(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
運動検出勾配磁場パルスの印加方向又は拡散感度係数が異なる複数の拡散強調画像から、所定の条件を満たす拡散強調画像を選択する選択部と、
選択された拡散強調画像と、前記拡散感度係数が基準値である基準画像との位置合わせを行って、前記選択された拡散強調画像を補正する第１補正部と、
補正された拡散強調画像と、前記複数の拡散強調画像のうちの他の拡散強調画像それぞれとの位置合わせを行って、当該他の拡散強調画像のそれぞれを補正する第２補正部と
を備える、画像処理装置。
【請求項２】
前記第１補正部は、前記基準画像として、前記拡散感度係数が０である画像を用いて、前記選択された拡散強調画像を補正する、
請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記選択部は、前記所定の条件として、前記複数の拡散強調画像それぞれの歪み度及び構成鮮明度に基づいて、選択する、
請求項１又は２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記複数の拡散強調画像のうち、少なくとも一部の拡散強調画像の平均画像を決定する決定部と、
前記複数の拡散強調画像それぞれと、前記平均画像とに基づいて、それぞれの拡散強調画像の構成鮮明度を推定する構成鮮明度推定部と
を更に備える、請求項３に記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記構成鮮明度推定部は、それぞれの拡散強調画像と、前記平均画像との間の差分二乗和に基づいて、各拡散強調画像の構成鮮明度を推定する、
請求項４に記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記複数の拡散強調画像それぞれの局所分散図に基づいて、各拡散強調画像の構成鮮明度を推定する構成鮮明度推定部を
更に備える、請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項７】
前記複数の拡散強調画像のうち、少なくとも一部の拡散強調画像の平均画像を決定する決定部と、
前記複数の拡散強調画像それぞれと、前記平均画像とに基づいて、各拡散強調画像の歪み度を推定する歪み度推定部と
を更に備える、請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項８】
前記歪み度推定部は、
前記複数の拡散強調画像それぞれの重心点と、前記平均画像の重心点との間の位置の違いに基づいて、各拡散強調画像の前記歪み度のオフセット成分を推定し、
前記複数の拡散強調画像それぞれの主軸と、前記平均画像の主軸との間の角度の違いに基づいて、各拡散強調画像の前記歪み度の回転成分を推定する、
請求項７に記載の画像処理装置。
【請求項９】
前記複数の拡散強調画像それぞれと、前記基準画像との間の類似度をそれぞれ決定する決定部を更に備え、
前記選択部は、前記所定の条件として、前記類似度に基づいて、選択する、
請求項１又は２に記載の画像処理装置。
【請求項１０】
前記第１補正部及び前記第２補正部によって補正された複数の拡散強調画像を用いて、拡散テンソル画像を生成する生成部を更に備える、
請求項１〜９のいずれか一つに記載の画像処理装置。
【請求項１１】
前記選択部は、前記所定の条件として、構成鮮明度、又は、前記拡散感度係数が基準値である基準画像と各拡散強調画像との類似度に基づいて、前記拡散強調画像を選択する、
請求項１〜１０のいずれか一つに記載の画像処理装置。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか一つに記載の画像処理装置を備える、
磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１３】
運動検出勾配磁場パルスの印加方向又は拡散感度係数が異なる複数の拡散強調画像から、所定の条件を満たす拡散強調画像を選択し、
選択された拡散強調画像と、前記拡散感度係数が基準値である基準画像との位置合わせを行って、選択された拡散強調画像を補正し、
補正された拡散強調画像と、前記複数の拡散強調画像のうちの他の拡散強調画像それぞれとの位置合わせを行って、当該他の拡散強調画像のそれぞれを補正する
ことを含む、画像処理方法。
【請求項１４】
運動検出勾配磁場パルスの印加方向又は拡散感度係数が異なる複数の拡散強調画像から、所定の条件を満たす拡散強調画像を選択し、
