JP4863610B2

JP4863610B2 - 断層撮影イメージングシステム用の標準測定プロトコルの作成方法、コンピュータプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体および断層撮影イメージングシステム内に実際対象物の撮像範囲を位置決めする計画方法

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Publication number: JP4863610B2
Application number: JP2004307138A
Authority: JP
Inventors: デイルアンダース; ハーダーマルチン; ホレンバッハハンス−ペーター; ミュラーミーケ; ニムスキーイネス; シュミットフランツ; シュレックオリファー; ヴァンデアクーヴェアンドレ
Original assignee: Siemens AG; General Hospital Corp
Current assignee: Siemens AG; General Hospital Corp
Priority date: 2003-10-22
Filing date: 2004-10-21
Publication date: 2012-01-25
Anticipated expiration: 2024-10-21
Also published as: DE102004051169A1; CN100471454C; KR20050039601A; US20050088177A1; JP2005125099A; KR100828220B1; US6952097B2; CN1650808A

Description

本発明は、磁気共鳴イメージング装置を作動させるプロトコルを含む断層撮影（磁気共鳴）測定値のスライス位置計画方法に関する。

磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ、磁気共鳴断層撮影（ＭＲＴ）としても知られている）は、核磁気共鳴の物理共鳴に基づいており、１５年以上もの間、医療および生物物理学におけるイメージングモダリティとして良く利用されてきた。このイメージングモダリティにおいて、患者生体などの被検体は強力な一定磁場に曝される。その結果、それまでは不規則に向けられていた被検体内の原子の核スピンが整列される。この被検体内に照射された高周波エネルギーが特定の共鳴に対してこれらの「整列させられた」核スピンを励起させる。この共鳴により、実際の測定用信号が発生し、適切な受信コイルで受信される。傾斜磁場コイルによって発生した不均一な磁場（傾斜磁場）を利用することにより、被検体から受信された信号は、三つの全ての空間方向において空間的に符号化することができる。画像が生成される被検体のスライスは自由に選択することができ、それにより人体の断層撮影像を全ての方位で得ることができる。医療用診断目的の断層撮影方法としての磁気共鳴イメージングは、種々のコントラスト性能を有する「非侵襲性の」検査技法として主に区別される。軟質部の組織の優れた表示により、磁気共鳴イメージングは、Ｘ線コンピュータ断層撮影（ＣＴ）よりしばしば優れているイメージングモダリティに発展した。磁気共鳴イメージングは、現在、分単位での測定時間で、優れた画質を得ることが可能なスピンエコーシーケンスおよび傾斜磁場エコーシーケンスの使用に基づいている。

特定の磁気共鳴イメージング装置における被検体の各検査（スキャン）は前もって計画されねばならない。この計画は、選択されたパルスシーケンスにおける多くの個々のパラメータの選択または指定のほかに、パルスシーケンスの種類の選択を含む。つまり、パルスシーケンスの選択およびそのパラメータ設定はスキャン毎に異なる多くの変数に基づいている。このような変数は、特定の患者、イメージング装置の種類、得ることを望まれている磁気共鳴画像の特定種類および方位に関係する。得られる画像は、解剖学的な要因だけでなく、調査中である特定の病理学上の条件すなわち病変の疑いのある病理学上の条件に関係する。

臨床用ＭＲスキャナの場合、プロトコルはスライス位置決めに関して予め規定されるが、このようなプロトコルは特定の検査が行われる際の、スキャナ内の患者の実際の位置決めには基づいていない。通常、このプロトコルは、撮像ボリュームの原点でもある静磁場磁石の原点の中心に対して規定され、アキシャル方向、サジタル方向またはコロナル方向の直線状スライスが好ましいプロトコル方位によって選択される。実際のスキャンを行うために、最終的なスライス位置は手動で調整されなければならず、そうしなければこのスライスは被検体の所望の体部領域と一致しない。原則的に、この手動での処理手順は、プロトコルおよび患者毎に行われねばならない。これにより、患者がスキャナ内で過ごさねばならない時間が長引き、患者に不快感を与えるだけでなく、患者処理数も少なくなる（すなわち、結果的に、このような手動による位置決めなしで可能な場合に比べて、所定時間内にスキャンされる患者数は少なくなる）。

従来、予め規定されたプロトコルにおけるスライス位置合わせに比べて、実際のスキャンのためのスライスのこのような手動再位置合わせにはいわゆるローカライザ（位置測定器）プロトコルを使用する必要がある。このローカライザプロトコルには、スキャナ内での患者の位置決め、ローカライザによるスキャンの実施、ローカライザによるスキャンで得られる画像に基づく実際の診断用スキャンのためのスライスの位置決め、および診断用画像を得る臨床用または診断用のスキャンの実施が含まれる。

