(57)【要約】【課題】脳卒中の診断に有用な医用情報を提供することができる画像処理装置を提供することである。【解決手段】実施形態に係る画像処理装置は、記憶部と、表示制御部とを備える。また、前記記憶部は、医用画像診断装置によって収集された脳機能画像を記憶する。また、前記表示制御部は、前記脳機能画像と、指令に対する反応が各部位に伝達される経路を示す伝達経路図とを関係付けて表示部に表示する。【選択図】図１
2014039604.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
医用画像診断装置によって収集された脳機能画像を記憶する記憶部と、
前記脳機能画像と、指令に対する反応が各部位に伝達される経路を示す伝達経路図とを関係付けて表示部に表示する表示制御部と
を備えたことを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記表示制御部は、前記伝達経路図に、前記脳機能画像に描出された反応に対応する伝達位置を示すことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記記憶部は、時系列に沿って収集された複数の脳機能画像を記憶し、
前記表示制御部は、前記複数の脳機能画像のうち所定の脳機能画像を表示するタイミングで、前記伝達経路図に、前記所定の脳機能画像に描出された反応に対応する伝達位置を示しながら、前記複数の脳機能画像を時系列に沿って連続的に表示することを特徴とする請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記表示制御部は、前記複数の脳機能画像間における信号値の変化を反応領域毎に解析し、各反応領域で信号値がピークを示す脳機能画像を前記伝達経路図上に示される各反応領域に対応付け、ピークを示す脳機能画像以外の脳機能画像を、連続する２つの反応領域の間に対応付けることで、前記伝達経路図に伝達位置を示しながら、前記複数の脳機能画像を時系列に沿って連続的に表示することを特徴とする請求項１〜３のいずれかひとつに記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記記憶部は、脳の反応領域が描出されたｆＭＲＩ（functional  Magnetic  Resonance  Imaging）画像を記憶することを特徴とする請求項１〜４のいずれかひとつに記載の画像処理装置。
【請求項６】
過去に収集された脳機能画像の解析結果と、該脳機能画像に対応するリハビリ方法とを対応付けて記憶する過去画像記憶部と、
前記記憶部に記憶された脳機能画像を解析し、該解析結果と前記過去画像記憶部に記憶された解析結果とを比較することで、リハビリ方法の候補を導出する導出部とを更に備え、
前記表示制御部は、前記リハビリ方法の候補を前記表示部に更に表示することを特徴とする請求項１〜５のいずれかひとつに記載の画像処理装置。
【請求項７】
医用画像診断装置によって収集された脳機能画像を記憶する記憶部と、
過去に収集された脳機能画像の解析結果と、該脳機能画像に対応するリハビリ方法とを対応付けて記憶する過去画像記憶部と、
前記記憶部に記憶された脳機能画像を解析し、該解析結果と前記過去画像記憶部に記憶された解析結果とを比較することで、リハビリ方法の候補を導出する導出部と、
前記リハビリ方法の候補を出力する出力部と
を備えたことを特徴とする画像処理装置。
【請求項８】
前記記憶部は、脳の反応領域が描出されたｆＭＲＩ画像を記憶し、
前記過去画像記憶部は、過去に収集されたｆＭＲＩ画像の信号値を反応領域毎に解析した解析結果と、リハビリ方法とを対応付けて記憶し、
前記導出部は、前記記憶部に記憶されたｆＭＲＩ画像の信号値を反応領域毎に解析し、該解析結果と前記過去画像記憶部に記憶された解析結果とを比較し、信号分布パターンが類似する過去に収集されたｆＭＲＩ画像の解析結果に対応付けて記憶されたリハビリ方法を、前記リハビリ方法の候補として導出することを特徴とする請求項７に記載の画像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、画像処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
脳卒中を発症した患者に対しては、効果的なリハビリテーション（以下、リハビリ）を早期に実施することが望ましい。障害を受けた脳の部位は、効果的なリハビリにより可塑的変化を促進され、その部位の機能を他の部位が代行することで、機能を回復する。このため、急性期や回復期等の早期段階に、正しい診断を行い、効果的なリハビリ方法とその開始時期とを決めることが重要である。
