專(zhuān)利名稱(chēng)：類(lèi)內(nèi)窺鏡圖像獲取方法和使用該方法的磁共振成像設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種磁共振成像設(shè)備(下稱(chēng)MRI設(shè)備)，更具體地說(shuō)，涉及一種用于實(shí)時(shí)地獲取和顯示從插入體腔的導(dǎo)管觀察到的病人的諸如血管等體腔的類(lèi)內(nèi)窺鏡圖像的技術(shù)。
背景技術(shù)：
MRI設(shè)備是通過(guò)利用核磁共振現(xiàn)象獲取病人的層析X射線照片和頻譜來(lái)觀察病人體內(nèi)的設(shè)備，該MRI設(shè)備包括靜態(tài)磁場(chǎng)產(chǎn)生器、梯度磁場(chǎng)線圈、發(fā)射線圈和接收線圈。靜態(tài)磁場(chǎng)產(chǎn)生器對(duì)準(zhǔn)構(gòu)成病人的核子(通常為質(zhì)子)自旋的方向，梯度磁場(chǎng)線圈識(shí)別病人的成像切片，以及對(duì)針對(duì)從病人獲得的核磁共振信號(hào)的位置信息進(jìn)行編碼，發(fā)射線圈產(chǎn)生具有與質(zhì)子的共振頻率相同頻率的高頻率磁場(chǎng)，而接收線圈接收來(lái)自質(zhì)子的信號(hào)。
如上所述設(shè)置的MRI設(shè)備可以有選擇地對(duì)任意區(qū)域和組織中任一個(gè)進(jìn)行成像，并且依據(jù)要被成像的病人，已經(jīng)提出了各種成像方法。例如，可以使用二維或者三維測(cè)量來(lái)執(zhí)行成像。此外，近年來(lái)，作為MRI設(shè)備所應(yīng)用的重要領(lǐng)域，已經(jīng)開(kāi)發(fā)出當(dāng)將導(dǎo)管針刺或者引入血管時(shí)利用MRI設(shè)備作為導(dǎo)管監(jiān)視器的方法(IV-MRI)。在該IV-MRI中，需要實(shí)時(shí)地執(zhí)行成像并顯示圖像，從而諸如可以使導(dǎo)管準(zhǔn)確無(wú)誤地插入到目標(biāo)位置，而且各種類(lèi)型的高速成像方法例如EPI等已經(jīng)得到了實(shí)際應(yīng)用。
相反，當(dāng)如上所述地插入導(dǎo)管時(shí)，依據(jù)要成像的部分，已經(jīng)開(kāi)發(fā)和實(shí)際使用了各種形狀的接收線圈，并且已經(jīng)提出也充當(dāng)導(dǎo)管導(dǎo)引線的RF接收天線作為優(yōu)先使用的接收線圈(例如，日本待審專(zhuān)利公開(kāi)No.10-179550、PCT日文譯本專(zhuān)利申請(qǐng)No.2000-509276、文件《Intravascular Magnetic Resonance Imaging Using a LooplessCatheter Antenna》，MRM 37112-118(1997)等)。注意，由于導(dǎo)引線形狀的RF接收天線的可測(cè)量靈敏度范圍局限在導(dǎo)引線附近，因此，可以成像的層析X射線照片限制在較小區(qū)域(例如，幾個(gè)微米)。
然而，由傳統(tǒng)MRI設(shè)備獲得的圖像主要是層析X射線照片。因此，傳統(tǒng)MRI設(shè)備在確認(rèn)插入到具有彎曲部分的體腔，例如血管的導(dǎo)管位置的應(yīng)用中較為不利，這是由于這些MRI設(shè)備不能夠唯一地確定包括導(dǎo)管的切片平面。相反，對(duì)于直針，傳統(tǒng)MRI設(shè)備可以通過(guò)將主動(dòng)或正標(biāo)記添加到針上，自動(dòng)地獲取在包括針的平面上或者與針正交的平面上的層析X射線照片，并且存在許多傳統(tǒng)技術(shù)。此外，對(duì)于導(dǎo)管，已知通過(guò)在導(dǎo)管中提供能夠由MRI設(shè)備識(shí)別的標(biāo)記來(lái)執(zhí)行成像的方法。然而，由于不能夠唯一地確定包括具有彎曲部分的導(dǎo)管的切片平面，因此，確認(rèn)導(dǎo)管的插入位置總是不太容易。
順便說(shuō)明，申請(qǐng)人已經(jīng)提出了利用由X射線CT設(shè)備和MRI設(shè)備獲得的三維圖像數(shù)據(jù)創(chuàng)建類(lèi)內(nèi)窺鏡圖像的方法，作為顯示血管等的內(nèi)壁圖像，替代傳統(tǒng)的層析X射線照片(日本待審專(zhuān)利公開(kāi)No.7-210704和8-16813)。依據(jù)該方法，可以將包括血管等區(qū)域的三維層析X射線照片數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為由中心投影方法從內(nèi)部觀察到的體腔等的內(nèi)壁圖像(類(lèi)內(nèi)窺鏡圖像)，并且顯示該圖像，該圖像對(duì)終端非常有效。在這種情況下，可以依據(jù)特定的描影算法對(duì)圖像進(jìn)行處理。
然而，傳統(tǒng)類(lèi)內(nèi)窺鏡圖像的建立是通過(guò)依據(jù)已經(jīng)獲得的三維圖像數(shù)據(jù)創(chuàng)建該圖像的方法進(jìn)行的，此外，視點(diǎn)和視線方向必須由鼠標(biāo)或者跟蹤球輸入。因此，該方法不能夠應(yīng)用到實(shí)時(shí)地執(zhí)行圖像的成像和顯示的IV-MRI。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是通過(guò)實(shí)時(shí)地或者準(zhǔn)實(shí)時(shí)地獲取和顯示從體腔中觀察到的病人體腔內(nèi)部的類(lèi)內(nèi)窺鏡圖像，支持導(dǎo)管的插入。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的類(lèi)內(nèi)窺鏡圖像獲取方法的特征在于其包括準(zhǔn)備步驟，在導(dǎo)管的末端處設(shè)置能夠與MR圖像上的其他部分相區(qū)別的至少一個(gè)特殊標(biāo)志；礪一步驟，預(yù)先插入用于將導(dǎo)管引導(dǎo)到其中插入導(dǎo)管的病人的體腔中的金屬導(dǎo)引線；第二步驟，沿著導(dǎo)引線將導(dǎo)管插入體腔；第三步驟，執(zhí)行與導(dǎo)引線相交的多個(gè)切片圖像的MR成像程序；第四步驟，依據(jù)由所述導(dǎo)引線接收的當(dāng)執(zhí)行所述程序時(shí)從病人產(chǎn)生的核磁共振信號(hào)，重新設(shè)置三維圖像數(shù)據(jù)，并且通過(guò)依據(jù)三維圖像數(shù)據(jù)檢測(cè)在導(dǎo)管的末端設(shè)置的特殊標(biāo)志，確定導(dǎo)管的末端位置和插入方向；以及第五步驟，通過(guò)使用三維圖像數(shù)據(jù)并且使用導(dǎo)管的末端位置和插入方向作為視點(diǎn)和視線方向，重新設(shè)置中心投影圖像，并且在顯示裝置上顯示中心投影圖像。
