｈｕｐｐｅｒの信号量を算出することによって、スライス面Ｈの下半分の領域に位置する副鼻腔ＮＳの影響を除去することができる。したがって、信号量は、副鼻腔ＮＳの影響をあまり受けないので、信号量が最小値になるときの回転角φＳＩＪが、大脳縦裂ＬＦＣのφＳＩ方向の角度を表していると考えることができる。つまり、回転角φＳＩＪを、正中面ＭＳＰのφＳＩ方向の角度として決定することができる。
【００５５】
このようにして、正中面ＭＳＰのφＡＰ方向およびφＳＩ方向の角度を決定することができるので、正中面ＭＳＰを決定することができる（図１２参照）。
【００５６】
図１２は、正中面ＭＳＰを示す図である。
基準面Ｈｒｅｆを、φＡＰ方向に角度φＡＰＫだけ回転させ、φＳＩ方向に角度φＳＩＪだけ回転させることによって、正中面ＭＳＰを決定することができる。尚、基準面Ｈｒｅｆを回転させる場合、φＡＰ方向に回転させた後にφＳＩ方向に回転させてもよいし、逆に、φＳＩ方向に回転させた後にφＡＰ方向に回転させてもよい。正中面ＭＳＰを決定した後、ステップＳＴ３に進む。
【００５７】
ステップＳＴ３では、正中面スキャンＳＭＳＰ（図２参照）を実行する。正中面スキャンＳＭＳＰでは、ステップＳＴ２で決定された正中面ＭＳＰのスキャンを実行する。図１３に、正中面ＭＳＰの画像データＩＤを概略的に示す。正中面スキャンＳＭＳＰを実行した後、ステップＳＴ４に進む。
【００５８】
ステップＳＴ４では、正中面ＭＳＰの画像データに、スライス位置を設定するためのランドマークを設定する（図１４参照）。
【００５９】
図１４は、正中面の画像データにランドマークを設定するときの説明図である。
図１４（ａ）は、被検体１２の正中面の画像データＩＤと、スライス位置のランドマークを設定するために使用されるテンプレートＴＬとを示す図である。
【００６０】
スライス位置設定手段９３（図１参照）は、正中面の画像データにランドマークＬＭを設定するためのテンプレートＴＬを有している。テンプレートＴＬは、正中面の基準となる基準データであり、被検体１２を撮影する前に事前に作成されている。テンプレートＴＬは、例えば、複数人の被検体（例えば数人〜数十人の被検体）の正中面の画像データを参考にして作成することができる。テンプレートＴＬには、スライス位置を設定するためのランドマークＬＭが規定されている。スライス位置設定手段９３は、被検体１２の正中面の画像データＩＤの脳ＢＲとテンプレートＴＬの脳ＢＲ′との位置ずれが最小になるように、マッチングを行う。
【００６１】
図１４（ｂ）は、マッチングした後の様子を示す図である。
マッチングによって、テンプレートＴＬに規定されたランドマークＬＭを、被検体１２の正中面の画像データＩＤに設定することができる。ランドマークＬＭを設定した後、ステップＳＴ５に進む。
【００６２】
ステップＳＴ５では、スライス位置設定手段９３が、ランドマークＬＭに基づいて、被検体１２の正中面の画像データＩＤに、スライス位置を設定する（図１５参照）。
【００６３】
図１５は、設定されたスライス位置を示す図である。
ランドマークＬＭに基づいてスライス位置ＳＰ１〜ＳＰｎを設定したら、スライス位置ＳＰ１〜ＳＰｎに従ってスキャンを行い、フローを終了する。
【００６４】
第１の形態では、各回転角φＡＰにおけるスライス面Ｈの信号強度に基づいて、正中面ＭＳＰのφＡＰ方向の角度を求め、更に、各回転角φＳＩにおけるスライス面Ｈの信号強度に基づいて、正中面ＭＳＰのφＳＩ方向の角度を求めている。したがって、正中面ＭＳＰを決定することができる。
【００６５】
第１の形態では、スライス面Ｈをスキャンする場合、位相エンコードディングを行う必要はなく、垂直方向Ａ１（図８参照）および平行方向Ａ２（図１１参照）に周波数エンコーディングを行えばよい。したがって、３Ｄスキャンを行わなくても、正中面ＭＳＰのφＡＰ方向およびφＳＩ方向の角度を求めるためのデータを収集することができるので、スキャン時間を短縮することができ、更に正中面ＭＳＰの角度を求めるときの計算時間も短縮することができる。尚、スキャン時間がそれほど長くならないのであれば、位相エンコーディングを行ってもよい。
【００６６】
第１の形態では、各回転角におけるスライス面Ｈの上部領域Ｈｕｐｐｅｒの信号量を算出し、算出した信号量に基づいて、正中面ＭＳＰのφＡＰ方向およびφＳＩ方向の角度を求めている。しかし、スライス面Ｈの上部領域Ｈｕｐｐｅｒよりも広い領域（又は狭い領域）の信号量を算出し、算出した信号量に基づいて、正中面ＭＳＰのφＡＰ方向およびφＳＩ方向の角度を求めてもよい。
【００６７】
第１の形態では、大脳縦裂の位置を求める場合に、ラドン変換を行う必要がないので、脳に腫瘍などが存在していても、大脳縦裂の位置の検出誤差を小さくすることができる。したがって、正中面ＭＳＰの検出精度を向上させることができる。
【００６８】
第１の形態では、スライス位置のランドマークＬＭを設定するためにテンプレートＴＬを用いている。しかし、テンプレートＴＬを用いずに、ＡＳＰ（Active Shape Model）法などを用いて画像データＩＤをセグメンテーションし、ランドマークＬＭを設定してもよい。
【００６９】
第１の形態では、正中面ＭＳＰのφＡＰ方向の角度と、φＳＩ方向の角度とを求めて、正中面ＭＳＰを決定している。しかし、正中面ＭＳＰを精度よく求めることができるのであれば、φＡＰ方向の角度のみを求めて正中面ＭＳＰを決定してもよいし、φＳＩ方向の角度のみをを求めて正中面ＭＳＰを決定してもよい。また、φＡＰ方向およびφＳＩ方向とは別の角度方向の角度を求めて正中面ＭＳＰを決定してもよい。
【００７０】
（２）第２の形態
第２の形態は、第１の形態と比較して、重心Ｇの決定方法が異なるが、その他の点については、第１の形態と同じである。したがって、第２の形態では、主に、重心Ｇの決定方法について説明する。
【００７１】
図１６は、第２の形態の重心決定手段９１の説明図である。
