(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
臨床用の参照画像上における病変領域を抽出したのちに、当該病変領域を所定の大きさだけ拡げたマージン領域を生成し、前記マージン領域の中で前記病変領域の外側にある領域を関心領域として設定する関心領域設定手段と、
被検体内における分子拡散の異方性を表す拡散テンソル画像と前記参照画像とを位置合わせする位置合わせ手段と、
前記参照画像上に設定された関心領域に関する情報に基づいて当該参照画像に位置合わせされた拡散テンソル画像上に計算開始領域を設定し、当該計算開始領域に基づいて拡散テンソルトラクト画像を生成する画像生成手段と
を備えたことを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
臨床用の参照画像として脳のＤＷＩ画像及びＰＷＩ画像が用いられる場合に、脳梗塞が疑われる部分を含む領域を当該ＤＷＩ画像及び当該ＰＷＩ画像それぞれから抽出し、抽出した各領域が重なり合わない領域を関心領域として設定する関心領域設定手段と、
被検体内における分子拡散の異方性を表す拡散テンソル画像と前記参照画像とを位置合わせする位置合わせ手段と、
前記参照画像上に設定された関心領域に関する情報に基づいて当該参照画像に位置合わせされた拡散テンソル画像上に計算開始領域を設定し、当該計算開始領域に基づいて拡散テンソルトラクト画像を生成する画像生成手段と
を備えたことを特徴とする画像処理装置。
【請求項３】
臨床用の参照画像上における病変領域を抽出したのちに、当該病変領域を所定の大きさだけ拡げたマージン領域を生成し、前記マージン領域の中で前記病変領域の外側にある領域を関心領域として設定する関心領域設定手段と、
被検体内における分子拡散の異方性を表す拡散テンソル画像と前記参照画像とを位置合わせする位置合わせ手段と、
前記参照画像上に設定された関心領域を当該参照画像に位置合わせされた拡散テンソル画像上に設定し、当該関心領域を表示部に表示させる表示制御手段と、
前記表示部に表示された関心領域を変更する操作を操作者から受け付ける操作受付手段と、
前記操作の受け付けにより変更された関心領域に関する情報に基づいて前記参照画像に位置合わせされた拡散テンソル画像上に計算開始領域を設定し、当該計算開始領域に基づいて拡散テンソルトラクト画像を生成する画像生成手段と
を備えたことを特徴とする画像処理装置。
【請求項４】
臨床用の参照画像として脳のＤＷＩ画像及びＰＷＩ画像が用いられる場合に、脳梗塞が疑われる部分を含む領域を当該ＤＷＩ画像及び当該ＰＷＩ画像それぞれから抽出し、抽出した各領域が重なり合わない領域を関心領域として設定する関心領域設定手段と、
被検体内における分子拡散の異方性を表す拡散テンソル画像と前記参照画像とを位置合わせする位置合わせ手段と、
前記参照画像上に設定された関心領域を当該参照画像に位置合わせされた拡散テンソル画像上に設定し、当該関心領域を表示部に表示させる表示制御手段と、
前記表示部に表示された関心領域を変更する操作を操作者から受け付ける操作受付手段と、
前記操作の受け付けにより変更された関心領域に関する情報に基づいて前記参照画像に位置合わせされた拡散テンソル画像上に計算開始領域を設定し、当該計算開始領域に基づいて拡散テンソルトラクト画像を生成する画像生成手段と
を備えたことを特徴とする画像処理装置。
【請求項５】
医用画像を記憶する画像記憶手段と、
記憶された医用画像の中から臨床対象の被検体に関する医用画像を前記参照画像として選択する画像選択手段をさらに備え、
前記関心領域設定手段は、選択された参照画像が有する画像情報に基づいて当該参照画像上に関心領域を設定し、
前記位置合わせ手段は、選択された参照画像と前記拡散テンソル画像とを位置合わせ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。
【請求項６】
磁気共鳴現象を利用して収集されたデータから被検体内における分子拡散の異方性を表す拡散テンソル画像を生成する第１の画像生成手段と、
臨床用の参照画像上における病変領域を抽出したのちに、当該病変領域を所定の大きさだけ拡げたマージン領域を生成し、前記マージン領域の中で前記病変領域の外側にある領域を関心領域として設定する関心領域設定手段と、
前記拡散テンソル画像と前記参照画像とを位置合わせする位置合わせ手段と、
前記参照画像上に設定された関心領域に関する情報に基づいて当該参照画像に位置合わせされた拡散テンソル画像上に計算開始領域を設定し、当該計算開始領域に基づいて拡散テンソルトラクト画像を生成する第２の画像生成手段と
を備えたことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項７】
磁気共鳴現象を利用して収集されたデータから被検体内における分子拡散の異方性を表す拡散テンソル画像を生成する第１の画像生成手段と、
臨床用の参照画像として脳のＤＷＩ画像及びＰＷＩ画像が用いられる場合に、脳梗塞が疑われる部分を含む領域を当該ＤＷＩ画像及び当該ＰＷＩ画像それぞれから抽出し、抽出した各領域が重なり合わない領域を関心領域として設定する関心領域設定手段と、
前記拡散テンソル画像と前記参照画像とを位置合わせする位置合わせ手段と、
前記参照画像上に設定された関心領域に関する情報に基づいて当該参照画像に位置合わせされた拡散テンソル画像上に計算開始領域を設定し、当該計算開始領域に基づいて拡散テンソルトラクト画像を生成する第２の画像生成手段と
を備えたことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項８】
磁気共鳴現象を利用して収集されたデータから被検体内における分子拡散の異方性を表す拡散テンソル画像を生成する第１の画像生成手段と、
臨床用の参照画像上における病変領域を抽出したのちに、当該病変領域を所定の大きさだけ拡げたマージン領域を生成し、前記マージン領域の中で前記病変領域の外側にある領域を関心領域として設定する関心領域設定手段と、
前記拡散テンソル画像と前記参照画像とを位置合わせする位置合わせ手段と、
前記参照画像上に設定された関心領域を当該参照画像に位置合わせされた拡散テンソル画像上に設定し、当該関心領域を表示部に表示させる表示制御手段と、
前記表示部に表示された関心領域を変更する操作を操作者から受け付ける操作受付手段と、
前記操作の受け付けにより変更された関心領域に関する情報に基づいて前記参照画像に位置合わせされた拡散テンソル画像上に計算開始領域を設定し、当該計算開始領域に基づいて拡散テンソルトラクト画像を生成する第２の画像生成手段と
を備えたことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項９】
磁気共鳴現象を利用して収集されたデータから被検体内における分子拡散の異方性を表す拡散テンソル画像を生成する第１の画像生成手段と、
臨床用の参照画像として脳のＤＷＩ画像及びＰＷＩ画像が用いられる場合に、脳梗塞が疑われる部分を含む領域を当該ＤＷＩ画像及び当該ＰＷＩ画像それぞれから抽出し、抽出した各領域が重なり合わない領域を関心領域として設定する関心領域設定手段と、
前記拡散テンソル画像と前記参照画像とを位置合わせする位置合わせ手段と、
前記参照画像上に設定された関心領域を当該参照画像に位置合わせされた拡散テンソル画像上に設定し、当該関心領域を表示部に表示させる表示制御手段と、
前記表示部に表示された関心領域を変更する操作を操作者から受け付ける操作受付手段と、
前記操作の受け付けにより変更された関心領域に関する情報に基づいて前記参照画像に位置合わせされた拡散テンソル画像上に計算開始領域を設定し、当該計算開始領域に基づいて拡散テンソルトラクト画像を生成する第２の画像生成手段と
を備えたことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
従来、医療分野で用いられる画像診断装置のひとつとして、磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ：Magnetic  Resonance  Imaging）装置がある。ＭＲＩ装置は、静磁場中に置かれた被検体の原子核スピンをラーモア周波数のＲＦ（Radio  Frequency）信号で磁気的に励起し、この励起にともなって発生するＭＲ信号から画像を再構成する。