依據(jù)本發(fā)明的成像方法，通過(guò)沿長(zhǎng)度方向在體腔內(nèi)滑動(dòng)到多個(gè)部分，可以獲得三維圖像數(shù)據(jù)，并可以依據(jù)三維圖像數(shù)據(jù)檢測(cè)到導(dǎo)管的末端位置和方向。結(jié)果是，通過(guò)已知的中心投影方法，可以重新構(gòu)造使用導(dǎo)管末端作為視點(diǎn)并且與內(nèi)窺鏡獲取的圖像(巡航視圖)相似的圖像。因此，操作人員在實(shí)時(shí)地觀察從導(dǎo)管末端觀察到的體腔內(nèi)壁狀態(tài)的同時(shí)插入導(dǎo)管，并且這對(duì)于在IV-MRI中插入導(dǎo)管非常有效。例如，當(dāng)血管在前進(jìn)位置處分支時(shí)，操作人員可以在從一側(cè)觀察它的同時(shí)，確定想要將導(dǎo)管引導(dǎo)到的血管的分支。特別地，當(dāng)將首先摸索地插入的導(dǎo)引線插入到不同的分支時(shí)，可以容易地將導(dǎo)引線拉出一點(diǎn)然后再將其插入。
當(dāng)導(dǎo)引線由接收天線構(gòu)成、并且所要成像的三維圖像數(shù)據(jù)的切片間隔變窄時(shí)，增加了三維圖像數(shù)據(jù)的成像時(shí)間，因此可能會(huì)使實(shí)時(shí)成像特性惡化。因而，當(dāng)三維圖像數(shù)據(jù)的切片間隔變寬時(shí)，可以想到依據(jù)三維圖像數(shù)據(jù)檢測(cè)在導(dǎo)管上設(shè)置的特殊標(biāo)志較困難。
為了解決上述問(wèn)題，在本發(fā)明的另一成像方法中，存儲(chǔ)通過(guò)對(duì)與導(dǎo)引線相交的多個(gè)切片執(zhí)行MR成像程序重新構(gòu)造的三維圖像數(shù)據(jù)。然后，通過(guò)執(zhí)行在三軸方向上對(duì)導(dǎo)管末端的NMR信號(hào)進(jìn)行測(cè)量的測(cè)量程序，將測(cè)量的NMR信號(hào)投影到各個(gè)軸的方向上，并且使用投影NMR信號(hào)的三軸的投影，可以檢測(cè)導(dǎo)管的末端位置和插入方向。即，當(dāng)通過(guò)具有較短測(cè)量時(shí)間的三軸投影方向檢測(cè)到導(dǎo)管的末端位置和插入方向時(shí)，通過(guò)增加檢測(cè)導(dǎo)管的末端位置和插入方向的頻率，即使減小了花費(fèi)較長(zhǎng)測(cè)量時(shí)間的三維圖像的成像頻率也可以保持實(shí)時(shí)成像特性。即，每次當(dāng)執(zhí)行通過(guò)檢測(cè)導(dǎo)管末端位置和插入方向重新設(shè)置中心投影圖像的處理時(shí)，都可以執(zhí)行用作中心投影的基準(zhǔn)的三維圖像數(shù)據(jù)的成像程序一次。
此外，在本發(fā)明的另一成像方法中，通過(guò)預(yù)先執(zhí)行在三軸方向上測(cè)量導(dǎo)管末端的NMR信號(hào)的測(cè)量程序來(lái)檢測(cè)導(dǎo)管的末端位置和插入方向，將切片位置設(shè)置在檢測(cè)到的導(dǎo)管末端位置的前面，并且執(zhí)行與導(dǎo)引線相交的多個(gè)切片圖像的MR成像程序，可以減少切片數(shù)量，從而可以減少三維圖像數(shù)據(jù)的測(cè)量時(shí)間。
在上述的分別的發(fā)明中，可以使用在導(dǎo)管的末端與導(dǎo)管共軸地設(shè)置的環(huán)狀標(biāo)記作為特殊標(biāo)志。在這種情況下，最好通過(guò)使其位置在導(dǎo)管的軸向上偏移，設(shè)置在導(dǎo)管的末端設(shè)置至少兩個(gè)標(biāo)記。依據(jù)上述配置，與設(shè)置一個(gè)標(biāo)記的情況相比，可以改善檢測(cè)導(dǎo)管方向的精度。
通過(guò)使其包括以下組件可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的MRI設(shè)備，所述組件包括磁場(chǎng)產(chǎn)生裝置，用于產(chǎn)生施加到病人的靜態(tài)磁場(chǎng)、梯度磁場(chǎng)和高頻磁場(chǎng)的分別的磁場(chǎng)；接收裝置，用于接收從病人產(chǎn)生的核磁共振信號(hào)；圖像重新構(gòu)造裝置，用于使用如此接收的核磁共振信號(hào)，重新構(gòu)造病人的三維圖像數(shù)據(jù)；顯示裝置，用于顯示重新構(gòu)造的圖像；以及控制裝置，用于控制磁場(chǎng)產(chǎn)生裝置、接收裝置、和圖像重新構(gòu)造裝置，其中，在插入到病人體腔的導(dǎo)管的末端設(shè)置能夠與MR圖像上的其他部分相區(qū)別的至少一個(gè)特殊標(biāo)志，以及使用用于引導(dǎo)導(dǎo)管的金屬導(dǎo)引線作為接收裝置；以及圖像重新構(gòu)造裝置使用由導(dǎo)引線接收的核磁共振信號(hào)重新構(gòu)造三維圖像數(shù)據(jù)，使用如此重新構(gòu)造的三維圖像數(shù)據(jù)來(lái)檢測(cè)特殊標(biāo)志，依據(jù)該特殊標(biāo)志確定導(dǎo)管的末端位置和插入方向，并且通過(guò)使用三維圖像數(shù)據(jù)并且將如上所述確定的導(dǎo)管的末端位置和插入方向設(shè)置為視點(diǎn)和視線方向，重新構(gòu)造中心投影圖像，并且在顯示裝置上顯示該中心投影圖像。
即，在本發(fā)明的MRI設(shè)備中，將導(dǎo)引線作為RF接收天線插入病人的體腔例如血管，在通過(guò)RF接收天線連續(xù)地獲得核磁共振(NMR)信號(hào)的同時(shí)插入導(dǎo)管，依據(jù)獲得的信號(hào)檢測(cè)導(dǎo)管的末端位置，并且依據(jù)獲得的信號(hào)重新構(gòu)造具有沿著導(dǎo)管方向的視點(diǎn)的圖像，并且進(jìn)行顯示，使用上述操作，可以在插入導(dǎo)管的同時(shí)顯示猶如通過(guò)插入內(nèi)窺鏡對(duì)其進(jìn)行觀察的圖像。
而且，雖然在普通內(nèi)窺鏡中可以只顯示可視圖像，由于在本發(fā)明中可以重新構(gòu)造猶如由內(nèi)窺鏡獲得的圖像，因此，可以顯示只能夠由MRI設(shè)備獲得的功能信息，例如血管中的梗塞和血塊以及例如空斑和脂肪等特殊組織的功能信息。
另外，在本發(fā)明的MRI設(shè)備中，重復(fù)地執(zhí)行以下各個(gè)步驟測(cè)量用來(lái)獲得三維圖像數(shù)據(jù)的核磁共振信號(hào)；確定在中心投影中使用的視點(diǎn)和視線方向；以及重新設(shè)置和顯示類(lèi)內(nèi)窺鏡圖像。最好是，當(dāng)以每秒一個(gè)循環(huán)的速度重復(fù)這些步驟時(shí)，可以大致實(shí)時(shí)地顯示類(lèi)內(nèi)窺鏡圖像。


圖1示出應(yīng)用本發(fā)明的實(shí)施例的MRI設(shè)備的總體配置；圖2是用于解釋依據(jù)本發(fā)明還充當(dāng)RF接收天線的導(dǎo)引線以及由導(dǎo)引線引導(dǎo)的導(dǎo)管的使用狀態(tài)的示意圖；圖3是示出依據(jù)本發(fā)明的類(lèi)內(nèi)窺鏡圖像獲取方法的實(shí)施例的過(guò)程的流程圖；圖4是示出由本發(fā)明的類(lèi)內(nèi)窺鏡圖像獲取方法獲得的三維圖像數(shù)據(jù)的實(shí)例的示意圖；圖5是示出由本發(fā)明的類(lèi)內(nèi)窺鏡圖像獲取方法獲得的三維圖像數(shù)據(jù)的實(shí)例的示意圖；圖6是用于解釋在本發(fā)明的類(lèi)內(nèi)窺鏡獲取方法的中心投影處理的示意圖；圖7是用于解釋在本發(fā)明的類(lèi)內(nèi)窺鏡圖像獲取方法中創(chuàng)建中心投影圖像的方法的示意圖；圖8是示出由中心投影處理獲取的類(lèi)內(nèi)窺鏡圖像的示意圖；圖9是示出依據(jù)本發(fā)明的類(lèi)內(nèi)窺鏡圖像獲取方法的另一實(shí)施例的過(guò)程的流程圖；以及圖10是示出依據(jù)本發(fā)明的類(lèi)內(nèi)窺鏡圖像獲取方法的另一實(shí)施例的過(guò)程的流程圖。