第２の形態では、重心決定手段９１は、重心初期位置決定手段９１ａと、重心位置調整手段９１ｂとを有している。
【００７２】
重心初期位置決定手段９１ａは、重心決定用スキャンＳＧ（図２参照）により得られたデータに基づいて、脳の重心の初期位置を決定する。
重心位置調整手段９１ｂは、脳の重心の位置を調整する。
【００７３】
重心決定手段９１は、上記のように構成されている。尚、その他の構成は、第１の形態と同じであるので、説明は省略する。
【００７４】
図１７は、第２の形態における重心Ｇの決定方法の一例を説明する図である。
第２の形態では、重心初期位置決定手段９１ａが、重心決定用スキャンＳＧにより収集されたデータに基づいて、重心Ｇの初期位置を決定する。図１７では、重心Ｇの初期位置を記号「×」で示してある。重心決定用スキャンＳＧは、第１の形態と同様に、ＳＳＦＳＥ Heavy Ｔ２スキャンを使用することができる。
【００７５】
重心Ｇの初期位置を決定した後、重心位置調整手段９１ｂが、重心Ｇの初期位置の近傍の領域ＲＰを探索し、探索した領域ＲＰの中で、信号強度が最も小さくなる位置（黒丸「●」で示されている）に、脳の重心Ｇを移動させる。信号強度が最も小さくなる位置は、大脳縦裂が横切っている位置（又は、大脳縦裂に近い位置）と考えることができるので、信号強度が最も小さくなる位置に脳の重心Ｇを移動させることにより、脳の重心Ｇを大脳縦裂（又は、大脳縦裂に近い位置）に位置決めすることができる。
【００７６】
脳の重心Ｇを決定した後は、第１の形態と同様の方法で、正中面ＭＳＰを決定し、スライス位置を設定し、スキャンが行われる。
【００７７】
第２の形態でも、第１の形態と同様に、スキャン時間を短縮することができ、更に正中面ＭＳＰの角度を求めるときの計算時間も短縮することができる。
【００７８】
また、第２の形態では、重心Ｇの初期位置を決定した後、重心Ｇの初期位置の近傍の領域ＲＰを探索し、探索した領域ＲＰの中で、信号強度が最も小さくなる位置に重心Ｇを移動させている。したがって、重心Ｇを大脳縦裂に更に近い位置に位置決めすることができるので、正中面ＭＳＰの検出精度を更に向上させることができる。
【符号の説明】
【００７９】
２ 磁場発生装置
３ テーブル
４ 受信コイル
５ シーケンサ
６ 送信器
７ 勾配磁場電源
８ 受信器
９ 中央処理装置
１０ 操作部
１１ 表示部
１２ 被検体
１３ オペレータ
２１ ボア
２２ 超伝導コイル
２３ 勾配コイル
２４ 送信コイル
３１ クレードル
９１ 重心決定手段
９２ 正中面決定手段
９３ スライス位置設定手段
１００ ＭＲＩ装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、正中面を決定する磁気共鳴イメージング装置、正中面決定方法、およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
被検体の脳のスライス位置を設定する方法として、正中面のデータに基づいてスライス位置を設定する方法が知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開2010-158334号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１では、ボリュームデータを取得するための３Ｄスキャンを行い、取得したボリュームデータから大脳縦裂の位置を検出し、その位置情報に基づいて、正中面を求めている。一般的に、３Ｄスキャンを行った場合、スキャン時間が長くなり、また、３Ｄスキャンにより得られたデータの処理時間も長くなる。したがって、特許文献１の方法では、正中面を求めるのに時間が掛かってしまうという問題がある。そこで、患者さんやオペレータの負担の軽減の観点などから、短時間で正中面を求めることが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１の態様は、
脳を横切るスライス面の断面位置を調整しながら、前記スライス面をスキャンするスキャン手段と、
前記スライス面から得られたデータに基づいて、正中面を決定する正中面決定手段とを有する、磁気共鳴イメージング装置である。
【０００６】
本発明の第２の態様は、
脳を横切るスライス面の断面位置を調整しながら前記スライス面をスキャンすることにより得られたデータに基づいて、正中面を決定する正中面決定ステップ、を有する、正中面決定方法である。
【０００７】
本発明の第３の態様は、
脳を横切るスライス面の断面位置を調整しながら前記スライス面をスキャンすることにより得られたデータに基づいて、正中面を決定する正中面決定処理、を計算機に実行させるためのプログラムである。
【発明の効果】
【０００８】
スライス面の断面位置を調整しながらスライス面をスキャンするので、３Ｄスキャンを行わなくても脳のデータを取得することができ、正中面を短時間で決定することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１の形態の磁気共鳴イメージング装置の概略図である。
【図２】第１の形態におけるスキャンの一例の説明図である。
【図３】図２に示すスキャンを実行するときのＭＲＩ装置１００のフローの一例を示す図である。
【図４】重心決定用スキャンＳＧにより得られた頭部の断面画像を概略的に示す図である。
【図５】正中面ＭＳＰを決定するときの方法の説明図である。
【図６】ＡＰ角度決定用スキャンＳＡＰにおいてスキャンされるスライス面の説明図である。
【図７】回転角φＡＰの異なるスライス面Ｈを示す図である。
【図８】回転角φＡＰと、スライス面Ｈの上部領域のみの信号量との関係を概略的に示す図である。
【図９】ＳＩ角度決定用スキャンＳＳＩのスライス面の説明図である。
【図１０】回転角φＳＩの異なるスライス面Ｈを示す図である。
【図１１】回転角φＳＩと、スライス面Ｈの上部領域のみの信号量との関係を概略的に示す図である。
