类内窥镜图像获取方法和使用该方法的磁共振成像设备技术

在包括插入主体的体腔并用作从主体接收ＭＲ信号的装置的导引线、以及具有能够与ＭＲ图像的其他部分相区别并附加在其末端的特殊标记的由导引线引导的导管的ＭＲＩ设备中，一种方法和设备用于依据ＭＲ信号创建沿着导引线的三维图像数据；依据三维图像数据检测特殊标记，确定导管的末端位置和插入方向，并且通过使所述位置成为视点以及使插入方向成为视线的实时支持导管插入的方式，显示由三维图像数据形成的内窥镜图像。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种磁共振成像设备(下称MRI设备)，更具体地说，涉及一种用于实时地获取和显示从插入体腔的导管观察到的病人的诸如血管等体腔的类内窥镜图像的技术。
技术介绍
MRI设备是通过利用核磁共振现象获取病人的层析X射线照片和频谱来观察病人体内的设备，该MRI设备包括静态磁场产生器、梯度磁场线圈、发射线圈和接收线圈。静态磁场产生器对准构成病人的核子(通常为质子)自旋的方向，梯度磁场线圈识别病人的成像切片，以及对针对从病人获得的核磁共振信号的位置信息进行编码，发射线圈产生具有与质子的共振频率相同频率的高频率磁场，而接收线圈接收来自质子的信号。如上所述设置的MRI设备可以有选择地对任意区域和组织中任一个进行成像，并且依据要被成像的病人，已经提出了各种成像方法。例如，可以使用二维或者三维测量来执行成像。此外，近年来，作为MRI设备所应用的重要领域，已经开发出当将导管针刺或者引入血管时利用MRI设备作为导管监视器的方法(IV-MRI)。在该IV-MRI中，需要实时地执行成像并显示图像，从而诸如可以使导管准确无误地插入到目标位置，而且各种类型的高速成像方法例如EPI等已经得到了实际应用。相反，当如上所述地插入导管时，依据要成像的部分，已经开发和实际使用了各种形状的接收线圈，并且已经提出也充当导管导引线的RF接收天线作为优先使用的接收线圈(例如，日本待审专利公开No.10-179550、PCT日文译本专利申请No.2000-509276、文件《Intravascular Magnetic Resonance Imaging Using a LooplessCatheter Antenna》，MRM 37112-118(1997)等)。注意，由于导引线形状的RF接收天线的可测量灵敏度范围局限在导引线附近，因此，可以成像的层析X射线照片限制在较小区域(例如，几个微米)。然而，由传统MRI设备获得的图像主要是层析X射线照片。因此，传统MRI设备在确认插入到具有弯曲部分的体腔，例如血管的导管位置的应用中较为不利，这是由于这些MRI设备不能够唯一地确定包括导管的切片平面。相反，对于直针，传统MRI设备可以通过将主动或正标记添加到针上，自动地获取在包括针的平面上或者与针正交的平面上的层析X射线照片，并且存在许多传统技术。此外，对于导管，已知通过在导管中提供能够由MRI设备识别的标记来执行成像的方法。然而，由于不能够唯一地确定包括具有弯曲部分的导管的切片平面，因此，确认导管的插入位置总是不太容易。顺便说明，申请人已经提出了利用由X射线CT设备和MRI设备获得的三维图像数据创建类内窥镜图像的方法，作为显示血管等的内壁图像，替代传统的层析X射线照片(日本待审专利公开No.7-210704和8-16813)。依据该方法，可以将包括血管等区域的三维层析X射线照片数据转换为由中心投影方法从内部观察到的体腔等的内壁图像(类内窥镜图像)，并且显示该图像，该图像对终端非常有效。在这种情况下，可以依据特定的描影算法对图像进行处理。然而，传统类内窥镜图像的建立是通过依据已经获得的三维图像数据创建该图像的方法进行的，此外，视点和视线方向必须由鼠标或者跟踪球输入。因此，该方法不能够应用到实时地执行图像的成像和显示的IV-MRI。
技术实现思路