【０００３】
この点、従来、患者の状態を診た医師が、感覚的な判断によってリハビリ方法やその開始時期を決めている。なお、リハビリの効果判定には、脳の反応が描出された脳機能画像（例えば、ｆＭＲＩ（functional  Magnetic  Resonance  Imaging）画像）が用いられることがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１８７７７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、脳卒中の診断に有用な医用情報を提供することができる画像処理装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態に係る画像処理装置は、記憶部と、表示制御部とを備える。前記記憶部は、医用画像診断装置によって収集された脳機能画像を記憶する。前記表示制御部は、前記脳機能画像と、指令に対する反応が各部位に伝達される経路を示す伝達経路図とを関係付けて表示部に表示する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、第１の実施形態に係る医用画像表示システムの構成を示す図。
【図２】図２は、第１の実施形態に係る医用画像表示システムの処理手順を示す図。
【図３】図３は、第１の実施形態におけるｆＭＲＩ画像を説明するための図。
【図４】図４は、第１の実施形態における運動指令の伝達経路を説明するための図。
【図５】図５は、第１の実施形態におけるリハビリ方法の候補の導出処理の処理手順を示す図。
【図６】図６は、第１の実施形態におけるリハビリ方法の候補の導出処理を説明するための図。
【図７】図７は、第１の実施形態におけるｆＭＲＩ画像と伝達経路図との関係付け処理の処理手順を示す図。
【図８】図８は、第１の実施形態におけるｆＭＲＩ画像と伝達経路図との関係付け処理を説明するための図。
【図９】図９は、第１の実施形態における表示例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照しながら、実施形態に係る画像処理装置を説明する。なお、第１の実施形態において、画像処理装置は、医用画像表示システムの「医用画像表示装置」として備えられるが、実施形態はこれに限られるものではない。
【０００９】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る医用画像表示システムの構成を示す図である。図１に示すように、第１の実施形態に係る医用画像表示システムは、ＭＲＩ（Magnetic  Resonance  Imaging）装置１０と、撮像補助装置２０と、医用画像表示装置３０とを備える。
【００１０】
ＭＲＩ装置１０は、撮像部１１と、制御部１２と、記憶部１３とを備え、撮像によってｆＭＲＩ画像等の各種ＭＲ画像を収集する。具体的には、撮像部１１は、静磁場磁石、傾斜磁場コイル、傾斜磁場電源、送信ＲＦ（Radio  Frequency）コイル、送信部、受信ＲＦコイル、受信部を有し、制御部１２による制御の下、患者を撮像して各種ＭＲ画像を収集する。制御部１２は、各種ＭＲ画像を撮像するために設定された撮像パラメータに基づいて、撮像部１１による撮像を制御する。また、制御部１２は、後述する運動／感覚刺激制御部２１と同期して、撮像部１１による撮像のタイミングを制御する。記憶部１３は、撮像部１１によって収集された各種ＭＲ画像を記憶する。
【００１１】
なお、制御部１２は、ＡＳＩＣ（Application  Specific  Integrated  Circuit）、ＦＰＧＡ（Field  Programmable  Gate  Array）等の集積回路、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、ＭＰＵ（Micro  Processing  Unit）等の電子回路で実現可能である。また、記憶部１３は、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）、フラッシュメモリ（flash  memory）等の半導体メモリ素子、ハードディスク、光ディスク等で実現可能である。
【００１２】
撮像補助装置２０は、運動／感覚刺激制御部２１と、患者装着の保護具２２とを備え、ＭＲＩ装置１０による撮像と同期して、運動や感覚刺激を制御する。具体的には、運動／感覚刺激制御部２１は、ＭＲＩ装置１０による撮像でｆＭＲＩ画像が収集される際に、患者に運動若しくは感覚刺激を与えるActive状態、及び、Rest状態のタイミングを制御し、その制御信号を保護具２２に送信する。保護具２２は、運動／感覚刺激制御部２１から制御信号を受信し、音や力覚、触覚的な情報を患者に通知する。