【図１２】正中面ＭＳＰを示す図である。
【図１３】正中面ＭＳＰの画像データＩＤを概略的に示す図である。
【図１４】正中面の画像データにランドマークを設定するときの説明図である。
【図１５】設定されたスライス位置を示す図である。
【図１６】第２の形態の重心決定手段９１の説明図である。
【図１７】第２の形態における重心Ｇの決定方法の一例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための形態について説明するが、本発明は、以下の形態に限定されることはない。
【００１１】
（１）第１の形態
図１は、本発明の第１の形態の磁気共鳴イメージング装置の概略図である。
磁気共鳴イメージング装置（以下、「ＭＲＩ装置」と呼ぶ。ＭＲＩ：Magnetic Resonance Imaging）１００は、磁場発生装置２、テーブル３、受信コイル４などを有している。
【００１２】
磁場発生装置２は、被検体１２が収容されるボア２１と、超伝導コイル２２と、勾配コイル２３と、送信コイル２４とを有している。超伝導コイル２２は静磁場Ｂ0を印加し、勾配コイル２３は勾配磁場を印加し、送信コイル２４はＲＦパルスを送信する。尚、超伝導コイル２２の代わりに、永久磁石を用いてもよい。
【００１３】
テーブル３は、クレードル３１を有している。クレードル３１は、ボア２１内に移動できるように構成されている。クレードル３１によって、被検体１２はボア２１に搬送される。
【００１４】
受信コイル４は、被検体１２の頭部に取り付けられている。受信コイル４は、被検体１２からの磁気共鳴信号を受信する。
【００１５】
ＭＲＩ装置１００は、更に、シーケンサ５、送信器６、勾配磁場電源７、受信器８、中央処理装置９、操作部１０、および表示部１１を有している。
【００１６】
シーケンサ５は、中央処理装置９の制御を受けて、被検体１２を撮影するための情報を送信器６および勾配磁場電源７に送る。
【００１７】
送信器６は、シーケンサ５から送られた情報に基づいて、ＲＦコイル２４を駆動する駆動信号を出力する。
【００１８】
勾配磁場電源７は、シーケンサ５から送られた情報に基づいて、勾配コイル２３を駆動する駆動信号を出力する。
【００１９】
受信器８は、受信コイル４で受信された磁気共鳴信号を信号処理し、信号処理により得たれたデータを中央処理装置９に出力する。尚、磁場発生装置２、受信コイル４、シーケンサ５、送信器６、勾配磁場電源７、および受信器８を合わせたものが、課題を解決するための手段に記載されたスキャン手段の一例に相当する。
【００２０】
中央処理装置９は、シーケンサ５および表示部１１に必要な情報を伝送したり、受信器８から受け取ったデータに基づいて画像を再構成するなど、ＭＲＩ装置１００の各種の動作を実現するように、ＭＲＩ装置１００の各部の動作を制御する。中央処理装置９は、例えばコンピュータ（computer）によって構成される。
【００２１】
中央処理装置９は、重心決定手段９１、正中面決定手段９２、およびスライス位置設定手段９３などを有している。
【００２２】
重心決定手段９１は、重心決定用スキャンＳＧ（図２参照）により得られたデータに基づいて、脳の重心を決定する。
【００２３】
正中面決定手段９２は、正中面決定用スキャンＳＤ（図２参照）により得られたデータに基づいて、正中面を決定する。
【００２４】
スライス位置設定手段９３は、正中面の画像データに対してスライス位置を設定する。
【００２５】
中央処理装置９は、重心決定手段９１、正中面決定手段９２、およびスライス位置設定手段９３の一例であり、所定のプログラムを実行することにより、これらの手段として機能する。中央処理装置９は、課題を解決するための手段に記載された計算機の一例に相当する。
【００２６】
操作部１０は、オペレータ１３により操作され、種々の情報を中央処理装置９に入力する。表示部１１は種々の情報を表示する。
ＭＲＩ装置１００は、上記のように構成されている。
【００２７】
図２は、第１の形態におけるスキャンの一例の説明図である。
第１の形態では、重心決定用スキャンＳＧ、正中面決定用スキャンＳＤ、および正中面スキャンＳＭＳＰが実行される。
【００２８】
重心決定用スキャンＳＧは、脳の重心Ｇを決定するためのスキャンである。
正中面決定用スキャンＳＤは、正中面を決定するためのスキャンである。正中面決定用スキャンＳＤは、ＡＰ角度決定用スキャンＳＡＰおよびＳＩ角度決定用スキャンＳＳＩを有している。ＡＰ角度決定用スキャンＳＡＰおよびＳＩ角度決定用スキャンＳＳＩについては、後述する。
正中面スキャンＳＭＳＰは、正中面の画像データを収集するためのスキャンである。
【００２９】
次に、図２に示すスキャンを実行するときのＭＲＩ装置１００のフローについて説明する（図３参照）。
【００３０】
図３は、図２に示すスキャンを実行するときのＭＲＩ装置１００のフローの一例を示す図である。
ステップＳＴ１では、重心決定用スキャンＳＧが実行される。（図４参照）。
【００３１】
図４は、重心決定用スキャンＳＧにより得られた頭部の断面画像を概略的に示す図である。
【００３２】
重心決定用スキャンＳＧは、頭部のアキシャル断面、サジタル断面、およびコロナル断面の画像データを取得するためのスキャンである。重心決定用スキャンＳＧは、例えば、ＳＳＦＳＥ（Single Shot Fast Spin Echo） Heavy Ｔ２ のスキャンとすることができる。ＳＳＦＳＥ HeavyＴ２スキャンで頭部のデータを収集すると、脳表を流れている脳脊髄液（ＣＳＦ）を高信号で描出させることができる。したがって、脳全体の大まかな輪郭を求めることができるので、収集した頭部のデータに基づいて、脳の重心Ｇを決定することができる。重心決定手段９１（図１参照）は、重心決定用スキャンＳＧにより得られたデータに基づいて、重心Ｇ（記号「×」で示されている）を決定する。ただし、ＳＳＦＳＥ HeavyＴ２スキャンでは、眼球も高信号で描出される。したがって、頭部のデータの中に眼球のデータを残したままで脳の重心Ｇを求めると、眼球の信号強度の影響を受けて、脳の重心Ｇの検出誤差が大きくなる恐れがある。そこで、脳の重心Ｇを求める前に、頭部のデータから眼球のデータを除去しておくことが望ましい。眼球のデータを除去する方法としては、形状フィルタを使用する方法がある。眼球は円の形状を有しているので、円の形状を除去する形状フィルタを用いれば、頭部のデータから、眼球のデータを除去することができる。
