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JP5283866B2 - 磁気共鳴イメージング装置 - Google Patents

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Description

本発明は、同一患者の同一被検体を異なる時間に撮像して被検体の経過観察を行なうために過去の撮像と同一の撮像条件で撮像を行なう磁気共鳴イメージング装置に関する。
磁気共鳴イメージング(MRI:magnetic resonance imaging)は、静磁場中に置かれた被検体の原子核スピンをそのラーモア周波数の高周波信号で磁気的に励起し、この励起に伴って発生するMR信号から画像を再構成する撮像法である。
従来、MRI装置を用いた撮像における位置決めには、位置決め用の基準画像上に位置決め用ROI(region of interest)を設定することにより、次の撮像位置を設定する方法が知られている。同一患者の同一被検体を異なる時間に撮像して被検体の経過観察を行なうために過去の撮像と同一の撮像条件で今回の撮像を行なう場合、過去に撮像された過去画像とその際に設定したROI情報とを参照し、オペレータが目視により同一と思われる位置に位置決め用ROIを設定する方法があった。
本発明に関連する従来技術として、以下のような文献が開示されている。
特開平6−189935号公報
しかしながら、同一患者の同一被検体を異なる時間に撮像して被検体の経過観察を行なうために過去の撮像と同一の撮像条件で今回の撮像を行なう場合の従来技術による位置決めでは、位置決め用ROIの設定をオペレータが目視で行なうため、過去画像に対して正確に位置を合わせることが困難であった。また、過去と今回との間で撮像時に患者の固定角度等が異なる場合に、従来の位置決め用ROIの操作のみでは位置決め用ROIを正確に設定することが困難であった。
本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、同一患者の同一被検体を異なる時間に撮像して被検体の経過観察を行なうために過去の撮像と同一の撮像条件で撮像を行なう際、診断に最適な画像を提供することができる磁気共鳴イメージング装置を提供することを目的とする。
本発明に係る磁気共鳴イメージング装置は、上述した課題を解決するために、過去の本スキャンによって生成された撮像画像としての過去画像を取得する過去画像取得部と、前記過去の本スキャンにおける撮像条件を取得する撮像条件取得部と、前記過去画像の対象の被検体に対してスキャンを実行して、位置決めのための位置決め親画像を生成する位置決め親画像生成部と、前記位置決め親画像を基に、画像用の関心領域を設定する画像用関心領域設定部と、前記被検体に対して、前記撮像条件及び前記画像用関心領域に従ってスキャンを実行して、撮像画像としての子画像を生成する画像生成部と、前記過去画像及び前記画像の同一画面上への表示を制御する表示制御部と、前記表示制御部によって表示される前記画像の移動内容の入力を制御する入力制御部と、前記入力制御部によって入力される前記移動内容による移動後の画像用関心領域を本画像用関心領域として設定する本画像用関心領域設定部と、前記被検体に対して、前記撮像条件及び前記本画像用関心領域に従って本スキャンを実行して、本画像を生成する本画像生成部と、を有する。
本発明に係る磁気共鳴イメージング装置によると、同一患者の同一被検体を異なる時間に撮像して被検体の経過観察を行なうために過去の撮像と同一の撮像条件で撮像を行なう際、診断に最適な画像を提供することができる。
本発明に係る磁気共鳴イメージング(MRI:magnetic resonance imaging)装置の実施形態について、添付図面を参照して説明する。
図1は、本発明に係るMRI装置の実施形態の構成を示す概略図である。
図1は、本実施形態のMRI装置10を示す。このMRI装置10は、大きくは、撮像系11と制御系12とから構成される。
MRI装置10の撮像系11には、架台(図示しない)が備えられ、その架台内に、静磁場磁石21と、この静磁場磁石21の内部であって静磁場磁石21と同軸上に筒状のシムコイル22と、静磁場磁石21の内部で筒状に形成される傾斜磁場コイルユニット23とを収容する。また、撮像系11には、ラーモア周波数(共鳴周波数)の高周波(RF:radio frequency)信号を送信するRFコイル24と、患者Pを架台内に進退させる寝台機構25とが設けられる。