従来のスライス位置計画の内容において、テンプレートを使用することは知られている（例えば、特許文献１参照）。また、スライス位置計画に適切な技法を採用した医療用画像の処理も知られている（例えば、特許文献２参照）。画像処理の内容における特定の特性の写像も知られている（例えば、特許文献３参照）。さらに、対象物の表示の登録も知られている（例えば、特許文献４参照）。

米国特許第６１９５４０９号明細書国際公開第０２／４３００３号パンフレット国際公開第０２／０９８２９２号パンフレット国際公開第０１／５９７０８号パンフレット

本発明の課題は、上述の手動によるスライス再位置合わせを回避する断層撮影測定のスライス位置計画方法を提供することである。本発明の更なる課題は、上述の種類のローカライザプロトコルの必要性を回避する方法を提供することである。
すなわち、具体的には、本発明は、ローカライザプロトコルの必要性を回避する断層撮影イメージングシステム用の標準測定プロトコルの作成方法、手動によるスライス再位置合わせを回避する断層撮影イメージングシステム内に実際対象物の撮像範囲を位置決めする計画方法、およびコンピュータプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供することにある。

断層撮影イメージングシステム用の標準測定プロトコルの作成方法に関する課題は、本発明によれば、オペレータが対話することができるコンピュータ支援インターフェースで、標準対象物の統計的なデータセットまたは解剖図を全体的なスライス位置決め環境に表示するステップと、表示された統計的なデータセットまたは解剖図とインターフェースを介して対話することにより、統計的なデータセットまたは解剖図における標準撮像範囲の、標準対象物に関する空間位置を規定するステップと、標準撮像範囲に関係したパラメータと標準対象物を示す参照とを備える標準測定プロトコルを作成および保管するステップと有し、標準対象物は標準的な解剖学的対象物であり、標準的な解剖学的対象物に対応する複数の実際対象物の統計平均値として、標準的な解剖学的対象物の統計的なデータセットまたは解剖図が編集されることによって解決される。

断層撮影イメージングシステム用の標準測定プロトコルの作成方法に関する本発明の実施態様は次の通りである。
（１）標準測定プロトコルを生成および保管するステップは、標準撮像範囲の空間位置を規定するパラメータの保管を有する。
（２）標準測定プロトコルを生成および保管するステップは、標準測定プロトコル内に、断層撮影イメージングシステムにおいて標準対象物に対応する実際対象物の標準撮像範囲内で画像を得るべく断層撮影イメージングシステムを作動させるパラメータを有する。
（３）断層撮影イメージングシステムは磁気共鳴イメージング装置であり、標準測定プロトコルを生成よび保管するステップは、磁気共鳴イメージング装置において標準対象物に対応する実際対象物の標準撮像範囲内で画像を得るために磁気共鳴イメージング装置のためのパルスシーケンスの指定を有する。
（４）標準対象物は標準的な解剖学的対象物であり、標準対象物の統計的なデータセットまたは解剖図を表示するステップは、標準的な解剖学的対象物の解剖学的特徴を備える標準的な解剖学的対象物の統計的なデータセットまたは解剖図の表示を有する。
（５）解剖学的特徴として、標準的な解剖学的対象物の形状的な特徴が表示される。
（６）標準的な解剖学的対象物に対応する複数の実際対象物の統計平均値として、前記標準的な解剖学的対象物の統計的なデータセットまたは解剖図が編集される。

断層撮影イメージングシステム内に実際対象物の撮像範囲を位置決めする計画方法に関する課題は、本発明によれば、断層撮影イメージングシステムを制御装置が制御する方法であって、断層撮影イメージングシステム内に実際対象物を配置し、断層撮影イメージングシステムを使用して実際対象物の特徴を表わすデータを得るステップと、標準対象物を参照して標準撮像範囲の空間位置を規定し前記標準対象物の特徴を表わすデータセットを参照する標準測定プロトコルを、コンピュータに利用可能にするステップと、コンピュータにおいて、実際対象物の特徴を表わすデータセットと標準対象物の特徴を表わすデータセットとから、実際対象物の特徴と標準対象物の特徴との間の形状的な関係を決定するステップと、形状的な関係に依存して標準測定プロトコルを修正することにより、実際対象物に関して撮像範囲を位置決めする実際対象物特有の測定プロトコルを作成するステップと、実際対象物特有の測定プロトコルを使用して断層撮影イメージングシステムの撮像範囲内で実際対象物の画像を得るステップとを有し、標準対象物は標準的な解剖学的対象物であり、標準的な解剖学的対象物に対応する複数の実際対象物の統計平均値として、標準的な解剖学的対象物の統計的なデータセットまたは解剖図が編集されることによって解決される。