具體實(shí)施例方式
下面將參考附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例。
圖1示出了應(yīng)用本發(fā)明的MRI設(shè)備的總體配置。MRI設(shè)備包括靜態(tài)磁場(chǎng)磁鐵102、梯度磁場(chǎng)產(chǎn)生線圈103、RF輻射線圈104、還充當(dāng)用于檢測(cè)從病人101產(chǎn)生的核磁共振信號(hào)的RF接收天線的導(dǎo)引線105、以及用于將病人帶到測(cè)量空間的床112，這些組件安裝在成像間中。靜態(tài)磁場(chǎng)磁鐵102在測(cè)量空間內(nèi)產(chǎn)生均勻的磁場(chǎng)，梯度磁場(chǎng)產(chǎn)生線圈103向由靜態(tài)磁場(chǎng)磁鐵102產(chǎn)生的靜態(tài)磁場(chǎng)提供磁場(chǎng)梯度，以及RF輻射線圈104向置于測(cè)量空間中的病人輻射高頻率磁場(chǎng)。
將永久磁鐵、通常的導(dǎo)電磁鐵或者超導(dǎo)電磁鐵用作靜態(tài)磁場(chǎng)磁鐵102，并且在與病人101置于其中的測(cè)量空間中的病人101身體軸線正交或者平行的方向上產(chǎn)生均勻的靜態(tài)磁場(chǎng)。所示出的實(shí)例采用了由設(shè)置在測(cè)量空間的上部和下部的一對(duì)兒靜態(tài)磁場(chǎng)磁鐵構(gòu)成的開(kāi)放型靜態(tài)磁場(chǎng)磁鐵102，從而在上/下方向(與病人101的身體軸線正交的方向)上形成靜態(tài)磁場(chǎng)，以使IV-MRI設(shè)備可被容易地操作。
梯度磁場(chǎng)產(chǎn)生線圈103由三個(gè)線圈構(gòu)成，所述三個(gè)線圈在相互正交的三軸方向上分別產(chǎn)生梯度磁場(chǎng)，并且分別與梯度磁場(chǎng)電源109連接。RF輻射線圈104與具有振蕩器、調(diào)制器和放大器的發(fā)射電路110連接，其中所述的振蕩器產(chǎn)生具有與質(zhì)子的共振頻率相同頻率的高頻波。
還充當(dāng)RF接收天線的導(dǎo)引線105與具有接收放大器、相位檢測(cè)器、A/D轉(zhuǎn)換器等的接收電路106連接。導(dǎo)引線105由較細(xì)且柔性的金屬線形成，以實(shí)現(xiàn)對(duì)插入到體腔內(nèi)的導(dǎo)管200進(jìn)行導(dǎo)引的功能，以及如圖2所示一端與接收放大器106A連接，以實(shí)現(xiàn)RF接收天線的功能。此外，導(dǎo)引線105最好由非磁性金屬線形成，從而不會(huì)干擾磁場(chǎng)的分布。在諸如《Intravascular Magnetic Resonance Imaging Using aLoopless Catheter Antenna》(MRM37112-118(1997))中公開(kāi)的無(wú)環(huán)路(loopless)導(dǎo)管天線可以用作還充當(dāng)RF接收天線的導(dǎo)引線105。
注意，除了還充當(dāng)RF接收天線的導(dǎo)引線105之外，該實(shí)施例可以具有與普通MRI設(shè)備一起提供的整體或者部分RF接收線圈。
梯度磁場(chǎng)電源109、發(fā)射電路110和接收電路106安裝在成像間的外部，并且由同樣安裝在成像間外部的計(jì)算機(jī)111控制。依據(jù)在計(jì)算機(jī)111中設(shè)置的成像程序，通過(guò)程序發(fā)生器107控制梯度磁場(chǎng)電源109、發(fā)射電路110和接收電路106的操作。此外，捕獲由發(fā)射電路110接收的核磁共振信號(hào)，并且通過(guò)執(zhí)行諸如內(nèi)插計(jì)算、傅立葉變換等算法操作來(lái)重新構(gòu)造圖像。計(jì)算機(jī)111包括通過(guò)其輸入和設(shè)置處理?xiàng)l件等的控制臺(tái)；用于存儲(chǔ)程序、正在被處理數(shù)據(jù)、已經(jīng)處理的數(shù)據(jù)等的存儲(chǔ)設(shè)備、用于顯示重新構(gòu)造的圖像的顯示單元108等。
此外，計(jì)算機(jī)111使用發(fā)射電路110接收的核磁共振信號(hào)創(chuàng)建三維圖像數(shù)據(jù)，并依據(jù)如稍后將要描述的三維圖像數(shù)據(jù)中包括的特殊標(biāo)志，確定視點(diǎn)和視線方向，然后使三維圖像數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)中心投影處理，創(chuàng)建類(lèi)內(nèi)窺鏡圖像，并且在顯示單元108上顯示該圖像。
另一方面，導(dǎo)管200具有如圖2所示在軸向上延伸的孔201，以使導(dǎo)引線105通過(guò)。注意，雖然并未示出，但是導(dǎo)管200通常具有沿軸向延伸的多個(gè)孔，從其中通過(guò)用于收集組織的裝置和充氣囊。具體地說(shuō)，本實(shí)施例的導(dǎo)管200具有設(shè)置在其末端202的兩個(gè)環(huán)狀標(biāo)記203和204。標(biāo)記203和204由能夠從除了MR圖像上的標(biāo)記之外的組織等圖像中識(shí)別的材料形成。例如，以高亮度響應(yīng)核磁共振(NMR)信號(hào)的材料可以埋入導(dǎo)管中作為正標(biāo)記。相反，以產(chǎn)生信號(hào)缺損響應(yīng)NMR信號(hào)的材料可以埋入導(dǎo)管中作為負(fù)標(biāo)記。已經(jīng)許多方法作為將標(biāo)記203和204埋入導(dǎo)管200中的方法，并且可以使用這些方法中的任一種。例如，可以采用埋入順磁性金屬粉末作為標(biāo)記的方法，在導(dǎo)管中使用對(duì)比劑作為標(biāo)記的方法，將導(dǎo)體拉出到外部、向?qū)w提供電流、并且通過(guò)由于電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)干擾造成的信號(hào)缺損使導(dǎo)體可見(jiàn)的方法等。簡(jiǎn)而言之，足以形成能夠從在MR圖像上的其他組織等的圖像中識(shí)別的材料等的標(biāo)記203和204。如上所述，依據(jù)能夠在MR圖像上識(shí)別的標(biāo)記203和204的位置和方法，確定稍后將要描述的用于創(chuàng)建類(lèi)內(nèi)窺鏡圖像的視點(diǎn)和視線方向。
