(57)【要約】      （修正有）【課題】被検体内に金属が含まれる場合であっても、金属境界付近を正しく画像化すると共にＳＮＲを向上させることのできる磁気共鳴イメージング装置を提供する。【解決手段】予め定めた撮像シーケンスに従って複数の高周波パルスを周波数帯域を変化させながら被検体に照射し、被検体から得られた複数のＮＭＲ信号に基づいて複数の画像を取得する画像取得部３１と、複数の画像における注目画素の対応画素の画素値に基づいて、注目画素が、被検体内の金属周辺組織を表す金属周辺画素であるかを判定する画素判定部３２と、画素判定部により注目画素が金属周辺画素であると判定された場合に、複数の前記画像における対応画素の画素値が高い順に予め定めた数の画素の画素値を用いて注目画素について合成を行って合成画像を生成する画像合成部３３と、を備えた磁気共鳴イメージング装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め定めた撮像シーケンスに従って複数の高周波パルスを周波数帯域を変化させながら被検体に照射し、該被検体から得られた複数のＮＭＲ信号に基づいて複数の画像を取得する画像取得部と、
複数の前記画像における注目画素の対応画素の画素値に基づいて、前記注目画素が、前記被検体内の金属周辺組織を表す金属周辺画素であるかを判定する画素判定部と、
該画素判定部により前記注目画素が前記金属周辺画素であると判定された場合に、複数の前記画像における対応画素の画素値が高い順に予め定めた数の画素の画素値を用いて当該注目画素の合成を行って合成画像を生成する画像合成部と、を備えた磁気共鳴イメージング装置。
【請求項２】
請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置において、
前記画像合成部が、前記画素判定部により前記注目画素が前記金属周辺画素でないと判定された場合に、複数の前記画像における前記注目画素の対応画素が所定の閾値以上の画素値を示す画素の画素値を用いて当該注目画素の合成を行う磁気共鳴イメージング装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の磁気共鳴イメージング装置において、
前記画素判定部が、複数の前記画像における前記注目画素の対応画素の画素値に基づいて、前記注目画素が背景領域を示す背景画素であるかを判定し、
前記画像合成部が、前記画素判定部により前記注目画素が背景画素であると判定された場合に、複数の前記画像における前記注目画素の複数の対応画素の画素値が最大値を示す画素の画素値を用いて当該注目画素の合成を行う磁気共鳴イメージング装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の磁気共鳴イメージング装置において、
前記画像合成部による画像合成の際に適用する画像に対して、画素毎に重み係数を決定する重み決定部をさらに備え、
前記画像合成部が、前記重み決定部により決定された重み係数を適用して合成を生成する磁気共鳴イメージング装置。
【請求項５】
請求項４に記載の磁気共鳴イメージング装置において、
前記重み決定部が、前記注目画素の複数の対応画素のうち画素値が高い順により大きい重み係数を決定する磁気共鳴イメージング装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載の磁気共鳴イメージング装置において、
前記画素判定部が、前記注目画素について、複数の前記画像における対応画素の画素値を画素値の高い順に並べ替えた画素値分布を生成し、画素値分布の形状に基づいて前記注目画素が金属周辺画素であるかを判定する磁気共鳴イメージング装置。
【請求項７】
予め定めた撮像シーケンスに従って複数の高周波パルスを周波数帯域を変化させながら被検体に照射し、該被検体から得られた複数のＮＭＲ信号に基づいて複数の画像を取得するステップと、
複数の前記画像における注目画素の対応画素の画素値に基づいて、前記注目画素が、前記被検体内の金属周辺組織を表す金属周辺画素であるかを判定するステップと、