【００３３】
尚、ＳＳＦＳＥ Heavy Ｔ２スキャンを実行すると、脳室が高信号で描出される。したがって、頭部のデータから脳室の位置を検出し、検出した脳室の近傍の領域を探索することにより脳の重心Ｇを決定してもよい。
脳の重心Ｇを決定した後、ステップＳＴ２に進む。
【００３４】
ステップＳＴ２では、正中面決定用スキャンＳＤを実行し、正中面を決定する。
図５は、正中面を決定するときの方法の説明図である。
【００３５】
正中面ＭＳＰは、被検体１２の頭部を左右に分断する面である。したがって、正中面ＭＳＰは、大脳縦裂ＬＦＣに（実質的に）一致する面、又は大脳縦裂ＬＦＣの近傍を横切る面と考えることができる。そこで、第１の形態では、被検体１２の大脳縦裂ＬＦＣの位置に基づいて、正中面ＭＳＰを決定している。正中面ＭＳＰの決定に必要なデータを収集するために、正中面決定用スキャンＳＤは、ＡＰ角度決定用スキャンＳＡＰおよびＳＩ角度決定用スキャンＳＳＩを有している。以下に、ＡＰ角度決定用スキャンＳＡＰおよびＳＩ角度決定用スキャンＳＳＩについて、順に説明する。
【００３６】
（１）ＡＰ角度決定用スキャンＳＡＰについて
図６〜図８は、ＡＰ角度決定用スキャンＳＡＰの説明図である。
【００３７】
図６は、ＡＰ角度決定用スキャンＳＡＰにおいてスキャンするときのスライス面の説明図である。
【００３８】
先ず、重心Ｇを通りＡＰ方向に延在するＡＰ回転軸ＬＡＰを定め、ＡＰ回転軸ＬＡＰを中心として回転させるスライス面Ｈを考える。そして、ＡＰ回転軸ＬＡＰを中心として、スライス面Ｈを所定の回転角度範囲ＲＡの間で回転させながら、各回転角φＡＰにおけるスライス面Ｈをスキャンし、磁気共鳴信号を収集する（図７参照）。
【００３９】
図７は、回転角φＡＰの異なるスライス面Ｈを示す図である。図７では、代表して、回転角φＡＰ＝φＡＰ１、φＡＰＪ、φＡＰＫ、φＡＰＺのスライス面Ｈが示されている。回転角φＡＰは、基準面Ｈｒｅｆとスライス面Ｈとの成す角として規定されている。尚、図７では、スライス面Ｈと大脳縦裂ＬＦＣとの交差領域は、符号「ＲＬＦＣ」で示されており、スライス面Ｈと副鼻腔ＮＳとの交差領域は、符号「ＲＮＳ」で示されている。
【００４０】
正中面決定手段９２（図１参照）は、各回転角φＡＰのスライス面Ｈから得られたデータに基づいて、正中面ＭＳＰのφＡＰ方向の角度を決定する。大脳縦裂ＬＦＣは、脳の白質や灰白質などの組織よりも、信号値が小さくなるので、スライス面Ｈと大脳縦裂ＬＦＣとの交差領域ＲＬＦＣの面積が大きくなるほど、スライス面Ｈから得られる磁気共鳴信号の信号量が小さくなる傾向がある。したがって、信号量が小さくなるときのスライス面Ｈの角度φＡＰを特定することができれば、大脳縦裂のφＡＰ方向の角度を特定することができるので、正中面ＭＳＰのφＡＰ方向の角度を決定することができる。
【００４１】
ただし、鼻の周囲には副鼻腔ＮＳが存在している（図６参照）。副鼻腔ＮＳは、大脳縦裂ＬＦＣと同様に信号値が小さくなるので、スライス面Ｈと副鼻腔ＮＳとの交差領域ＲＮＳの面積が大きくなるほど、信号量が小さくなる傾向がある。したがって、大脳縦裂ＬＦＣの他に、副鼻腔ＮＳも、スライス面Ｈの信号量を小さくする原因となるので、スライス面Ｈの信号量を求める場合は、副鼻腔ＮＳによる影響をできるだけ除去することが望ましい。そこで、第１の形態では、スライス面Ｈの上部領域（ＡＰ回転軸ＬＡＰの上側の領域）の信号量を算出している（図８参照）。
【００４２】
図８は、回転角φＡＰと、スライス面Ｈの上部領域の信号量との関係を概略的に示す図である。
【００４３】
スライス面Ｈの上部領域Ｈｕｐｐｅｒの信号量を算出するためには、ＡＰ回転軸ＬＡＰに対して垂直方向Ａ１に、周波数エンコーディングを行えばよい。垂直方向Ａ１に周波数エンコーディングすることによって、垂直方向Ａ１の位置情報がわかるので、スライス面Ｈの上部領域Ｈｕｐｐｅｒの信号量を算出することができる。この場合、位相エンコーディングは不要であるので、スライス面Ｈのスキャンを短時間で行うことができる。
【００４４】
スライス面Ｈの上部領域Ｈｕｐｐｅｒの信号量を算出することによって、スライス面Ｈの下半分の領域に位置する副鼻腔ＮＳの影響を除去することができる。したがって、信号量は、副鼻腔ＮＳの影響をあまり受けないので、信号量が最小値になるときの回転角φＡＰＫが、大脳縦裂ＬＦＣのφＡＰ方向の角度を表していると考えることができる。つまり、回転角φＡＰＫを、正中面ＭＳＰのφＡＰ方向の角度として決定することができる。
【００４５】
尚、ＡＰ角度決定用スキャンＳＡＰにおいて、スライス面Ｈを回転させるときの回転角度範囲ＲＡ（図６参照）は、例えば、−４５°＜ＲＡ＜＋４５°とすることができる。
【００４６】
次に、正中面ＭＳＰのφＳＩ方向の角度を決定するためのＳＩ角度決定用スキャンＳＳＩについて説明する。
【００４７】
（２）ＳＩ角度決定用スキャンＳＳＩについて
図９〜図１１は、ＳＩ角度決定用スキャンＳＳＩの説明図である。
【００４８】
図９は、ＳＩ角度決定用スキャンＳＳＩのスライス面の説明図である。
先ず、重心Ｇを通りＳＩ方向に延在するＳＩ回転軸ＬＳＩを定め、ＳＩ回転軸ＬＳＩを中心として回転させるスライス面Ｈを考える。そして、ＳＩ回転軸ＬＳＩを中心として、スライス面Ｈを所定の回転角度範囲ＲＡの間で回転させながら、各回転角φＳＩにおけるスライス面Ｈをスキャンし、磁気共鳴信号を収集する（図１０参照）。