下面將對(duì)本實(shí)施例的MRI設(shè)備的詳細(xì)配置與其操作一起進(jìn)行描述。圖3示出了當(dāng)插入導(dǎo)管時(shí)連續(xù)成像過(guò)程的實(shí)例。首先，病人101躺在床112上，插入到靜態(tài)磁場(chǎng)中并位于圖1所示的靜態(tài)磁場(chǎng)的中心。隨后，將還充當(dāng)RF接收天線的導(dǎo)引線105摸索地插入作為要診斷或治療的主體的圖2所示病人101的血管210(步驟S1)。插入導(dǎo)引線105的方法與傳統(tǒng)導(dǎo)引線插入方法相同，并且將導(dǎo)引線插入要對(duì)病人101進(jìn)行檢查的部分附近的位置。此時(shí)，當(dāng)導(dǎo)引線105可以由NMR信號(hào)識(shí)別時(shí)，則可在插入該導(dǎo)引線同時(shí)進(jìn)行成像。之后，沿著圖2所示的導(dǎo)引線105插入導(dǎo)管200(步驟S2)。
當(dāng)導(dǎo)管200的末端202大致到達(dá)想要觀察的部分時(shí)，開(kāi)始獲取MR圖像以創(chuàng)建類(lèi)內(nèi)窺鏡圖像(步驟S3)。成像方法(成像程序)沒(méi)有特別的限制，只要它能夠在短時(shí)間內(nèi)收集三維圖像數(shù)據(jù)即可。例如，可以使用單拍EPI和多拍EPI。此外，通過(guò)累積多個(gè)二維層析X射線照片數(shù)據(jù)可以創(chuàng)建三維圖像數(shù)據(jù)，或者可以通過(guò)三維成像程序測(cè)量三維圖像數(shù)據(jù)。
圖4和5示出了通過(guò)在步驟S3執(zhí)行成像獲得的三維圖像數(shù)據(jù)的示意圖。在所示出的實(shí)例中，選擇成像切片(例如切片1到8)，這些切片相對(duì)于其中插入導(dǎo)管200的血管210大體正交，并且通過(guò)順序地重復(fù)成像同時(shí)改變切片，獲取多個(gè)(例如8張)切片圖像數(shù)據(jù)。由于導(dǎo)引線105的有效靈敏度范圍較窄，所以只獲取沿著導(dǎo)引線105即沿著血管210的較窄區(qū)域220的NMR信號(hào)。例如，由圖5中的圓圈501包圍的部分示出了導(dǎo)引線105的靈敏度范圍。通常，因?yàn)檠毫鲃?dòng)而不能在血管210中測(cè)量NMR信號(hào)的原因，針對(duì)血管壁502形成的是空?qǐng)D像，而針對(duì)血管210的外部區(qū)域形成了黑色圖像。此外，由于導(dǎo)引線105由在NMR信號(hào)中產(chǎn)生如上所述的信號(hào)缺損的材料形成，因此，針對(duì)導(dǎo)引線105形成白色圖像。
隨后，計(jì)算機(jī)111通過(guò)使用獲得的三維圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行中心投影來(lái)重新構(gòu)造類(lèi)內(nèi)窺鏡圖像(步驟S4和S5)。在中心投影處理中，首先，投影平面602設(shè)置在按照?qǐng)D6所示的預(yù)定方向(視線方向)遠(yuǎn)離預(yù)定視點(diǎn)601預(yù)定距離(焦距)D的位置處，從而使投影平面602與視線方向正交或者相交。然后，執(zhí)行用于將各個(gè)切片1到8的像素?cái)?shù)據(jù)投影到投影平面602上的處理，即，執(zhí)行用于將切片1到8的像素坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為投影平面602的坐標(biāo)的處理。具體地說(shuō)，可以使用在日本待審專(zhuān)利申請(qǐng)No.7-120704和8-16813中公開(kāi)的技術(shù)來(lái)執(zhí)行處理。即，當(dāng)確定了切片1到8的平面和投影平面602之間的角度以及視點(diǎn)601和切片1到8的像素之間的距離時(shí)，可將切片1到8的像素坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為投影平面的坐標(biāo)。然后，依據(jù)視點(diǎn)坐標(biāo)、視線方向和焦距D，可以確定切片平面和投影平面602之間的角度以及視點(diǎn)601和切片平面的像素之間的距離。
為了執(zhí)行中心投影處理，計(jì)算機(jī)111使用在獲得的三維圖像數(shù)據(jù)中包括的標(biāo)記(特殊標(biāo)志)來(lái)確定視點(diǎn)601的坐標(biāo)和視線方向(步驟S4)。當(dāng)在步驟S3獲取MR圖像時(shí)包括標(biāo)記203和204的導(dǎo)管200的末端到達(dá)切片平面的情況下，已經(jīng)獲取的三維圖像數(shù)據(jù)的切片6和7的圖像數(shù)據(jù)包括如圖7所示的標(biāo)記203和204的圖像。因此，可以從諸如標(biāo)記203的位置中檢測(cè)到導(dǎo)管200的末端位置。此外，可以依據(jù)使標(biāo)記203連接到標(biāo)記204的直線來(lái)檢測(cè)導(dǎo)管200的插入方向。
也就是說(shuō)，兩個(gè)標(biāo)記203和204設(shè)置在導(dǎo)管200的頂端和位于頂端之后一點(diǎn)的位置上。然后，設(shè)置在頂端的標(biāo)記203的位置用作視點(diǎn)。此外，連接兩個(gè)標(biāo)記203和204的直線用作視線矢量603，而位于從視線矢量603延伸的線上并且從充當(dāng)視點(diǎn)的標(biāo)記203具有預(yù)定距離D的點(diǎn)用作投影平面602的原點(diǎn)604。通過(guò)原點(diǎn)604并且與視線矢量603正交的平面被確定為投影平面602。
越長(zhǎng)的焦距D將產(chǎn)生越窄的視角，由此可以獲得猶如通過(guò)遠(yuǎn)視鏡頭對(duì)其進(jìn)行觀察的圖像。相反，越短的焦距D產(chǎn)生越寬的視角，由此可以獲得猶如通過(guò)廣角鏡頭對(duì)其進(jìn)行觀察的圖像?？梢砸罁?jù)所要觀察的血管厚度或者診斷目標(biāo)，預(yù)先對(duì)焦距D進(jìn)行設(shè)置，或者在所有情況下，可以通過(guò)計(jì)算機(jī)111的控制臺(tái)對(duì)焦距D進(jìn)行設(shè)置。
注意，計(jì)算機(jī)111根據(jù)標(biāo)記203和204是正標(biāo)記或負(fù)標(biāo)記，從三維圖像中不同地識(shí)別標(biāo)記203和204。當(dāng)例如標(biāo)記203和204是負(fù)標(biāo)記，并且具有最低信號(hào)值的像素區(qū)域存在于在圖5所示的切片圖像數(shù)據(jù)中的血管壁502的像素中具有最低信號(hào)值的像素(對(duì)應(yīng)于本實(shí)施例的導(dǎo)引線105的像素)周?chē)鷷r(shí)，則確定標(biāo)記203存在于該區(qū)域中。然后，將標(biāo)記203的中心坐標(biāo)設(shè)置為視點(diǎn)601。除了上述方法之外，可以使用利用模式識(shí)別的方法等。
當(dāng)如上所述確定了視點(diǎn)和視線方向時(shí)，在步驟S4定義的圖中執(zhí)行從視點(diǎn)601到投影平面602的中心投影(步驟5)。由此操作，各個(gè)切片1到8的像素值被投影到視點(diǎn)601周?chē)陌霃綀D案中的投影平面602上。該處理從位于視點(diǎn)601較遠(yuǎn)的切片開(kāi)始順序地執(zhí)行，并且當(dāng)下一個(gè)切片的像素值與已經(jīng)投影的像素值重疊時(shí)，由離視點(diǎn)更近的像素值重寫(xiě)投影的像素值。通過(guò)如上所述順序由離視點(diǎn)601更近的切片的像素值重寫(xiě)投影的像素值，在投影平面602上形成從視點(diǎn)601觀察的圖像(類(lèi)內(nèi)窺鏡圖像)。已知為深度方法和體數(shù)據(jù)繪制方法的描影算法可以應(yīng)用于由此獲得的類(lèi)內(nèi)窺鏡圖像，從而可以更容易地辨別類(lèi)內(nèi)窺鏡圖像的光亮和陰影部分。