【００１３】
医用画像表示装置３０は、表示部３１と、制御部３２と、記憶部３３とを備え、ＭＲＩ装置１０によって収集された各種ＭＲ画像の表示等を行う。具体的には、表示部３１は、後述する表示制御部３２ａによる制御の下、ｆＭＲＩ画像や伝達経路図、リハビリ方法の候補やその他の付加情報等を表示する。なお、伝達経路図は、指令に対する反応が各部位に伝達される経路を示す図である。伝達経路図については、後に詳述する。
【００１４】
制御部３２は、医用画像表示装置３０の各部を制御し、表示制御部３２ａと、リハビリ方法導出部３２ｂとを備える。表示制御部３２ａは、後に詳述するように、ｆＭＲＩ画像と伝達経路図とを関係付けて表示部３１に表示する。リハビリ方法導出部３２ｂは、後に詳述するように、リハビリ方法を導出して表示部３１に表示する。
【００１５】
記憶部３３は、運動や感覚刺激の強度やタイミング等の制御情報、ＭＲＩ装置１０によって収集された各種ＭＲ画像、過去事例の解析結果等、表示制御部３２ａやリハビリ方法導出部３２ｂによる処理に用いられる各種情報を記憶する。
【００１６】
なお、表示部３１は、液晶表示器等で実現可能である。また、制御部３２は、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ等の集積回路、ＣＰＵ、ＭＰＵ等の電子回路で実現可能である。また、記憶部３３は、ＲＡＭ、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子、ハードディスク、光ディスク等で実現可能である。
【００１７】
図２は、第１の実施形態に係る医用画像表示システムの処理手順を示す図である。第１の実施形態においては、運動や感覚刺激を与えながら患者のｆＭＲＩ画像を収集し、収集したｆＭＲＩ画像を解析することでリハビリ方法の候補を導出したり、ｆＭＲＩ画像と伝達経路図と関係付けて表示したりする。
【００１８】
まず、撮像補助装置２０の運動／感覚刺激制御部２１が、能動的運動や受動的運動に対する運動プラン、若しくは感覚刺激に対する刺激プランを設定する（ステップＳ００）。ここで設定された運動プランや刺激プランの情報は、ＭＲＩ装置１０によって収集されるｆＭＲＩ画像と対応付けて管理され、画像解析やリハビリ方法導出の際に、そのｆＭＲＩ画像がどのような運動や感覚刺激に対する結果であるかを示すために用いられる。
【００１９】
また、後述するように、設定した運動プランや刺激プランについて、ｆＭＲＩ画像上で脳機能の反応が確認されなかった場合、運動／感覚刺激制御部２１は、別の運動や感覚刺激に対する脳機能の反応を診るために、新たな運動プランや刺激プランを調整し、再設定する。また、次のステップでＭＲＩ装置１０による撮像が開始されると、運動／感覚刺激制御部２１は、運動プランや刺激プランを患者に提示するために、ＭＲＩ装置１０と同期して、設定した運動プランや刺激プランに対応する信号を保護具２２に送信する。また、運動／感覚刺激制御部２１は、患者に対する運動の制約（例えば、自発的動作の可否、可動範囲、程度等）を設定する。
【００２０】
続いて、ステップＳ００で設定された運動プランや刺激プランに基づいて、ＭＲＩ装置１０が、患者のｆＭＲＩ画像を撮像により収集する。ＭＲＩ装置１０は、設定された運動プランに基づいて、患者自身が能動的運動を行っている、若しくは行おうとしている際のｆＭＲＩ画像を収集する（ステップＳ０１）。また、ＭＲＩ装置１０は、設定された刺激プランに基づいて、運動しない状態で、患者に感覚的な刺激のみを提示した際のｆＭＲＩ画像を収集する（ステップＳ０１'）。また、患者自身が能動的運動を行うことができない場合、ＭＲＩ装置１０は、設定された運動プランに基づいて、介助者による介助によって患者が受動的運動を行っている際のｆＭＲＩ画像を収集する（ステップＳ０１''）。
【００２１】
図３は、第１の実施形態におけるｆＭＲＩ画像を説明するための図である。一般に、ｆＭＲＩでは、運動や感覚刺激のタスクを被検体に与えながら、ＭＲＩ装置１０が、ＥＰＩ（Echo  Planer  Imaging）法等のパルスシーケンスを用いて被検体の脳を多時相にわたり撮像することで、脳機能の反応を可視化したｆＭＲＩ画像を収集する。図３に示すように、タスク実行時（Active状態）の画像及び安静時（Rest状態）の画像から信号変化の統計的処理が行われ、脳の活性化領域が推定される。
【００２２】