【００４９】
図１０は、回転角φＳＩの異なるスライス面Ｈを示す図である。図１０では、代表して、回転角φＳＩ＝φＳＩ１、φＳＩＪ、φＳＩＫ、φＳＩＺのスライス面Ｈが示されている。回転角φＳＩは、基準面Ｈｒｅｆとスライス面Ｈとの成す角として規定されている。尚、図１０では、スライス面Ｈと大脳縦裂ＬＦＣとの交差領域は、符号「ＲＬＦＣ」で示されており、スライス面Ｈと副鼻腔ＮＳとの交差領域は、符号「ＲＮＳ」で示されている。
【００５０】
正中面決定手段９２は、各回転角φＳＩのスライス面Ｈから収集されたデータに基づいて、正中面ＭＳＰのφＳＩ方向の角度を決定する。上記のように、大脳縦裂ＬＦＣは、脳の白質や灰白質などの組織よりも、信号値が小さくなるので、スライス面Ｈと大脳縦裂ＬＦＣとの交差領域ＲＬＦＣの面積が大きくなるほど、スライス面Ｈから得られる磁気共鳴信号の信号量が小さくなる傾向がある。したがって、信号量が小さくなるときのスライス面Ｈの角度φＳＩを特定することができれば、大脳縦裂のφＳＩ方向の角度を特定することができるので、正中面ＭＳＰのφＳＩ方向の角度を決定することができる。
【００５１】
ただし、副鼻腔ＮＳによる影響を除外するため、正中面ＭＳＰのφＡＰ方向の角度を決定する場合と同様に、スライス面Ｈの上部領域の信号量を算出している。
【００５２】
図１１は、回転角φＳＩと、スライス面Ｈの上部領域の信号量との関係を概略的に示す図である。
【００５３】
スライス面Ｈの上部領域Ｈｕｐｐｅｒの信号量を算出するためには、ＳＩ回転軸ＬＳＩに対して平行方向Ａ２に、周波数エンコーディングを行えばよい。平行方向Ａ２に周波数エンコーディングすることによって、平行方向Ａ２の位置情報がわかるので、スライス面Ｈの上部領域Ｈｕｐｐｅｒの信号量を算出することができる。この場合、位相エンコーディングは不要であるので、スライス面Ｈのスキャンを短時間で行うことができる。
【００５４】
スライス面Ｈの上部領域Ｈｕｐｐｅｒの信号量を算出することによって、スライス面Ｈの下半分の領域に位置する副鼻腔ＮＳの影響を除去することができる。したがって、信号量は、副鼻腔ＮＳの影響をあまり受けないので、信号量が最小値になるときの回転角φＳＩＪが、大脳縦裂ＬＦＣのφＳＩ方向の角度を表していると考えることができる。つまり、回転角φＳＩＪを、正中面ＭＳＰのφＳＩ方向の角度として決定することができる。
【００５５】
このようにして、正中面ＭＳＰのφＡＰ方向およびφＳＩ方向の角度を決定することができるので、正中面ＭＳＰを決定することができる（図１２参照）。
【００５６】
図１２は、正中面ＭＳＰを示す図である。
基準面Ｈｒｅｆを、φＡＰ方向に角度φＡＰＫだけ回転させ、φＳＩ方向に角度φＳＩＪだけ回転させることによって、正中面ＭＳＰを決定することができる。尚、基準面Ｈｒｅｆを回転させる場合、φＡＰ方向に回転させた後にφＳＩ方向に回転させてもよいし、逆に、φＳＩ方向に回転させた後にφＡＰ方向に回転させてもよい。正中面ＭＳＰを決定した後、ステップＳＴ３に進む。
【００５７】
ステップＳＴ３では、正中面スキャンＳＭＳＰ（図２参照）を実行する。正中面スキャンＳＭＳＰでは、ステップＳＴ２で決定された正中面ＭＳＰのスキャンを実行する。図１３に、正中面ＭＳＰの画像データＩＤを概略的に示す。正中面スキャンＳＭＳＰを実行した後、ステップＳＴ４に進む。
【００５８】
ステップＳＴ４では、正中面ＭＳＰの画像データに、スライス位置を設定するためのランドマークを設定する（図１４参照）。
【００５９】
図１４は、正中面の画像データにランドマークを設定するときの説明図である。
図１４（ａ）は、被検体１２の正中面の画像データＩＤと、スライス位置のランドマークを設定するために使用されるテンプレートＴＬとを示す図である。
【００６０】
スライス位置設定手段９３（図１参照）は、正中面の画像データにランドマークＬＭを設定するためのテンプレートＴＬを有している。テンプレートＴＬは、正中面の基準となる基準データであり、被検体１２を撮影する前に事前に作成されている。テンプレートＴＬは、例えば、複数人の被検体（例えば数人〜数十人の被検体）の正中面の画像データを参考にして作成することができる。テンプレートＴＬには、スライス位置を設定するためのランドマークＬＭが規定されている。スライス位置設定手段９３は、被検体１２の正中面の画像データＩＤの脳ＢＲとテンプレートＴＬの脳ＢＲ′との位置ずれが最小になるように、マッチングを行う。
【００６１】
図１４（ｂ）は、マッチングした後の様子を示す図である。
マッチングによって、テンプレートＴＬに規定されたランドマークＬＭを、被検体１２の正中面の画像データＩＤに設定することができる。ランドマークＬＭを設定した後、ステップＳＴ５に進む。
【００６２】
ステップＳＴ５では、スライス位置設定手段９３が、ランドマークＬＭに基づいて、被検体１２の正中面の画像データＩＤに、スライス位置を設定する（図１５参照）。
【００６３】
図１５は、設定されたスライス位置を示す図である。
ランドマークＬＭに基づいてスライス位置ＳＰ１〜ＳＰｎを設定したら、スライス位置ＳＰ１〜ＳＰｎに従ってスキャンを行い、フローを終了する。
【００６４】
第１の形態では、各回転角φＡＰにおけるスライス面Ｈの信号強度に基づいて、正中面ＭＳＰのφＡＰ方向の角度を求め、更に、各回転角φＳＩにおけるスライス面Ｈの信号強度に基づいて、正中面ＭＳＰのφＳＩ方向の角度を求めている。したがって、正中面ＭＳＰを決定することができる。
【００６５】
第１の形態では、スライス面Ｈをスキャンする場合、位相エンコードディングを行う必要はなく、垂直方向Ａ１（図８参照）および平行方向Ａ２（図１１参照）に周波数エンコーディングを行えばよい。したがって、３Ｄスキャンを行わなくても、正中面ＭＳＰのφＡＰ方向およびφＳＩ方向の角度を求めるためのデータを収集することができるので、スキャン時間を短縮することができ、更に正中面ＭＳＰの角度を求めるときの計算時間も短縮することができる。尚、スキャン時間がそれほど長くならないのであれば、位相エンコーディングを行ってもよい。