【０００３】
かかるＭＲＩ装置によるイメージング手法のひとつに拡散イメージングがある。拡散イメージングは、水分子などの粒子が熱によるブラウン運動により散らばっていく拡散効果を強調した拡散強調画像（ＤＷＩ：Diffusion  Weighted  Image）を撮像する手法である。この拡散イメージングは、脳梗塞の早期診断に有用であることで注目されている。また、拡散イメージングは、神経線維の異方性を検出したり、逆に、異方性を用いて神経線維を描出したりする脳神経領域では、拡散テンソルイメージング（ＤＴＩ：Diffusion  Tensor  Imaging）として発展している。
【０００４】
また、近年、拡散テンソルトラクトグラフィ（ＤＴＴ：Diffusion  Tensor  Tractography）と呼ばれるイメージング手法も注目されている（例えば、非特許文献１参照）。ＤＴＴは、ＤＴＩにより得られた拡散テンソル画像（以下、ＤＴＩ画像と呼ぶ）について、任意のピクセルでの最大拡散方向を追跡し、その軌跡を描出した拡散テンソルトラクトグラフィ画像（以下、ＤＴＴ画像と呼ぶ）を生成する手法である。
【０００５】
かかるＤＴＴでは、通常、ＤＴＴ画像が生成される際にＭＲＩ装置の操作者によってＤＷＩ画像やＤＴＩ画像上に計算開始領域（関心領域（ＲＯＩ：Region  Of  Interest）とも呼ばれる）が設定される。この計算開始領域は、最大拡散方向の追跡を開始するピクセルの位置を指定するために設定される。医師や技師などの操作者は、ＤＴＴの計算開始領域を設定する際には、ＤＷＩ画像やＤＴＩ画像に表示される情報に基づいて計算開始領域の位置を決定する。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Susumu Mori and Jiangyang Zhang, "Principles of Diffusion Tensor Imaging and Its Applications to Basic Neuroscience Research", Neuron 51, p.527-539, September 7, 2006
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した従来の技術では、臨床において有用なＤＴＴ画像を生成することができない場合があった。
【０００８】
具体的には、臨床の現場では、ＤＷＩ画像やＤＴＩ画像に限らず、治療や診断に適した各種の医用画像が参照される。例えば、臨床用の参照画像としては、ｆＭＲＩ（Functional  MRI）画像やＰＷＩ（Perfusion  Weighted  Imaging）画像などが用いられる。しかし、前述したように従来の技術では、通常、ＤＷＩ画像やＤＴＩ画像を用いてＤＴＴの計算開始領域が設定される。そのため、ＤＷＩ画像やＤＴＩ画像が参照画像として用いられない場合には、操作者は、臨床に適した画像の情報に基づいてＤＴＴの計算開始領域を設定することができない。このように、従来の技術では、臨床において有用なＤＴＴ画像を生成することができない場合があった。
【０００９】
なお、この課題は、ＭＲＩ装置を用いた拡散イメージングに限って生じるものではなく、Ｘ線ＣＴ（Computed  Tomography）装置やＰＥＴ（Positron  Emission  Tomography）装置などの他の医用画像診断装置や画像処理装置など、拡散イメージングにより生成される画像を処理する装置において同様に生じる課題である。
【００１０】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、臨床において有用なＤＴＴ画像を生成す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。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様に係る画像処理装置は、臨床用の参照画像上における病変領域を抽出したのちに、当該病変領域を所定の大きさだけ拡げたマージン領域を生成し、前記マージン領域の中で前記病変領域の外側にある領域を関心領域として設定する関心領域設定手段と、被検体内における分子拡散の異方性を表す拡散テンソル画像と前記参照画像とを位置合わせする位置合わせ手段と、前記参照画像上に設定された関心領域に関する情報に基づいて当該参照画像に位置合わせされた拡散テンソル画像上に計算開始領域を設定し、当該計算開始領域に基づいて拡散テンソルトラクト画像を生成する画像生成手段とを備えたことを特徴とする。
また、本発明の他の態様に係る画像処理装置は、臨床用の参照画像として脳のＤＷＩ画像及びＰＷＩ画像が用いられる場合に、脳梗塞が疑われる部分を含む領域を当該ＤＷＩ画像及び当該ＰＷＩ画像それぞれから抽出し、抽出した各領域が重なり合わない領域を関心領域として設定する関心領域設定手段と、被検体内における分子拡散の異方性を表す拡散テンソル画像と前記参照画像とを位置合わせする位置合わせ手段と、前記参照画像上に設定された関心領域に関する情報に基づいて当該参照画像に位置合わせされた拡散テンソル画像上に計算開始領域を設定し、当該計算開始領域に基づいて拡散テンソルトラクト画像を生成する画像生成手段とを備えたことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の他の態様に係る画像処理装置は、臨床用の参照画像上における病変領域を抽出したのちに、当該病変領域を所定の大きさだけ拡げたマージン領域を生成し、前記マージン領域の中で前記病変領域の外側にある領域を関心領域として設定する関心領域設定手段と、被検体内における分子拡散の異方性を表す拡散テンソル画像と前記参照画像とを位置合わせする位置合わせ手段と、前記参照画像上に設定された関心領域を当該参照画像に位置合わせされた拡散テンソル画像上に設定し、当該関心領域を表示部に表示させる表示制御手段と、前記表示部に表示された関心領域を変更する操作を操作者から受け付ける操作受付手段と、前記操作の受け付けにより変更された関心領域に関する情報に基づいて前記参照画像に位置合わせされた拡散テンソル画像上に計算開始領域を設定し、当該計算開始領域に基づいて拡散テンソルトラクト画像を生成する画像生成手段とを備えたことを特徴とする。
また、本発明の他の態様に係る画像処理装置は、臨床用の参照画像として脳のＤＷＩ画像及びＰＷＩ画像が用いられる場合に、脳梗塞が疑われる部分を含む領域を当該ＤＷＩ画像及び当該ＰＷＩ画像それぞれから抽出し、抽出した各領域が重なり合わない領域を関心領域として設定する関心領域設定手段と、被検体内における分子拡散の異方性を表す拡散テンソル画像と前記参照画像とを位置合わせする位置合わせ手段と、前記参照画像上に設定された関心領域を当該参照画像に位置合わせされた拡散テンソル画像上に設定し、当該関心領域を表示部に表示させる表示制御手段と、前記表示部に表示された関心領域を変更する操作を操作者から受け付ける操作受付手段と、前記操作の受け付けにより変更された関心領域に関する情報に基づいて前記参照画像に位置合わせされた拡散テンソル画像上に計算開始領域を設定し、当該計算開始領域に基づいて拡散テンソルトラクト画像を生成する画像生成手段とを備えたことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の他の態様に係る磁気共鳴イメージング装置は、磁気共鳴現象を利用して収集されたデータから被検体内における分子拡散の異方性を表す拡散テンソル画像を生成する第１の画像生成手段と、臨床用の参照画像上における病変領域を抽出したのちに、当該病変領域を所定の大きさだけ拡げたマージン領域を生成し、前記マージン領域の中で前記病変領域の外側にある領域を関心領域として設定する関心領域設定手段と、前記拡散テンソル画像と前記参照画像とを位置合わせする位置合わせ手段と、前記参照画像上に設定された関心領域に関する情報に基づいて当該参照画像に位置合わせされた拡散テンソル画像上に計算開始領域を設定し、当該計算開始領域に基づいて拡散テンソルトラクト画像を生成する第２の画像生成手段とを備えたことを特徴とする。