圖8示意地示出了如上所述獲得的類(lèi)內(nèi)窺鏡圖像。由于圖像顯示在顯示單元108上，因此操作人員可以在觀察圖像的同時(shí)進(jìn)一步移動(dòng)導(dǎo)管。當(dāng)隨著導(dǎo)管的前向移動(dòng)而及時(shí)地重復(fù)步驟S2到S5時(shí)，顯示具有不同視點(diǎn)和視線方向的新類(lèi)內(nèi)窺鏡圖像。
由于當(dāng)從導(dǎo)管的頂端對(duì)其進(jìn)行觀察時(shí)，類(lèi)內(nèi)窺鏡圖像是血管內(nèi)的圖像，因此可以容易地發(fā)現(xiàn)與導(dǎo)管相關(guān)的血管的分支狀態(tài)等。因而，在觀察血管分支的同時(shí)，能夠確定導(dǎo)引線要被插入的方向。此外，由于使用還充當(dāng)RF接收天線的導(dǎo)引線105接收的NMR信號(hào)創(chuàng)建類(lèi)內(nèi)窺鏡圖像，因此可以獲得只在其中插入導(dǎo)引線的導(dǎo)管等周?chē)妮^窄部分中具有高S/N比的圖像。因而，能夠結(jié)合導(dǎo)管的插入，觀察血管壁以及想要觀察部分的周?chē)?br> 此外，最好采用高速成像方法，通過(guò)該方法，可以使用由導(dǎo)引線接收的NMR信號(hào)，在對(duì)三維圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行成像的程序中以100微秒的數(shù)量級(jí)獲取三維圖像數(shù)據(jù)。依據(jù)該方法，從步驟S2到步驟S5的循環(huán)可以按照諸如每秒一個(gè)循環(huán)的速度重復(fù)，從而可以幾乎實(shí)時(shí)地顯示與導(dǎo)管的移動(dòng)一起變化的圖像。在周期被重復(fù)的同時(shí)，操作人員進(jìn)行觀察，并且能夠在需要時(shí)通過(guò)使用導(dǎo)管的外科工具而有效地執(zhí)行例如IV-MRI活組織檢查。
雖然已經(jīng)描述了本發(fā)明的實(shí)施例，但是本發(fā)明決不僅局限于這些實(shí)施例，而是可以進(jìn)行各種修改。例如，圖3所示的實(shí)施例解釋了實(shí)時(shí)地重復(fù)對(duì)三維圖像數(shù)據(jù)的成像和圖像的重新構(gòu)造、以及類(lèi)內(nèi)窺鏡圖像的重新構(gòu)造和顯示的情況。然而，每一次當(dāng)重復(fù)類(lèi)內(nèi)窺鏡圖像的重新構(gòu)造和顯示時(shí)，不必要必須獲得三維圖像數(shù)據(jù)。例如，每一次當(dāng)多次重復(fù)類(lèi)內(nèi)窺鏡圖像的重新構(gòu)造和顯示時(shí)，可以獲得二維圖像。
此外，可以在插入導(dǎo)管200之前獲得三維圖像數(shù)據(jù)，并且可以如圖9所示地使用三維圖像數(shù)據(jù)重復(fù)類(lèi)內(nèi)窺鏡圖像的重新構(gòu)造和顯示。同時(shí)，在本實(shí)施例中，在導(dǎo)管200的末端202處設(shè)置能夠與MR圖像上的其他部分相區(qū)分的兩個(gè)標(biāo)記203和204的特殊標(biāo)志，作為在執(zhí)行成像之前所執(zhí)行的基本步驟。當(dāng)開(kāi)始成像時(shí)，將導(dǎo)管200引導(dǎo)到其中插入導(dǎo)管200的病人101的血管210中的非磁性金屬導(dǎo)引線105，被預(yù)先插入到血管中(步驟S21)。與上述實(shí)施例中使用的導(dǎo)引線105相似，導(dǎo)引線105還充當(dāng)RF接收線圈。然后，在插入導(dǎo)管200之前，執(zhí)行MR成像來(lái)獲得覆蓋包括導(dǎo)引線5和目標(biāo)位置的相對(duì)較大的區(qū)域的三維圖像數(shù)據(jù)，并且將已經(jīng)重新構(gòu)造的三維圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)111的存儲(chǔ)設(shè)備中(步驟S22)。隨后，導(dǎo)管200沿著導(dǎo)引線105向前移動(dòng)(步驟S23)，當(dāng)導(dǎo)管接近目標(biāo)位置時(shí)，執(zhí)行標(biāo)記檢測(cè)MR成像，以檢測(cè)在導(dǎo)管200的末端202處設(shè)置的標(biāo)記203和204的位置(步驟S24)。MR成像程序可以是與在步驟S22執(zhí)行的成像程序相似的程序。在這種情況下，由于只需要檢測(cè)標(biāo)記203和204的位置，因此執(zhí)行在步驟S24的MR成像，以便對(duì)相對(duì)較窄的區(qū)域進(jìn)行成像。也就是說(shuō)，對(duì)在圖4中與血管210大致正交的切片進(jìn)行成像。然而，在本實(shí)施例中，由于從在步驟S22預(yù)先獲得的三維圖像數(shù)據(jù)中可以找到血管210的位置，因此，可以對(duì)作為包括血管210的部分的切片平面執(zhí)行在步驟S24的MR成像。由此可以減少切片的數(shù)量。
此外，作為上述方法的替代，可以執(zhí)行在步驟S24的MR成像方法，從而執(zhí)行在三軸方向上測(cè)量導(dǎo)管200的末端202的NMR信號(hào)的測(cè)量程序，將如此測(cè)量到的NMR信號(hào)分別投影到各個(gè)軸的方向上，并且依據(jù)對(duì)NMR信號(hào)進(jìn)行投影的三軸的投影，檢測(cè)導(dǎo)管200的末端202。由設(shè)置在病人101體外的普通RF接收線圈接收此時(shí)的NMR信號(hào)。
依據(jù)如此獲得的圖像或者NMR信號(hào)，可以檢測(cè)在兩個(gè)標(biāo)記203和204的末端202的最末端一側(cè)上的標(biāo)記203的位置(視點(diǎn))和連接兩個(gè)標(biāo)記203和204的線(視線方向)(步驟S25)。
隨后，將在步驟S25檢測(cè)到的標(biāo)記203的位置確定為視點(diǎn)，將連接兩個(gè)標(biāo)記203和204的線確定為視線方向，使用在步驟S22獲得的三維圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行中心投影處理，并且重新構(gòu)造類(lèi)內(nèi)窺鏡圖像(步驟S26)。即，如圖6所示，通過(guò)對(duì)具有預(yù)定焦距D的投影平面602執(zhí)行中心投影處理，創(chuàng)建從視點(diǎn)觀看的圖像。如上所述，通過(guò)在移動(dòng)導(dǎo)管200的同時(shí)重復(fù)從步驟S23到S26的處理，與內(nèi)窺鏡相似地顯示其中血管中的圖像依據(jù)導(dǎo)管200的前向移動(dòng)而變化的類(lèi)內(nèi)窺鏡圖像。