一方、MRI装置10の制御系12には、静磁場電源31、傾斜磁場電源33、シムコイル電源32、送信器34、受信器35、シーケンスコントローラ(シーケンサ)36及びコンピュータ37が設けられる。
静磁場磁石21は静磁場電源31と接続される。静磁場電源31から供給された電流によって撮像領域(FOV:field of view)に静磁場を形成させる。
シムコイル22はシムコイル電源32と接続され、シムコイル電源32からシムコイル22に電流を供給して、静磁場を均一化する。
傾斜磁場コイルユニット23は、X軸傾斜磁場コイル23x、Y軸傾斜磁場コイル23y及びZ軸傾斜磁場コイル23zで構成される。また、傾斜磁場コイルユニット23の内側には寝台機構25の天板26が設けられ、その天板26には患者Pが載置される。天板26は、寝台機構25によって移動させられる。
また、傾斜磁場コイルユニット23は、傾斜磁場電源33と接続される。傾斜磁場コイルユニット23のX軸傾斜磁場コイル23x、Y軸傾斜磁場コイル23y及びZ軸傾斜磁場コイル23zはそれぞれ、傾斜磁場電源33のX軸傾斜磁場電源33x、Y軸傾斜磁場電源33y及びZ軸傾斜磁場電源33zとそれぞれ接続される。
そして、X軸傾斜磁場電源33x、Y軸傾斜磁場電源33y及びZ軸傾斜磁場電源33zからそれぞれX軸傾斜磁場コイル23x、Y軸傾斜磁場コイル23y及びZ軸傾斜磁場コイル23zに供給された電流により、撮像領域にそれぞれX軸方向の傾斜磁場Gx、Y軸方向の傾斜磁場Gy、Z軸方向の傾斜磁場Gzを形成する。
RFコイル24はマルチコイルで構成され、送信器34及び受信器35と接続される。RFコイル24は、送信器34から高周波信号を受けて被検体としての患者Pの撮像部位に高周波磁場パルスを送信する機能と、撮像部位内部の原子核スピンの高周波信号による励起に伴って発生したNMR信号を受信して受信器35に与える機能を有する。RFコイル24の送受方式としては、送信コイルと受信コイルとを1つのコイルで兼用する方式と、送信コイルと受信コイルに別々のコイルを用いる方式に分けられる。なお、MRI装置10にはRFコイル24を設けるが、図1では、RFコイル24の一例としての頭部用コイルのみを例示している。
一方、制御系12のシーケンスコントローラ36は、寝台機構25、傾斜磁場電源33、送信器34及び受信器35と接続される。シーケンスコントローラ36は、図示しないプロセッサ、例えばCPU(central processing unit)及びメモリを備えており、寝台機構25、傾斜磁場電源33、送信器34及び受信器35を駆動させるために必要な制御情報、例えば傾斜磁場電源33に印加すべきパルス電流の強度や印加時間、印加タイミング等の動作制御情報を記述したシーケンス情報を記憶する。
また、シーケンスコントローラ36は、記憶した所定のシーケンスに従って寝台機構25を駆動させることによって、天板26を架台に対してZ軸方向に進退させる。さらに、シーケンスコントローラ36は、記憶した所定のシーケンスに従って傾斜磁場電源33、送信器34及び受信器35を駆動させることによって、架台内にX軸傾斜磁場Gx、Y軸傾斜磁場Gy,Z軸傾斜磁場Gz及びRF信号を発生させる。
送信器34は、シーケンスコントローラ36から受けた制御情報に基づいてRF信号をRFコイル24に与える。一方、受信器30は、RFコイル24から受けたNMR信号に所要の信号処理を実行すると共にA/D(analog to digital)変換することにより、受信器35からデジタル化されたNMR信号である生データ(raw data)を生成する。また、生成した生データをシーケンスコントローラ36に与える。シーケンスコントローラ36は、受信器35からの生データを受けてコンピュータ37に与える。