【００６６】
第１の形態では、各回転角におけるスライス面Ｈの上部領域Ｈｕｐｐｅｒの信号量を算出し、算出した信号量に基づいて、正中面ＭＳＰのφＡＰ方向およびφＳＩ方向の角度を求めている。しかし、スライス面Ｈの上部領域Ｈｕｐｐｅｒよりも広い領域（又は狭い領域）の信号量を算出し、算出した信号量に基づいて、正中面ＭＳＰのφＡＰ方向およびφＳＩ方向の角度を求めてもよい。
【００６７】
第１の形態では、大脳縦裂の位置を求める場合に、ラドン変換を行う必要がないので、脳に腫瘍などが存在していても、大脳縦裂の位置の検出誤差を小さくすることができる。したがって、正中面ＭＳＰの検出精度を向上させることができる。
【００６８】
第１の形態では、スライス位置のランドマークＬＭを設定するためにテンプレートＴＬを用いている。しかし、テンプレートＴＬを用いずに、ＡＳＰ（Active Shape Model）法などを用いて画像データＩＤをセグメンテーションし、ランドマークＬＭを設定してもよい。
【００６９】
第１の形態では、正中面ＭＳＰのφＡＰ方向の角度と、φＳＩ方向の角度とを求めて、正中面ＭＳＰを決定している。しかし、正中面ＭＳＰを精度よく求めることができるのであれば、φＡＰ方向の角度のみを求めて正中面ＭＳＰを決定してもよいし、φＳＩ方向の角度のみをを求めて正中面ＭＳＰを決定してもよい。また、φＡＰ方向およびφＳＩ方向とは別の角度方向の角度を求めて正中面ＭＳＰを決定してもよい。
【００７０】
（２）第２の形態
第２の形態は、第１の形態と比較して、重心Ｇの決定方法が異なるが、その他の点については、第１の形態と同じである。したがって、第２の形態では、主に、重心Ｇの決定方法について説明する。
【００７１】
図１６は、第２の形態の重心決定手段９１の説明図である。
第２の形態では、重心決定手段９１は、重心初期位置決定手段９１ａと、重心位置調整手段９１ｂとを有している。
【００７２】
重心初期位置決定手段９１ａは、重心決定用スキャンＳＧ（図２参照）により得られたデータに基づいて、脳の重心の初期位置を決定する。
重心位置調整手段９１ｂは、脳の重心の位置を調整する。
【００７３】
重心決定手段９１は、上記のように構成されている。尚、その他の構成は、第１の形態と同じであるので、説明は省略する。
【００７４】
図１７は、第２の形態における重心Ｇの決定方法の一例を説明する図である。
第２の形態では、重心初期位置決定手段９１ａが、重心決定用スキャンＳＧにより収集されたデータに基づいて、重心Ｇの初期位置を決定する。図１７では、重心Ｇの初期位置を記号「×」で示してある。重心決定用スキャンＳＧは、第１の形態と同様に、ＳＳＦＳＥ Heavy Ｔ２スキャンを使用することができる。
【００７５】
重心Ｇの初期位置を決定した後、重心位置調整手段９１ｂが、重心Ｇの初期位置の近傍の領域ＲＰを探索し、探索した領域ＲＰの中で、信号強度が最も小さくなる位置（黒丸「●」で示されている）に、脳の重心Ｇを移動させる。信号強度が最も小さくなる位置は、大脳縦裂が横切っている位置（又は、大脳縦裂に近い位置）と考えることができるので、信号強度が最も小さくなる位置に脳の重心Ｇを移動させることにより、脳の重心Ｇを大脳縦裂（又は、大脳縦裂に近い位置）に位置決めすることができる。
【００７６】
脳の重心Ｇを決定した後は、第１の形態と同様の方法で、正中面ＭＳＰを決定し、スライス位置を設定し、スキャンが行われる。
【００７７】
第２の形態でも、第１の形態と同様に、スキャン時間を短縮することができ、更に正中面ＭＳＰの角度を求めるときの計算時間も短縮することができる。
【００７８】
また、第２の形態では、重心Ｇの初期位置を決定した後、重心Ｇの初期位置の近傍の領域ＲＰを探索し、探索した領域ＲＰの中で、信号強度が最も小さくなる位置に重心Ｇを移動させている。したがって、重心Ｇを大脳縦裂に更に近い位置に位置決めすることができるので、正中面ＭＳＰの検出精度を更に向上させることができる。
【符号の説明】
【００７９】
２ 磁場発生装置
３ テーブル
４ 受信コイル
５ シーケンサ
６ 送信器
７ 勾配磁場電源
８ 受信器
９ 中央処理装置
１０ 操作部
１１ 表示部
１２ 被検体
１３ オペレータ
２１ ボア
２２ 超伝導コイル
２３ 勾配コイル
２４ 送信コイル
３１ クレードル
９１ 重心決定手段
９２ 正中面決定手段
９３ スライス位置設定手段
１００ ＭＲＩ装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
脳を横切るスライス面の断面位置を調整しながら、前記スライス面をスキャンするスキャン手段と、
前記スライス面から得られたデータに基づいて、正中面を決定する正中面決定手段と、
を有する、磁気共鳴イメージング装置。
【請求項２】
前記スキャン手段は、
第１の回転軸を中心としてスライス面を回転させながら、各回転角における前記スライス面をスキャンする第１の角度決定用スキャンを実行し、
前記正中面決定手段は、
前記第１の角度決定用スキャンを実行することにより得られた前記スライス面の信号量に基づいて、前記正中面の第１の角度方向の角度を決定する、請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項３】
前記正中面決定手段は、
前記第１の角度決定用スキャンを実行することにより得られた前記スライス面の一部の領域の信号量に基づいて、前記正中面の第１の角度方向の角度を決定する、請求項２に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項４】
前記正中面決定手段は、
前記信号量が最小になるときの前記スライス面の回転角を、前記正中面の第１の角度方向の角度として決定する、請求項３に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項５】