依據(jù)圖9的實(shí)施例，由于在相對(duì)較窄的區(qū)域或者對(duì)較少數(shù)量的切片執(zhí)行在步驟S24的標(biāo)記檢測(cè)MR成像，可以減少成像時(shí)間，因此，該標(biāo)記檢測(cè)MR成像可以在比第三實(shí)施例中的步驟S3所執(zhí)行的MR成像的時(shí)間更短的時(shí)間內(nèi)執(zhí)行。因此，依據(jù)該實(shí)施例，可以進(jìn)一步改進(jìn)實(shí)時(shí)成像特性。然而，在本實(shí)施例中，由于在不同的定時(shí)執(zhí)行獲得三維圖像數(shù)據(jù)的MR成像和用于檢測(cè)導(dǎo)管的標(biāo)記的MR成像，因此，當(dāng)血管的形狀由于插入導(dǎo)管而改變時(shí)，或者當(dāng)需要觀察血管形狀的變化時(shí)，最好執(zhí)行圖3中的實(shí)施例。
圖10示出了依據(jù)本發(fā)明的類(lèi)內(nèi)窺鏡圖像的成像方法的另一實(shí)施例的流程圖。同時(shí)，在本實(shí)施例中，在導(dǎo)管200的末端202處設(shè)置有能夠與MR圖像上的其它部分相區(qū)別的兩個(gè)標(biāo)記203和204的特殊標(biāo)志，作為在執(zhí)行成像之前的基本步驟。當(dāng)成像開(kāi)始時(shí)，用于將導(dǎo)管200引導(dǎo)到作為其中插入導(dǎo)管200的病人101的體腔實(shí)例的血管中的非磁性金屬導(dǎo)引線105，被預(yù)先插入到目標(biāo)部分中(步驟S21)。雖然主要是摸索地插入導(dǎo)引線105，但是可以在通過(guò)根據(jù)需要執(zhí)行MR成像進(jìn)行監(jiān)視的同時(shí)插入導(dǎo)引線105。然后，沿著導(dǎo)引線105將導(dǎo)管200插入到血管中(步驟S32)。
隨后，對(duì)導(dǎo)管200的末端202執(zhí)行MR成像程序，以檢測(cè)末端202(步驟S33)。MR成像程序是被稱(chēng)為投影方法的程序，通過(guò)該方法，測(cè)量三個(gè)軸中的每一個(gè)軸，并且投影三個(gè)軸的信號(hào)。即，在導(dǎo)管200的長(zhǎng)度方向上間隔地設(shè)置切片的厚度和位置，從而使每一個(gè)切片都包含充當(dāng)能夠與MR圖像中的其它部分相區(qū)別的特殊圖像的標(biāo)記203和204，并且對(duì)三個(gè)正交軸的NMR信號(hào)進(jìn)行測(cè)量。其中，三個(gè)軸的方向例如是其中躺平的病人101具有水平部分(COR)、垂直縱向部分(SAG)和垂直橫向部分(TRS)的切片平面的方向。
當(dāng)在步驟S33測(cè)量了在三軸方向上的信號(hào)時(shí)，從病人101產(chǎn)生的NMR信號(hào)由設(shè)置在病人101體外的普通RF接收線圈進(jìn)行接收，并且將各個(gè)接收的信號(hào)投影到各個(gè)軸的方向上。隨后，依據(jù)投影了NMR信號(hào)的三個(gè)軸的投影，檢測(cè)幾何標(biāo)記203和204的位置。然后，通過(guò)使用標(biāo)記203作為視點(diǎn)并使用將標(biāo)記203連接到標(biāo)記204的直線方向作為導(dǎo)管200的方向即視線方向，確定導(dǎo)管200的末端位置和方向(步驟S34)。注意，如果導(dǎo)管200的向前移動(dòng)方向不是不改變的，則可以通過(guò)在兩軸方向上的投影對(duì)其進(jìn)行跟蹤，并且不需要測(cè)量三個(gè)軸的投影，因而通過(guò)轉(zhuǎn)換測(cè)量程序，可以縮短測(cè)量時(shí)間。注意，可以通過(guò)獲取在三軸方向上的二維圖像或者三維圖像的方法，檢測(cè)導(dǎo)管200的末端202的幾何位置。
隨后，執(zhí)行與導(dǎo)引線105大致正交的多個(gè)切片圖像的MR成像程序(步驟S35)。當(dāng)執(zhí)行上述程序時(shí)從病人101產(chǎn)生的NMR信號(hào)由導(dǎo)引線105接收，并且三維圖像數(shù)據(jù)由計(jì)算機(jī)111重新構(gòu)造。然后通過(guò)使用三維圖像數(shù)據(jù)并且將導(dǎo)管200的末端位置和插入方向設(shè)置為視點(diǎn)和視線方向，重新構(gòu)造中心投影圖像，并且在顯示裝置上細(xì)重新構(gòu)造的中心投影圖像(步驟S6)。
如上所述，依據(jù)圖10的實(shí)施例，由于對(duì)導(dǎo)管200的末端位置和方向進(jìn)行檢測(cè)，并且使用導(dǎo)引線作為RF接收天線，依據(jù)導(dǎo)管200的末端位置和方向獲得三維圖像數(shù)據(jù)，因此，三維圖像的成像范圍可以設(shè)置在導(dǎo)管200的末端位置之前。此外，由于使用投影方法對(duì)標(biāo)記203和204的幾何位置進(jìn)行檢測(cè)，因此，可以縮短位置檢測(cè)的時(shí)間。結(jié)果是可以減少三維圖像的切片數(shù)據(jù)。即，依據(jù)圖3和9的實(shí)施例，由于在檢測(cè)到導(dǎo)管200的位置之前獲得三維圖像數(shù)據(jù)，因此，切片平面必須設(shè)置在導(dǎo)管的假定位置之前和之后的一定范圍內(nèi)。因此，獲得了不需要中心投影的導(dǎo)管后的圖像數(shù)據(jù)，從而增加了成像時(shí)間。
如上所述，依據(jù)本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例，當(dāng)在將導(dǎo)管插入病人的血管的同時(shí)執(zhí)行MRI成像時(shí)，從實(shí)時(shí)地獲得的信號(hào)中檢測(cè)導(dǎo)管的末端位置和方向，并且重新構(gòu)造其中通過(guò)使用末端位置作為視點(diǎn)而受到中心投影處理的圖像。因此，在插入導(dǎo)管的同時(shí)，可以顯示猶如通過(guò)插入內(nèi)窺鏡對(duì)其進(jìn)行觀察的實(shí)時(shí)圖像。結(jié)果是本發(fā)明在IV-MRI的導(dǎo)管插入操作中非常有效。例如，當(dāng)血管在向前的位置處分支時(shí)，在觀察圖像的同時(shí)，可以確定期望將導(dǎo)管導(dǎo)入其中的血管的分支。
此外，雖然導(dǎo)管設(shè)置有兩個(gè)標(biāo)記，并且導(dǎo)管的方向(視線方向)由標(biāo)記確定，但是在導(dǎo)管末端設(shè)置至少一個(gè)標(biāo)記是足夠的。當(dāng)導(dǎo)管設(shè)置有一個(gè)標(biāo)記并且在向前移動(dòng)導(dǎo)管的同時(shí)重復(fù)MR成像時(shí)，通過(guò)每一次當(dāng)重復(fù)MR成像時(shí)由算法操作確定標(biāo)記的位置變化，可以檢測(cè)到視線方向。
此外，在上述實(shí)施例中已經(jīng)描述了將二維數(shù)據(jù)累積為三維數(shù)據(jù)的情況。然而，本發(fā)明決不僅限于此，而通過(guò)在步驟S3或者步驟S22和S24執(zhí)行的三維測(cè)量，可以獲取三維數(shù)據(jù)。
另外，在上述實(shí)施例中已經(jīng)解釋了將血管壁的形態(tài)圖像簡(jiǎn)單地顯示為類(lèi)內(nèi)窺鏡圖像的情況。然而，除了上述情況之外，本發(fā)明通過(guò)按照強(qiáng)調(diào)模式顯示諸如脂肪信號(hào)，有效地顯示了MRI所固有的信息。而且，本發(fā)明還有效地獲取除了血管之外的每一個(gè)體腔的類(lèi)內(nèi)窺鏡圖像。
權(quán)利要求