断層撮影イメージングシステム内に実際対象物の撮像範囲を位置決めする計画方法に関する本発明の実施態様は次の通りである。
（１）実際対象物は患者であり、標準対象物は標準的な解剖学的対象物であり、各データセットによって表わされた特徴は解剖学的特徴である。
（２）標準測定プロトコルを修正して実際対象物特有の測定プロトコルを作成するステップは、標準対象物に関する標準撮像範囲の位置と同一に実際対象物に関する撮像範囲の位置決めを有する。
（３）標準測定プロトコルの範囲内で、標準対象物を参照して種々の標準撮像範囲に対して各空間位置が規定される。
（４）実際対象物特有の測定プロトコルを使用して、種々の標準撮像範囲に対応する実際対象物の種々の画像を得る。
（５）解剖図を調べて標準測定プロトコル内で標準対象物を得る。
（６）標準対象物に対応する複数の実際対象物から、データの統計編集として標準測定プロトコル内の標準対象物を作成する。
（７）複数の実際対象物の平均値として標準測定プロトコル内の標準対象物を作成する。
（８）実際対象物の特徴を表わすデータセットと、標準対象物の特徴を表わすデータセットとを関係付けることによって形状的な関係を作成する。
（９）標準測定プロトコルにおいて、標準撮像範囲内の位置および寸法を規定する。
（１０）標準測定プロトコルにおいて、標準撮像範囲内の画像スライスの数および厚さを規定する。
（１１）断層撮影イメージングシステムは磁気共鳴システムであり、実際対象物特有の測定プロトコルを使用して磁気共鳴装置を作動させるパルスシーケンスを標準測定プロトコル内に含む。

コンピュータプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体に関する課題は、本発明によれば、断層撮影イメージング装置のために標準対象物の標準撮像範囲の空間位置と標準対象物を特徴付ける指定とを規定する標準測定プロトコルを記録する記録媒体を備え、標準対象物は標準的な解剖学的対象物であり、標準的な解剖学的対象物に対応する複数の実際対象物の統計平均値として、標準的な解剖学的対象物の統計的なデータセットまたは解剖図が編集され、この記録媒体が断層撮影イメージング装置の作動を制御するコンピュータ内に格納可能であることによって解決される。

コンピュータプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体に関する本発明の実施態様は次の通りである。
（１）標準測定プロトコルは、標準撮像範囲の空間位置を規定する形状パラメータを有する。
（２）標準対象物を特徴付ける指定は標準対象物の識別である。
（３）標準対象物の特徴付けは、標準対象物を生成すべく使用された画像収集システムの識別を含む。
（４）指定は、解剖学的特徴、形状的特徴および統計的特徴から成るグループから選択された標準対象物の特徴の表示を有する。
（５）標準測定プロトコルを使用して作動可能な断層撮影イメージングシステムの種類の指定が行なわれる。
（６）標準測定プロトコルは、磁気共鳴イメージング装置において標準対象物に対応する実際対象物の標準撮像範囲内で画像を得るために磁気共鳴イメージング装置を作動させるパルスシーケンスの指定を有する。

ＭＲ測定のスライス位置計画方法に関する課題は本発明の原理に従って解決されるが、その場合、各個々のスキャンのための各個々の患者のスライスの計画の代わりに、特定のスキャンのための１つのスライスまたは複数のスライスが、スキャンにおける関心器官の形状的な詳細を表わす統計データセットを使用して計画される。この統計データセットは関心器官の「標準的な」画像を表わす。このデータセットは標準的な器官解剖図から得ることができ、その多くが既知でありアクセス可能である。すなわち、このデータセットは、データ収集システムによって、他の患者から以前に得られ保管されている幾つかの測定されたデータセットの平均化により作成することができる。この統計データセッまたは解剖図は全体的なスライス位置決め環境に計画表示として表示される。撮像範囲（形状パラメータ、シーケンスパラメータなど）の測定は、この統計データセットを使用して計画され、特定の「標準的な」人体器官のための標準測定プロトコルとして保管される。この標準測定プロトコルは、例えば、データセット内の撮像範囲の位置および「標準的な」人体器官に関する撮像範囲の位置に関する情報を含む。また、この標準測定プロトコルは、例えば撮像範囲内のスライス数、スライスの方位、スライス毎のピクセル数についての情報も含む。この標準測定プロトコルは、一連の撮像範囲の測定を行ってもよく、および／または、飽和範囲に関する情報を含有してもよい。