なお、ステップＳ０１、Ｓ０１'、Ｓ０１''において収集された多時相のｆＭＲＩ画像は、ＭＲＩ装置１０の記憶部１３や、医用画像表示装置３０の記憶部３３に格納され、保存される。また、ステップＳ０１、Ｓ０１'、Ｓ０１''の撮像は、必ずしも全て実行されなければならないわけではなく、患者に対する運動の制約等に応じて、適宜選択できる。
【００２３】
図２に戻り、続いて、医用画像表示装置３０による処理が行われる。なお、以下の処理は、原則、時系列に沿った複数のｆＭＲＩ画像に含まれる個々のｆＭＲＩ画像それぞれに対して行われる。
【００２４】
まず、リハビリ方法導出部３２ｂが、ブロードマンの脳地図等、脳の一般モデルを使用して、ｆＭＲＩ画像からＫｅｙ領域を抽出する（ステップＳ０２）。例えば、リハビリ方法導出部３２ｂは、撮像により得られたｆＭＲＩ画像それぞれと、一般モデルとを位置合わせする。次に、リハビリ方法導出部３２ｂは、この一般モデルを使用して、ｆＭＲＩ画像に対する区分分割を行い、ｆＭＲＩ画像から運動指令の伝達経路として一般に活性化するとされている領域（例えば、連合野、高次運動野、一次運動野、脳幹、大脳基底核、小脳、感覚野等）を抽出する。
【００２５】
図４は、第１の実施形態における運動指令の伝達経路を説明するための図である。なお、ここでは、図４に示す図を、運動指令の伝達経路を説明するための図として用いるが、後述するように、表示制御部３２ａによって表示される伝達経路図も、この図４に示す図と同様の内容の図である。
【００２６】
例えば、運動指令は、図４に示すように、脳内の各領域を伝達される。説明の便宜上、図４においては３つのパターンの矢印で区別をするが、この伝達経路は、能動的運動に関連する指令系統と、感覚刺激に関連する感覚系統と、その両方に関連するＦＢ（Feedback）系統とに区別される。例えば、指令系統は、連合野から、高次運動野、一次運動野、小脳、脳幹へと伝達される経路、連合野から、大脳基底核及び小脳、そして脳幹へと伝達される経路である。また、例えば、感覚系統は、脳幹から、感覚野、連合野へと伝達される経路である。また、例えば、ＦＢ系統は、脳幹から小脳、大脳基底核及び小脳から一次運動野、感覚野から一次運動野へと伝達される経路である。
【００２７】
図２に戻り、続いて、リハビリ方法導出部３２ｂは、ステップＳ０１、Ｓ０１'、Ｓ０１''において収集されたｆＭＲＩ画像から、脳機能の反応が確認される領域を抽出する。例えば、リハビリ方法導出部３２ｂは、ｆＭＲＩ画像を解析し、閾値以上の領域を抽出することで、脳機能の反応が確認される領域を抽出できる。また、例えば、リハビリ方法導出部３２ｂは、タスク実行時（Active状態）の画像及び安静時（Rest状態）の画像との差分を求めて、脳機能の反応が確認される領域を抽出できる。
【００２８】
リハビリ方法導出部３２ｂは、ステップＳ０１で収集されたｆＭＲＩ画像から、脳機能の反応が確認される領域を抽出する（ステップＳ０３）。なお、能動的運動の反応として、指令系統の反応、ＦＢ系統の反応、及び感覚系統の反応が含まれていることを想定する。また、リハビリ方法導出部３２ｂは、ステップＳ０１'で収集されたｆＭＲＩ画像から、脳機能の反応が確認される領域を抽出する（ステップＳ０３'）。なお、感覚刺激の反応として、感覚系統の反応のみが含まれていることを想定する。また、リハビリ方法導出部３２ｂは、ステップＳ０１''で収集されたｆＭＲＩ画像から、脳機能の反応が確認される領域を抽出する（ステップＳ０３''）。なお、受動的運動の反応として、ＦＢ系統の反応、感覚系統の反応が含まれていることを想定する。
【００２９】
続いて、リハビリ方法導出部３２ｂは、ステップＳ０３、ステップＳ０３'、及びステップＳ０３''で抽出された領域の差分を求めることで、その組み合わせによって、指令系統の反応領域及びＦＢ系統の反応領域それぞれを抽出する。
【００３０】
すなわち、ステップＳ０３'で抽出された反応領域には、感覚系統の反応のみが含まれており、ステップＳ０３''で抽出された反応領域には、ＦＢ系統の反応及び感覚系統の反応が含まれているので、その差分を求めることで、ＦＢ系統の反応領域を抽出できる（ステップＳ０４'）。また、ステップＳ０３で抽出された反応領域には、指令系統の反応、ＦＢ系統の反応、及び感覚系統の反応が含まれており、ステップＳ０３'で抽出された反応領域には、感覚系統の反応のみが含まれているので、その差分を求めることで、指令系統の反応領域及びＦＢ系統の反応領域を抽出できる。そして、この結果と、ステップＳ０４'で抽出されたＦＢ系統の反応との差分を求めることで、指令系統の反応領域を抽出できる（ステップＳ０４）。
【００３１】