前記注目画素が前記金属周辺画素であると判定された場合に、複数の前記画像における対応画素の画素値が高い順に予め定めた数の画素の画素値を用いて当該注目画素の合成を行って合成画像を生成するステップと、を備えた画像処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検体中の水素や燐等からの核磁気共鳴（以下、「ＮＭＲ」という）信号を測定し、核の密度分布や緩和時間分布等を画像化する核磁気共鳴イメージング（以下、「ＭＲＩ」という）装置及び画像処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、被検体、特に人体の組織を構成する原子核スピンが発生するＮＭＲ信号を計測し、その頭部、腹部、四肢等の形態や機能を２次元的に或いは３次元的に画像化するＭＲＩ装置が知られている。ＭＲＩ装置での撮影においては、傾斜磁場を生じさせ、被検体に高周波パルス（以下、「ＲＦパルス」という）を照射し、磁気共鳴させることによって被検体から得られるＮＭＲ信号を測定し、これを２次元又は３次元フーリエ変換することにより画像を取得する。
【０００３】
計測したＮＭＲ信号は、ｋ空間と呼ばれるメモリ上のデータ空間に配置され、ｋ空間データと呼ばれる。基本的なＭＲＩ撮像は、１回の計測で取得したｋ空間データをフーリエ変換し、再構成された画像を読影に用いる。近年、多様な目的のため、１回の計測で複数のｋ空間データを取得し、夫々フーリエ変換して画像化した後に、これらの画像を合成して画像を得る技術がある。例えば、特許文献１には、１回の計測中に励起周波数を変更しながら複数のｋ空間データを取得し、得られた複数の画像を合成することで、被検体内にインプラント等の金属がある場合でも金属の境界周辺まで画像化するＭＲＩ装置が開示されている（以下、このような計測技術について「金属対応計測」という）。また、特許文献１には、金属対応計測に関して取得した複数画像を合成する際に、ＭＩＰ（Maximum Intensity Projection；最大値投影）やＳＯＳ（Sum Of Square；二乗和合成）を用いることが開示されている。
ここで、ＭＩＰによる画像合成を（１）式に、また、ＳＯＳによる画像合成を（２）式に示す。
【０００４】
【数１】
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【０００５】
【数２】
2018068954.tif 000004
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第７８２１２６４号明細書
【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、特許文献１に開示されたＭＲＩ装置のように金属対応計測において１回の計測で取得した複数の画像を合成する場合、複数画像間での画素値分布によっては、ＭＩＰまたはＳＯＳを用いると、金属境界付近が正しく画像化できなかったり、ＳＮＲ（Signal to Noise Ratio；信号雑音比）が低下したりする虞がある。
【０００８】
一般に、金属対応計測では１回の計測で取得した複数の画像において、金属境界付近の画素は金属の影響により組織信号が複数画像に分割され、背景ノイズに相当する画素は複数画像のすべての画像でランダムな雑音信号となる。このような複数画像について、画像合成を行う場合には以下のような問題がある。
【０００９】
例えば、ＭＩＰにより画像合成を行うと、分割された組織信号のうち最大のものだけが合成画像に反映されるので、合成画像には本来境界付近の画素に含まれるべき組織信号が少なくなってしまう。従って、合成画像においては、金属境界付近が正しく画像化されていないこととなる。
【００１０】
一方、例えば、ＳＯＳにより画像合成を行うと、雑音信号が二乗で加算されるので、背景ノイズが過剰に高信号になり合成画像のＳＮＲが低下してしまう。このように、金属対応計測を行う場合に、複数画像間での組織信号や雑音信号の分布によって、得られた合成画像の画質が低下してしまう虞がある。
【００１１】
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、被検体内に金属が含まれる場合であっても、金属境界付近を正しく画像化すると共にＳＮＲを向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明の一態様は、予め定めた撮像シーケンスに従って複数の高周波パルスを周波数帯域を変化させながら被検体に照射し、該被検体から得られた複数のＮＭＲ信号に基づいて複数の画像を取得する画像取得部と、複数の前記画像における注目画素の対応画素の画素値に基づいて、前記注目画素が、前記被検体内の金属周辺組織を表す金属周辺画素であるかを判定する画素判定部と、該画素判定部により前記注目画素が前記金属周辺画素であると判定された場合に、複数の前記画