JP2011136031A - 画像処理装置及び磁気共鳴イメージング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】被検体の動き補正の処理にかかる負荷や時間を減少させる。
【解決手段】ＭＲＩ装置１００において、計算機システム１０が、撮像された複数時相の画像ごとに被検体Ｐの撮像位置を算出し、算出した撮像位置の分布を解析することで、撮像位置の分散が最小となる撮像位置の集合を特定する。また、計算機システム１０は、特定した集合に含まれる撮像位置に基づいて、複数時相の画像の中から少なくとも１つの画像をリファレンス画像として選択する。そして、計算機システム１０は、選択したリファレンス画像における被検体Ｐの撮像位置に合わせるように、リファレンス画像以外の画像の位置を変更する。
【選択図】図１

Description

本発明は、画像処理装置及び磁気共鳴イメージング装置に関する。

従来、Ｘ線ＣＴ（Computed Tomography）装置や磁気共鳴イメージング装置などを用いた検査の一つに、ダイナミックスタディと呼ばれる検査がある。ダイナミックスタディは、組織に灌流する血流量の時間変化等を調べる検査である。このダイナミックスタディでは、複数時相にわたって被検体の画像が撮像される。例えば、１時相あたり数秒の撮像が複数時相にわたって行われる。撮像される時相は検査によって異なるが、おおよそ数十から約数十程度で、時間にして数十秒から数十分である。

かかるダイナミックスタディは、注目画素の時間変化を調べることで組織の血流量などの情報を得ることを目的としている。したがって、全ての時相の画像で同じ画素に同じ組織が撮像されていなければ、正確な結果を得ることができない。しかし、パーフュージョンスタディで使用される造影剤の注入や、ｆＭＲＩ（functional ＭＲＩ）で行われるタスクの影響によって、検査中に被検体が動いてしまうことが多い。そのため、画像解析の前には、あらかじめ画像に対して被検体の動き補正が行われる。

被検体の動き補正については、多くの種類の方法が公知技術として存在する（例えば、非特許文献１参照）。例えば、複数時相の画像の中から任意の時相の画像をリファレンス画像として選択し、選択したリファレンス画像と一致するように、リファレンス画像以外の時相の画像（以下、ターゲット画像と呼ぶ）の位置合せを行う方法がある。この方法では、最初にターゲット画像とリファレンス画像との一致度が計算される。次に、一致度が増す移動方向を探しながらターゲット画像が移動される。この処理が逐次的に行われ、両画像の一致度が所定の値に達したところで位置合せ処理が終了する。かかる位置合せ処理が全てのターゲット画像に対して施される。

T.R. Oakes，T. Johnstone，K.s. Ores Walsh，L.L. Greischar，A.L. Alexander，A.S. Fox，and R.J. Davidson，"Comparison of fMRI motion correction software tools"，ELSEVIER，NeuroImage 28 (2005) p.529-543

しかしながら、上述した従来の技術では、被検体の動き補正の処理にかかる負荷や時間が増大する場合があった。

例えば、リファレンス画像を用いた動き補正では、たまたま被検体が動いてしまった時相の画像がリファレンス画像として選択されてしまう場合もある。その場合には、リファレンス画像とターゲット画像との一致度が所定の値に達するまでにターゲット画像を移動させなければならない距離が大きくなる。その結果、逐次的に行われる処理の回数が増えることになり、動き補正の処理にかかる負荷や時間が増大してしまう。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、被検体の動き補正の処理にかかる負荷や時間を減少させることができる画像処理装置及び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。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１記載の本発明は、画像処理装置が、被検体を時系列的に撮像した複数時相の画像を取得し、取得した画像ごとに前記被検体の撮像位置を算出する算出手段と、前記算出手段により画像ごとに算出された撮像位置の分布を解析することで、撮像位置の分散が最小となる撮像位置の集合を特定する特定手段と、前記特定手段により特定された前記撮像位置の集合に含まれる撮像位置に基づいて、前記複数時相の画像の中から少なくとも１つの画像をリファレンス画像として選択する選択手段と、前記選択手段により選択されたリファレンス画像における前記被検体の撮像位置に合わせるように当該リファレンス画像以外の画像の位置を変更する位置合せ手段とを備えたことを特徴とする。

また、請求項６記載の本発明は、磁気共鳴イメージング装置が、磁気共鳴現象を利用して前記被検体を時系列的に撮像する撮像手段と、前記撮像手段により撮像された複数時相の画像を取得し、取得した画像ごとに前記被検体の撮像位置を算出する算出手段と、前記算出手段により画像ごとに算出された撮像位置の分布を解析することで、撮像位置の分散が最小となる撮像位置の集合を特定する特定手段と、前記特定手段により特定された前記撮像位置の集合に含まれる撮像位置に基づいて、前記複数時相の画像の中から少なくとも１つの画像をリファレンス画像として選択する選択手段と、前記選択手段により選択されたリファレンス画像における前記被検体の撮像位置に合わせるように当該リファレンス画像以外の画像の位置を変更する位置合せ手段とを備えたことを特徴とする。

請求項１又は６記載の本発明によれば、被検体の動き補正の処理にかかる負荷や時間を減少させることができるという効果を奏する。

図１は、本実施例に係るＭＲＩ装置の全体構成を示す図である。 図２は、本実施例に係る計算機システムの詳細な構成を示す機能ブロック図である。 図３は、撮像位置算出部による領域抽出を説明するための図（１）である。 図４は、撮像位置算出部による領域抽出を説明するための図（２）である。 図５は、最頻位置特定部による最頻位置グループの特定を説明するための図（１）である。 図６は、最頻位置特定部による最頻位置グループの特定を説明するための図（２）である。 図７は、リファレンス選択画面制御部により表示されるリファレンス選択画面の一例を示す図である。 図８は、本実施例に係る計算機システムによる動き補正処理の処理手順を示すフローチャートである。 図９は、サジタル像からの領域抽出を示す図である。 図１０は、サジタル像における重心位置の変化を示す図である。 図１１は、動き補正後の撮像位置を表示する場合のリファレンス選択画面の一例を示す図である。