このような標準測定プロトコルは、それぞれ、異なった種類のスキャン、例えば、脳スキャン、下垂体腺スキャン、ｆＭＲＩスキャン、癲癇についてのスキャン、視神経スキャン、または聴覚神経スキャンについて作成することができる。

標準測定プロトコルを使用して、個々の患者を検査（スキャン）できるようにするために、この標準測定プロトコルは患者特有の測定プロトコルを作成すべく調整または修正される必要がある。このために、画像が得られる患者の器官は、三次元ローカライザまたは自動位置合わせシーケンスなどの第１の低解像度測定によってデータ収集システム（スキャナ）内で位置測定され、その後器官の形状的な写像が行われる。この写像のために、患者の器官と標準的な（統計的な）器官との形状的な関係を決定しなければならない。これはテンプレートの比較または対応するデータセットの相関によって達成することができる。その結果、変換マトリックスが作成され、患者の器官の画像の回転、変換、拡大、縮小方法を規定し、それを標準器官と共に写像する。標準測定プロトコルの撮像範囲（スライスボックス）の位置は、変換マトリックスに従って調整される。その結果、患者特有の測定プロトコルが作成される。

本発明の方法の重要な利点は検査において得られる高度の再現性である。撮像範囲は、毎回、（一般的に変わることはない）患者の実際の解剖学的特徴に従って調整される標準撮像範囲から始まることによって自動的に決定されるので、比較的長い期間を挟んでも同じ患者を何度もスキャンすることができ、期間を挟んでスキャンした各画像は有効に比較できる。これは、各スキャンが、放射線療法や化学療法の過程でのガン細胞の腫瘍サイズの監視のような特定の病理学上の状態についての処理のために行なわれるときには特に利点がある。期間を挟んで複数回患者をスキャンするとき、各スキャンから得られた画像を比較するのが難しい場合がある。それは、比較の結果検出された画像の変化の原因が、腫瘍サイズが実際に変化したためなのか、あるいは一方の画像のスライスの方位が他方の画像のスライスの方位と一致していなかったためなのか、を確定することができないからである。本発明の処理手順によって達成された高度の再現性のために、期間を挟んだ画像同士で変化が検出されたとき、これらの変化は、一貫性の無いスライス位置決めから発生する変化というより、実際の解剖学上の変化を表わすことをより確実に推定することができる。

本発明の方法で得られる更なる利点は、各断層撮影測定を計画する時間の著しい減少によって達成される、イメージング装置に関するより高い患者処理数が得られる点である。

本発明の方法は磁気共鳴イメージングに関しては上述の記載の他に以下にもより詳細に記載されるが、本発明の方法は例えばコンピュータ断層撮影や超音波を含むあらゆる種類の断層撮影イメージングモダリティに使用することができる。

次に、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明の方法を説明するために断層撮影イメージングモダリティの一例として使用した磁気共鳴イメージング装置の概略ブロック図、
図２は本発明に従った標準測定プロトコルを生成する基本ステップのフローチャート、
図３は本発明に従った標準測定プロトコルの基本コンポーネントまたはコンテンツを示す図、
図４は脳スキャン（脳標準）のための本発明に従って生成される標準測定プロトコルにおける標準頭部に関するスライスボックスの位置決めを示す図、
図５は脳下垂体腺スキャン（脳下垂体標準）のための本発明に従って生成される標準測定プロトコルにおける標準頭部に関するスライスボックスの位置決めを示す図、
図６はｆＭＲＩスキャン（ｆＭＲＩ標準）のための本発明に従って生成される標準測定プロトコルにおける標準頭部に関するスライスボックスの位置決めを示す図、
図７は癲癇スキャン（癲癇標準）のための本発明に従って生成される標準測定プロトコルにおける標準頭部に関するスライスボックスの位置決めを示す図、
図８は視神経スキャン（視神経標準）のための本発明に従って生成される標準測定プロトコルにおける標準頭部に関するスライスボックスの位置決めを示す図、
図９は聴覚神経スキャン（聴覚神経標準）のための本発明に従って生成される標準測定プロトコルにおける標準頭部に関するスライスボックスの位置決めを示す図、
図１０は患者特有の測定プロトコルを生成するための本発明の方法を示すフローチャート、
図１１Ａ〜図１１Ｃは図１０の本発明の方法を説明するために例示される図を示す。