また、本発明の他の態様に係る磁気共鳴イメージング装置は、磁気共鳴現象を利用して収集されたデータから被検体内における分子拡散の異方性を表す拡散テンソル画像を生成する第１の画像生成手段と、臨床用の参照画像として脳のＤＷＩ画像及びＰＷＩ画像が用いられる場合に、脳梗塞が疑われる部分を含む領域を当該ＤＷＩ画像及び当該ＰＷＩ画像それぞれから抽出し、抽出した各領域が重なり合わない領域を関心領域として設定する関心領域設定手段と、前記拡散テンソル画像と前記参照画像とを位置合わせする位置合わせ手段と、前記参照画像上に設定された関心領域に関する情報に基づいて当該参照画像に位置合わせされた拡散テンソル画像上に計算開始領域を設定し、当該計算開始領域に基づいて拡散テンソルトラクト画像を生成する第２の画像生成手段とを備えたことを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の他の態様に係る磁気共鳴イメージング装置は、磁気共鳴現象を利用して収集されたデータから被検体内における分子拡散の異方性を表す拡散テンソル画像を生成する第１の画像生成手段と、臨床用の参照画像上における病変領域を抽出したのちに、当該病変領域を所定の大きさだけ拡げたマージン領域を生成し、前記マージン領域の中で前記病変領域の外側にある領域を関心領域として関心領域設定手段と、前記拡散テンソル画像と前記参照画像とを位置合わせする位置合わせ手段と、前記参照画像上に設定された関心領域を当該参照画像に位置合わせされた拡散テンソル画像上に設定し、当該関心領域を表示部に表示させる表示制御手段と、前記表示部に表示された関心領域を変更する操作を操作者から受け付ける操作受付手段と、前記操作の受け付けにより変更された関心領域に関する情報に基づいて前記参照画像に位置合わせされた拡散テンソル画像上に計算開始領域を設定し、当該計算開始領域に基づいて拡散テンソルトラクト画像を生成する第２の画像生成手段とを備えたことを特徴とする。
また、本発明の他の態様に係る磁気共鳴イメージング装置は、磁気共鳴現象を利用して収集されたデータから被検体内における分子拡散の異方性を表す拡散テンソル画像を生成する第１の画像生成手段と、臨床用の参照画像として脳のＤＷＩ画像及びＰＷＩ画像が用いられる場合に、脳梗塞が疑われる部分を含む領域を当該ＤＷＩ画像及び当該ＰＷＩ画像それぞれから抽出し、抽出した各領域が重なり合わない領域を関心領域として設定する関心領域設定手段と、前記拡散テンソル画像と前記参照画像とを位置合わせする位置合わせ手段と、前記参照画像上に設定された関心領域を当該参照画像に位置合わせされた拡散テンソル画像上に設定し、当該関心領域を表示部に表示させる表示制御手段と、前記表示部に表示された関心領域を変更する操作を操作者から受け付ける操作受付手段と、前記操作の受け付けにより変更された関心領域に関する情報に基づいて前記参照画像に位置合わせされた拡散テンソル画像上に計算開始領域を設定し、当該計算開始領域に基づいて拡散テンソルトラクト画像を生成する第２の画像生成手段とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、臨床において有用なＤＴＴ画像を生成することができることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、本実施例１に係るＭＲＩ装置の全体構成を示す図である。
【図２】図２は、本実施例１に係る記憶部とデータ処理部の構成を示す機能ブロック図である。
【図３】図３は、本実施例１に係る記憶部、画像処理部及び制御部の構成を示す機能ブロック図である。
【図４−１】図４−１は、頭部のＤＷＩ画像を用いた場合の関心領域の設定を説明するための図（１）である。
【図４−２】図４−２は、頭部のＤＷＩ画像を用いた場合の関心領域の設定を説明するための図（２）である。
【図４−３】図４−３は、頭部のＤＷＩ画像を用いた場合の関心領域の設定を説明するための図（３）である。
【図５】図５は、ｆＭＲＩ画像を用いた場合の関心領域の設定を説明するための図である。
【図６】図６は、頭部のＰＷＩ画像及びＤＷＩ画像を用いた関心領域の設定を説明するための図である。
【図７】図７は、本実施例１に係るトラクトグラフィ生成部によるＤＴＴ画像の生成を説明するための図である。
【図８】図８は、本実施例１に係る表示制御部により表示されるＤＴＴ画像の一例を示す図（１）である。
【図９】図９は、本実施例１に係る表示制御部により表示されるＤＴＴ画像の一例を示す図（２）である。
【図１０】図１０は、本実施例１に係るＭＲＩ装置によるＤＴＴ画像の作成の流れを示すフローチャートである。
【図１１】図１１は、本実施例２に係る記憶部、画像処理部及び制御部の構成を示す機能ブロック図である。
【図１２】図１２は、本実施例２に係るＭＲＩ装置によるＤＴＴ画像の作成の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に、本発明に係る画像処理装置及びＭＲＩ装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に示す実施例によって本願発明が限定されるものではない。
【００１８】
また、以下に示す実施例では、拡散イメージングをＤＷＩと呼び、ＤＷＩにより生成される画像をＤＷＩ画像と呼ぶ。また、拡散テンソルイメージングをＤＴＩと呼び、ＤＴＩにより生成される画像をＤＴＩ画像と呼ぶ。また、拡散テンソルトラクトグラフィをＤＴＴと呼び、ＤＴＴにより生成される画像をＤＴＴ画像と呼ぶ。また、ｆＭＲＩにより生成される画像をｆＭＲＩ画像と呼び、ＰＷＩにより生成される画像をＰＷＩ画像と呼ぶ。
【実施例１】
【００１９】
まず、本実施例１に係るＭＲＩ装置の構成について説明する。図１は、本実施例１に係るＭＲＩ装置１００の全体構成を示す図である。図１に示すように、ＭＲＩ装置１００は、架台部１０と、傾斜磁場電源２０と、ＲＦ送信部３０と、ＲＦ受信部４０と、シーケンス制御部５０と、寝台部６０と、計算機システム７０とを有する。
【００２０】
架台部１０は、静磁場中に置かれた被検体Ｐに高周波磁場を照射し、それにより被検体Ｐから発せられるＭＲ信号を検出する。この架台部１０は、静磁場磁石１１と、傾斜磁場コイル１２と、送信用ＲＦ（Radio  Frequency）コイル１３と、受信用ＲＦコイル１４とを有する。
【００２１】
静磁場磁石１１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１１としては、例えば、永久磁石や超伝導磁石などが用いられる。
【００２２】
傾斜磁場コイル１２は、中空の円筒形状に形成され、静磁場磁石１１の内側に配置される。この傾斜磁場コイル１２は、互いに直交するＸ，Ｙ，Ｚの各軸に対応する３つのコイルを有する。各コイルは、それぞれ後述する傾斜磁場電源２０から電流供給を受けて、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、静磁場と同方向とされる。
【００２３】
また、傾斜磁場コイル１２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エコー信号（ＭＲ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エコー信号の周波数を変化させるために利用される。
【００２４】
送信用ＲＦコイル１３は、傾斜磁場コイル１２の内側に配置され、ＲＦ送信部３０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。
【００２５】
受信用ＲＦコイル１４は、傾斜磁場コイル１２の内側に配置され、送信用ＲＦコイル１３により発生した高周波磁場の影響によって被検体Ｐから発せられるエコー信号を受信する。そして、受信用ＲＦコイル１４は、受信したエコー信号をＲＦ受信部４０へ出力する。
【００２６】
傾斜磁場電源２０は、傾斜磁場コイル１２に電流を供給する。ＲＦ送信部３０は、ラーモア周波数に対応する高周波パルスを送信用ＲＦコイル１３に送信する。ＲＦ受信部４０は、受信用ＲＦコイル１４から出力されるＭＲ信号をデジタル化することによって生データを生成し、生成した生データをシーケンス制御部５０へ送信する。
【００２７】
シーケンス制御部５０は、計算機システム７０から送信されるシーケンス情報に基づいて、傾斜磁場電源２０、ＲＦ送信部３０及びＲＦ受信部４０を駆動することによって、被検体Ｐのスキャンを行う。また、シーケンス制御部５０は、被検体Ｐのスキャンを行った結果、ＲＦ受信部４０から生が送信されると、その生データを計算機システム７０へ転送する。