以下に、本発明に係る画像処理装置及び磁気共鳴イメージング装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に示す実施例では、磁気共鳴イメージング装置が有する計算機システムに、本発明に係る画像処理装置を適用した場合について説明する。また、以下に示す実施例では、磁気共鳴イメージング装置をＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）装置と呼ぶ。また、以下に示す実施例では、ＭＲＩ装置によって脳のダイナミックスタディが行われる場合について説明する。

最初に、本実施例に係るＭＲＩ装置の全体構成について説明する。

図１は、本実施例に係るＭＲＩ装置の全体構成を示す図である。図１に示すように、本実施例に係るＭＲＩ装置１００は、静磁場磁石１、傾斜磁場コイル２、傾斜磁場電源３、寝台４、寝台制御部５、送信ＲＦコイル６、送信部７、受信ＲＦコイル８、受信部９、計算機システム１０を有する。

静磁場磁石１は、中空の円筒形状に形成され、円筒内の空間に一様な静磁場を発生する。この静磁場磁石１は、例えば、永久磁石や超伝導磁石などを用いて形成される。

傾斜磁場コイル２は、中空の円筒形状に形成され、静磁場磁石１の内側に配置される。この傾斜磁場コイル２は、互いに直交するＸ，Ｙ，Ｚの各軸に対応する３つのコイルが組み合わされて形成される。これら３つのコイルは、後述する傾斜磁場電源３から個別に電流供給を受けて、Ｘ，Ｙ，Ｚの各軸に沿って磁場強度が変化する傾斜磁場を発生させる。なお、Ｚ軸方向は、静磁場と同方向であることとする。

ここで、傾斜磁場コイル２によって発生するＸ，Ｙ，Ｚ各軸の傾斜磁場は、例えば、スライス選択用傾斜磁場Ｇｓ、位相エンコード用傾斜磁場Ｇｅ及びリードアウト用傾斜磁場Ｇｒにそれぞれ対応する。スライス選択用傾斜磁場Ｇｓは、任意に撮像断面を決めるために利用される。位相エンコード用傾斜磁場Ｇｅは、空間的位置に応じて、被検体から発せられるＮＭＲ（Nuclear Magnetic Resonance）信号の位相を変化させるために利用される。リードアウト用傾斜磁場Ｇｒは、空間的位置に応じてＮＭＲ信号の周波数を変化させるために利用される。

傾斜磁場電源３は、後述する計算機システム１０による制御のもと、傾斜磁場コイル２に電流を供給する。

寝台４は、被検体Ｐが載置される天板４ａを有し、後述する寝台制御部５による制御のもと、天板４ａを上下方向又は長手方向へ移動することで、傾斜磁場コイル２の内側にある撮像領域の内外へ被検体を移動する。通常、寝台４は、長手方向が静磁場磁石１の中心軸と平行になるように設置される。

寝台制御部５は、後述する計算機システム１０による制御のもと、天板４ａを長手方向又は上下方向へ移動するように寝台４を駆動する。

送信ＲＦコイル６は、傾斜磁場コイル２の内側に配置され、送信部７から高周波パルスの供給を受けて高周波磁場を発生する。

送信部７は、後述する計算機システム１０による制御のもと、ラーモア周波数に対応する高周波パルスを送信ＲＦコイル６に送信する。

受信ＲＦコイル８は、傾斜磁場コイル２の内側に配置され、送信ＲＦコイル６によって発生した高周波磁場の影響によって被検体から発せられるＮＭＲ信号を受信する。そして、受信ＲＦコイル８は、受信したＮＭＲ信号を後述する受信部９に出力する。

受信部９は、後述する計算機システム１０による制御のもと、受信ＲＦコイル８から出力されたＮＭＲ信号に基づいてＮＭＲ信号データを生成する。そして、受信部９は、生成したＮＭＲ信号データを計算機システム１０に送信する。

計算機システム１０は、ＭＲＩ装置１００の全体制御やデータ収集、画像再構成などを行う。この計算機システム１０は、インタフェース部１１、データ収集部１２、画像再構成部１３、記憶部１４、表示部１５、入力部１６及び制御部１７を有する。

インタフェース部１１は、傾斜磁場電源３、寝台制御部５、送信部７及び受信部９に接続され、これらの接続された各部と計算機システム１０との間で授受される信号の入出力を制御する。

データ収集部１２は、インタフェース部１１を介して、受信部９から送信されるＮＭＲ信号データを収集する。そして、データ収集部１２は、収集したＮＭＲ信号データを記憶部１４に格納する。

画像再構成部１３は、記憶部１４に記憶されているＮＭＲ信号データに対してフーリエ変換等の再構成処理を施すことによって、被検体Ｐの体内に関する画像を生成する。そして、画像再構成部１３は、生成した画像を記憶部１４に格納する。

記憶部１４は、データ収集部１２によって収集されたＮＭＲ信号データや、画像再構成部１３によって生成された画像などを被検体Ｐごとに記憶する。例えば、記憶部１４は、ハードディスクドライブやＤＶＤ（Digital Versatile Disk）ドライブなどである。

表示部１５は、制御部１７による制御のもと、記憶部１４に記憶されている画像や、操作者から撮像条件を受け付けるためのＧＵＩ（Graphical User Interface）などの各種情報を表示する。例えば、表示部１５は、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）モニタや液晶モニタなどである。

入力部１６は、撮像条件などの各種情報や各種操作の入力を操作者から受け付ける。例えば、入力部１６は、マウスやキーボード、トラックボール、ポインティングデバイスなどである。

制御部１７は、図示していないＣＰＵ（Central Processing Unit）やメモリ等を有し、ＭＲＩ装置１００を総括的に制御する。例えば、制御部１７は、操作者から受け付けた撮像条件に基づいて各種のパルスシーケンスを生成し、生成したパルスシーケンスに従って傾斜磁場電源３、送信部７及び受信部９を制御することで、各種の撮像を実行する。

なお、ここでいうパルスシーケンスとは、傾斜磁場電源３が傾斜磁場コイル２に供給する電源の強さや電源を供給するタイミング、送信部７が送信ＲＦコイル６に送信するＲＦ信号の強さやＲＦ信号を送信するタイミング、受信部９がＮＭＲ信号を検出するタイミングなど、撮像を実行するための手順を定義した情報である。