続いて、リハビリ方法導出部３２ｂは、ｆＭＲＩ画像上で抽出された各反応領域と、ステップＳ０２で抽出したＫｅｙ領域とを比較することで、能動的運動の指令系統の反応領域に対する分析を行う(ステップＳ０５)。そして、Ｋｅｙ領域且つ反応領域の場合（ステップＳ０６，Ｙｅｓ）、リハビリ方法導出部３２ｂは、正常な部位であると判断し、ステップＳ０９の処理へ移行する。一方、Ｋｅｙ領域であるが反応領域でない場合（ステップＳ０６，Ｎｏ）、リハビリ方法導出部３２ｂは、異常な部位であると判断し、次に、補助的反応領域があるか否かを判断する（ステップＳ０７）。補助的反応領域とは、Ｋｅｙ領域とは別の領域が代行して反応する領域である。
【００３２】
補助的反応領域がある場合（ステップＳ０７，Ｙｅｓ）、リハビリ方法導出部３２ｂは、ステップＳ０９の処理へ移行する。一方、補助的反応領域がない場合（ステップＳ０７，Ｎｏ）、リハビリ方法導出部３２ｂは、次に、ＦＢ系統の反応領域があるか否かを判断する（ステップＳ０８）。
【００３３】
ＦＢ系統の反応がある場合（ステップＳ０８，Ｙｅｓ）、リハビリ方法導出部３２ｂは、ステップＳ０９の処理へ移行する。一方、ＦＢ系統の反応がない場合（ステップＳ０８，Ｎｏ）、再び、ステップＳ００の処理に戻り、運動／感覚刺激制御部２１が、別の運動に対する脳機能の反応を診るために、新たな運動プランを調整し、再設定する。こうして、ｆＭＲＩ画像の収集から能動的運動の指令系統の反応領域に対する分析までが繰り返される。
【００３４】
また、例えば、患者自身が能動的運動を行うことができない場合、リハビリ方法導出部３２ｂは、受動的運動のＦＢ系統の反応領域に対して同様の分析を行い、ステップＳ０５'〜Ｓ０８'を繰り返す。
【００３５】
そして、リハビリ方法導出部３２ｂは、ステップＳ０６〜Ｓ０８、及びステップＳ０６'〜Ｓ０８'の処理の解析結果と、記憶部３３に過去事例ＤＢ（Database）として登録されている過去事例の解析結果とを比較することで、リハビリ方法の候補を導出する（ステップＳ０９）。なお、ステップＳ０９の処理の詳細は、後に詳述する。
【００３６】
続いて、表示制御部３２ａが、ｆＭＲＩ画像と伝達経路図との関係付けを行う（ステップＳ１０）。例えば、表示制御部３２ａは、多時相のｆＭＲＩ画像の時系列方向の変化と、伝達経路図上で反応が伝達する時系列方向の変化との対応関係を表示できるように、両者の対応付けを行う。また、表示制御部３２ａは、複数回に亘ってｆＭＲＩ画像が撮像された場合には、そのそれぞれについて、伝達経路図との対応付けを行う。なお、ステップＳ１０の処理の詳細は、後に詳述する。
【００３７】
その後、表示制御部３２ａは、伝達経路図と、ステップＳ１０で伝達経路図との関係付けを行ったｆＭＲＩ画像と、Ｓ０９で導出されたリハビリ方法の候補と、その他、付加情報を表示部３１に表示する（ステップＳ１１）。なお、ステップＳ１１で表示される表示例の詳細は、後に詳述する。
【００３８】
なお、実施形態は、上述した処理手順に限られるものではない。例えば、ステップＳ０９の処理とステップＳ１０の処理とは逆の順序でもよいし、平行して実行されてもよい。
【００３９】
（リハビリ方法の候補の導出）
図５は、第１の実施形態におけるリハビリ方法の候補の導出処理の処理手順を示す図である。図２のステップＳ０９に対応する。また、図６は、第１の実施形態におけるリハビリ方法の候補の導出処理を説明するための図である。
【００４０】
まず、ステップＳ０９−１において、リハビリ方法導出部３２ｂは、対象患者のｆＭＲＩ画像から、各Ｋｅｙ領域及び各補助的反応領域（以下、補助領域）の信号値（例えば、平均値）を算出し、信号分布パターンを求める。また、リハビリ方法導出部３２ｂは、過去事例ＤＢに登録されたｆＭＲＩ画像それぞれについても、同様の手法によって信号分布パターンを求める。そして、リハビリ方法導出部３２ｂは、対象患者の信号分布パターンと過去事例ＤＢの信号分布パターンとの相関をとり、類似度の高い事例を数例抽出する。
【００４１】
図６上部に、対象患者のｆＭＲＩ画像から得られた信号分布パターンの例を示し、図６下部に、過去事例ＤＢのｆＭＲＩ画像から得られた信号分布パターンの例を示す。なお、棒グラフの黒塗り部分は、リハビリ『前』に収集されたｆＭＲＩ画像の信号値を示し、白塗り部分は、過去事例に基づいて予想される信号値の変化を示し、斜めパターン部分は、リハビリ『後』に収集されたｆＭＲＩ画像の信号値を示す。
【００４２】
なお、リハビリ方法導出部３２ｂによる処理としては、図６に示すグラフを生成することは必ずしも必要ではなく、内部処理として実行されればよい。もっとも、後述するように、表示制御部３２ａは、リハビリ方法導出部３２ｂによる処理の過程で求められた情報を、例えば図６に示すグラフのように可視化して、付加情報として表示部３１に表示してもよい。