選択された拡散強調画像と、前記拡散感度係数が基準値である基準画像との位置合わせを行って、選択された拡散強調画像を補正し、
補正された拡散強調画像と、前記複数の拡散強調画像のうちの他の拡散強調画像それぞれとの位置合わせを行って、当該他の拡散強調画像のそれぞれを補正する
各処理をコンピュータに実行させる、画像処理プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、医用画像処理に関し、より具体的には、拡散強調画像に対して補正を行う画像処理装置、画像処理方法、画像処理プログラム及び磁気共鳴イメージング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
拡散テンソルイメージング（diffusion  tensor  imaging、ＤＴＩ）または拡散テンソルトラクトグラフィ（diffusion  tensor  tractography、ＤＴＴ）は、磁気共鳴（ＭＲ）画像に基づいて機能分析を行う重要な手段である。通常、一組（通常、少なくとも六つ）の異なる勾配方向（印加方向）に対応するＤＷＩ（diffusion-weighted  imaging）画像に基づいてＤＴＩ画像が得られる。
【０００３】
ＤＷＩ画像は、歪み（例えば、運動または渦電流などに起因する画像歪み）を発生する可能性があるので、ＤＷＩ画像に対して補正を行う必要がある。通常、一組（即ち、同一シーケンスのうちの）のＤＷＩ画像のうちの各ＤＷＩ画像と拡散感度係数ｂ＝０画像とをそれぞれ位置合わせすることで、ＤＷＩ画像を補正する。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】「拡散強調画像における位相分散と渦電流による歪み影響の基礎的検討」、［平成２７年８月３日検索］、インターネット＜URL:  http://tohoku-b.umin.ac.jp/data/17bukaizassi/17_page162.pdf＞
【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、ＤＷＩ画像の歪み補正を正確かつ速い処理で行うことができる画像処理装置、画像処理方法、画像処理プログラム及び磁気共鳴イメージング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】
実施形態の画像処理装置は、選択部と、第１補正部と、第２補正部とを備える。選択部は、運動検出勾配磁場パルスの印加方向又は拡散感度係数が異なる複数の拡散強調画像から、所定の条件を満たす拡散強調画像を選択する。第１補正部は、選択された拡散強調画像と、前記拡散感度係数が基準値である基準画像との位置合わせを行って、前記選択された拡散強調画像を補正する。第２補正部は、補正された拡散強調画像と、前記複数の拡散強調画像のうちの他の拡散強調画像それぞれとの位置合わせを行って、当該他の拡散強調画像のそれぞれを補正する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、本発明の一実施形態による医用画像処理装置の配置例を示すブロック図である。
【図２】図２は、本発明の他の一実施形態による医用画像処理装置の配置例を示すブロック図である。
【図３】図３は、本発明の他の一実施形態による医用画像処理装置の配置例を示すブロック図である。
【図４】図４は、本発明の他の一実施形態による医用画像処理装置の配置例を示すブロック図である。
【図５】図５は、本発明の他の一実施形態による医用画像処理装置の配置例を示すブロック図である。
【図６】図６は、本発明の一実施形態による磁気共鳴イメージング装置の配置例を示すブロック図である。
【図７】図７は、本発明の一実施形態による医用画像処理方法の過程を示すフローチャートである。
【図８】図８は、本発明の他の一実施形態による医用画像処理方法のサブ過程を示すフローチャートである。
【図９】図９は、本発明の他の一実施形態による医用画像処理方法のサブ過程を示すフローチャートである。
【図１０】図１０は、本発明の他の一実施形態による医用画像処理方法のサブ過程を示すフローチャートである。
【図１１】図１１は、本発明の他の一実施形態による医用画像処理方法の過程を示すフローチャートである。
【図１２】図１２は、本発明の方法と装置を実現するためのコンピュータの構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下において、本発明の基本的理解のために、本発明の幾つかの実施形態についての概要を紹介する。この概要は本発明のキーになる領域あるいは重要な領域を確定するものではなく、また本発明の範囲を限定するものでもない。その目的は、ただ簡略的に説明することによって、その後に説明する更に詳細な記述のために説明するものである。