1.一種類(lèi)內(nèi)窺鏡圖像獲取方法，包括在導(dǎo)管的末端設(shè)置能夠與MR圖像上的其他部分相區(qū)別的至少一個(gè)特殊標(biāo)志；預(yù)先插入用于將導(dǎo)管引導(dǎo)到其中插入導(dǎo)管的病人的體腔中的金屬導(dǎo)引線；在沿著導(dǎo)引線將導(dǎo)管插入到體腔的同時(shí)執(zhí)行與導(dǎo)引線相交的多個(gè)切片圖像的MR成像程序；由導(dǎo)引線接收當(dāng)執(zhí)行所述程序時(shí)從病人產(chǎn)生的核磁共振信號(hào)；使用所述核磁共振信號(hào)重新構(gòu)造三維圖像數(shù)據(jù)；通過(guò)依據(jù)三維圖像數(shù)據(jù)和由與該三維圖像數(shù)據(jù)的成像方法不同的MR成像方法成像的圖像數(shù)據(jù)中的任一個(gè)對(duì)在導(dǎo)管的末端設(shè)置的特殊標(biāo)志進(jìn)行檢測(cè)，確定導(dǎo)管的末端位置和插入方向；以及，通過(guò)使用三維圖像數(shù)據(jù)和將導(dǎo)管的末端位置和插入方向設(shè)置為視點(diǎn)和視線方向，重新設(shè)置中心投影圖像，并且在顯示裝置上顯示該中心投影圖像。
2.一種類(lèi)內(nèi)窺鏡圖像獲取方法，包括準(zhǔn)備步驟，在導(dǎo)管的末端處設(shè)置能夠與MR圖像上的其他部分相區(qū)別的至少一個(gè)特殊標(biāo)志；第一步驟，預(yù)先插入用于將導(dǎo)管引導(dǎo)到其中插入導(dǎo)管的病人的體腔中的金屬導(dǎo)引線；第二步驟，沿著導(dǎo)引線將導(dǎo)管插入體腔；第三步驟，執(zhí)行與導(dǎo)引線相交的多個(gè)切片圖像的MR成像程序；第四步驟，依據(jù)當(dāng)執(zhí)行所述程序時(shí)從病人產(chǎn)生的并且由所述導(dǎo)引線接收的核磁共振信號(hào)，重新構(gòu)造三維圖像數(shù)據(jù)，并且通過(guò)依據(jù)三維圖像數(shù)據(jù)檢測(cè)在導(dǎo)管的末端設(shè)置的特殊標(biāo)志，確定導(dǎo)管的末端位置和插入方向；以及第五步驟，通過(guò)使用三維圖像數(shù)據(jù)并且將導(dǎo)管的末端位置和插入方向設(shè)置為視點(diǎn)和視線方向，重新設(shè)置中心投影圖像，并且在顯示裝置上顯示中心投影圖像。
3.一種類(lèi)內(nèi)窺鏡圖像獲取方法，包括準(zhǔn)備步驟，在導(dǎo)管的末端處設(shè)置能夠與MR圖像上的其他部分相區(qū)別的至少一個(gè)特殊標(biāo)志；第一步驟，預(yù)先插入用于將導(dǎo)管引導(dǎo)到其中插入導(dǎo)管的病人的體腔中的金屬導(dǎo)引線；第二步驟，執(zhí)行與導(dǎo)引線相交的多個(gè)切片圖像的MR成像程序，依據(jù)由導(dǎo)引線接收的當(dāng)執(zhí)行所述程序時(shí)從病人產(chǎn)生的核磁共振信號(hào)，重新構(gòu)造三維圖像數(shù)據(jù)，并且存儲(chǔ)該三維圖像數(shù)據(jù)；第三步驟，沿著導(dǎo)引線將導(dǎo)管插入體腔；第四步驟，在三軸方向上對(duì)導(dǎo)管的末端執(zhí)行測(cè)量程序，以便獲得核磁共振信號(hào)，由設(shè)置在病人體外的接收線圈接收當(dāng)執(zhí)行所述程序時(shí)從病人產(chǎn)生的核磁共振信號(hào)，并且通過(guò)使用如此接收的核磁共振信號(hào)檢測(cè)特殊標(biāo)志，確定導(dǎo)管的末端位置和插入方向；以及第五步驟，通過(guò)使用三維圖像數(shù)據(jù)并且將導(dǎo)管的末端位置和插入方向設(shè)置為視點(diǎn)和視線方向，重新設(shè)置中心投影圖像，并且在顯示裝置上顯示中心投影圖像。
4.一種類(lèi)內(nèi)窺鏡圖像獲取方法，包括準(zhǔn)備步驟，在導(dǎo)管的末端處設(shè)置能夠與MR圖像上的其他部分相區(qū)別的至少一個(gè)特殊標(biāo)志；第一步驟，預(yù)先插入用于將導(dǎo)管引導(dǎo)到其中插入導(dǎo)管的病人的體腔中的金屬導(dǎo)引線；第二步驟，沿著導(dǎo)引線將導(dǎo)管插入體腔；第三步驟，在三軸方向的每一個(gè)方向上執(zhí)行對(duì)導(dǎo)管末端的MR測(cè)量程序，由設(shè)置在病人體外的接收線圈接收當(dāng)執(zhí)行所述程序時(shí)從病人產(chǎn)生的核磁共振信號(hào)，并且通過(guò)檢測(cè)在導(dǎo)管末端設(shè)置的特殊標(biāo)志，確定導(dǎo)管的末端位置和插入方向；第四步驟，執(zhí)行與導(dǎo)引線相交的多個(gè)切片圖像的MR成像程序；以及第五步驟，依據(jù)當(dāng)執(zhí)行所述程序時(shí)從病人產(chǎn)生的并且由導(dǎo)引線接收的核磁共振信號(hào)，重新構(gòu)造三維圖像數(shù)據(jù)，通過(guò)使用三維圖像數(shù)據(jù)并且將以上確定的導(dǎo)管的末端位置和插入方向設(shè)置為視點(diǎn)和視線方向，重新構(gòu)造中心投影圖像，并且在顯示裝置上顯示中心投影圖像。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的類(lèi)內(nèi)窺鏡圖像獲取方法，其特征在于在第四步驟成像的切片位置設(shè)置在導(dǎo)管末端之前。
6.根據(jù)權(quán)利要求1到5中的任一個(gè)所述的類(lèi)內(nèi)窺鏡圖像獲取方法，其特征在于所述特殊標(biāo)志是在導(dǎo)管末端與導(dǎo)管共軸地設(shè)置的環(huán)狀標(biāo)記。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的類(lèi)內(nèi)窺鏡圖像獲取方法，其特征在于以這些標(biāo)記的位置在導(dǎo)管的軸向上被位移的方式在導(dǎo)管的末端設(shè)置至少兩個(gè)標(biāo)記。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的類(lèi)內(nèi)窺鏡圖像獲取方法，其特征在于在多次執(zhí)行用于重新設(shè)置中心投影圖像的處理時(shí)的每一次，都執(zhí)行一次對(duì)多個(gè)切片圖像的MR成像程序。
9.一種磁共振成像設(shè)備，包括磁場(chǎng)產(chǎn)生裝置，用于產(chǎn)生施加到病人的靜態(tài)磁場(chǎng)、梯度磁場(chǎng)和高頻磁場(chǎng)的分別的磁場(chǎng)；接收裝置，用于接收從病人產(chǎn)生的核磁共振信號(hào)；圖像重新構(gòu)造裝置，用于使用如此接收的核磁共振信號(hào)，重新構(gòu)造病人的三維圖像數(shù)據(jù)；顯示裝置，用于顯示重新構(gòu)造的圖像；以及控制裝置，用于控制磁場(chǎng)產(chǎn)生裝置、接收裝置、和圖像重新構(gòu)造裝置，其特征在于在插入到病人體腔的導(dǎo)管的末端設(shè)置的能夠與MR圖像上的其他部分相區(qū)別的至少一個(gè)特殊標(biāo)志，以及使用用于引導(dǎo)導(dǎo)管的金屬導(dǎo)引線作為接收裝置；以及圖像重新構(gòu)造裝置使用由導(dǎo)引線接收的核磁共振信號(hào)重新構(gòu)造三維圖像數(shù)據(jù)，使用重新構(gòu)造的三維圖像數(shù)據(jù)來(lái)檢測(cè)特殊標(biāo)志，依據(jù)該特殊標(biāo)志確定導(dǎo)管的末端位置和插入方向，并且通過(guò)使用三維圖像數(shù)據(jù)并且將如上所述確定的導(dǎo)管的末端位置和插入方向設(shè)置為視點(diǎn)和視線方向，重新構(gòu)造中心投影圖像，并且在顯示裝置上顯示該中心投影圖像。