像における対応画素の画素値が高い順に予め定めた数の画素の画素値を用いて当該注目画素の合成を行って合成画像を生成する画像合成部と、を備えた磁気共鳴イメージング装置を提供する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、被検体内に金属が含まれる場合であっても、金属境界付近を正しく画像化すると共にＳＮＲを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るＭＲＩ装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係るＭＲＩ装置における金属対応計測処理によって取得される合成画像の参考例を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係るＭＲＩ装置における金属対応計測処理のフローチャートである。
【図４】本発明の第１の実施形態に係るＭＲＩ装置によって生成されるグラフであり、（Ａ）は撮影順に並べた画素値と画像番号との分布を示すグラフであり、（Ｂ）は（Ａ）を画素値順にソートすることに得られた画素値分布である。
【図５】（Ａ）〜（Ｃ）は、複数の画像の対応画素から得られた画素値分布から画素の特性を判断するための説明図である。
【図６】（Ａ）および（Ｂ）は、金属周辺画素に閾値を設定して合成枚数を定めるための説明図である。
【図７】（Ａ）および（Ｂ）は、金属周辺でない画素に閾値を設定して合成枚数を定めるための説明図である。
【図８】本発明の第１の実施形態の変形例に係るＭＲＩ装置の概略構成を示すブロック図である。
【図９】合成対象画素に対する重み係数の例を示すグラフである。
【図１０】本発明の第２の実施形態に係るＭＲＩ装置における金属対応計測処理のフローチャートである。
【図１１】本発明の第１及び第２の実施形態に係るＭＲＩ装置におけるユーザインターフェースの例を示す画面例である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１６】
本発明の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置（以下、単にＭＲＩ装置という）は、予め定めた撮像シーケンスに従って複数の高周波パルスを周波数帯域を変化させながら被検体に照射し、該被検体から得られた複数のＮＭＲ信号に基づいて複数の画像を取得する画像取得部と、複数の前記画像における注目画素の対応画素の画素値に基づいて、前記注目画素が、前記被検体内の金属周辺組織を表す金属周辺画素であるかを判定する画素判定部と、該画素判定部により前記注目画素が前記金属周辺画素であると判定された場合に、複数の前記画像における対応画素の画素値が高い順に予め定めた数の画素の画素値を用いて当該注目画素の合成を行って合成画像を生成する画像合成部と、を備えている。
【００１７】
また、画像合成部が、画素判定部により注目画素が前記金属周辺画素でないと判定された場合に、複数の画像における注目画素の対応画素が所定の閾値以上の画素値を示す画素の画素値を用いて当該注目画素の合成を行う。
【００１８】
＜第１の実施形態＞
具体的には、図１に示すように、本発明の第１の実施形態に係るＭＲＩ装置は、静磁場発生系２、傾斜磁場発生系３、送信系５、受信系６、信号処理系７、シーケンサ４、及び中央処理装置（ＣＰＵ）８を備えている。
【００１９】
静磁場発生系２は、垂直磁場方式であれば、被検体１の周りの空間にその体軸と直交する方向に、水平磁場方式であれば、体軸方向に均一な静磁場を発生させる。被検体１の周りに永久磁石方式、常電導方式あるいは超電導方式の静磁場発生源を配置することにより静磁場発生系２を実現する。
【００２０】
傾斜磁場発生系３は、ＭＲＩ装置の座標系（静止座標系）であるＸ，Ｙ，Ｚの３軸方向の傾斜磁場を印加する傾斜磁場コイル９と、各傾斜磁場コイル９を駆動する傾斜磁場電源１０とを備えている。後述するシ−ケンサ４からの命令に従ってそれぞれのコイルの傾斜磁場電源１０を駆動することにより、Ｘ，Ｙ，Ｚの３軸方向に傾斜磁場Ｇｘ，Ｇｙ，Ｇｚを印加する。撮影時には、スライス面（撮影断面）に直交する方向にスライス方向傾斜磁場パルス（Ｇｓ）を印加して被検体１に対するスライス面を設定し、そのスライス面に直交して且つ互いに直交する残りの２つの方向に位相エンコード方向傾斜磁場パルス（Ｇｐ）と周波数エンコード方向傾斜磁場パルス（Ｇｆ）を印加して、エコー信号にそれぞれの方向の位置情報をエンコードする。