【００２８】
なお、ここでいうシーケンス情報とは、シーケンス制御部５０が傾斜磁場コイル１２に供給する電源の強さや電源を供給するタイミング、ＲＦ送信部３０が送信用ＲＦコイル１３６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、ＲＦ受信部４０がエコー信号を検出するタイミングなど、スキャンを行うための手順を定義した情報である。
【００２９】
寝台部６０は、被検体Ｐが載置される天板を有し、その天板を移動させることで、撮影時に被検体Ｐを架台部１０の開口部へ挿入する。
【００３０】
計算機システム７０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装置であり、インタフェース部７１と、入力部７２と、表示部７３と、記憶部７４と、データ処理部７５と、画像処理部７６と、制御部７７とを有している。
【００３１】
インタフェース部７１は、シーケンス制御部５０との間でやり取りされる各種信号の入出力を制御する。例えば、インタフェース部７１は、シーケンス制御部５０に対してシーケンス情報を送信し、シーケンス制御部５０から生データを受信する。また、インタフェース部７１は、生データを受信すると、受信した生データを被検体Ｐごとに記憶部７４に記憶させる。
【００３２】
入力部７２は、操作者からの各種指示や情報入力を受け付ける。この入力部７２としては、例えば、マウスやトラックボールなどのポインティングデバイス、モード切替スイッチ等の選択デバイス、あるいはキーボード等の入力デバイスが用いられる。
【００３３】
表示部７３は、操作者により参照される各種画像や、操作者から各種操作を受け付けるためのＧＵＩ（Graphical  User  Interface）を表示する。この表示部７３としては、例えば、液晶モニタやＣＲＴモニタなどの表示デバイスが用いられる。
【００３４】
記憶部７４は、シーケンス制御部５０から送信された生データや、後述するデータ処理部７５及び画像処理部７６により生成された各種画像データを被検体Ｐごとに記憶する。なお、かかる記憶部７４により記憶される情報については後に詳細に説明する。
【００３５】
データ処理部７５は、記憶部７４により記憶された生データから画像を再構成する。また、データ処理部７５は、被検体Ｐの体内の形態情報を示す磁気共鳴画像やＤＷＩ画像などを生成する。なお、かかるデータ処理部７５が有する機能については後に詳細に説明する。
【００３６】
画像処理部７６は、記憶部７４により記憶された画像データに対して、例えば閾値処理などの画像処理を施すことによって、ＤＴＴで用いられる計算開始領域の候補を検出する。また、画像処理部７６は、記憶部７４により記憶された複数種類の画像の位置合わせを行う。なお、かかる画像処理部７６が有する機能については後に詳細に説明する。
【００３７】
制御部７７は、上述した機能部間での制御の移動や、機能部と記憶部との間のデータの受け渡しなどを行うことで、ＭＲＩ装置１００の全体制御を行う。具体的には、制御部７７は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）及びメモリを有し、それらを用いて各種プログラムを実行させることで、ＭＲＩ装置１００が有する各部を制御する。例えば、制御部７７は、操作者によって設定された撮像条件に基づいてシーケンス情報を生成し、生成したシーケンス情報をシーケンス制御部５０に送信することで各種の撮像を実施する。なお、かかる制御部７７が有する機能については後に詳細に説明する。
【００３８】
以上、本実施例１に係るＭＲＩ装置１００の構成について説明した。このような構成のもと、本実施例１に係るＭＲＩ装置１００では、データ処理部７５が、被検体内における分子拡散の異方性を表すＤＴＩ画像を生成する。また、画像処理部７６が、臨床用の参照画像が有する画像情報に基づいて、その参照画像上に関心領域を設定する。また、画像処理部７６が、データ処理部７５により生成されたＤＴＩ画像と参照画像とを位置合わせする。そして、画像処理部７６が、参照画像上に設定された関心領域を参照画像に位置合わせされたＤＴＩ画像上に計算開始領域として設定し、その計算開始領域に基づいてＤＴＴ画像を生成する。したがって、本実施例１によれば、臨床に適した参照画像に基づいてＤＴＴ画像が生成されるので、臨床において有用なＤＴＴ画像を生成することができるようになる。
【００３９】
次に、図２及び３を用いて、上述した記憶部７４、データ処理部７５、画像処理部７６及び制御部７７について詳細に説明する。図２は、本実施例１に係る記憶部７４とデータ処理部７５の構成を示す機能ブロック図である。図３は、本実施例１に係る記憶部７４、画像処理部７６及び制御部７７の構成を示す機能ブロック図である。
【００４０】
図２に示すように、記憶部７４は、生データ記憶部７４ａと、再構成画像記憶部７４ｂと、解析画像記憶部７４ｃとを有する。
【００４１】
生データ記憶部７４ａは、シーケンス制御部５０から送信された生データを被検体ごとに記憶する。再構成画像記憶部７４ｂは、後述する画像再構成部７５ａにより生成された再構成画像を被検体ごとに記憶する。解析画像記憶部７４ｃは、後述する解析画像生成部７５ｂにより生成された各種の解析画像を被検体ごとに記憶する。
【００４２】
また、図２に示すように、データ処理部７５は、画像再構成部７５ａと、解析画像生成部７５ｂとを有する。
【００４３】
画像再構成部７５ａは、生データ記憶部７４ａにより記憶された生データに対して後処理、すなわちフーリエ変換処理などの再構成処理を施すことで再構成画像を生成する。例えば、画像再構成部７５ａは、ＤＷＩ画像を生成する。また、画像再構成部７５ａは、Ｔ１強調画像（T1  Weighted  Image）やＴ２強調画像（T2  Weighted  Image）などの形態画像を生成する。そして、画像再構成部７５ａは、生成した再構成画像を再構成画像記憶部７４ｂに記憶させる。
【００４４】
ここで、ＤＷＩについて説明する。ＤＷＩでは、拡散によるＭＲ信号の減衰を強調するＭＰＧ（Motion  Probing  Gradient）パルスの印加をともなうパルスシーケンスが用いられる。ここで、拡散による信号強度Ｓは、最も簡単には、以下に示す式（１）のように表される。
【００４５】
Ｓ＝ＰＤ（１−ｅｘｐ（−ＴＲ／Ｔ１）＊ｅｘｐ（−ＴＥ／Ｔ２））
＊ｅｘｐ（−ｂＤ）      ・・・（１）
【００４６】
ここで、ＴＥはecho  timeであり、ＴＲはrepetition  timeであり、ＰＤはproton  densityである。また、Ｔ１及びＴ２は信号緩和時間であり、Ｄはdiffusion  coefficient（拡散の程度を表す拡散係数）である。また、ｂ［s/mm2］は拡散による信号減衰の程度を表す傾斜磁場因子であり、Ｓ0は傾斜磁場因子ｂがゼロであるときの信号強度である。
【００４７】
そして、
Ｓ0＝ＰＤ（１−ｅｘｐ（−ＴＲ／Ｔ１）＊ｅｘｐ（−ＴＥ／Ｔ２））
とし、
Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ  １：  Ｓ1＝Ｓ0＊ｅｘｐ（−ｂ1Ｄ）
Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ  ２：  Ｓ2＝Ｓ0＊ｅｘｐ（−ｂ2Ｄ）
とすると、以下に示す式（２）が成り立つ。
【００４８】
Ｓ2／Ｓ1＝ｅｘｐ（−（ｂ2−ｂ1）Ｄ）      ・・・（２）
【００４９】
また、式（２）より、以下に示す式（３）が得られる。
【００５０】
Ｄ＝−ｌｎ（Ｓ2／Ｓ1）／（ｂ2−ｂ1）      ・・・（３）
【００５１】
この式（３）から分かるように、２つの異なるｂ値を用いることで、拡散係数Ｄを算出することができる。このため、ＤＷＩの一般的な臨床応用では、簡便な方法として、一方向のＭＰＧパルスを印加し、ｂ＝１０００程度として撮像されたＤＷＩとｂ＝０として撮像された画像とを用いて診断されることが多い。また、通常は、ＴＥ＞６０msとなるように撮像条件が設定されるため、ｂ＝０の画像は、Ｔ２の違いを強調したコントラストを有するＴ２強調画像になる。
【００５２】