以上、本実施例に係るＭＲＩ装置１００の全体構成について説明した。このような構成のもと、ＭＲＩ装置１００では、計算機システム１０が、撮像された複数時相の画像ごとに被検体Ｐの撮像位置を算出し、算出した撮像位置の分布を解析することで、撮像位置の分散が最小となる撮像位置の集合を特定する。また、計算機システム１０は、特定した集合に含まれる撮像位置に基づいて、複数時相の画像の中から少なくとも１つの画像をリファレンス画像として選択する。そして、計算機システム１０は、選択したリファレンス画像における被検体Ｐの撮像位置に合わせるように、リファレンス画像以外の画像すなわちターゲット画像の位置を変更する。

すなわち、計算機システム１０は、複数時相の画像の中で頻度が高い撮像位置を検出し、検出した撮像位置で被検体が撮像されている画像をリファレンス画像として選択する。これにより、リファレンス画像とターゲット画像との一致度が所定の値に達するまでにターゲット画像を移動させなければならない距離が小さくなるので、位置合せの処理で逐次的に行われる処理の回数を減らすことができる。したがって、本実施例によれば、被検体Ｐの動き補正の処理にかかる負荷や時間を減少させることができる。

以下では、上述した機能を有する計算機システム１０について詳細に説明する。なお、本実施例では、ＭＲＩ装置１００によって、アキシャル像が時系列的に撮像される場合について説明する。

図２は、本実施例に係る計算機システム１０の詳細な構成を示す機能ブロック図である。図２に示すように、計算機システム１０は、記憶部１４と、表示部１５と、入力部１６と、制御部１７とを有する。なお、図２では、図１に示したインタフェース部１１、データ収集部１２及び画像再構成部１３については図示を省略する。

記憶部１４は、画像記憶部１４ａと、リファレンス選択条件記憶部１４ｂとを有する。

画像記憶部１４ａは、画像再構成部１３によって生成された画像を記憶する。本実施例では、画像記憶部１４ａは、被検体Ｐの頭部を時系列的に撮像した複数時相の画像を記憶する。

リファレンス選択条件記憶部１４ｂは、画像の種類又は検査の種類に応じて決められた選択条件を記憶する。ここでいう選択条件は、例えば、撮像される画像の性質や、後述する画像位置合せ部１７ｅによって行われる位置合せ処理のアルゴリズム、検査での解析内容などに応じて設定される。

例えば、位置合せ処理のアルゴリズムの特性は、アルゴリズムで用いられている評価基準や評価関数などに依存する。そして、位置合せ処理のアルゴリズムには、画素値が異なる画像同士の位置合せを行う場合に、位置合せの精度が低くなってしまうものもある。このようなアルゴリズムが用いられる場合には、造影剤が流入しているタイミングの時相の画像がリファレンス画像として選択されてしまうと、造影剤で染まっていない他の時相の画像との位置合せを行う場合に、位置合せ処理の精度が低くなってしまう。

そこで、このような場合には、例えば、解析対象の部位が造影される可能性が高い時相をあらかじめ設定しておき、その時相の画像以外の画像からリファレンス画像を選択するように選択条件が設定される。または、画素値のヒストグラムに基づいて、造影されている時相の画像を自動的に検出し、検出した時相の画像以外の画像からリファレンス画像を選択するように選択条件が設定される。逆に、検査において、造影されている時相が他の時相より重要であるような場合には、造影されている時相の画像からリファレンス画像を選択するように選択条件が設定される。

制御部１７は、撮像位置算出部１７ａ、最頻位置特定部１７ｂ、リファレンス画像選択部１７ｃ、リファレンス選択画面制御部１７ｄ、画像位置合せ部１７ｅ及び画像解析部１７ｆを有する。

撮像位置算出部１７ａは、被検体Ｐを時系列的に撮像した複数時相の画像を取得し、取得した画像ごとに被検体Ｐの撮像位置を算出する。

例えば、撮像位置算出部１７ａは、図１に示した各部が動作することで複数時相の画像が撮像されると、撮像された複数時相の画像を画像記憶部１４ａから読み出し、読み出した画像をメモリに格納する。そして、撮像位置算出部１７ａは、メモリに格納された画像それぞれから被検体Ｐの領域を抽出し、抽出した領域の重心位置を撮像位置として算出する。なお、本実施例では、撮像位置算出部１７ａは、複数時相の画像に対して平滑化処理を行ったうえで、平滑化された画像から被検体Ｐの領域を抽出する。

図３及び４は、撮像位置算出部１７ａによる領域抽出を説明するための図である。図３に示すように、まず、撮像位置算出部１７ａは、画像記憶部１４ａから読み出した画像３１に対して平滑化フィルターを施すことで、平滑化された画像３２を生成する。次に、撮像位置算出部１７ａは、画像３２に対して画素値に関する閾値処理を行うことで、被検体Ｐの領域３３（図３に示す斜線が付された領域）を抽出する。

このように、撮像位置算出部１７ａが、画像記憶部１４ａから読み出した画像に対して平滑化処理を行うことによって、被検体Ｐの領域だけを適切に抽出することができるようになる。ここで、例えば、平滑化処理を省略した場合には、図４に示すように、被検体Ｐの周囲に描出されていたノイズ成分の領域など、被検体Ｐ以外の領域３４も抽出されてしまう可能性がある。しかし、この場合でも、例えば、撮像位置算出部１７ａが、抽出された領域ごとに画素の連結数を検出し、連結数が少ない領域を除去する処理を行うことで、被検体Ｐ以外の領域が抽出されないようにすることが可能である。

なお、本実施例では、撮像位置算出部１７ａは、時系列に撮像された複数時相のアキシャル像について、重心位置を撮像位置として算出する。

最頻位置特定部１７ｂは、撮像位置算出部１７ａにより画像ごとに算出された撮像位置の分布を解析することで、撮像位置の分散が最小となる撮像位置の集合を特定する。なお、以下では、最頻位置特定部１７ｂによって特定される撮像位置の集合を最頻位置グループと呼ぶ。