コンピュータ37は、プロセッサとしてのCPU51、メモリ52、HD(hard disk)53、IF(interface)54、入力装置55及び表示装置56等、コンピュータとしての基本的なハードウェアから構成される。CPU51は、共通信号伝送路としてのバスBを介して、コンピュータ37を構成する各ハードウェア構成要素52,53,54,55及び56に相互接続されている。また、コンピュータ37は、IF54を介して病院基幹のLAN(local area network)等のネットワークNに相互通信可能に接続されることで、ネットワークN上の図示しない画像管理装置(サーバ)から後述する過去の画像を取得することができる。
なお、コンピュータ37には、各種アプリケーションプログラムやデータを記憶したメディアから各種アプリケーションプログラムやデータを読み込むドライブを具備する場合もある。
CPU51は、メモリ52に記憶しているプログラムを実行する。又は、CPU51は、HD53に記憶しているプログラム、ネットワークNから転送されIF54で受信されてHD53にインストールされたプログラムを、メモリ52にロードして実行する。
メモリ52は、ROM(read only memory)及びRAM(random access memory)等の要素を兼ね備え、IPL(initial program loading)、BIOS(basic input/output system)及び画像を記憶したり、CPU51のワークメモリやデータの一時的な記憶に用いたりする記憶装置である。
HD53は、磁性体を塗布又は蒸着した金属のディスクによって構成され、読み取り装置(図示しない)に着脱不能で内蔵されている。HD53は、コンピュータ37にインストールされたプログラム(アプリケーションプログラムの他、OS(operating system)等も含まれる)や画像を記憶する記憶装置である。また、OSに、ユーザに対する情報の表示にグラフィックを多用し、基礎的な操作を入力装置55によって行なうことができるGUI(graphical user interface)を提供させることもできる。
IF54は、各規格に応じた通信制御を行なう通信制御装置である。IF54により、コンピュータ37は、ネットワークN網に接続することができる。
入力装置55としては、技師等のオペレータによって操作が可能なキーボード、マウス及びジョイスティック等が挙げられ、操作に従った入力信号がCPU51に送られる。
表示装置56は、画像合成回路、D/A変換回路及びモニタ等を含み、モニタを介してMRI画像を表示する。
図2は、本実施形態のMRI装置10の機能を示すブロック図である。
図1に示すCPU51がプログラムを実行することによって、図2に示すように、MRI装置10は、過去画像取得部61、撮像条件取得部62、位置決め親画像生成部63、位置決め子画像用ROI(region of interest)設定部64、表示制御部65、入力制御部66、画像選択部67、位置決め子画像生成部68、本画像用ROI設定部69、本画像生成部70及び親画像生成部71として機能する。なお、画像選択部67及び親画像生成部71は、MRI装置10に必須の構成要素ではない。また、MRI装置10の構成要素61乃至71をソフトウェア的に機能させる場合を説明するが、その場合に限定されるものではない。MRI装置10の構成要素61乃至71の全部又は一部をハードウェア的にMRI装置10に設ける場合であってもよい。
過去画像取得部61は、過去の本スキャンによって生成された過去画像(子画像)を取得する機能を有する。例えば、医師及び技師等のオペレータが入力装置55を用いて所望の患者Pの氏名及び患者ID(identification)等の個人情報と、所望の撮像部位とを入力することで、その入力に従ってネットワークN上のサーバやHD53等の記憶装置から、所望の患者Pの所望の撮像部位に対して過去の本スキャンによって生成された過去画像(例えば、アキシャル像)を取得する機能を有する。図3は、過去画像取得部61によって取得される過去画像の一例を示している。
図2に示す撮像条件取得部62は、過去の本スキャンにおける撮像条件(スキャンプラン)を取得する機能を有する。撮像条件としては、例えば、パルスシーケンス、高速化率(パラレルイメージングの倍率)、ROIを介して設定されるFOV及び画像の枚数情報等が挙げられる。また、パルスシーケンスとしては、3次元スキャン又は2次元スキャンのシーケンスが使われる。そのパルス列の形態としては、SE(スピンエコー)法、FSE(高速SE)法、FASE(高速Asymmetric SE)法(すなわち、高速SE法にハーフフーリエ法を組み合わせたイメージング法)、EPI(エコープラナーイメージング)法、FE(グラジェントエコー)法、FFE(高速FE)法及びセグメンティドFFE法等が挙げられる。