ここで、ｂ値について詳細に説明する。ｂ値を理解するために、まず、傾斜磁場パルスについて説明する。ＭＲＩ装置では、ボアに沿って線形に変化する強い傾斜磁場が印加される。この傾斜磁場はＢ0  ｆｉｅｌｄと呼ばれる。ＭＲＩ装置は、一般的に、Ｘ，Ｙ，Ｚ方向の傾斜磁場ユニットを備えており、各傾斜磁場ユニットを組み合わせることによって、任意の方向に沿った磁場を印加することができる。そして、ＭＲ信号の周波数ωと磁場強度Ｂ0との関係は、以下に示す式（４）のように単純な関係式で表される。
【００５３】
ω＝γＢ０      ・・・（４）
【００５４】
ここで、γは原子核固有の比例定数である。
【００５５】
ＤＷＩでは、拡散エンコーディングに用いられるＭＰＧパルスの大きさ及び方向によって拡散データが決定される。このＭＰＧパルスの大きさがｂ値である。例えば、拡散エンコーディングでは、高周波の１８０°リフォーカスパルスの前後に対照的に配置された２つのＭＰＧパルスが用いられる。１８０°リフォーカスパルスの前に配置された第１のＭＰＧパルスは、全てのスピンに対して位相シフトを生じさせる。
【００５６】
また、１８０°リフォーカスパルスの後に配置された第２のＭＰＧパルスは、第１のＭＰＧパルスにより生じた位相シフトを反転させる。これにより、固定の分子（医用画像化においてはプロトン）については、位相シフトが打ち消される。しかしながら、ブラウン運動によって第２のＭＰＧパルスの作用時に第１のＭＰＧパルスの作用時とは異なる位置に移動していた分子については、位相シフトが完全に相殺されない。したがって、そのような分子については、信号の減弱をもたらす残留位相シフトがとどまることになる。このように、拡散イメージングでは、ＭＰＧパルスの大きさを示すｂ値及び傾斜磁場パルスの方向によって拡散エンコーディングが制御される。
【００５７】
画像再構成部７５ａは、上述したＤＷＩを行うことで、水分子などの粒子が熱によるブラウン運動によって散らばっていく拡散効果を強調したＤＷＩ画像を生成する。
【００５８】
解析画像生成部７５ｂは、画像再構成部７５ａにより生成された再構成画像を用いて各種の解析画像を生成する。例えば、解析画像生成部７５ｂは、画像再構成部７５ａにより生成された再構成画像と各再構成画像に対応する傾斜磁場の情報とを用いて、被検体内における分子拡散の異方性を表すＤＴＩ画像を生成する。また、解析画像生成部７５ｂは、解析画像生成部７５ｂは、画像再構成部７５ａにより生成された再構成画像とブロックセッティング情報とを用いてｆＭＲＩ画像を生成する。
【００５９】
ここで、ＤＴＩ及びｆＭＲＩについて詳細に説明する。
【００６０】
最初に、ＤＴＩについて説明する。ＤＴＩでは、拡散データに基づいて、６つのテンソル係数又はテンソルパラメータ、すなわち、３×３の対称テンソル行列の独立要素又は成分がボクセルごとに算出される。対称テンソル行列は、以下に示す式（５）で表される。
【００６１】
【数１】
0005479115.tif 000002
【００６２】
ここで、Ｄxx〜Ｄzzにおける最初の添え字（ｘ，ｙ，ｚ）は、細胞又は組織の本来の方向を表す。また、２番目の添え字（ｘ，ｙ，ｚ）は、傾斜磁場の方向を表す。また、いわゆる対角成分であるＤxx，Ｄyy，Ｄzzは、通常、臨床用に用いられるＭＲＩ装置が有する３軸の装置座標系で計測される拡散係数の成分である。
【００６３】
典型的には、テンソルパラメータは、診断に重要なパラメータマップを算出するために使用される。例えば、拡散テンソルの等方性成分又は拡散テンソルの異方性成分が相応のパラメータマップに示される。ここでいうパラメータマップとは、例えば、平均見かけ拡散係数マップ又はＡＤＣ（Apparent  Diffusion  Coefficient）マップ、もしくは、部分異方性マップ又はＦＡ（Fractional  Anisotropy）マップである。なお、ＡＤＣマップとは、式（２）をピクセルごとに解くことで算出される拡散係数のマップである。
【００６４】
ここで、ＤＴＩで用いられる拡散データは多数であるため、ボクセルごとに拡散テンソルが算出される際には、平均化により未知パラメータが決定される。この未知パラメータを決定する方法としては、多変量の線形回帰により知られた方法、例えば、擬似逆行列を形成する方法や特異値分析を行う方法などが用いられる。
【００６５】
例えば、Basser, P. J., J. Mattiello, and D. LeBihan. "MR diffusion tensor spectroscopy and imaging" Biophys. J., 66, p.259-267, 1994に記載された方法によれば、ＤＷＩ画像におけるボクセルごとの分子拡散の異方性は、例えば、楕円体のモデルで表される。この方法では、楕円体の３軸の固有値をλ1、λ2、λ3とし、固有ベクトルをｖ1、ｖ2、ｖ3とすることで、拡散パラメータの６つのパラメータが定義される。
【００６６】
例えば、解析画像生成部７５ｂは、上記の楕円体モデルを用いて、ＤＷＩ画像に含まれるボクセルごとに分子拡散の異方性を定義する。そして、解析画像生成部７５ｂは、定義した楕円体モデルにおける最長軸の方向に応じて、ＤＴＩ画像におけるボクセルの色を決める。例えば、解析画像生成部７５ｂは、装置座標系におけるＸ軸の方向を赤色、Ｙ軸の方向を黄色、Ｚ軸の方向を青色とし、これらＸ，Ｙ，Ｚ軸と楕円体モデルにおける最長軸の方向との位置関係に応じてボクセルの色を決める。解析画像生成部７５ｂは、かかる処理をＤＷＩ画像に含まれるボクセルごとに行うことで、被検体内における分子拡散の異方性を表すＤＴＩ画像を生成する。
【００６７】
続いて、ｆＭＲＩについて説明する。ｆＭＲＩでは、ＢＯＬＤ（Blood  Oxygenation  Level  Dependent）効果を利用してｆＭＲＩ画像が生成される。ここでいうＢＯＬＤ効果とは、血液中のヘモグロビンの酸素化の程度に依存してＴ２強調画像のコントラストが変化する減少である。
【００６８】
具体的には、運動や刺激により賦活化される脳の賦活領域では、血流量が増加するとともに、賦活領域の毛細血管から神経細胞へ酸素が供給される。これにより、賦活領域では、酸素と結合したヘモグロビン(酸化ヘモグロビン)が還元され還元ヘモグロビンとなる。また、賦活領域では、血流量の増加に対して神経細胞の酸素消費量の増加の程度が低いため、静脈血の酸化ヘモグロビンの量が相対的に増加する。ここで、酸化ヘモグロビンは、還元ヘモグロビンに比べ磁化されにくい。したがって、脳の賦活領域では磁化率が減少し、Ｔ２強調画像での信号強度が変化する。
【００６９】
ｆＭＲＩでは、かかるＢＯＬＤ効果を利用して、安静期間であるレストを挟んで、運動野や視覚野、聴覚野、言語野、感覚皮質などを賦活化させるためのタスクを被検体に連続して繰り返して実行させながら磁気共鳴画像が生成される。そして、タスク時の画像とレスト時の画像とを比較することで、脳機能賦活部位を特定することができる。また、内容の異なるタスクが実行された際の画像間を比較したりすることで、各タスクで共通して賦活化される領域や、各タスクにより特異的に賦活化される領域を特定することができる。      
【００７０】
脳機能賦活領域を特定するための画像解析の一例としては、以下の処理が挙げられる。まず、レスト時における全画像の平均画像及びタスク時における全画像の平均画像を求め、両平均画像について差分値と両母平均の標準誤差から優位差を判定するためのｔ検定を行い、ｔ値の画像をｆＭＲＩ原画像として作成する。そして、線形相関係数を計算し、ｆＭＲＩ原画像の画素値と参照関数との相関係数を求めることで、相関係数画像をｆＭＲＩ画像として作成する。 
【００７１】
ここで、レストとタスクとの実行間隔の設定は、所定の間隔ごとに配置されたブロックとしてデザインされる。具体的には、レストとタスクとの実行間隔の設定は、安静のためのレスト時ブロックと、脳賦活のためのタスク時ブロックとを示す定型ブロックが時系列に沿って並べられたデザイン形状となり、ブロックセッティングと呼ばれている。
【００７２】
かかるブロックセッティングは、タスクの種類とともに、レスト時ブロック及びタスク時ブロックの個数や、レスト及びタスクの繰り返し回数などの数値が、医師などの操作者によりパラメータとして入力されることにより行なわれる。例えば、各パラメータの入力は、ＴＲ（Repetition  Time：繰り返し時間）を１単位とする時相（フェーズ）を用いることで行なわれる。そして、ブロックセッティングは、レスト時及びタスク時の画像収集後に行なわれる画像解析時に用いられる。
【００７３】