本专利技术的目的是通过实时地或者准实时地获取和显示从体腔中观察到的病人体腔内部的类内窥镜图像，支持导管的插入。为了实现上述目的，本专利技术的类内窥镜图像获取方法的特征在于其包括准备步骤，在导管的末端处设置能够与MR图像上的其他部分相区别的至少一个特殊标志；礪一步骤，预先插入用于将导管引导到其中插入导管的病人的体腔中的金属导引线；第二步骤，沿着导引线将导管插入体腔；第三步骤，执行与导引线相交的多个切片图像的MR成像程序；第四步骤，依据由所述导引线接收的当执行所述程序时从病人产生的核磁共振信号，重新设置三维图像数据，并且通过依据三维图像数据检测在导管的末端设置的特殊标志，确定导管的末端位置和插入方向；以及第五步骤，通过使用三维图像数据并且使用导管的末端位置和插入方向作为视点和视线方向，重新设置中心投影图像，并且在显示装置上显示中心投影图像。依据本专利技术的成像方法，通过沿长度方向在体腔内滑动到多个部分，可以获得三维图像数据，并可以依据三维图像数据检测到导管的末端位置和方向。结果是，通过已知的中心投影方法，可以重新构造使用导管末端作为视点并且与内窥镜获取的图像(巡航视图)相似的图像。因此，操作人员在实时地观察从导管末端观察到的体腔内壁状态的同时插入导管，并且这对于在IV-MRI中插入导管非常有效。例如，当血管在前进位置处分支时，操作人员可以在从一侧观察它的同时，确定想要将导管引导到的血管的分支。特别地，当将首先摸索地插入的导引线插入到不同的分支时，可以容易地将导引线拉出一点然后再将其插入。当导引线由接收天线构成、并且所要成像的三维图像数据的切片间隔变窄时，增加了三维图像数据的成像时间，因此可能会使实时成像特性恶化。因而，当三维图像数据的切片间隔变宽时，可以想到依据三维图像数据检测在导管上设置的特殊标志较困难。为了解决上述问题，在本专利技术的另一成像方法中，存储通过对与导引线相交的多个切片执行MR成像程序重新构造的三维图像数据。然后，通过执行在三轴方向上对导管末端的NMR信号进行测量的测量程序，将测量的NMR信号投影到各个轴的方向上，并且使用投影NMR信号的三轴的投影，可以检测导管的末端位置和插入方向。即，当通过具有较短测量时间的三轴投影方向检测到导管的末端位置和插入方向时，通过增加检测导管的末端位置和插入方向的频率，即使减小了花费较长测量时间的三维图像的成像频率也可以保持实时成像特性。即，每次当执行通过检测导管末端位置和插入方向重新设置中心投影图像的处理时，都可以执行用作中心投影的基准的三维图像数据的成像程序一次。此外，在本专利技术的另一成像方法中，通过预先执行在三轴方向上测量导管末端的NMR信号的测量程序来检测导管的末端位置和插入方向，将切片位置设置在检测到的导管末端位置的前面，并且执行与导引线相交的多个切片图像的MR成像程序，可以减少切片数量，从而可以减少三维图像数据的测量时间。在上述的分别的专利技术中，可以使用在导管的末端与导管共轴地设置的环状标记作为特殊标志。在这种情况下，最好通过使其位置在导管的轴向上偏移，设置在导管的末端设置至少两个标记。依据上述配置，与设置一个标记的情况相比，可以改善检测导管方向的精度。通过使其包括以下组件可以实现本专利技术的MRI设备，所述组件包括磁场产生装置，用于产生施加到病人的静态磁场、梯度磁场和高频磁场的分别的磁场；接收装置，用于接收从病人产生的核磁共振信号；图像重新构造装置，用于使用如此接收的核磁共振信号，重新构造病人的三维图像数据；显示装置，用于显示重新构造的图像；以及控制装置，用于控制磁场产生装置、接收装置、和图像重新构造装置，其中，在插入到病人体腔的导管的末端设置能够与MR图像上的其他部分相区别的至少一个特殊标志，以及使用用于引导导管的金属导引线作为接收装置；以及图像重新构造装置使用由导引线接收的核磁共振信号重新构造三维图像数据，使用如此重新构造的三维图像数据来检测特殊标志，依据该特殊标本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种类内窥镜图像获取方法，包括：在导管的末端设置能够与ＭＲ图像上的其他部分相区别的至少一个特殊标志；预先插入用于将导管引导到其中插入导管的病人的体腔中的金属导引线；在沿着导引线将导管插入到体腔的同时执行与导引线相交的多个切片图像的ＭＲ成像程序；由导引线接收当执行所述程序时从病人产生的核磁共振信号；使用所述核磁共振信号重新构造三维图像数据；通过依据三维图像数据和由与该三维图像数据的成像方法不同的ＭＲ成像方法成像的图像数据中的任一个对在导管的末端设置的特殊标志进行检测，确定导管的末端位置和插入方向；以及，通过使用三维图像数据和将导管的末端位置和插入方向设置为视点和视线方向，重新设置中心投影图像，并且在显示装置上显示该中心投影图像。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：八尾武，永尾尚子，榊原健二，
申请(专利权)人：株式会社日立医药，
类型：发明
国别省市：JP[日本]