前記第１の角度決定用スキャンは、周波数エンコーディングを実行し、位相エンコーディングは実行しない、請求項３又は４に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項６】
前記第１の回転軸は、
ＡＰ方向に延在するＡＰ回転軸、又はＳＩ方向に延在するＳＩ回転軸である、請求項２〜５のうちのいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項７】
脳の重心を決定する重心決定手段を有し、
前記第１の回転軸は、前記重心を通る軸である、請求項２〜６のうちのいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項８】
前記スキャン手段は、
第２の回転軸を中心としてスライス面を回転させながら、各回転角における前記スライス面をスキャンする第２の角度決定用スキャンを実行し、
前記正中面決定手段は、
前記第２の角度決定用スキャンを実行することにより得られた前記スライス面の信号量に基づいて、前記正中面の第２の角度方向の角度を決定する、請求項２〜５のうちのいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項９】
前記正中面決定手段は、
前記第２の角度決定用スキャンを実行することにより得られた前記スライス面の一部の領域の信号量に基づいて、前記正中面の第２の角度方向の角度を決定する、請求項８に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１０】
前記正中面決定手段は、
前記信号量が最小になるときの前記スライス面の回転角を、前記正中面の第２の角度方向の角度として決定する、請求項９に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１１】
前記第２の角度決定用スキャンは、周波数エンコーディングを実行し、位相エンコーディングは実行しない、請求項９又は１０に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１２】
前記第１の回転軸は、ＡＰ方向に延在するＡＰ回転軸であり、
前記第２の回転軸は、ＳＩ方向に延在するＳＩ回転軸である、請求項８〜１１のうちのいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１３】
脳の重心を決定する重心決定手段を有し、
前記第１の回転軸および前記第２の回転軸は、前記重心を通る軸である、請求項８〜１２のうちのいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１４】
前記重心決定手段は、
脳の重心の初期位置を決定する重心初期位置決定手段と、
前記重心の初期位置を調整する重心位置調整手段と、
を有する、請求項７又は１３に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１５】
前記スキャン手段は、
脳の重心を決定するための重心決定用スキャンを実行する、請求項７、１３、又は１４に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１６】
前記重心決定手段は、
前記重心決定用スキャンにより得られたデータから、眼球のデータを除去する、請求項１５に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１７】
前記スキャン手段は、
前記正中面決定手段によって決定された正中面の画像データを収集するための正中面スキャンを実行する、請求項１〜１６のうちのいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１８】
前記正中面のスキャンによって得られた正中面の画像データに基づいてスライス位置を設定するスライス位置設定手段を有する、請求項１７に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１９】
脳を横切るスライス面の断面位置を調整しながら前記スライス面をスキャンすることにより得られたデータに基づいて、正中面を決定する正中面決定ステップ、を有する、正中面決定方法。
【請求項２０】
脳を横切るスライス面の断面位置を調整しながら前記スライス面をスキャンすることにより得られたデータに基づいて、正中面を決定する正中面決定処理、を計算機に実行させるためのプログラム。
【請求項１】
脳を横切るスライス面の断面位置を調整しながら、前記スライス面をスキャンするスキャン手段と、
前記スライス面から得られたデータに基づいて、正中面を決定する正中面決定手段と、
を有する、磁気共鳴イメージング装置。
【請求項２】
前記スキャン手段は、
第１の回転軸を中心としてスライス面を回転させながら、各回転角における前記スライス面をスキャンする第１の角度決定用スキャンを実行し、
前記正中面決定手段は、
前記第１の角度決定用スキャンを実行することにより得られた前記スライス面の信号量に基づいて、前記正中面の第１の角度方向の角度を決定する、請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項３】
前記正中面決定手段は、
前記第１の角度決定用スキャンを実行することにより得られた前記スライス面の一部の領域の信号量に基づいて、前記正中面の第１の角度方向の角度を決定する、請求項２に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項４】
前記正中面決定手段は、
前記信号量が最小になるときの前記スライス面の回転角を、前記正中面の第１の角度方向の角度として決定する、請求項３に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項５】