図１は、本発明に従って作動可能な断層撮影イメージングモダリティの一例として、被検体の磁気共鳴画像を生成する磁気共鳴イメージング（断層撮影）装置を示す。この核磁気共鳴断層撮影装置の構成要素は、従来の断層撮影装置の構成要素に対応し、本発明に従って制御される。静磁場磁石１は、例えば、検査されるべき人体の一部のような被検体の検査領域内の核スピンの分極（位置合わせ）のための時定数、強力磁場を生成する。核磁気共鳴測定に必要な静磁場磁石の高い均一性は、検査されるべき人体の一部が導入される球状測定ボリュームＭ内に規定される。この均一性に関する要求に対応するために、特に、時間不変による影響を解消するために、磁性材料のシム板が適切な位置に装着されている。時間変化による影響はシム電源１５によって駆動されるシムコイル２によって解消される。

円筒形の傾斜磁場コイルシステム３は静磁場磁石１内に内蔵され、このシステム３は三つの補助巻線で構成されている。各補助巻線は、増幅器１４によって電流を供給され、直交座標系のぞれぞれの方向に直線状の傾斜磁場を発生する。傾斜磁場コイルシステム３の第１の補助巻線はｘ軸方向の傾斜磁場Ｇｘを発生し、第２の補助巻線はｙ軸方向の傾斜磁場Ｇｙを発生し、第３の補助巻線はｚ軸方向の傾斜磁場Ｇｚを発生する。各増幅器１４は、シーケンス制御装置１８によって駆動されるデジタル−アナログ変換機ＤＡＣを有し、傾斜磁場パルスを時間制御により作成する。

高周波アンテナ４は傾斜磁場コイルシステム３内に配置されている。この高周波アンテナ４は高周波電力増幅器によって放出された高周波パルスを交流磁場に変換し、核を励起して、検査中の被検体の核スピンすなわち検査中の被検体の領域の核スピンを整列させる。高周波アンテナ４は、構成コイルの配置（好ましくは線形配置）の形で、１つ又は複数の高周波送信コイルと、多数の高周波受信コイルとで構成される。歳差運動する核スピンに起因する交流磁場、すなわち１つ又は複数の高周波パルスと１つ又は複数の傾斜磁場パルスとで構成されたパルスシーケンスによって通常生成される核スピンエコー信号は、高周波アンテナ４の高周波受信コイルによって電圧に変換される。この電圧は増幅器７を介して高周波システム２２の高周波受信チャネル８に供給される。この高周波システム２２は高周波パルスを生成して核磁気共鳴を励起する送信チャネル９を有する。各高周波パルスは、システムコンピュータ２０によって定められたシーケンス制御装置１８内のパルスシーケンスに基づいて一連の複素数としてデジタル表示される。この複素数シーケンスは、実数部および虚数部として、各入力端１２を介して高周波システム２２内のデジタル−アナログ変換機ＤＡＣに供給され、そこから送信チャネル９に供給される。送信チャネル９において、パルスシーケンスは、測定ボリュームＭ内の核スピンの共鳴周波数に対応する基本周波数を有する高周波キャリア信号に変調される。

送信モードから受信モードへの切換えは送信−受信ダイプレクサ６を介して行われる。高周波アンテナ４の高周波送信コイルは、高周波電力増幅器１６からの信号に基づいて高周波パルスを放射し、測定ボリュームＭ内の核スピンを励起し、その結果発生したエコー信号を高周波受信コイルを介してサンプリングする。収集された核磁気共鳴信号は、高周波システム２２の受信チャネル８内で位相敏感に復調され、各アナログ−デジタル変換器ＡＤＣを介して、測定された信号の実数部と虚数部とに変換され、出力端１１にそれぞれ供給される。画像コンピュータ１７はこのように収集された測定データから画像を再構成する。測定データ、画像データおよび制御プログラムの管理はシステムコンピュータ２０を介して行われる。制御プログラムに基づいて、シーケンス制御装置１８は所望の各パルスシーケンスの生成とｋ空間のサンプリングとを監視する。特に、シーケンス制御装置１８は、核磁気共鳴信号の受信だけでなく、傾斜磁場の切替え、規定の位相および振幅による高周波パルスの放出を制御する。高周波システム２２およびシーケンス制御装置１８のタイミング信号はシンセサイザ１９によって利用できる。作成された核磁気共鳴画像の表示だけでなく核磁気共鳴画像を作成するための制御プログラムの選択は１つ又は複数の画面だけでなくキーボードを有する端末装置２１を介して行われる。

本発明の方法は端末装置２１とシステムコンピュータ２０とを使用して実行することができる。図２のフローチャートに示された方法を実行するために、システムコンピュータ２０は器官の解剖図を保管するか又は同解剖図にアクセスすることができる。このような多数の解剖図は市販品を利用できるおよび／またはオンラインでアクセス可能である。このような解剖図は多数の異なった解剖器官の各々についての統計データセットを含んでいる。