【０００９】
本発明の一実施形態によれば、医用画像処理装置であって、選択部、第１補正部および第２補正部を備える。選択部は、所定品質基準に基づいて一組の拡散強調画像から品質が比較的よい少なくとも１つの画像を選択して代表画像とする。第１補正部は、選択した代表画像と該組の拡散強調画像に対応する拡散感度係数ｂ＝０画像とを位置合わせすることで、代表画像を補正する。第２補正部は、該組の拡散強調画像のうちのほかの画像と補正した代表画像とを位置合わせすることで、そのほかの該画像を補正する。
【００１０】
本発明の他の一実施形態によれば、本発明の実施形態による医用画像処理装置を含む磁気共鳴イメージング装置を提供する。
【００１１】
本発明の他の一実施形態によれば、医用画像処理方法であって、該方法は、所定品質基準に基づいて一組の拡散強調画像から品質が比較的よい少なくとも１つの画像を選択して代表画像とするステップを含む。該方法は、選択した代表画像と該組の拡散強調画像に対応する拡散感度係数ｂ＝０画像とを位置合わせすることで代表画像を補正するステップをさらに含む。該方法は、該組の拡散強調画像のうちのほかの画像と補正した代表画像とを位置合わせすることでそのほかの該画像を補正するステップをさらに含む。
【００１２】
本発明の実施形態は、ＤＷＩ画像の補正正確度と処理効率の向上にとって有利である。
【００１３】
以下、図面を参照しながら本実施形態の説明することにより、さらに本実施形態の目的、特徴、メリットを理解し易くすることができる。図面中の構成は、ただ本実施形態の原理を示すためのものである。図面において、同じあるいは類似の技術的特徴あるいは構成は、同様のあるいは類似の図面表記を用いて表現することとする。
【００１４】
以下、図面を参照しながら本実施形態について説明をする。なお、説明において、一つの図面あるいは一つの実施形態において記載した構成や特徴は、一つあるいは複数の他の図面あるいは実施形態において示した構成や特徴の組み合わせることができる。さらに、明瞭にするため、図面や説明において本実施形態と無関係な内容や、当業者にとって周知の構成や処理については、表示や記載を省略する。
【００１５】
図１に示すように、本発明の一実施形態による医用画像処理装置１００は、選択部１１０、第１補正部１２０および第２補正部１３０を備える。なお、医用画像処理装置１００は、画像処理装置の一例である。
【００１６】
選択部１１０は、所定品質基準に基づいて一組の拡散強調画像（ＤＷＩ）から品質が比較的よい少なくとも１つの画像を選択して代表画像とする。すなわち、選択部１１０は、拡散感度係数が異なる複数の拡散強調画像から、所定の条件を満たす拡散強調画像を選択する。
【００１７】
本文において、“一組のＤＷＩ”とは、同一イメージング部位の異なる複数の拡散感度勾配に対応するＤＷＩであり、拡散感度勾配場パラメータは、拡散感度係数またはｂ値と称する。一組のＤＷＩは、ＤＴＩを生成することに用いられる。
【００１８】
選択部１１０は、複数種の所定品質基準に基づいて代表画像を選択することができる。例えば、一実施形態によれば、選択部は、拡散強調画像の歪み度および／または構成鮮明度に基づいて代表画像を選択することができる。すなわち、選択部１１０は、所定の条件として、複数の拡散強調画像それぞれの歪み度及び構成鮮明度に基づいて、選択する。しかしながら、所定品質基準はここに限定されていなく、例えば、以下に説明するように、一組のＤＷＩにおいて相応するｂ＝０画像との類似度が比較的高い１つまたは複数のＤＷＩを代表画像として選択することができる。
【００１９】
第１補正部１２０は、選択部１１０が選択した代表画像と該組の拡散強調画像の拡散感度係数ｂ＝０に対応する画像（以下、ｂ＝０画像と称する）とを位置合わせすることで、該代表画像を補正することができる。すなわち、第１補正部１２０は、選択された拡散強調画像と、拡散感度係数が基準値である基準画像との位置合わせを行って、選択された拡散強調画像を補正する。例えば、第１補正部１２０は、基準画像として、前記拡散感度係数が０である画像を用いて、選択された拡散強調画像を補正する。
【００２０】