前記第１の角度決定用スキャンは、周波数エンコーディングを実行し、位相エンコーディングは実行しない、請求項３又は４に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項６】
前記第１の回転軸は、
ＡＰ方向に延在するＡＰ回転軸、又はＳＩ方向に延在するＳＩ回転軸である、請求項２〜５のうちのいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項７】
脳の重心を決定する重心決定手段を有し、
前記第１の回転軸は、前記重心を通る軸である、請求項２〜６のうちのいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項８】
前記スキャン手段は、
第２の回転軸を中心としてスライス面を回転させながら、各回転角における前記スライス面をスキャンする第２の角度決定用スキャンを実行し、
前記正中面決定手段は、
前記第２の角度決定用スキャンを実行することにより得られた前記スライス面の信号量に基づいて、前記正中面の第２の角度方向の角度を決定する、請求項２〜５のうちのいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項９】
前記正中面決定手段は、
前記第２の角度決定用スキャンを実行することにより得られた前記スライス面の一部の領域の信号量に基づいて、前記正中面の第２の角度方向の角度を決定する、請求項８に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１０】
前記正中面決定手段は、
前記信号量が最小になるときの前記スライス面の回転角を、前記正中面の第２の角度方向の角度として決定する、請求項９に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１１】
前記第２の角度決定用スキャンは、周波数エンコーディングを実行し、位相エンコーディングは実行しない、請求項９又は１０に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１２】
前記第１の回転軸は、ＡＰ方向に延在するＡＰ回転軸であり、
前記第２の回転軸は、ＳＩ方向に延在するＳＩ回転軸である、請求項８〜１１のうちのいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１３】
脳の重心を決定する重心決定手段を有し、
前記第１の回転軸および前記第２の回転軸は、前記重心を通る軸である、請求項８〜１２のうちのいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１４】
前記重心決定手段は、
脳の重心の初期位置を決定する重心初期位置決定手段と、
前記重心の初期位置を調整する重心位置調整手段と、
を有する、請求項７又は１３に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１５】
前記スキャン手段は、
脳の重心を決定するための重心決定用スキャンを実行する、請求項７、１３、又は１４に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１６】
前記重心決定手段は、
前記重心決定用スキャンにより得られたデータから、眼球のデータを除去する、請求項１５に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１７】
前記スキャン手段は、
前記正中面決定手段によって決定された正中面の画像データを収集するための正中面スキャンを実行する、請求項１〜１６のうちのいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１８】
前記正中面のスキャンによって得られた正中面の画像データに基づいてスライス位置を設定するスライス位置設定手段を有する、請求項１７に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１９】
脳を横切るスライス面の断面位置を調整しながら前記スライス面をスキャンすることにより得られたデータに基づいて、正中面を決定する正中面決定ステップ、を有する、正中面決定方法。
【請求項２０】
脳を横切るスライス面の断面位置を調整しながら前記スライス面をスキャンすることにより得られたデータに基づいて、正中面を決定する正中面決定処理、を計算機に実行させるためのプログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２０１２−１３９２６０（Ｐ２０１２−１３９２６０Ａ）
【公開日】平成２４年７月２６日（２０１２．７．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２９２１５４（Ｐ２０１０−２９２１５４）
【出願日】平成２２年１２月２８日（２０１０．１２．２８）
【出願人】（３０００１９２３８）ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー (1,125)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月２６日（２０１２．７．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月２８日（２０１０．１２．２８）
【出願人】（３０００１９２３８）ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー (1,125)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]