【００２１】
シーケンサ４は、高周波磁場パルス（以下、「ＲＦパルス」という）と傾斜磁場パルスを所定のパルスシーケンスで繰り返し印加するように制御する。シーケンサ４は、後述するＣＰＵ８の制御で動作し、被検体１の断層画像のデータ収集に必要な種々の命令を送信系５、傾斜磁場発生系３、及び受信系６に送信する。
【００２２】
送信系５は、被検体１の生体組織を構成する原子の原子核スピンに核磁気共鳴を起こさせるために、被検体１にＲＦパルスを照射するものであり、高周波発振器１１、変調器１２、高周波増幅器１３、及び送信側の高周波コイル（送信コイル）１４ａを備えている。高周波発振器１１から出力された高周波パルスをシーケンサ４からの指令によるタイミングで変調器１２により振幅変調し、この振幅変調された高周波パルスを高周波増幅器１３で増幅した後に被検体１に近接して配置された高周波コイル１４ａに供給することにより、ＲＦパルスが被検体１に照射される。
【００２３】
受信系６は、被検体１の生体組織を構成する原子核スピンの核磁気共鳴により放出されるエコー信号（ＮＭＲ信号）を検出するものであり、受信側の高周波コイル（受信コイル）１４ｂ、信号増幅器１５、直交位相検波器１６、及びＡ／Ｄ変換器１７を備えている。送信側の高周波コイル１４ａから照射された電磁波によって誘起された被検体１の応答のＮＭＲ信号が、被検体１に近接して配置された高周波コイル１４ｂで検出され、信号増幅器１５で増幅された後、シーケンサ４からの指令によるタイミングで直交位相検波器１６により直交する二系統の信号に分割され、それぞれがＡ／Ｄ変換器１７でディジタル量に変換されて、信号処理系７に送られる。
【００２４】
信号処理系７は、各種データ処理と処理結果の表示及び保存等を行うものであり、ＣＰＵ８と、ＲＡＭ、ＲＯＭ等の記憶装置１８と、磁気ディスク、光ディスク等の外部記憶装置１９と、ＣＲＴ等のディスプレイ２０とを備えている。
ＣＰＵ８は、ＭＲＩ装置全体を制御し、ＣＰＵ８に受信系６からのデータが入力されると、ＣＰＵ８において信号処理、画像再構成等の処理を実行し、その結果である被検体１の断層画像をディスプレイ２０に表示すると共に、外部記憶装置の磁気ディスク１８等に記録する。
【００２５】
すなわち、ＣＰＵ８は、撮像制御部３０、画像取得部３１、画素判定部３１、画像合成部３３の機能を実現する。これらの機能は、記憶装置１８内のプログラムをＣＰＵにより読み込んで実行することによりソフトウェアとして実現することもでき、また、ＡＳＩＣ等のハードウェアにより実現することもできる。
【００２６】
撮像制御部３０は、後述する入力部２３により入力された撮像条件に基づく撮像シーケンスに従って撮像を制御するためにシーケンサ４を制御する。特に、撮像制御部３０は、本実施形態においては、金属対応計測として、予め定めた撮像シーケンスに従って一度の撮影（計測）において高周波パルスを変化させながら被検体に照射して複数のＮＭＲ信号を取得するようシーケンサ４を制御する。
【００２７】
画像取得部３１は、取得したＮＭＲ信号に対して再構成等の各種処理を行う。特に、金属対応計測において取得した複数の画像に対して夫々再構成を行い、画像を取得する。
画素判定部３２は、処理を行う注目画素がどのような組織に属する画素であるかを判定する。具体的には、画素判定部３２は、金属対応計測において得られた複数の画像における注目画素の対応画素の画素値に基づいて、その注目画素が被検体に埋め込まれた金属周辺組織を表す金属周辺画素であるかを判定する。
【００２８】
画像合成部３３は、画像取得部３１により金属対応計測において得られた複数の画像を合成し、一枚の合成画像を生成する。このとき、画像合成部３３は、画素判定部３２により金属周辺画素と判定された画素については、複数の画像における対応画素の画素値が高い順に予め定めた数の画素の画素値を適用して注目画素の合成を行う。
【００２９】
また、画像合成部３３は、画素判定部３２により注目画素が金属周辺画素でない（金属周辺から遠い画素）と判定された場合には、複数の画像における注目画素の対応画素が所定の閾値よりも高い画素値を示す画素の画素値を適用して注目画素についての画素値を生成することにより合成を行う。そして、画像合成部３３は、例えば図２に示すような一枚の合成画像１００を取得する。なお、図２では、合成画像１００中に、被検体に埋め込まれた金属を示す領域１０１、金属周辺組織を示す領域１０２、金属から離れた領域１０３、背景（雑音）を示す領域１０４が含まれている。
【００３０】