例えば、最頻位置特定部１７ｂは、撮像位置算出部１７ａによって画像ごとに算出された撮像位置の分布をクラスタ解析することで、最頻位置グループを特定する。なお、ここでいうクラスタ解析には、一般的に知られた各種の解析手法を用いることができる。

図５及び６は、最頻位置特定部１７ｂによる最頻位置グループの特定を説明するための図である。図５及び６において、横軸は時相を示しており、縦軸は重心位置を示している。また、図５及び６に示す各点は、撮像位置算出部１７ａによって画像ごとに算出された撮像位置を示している。最頻位置特定部１７ｂは、例えば、図５に示す範囲５１又は図６に示す範囲６１に含まれる撮像位置を最頻位置グループとして特定する。

さらに、最頻位置特定部１７ｂは、最頻位置グループを特定したのちに、その最頻位置グループに含まれる撮像位置の代表値を最頻位置として算出してもよい。例えば、最頻位置特定部１７ｂは、最小二乗法を用いて、最頻位置グループに含まれる重心位置と時相との関係を近似する近似関数を求める。また、最頻位置特定部１７ｂは、例えば、最頻位置グループに含まれる時相の範囲内で中間に位置する時相を算出する。そして、最頻位置特定部１７ｂは、算出した時相を近似関数に代入して得られる重心位置を代表値として算出する。または、例えば、最頻位置特定部１７ｂは、撮像位置の平均値を代表値として算出してもよい。

なお、本実施例では、撮像位置特定部１７ｂは、時系列に撮像された複数時相のアキシャル像について、最頻位置グループを特定する。

リファレンス画像選択部１７ｃは、最頻位置特定部１７ｂにより特定された最頻位置グループに含まれる撮像位置に基づいて、複数時相の画像の中から少なくとも１つの画像をリファレンス画像として選択する。

例えば、リファレンス画像選択部１７ｃは、最頻位置グループに含まれる撮像位置の時相の中で最も早い時相を特定し、特定した時相の画像をリファレンス画像として選択する。また、最頻位置特定部１７ｂによって最頻位置が算出されている場合には、リファレンス画像選択部１７ｃは、例えば、最頻位置に被検体Ｐの撮像位置が最も近い画像をリファレンス画像として選択する。

なお、リファレンス画像選択部１７ｃは、リファレンス画像を選択する際に、画像の種類又は検査の種類に応じて決められた選択条件に基づいて画像を選択する。例えば、リファレンス画像選択部１７ｃは、検査に際して操作者によって設定された撮像条件に基づいて、撮像された画像の種類又は検査の種類を特定する。そして、リファレンス画像選択部１７ｃは、特定した画像の種類又は検査の種類に対応する選択条件をリファレンス選択条件記憶部１４ｂから取得し、取得した選択条件に従ってリファレンス画像を選択する。

例えば、リファレンス画像選択部１７ｃは、最頻位置グループに含まれる撮像位置の時相の画像のうち、解析対象の部位が造影される可能性が高い時相の画像以外からリファレンス画像を選択する。または、リファレンス画像選択部１７ｃは、最頻位置グループに含まれる撮像位置の時相の画像における画素値のヒストグラムに基づいて、造影されている時相の画像を自動的に検出し、検出した時相の画像以外からリファレンス画像を選択する。または、リファレンス画像選択部１７ｃは、検査において、造影されている時相が他の時相より重要であるような場合には、最頻位置グループに含まれる撮像位置の時相の画像のうち、造影されている時相の画像からリファレンス画像を選択する。

そして、リファレンス画像選択部１７ｃは、リファレンス画像を選択すると、選択したリファレンス画像を示す情報を後述するリファレンス選択画面制御部１７ｄに通知する。なお、本実施例では、リファレンス画像選択部１７ｃは、時系列に撮像された複数時相のアキシャル像、アキシャル像から生成されたサジタル像及びコロナル像それぞれについて、リファレンス画像を選択し、各リファレンス画像を示す情報をリファレンス選択画面制御部１７ｄに通知する。

リファレンス選択画面制御部１７ｄは、リファレンス画像選択部１７ｃにより選択されたリファレンス画像を表示部１５に表示させるとともに、入力部１６を介して、複数時相の画像の中から任意の画像を選択する操作を操作者から受け付ける。

例えば、リファレンス選択画面制御部１７ｄは、リファレンス画像選択部１７ｃによってリファレンス画像が選択されると、各種のＧＵＩ（Graphical User Interface）を有するリファレンス選択画面を表示部１５に表示させる。そして、リファレンス選択画面制御部１７ｄは、リファレンス選択画面を介して、各種画像の表示や各種操作の受け付けを行う。

図７は、リファレンス選択画面制御部１７ｄにより表示されるリファレンス選択画面の一例を示す図である。図７に示すように、例えば、リファレンス選択画面７０は、アキシャル像表示領域７１、サジタル像表示領域７２、コロナル像表示領域７３、撮像位置表示領域７４、Ａｃｃｐｔボタン７５及びＭａｎｕａｌボタン７６を有する。

また、リファレンス選択画面７０は、アキシャル像表示領域７１の横に設けられた垂直スクロールバー７１ａと、アキシャル像表示領域７１の下に設けられた水平スクロールバー７１ｂとを有する。また、リファレンス選択画面７０は、サジタル像表示領域７２の横に設けられた垂直スクロールバー７２ａと、サジタル像表示領域７２の下に設けられた水平スクロールバー７２ｂとを有する。また、リファレンス選択画面７０は、コロナル像表示領域７３の横に設けられた垂直スクロールバー７３ａと、コロナル像表示領域７３の下に設けられた水平スクロールバー７３ｂとを有する。

そして、リファレンス選択画面制御部１７ｄは、リファレンス画像選択部１７ｃからリファレンス画像を示す情報が通知されると、通知された情報に基づいて、アキシャル像、サジタル像及びコロナル像のリファレンス画像をそれぞれメモリから読み出す。続いて、リファレンス選択画面制御部１７ｄは、アキシャル像のリファレンス画像をアキシャル像表示領域７１に表示する。また、リファレンス選択画面制御部１７ｄは、サジタル像のリファレンス画像をサジタル像表示領域７２に表示する。また、リファレンス選択画面制御部１７ｄは、コロナル像のリファレンス画像をコロナル像表示領域７３に表示する。