【００４３】
図６に示すように、リハビリ方法導出部３２ｂは、対象患者のｆＭＲＩ画像について、Ｋｅｙ領域毎に、また、例えば脳を４つの区域に区分けした補助領域毎に、その信号値を算出し、各領域の信号値を結ぶ信号分布パターンＰ１を求める。そして、リハビリ方法導出部３２ｂは、求めた信号分布パターンＰ１を用いて過去事例ＤＢを検索し、類似度の高い信号分布パターンを示す事例を、過去事例ＤＢから数例選出する。なお、図６下部において点線で示す信号分布パターンＰ２は、信号分布パターンＰ１と同じ信号分布パターンであり、過去事例ＤＢの信号分布パターンと比較するために示すものである。
【００４４】
図６下部において、斜めパターン部分Ｐ３は、この過去事例に対応付けられたリハビリの実際の効果を信号値の増減量として示すものである。そこで、リハビリ方法導出部３２ｂは、例えば、信号の入力値及び出力値を用いて、対象患者においてこのリハビリを行った場合の効果を予測し、図６上部において白塗り部分Ｐ４で示す予測値を求める。なお、図６上部において、斜めパターン部分Ｐ５が、リハビリ『後』に収集されたｆＭＲＩ画像の信号値である。すなわち、図６上部の例では、白塗り部分Ｐ４で示す効果が予測されていたが、実際には、斜めパターン部分Ｐ５で示す効果が測定されたことを示す。
【００４５】
続いて、ステップＳ０９−２において、リハビリ方法導出部３２ｂは、リハビリ方法の候補を導出する。この過去事例ＤＢでは、過去事例の解析結果とリハビリ方法とが対応付けて記憶されている。そこで、リハビリ方法導出部３２ｂは、ステップＳ０９−１で抽出された数例に対応付けられたリハビリ方法を求めることで、リハビリ方法の候補を導出する。更に、リハビリ方法導出部３２ｂは、ステップＳ００で設定された運動の制約にも基づいて、対象患者に適するリハビリ方法の候補を絞り込む。
【００４６】
（ｆＭＲＩ画像と伝達経路図との関係付け）
図７は、第１の実施形態におけるｆＭＲＩ画像と伝達経路図との関係付け処理の処理手順を示す図である。図２のステップＳ１０に対応する。また、図８は、第１の実施形態におけるｆＭＲＩ画像と伝達経路図との関係付け処理を説明するための図である。
【００４７】
まず、ステップＳ１０−１において、表示制御部３２ａは、ｆＭＲＩ画像と伝達経路との時間的な対応付けを行う。例えば、表示制御部３２ａは、時系列に沿った複数のｆＭＲＩ画像間における信号値の変化をＫｅｙ領域毎に解析し、各Ｋｅｙ領域で信号値がピークを示すｆＭＲＩ画像を選出し、選出したｆＭＲＩ画像を、伝達経路図上に示される各Ｋｅｙ領域に対応付ける。
【００４８】
また、ピークを示すｆＭＲＩ画像以外のｆＭＲＩ画像は、時系列的に２つの連続するＫｅｙ領域の間に存在すると考えられる。このため、表示制御部３２ａは、例えば、２つの連続するＫｅｙ領域間の時間をｆＭＲＩ画像の枚数で分割し、各ｆＭＲＩ画像を、伝達経路のある時間の画像として対応付ける。
【００４９】
例えば、図８に示すように、表示制御部３２ａは、連合野がピークを示すｆＭＲＩ画像、高次運動野がピークを示すｆＭＲＩ画像、小脳がピークを示すｆＭＲＩ画像、感覚野がピークを示すｆＭＲＩ画像を選出し、選出したｆＭＲＩ画像を、伝達経路図上に示される連合野、高次運動野、小脳、感覚野に対応付ける。なお、図８においては、点線のパターンの種類で、その対応付けを示す。
【００５０】
また、図８に示すように、連合野がピークを示すｆＭＲＩ画像と、高次運動野がピークを示すｆＭＲＩ画像との間には、２つのｆＭＲＩ画像が存在する。そこで、表示制御部３２ａは、連合野と高次運動野との間の時間を、２枚のｆＭＲＩ画像に対応するように均等に分割し、各ｆＭＲＩ画像を、均等に分割された時間の画像として対応付ける。
【００５１】
なお、例えば、均等に分割された時間に対応付けるのではなく、信号値に基づく比率を用いて対応付けてもよい。この場合、例えば、表示制御部３２ａは、２つの連続するＫｅｙ領域に対応するｆＭＲＩ画像の信号値（ピーク値）と、その間に位置付けられるｆＭＲＩ画像の信号値との間で、その信号の変化をみることで、各ｆＭＲＩ画像が、２つのＫｅｙ領域間のどの位置に位置付けられるか、その比率を求める。そして、表示制御部３２ａは、求めた比率に応じて、各ｆＭＲＩ画像を、伝達経路のある時間の画像として対応付ける。
【００５２】