位置決め親画像生成部63は、天板26に患者Pを載置し、シーケンスコントローラ36を制御して、過去画像の対象の撮像部位と同一撮像部位に対して位置決めスキャンを実行して位置決めのための位置決め親画像を生成する機能を有する。位置決め親画像生成部63は、例えば、撮像時間の短い2次元の位置決めスキャン(Encode−prepスキャン)を実行する。
位置決め子画像用ROI設定部64は、位置決め親画像生成部63によって生成される位置決め親画像を基に位置決め子画像用のROIを設定する機能を有する。
表示制御部65及び入力制御部66は、位置決め子画像用ROI設定部64による位置決め子画像用ROIの設定がインタラクティブに設定可能であることが好適である。位置決め子画像用ROI設定部64は、位置決め親画像生成部63によって生成され表示制御部65を介して表示される位置決め親画像上で、撮像部位に対する位置決め子画像用ROIを設定可能な構成とする。
図4は、位置決め子画像用ROIの設定方法を説明するための図である。
4に示すように、予め設定してある撮像部位に臨床的に合致した指定断面、例えば撮像部位が頭部である場合はサジタル像が位置決め親画像として表示される。そして、表示された位置決め親画像を見ながらオペレータが入力制御部66を介して画面上に位置決め子画像用ROIを入力することにより撮影計画を立て、位置決め子画像用ROIを入力する(サジタル像の場合には、エンコード方向の画像中心位置と範囲に関するデータ及びリード方向の画像中心位置と範囲に関するデータ)。
図2に示す画像選択部67は、過去画像取得部61が撮像部位に係る複数スライスの複数の過去画像を取得し、位置決め子画像用ROI設定部64が撮像部位に関する複数スライスの複数の位置決め子画像用ROIを設定する場合、過去画像取得部61によって取得される複数の過去画像から1つの過去画像を選択すると共に、位置決め子画像用ROI設定部64によって設定される複数の位置決め子画像用ROIから1つの位置決め子画像用ROIを選択する機能を有する。画像選択部67は、例えば撮像条件に含まれる枚数情報を基に、同一序列の過去画像及び位置決め子画像用ROIを選択する構成とする。
位置決め子画像生成部68は、天板26に患者Pを載置したままの状態で、シーケンスコントローラ36を制御して、過去画像の対象の撮像部位と同一撮像部位に対して撮像条件及び位置決め子画像用ROIに従って位置決めスキャンを実行して、位置決めのための位置決め子画像を生成する機能を有する。又は、位置決め子画像生成部68は、シーケンスコントローラ36を制御して、過去画像の対象の撮像部位と同一撮像部位に対して撮像条件と画像選択部67によって選択される位置決め子画像用ROIとに従って位置決めスキャンを実行して、位置決めのための位置決め子画像を生成する機能を有する。図5は、位置決め子画像生成部68によって生成される位置決め子画像(アキシャル像)の一例を示している。
図2に示す本画像用ROI設定部69は、位置決め子画像生成部68によって生成される位置決め子画像を基に、本画像用のROIを設定する機能を有する。
表示制御部65及び入力制御部66は、本画像用ROI設定部69による本画像用ROIの設定がインタラクティブに設定可能であることが好適である。本画像用ROI設定部69は、本画像用ROI設定部69によって生成され表示制御部65を介して表示される位置決め子画像上で、本画像用ROIを設定可能な構成とする。
表示制御部65は、過去画像取得部61によって取得される過去画像と、位置決め子画像生成部68によって生成される位置決め子画像の同一画面上への表示を制御する機能を有する。又は、表示制御部65は、過去画像取得部61によって取得される過去画像と、画像選択部67によって選択される位置決め子画像用ROIの画像の同一画面上への表示を制御する機能を有する。