その後、リファレンス選択画面制御部１７ｄは、垂直スクロールバー７１ａのノブを上下に移動する操作を受け付けた場合には、ノブの移動量に応じて、スライス位置が異なるアキシャル像をメモリから読み出してアキシャル像表示領域７１に表示する。また、リファレンス選択画面制御部１７ｄは、水平スクロールバー７２ｂのノブを左右に移動する操作を受け付けた場合には、ノブの移動量に応じて、時相が異なるアキシャル像をメモリから読み出してアキシャル像表示領域７１に表示する。

ここで、リファレンス選択画面制御部１７ｄは、アキシャル像のリファレンス画像を表示させる際には、図７に示すように、表示中のアキシャル像がリファレンス画像であることを示すアイコン７１ｃを当該アキシャル像の上に重ねて表示する。また、リファレンス選択画面制御部１７ｄは、表示されているアキシャル像のスライス番号を当該アキシャル像に重ねて表示する。例えば、図７に示す「Ｓｌｉｅｃｅ ０５／２３」は、２３枚のアキシャル像のうち５番目のアキシャル像が表示されていることを示している。また、リファレンス選択画面制御部１７ｄは、表示中のアキシャル像の時相をアキシャル像に重ねて表示する。例えば、図７に示す「Ｐｈａｓｅ １５／１６７」は、１６７時相のうち１５番目の時相のアキシャル像が表示されていることを示している。

なお、リファレンス選択画面制御部１７ｄは、サジタル像表示領域７２及びコロナル像表示領域７３についても、アキシャル像表示領域７１と同様の表示制御を行う。これにより、操作者は、スクロールバーを操作することで、アキシャル像、サジタル像及びコロナル像それぞれについて、リファレンス画像としてどの画像が選択されているかを容易に確認することができる。

また、リファレンス選択画面制御部１７ｄは、アキシャル像、サジタル像及びコロナル像を表示するとともに、いずれかの画像について、撮像位置算出部１７ａによって算出された撮像位置を撮像位置表示領域７４に表示する。なお、図７に示す例では、アキシャル像の撮像位置を撮像位置表示領域７４に表示した場合を示している。

例えば、図７に示すように、リファレンス選択画面制御部１７ｄは、アキシャル像における重心位置を示す２次元の座標（ａｘｉ＿ｘ，ａｘｉ＿ｙ）を、それぞれ時相ごとに撮像位置表示領域７４に表示する（図７に示すひし形の点）。

ここで、リファレンス選択画面制御部１７ｄは、図７に示すように、最頻位置特定部１７ｂによって特定された最頻位置グループに含まれる撮像位置については、他の撮像位置とは異なる色を付けて表示する（図７に示す網掛けのひし形の点）。また、リファレンス選択画面制御部１７ｄは、リファレンス画像選択部１７ｃによって選択されたリファレンス画像の撮像位置については、最頻位置グループに含まれる撮像位置とは異なる色を付けて表示する（図７に示す黒色のひし形の点）。

さらに、リファレンス選択画面制御部１７ｄは、最頻位置グループ及びリファレンス画像を特定するための根拠となった情報を撮像位置表示領域７４に表示する。例えば、図７に示すように、リファレンス選択画面制御部１７ｄは、造影剤の濃度の経時的な変化を示す曲線のグラフを撮像位置表示領域７４の上に重ねて表示する。なお、このとき、リファレンス選択画面制御部１７ｄは、曲線のグラフにおいて、最頻位置グループに含まれる時相の範囲については、他の時相とは異なる色を付けて表示する（図７に示す斜線の範囲）。また、リファレンス選択画面制御部１７ｄは、最頻位置グループを示す範囲の中で、リファレンス画像の時相については、さらに異なる色を付けて表示する（図７に示す格子状の網掛けの範囲）。

ここで、例えば、リファレンス選択画面制御部１７ｄは、Ｍａｎｕａｌボタン７６を押下する操作を操作者から受け付けた場合には、撮像位置表示領域７４に表示されている時相の中から任意の時相を選択する操作を受け付け可能にする。そして、時相を選択する操作を受け付けた場合には、リファレンス選択画面制御部１７ｄは、選択された時相の画像をメモリから読み出して表示する。例えば、撮像位置表示領域７４にアキシャル像の撮像位置が表示されていた場合には、リファレンス選択画面制御部１７ｄは、選択された時相のアキシャル像をメモリから読み出してアキシャル像表示領域７１に表示する。

また、リファレンス選択画面制御部１７ｄは、Ａｃｃｅｐｔボタン７５を押下する操作を受け付けた場合には、その時点で選択されている時相の画像をリファレンス画像として設定する。そして、リファレンス選択画面制御部１７ｄは、リファレンス画像を設定すると、設定したリファレンス画像を示す情報を後述する画像位置合せ部１７ｅに通知する。ここで、操作者によってリファレンス画像が変更されなかった場合には、リファレンス選択画面制御部１７ｄは、リファレンス画像選択部１７ｃによって選択されたリファレンス画像を示す情報を画像位置合せ部１７ｅに通知する。

なお、本実施例では、リファレンス選択画面制御部１７ｄは、アキシャル像、サジタル像及びコロナル像それぞれについて、リファレンス画像を示す情報をリファレンス選択画面制御部１７ｄに通知する。

このように、本実施例では、リファレンス選択画面制御部１７ｄが、操作者による操作に基づいて、画像位置合せ部１７ｅによって行われる動き補正で基準となるリファレンス画像を設定する。したがって、操作者は、リファレンス画像選択部１７ｃによってリファレンス画像が選択された後でも、リファレンス画像を選択し直すことができる。例えば、操作者は、何らかの原因で画像にノイズ成分が含まれてしまった場合に、リファレンス画像を選択し直すことができる。また、操作者は、リファレンス画像を選び直す際に、撮像位置表示領域７４に表示された最頻位置グループの範囲内でリファレンス画像を選択すれば、動き補正の処理にかかる負荷や時間を大きく増大させることなくリファレンス画像を選択し直すことができる。