操作部２５は、ＭＲＩ装置の各種制御情報や上記信号処理系７で行う処理の制御情報を入力するものであり、入力部２３を備えている。入力部２３としては、マウス、キーボード又はトラックボール等の入力デバイスを１つ又は複数組み合わせて適用することができる。また、入力部２３は撮像条件の入力を受け付け、入力された撮像条件をＣＰＵ８に送信する。ここで、撮像条件には、撮像対象の部位、シーケンス、スライス厚、ＧＡＰ、撮像範囲等が含まれる。
操作部２５を、ディスプレイ２０に近接して配置することで、操作者がディスプレイ２０を見ながら操作部２５を介してインタラクティブにＭＲＩ装置の各種処理を制御することができる。
【００３１】
なお、図１において、送信側の高周波コイル１４ａと傾斜磁場コイル９は、被検体１が挿入される静磁場発生系２の静磁場空間内に、垂直磁場方式であれば被検体１に対向して、水平磁場方式であれば被検体１を取り囲むようにして設置されている。また、受信側の高周波コイル１４ｂは、被検体１に対向して、或いは取り囲むように設置されている。
【００３２】
現在ＭＲＩ装置の撮像対象核種は、臨床で普及しているものとしては、被検体の主たる構成物質である水素原子核（プロトン）である。プロトン密度の空間分布や、励起状態の緩和時間の空間分布に関する情報を画像化することで、人体頭部、腹部、四肢等の形態または、機能を２次元もしくは３次元的に撮像する。
【００３３】
このように構成されたＭＲＩ装置における、金属対応計測処理について図３のフローチャートに従って説明する。
まず、金属対応計測処理の開始に先立って、ＭＲＩ装置に被検体登録を行う。具体的には、入力部２３が、操作者による被検体の氏名、年齢、等被検体に係る情報の入力を受け付ける。入力部２３は、入力された被検体情報をＣＰＵ８に送信し、ＣＰＵ８が被検体情報を記憶装置１８等に記憶させることによりＭＲＩ装置に対して被検体登録を行う。そして、入力部２３が操作者による金属対応計測に係る撮像条件の入力を受け付け、ＣＰＵ８が入力部２３から撮像条件を受け取り、撮像条件に基づく撮像シーケンスを設定し、金属対応計測に係る撮像が開始される。
【００３４】
ステップＳ１１において、画像取得部３１が、受信系６により異なる複数の周波数帯域の高周波パルスを照射するパルスシーケンスによって得られた複数のＮＭＲ信号に基づいて、夫々再構成等の必要な処理を行い、複数の画像を取得する。
次のステップＳ１２では、画素判定部３２が、ステップＳ１１で取得した複数の画像において、注目画素の対応画素を、例えば図４（Ａ）に示すように、撮影順に並べた画素値と画像番号との分布を示すグラフを生成する。さらに、図４（Ａ）を画素値順にソートすることにより、例えば図４（Ｂ）に示すような画素値分布を生成する。
【００３５】
続いて、ステップＳ１３では、画素判定部３２が、ステップＳ１２で生成された図４（Ｂ）の画素値分布に基づいて、画素値分布の半値幅が所定値以上であるか否かを判定する。判定の結果、半値幅が所定値以上である場合にはステップＳ１４に進み、半値幅が所定値より下回っている場合にはステップＳ１５に進む。
【００３６】
ステップＳ１３で画素値分布の半値幅が所定値以上であるか否かを判定することにより、注目画素が金属周辺組織を示す金属周辺画素であるか否かを判定することができる。ここで、金属周辺組織は、図５（Ａ）に示すように、高周波パルスの周波数帯域を変化させながら複数の画像を取得した場合に、対応画素の画素値はなだらかに変化する特性を有する。一方、金属周辺画素でない、例えば、金属周辺から離れた画素は図５（Ｂ）に示すように、特定の数枚の画像のみが高い画素値を示すのみで、これ以外の対応画素の画素値は無視できるほど低い画素値を示す。また、背景（雑音）に相当する画素は、図５（Ｃ）に示すように対応画素が略全て同程度の画素値を示す特性を有している。
【００３７】
そこで、画素判定部３２は、この画素値分布の半値幅が所定値以上であるか否かを判定することにより注目画素が金属周辺画素であるか否かを判定することができる。
従って、ステップＳ１３における判定で、半値幅が所定値以上である場合には金属周辺画素であると判定され（ステップＳ１４）、半値幅が所定値より下回っている場合には金属周辺画素ではないと判定される（ステップＳ１５）。
【００３８】
ステップＳ１６では、画像合成部３３が金属周辺画素について、複数の画像における対応画素の画素値が高い順に予め定めた数の画素の画素値を適用して合成を行う。具体的には、以下のように画像合成が行われる。対応画素の画素値が高い順、すなわち、画素値順にソートして生成した画素値分布の上位にあたる画素のうち、予め定めた数の画素を選択して合成に適用し、下位の画素は合成に適用しない。