本分野に既存の方式を採用して位置合わせに基づく画像補正を行うことできる。例えば、Ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ  Ａｐｐｒｏａｃｈ  ｆｏｒ  Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｍｏｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ  ｉｎ  Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ−Ｗｅｉｇｈｔｅｄ  ＭＲＩ，  Ｇ．Ｋ．  Ｒｏｈｄｅ，  ｅｔ  ａｌ．，  Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ  ｉｎ  Ｍｅｄｉｃｉｎｅ  ５１:１０３−１１４（２００４)を参照する。
【００２１】
また、代表画像の数量は、２つまたは複数である場合、各代表画像とｂ＝０画像とを位置合わせすることで相応の補正した代表画像が得られる。
【００２２】
第２補正部１３０は、該組の拡散強調画像のうちのほかの画像と補正した代表画像とを位置合わせすることで、該組の拡散強調画像のうちのほかの画像を補正する。すなわち、第２補正部１３０は、補正された拡散強調画像と、複数の拡散強調画像のうちの他の拡散強調画像それぞれとの位置合わせを行って、他の拡散強調画像のそれぞれを補正する。第２補正部１３０は、第１補正部１２０と類似する位置合わせ補正方法を採用してもよく、第１補正部１２０と異なる位置合わせ補正方法を採用してもよい。
【００２３】
また、代表画像の数量は、２つまたは複数である場合、該組のＤＷＩのうちのほかの画像と補正した各代表画像との位置合わせ結果に基づいて該ＤＷＩを補正することができ、位置合わせ偏差が比較的低い補正した代表画像を選択して最終位置合わせ対象として補正することができ、複数の補正した代表画像との位置合わせ結果を統括に考慮して補正することができる。或いは、代表画像の以外のほかの画像を各代表画像に対応する組に分けて、各組画像と相応の補正した代表画像とを位置合わせして補正を行う。例えば、補正した代表画像との類似度に基づいてグルーピングをすることができ、第２補正部は類似度が比較的高い画像に対して位置合わせ過程を行う。
【００２４】
以上のように、現有の方式によれば、各ＤＷＩ画像とｂ＝０画像とをそれぞれ位置合わせすることでＤＷＩ画像を補正する。本発明の上記実施形態によれば、一組のＤＷＩから選択した代表画像とｂ＝０画像とを位置合わせすることで代表画像を補正し、そのほかのＤＷＩと補正した代表画像とを位置合わせすることでそのほかの画像を補正する。選択した代表画像は、比較的よい画像品質を有するので、それはｂ＝０画像との位置合わせの正確度と処理効率が、通常に比較的高い。また、ＤＷＩ画像の間のグレイレベル分布などの特性は、比較的に類似するので、そのほかの画像と補正した代表画像との間の位置合わせは、比較的高い正確度と処理効率を有することが可能である。そのため、現有の方式と比べると、本発明の実施形態による医用画像処理装置は、より高い正確度と処理効率でＤＷＩ画像の補正を行うことができる。
【００２５】
選択部が代表画像を選択する所定品質基準は、ＤＷＩの歪み度、構成鮮明度、または両者の組合せを含むことができる。次に、構成鮮明度と歪み度を所定品質基準として代表画像を選択する実施形態をそれぞれ説明する。
【００２６】
図２に示すように、本発明の一実施形態による医用画像処理装置２００は、選択部２１０、第１補正部２２０、第２補正部２３０、決定部２４０および構成鮮明度推定部２５０を備える。第１補正部２２０及び第２補正部２３０は、図１にて説明したそれぞれ対応する構成と同様である。
【００２７】
本実施形態によれば、決定部２４０及び構成鮮明度推定部２５０は、ＤＷＩの構成鮮明度を推定し、選択部２１０は、構成鮮明度推定部２５０が推定した構成鮮明度に基づいて代表画像を選択する。
【００２８】
具体的には、決定部２４０は、該組のＤＷＩのうちの少なくとも一部のＤＷＩの平均画像を決定する。構成鮮明度推定部２５０は、ＤＷＩと決定した平均画像に基づいて該ＤＷＩの構成鮮明度を推定する。
【００２９】
あるＤＷＩにおいて、渦電流などの原因によりそのある領域の構成情報を遺失する可能性があり、例えば、ある領域のコントラストが比較的悪い可能性があり、そのうちの構成特徴を反映することができない。異なるＤＷＩにおいて、その構成情報が遺失した場合は、異なる領域に出現する可能性があるので、個別の画像において情報を遺失するのが平均画像に対して引き起こす影響は、そのほかの画像に緩和される可能性がある。平均画像との差が比較的小さいＤＷＩは、よい構成鮮明度を有する。
【００３０】