解析画像生成部７５ｂは、上述したｆＭＲＩを行うことで、脳機能の賦活領域を描出したｆＭＲＩ画像を生成する。
【００７４】
また、図３に示すように、画像処理部７６は、画像選択部７６ａと、画像処理計算部７６ｂと、位置合わせ処理部７６ｃと、トラクトグラフィ生成部７６ｄとを有する。
【００７５】
画像選択部７６ａは、解析画像記憶部７４ｃにより記憶された解析画像の中から臨床対象の被検体に関する解析画像を参照画像として選択する。
【００７６】
具体的には、画像選択部７６ａは、解析画像記憶部７４ｃにより記憶された解析画像を参照し、臨床対象の被検体に関する解析画像を検索する。このとき、画像選択部７６ａは、被検体を識別するための識別情報が各解析画像に付与されている場合には、その識別情報に基づいて解析画像を検索する。
【００７７】
そして、画像選択部７６ａは、臨床対象の被検体に関する複数種類の解析画像が検索された場合には、実施される臨床の種類を判定する。このとき、画像選択部７６ａは、例えば、入力部７２を介して、臨床の種類を示す情報の入力を操作者から受け付け、入力された情報に基づいて、実施される臨床の種類を判定する。その後、画像選択部７６ａは、判定した臨床の種類に応じて、検索された解析画像の中から臨床用の参照画像として適した解析画像を選択し、選択した解析画像を参照画像として内部メモリに保存する。
【００７８】
例えば、脳腫瘍による影響の診断が行われる場合には、画像選択部７６ａは、臨床対象の被検体に関する頭部のＤＷＩ画像を選択する。また、例えば、脳外科手術に関する手術計画の検討が行われる場合には、画像選択部７６ａは、臨床対象の被検体に関する脳のｆＭＲＩ画像を選択する。また、例えば、脳梗塞や脳卒中に関する経過観察や予後の推測が行われる場合には、画像選択部７６ａは、臨床対象の被検体に関する頭部のＰＷＩ画像及びＤＷＩ画像をそれぞれ選択する。なお、同じ被検体に関する同じ種類の観察画像が複数検索された場合には、画像選択部７６ａは、例えば、検索された複数の同じ種類の観察画像の中から撮影日が最も新しい観察画像を選択する。
【００７９】
画像処理計算部７６ｂは、臨床用の参照画像が有する画像情報に基づいて、その参照画像上に関心領域を設定する。本実施例１では、画像処理計算部７６ｂは、画像選択部７６ａにより選択された参照画像が有する画像情報に基づいて、その参照画像上に関心領域を設定する。
【００８０】
具体的には、画像処理計算部７６ｂは、画像選択部７６ａにより選択された参照画像を内部メモリから読み出し、読み出した参照画像の種類に応じて関心領域を設定する。ここで、図４−１〜４−３、５及び６を用いて、画像処理計算部７６ｂによる関心領域の設定について説明する。なお、ここでは、頭部のＤＷＩ画像を用いて関心領域を設定する場合と、脳のｆＭＲＩ画像を用いて関心領域を設定する場合と、頭部のＰＷＩ画像及びＤＷＩ画像を用いて関心領域を設定する場合とをそれぞれ一例として説明する。
【００８１】
図４−１〜４−３は、頭部のＤＷＩ画像を用いた場合の関心領域の設定を説明するための図である。例えば、画像処理計算部７６ｂは、画像選択部７６ａにより頭部のＤＷＩ画像が選択された場合には、図４−１に示すように、入力部７２を介して、ＤＷＩ画像に対して任意にシード点Ｓを設定する操作を操作者から受け付ける。このとき、例えば、操作者は、ＤＷＩ画像上で脳腫瘍が生じていると認められる箇所にシード点Ｓを設定する。
【００８２】
そして、操作者によってシード点が設定されると、画像処理計算部７６ｂは、図４−２に示すように、設定されたシード点を基準にしてリージョングローイングを行うことで、病変領域Ａを抽出する。なお、病変領域Ａを抽出するための処理としては、リージョングローイングに限らず、一般的に知られた各種の領域抽出技術を用いることができる。
【００８３】
また、画像処理計算部７６ｂは、病変領域Ａを抽出したのちに、抽出した病変領域Ａを所定の大きさだけ拡げたマージン領域Ｍを生成する。さらに、画像処理計算部７６ｂは、マージン領域Ｍの中で病変領域Ａの外側にある領域を複数の分割マージン領域Ｍdに分割する。このとき、画像処理計算部７６ｂは、例えば、あらかじめ決められた間隔で頭部の前後方向に領域を分割する。
【００８４】
その後、画像処理計算部７６ｂは、図４−３に示すように、複数の分割マージン領域Ｍdの中からいずれかひとつの領域を選択し、選択した領域を関心領域Ｒoとして設定する。このとき、画像処理計算部７６ｂは、入力部７２を介して、複数の分割マージン領域Ｍdの中から任意に領域を選択する操作を操作者から受け付ける。そして、画像処理計算部７６ｂは、操作者により選択された領域を関心領域Ｒoとして設定する。または、画像処理計算部７６ｂは、操作者による操作を受け付けることなく、複数の分割マージン領域Ｍdのうちシード点Ｓから最も近い領域を選択し、選択した領域を関心領域Ｒoとして設定してもよい。
【００８５】
このように、本実施例１では、画像処理計算部７６ｂが、マージン領域Ｍの中で病変領域Ａの外側にある領域を分割し、分割された領域のひとつを関心領域として設定する。これにより、後述するトラクトグラフィ生成部７６ｄが関心領域を計算開始領域として神経束を示す曲線を生成した際に、操作者が、脳腫瘍によって圧迫されている神経束を観察しやすくなる。
【００８６】
また、画像処理計算部７６ｂは、関心領域Ｒoを設定したのちに、ＤＷＩ画像に描出された頭部の形状に基づいて、頭部を左右に分割する中心線を算出する。そして、画像処理計算部７６ｂは、算出した中心線を軸として対称な位置に、関心領域Ｒoと左右に対称な形状を有する関心領域Ｒmを設定する。
【００８７】
さらに、画像処理計算部７６ｂは、入力部７２を介して、設定した関心領域Ｒo及びＲmそれぞれに対する操作を操作者から受け付ける。そして、画像処理計算部７６ｂは、受け付けた操作に応じて、関心領域Ｒo及びＲmの形状や位置を変更する。
【００８８】
このように、本実施例１では、画像処理計算部７６ｂが、頭部を左右に分割する中心線を軸として対称な位置にそれぞれ関心領域を設定する。これにより、後述するトラクトグラフィ生成部７６ｄが関心領域を計算開始領域として神経束を示す曲線を生成した際に、操作者が、正常な神経束と患部による影響を受けた神経束とを比較しながら観察することができる。
【００８９】
図５は、ｆＭＲＩ画像を用いた場合の関心領域の設定を説明するための図である。例えば、画像処理計算部７６ｂは、画像選択部７６ａにより脳のｆＭＲＩ画像が選択された場合には、図５に示すように、ｆＭＲＩに描出された脳機能賦活領域Ｂを関心領域Ｒoとして設定する。また、画像処理計算部７６ｂは、頭部を左右に分割する中心線を軸として、関心領域Ｒoと位置及び形状が左右に対称な関心領域Ｒmを設定する。
【００９０】
図６は、頭部のＰＷＩ画像及びＤＷＩ画像を用いた関心領域の設定を説明するための図である。脳梗塞の検査では、ＭＲＩ装置により撮像されたＤＷＩ画像とＰＷＩ画像とを組み合わせた評価の有用性が認められている。具体的には、ＤＷＩ画像とＰＷＩ画像とを用いた脳梗塞の検査では、脳梗塞が疑われる部分を含むセグメンテーション領域をＤＷＩ画像及びＰＷＩ画像それぞれから抽出され、抽出された各セグメンテーション領域を重ねたときに一致しない領域（以下、ミスマッチエリアと呼ぶ）が特定される。ここで特定された領域は可逆性虚血領域（ペナンブラ領域）と呼ばれ、早期の血流再開によって救済が可能な領域とみなされる。そのため、この可逆性虚血領域を正確に特定することは、脳梗塞の診断・治療を行ううえで非常に重要である。 
【００９１】
そこで、例えば、画像処理計算部７６ｂは、画像選択部７６ａにより頭部のＰＷＩ画像及びＤＷＩ画像がそれぞれ選択された場合には、脳梗塞が疑われる部分を含むセグメンテーション領域をＤＷＩ画像及びＰＷＩ画像それぞれから抽出する。例えば、図６に示すように、画像処理計算部７６ｂは、ＤＷＩ画像からセグメンテーション領域Ｉdを抽出し、ＰＷＩ画像からセグメンテーション領域Ｉpを抽出する。
【００９２】
その後、画像処理計算部７６ｂは、各画像に付帯されている位置情報に基づいて各セグメンテーション領域の位置を合わせたうえで、各セグメンテーション領域を重ね合わせる。そして、画像処理計算部７６ｂは、セグメンテーション領域Ｉdとセグメンテーション領域Ｉpとが重なり合わない領域をミスマッチエリアとして特定し、特定したミスマッチ領域を関心領域Ｒとして設定する。
【００９３】