【００３９】
まず、合成処理に用いる境界の順位を閾値Ｔｏｒｄｅｒとして決定する（図６（Ａ））。なお、閾値Ｔｏｒｄｅｒを定める上位の画素数は経験的に定数として定めることができる他、画素値順方向の画素値分布に基づいて定めることもできる。そして、図６（Ａ）中、閾値Ｔｏｒｄｅｒを境界として、画素値分布の下位にあたる画素については合成に適用せず、上位にあたる画素についてのみ合成に適用する。
【００４０】
すなわち、以下に示す式（３）のように、これは画素値分布において閾値Ｔｏｒｄｅｒ以上となる画素に重み係数を１．０、閾値Ｔｏｒｄｅｒ未満となる画素について重み係数を０．０としていることと等価である（図６（Ｂ））。このように重み係数を決定することで、画素値が高い順にソートして画素値分布を生成したときに、下位になる画素値が合成されないため、雑音信号が過剰に合成されるのを防ぐことができる。
【００４１】
【数３】
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【００４２】
なお、このようにして決定した合成に適用する画素の画素値を用いて、例えば二乗和合成を行うことにより、注目画素が金属周辺画素である場合の画像合成が完了する。
【００４３】
一方、ステップＳ１７では、ステップＳ１５で注目画素が金属周辺画素ではないと判定されたことを受けて、複数の画像の注目画素の対応画素が所定の閾値以上の画素値を示す画像を適用して注目画素について画像合成を行う。
このため、先ず、図７（Ａ）に示すように、閾値Ｔｖａｌｕｅを決定する。閾値Ｔｖａｌｕｅは組織信号と雑音信号を区別することにより、雑音信号が過剰に合成されるのを防ぐために決定する。この決定方法は、計測した画像から作成したヒストグラムを用いる判別分析法や、背景ノイズ領域の平均値および標準偏差などを用いる方法、画素値順方向の画素値分布に基づいて定める方法、また簡易的に最大画素値の１０％などから求める方法などがある。また、閾値Ｔｖａｌｕｅは計測した複数画像の対応画素全てを用いて定めることができる他、複数画像のうち画像全体の特性を表している一部の画像を用いて定めることもできる。
【００４４】
そして、計測した複数の画像における対応画素のうち、画素値が閾値Ｔｖａｌｕｅ以上である画素を画像合成に適用する。一方、計測した複数の画像における対応画素のうち、画素値が閾値Ｔｖａｌｕｅ未満である画素は画像合成に適用しない。合成に適用する画像と合成に適用しない画像は、図７（Ａ）のようになる。
つまり、以下に示す式（４）のように、閾値Ｔｖａｌｕｅ以上の画素値を示す画素に重み係数を１．０、閾値Ｔｖａｌｕｅ以上未満の画素値を示す画素について重み係数を０．０としていることと等価である（図７（Ｂ））。このように重み係数を決定することで、画素値が閾値未満の画像が合成されないため、雑音信号が過剰に合成されるのを防ぐことができる。
【００４５】
【数４】
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【００４６】
このようにして決定した合成に適用する画素を用いて、例えば二乗和合成を行うことにより、注目画素が金属周辺画素でない場合の画像合成が完了する。
【００４７】
ステップＳ１８では、ステップＳ１６における金属周辺画素の合成結果及びステップＳ１７における金属周辺画素でない画素の合成結果に基づいて、最終的に一枚の合成画像を生成し、金属対応計測を終了する。
【００４８】
このように本実施形態によれば、注目画素がどのような特性であるか、すなわち、注目画素の属する領域に応じて適切な画像合成を行うことで、画質の向上に寄与する画像をもれなく合成すると共に、画質を低下させる恐れのある画像の合成を抑制することができる。したがって、被検体内に金属が含まれる場合であっても、金属境界付近をも正しく画像化することができ、ＳＮＲを向上させることができる。
【００４９】
（変形例）
上述した第１の実施形態に係るＭＲＩ装置では、金属周辺画素については、対応画素の画素値が高い順、すなわち、画素値順にソートして生成した画素値分布の上位にあたる予め定めた数の画素を合成に適用し、それ以外の画素は画像合成に適用しないこととした。また、金属周辺でない画素には、注目画素の対応画素が所定の閾値以上の画素値を示す画像を画像合成に適用し、閾値よりも低い画素値を示す画素について画像合成に適用しないこととした。
【００５０】