続いて、ステップＳ１０−２において、表示制御部３２ａは、ｆＭＲＩ画像上の各反応領域を、脳の部位による詳細区分で分類分けする。このように分類分けしておくことで、ステップＳ１１においてｆＭＲＩ画像を表示する際に、表示制御部３２ａは、どの領域が反応しているかを区分単位で提示できる。例えば、表示制御部３２ａは、ステップＳ１１においてｆＭＲＩ画像を表示する際、反応している区分の番号を文字情報として提示してもよい。また、例えば、表示制御部３２ａは、ステップＳ１１においてｆＭＲＩ画像を表示する際、区分の境界を、色付けされたグラフィックの重畳表示等で提示してもよい。
【００５３】
（表示例）
図９は、第１の実施形態における表示例を示す図である。図９に示すように、第１の実施形態に係る表示制御部３２ａは、例えば一画面Ｐ６内に、伝達経路図Ｐ７と、ｆＭＲＩ画像Ｐ８と、信号値の変化を示すグラフＰ９と、リハビリ支援情報Ｐ１１とを表示する。なお、実施形態は図９に示す表示例に限られるものではなく、例えば、表示制御部３２ａは、伝達経路図Ｐ７及びｆＭＲＩ画像Ｐ８を表示する一方で、他のグラフＰ９やリハビリ支援情報Ｐ１１は表示しなくてもよい。あるいは、表示制御部３２ａは、伝達経路図Ｐ７及びｆＭＲＩ画像Ｐ８を表示せず、リハビリ支援情報Ｐ１１のみを表示してもよい。このように、表示制御部３２ａが表示する情報は、運用の形態等に応じて任意に変更できる。また、一画面内の配置も、任意に変更できる。
【００５４】
伝達経路図Ｐ７は、指令に対する反応が各部位に伝達される経路を示す図であり、例えば、図９に示すように、脳の模式図と反応の伝達方向とが示された図である。第１の実施形態に係る表示制御部３２ａは、時系列に沿った複数のｆＭＲＩ画像をシネ表示（例えば、時系列に沿って連続的に２Ｄ表示）する際、所定のｆＭＲＩ画像Ｐ８を表示するタイミングで、伝達経路図Ｐ７に、このｆＭＲＩ画像Ｐ８に描出された反応に対応する伝達位置を示す。表示制御部３２ａは、上述したステップＳ１０−１における時間的な対応付けの結果を用いてこの同期表示を行う。この結果、伝達経路図Ｐ７とｆＭＲＩ画像Ｐ８のシネ表示とを見る者は、伝達経路図Ｐ７に同期して表示されるｆＭＲＩ画像Ｐ８が、伝達経路のどこの状態の画像であるかを把握できる。
【００５５】
例えば、表示制御部３２ａは、現在表示中のｆＭＲＩ画像Ｐ８に同期させて、部位の模式図を強調表示したり、伝達方向を示す矢印の色を変えて強調表示したりする。ｆＭＲＩ画像Ｐ８のシネ表示に同期して、伝達経路図Ｐ７側の強調表示の位置も変化するので、これを見る者は、状態遷移を把握することができる。なお、表示制御部３２ａは、伝達経路Ｐ７図内で使用している脳の模式図も、機能による分類された３区分や、詳細に分類した５２区分等、用途に応じてその表示状態を切り替えてもよい。
【００５６】
また、例えば、表示制御部３２ａは、シネ表示するｆＭＲＩ画像Ｐ８上で、操作者から、ＲＯＩ（Region  Of  Interest）の設定を受け付けてもよい。この場合、表示制御部３２ａは、操作者から設定されたＲＯＩ内部の領域の時系列方向の信号値の変化を、グラフＰ９のように示してもよい。また、例えば、表示制御部３２ａは、ｆＭＲＩ画像Ｐ８が時系列方向に切り替えられることに合わせて、その時系列方向の位置を示すカーソルＰ１０をグラフＰ９上に表示してもよい。
【００５７】
また、例えば、表示制御部３２ａは、リハビリ支援情報Ｐ１１として、リハビリ方法導出部３２ｂによって導出されたリハビリ方法の候補を提示したり、更に、付加情報として、発症から現在までの期間（例えば、急性期であるのか、回復期であるのか）、リハビリの期間や効果、反応領域の比較結果等を表示してもよい。
【００５８】
例えば、表示制御部３２ａは、付加情報として、図６に示したグラフを表示してもよい。このとき、表示制御部３２ａは、計画した運動量と実際の運動量との差から予測されるリハビリの効果を、付加情報としてグラフ上に表示してもよい。また、例えば、表示制御部３２ａは、過去事例を表示する際に、リハビリ前後での反応の変化を、リハビリ効果を示す情報として、グラフ上に表示してもよい。
【００５９】
このように、表示制御部３２ａは、ステップＳ０１〜ステップＳ１０の処理の過程で算出された画像や、指令系統の反応領域、ＦＢ系統の反応領域、補助的反応領域、Ｋｅｙ領域、反応領域や補助的反応領域の信号分布パターン等の情報を、付加情報として更に表示してもよい。
【００６０】
（第１の実施形態の効果）
上述したように、第１の実施形態に係る医用画像表示装置３０は、脳機能画像であるｆＭＲＩ画像と伝達経路図とを関係付けて表示するので、脳卒中の診断に有用な医用情報を提供することができる。すなわち、第１の実施形態に係る医用画像表示装置３０は、多時相のｆＭＲＩ画像をシネ表示しつつ、表示中のｆＭＲＩ画像に描出された反応に対応する伝達位置を伝達経路図上に同期表示する。このため、これを見る者は、表示中のｆＭＲＩ画像が伝達経路のどこの状態の画像であるかを即座に把握できる。