スキャン計画のために、当該スキャンで撮像される器官の解剖図または統計データセットがロード、アクセスまたは検索され、当該スキャンにおける特定の関心領域が指定される。この撮像範囲はその後設定され、入力された関連パラメータはこの標準測定プロトコルの生成に使用された解剖図を参照して共に保管される。

図２に示すフローチャートに従って行われるスキャンの種類毎の標準測定プロトコルの基本コンテンツを図３に示す。これらのコンポーネントには、スキャンにおいて使用されるパルスシーケンス、撮像範囲の座標、プロトコルの作成に使用された解剖図への参照が含まれる。ここで使用される「参照」とは、適切な指定の種類、インジケータまたは論理リンクを意味し、関連データの全てが含有されていれば単一のコンピュータファイルまたはフォルダ内で使用することができ、あるいは必要に応じて、異なったファイルやフォルダを対応付けるのに使用することができる。

スキャンで１つのスライスまたは複数のスライスが得られる領域は「スライスボックス」として知られている。本発明に従って生成された多数の異なった標準測定プロトコルについてのスライスボックスの方位は標準頭部に関して図４〜図９に示されている。

図４は脳スキャン（脳標準）のための標準頭部（頭部解剖図）に関するスライスボックスの方位を示す。図５は下垂体腺（下垂体標準）スキャンのためのスライスボックスの方位を示す。図６は機能的磁気共鳴イメージング（ｆＭＲＩ標準）のためのスライスボックスの方位を示す。機能的磁気共鳴イメージングスキャンにおいて、被検体は閃光などによって周期的に刺激され、脳活動はその刺激によって活動を惹き起こされる脳の一部分で発生する酸素消費の増加を監視することによって検出される。

図７は下垂体（下垂体標準）を表わす脳内の症状を検出するスキャンのための標準頭部に関するスライスボックスの方位を示す。図８は視神経（視神経標準）スキャンのためのスライスボックス（ここでは図５と同様にシングルスライス）の方位を示す。図９は聴覚神経（聴覚神経標準）スキャンのためのスライスボックスを示す。

異なった器官についてのこのような標準測定プロトコルの本発明に従った生成は「唯一無二」の有効性を有し、他の目的にも使用することができる。しかし、本発明に更に従うと、この標準測定プロトコルは、図１０に示された方法に使用され、患者特有の測定プロトコルを生成する。図１０に図示されたとおり、特定の検査のためにスキャナ内の患者の実際位置を表す患者データセットが自動位置合わせシーケンスで作成される。この患者データセットは統計的に分析され、適切な標準測定プロトコルは上記のとおり生成された標準測定プロトコルから選択される。選択された標準測定プロトコルにおいて参照される統計データセット（解剖図）はその後ロードされる（またはアクセスもしくは検索される）。その後、統計データセットと患者データセットとの間の写像を行う変換マトリックスが計算される。この標準測定プロトコルは、上記変換マトリックスを使用して、特定患者および特定スキャンのための患者特有の測定プロトコルに変換または転換される。

図１０のフローチャートに記載された処理手順は図１１Ａ，図１１Ｂ，図１１Ｃに示されたシーケンスに示されている。図１１Ａ，図１１Ｂ，図１１Ｃに示された各図は、必要であれば端末装置２１の画面に目に見える形で表示してもよいが、オペレータがこれらの図を実際に見るほど重要ではないので、図１１Ａ，図１１Ｂ，図１１Ｃは、本発明の方法の実行時にコンピュータ内で発生しているデータ操作の概略図として考えることができる。

図１１Ａは、標準頭部に関して示された標準測定プロトコル（ＳＭＰ）スライスボックス６１を有する三つの異なった表示における標準頭部６０（頭部解剖図）を示す。この表示は、図４〜図９に示す例のいずれか、すなわち他の幾つかの器官についての標準測定プロトコルに一致させることができる。

図１１Ｂは患者頭部６５の同一表示を示すが、これらの表示はスキャン装置における実際の患者の低解像度スキャンから得られる。関心のある器官（この場合、患者頭部６５）の方位は図１１Ａに示す標準頭部の方位とはほとんど確実に異なっている。しかし、各表示において、ＳＭＰスライスボックス６１は図１１Ａにおけるスライスボックス位置と同一の位置に示される。患者頭部６５の実際位置が標準頭部６０の位置とは異なっているために、ＳＭＰスライスボックス６１は所望のスキャンを行うための実際の患者頭部６５に関して適切に向けられていない。

患者頭部６５とスライスボックスとの間の適切な方位を復元するために、標準頭部６０と患者頭部６５との間の写像を表す前記変換マトリックスが作成される。図１１ＢにおけるＳＭＰスライスボックス６１を表わすデータは、その後、変換マトリックスによって操作し続けられ、それによって図１１Ｃに示す変換されたスライスボックス６６を生成する。この変換されたスライスボックス６６は、ＳＭＰスライスボックス６１が有する標準頭部６０に関する方位と同一の患者頭部６５に関する方位を有する。