図３にもどって、位置合わせ処理部７６ｃは、解析画像生成部７５ｂにより生成されたＤＴＩ画像と参照画像とを位置合わせする。本実施例では、位置合わせ処理部７６ｃは、画像選択部７６ａにより選択された参照画像とＤＴＩ画像とを位置合わせする。
【００９４】
具体的には、位置合わせ処理部７６ｃは、解析画像生成部７５ｂにより生成されたＤＴＩ画像を解析画像記憶部７４ｃから読み出す。また、位置合わせ処理部７６ｃは、画像選択部７６ａにより選択された参照画像を内部メモリから読み出す。そして、位置合わせ処理部７６ｃは、ＤＴＩ画像と参照画像とを位置合わせする。
【００９５】
このとき、位置合わせ処理部７６ｃは、入力部７２を介して、ＤＴＩ画像及び参照画像それぞれにランドマークを設定する操作を操作者から受け付ける。そして、位置合わせ処理部７６ｃは、操作者により設定された各ランドマークの位置を合わせることで、ＤＴＩ画像と参照画像との位置合わせを行う。
【００９６】
または、画像処理計算部７６ｂは、操作者による操作を受け付けることなく、一般的に知られた各種の画像位置合わせ技術を用いて自動的にＤＴＩ画像と参照画像との位置合わせを行ってもよい。ここでいう画像位置合わせ技術としては、例えば、田中裕子らによる「ＣＴ−ＭＲ画像のマーカレス３次元位置合わせ」、医用電子と生体工学、Ｖｏｌ３４、Ｎｏ.３、ｐ．５６〜６５、１９９６に記載された方法を用いることができる。
【００９７】
トラクトグラフィ生成部７６ｄは、画像処理計算部７６ｂにより参照画像上に設定された関心領域に関する情報に基づいて、位置合わせ処理部７６ｃにより参照画像に位置合わせされたＤＴＩ画像上に計算開始領域を設定し、その計算開始領域に基づいてＤＴＴ画像を生成する。
【００９８】
図７は、本実施例１に係るトラクトグラフィ生成部７６ｄによるＤＴＴ画像の生成を説明するための図である。図７は、位置合わせ処理部７６ｃにより参照画像に位置合わせされたＤＴＩ画像の一部を示している。なお、ここでは説明の便宜上、２次元のＤＴＩ画像を用いた場合について説明する。
【００９９】
図７において、格子状に分割された複数の四角い領域は、それぞれＤＴＩ画像に含まれるピクセルを示している。また、各ピクセル内にある楕円は、それぞれ前述した分子拡散の異方性を表す楕円体モデルを示している。また、各ピクセルに付けられた色は、異方性の大きさに応じて付けられており、色が濃いほど異方性が低いことを示している。
【０１００】
図７に示すように、トラクトグラフィ生成部７６ｄは、まず、画像処理計算部７６ｂにより参照画像上に設定された関心領域をＤＴＩ画像上に計算開始領域Ｃとして設定する。また、トラクトグラフィ生成部７６ｄは、ＤＴＩ画像に含まれるピクセルのうち異方性が高いピクセル（図７に示す白色のピクセル）について平均的な方向を算出する。
【０１０１】
その後、トラクトグラフィ生成部７６ｄは、計算開始領域Ｃに含まれるピクセルＰ1及びＰ2それぞれを基点として、算出された平均的な方向に沿う曲線Ｆ1及びＦ2を生成する。ここで生成される曲線Ｆ1及びＦ2は、各ピクセルにおける最大拡散方向の軌跡となり、神経束の流れを表すことになる。このように、トラクトグラフィ生成部７６ｄは、神経束の流れを示す画像をＤＴＴ画像として生成する。
【０１０２】
図３の説明にもどって、制御部７７は、表示制御部７７ａを有する。表示制御部７７ａは、表示部７３への各種情報の表示を制御する。例えば、表示制御部７７ａは、トラクトグラフィ生成部７６ｄにより生成されたＤＴＴ画像を表示部７３に表示させる。
【０１０３】
図８及び９は、本実施例１に係る表示制御部７７ａにより表示されるＤＴＴ画像の一例を示す図である。表示制御部７７ａは、例えば、図８に示すように、２次元のＤＴＴ画像を２次元のＤＷＩ画像に重畳させて表示する。図８において、曲線Ｆoは、計算開始領域Ｃoに基づいてＤＴＴにより生成されたものであり、曲線Ｆmは、計算開始領域Ｃoと左右に対称な計算開始領域Ｃmに基づいてＤＴＴにより生成されたものである。このようにＤＴＴの曲線Ｆo及びＦmを表示することにより、神経束の様子を平面的に観察することができる。
【０１０４】
または、表示制御部７７ａは、例えば、図９に示すように、３次元のＤＴＴ画像を２次元のＤＷＩ画像に合成して表示する。図９において、曲線Ｆoは、計算開始領域Ｃoに基づいてＤＴＴにより生成されたものであり、曲線Ｆmは、計算開始領域Ｃoと左右に対称な計算開始領域Ｃmに基づいてＤＴＴにより生成されたものである。このようにＤＴＴの曲線Ｆo及びＦmを表示することにより、神経束の様子を立体的に観察することができる。
【０１０５】
次に、本実施例１に係るＭＲＩ装置１００によるＤＴＴ画像の作成の流れについて説明する。図１０は、本実施例１に係るＭＲＩ装置１００によるＤＴＴ画像の作成の流れを示すフローチャートである。図１０に示すように、本実施例１に係るＭＲＩ装置１００では、まず、制御部７７が、操作者によって設定された撮像条件に基づいてシーケンス制御部５０などの各部を制御することで、拡張イメージングを実施する（ステップＳ１０１）。
【０１０６】
続いて、解析画像生成部７５ｂが、被検体内における分子拡散の異方性を表すＤＴＩ画像を生成する（ステップＳ１０２）。また、画像選択部７６ａが、再構成画像記憶部７４ｂにより記憶された医用画像の中から被検体の参照画像を選択する（ステップＳ１０３）。
【０１０７】
その後、画像処理計算部７６ｂが、画像選択部７６ａにより選択された参照画像が有する画像情報に基づいて、その参照画像上に関心領域を設定する（ステップＳ１０４）。また、位置合わせ処理部７６ｃが、解析画像生成部７５ｂにより生成されたＤＴＩ画像と画像選択部７６ａにより選択された参照画像とを位置合わせする（ステップＳ１０５）。
【０１０８】
続いて、トラクトグラフィ生成部７６ｄが、画像処理計算部７６ｂにより参照画像上に設定された関心領域を位置合わせ手段により参照画像に位置合わせされたＤＴＩ画像上に計算開始領域として設定する（ステップＳ１０６）。その後、トラクトグラフィ生成部７６ｄは、設定した計算開始領域に基づいてＤＴＴ画像を生成する（ステップＳ１０７）。
【０１０９】
そして、表示制御部７７ａが、トラクトグラフィ生成部７６ｄにより生成されたＤＴＴ画像を表示部７３に表示させる（ステップＳ１０８）。
【０１１０】
上述したように、本実施例１では、解析画像生成部７５ｂが、被検体内における分子拡散の異方性を表すＤＴＩ画像を生成する。また、画像処理計算部７６ｂが、臨床用の参照画像が有する画像情報に基づいて、その参照画像上に関心領域を設定する。また、位置合わせ処理部７６ｃが、解析画像生成部７５ｂにより生成されたＤＴＩ画像と参照画像とを位置合わせする。そして、トラクトグラフィ生成部７６ｄが、画像処理計算部７６ｂにより参照画像上に設定された関心領域に関する情報に基づいて、位置合わせ処理部７６ｃにより参照画像に位置合わせされたＤＴＩ画像上に計算開始領域を設定し、その計算開始領域に基づいてＤＴＴ画像を生成する。したがって、本実施例１によれば、臨床に適した参照画像に基づいてＤＴＴ画像が生成されるので、臨床において有用なＤＴＴ画像を生成することができる。
【０１１１】
また、本実施例１では、画像処理計算部７６ｂが、参照画像上における病変領域を抽出したのちに、その病変領域を所定の大きさだけ拡げたマージン領域を生成し、マージン領域の中で病変領域の外側にある領域を関心領域として設定する。したがって、本実施例１によれば、病変部位による影響の診断に適したＤＴＴ画像を生成することができる。
【０１１２】
また、本実施例１では、画像処理計算部７６ｂが、参照画像としてｆＭＲＩ画像が用いられる場合に、そのｆＭＲＩに描出された脳機能賦活領域を関心領域として設定する。したがって、本実施例１によれば、脳外科手術に関する手術計画の検討に適したＤＴＴ画像を生成することができる。また、これにより、脳外科手術において、術者が優位脳を踏まえたうえで、局所の脳機能を鑑みつつ手術することができる。
【０１１３】
また、本実施例１では、画像処理計算部７６ｂが、参照画像として脳のＤＷＩ画像及びＰＷＩ画像が用いられる場合に、脳梗塞が疑われる部分を含む領域をＤＷＩ画像及びＰＷＩ画像それぞれから抽出し、抽出した各領域が重なり合わない領域を関心領域として設定する。したがって、本実施例１によれば、脳梗塞や脳卒中に関する経過観察や予後の推測に適したＤＴＴ画像を生成することができる。また、これにより、脳腫瘍が存在する場合に、医師や技師などの操作者が白質の走行状態を容易に観察することができる。