表示制御部65は、例えば、位置決め子画像生成部68によって生成される位置決め子画像のデータを付帯するプレーンの手前面に、過去画像取得部61によって取得された過去画像のデータを付帯しピクセルの透明度(アルファ値)の変更処理が施されるプレーンを重ねることで、過去画像及び位置決め子画像の同一画面上への表示を制御する構成とする。また、表示制御部65は、過去画像を位置決め子画像用ROIに埋め込んで表示することが好適である。図6は、表示制御部65によって表示される過去画像及び位置決め子画像の一例を示している。なお、過去画像(過去画像のデータを付帯するプレーン)の表示/非表示を選択可能な構成とすることができる。
図2に示す入力制御部66は、表示制御部65によってモニタに表示される位置決め子画像の移動内容の入力を制御する機能を有する。入力制御部66は、移動内容を、位置決め子画像のスライド移動及び回転移動のうち少なくとも一方とする構成とする。入力制御部66によって位置決め子画像の移動内容が入力されると、表示制御部65は、過去画像取得部61によって取得される過去画像と、入力制御部66による移動内容入力後の位置決め子画像との同一画面上への表示を制御する。図7は、移動内容入力後の位置決め画像が過去画像とほぼ一致する場合の移動内容入力後の位置決め画像用ROIの一例を示している。
図2に示す本画像用ROI設定部69は、入力制御部66による移動内容入力後の位置決め画像が過去画像とほぼ一致する場合の移動内容入力後の位置決め子画像用ROIを、本画像用ROIとして設定する機能を有する。図8は、本画像用ROIの一例を示している。
図2に示す本画像生成部70は、天板26に患者Pを載置したままの状態で、シーケンスコントローラ36を制御して、過去画像の対象の撮像部位と同一撮像部位に対して、撮像条件取得部62によって取得される撮像条件と本画像用ROI設定部69によって設定される本画像用ROIとに従って本スキャンを実行して、本画像を生成する機能を有する。また、天板26に患者Pを載置したままの状態(同一検査内)で本画像用ROIを設定したパルスシーケンスの他のパルスシーケンス(シリーズ)による撮像を行なう場合も、本画像生成部70は、本画像用ROI設定部69によって設定される本画像用ROIを他のパルスシーケンスに適用することで本画像を生成する構成とする。
親画像生成部71は、位置決め子画像用ROI設定部64によって設定される位置決め子画像用ROIと、入力制御部66によって入力される移動内容とを基に、本画像生成部70によって生成される本画像に対応する親画像を生成する機能を有する。親画像は、HD53等の記憶装置に記憶される。図9は、親画像生成部71によって生成される親画像の一例を示している。
MRI装置10に親画像生成部71を有する場合、同一患者の同一被検体を異なる時間に撮像して被検体の経過観察を行なうために過去の撮像と同一の撮像条件で撮像を行なう際、本画像生成部70によって生成される本画像と共にその本画像に対応する親画像を提供できるので、オペレータは、本画像のROIの位置を視認することができる。
なお、過去画像取得部61によって取得される複数の過去画像を基に直交3断面(サジタル面、アキシャル面及びコロナル面)の過去画像を取得し、位置決め子画像生成部68によって同じく直交3断面の位置決め子画像を生成し、対応する断面毎に重ねて表示される直交3断面過去画像及び位置決め子画像を用いて本撮影ROIを設定する構成とすることで、本画像用ROI設定部69は、さらに正確な本画像ROIを設定することができる。
本実施形態のMRI装置10によると、同一患者の同一被検体を異なる時間に撮像して被検体の経過観察を行なうために過去の撮像と同一の撮像条件で撮像を行なう際、過去画像を利用して視覚的な方法で本画像のROIを設定することで、過去画像とほぼ一致する位置・回転位置の本画像を生成することができる。よって、本実施形態のMRI装置10によると、同一患者の同一被検体を異なる時間に撮像して被検体の経過観察を行なうために過去の撮像と同一の撮像条件で撮像を行なう際、診断に最適な画像を提供することができる。
本発明に係るMRI装置の実施形態の構成を示す概略図。 本実施形態のMRI装置の機能を示すブロック図。 過去画像(アキシャル像)の一例を示す図。 位置決め子画像用ROIの設定方法を説明するための図。 位置決め子画像(アキシャル像)の一例を示す図。 表示される過去画像及び位置決め子画像の一例を示す図。 移動内容入力後の位置決め画像が過去画像とほぼ一致する場合の移動内容入力後の位置決め画像用ROIの一例を示す図。 本画像用ROIの一例を示す図。 子画像に対応する親画像の一例を示す図。