なお、ここでは、リファレンス選択画面制御部１７ｄは、最頻位置グループ及びリファレンス画像を特定するための根拠となった情報を撮像位置表示領域７４に表示する場合について説明した。しかし、例えば、解析内容等に依存した選択条件が用いられている場合には、選択条件に関連する情報をグラフ中にさらに表示してもよい。例えば、リファレンス選択画面制御部１７ｄは、造影剤で染まっている時相と染まっていない時相とを区別できるように、時相ごとの画素値を表示してもよい。これにより、例えば、操作者は、造影されている時相の中からリファレンス画像を選択したいと考えた場合に、所望のリファレンス画像を容易に選択することができる。

画像位置合せ部１７ｅは、リファレンス画像における被検体Ｐの撮像位置に合わせるようにリファレンス画像以外の画像の位置を変更することで、被検体Ｐの動き補正を行う。

例えば、画像位置合せ部１７ｅは、リファレンス画像を示す情報がリファレンス選択画面制御部１７ｄから通知されると、通知された情報に基づいてリファレンス画像を内部メモリから読み出す。さらに、画像位置合せ部１７ｅは、リファレンス画像以外の任意の画像をターゲット画像としてメモリから読み出し、読み出したターゲット画像とリファレンス画像との一致度を計算する。なお、ここでいう一致度とは、比較対象の画像がどの程度類似しているかを示す評価基準である。例えば、一致度は、相互情報量などである。

続いて、画像位置合せ部１７ｅは、一致度が増す移動方向を探しながらターゲット画像を移動する処理を逐次的に行い、両画像の一致度が所定の値に達したところで、当該ターゲット画像に関する位置合せ処理を終了する。画像位置合せ部１７ｅは、リファレンス画像以外の全ての画像について、かかる位置合せ処理を行う。そして、画像位置合せ部１７ｅは、位置合せ処理を行った全ての画像を動き補正済みの画像としてメモリに格納する。

画像解析部１７ｆは、画像位置合せ部１７ｅによって動き補正が行われた画像に関する画像解析処理を行う。例えば、画像位置合せ部１７ｅによって動き補正が行われたのちに、検査対象の画像の種類に対応する画像解析アプリケーションを起動する。ここでいう画像解析アプリケーションとは、例えば、ｆＭＲＩ画像を解析するためのアプリケーションや、ＰＷＩ（Perfusion Weighted Imaging）画像を解析するためのアプリケーションなどである。そして、起動されたアプリケーションは、メモリに格納されている動き補正済みの画像を用いて、各種の画像解析処理を行う。

次に、本実施例に係る計算機システム１０による動き補正処理の処理手順について説明する。

図８は、本実施例に係る計算機システム１０による動き補正処理の処理手順を示すフローチャートである。図８に示すように、本実施例に係るＭＲＩ装置１００では、被検体Ｐに関する複数時相の画像が撮像されると（ステップＳ１０１，Ｙｅｓ）、撮像位置算出部１７ａが、撮像された画像ごとに被検体Ｐの撮像位置を算出する（ステップＳ１０２）。

続いて、最頻位置特定部１７ｂが、撮像位置算出部１７ａにより画像ごとに算出された撮像位置の分布を解析することで、撮像位置の分散が最小となる撮像位置の集合である最頻位置グループを特定する（ステップＳ１０３）。そして、リファレンス画像選択部１７ｃが、最頻位置特定部１７ｂにより特定された最頻位置グループに含まれる撮像位置に基づいて、複数時相の画像の中からリファレンス画像を選択する（ステップＳ１０４）。

続いて、リファレンス選択画面制御部１７ｄが、リファレンス選択画面７０を介して、リファレンス画像選択部１７ｃにより選択されたリファレンス画像を表示部１５に表示させる（ステップＳ１０５）。そして、操作者によってＭａｎｕａｌボタン７６が押された場合には（ステップＳ１０６，Ｙｅｓ）、リファレンス選択画面制御部１７ｄは、撮像位置表示領域７４に表示されている時相の中から任意の時相を選択する操作を受け付ける（ステップＳ１０７）。

その後、リファレンス選択画面制御部１７ｄは、Ａｃｃｅｐｔボタン７５を押下する操作を操作者から受け付けるまでの間は（ステップＳ１０８，Ｎｏ）、任意の時相を選択する操作を継続して受け付ける。そして、Ａｃｃｅｐｔボタン７５を押下する操作を操作者から受け付けた場合には（ステップＳ１０８，Ｙｅｓ）、リファレンス選択画面制御部１７ｄは、その時点で選択されている時相の画像をリファレンス画像として設定する（ステップＳ１０９）。

一方、Ｍａｎｕａｌボタン７６が押されずに（ステップＳ１０６，Ｎｏ）、Ａｃｃｅｐｔボタン７５が押された場合には（ステップＳ１０８，Ｙｅｓ）、リファレンス選択画面制御部１７ｄは、リファレンス画像選択部１７ｃにより選択された画像をリファレンス画像として設定する（ステップＳ１０９）。

そして、リファレンス画像が設定されたのちに、画像位置合せ部１７ｅが、設定されたリファレンス画像における被検体Ｐの撮像位置に合わせるようにリファレンス画像以外の画像の位置を変更することで、被検体Ｐの動き補正を実行する（ステップＳ１１０）。そして、画像解析部１７ｆが、画像位置合せ部１７ｅによって動き補正が行われた画像に関する画像解析処理を行う（ステップＳ１１１）。

なお、本実施例では、リファレンス選択画面制御部１７ｄがリファレンス画像を表示部１５に表示させ、操作者によってＡｃｃｅｐｔボタン７５が押下された場合に、画像位置合せ部１７ｅが画像の位置合せを行うこととした。しかし、例えば、リファレンス画像選択部１７ｃによってリファレンス画像が選択された後に、画像位置合せ部１７ｅが、操作者による確認を待つことなく、選択されたリファレンス画像を用いて画像の位置合せを行うようにしてもよい。