従って、図１１Ｃは、図１０のフローチャートの最後にある患者特有の測定プロトコルを表わす。この実際の診断スキャンは、その後、この患者特有の測定プロトコルを使用して実施することができる。

上記のとおり、本発明の処理手順を磁気共鳴イメージングに関連して説明したが、この処理手順は、コンピュータ断層撮影や超音波など、他の断層撮影画像形成においての同様の利便性を有しながら使用することができる。

当業者による修正および変更が提案される場合があるが、本発明者の意図は、当該技術に貢献する範囲内で妥当かつ適切に該当する限り、認可される特許の範囲内での全ての変更および修正を含むことにある。

磁気共鳴イメージング装置の概略ブロック図標準測定プロトコルを生成する基本ステップのフローチャート標準測定プロトコルの基本コンポーネントまたはコンテンツを示す図標準頭部に関するスライスボックスの位置決めを示す図標準頭部に関するスライスボックスの位置決めを示す図標準頭部に関するスライスボックスの位置決めを示す図標準頭部に関するスライスボックスの位置決めを示す図標準頭部に関するスライスボックスの位置決めを示す図標準頭部に関するスライスボックスの位置決めを示す図本発明の方法を示すフローチャート本発明の方法を説明するために例示される図本発明の方法を説明するために例示される図本発明の方法を説明するために例示される図

１静磁場磁石
２シムコイル
３傾斜磁場コイル
６ダイプレクサ
７高周波増幅器
８高周波送信チャネル
９受信チャネル
１５シム電源
１７画像コンピュータ
１８シーケンス制御装置
１９シンセサイザ
２０システムコンピュータ
２１端末装置
２２高周波システム