符号の説明
10 MRI装置
51 CPU
52 メモリ
55 入力装置
56 表示装置
61 過去画像取得部
62 撮像条件取得部
63 位置決め親画像生成部
64 位置決め子画像用ROI設定部
65 表示制御部
66 入力制御部
67 画像選択部
68 位置決め子画像生成部
69 本画像用ROI設定部
70 本画像生成部
71 親画像生成部

Claims (10)

  1. 過去の本スキャンによって生成された撮像画像としての過去画像を取得する過去画像取得部と、
    前記過去の本スキャンにおける撮像条件を取得する撮像条件取得部と、
    前記過去画像の対象の被検体に対してスキャンを実行して、位置決めのための位置決め親画像を生成する位置決め親画像生成部と、
    前記位置決め親画像を基に、画像用の関心領域を設定する画像用関心領域設定部と、
    前記被検体に対して、前記撮像条件及び前記画像用関心領域に従ってスキャンを実行して、撮像画像としての子画像を生成する画像生成部と、
    前記過去画像及び前記画像の同一画面上への表示を制御する表示制御部と、
    前記表示制御部によって表示される前記画像の移動内容の入力を制御する入力制御部と、
    前記入力制御部によって入力される前記移動内容による移動後の画像用関心領域を本画像用関心領域として設定する本画像用関心領域設定部と、
    前記被検体に対して、前記撮像条件及び前記本画像用関心領域に従って本スキャンを実行して、本画像を生成する本画像生成部と、
    を有することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
  2. 前記画像用関心領域設定部によって設定される前記画像用関心領域と、前記入力制御部によって入力される前記移動内容とを基に、前記本画像生成部によって生成される前記本画像に対応する親画像を生成する親画像生成部をさらに有することを特徴とする請求項1に記載の磁気共鳴イメージング装置。
  3. 前記表示制御部は、前記過去画像取得部によって取得される前記過去画像と、前記入力制御部によって入力される前記移動内容による移動後の画像との同一画面上への表示を制御する構成とすることを特徴とする請求項1に記載の磁気共鳴イメージング装置。
  4. 前記表示制御部は、前記画像又は前記移動内容による移動後の画像のデータを付帯するプレーンの手前面に、前記過去画像のデータを付帯し透明度の変更処理が施されるプレーンを重ねるように表示を制御する構成とすることを特徴とする請求項1及び3のうちいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
  5. 前記過去画像のデータを付帯するプレーンの表示/非表示を選択可能な構成とすることを特徴とする請求項4に記載の磁気共鳴イメージング装置。
  6. 前記入力制御部は、前記移動内容を、前記画像のスライド移動及び回転移動のうち少なくとも一方とする構成とすることを特徴とする請求項1に記載の磁気共鳴イメージング装置。
  7. 前記本画像生成部は、前記本画像用関心領域を同一検査内の複数のパルスシーケンスに適用することで前記本画像を生成する構成とすることを特徴とする請求項1に記載の磁気共鳴イメージング装置。
  8. 前記過去画像取得部は、前記被検体に係る複数スライスの複数の過去画像を取得し、前記画像用関心領域設定部は、前記被検体に関する複数スライスの複数の画像用関心領域を設定する構成とすることを特徴とする請求項1に記載の磁気共鳴イメージング装置。
  9. 前記過去画像取得部によって取得される前記複数の過去画像から前記過去画像を選択すると共に、前記画像用関心領域設定部によって設定される複数の画像用関心領域から前記画像用関心領域を選択する画像選択部をさらに有することを特徴とする請求項8に記載の磁気共鳴イメージング装置。
  10. 前記画像選択部は、前記撮像条件に含まれる枚数情報を基に、同一序列の前記過去画像及び前記画像用関心領域を選択する構成とすることを特徴とする請求項9に記載の磁気共鳴イメージング装置。
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