これにより、例えば、選択条件が固定化されている検査が行われる場合や、画像にノイズが混入する可能性が低いことが検査前に分かっている場合に、検査を迅速に完了させることができる。なお、この場合でも、どのリファレンス画像が選択されたのかを操作者が確認できるように、リファレンス選択画面制御部１７ｄが、画像の位置合せが終わったのちに、リファレンス選択画面７０などを介してリファレンス画像を表示させるようにするのが望ましい。

上述したように、本実施例では、撮像位置算出部１７ａが、被検体Ｐを時系列的に撮像した複数時相の画像を取得し、取得した画像ごとに被検体Ｐの撮像位置を算出する。また、最頻位置特定部１７ｂが、画像ごとに算出された撮像位置の分布を解析することで、撮像位置の分散が最小となる最頻位置グループを特定する。また、リファレンス画像選択部１７ｃが、特定された最頻位置グループに含まれる撮像位置に基づいて、複数時相の画像の中から少なくとも１つの画像をリファレンス画像として選択する。そして、画像位置合せ部１７ｅが、選択されたリファレンス画像における被検体Ｐの撮像位置に合わせるように、リファレンス画像以外の画像すなわちターゲット画像の位置を変更する。これにより、リファレンス画像とターゲット画像との一致度が所定の値に達するまでにターゲット画像を移動させなければならない距離が小さくなるので、位置合せの処理で逐次的に行われる処理の回数を減らすことができる。したがって、本実施例によれば、被検体Ｐの動き補正の処理にかかる負荷や時間を減少させることができる。

また、本実施例では、最頻位置特定部１７ｂが、最頻位置グループを特定したのちに、最頻位置グループに含まれる撮像位置の代表値を算出する。そして、リファレンス画像選択部１７ｃが、算出された代表値に被検体Ｐの撮像位置が最も近い画像をリファレンス画像として選択する。したがって、本実施例によれば、頻度が高い撮像位置にばらつきがあるような場合でも、最適なリファレンス画像を選択することができる。

また、本実施例では、リファレンス画像選択部１７ｃが、画像の種類又は検査の種類に応じて決められた選択条件に基づいてリファレンス画像を選択する。したがって、本実施例によれば、画像の種類や検査の種類に応じて適切なリファレンス画像を選択することができる。

また、本実施例では、表示部１５が、選択されたリファレンス画像を表示する。また、入力部１６が、複数時相の画像の中から任意の画像を選択する操作を操作者から受け付ける。そして、画像位置合せ部１７ｅが、画像を選択する操作が受け付けられた場合には、操作者により選択された画像をリファレンス画像として、そのリファレンス画像以外の画像の位置を変更する。したがって、本実施例によれば、ノイズ等の影響で最適なリファレンス画像が選択されなかった場合でも、操作者が適宜にリファレンス画像を変更することができる。

また、本実施例では、撮像位置算出部１７ａが、複数時相の画像に対して平滑化処理を行ったうえで、平滑化された画像から被検体Ｐの領域を抽出し、抽出した領域の重心位置を撮像位置として算出する。したがって、本実施例によれば、解析対象の領域だけを適切に抽出することができるので、リファレンス画像をより正確に選択することができる。

なお、上記実施例では、撮像位置算出部１７ａが、時系列に撮像された複数時相のアキシャル像、サジタル像及びコロナル像それぞれについて撮像位置を算出することとした。しかしながら、検査の種類によっては、特定の断面像のみについて撮像位置が算出されればよい場合もある。例えば、ｆＭＲＩでは、撮像時に被検体が動かないように被検体の頭部が横から固定されるので、撮像時に被検体が首を左右に振る動作が生じることは少なく、首を上下に振る動作のみが生じやすい。したがって、ｆＭＲＩでは、サジタル像のみについて撮像位置が算出されればよい。

図９は、サジタル像からの領域抽出を示す図である。例えば、撮像位置算出部１７ａは、ｆＭＲＩが行われる場合には、撮像されたサジタル像９１に対して画素値に関する閾値処理を行うことで、被検体Ｐの領域９２（図９に示す斜線が付された領域）を抽出する。そして、撮像位置算出部１７ａは、抽出した領域の重心位置を撮像位置として算出する。

図１０は、サジタル像における重心位置の変化を示す図である。図１０に示すように、例えば、サジタル像における部位の重心位置を２次元の座標（ｓａｇ＿ｉ，ｓａｇ＿ｊ）で表した場合に、重心位置の時系列的な変化は、ｓａｇ＿ｉ及びｓａｇ＿ｊの分布で表される。この場合には、最頻位置特定部１７ｂは、ｓａｇ＿ｉの分布をクラスタ解析することでｓａｇ＿ｉの最頻位置グループを特定する。また、最頻位置特定部１７ｂは、ｓａｇ＿ｊの分布をクラスタ解析することでｓａｇ＿ｊの最頻位置グループを特定する。

そして、例えば、リファレンス画像選択部１７ｃは、ｓａｇ＿ｉの最頻位置グループ及びｓａｇ＿ｊの最頻位置グループのいずれにも含まれる時相の画像の中から、リファレンス画像を選択する。

このように、例えば、被検体の動きが特定の方向に制限されるような場合には、撮像位置算出部１７ａが、特定の断面像のみについて撮像位置を算出するようにしてもよい。その場合には、撮像位置特定部１７ｂは、特定の断面像のみについて最頻位置グループを特定する。また、リファレンス画像選択部１７ｃは、特定の断面像のみについてリファレンス画像を選択する。これにより、被検体の動き補正の処理にかかる負荷や時間をさらに減少させることができる。

また、上記実施例では、リファレンス選択画面制御部１７ｄが、撮像位置算出部１７ａによって算出された撮像位置をリファレンス選択画面７０の撮像位置表示領域７４に表示する場合について説明した。しかしながら、例えば、リファレンス選択画面制御部１７ｄは、撮像位置算出部１７ａによって算出された撮像位置に加えて、画像位置合せ部１７ｅによって動き補正が行われた後の撮像位置をさらに表示するようにしてもよい。