Claims

オペレータが対話することができるコンピュータ支援インターフェースで、標準対象物の統計的なデータセットまたは解剖図を全体的なスライス位置決め環境に表示するステップと、
前記表示された統計的なデータセットまたは解剖図と前記インターフェースを介して対話することにより、前記統計的なデータセットまたは解剖図における標準撮像範囲の、前記標準対象物に関する空間位置を規定するステップと、
前記標準撮像範囲に関係したパラメータと前記標準対象物を示す参照とを備える標準測定プロトコルを作成および保管するステップと
を有し、
前記標準対象物は標準的な解剖学的対象物であり、
前記標準的な解剖学的対象物に対応する複数の実際対象物の統計平均値として、前記標準的な解剖学的対象物の統計的なデータセットまたは解剖図が編集される
ことを特徴とする断層撮影イメージングシステム用の標準測定プロトコルの作成方法。
前記標準測定プロトコルを作成および保管するステップは、前記標準撮像範囲の空間位置を規定するパラメータの保管を有することを特徴とする請求項１記載の方法。
前記標準測定プロトコルを作成および保管するステップは、前記標準測定プロトコル内に、前記断層撮影イメージングシステムにおいて前記標準対象物に対応する実際対象物の前記標準撮像範囲内で画像を得るべく前記断層撮影イメージングシステムを作動させるパラメータを有することを特徴とする請求項１記載の方法。
前記断層撮影イメージングシステムは磁気共鳴イメージング装置であり、前記標準測定プロトコルを作成よび保管するステップは、前記磁気共鳴イメージング装置において前記標準対象物に対応する実際対象物の前記標準撮像範囲内で画像を得るために前記磁気共鳴イメージング装置のためのパルスシーケンスの指定を有することを特徴とする請求項１記載の方法。
前記標準対象物の統計的なデータセットまたは解剖図を表示するステップは、前記標準的な解剖学的対象物の解剖学的特徴を備える前記標準的な解剖学的対象物の統計的なデータセットまたは解剖図の表示を有することを特徴とする請求項１記載の方法。
前記解剖学的特徴として、前記標準的な解剖学的対象物の形状的な特徴が表示されることを特徴とする請求項５記載の方法。
断層撮影イメージング装置のために標準対象物の標準撮像範囲の空間位置と前記標準対象物を特徴付ける指定とを規定する標準測定プロトコルを記録する記録媒体を備え、前記標準対象物は標準的な解剖学的対象物であり、前記標準的な解剖学的対象物に対応する複数の実際対象物の統計平均値として、前記標準的な解剖学的対象物の統計的なデータセットまたは解剖図が編集され、前記記録媒体は前記断層撮影イメージング装置の作動を制御するコンピュータ内に格納可能であることを特徴とするコンピュータプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
前記標準測定プロトコルは、前記標準撮像範囲の空間位置を規定する形状パラメータを有することを特徴とする請求項７記載のコンピュータプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
前記標準対象物を特徴付ける指定は前記標準対象物の識別であることを特徴とする請求項７記載のコンピュータプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
前記標準対象物の特徴付けは、前記標準対象物を作成すべく使用された画像収集システムの識別を含むことを特徴とする請求項７記載のコンピュータプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
前記指定は、解剖学的特徴、形状的特徴および統計的特徴から成るグループから選択された前記標準対象物の特徴の表示を有することを特徴とする請求項７記載のコンピュータプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
前記標準測定プロトコルを使用して作動可能な断層撮影イメージングシステムの種類の指定が行なわれることを特徴とする請求項７記載のコンピュータプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
前記標準測定プロトコルは、前記磁気共鳴イメージング装置において前記標準対象物に対応する実際対象物の前記標準撮像範囲内で画像を得るために磁気共鳴イメージング装置を作動させるパルスシーケンスの指定を有することを特徴とする請求項７記載のコンピュータプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
断層撮影イメージングシステムを制御装置が制御して、断層撮影イメージングシステム内に実際対象物の撮像範囲を位置決めする計画方法であって、
前記断層撮影イメージングシステム内に実際対象物を配置し、前記断層撮影イメージングシステムを使用して前記実際対象物の特徴を表わすデータを得るステップと、
標準対象物を参照して標準撮像範囲の空間位置を規定し前記標準対象物の特徴を表わすデータセットを参照する標準測定プロトコルを、コンピュータに利用可能にするステップと、
前記コンピュータにおいて、前記実際対象物の特徴を表わすデータセットと前記標準対象物の特徴を表わすデータセットとから、前記実際対象物の特徴と前記標準対象物の特徴との間の形状的な関係を決定するステップと、
前記形状的な関係に依存して前記標準測定プロトコルを修正することにより、前記実際対象物に関して前記撮像範囲を位置決めする実際対象物特有の測定プロトコルを作成するステップと、
前記実際対象物特有の測定プロトコルを使用して前記断層撮影イメージングシステムの撮像範囲内で前記実際対象物の画像を得るステップと
を有し、
前記標準対象物は標準的な解剖学的対象物であり、
前記標準的な解剖学的対象物に対応する複数の実際対象物の統計平均値として、前記標準的な解剖学的対象物の統計的なデータセットまたは解剖図が編集される
ことを特徴とする断層撮影イメージングシステム内に実際対象物の撮像範囲を位置決めする計画方法。
前記実際対象物は患者であり、前記標準対象物は標準的な解剖学的対象物であり、前記各データセットによって表わされた特徴は解剖学的特徴であることを特徴とする請求項１４記載の方法。
前記標準測定プロトコルを修正して前記実際対象物特有の測定プロトコルを作成するステップは、前記標準対象物に関する前記標準撮像範囲の位置と同一に前記実際対象物に関する前記撮像範囲の位置決めを有することを特徴とする請求項１４記載の方法。
前記標準測定プロトコルの範囲内で、前記標準対象物を参照して種々の標準撮像範囲に対して各空間位置が規定されることを特徴とする請求項１４記載の方法。
前記実際対象物特有の測定プロトコルを使用して、前記種々の標準撮像範囲に対応する前記実際対象物の種々の画像を得ることを特徴とする請求項１７記載の方法。
解剖図を調べて前記標準測定プロトコル内で前記標準対象物を得ることを特徴とする請求項１４に記載の方法。
前記標準対象物に対応する複数の実際対象物から、データの統計編集として前記標準測定プロトコル内の前記標準対象物を作成することを特徴とする請求項１４記載の方法。
前記複数の実際対象物の平均値として前記標準測定プロトコル内の前記標準対象物を作成することを特徴とする請求項１４記載の方法。
前記実際対象物の特徴を表わすデータセットと、前記標準対象物の特徴を表わすデータセットとを関係付けることによって前記形状的な関係を作成することを特徴とする請求項１４記載の方法。
前記標準測定プロトコルにおいて、前記標準撮像範囲内の位置および寸法を規定することを特徴とする請求項１４記載の方法。
前記標準測定プロトコルにおいて、前記標準撮像範囲内の画像スライスの数および厚さを規定することを特徴とする請求項１４記載の方法。
前記断層撮影イメージングシステムは磁気共鳴システムであり、前記実際対象物特有の測定プロトコルを使用して前記磁気共鳴装置を作動させるパルスシーケンスを前記標準測定プロトコル内に含むことを特徴とする請求項１４に記載の方法。