10.一種磁共振成像設(shè)備，包括磁場(chǎng)產(chǎn)生裝置，用于產(chǎn)生靜態(tài)磁場(chǎng)、梯度磁場(chǎng)和高頻磁場(chǎng)的分別的磁場(chǎng)；接收裝置，用于接收從病人產(chǎn)生的核磁共振信號(hào)；圖像重新構(gòu)造裝置，用于使用如此接收的核磁共振信號(hào)，重新構(gòu)造數(shù)據(jù)；顯示裝置，用于顯示重新構(gòu)造的圖像；以及控制裝置，用于控制磁場(chǎng)產(chǎn)生裝置、接收裝置，將高頻磁場(chǎng)和梯度磁場(chǎng)施加到置于靜態(tài)磁場(chǎng)中的病人，并且使用于接收核磁共振信號(hào)的成像程序得以執(zhí)行，其特征在于接收裝置包括設(shè)置在病人體外的接收線圈和插入到病人體腔中的導(dǎo)引線；由導(dǎo)引線引導(dǎo)的導(dǎo)管在其末端具有能夠與MR圖像上的其他部分相區(qū)別的至少一個(gè)特殊標(biāo)志；以及所述控制裝置具有使得圖像重新構(gòu)造裝置利用由導(dǎo)引線接收到的核磁共振信號(hào)來(lái)重新構(gòu)造三維圖像數(shù)據(jù)并使得三維圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)裝置中的功能；執(zhí)行測(cè)量程序來(lái)測(cè)量在三軸方向上的導(dǎo)管末端上的NMR信號(hào)的功能；控制圖像重新構(gòu)造裝置、并且通過(guò)使用當(dāng)執(zhí)行所述測(cè)量程序時(shí)由接收線圈接收到的核磁共振信號(hào)檢測(cè)特殊標(biāo)志、確定導(dǎo)管的末端位置和插入方向的功能；控制圖像重新構(gòu)造裝置、并且使圖像重新構(gòu)造裝置通過(guò)使用三維圖像數(shù)據(jù)并且將如上所述確定的導(dǎo)管的末端位置和插入方向設(shè)置為視點(diǎn)和視線方向、重新構(gòu)造中心投影圖像的功能；以及在顯示裝置上顯示如此重新構(gòu)造的中心投影圖像的功能。
11.一種磁共振成像設(shè)備，包括磁場(chǎng)產(chǎn)生裝置，用于產(chǎn)生靜態(tài)磁場(chǎng)、梯度磁場(chǎng)和高頻磁場(chǎng)的分別的磁場(chǎng)；接收裝置，用于接收從病人產(chǎn)生的核磁共振信號(hào)；圖像重新構(gòu)造裝置，用于使用如此接收的核磁共振信號(hào)，重新構(gòu)造數(shù)據(jù)；顯示裝置，用于顯示重新構(gòu)造的圖像；以及控制裝置，用于控制磁場(chǎng)產(chǎn)生裝置和接收裝置，將高頻磁場(chǎng)和梯度磁場(chǎng)施加到置于靜態(tài)磁場(chǎng)中的病人，并且使用于接收核磁共振信號(hào)的成像程序得以執(zhí)行，其特征在于接收裝置包括設(shè)置在病人體外的接收線圈和插入到病人體腔中的導(dǎo)引線；由導(dǎo)引線引導(dǎo)的導(dǎo)管在其末端具有能夠與MR圖像上的其他部分相區(qū)別的至少一個(gè)特殊標(biāo)志；以及所述控制裝置具有執(zhí)行測(cè)量程序以獲取在三軸方向上的導(dǎo)管末端上的核磁共振信號(hào)的功能；控制圖像重新構(gòu)造裝置、并且通過(guò)使用當(dāng)執(zhí)行所述測(cè)量程序時(shí)由接收線圈接收的核磁共振信號(hào)檢測(cè)特殊標(biāo)志而確定導(dǎo)管的末端位置和插入方向的功能；執(zhí)行成像程序以便對(duì)與導(dǎo)引線相交的多個(gè)切片平面進(jìn)行成像的功能；控制圖像重新構(gòu)造裝置、并且使圖像重新構(gòu)造裝置通過(guò)使用由導(dǎo)引線接收的核磁共振信號(hào)來(lái)重新構(gòu)造三維圖像數(shù)據(jù)的功能；控制圖像重新構(gòu)造裝置，并且使圖像重新構(gòu)造裝置通過(guò)使用三維圖像數(shù)據(jù)并且將如上所述確定的導(dǎo)管的末端位置和插入方向設(shè)置為視點(diǎn)和視線方向而重新構(gòu)造中心投影圖像的功能；以及在顯示裝置上顯示如此重新構(gòu)造的中心投影圖像的功能。
12.根據(jù)權(quán)利要求9到11中的任一個(gè)所述的磁共振成像設(shè)備，其特征在于所述特殊標(biāo)志是在導(dǎo)管的末端與導(dǎo)管共軸地設(shè)置的環(huán)狀標(biāo)記。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的磁共振成像設(shè)備，其特征在于其特征在于以這些標(biāo)記的位置在導(dǎo)管的軸向上被位移的方式在導(dǎo)管的末端設(shè)置至少兩個(gè)標(biāo)記。
14.根據(jù)權(quán)利要求9到11中的任一個(gè)所述的磁共振成像設(shè)備，其特征在于控制裝置重復(fù)以下步驟第一步驟，執(zhí)行成像程序，以便獲得三維圖像數(shù)據(jù)；第二步驟，確定導(dǎo)管的末端位置和插入方向；以及第三步驟，重新排列并且顯示中心投影的圖像。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的磁共振成像設(shè)備，其特征在于當(dāng)多次重復(fù)第一到第三步驟的每一次時(shí)，控制裝置都對(duì)第一步驟執(zhí)行一次。
16.根據(jù)權(quán)利要求9到11中的任一個(gè)所述的磁共振成像設(shè)備，其特征在于通過(guò)依據(jù)導(dǎo)管插入位置而變化的方式，在顯示裝置上顯示在導(dǎo)管插入方向前面的體腔的側(cè)壁表面的圖像。
全文摘要
在包括插入主體的體腔并用作從主體接收MR信號(hào)的裝置的導(dǎo)引線、以及具有能夠與MR圖像的其他部分相區(qū)別并附加在其末端的特殊標(biāo)記的由導(dǎo)引線引導(dǎo)的導(dǎo)管的MRI設(shè)備中，一種方法和設(shè)備用于依據(jù)MR信號(hào)創(chuàng)建沿著導(dǎo)引線的三維圖像數(shù)據(jù)；依據(jù)三維圖像數(shù)據(jù)檢測(cè)特殊標(biāo)記，確定導(dǎo)管的末端位置和插入方向，并且通過(guò)使所述位置成為視點(diǎn)以及使插入方向成為視線的實(shí)時(shí)支持導(dǎo)管插入的方式，顯示由三維圖像數(shù)據(jù)形成的內(nèi)窺鏡圖像。
文檔編號(hào)G06T1/00GK1527683SQ0281401
公開(kāi)日2004年9月8日 申請(qǐng)日期2002年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月12日
發(fā)明者八尾武, 子, 永尾尚子, 二, 榊原健二 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立醫(yī)藥