すなわち、何れも、画像合成に適用する画素についての重み係数を１．０とし、画像合成に適用しない画素についての重み係数を０としたが、重み係数は適宜決定することができる。本変形例では、重み係数を適宜定める例について説明する。例えば、図８に示すように、中央処理装置（ＣＰＵ）が、重み決定部３４をさらに備える構成とすることができ、重み決定部３４により重み係数を算出し定めることができる。
【００５１】
まず、金属周辺画素について、閾値Ｔｏｒｄｅｒを境界として、画像合成に適用する複数の画像における対応画素に対する重み係数を決定する。各対応画素の重み係数は、ソートした画素値分布と閾値の関数として一般化され、以下の式（５）のように表すことができる。
【００５２】
【数５】
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但し、ｇは、ソート順と閾値Ｔｏｒｄｅｒを入力したときに対応する重み係数を出力する関数であり、画素値が高い順に並べた画素値分布において上位の領域（組織信号）が大きい重み係数に、下位の領域（雑音信号）が小さい重み係数となるような関数とする。例えば、図９に示すように、画素値が低くなるにつれて階段状に徐々に小さくなるように重み係数を定めることができる。また、以下の式（６）のように表すこともできる。
【００５３】
【数６】
2018068954.tif 000008
このように、閾値Ｔｏｒｄｅｒに基づいて定めた重み係数により重み付けした上で、二乗和合成等の画像合成を行うことにより、組織信号を効率良く合成でき、また雑音信号が過剰に合成されるのを防ぐことができる。
【００５４】
また、金属周辺でない（金属周辺から遠い）画素の場合には、計測した複数の画像における対応画素の画素値と閾値Ｔｖａｌｕｅを用いて、各対応画素の重み係数を決定する。各画像における対応画素の重み係数は、計測した画像の画素値と閾値Ｔｖａｌｕｅの関数として一般化され、以下に示す式（７）のように表すことができる。
【００５５】
【数７】
2018068954.tif 000009
但し、ｆは、計測した画像の画素値と閾値Ｔｖａｌｕｅを入力したときに対応する重み係数を出力する関数であり、画素値の高い領域（組織信号）が大きく、画素値の低い領域（雑音信号）が小さい重み係数となるような関数である。例えば、図９に示すように、画素値が低くなるにつれて階段状に徐々に小さくなるように重み係数を定めることができる。また、以下の式（８）のように表すこともできる。
【００５６】
【数８】
2018068954.tif 000010
このように、閾値Ｔｖａｌｕｅに基づいて定めた重み係数により重み付けした上で、二乗和合成等の画像合成を行うことにより、組織信号を効率良く合成でき、また雑音信号が過剰に合成されるのを防ぐことができる。
【００５７】
＜第２の実施形態＞
以下、本発明の第２の実施形態について説明する。上述した第１の実施形態に係るＭＲＩ装置では、画素判定部３２により注目画素が金属周辺画素であるか否かを判定し、その結果に基づいて合成手法を異ならせる例について説明した。本実施形態においては、画素判定部３２が、注目画素が背景領域を示す背景画素であるかを判定し、金属周辺画素からなる領域、金属周辺から遠い組織の領域、及び背景画素からなる領域のそれぞれに適した合成手法を適用する。
【００５８】
なお、本実施形態におけるＭＲＩ装置の構成は上記した第１の実施形態におけるＭＲＩ装置と同様であり、背景画素の判定及び背景画素についての合成処理以外の処理についても同様であるので、それらの説明を省略する。
本実施形態に係るＭＲＩ装置における、金属対応計測処理について図１０のフローチャートに従って説明する。以下の説明において、上記第１の実施形態に係るＭＲＩ装置における金属対応計測処理と同様の処理については説明を省略する。
【００５９】
まず、金属対応計測処理の開始に先立って、ＭＲＩ装置に被検体登録を行い、ステップＳ２１で、画像取得部３１が、金属対応計測に係る撮像によって得られた複数のＮＭＲ信号に基づいて、複数の画像を取得する。続いてステップＳ２２において、注目画素と複数の画像における対応画素を、撮影順に並べた画素値と画像番号との分布を示すグラフを生成し（図４（Ａ））、さらにこれを画素値順にソートして画素値分布を生成する（図４（Ｂ））。ステップＳ２３では、画素判定部３２が、複数の画像における各対応画素のうち、最大画素値が所定の閾値を超えるか否かを判定する。
【００６０】