【０１１４】
また、本実施例１では、解析画像記憶部７４ｃが、各種の解析画像を記憶する。また、画像選択部７６ａが、解析画像記憶部７４ｃにより記憶された解析画像の中から臨床対象の被検体に関する解析画像を参照画像として選択する。そして、画像処理計算部７６ｂが、画像選択部７６ａにより選択された参照画像が有する画像情報に基づいて、その参照画像上に関心領域を設定する。また、位置合わせ処理部７６ｃが、画像選択部７６ａにより選択された参照画像と拡散テンソル画像とを位置合わせする。したがって、本実施例１によれば、複数の医用画像がＭＲＩ装置１００によって撮像されている場合でも、臨床の対象となる被検体の参照画像が自動的に選択されるので、臨床において有用なＤＴＴ画像を容易に生成することができる。
【実施例２】
【０１１５】
なお、上記実施例１では、トラクトグラフィ生成部７６ｄが、参照画像上に設定された関心領域をＤＴＩ画像上に計算開始領域として設定し、その計算開始領域に基づいてＤＴＴ画像を生成す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、ＤＴＴ画像が生成される前に、参照画像上に設定された関心領域をいったん操作者に提示し、関心領域に対する変更を受け付けるようにしてもよい。
【０１１６】
以下では、このような場合を実施例２として説明する。なお、実施例２に係るＭＲＩ装置は、基本的には図１に示したＭＲＩ装置１００と同様の構成を有し、画像処理部及び制御部により行われる処理が異なるのみである。そこで、本実施例２は、画像処理部及び制御部に関する処理を中心に説明する。
【０１１７】
図１１は、本実施例２に係る記憶部７４、画像処理部８６及び制御部８７の構成を示す機能ブロック図である。なお、ここでは、図３に示した各部と同様の役割を担う機能部については、同一の符号を付すこととして詳細な説明を省略する。
【０１１８】
図１１に示すように、制御部８７は、表示制御部８７ａと、操作受付部８７ｂとを有する。
【０１１９】
表示制御部８７ａは、表示部７３への各種情報の表示を制御する。本実施例２では、表示制御部８７ａは、画像処理計算部７６ｂにより参照画像上に設定された関心領域を位置合わせ処理部７６ｃにより参照画像に位置合わせされたＤＴＩ画像上に設定し、その関心領域を表示部７３に表示させる。なお、このとき、表示制御部８７ａは、表示部７３に表示された関心領域を変更又は承認するためのＧＵＩも表示部７３に表示させる。
【０１２０】
操作受付部８７ｂは、表示制御部８７ａにより表示部７３に表示された関心領域を変更する操作を操作者から受け付ける。具体的には、操作受付部８７ｂは、入力部７２を介して、表示制御部８７ａによって表示されたＧＵＩに対する操作を受け付ける。そして、関心領域を変更又は承認する操作を受け付けた場合には、操作受付部８７ｂは、操作の内容を示す情報をトラクトグラフィ生成部８６ｄに送る。
【０１２１】
また、図１１に示すように、画像処理部８６は、画像選択部７６ａと、画像処理計算部７６ｂと、位置合わせ処理部７６ｃと、トラクトグラフィ生成部８６ｄとを有する。
【０１２２】
トラクトグラフィ生成部８６ｄは、操作受付部８７ｂによる操作の受け付けにより変更された関心領域に関する情報に基づいて、位置合わせ処理部７６ｃにより参照画像に位置合わせされたＤＴＩ上に計算開始領域を設定し、その計算開始領域に基づいてＤＴＴ画像を生成する。
【０１２３】
具体的には、トラクトグラフィ生成部８６ｄは、関心領域が変更又は承認されたことを示す情報が操作受付部８７ｂから送られると、その情報に基づいて関心領域の位置や大きさを調整する。そして、トラクトグラフィ生成部８６ｄは、調整した関心領域を計算開始領域として設定したうえで、実施例１で説明した方法と同様にＤＴＴ画像を生成する。
【０１２４】
次に、本実施例２に係るＭＲＩ装置によるＤＴＴ画像の作成の流れについて説明する。図１２は、本実施例２に係るＭＲＩ装置によるＤＴＴ画像の作成の流れを示すフローチャートである。なお、図１２に示すステップＳ２０１〜Ｓ２０５の処理は図１０に示したステップＳ１０１〜Ｓ１０５の処理と同様であるので、ここでは説明を省略する。
【０１２５】
図１２に示すように、本実施例２に係るＭＲＩ装置では、表示制御部８７ａが、画像処理計算部７６ｂにより参照画像上に設定された関心領域をＤＴＩ画像上に設定する（ステップＳ２０６）。その後、表示制御部８７ａは、ＤＴＩ画像上に設定された関心領域を表示部７３に表示させる（ステップＳ２０７）。
【０１２６】
続いて、操作受付部８７ｂが関心領域を変更又は承認する操作を受け付けた場合に（ステップＳ２０８，Ｙｅｓ）、トラクトグラフィ生成部８６ｄが、操作者により変更又は承認された関心領域を計算開始領域として設定する（ステップＳ２０９）。その後、トラクトグラフィ生成部８６ｄは、設定した計算開始領域に基づいてＤＴＴ画像を生成する（ステップＳ２１０）。
【０１２７】
そして、表示制御部８７ａが、トラクトグラフィ生成部７６ｄにより生成されたＤＴＴ画像を表示部７３に表示させる（ステップＳ２１１）。
【０１２８】
上述したように、本実施例２では、解析画像生成部７５ｂが、被検体内における分子拡散の異方性を表すＤＴＩ画像を生成する。また、画像処理計算部７６ｂが、臨床用の参照画像が有する画像情報に基づいて、その参照画像上に関心領域を設定する。また、位置合わせ処理部７６ｃが、解析画像生成部７５ｂにより生成されたＤＴＩ画像と参照画像とを位置合わせする。また、表示制御部８７ａが、画像処理計算部７６ｂにより参照画像上に設定された関心領域を位置合わせ処理部７６ｃにより参照画像に位置合わせされたＤＴＩ画像上に設定し、その関心領域を表示部７３に表示させる。また、操作受付部８７ｂが、表示制御部８７ａにより表示部７３に表示された関心領域を変更する操作を操作者から受け付ける。そして、トラクトグラフィ生成部８６ｄが、操作受付部８７ｂによる操作の受け付けにより変更された関心領域に関する情報に基づいて、位置合わせ処理部７６ｃにより参照画像に位置合わせされたＤＴＩ画像上に計算開始領域を設定し、その計算開始領域に基づいてＤＴＴ画像を生成する。したがって、本実施例２によれば、ＤＴＴ画像が生成される前に、参照画像上に設定された関心領域をいったん操作者に提示し、関心領域に対する変更を受け付けることができるので、臨床において有用なＤＴＴ画像をより正確に生成することができる。
【０１２９】
なお、上記実施例１及び２では、ＭＲＩ装置により生成されたＭＲ画像が参照画像として用いられる場合について説明したが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、Ｘ線ＣＴ装置により生成されたＣＴ画像やＰＥＴ装置により生成されたＰＥＴ画像など、他の種類の画像が参照画像として用いられる場合でも本発明を同様に適用することが可能である。
【符号の説明】
【０１３０】
１００    ＭＲＩ装置
７０    計算機システム
７３    表示部
７４    記憶部
７４ａ    生データ記憶部
７４ｂ    再構成画像記憶部
７４ｃ    解析画像記憶部
７５    データ処理部
７５ａ    画像再構成部
７５ｂ    解析画像生成部
７６，８６    画像処理部
７６ａ    画像選択部
７６ｂ    画像処理計算部
７６ｃ    位置合わせ処理部
７６ｄ，８６ｄ    トラクトグラフィ生成部
７７，８７    制御部
７７ａ，８７ａ    表示制御部
８７ｂ    操作受付部
【図１】
0005479115.tif 000003
【図２】
0005479115.tif 000004
【図３】
0005479115.tif 000005
【図４−１】
0005479115.tif 000006
【図４−２】
0005479115.tif 000007
【図４−３】
0005479115.tif 000008
【図５】
0005479115.tif 000009
【図６】
0005479115.tif 000010
【図７】
0005479115.tif 000011
【図８】
0005479115.tif 000012
【図９】
0005479115.tif 000013
【図１０】
0005479115.tif 000014
【図１１】
0005479115.tif 000015
【図１２】
0005479115.tif 000016