図１１は、動き補正後の撮像位置を表示する場合のリファレンス選択画面の一例を示す図である。図１１に示すように、この場合には、例えば、リファレンス選択画面７０には、動き補正前の撮像位置を表示する補正前位置表示領域７４ａと、補正後位置表示領域７４ｂとがそれぞれ設けられる。

そして、リファレンス選択画面制御部１７ｄが、まず、撮像位置算出部１７ａによって算出された撮像位置を補正前位置表示領域７４ａに表示する。さらに、リファレンス選択画面制御部１７ｄは、画像位置合せ部１７ｅによって画像の位置合せが行われたのちに、位置合せが終わった後の複数時相の画像における撮像位置を補正後位置表示領域７４ｂに表示する。

このように、リファレンス選択画面制御部１７ｄが動き補正の前後における撮像位置をそれぞれ表示部１５に表示させることで、操作者は、動き補正の結果を容易に確認することができる。

また、上記実施例では、ＭＲＩ装置によって脳のダイナミックスタディが行われる場合について説明した。しかしながら、本発明はこれに限られるものではない。例えば、Ｘ線ＣＴ（Computed Tomography）装置やＳＰＥＣＴ（Single Photon Emission Computed Tomography）装置など、他の画像診断装置にも同様に適用することができる。

また、ＭＲＩ装置やＸ線ＣＴ装置、ＳＰＥＣＴ装置など、各種の画像診断装置によって撮像された画像を処理する画像処理装置にも同様に適用することができる。ここでいう画像処理装置は、例えば、ＰＡＣＳ（Picture Archiving and Communication System）などの通信システムに接続される。そして、画像処理装置は、ネットワークを介して画像診断装置から画像データを取得し、取得した画像を自装置内の記憶部に格納する。

なお、一般的に、画像診断装置によって撮像される画像は、画像診断装置や撮像方法、撮像部位の種類などによって性質が異なる。例えば、Ｘ線ＣＴ装置によって脳を撮像した場合には、頭蓋骨が明りょうに描出された画像が得られる。そのため、Ｘ線ＣＴ装置によって撮像された画像からは、頭蓋骨の領域を簡便かつ正確に抽出することができる。

そこで、例えば、画像処理装置が、Ｘ線ＣＴ装置によって撮像された脳の画像を処理する場合には、処理対象の画像から頭蓋骨の領域を抽出し、抽出した頭蓋骨の領域に基づいて撮像位置を算出するようにしてもよい。これにより、より容易かつ正確に位置合せを行うことができるようになる。また、例えば、腎臓のパーフュージョン検査では、画像処理装置が、撮像範囲に含まれる骨盤などの抽出しやすい部位をメルクマールとして設定し、そのメルクマールに基づいて撮像位置を算出するようにしてもよい。

すなわち、撮像位置を算出する基準となる部位は、解析の対象となる部位に限られない。さらには、撮像位置を算出するための基準は、必ずしも被検体の一部でなくてもよい。例えば、撮像前に被検体にマーカーを付けておき、画像処理装置が、撮像された画像からマーカーを抽出し、そのマーカーを基準として撮像位置を算出するようにしてもよい。

１００ ＭＲＩ装置
１０ 計算機システム
１４ 記憶部
１４ａ 画像記憶部
１４ｂ リファレンス選択条件記憶部
１７ 制御部
１７ａ 撮像位置算出部
１７ｂ 最頻位置特定部
１７ｃ リファレンス画像選択部
１７ｄ リファレンス選択画面制御部
１７ｅ 画像位置合せ部
１７ｆ 画像解析部

Claims (6)

1. 被検体を時系列的に撮像した複数時相の画像を取得し、取得した画像ごとに前記被検体の撮像位置を算出する算出手段と、
   前記算出手段により画像ごとに算出された撮像位置の分布を解析することで、撮像位置の分散が最小となる撮像位置の集合を特定する特定手段と、
   前記特定手段により特定された前記撮像位置の集合に含まれる撮像位置に基づいて、前記複数時相の画像の中から少なくとも１つの画像をリファレンス画像として選択する選択手段と、
   前記選択手段により選択されたリファレンス画像における前記被検体の撮像位置に合わせるように当該リファレンス画像以外の画像の位置を変更する位置合せ手段と
   を備えたことを特徴とする画像処理装置。
2. 前記特定手段は、前記撮像位置の集合を特定したのちに、当該集合に含まれる撮像位置の代表値を算出し、
   前記選択手段は、前記特定手段により算出された代表値に被検体の撮像位置が最も近い画像を前記リファレンス画像として選択することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
3. 前記選択手段は、前記画像の種類又は検査の種類に応じて決められた選択条件に基づいて前記リファレンス画像を選択することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像処理装置。
4. 前記選択手段により選択されたリファレンス画像を表示する表示手段と、
   前記複数時相の画像の中から任意の画像を選択する操作を操作者から受け付ける受付手段とをさらに備え、
   前記位置合せ手段は、前記受付手段により画像を選択する操作が受け付けられた場合には、操作者により選択された画像を前記リファレンス画像として、当該リファレンス画像以外の画像の位置を変更することを特徴とする請求項１、２又は３に記載の画像処理装置。
5. 前記算出手段は、前記複数時相の画像に対して平滑化処理を行ったうえで、平滑化された画像から前記被検体の領域を抽出し、抽出した領域の重心位置を前記撮像位置として算出することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の画像処理装置。
6. 磁気共鳴現象を利用して前記被検体を時系列的に撮像する撮像手段と、
   前記撮像手段により撮像された複数時相の画像を取得し、取得した画像ごとに前記被検体の撮像位置を算出する算出手段と、
   前記算出手段により画像ごとに算出された撮像位置の分布を解析することで、撮像位置の分散が最小となる撮像位置の集合を特定する特定手段と、
   前記特定手段により特定された前記撮像位置の集合に含まれる撮像位置に基づいて、前記複数時相の画像の中から少なくとも１つの画像をリファレンス画像として選択する選択手段と、
   前記選択手段により選択されたリファレンス画像における前記被検体の撮像位置に合わせるように当該リファレンス画像以外の画像の位置を変更する位置合せ手段と
   を備えたことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。

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