【００６１】
また、第１の実施形態に係る医用画像表示装置３０は、ｆＭＲＩ画像と伝達経路図との関係付けを、ｆＭＲＩ画像の画像解析により自動で行うので、ｆＭＲＩ画像と伝達経路図との同期表示を簡単に実現することができる。
【００６２】
また、第１の実施形態に係る医用画像表示装置３０は、対象患者について収集されたｆＭＲＩ画像の解析結果と過去に収集されたｆＭＲＩ画像の解析結果との比較に基づいて、対象患者に適用するリハビリ方法の候補を導出し、これを表示する。このため、リハビリ支援という観点からも脳卒中の診断に有用な医用情報を提供できる。例えば、医師等は、自らの主観によってリハビリ方法を患者に提案するのではなく、対象患者の定性的、定量的な情報に基づいてリハビリ方法を提案できる。また、リハビリの提案までの時間も短縮されるので、リハビリの開始の遅れや、いわゆる学習された不使用を回避できる。ひいては、患者は、より効果的なリハビリを受けることが可能になる。更に、医用画像表示装置３０によって提供されるリハビリ支援情報が、医師と患者との間で共有されれば、患者のリハビリに対する意欲向上を促し、リハビリに対する相乗効果を期待できる。
【００６３】
更に、リハビリ方法の導出過程において、第１の実施形態に係る医用画像表示装置３０は、問題部位（本来活性化すべきであるが活性化しない部位）や、回復可能性（本来の部位は活性化しないが補助的に反応する部位）、指令系統の反応やフィードバック系統の反応（能動的運動や受動的運動に対する反応）等も求めている。そこで、医用画像表示装置３０は、リハビリ方法の導出過程等で得られたその他の情報も、適宜、付加情報として表示できる。
【００６４】
（その他の実施形態）
なお、実施形態は、上述した実施形態に限られるものではない。
【００６５】
上述した実施形態においては、脳機能画像としてｆＭＲＩ画像を想定したが、実施形態はこれに限られるものではない。例えば、ｆＭＲＩ画像に替えて、ＮＩＲＳ（Near  Infra-Red  Spectoroscopy）画像、脳磁図画像、筋磁図画像等、他の医用画像診断装置による他の方法で脳機能が計測されて生成された脳機能画像、あるいはこれらを統合した情報等を用いてもよい。なお、ｆＭＲＩ画像は、空間分解能が高いため、この点で有効である。
【００６６】
また、上述した実施形態においては、運動指令の伝達経路を例に挙げて説明したが、実施形態はこれに限られるものではなく、例えば、言語指令の伝達経路にも同様に適用できる。
【００６７】
また、上述した実施形態においては、画像処理装置がリハビリ支援情報を表示部に表示する例を説明したが、実施形態はこれに限られるものではない。例えば、画像処理装置は、リハビリ方法の候補やその他の付加情報を、表示せず他の外部装置に出力してもよい。
【００６８】
また、上述した実施形態においては、画像処理装置としてＷＳ（Work  Station）である医用画像表示装置を想定したが、実施形態はこれに限られるものではない。例えば、画像処理装置は、ＰＡＣＳ（Picture  Archiving  and  Communication  System）の画像サーバやビューワ、あるいは電子カルテシステムの各種装置等で実現されてもよい。更に、上述した機能は、ＭＲＩ装置の計算機システムに搭載されるソフトウェアとして実現されてもよい。この場合、画像処理装置は、例えば、ＭＲＩ装置の制御部で実現される。
【００６９】
また、上述した実施形態においては、運動や感覚刺激を制御するために撮像補助装置２０を備える例を説明したが、実施形態はこれに限られるものではない。撮像補助装置２０は、人的作業と置き換えてもよい。また、撮像補助装置２０に運動の結果を計測するための光センサ等の計測器を付加し、実際の運動量を計測してもよい。この場合、例えば、表示制御部３２ａは、撮像補助装置２０からこの計測結果を受け取り、分析の上、付加情報として更に表示してもよい。
【００７０】
以上述べた少なくとも一つの実施形態の画像処理装置によれば、脳卒中の診断に有用な医用情報を提供することができる。
【００７１】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００７２】
１０  ＭＲＩ装置
３２  制御部
３２ａ  表示制御部
３２ｂ  リハビリ方法導出部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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