この判定において、最大画素値が所定の閾値を超えない場合にはステップＳ２４に進み、超える場合にはステップＳ２５に進む。上述したように、背景（雑音）に相当する画素は、図５（Ｃ）に示すように対応画素が略全て同程度の画素値を示す特性を有している。このため、ステップＳ２４では、最大画素値を示す画素の画素値が所定の閾値を超えないと判定された画素について背景画素と判定する。画素判定部３２により注目画素が背景画素と判定された場合には、ステップＳ２６に進み、当該画素について画像合成部３３が最大値投影を行う。すなわち、複数の対応画素の画素値のうち、最大値を示す画素値を注目画素の画素値とする。
【００６１】
一方、ステップＳ２３の判定において最大画素値を示す画素の画素値が所定の閾値を超えたと判定された場合には、ステップＳ２５において、図４（Ｂ）の画素値分布に基づいて、画素値分布の半値幅が所定値以上であるか否かを判定する。判定の結果、半値幅が所定値以上である場合にはステップＳ２７に進み金属周辺画素と判定し、半値幅が所定値より下回っている場合にはステップＳ２９に進み金属周辺画素でないと判定する。
【００６２】
ステップＳ２７で金属周辺画素と判定された場合には、ステップＳ２８で複数の画像のうち、対応画素の画素値が高い順に予め定めた数の画素を適用して合成を行う。また、ステップ２９で金属周辺画素でないと判定された場合には、ステップＳ３０に進み、複数の画像のうち、注目画素の対応画素が所定の閾値以上の画素値を示す画素を適用して注目画素について画像合成を行う。画像合成処理の詳細は、上述した第１の実施形態と同様であるのでここでの説明は省略する。
【００６３】
ステップＳ３１では、ステップＳ２６における最大値投影の結果、ステップＳ２８における金属周辺画素の合成結果及びステップＳ３０における金属周辺画素でない画素の合成結果に基づいて、最終的に一枚の合成画像を生成し、金属対応計測を終了する。
【００６４】
このように本実施形態によれば、注目画素がどのような特性であるか、すなわち、注目画素の属する領域に応じて適切な画像合成を行うことで、画質の向上に寄与する画像をもれなく合成すると共に、画質を低下させる恐れのある画像の合成を抑制することができる。したがって、被検体内に金属が含まれる場合であっても、金属境界付近をも正しく画像化することができ、ＳＮＲを向上させることができる。
【００６５】
上述した各実施形態に係るＭＲＩ装置において、上述した領域毎の合成は自動的に行うことができる。また、例えば、図１１に示すようなユーザインターフェースを通じて、ユーザにより各組織の合成方法を指定することもできる。この場合、ユーザが、上述した合成方法のうち、最適と思われるものを各組織に割り当てる。これは画像の計測前に指定しても良いが、画像の計測後に合成結果を確認しながら合成することもできる。これによりユーザが当該画像において最適な合成方法を探しながら合成画像を確認することもできる。
【００６６】
また、上述した例では、画素値分布を基準に合成方法を切り替える例を示したが、画素値分布以外にも調整目的などであらかじめ取得している情報、例えば共鳴周波数スペクトル形状（高さ、半値幅）、ノイズレベルなどを用いて、計測画像の特性を推定し、合成結果が最適となるように合成方法（重み係数）を切り替えることもできる。
【符号の説明】
【００６７】
２・・・静磁場発生系、３・・・傾斜磁場発生系、４・・・シーケンサ、５・・・送信系、６・・・受信系、７・・・信号処理系、８・・・中央処理装置（ＣＰＵ）、９・・・傾斜磁場コイル、１０・・・傾斜磁場電源、１１・・・高周波発振器、１２・・・変調器、１３・・・高周波増幅器、１４ａ，１４ｂ・・・高周波コイル、１５・・・信号増幅器、１６・・・直交位相検波器、１７・・・Ａ／Ｄ変換器、１８・・・記憶装置、１９・・・外部記憶装置、２０・・・ディスプレイ、２３・・・入力部、２５・・・操作部、３０・・・撮像制御部、３１・・・画像取得部、３２・・・画素判定部、３３・・・画像合成部、３４・・・重み決定部
【図１】
2018068954.tif 000011
【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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【図１０】
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【図１１】
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