一組のＤＷＩのうちのすべてのＤＷＩに基づいて平均画像を決定してもよく、一部のＤＷＩに基づいて平均画像を決定してもよい。一部の該ＤＷＩは、ランダムに選択してもよく、所定基準に基づいて選択してもよい。例えば、特定前処理（例えば、テクスチャまたはエネルギー勾配に基づく方法等）を採用して構成情報遺失領域が比較的大きいＤＷＩを排除し、それの平均画像に対する影響を回避する。
【００３１】
また、複数種の方式によってあるＤＷＩと平均画像に基づいて該ＤＷＩの構成鮮明度を推定することができる。一具体的な実施形態によれば、ＤＷＩと平均画像との間の差分二乗和（ＳＳＤ、Sum  of  Squared  Difference）に基づいて該ＤＷＩの構成鮮明度を推定することができる。
【００３２】
上記実施形態において、ＤＷＩの平均画像を決定し、平均画像と比較することでＤＷＩの構成鮮明度を推定する。また、その他の画像鮮明度の評価方式を採用することで、平均画像を取得できない場合でも、ＤＷＩの画像鮮明度を推定することができる。
【００３３】
例えば、図２に示すように、一実施形態による医用画像処理装置は、決定部を含まなくてもよい。第１推定部は、ＤＷＩの局所分散図に基づいて該ＤＷＩの構成鮮明度を推定することができる。例えば、ＤＷＩの局所分散図とｂ＝０画像の局所分散図との間の比較に基づいて該ＤＷＩの構成鮮明度を推定することができる。ｂ＝０画像を基準として、局所分散図に基づいて画像の高周波領域を比較することで、比較的高い処理効率でＤＷＩの構成鮮明度を推定することができる。
【００３４】
また、本分野に既存のほかの画像鮮明度評価方式、例えば、テクスチャに基づく方法とエネルギー勾配に基づく方法など（例えば、“テクスチャ分析に基づくウェーブレット変換画像鮮明度評価方法研究”、劉興宝、袁導成、《中国計器学術雑誌》、２００７年、第８期を参照する）を採用することができる。平均画像またはｂ＝０画像と比較しない場合でＤＷＩの構成鮮明度に対して評価し、各ＤＷＩに対するこの評価に基づいて代表画像を選択することができる。
【００３５】
次に、歪み度を所定品質基準として代表画像を選択する実施形態を説明する。
【００３６】
図３に示すように、一実施形態による医用画像処理装置３００は、選択部３１０、第１補正部３２０、第２補正部３３０、決定部３４０および歪み度推定部３５０を備える。第１補正部３２０及び第２補正部３３０は、図１にて説明したそれぞれ対応する構成と同様である。決定部３４０及び歪み度推定部３５０は、ＤＷＩの歪み度を推定し、選択部３１０は、歪み度推定部３５０が推定した歪み度に基づいて代表画像を選択する。
【００３７】
具体的には、決定部３４０は、一組のＤＷＩのうちの少なくとも一部のＤＷＩの平均画像を決定する。
【００３８】
あるＤＷＩにおいて、運動などの原因により歪みを発生し、歪みは、例えば、並進成分と回転成分を含むことができる。平均画像を決定することで、ある程度に個別画像のうちの歪みの影響を緩和することができるので、平均画像との差が比較的小さいＤＷＩは、比較的低い歪み度を有する。
【００３９】
歪み度推定部３５０は、ＤＷＩと決定部３４０が決定した平均画像に基づいて該ＤＷＩの歪み度を推定する。
【００４０】
具体的には、歪み度推定部３５０は、ＤＷＩの重心点と平均画像の重心（centroid）との間の位置差に基づいて該ＤＷＩの歪みのオフセット（offset）成分を推定することができ、ＤＷＩの主軸（principle  axis）と平均画像の主軸との間の角度差に基づいて該ＤＷＩの歪みの回転成分を推定することもできる。
【００４１】
以上、構成鮮明度と歪み度を所定品質基準として代表画像を選択する実施形態を説明し、しかしながら、代表画像を選択するための所定品質基準は、ここに限定されていない。続いて、図４を参照しながらＤＷＩとｂ＝０画像との間の類似度に基づいて所定品質基準として代表画像を選択する実施形態を説明する。
【００４２】
図４に示すように、一実施形態による医用画像処理装置４００は、選択部４１０、第１補正部４２０、第２補正部４３０および決定部４４０を備える。第１補正部４２０と第２補正部４３０との配置は、前記相応部と類似する。
【００４３】
決定部４４０は、ＤＷＩとｂ＝０画像との間の類似度を決定する。選択部４１０は、決定部４４０が決定した類似度に基づいて代表画像を選択する。
【００４４】
決定部４４０は、本分野に既存の複数種の画像類似度の評価方式、例えば、グレイレベルヒストグラムに基づく方法を使用してＤＷＩとｂ＝０画像との間の類似度を決定することができる。
【００４５】
ｂ＝０画像と類似するＤＷＩは、通常、比較的よい構成鮮明度と比較的低い歪み度を有する。更に、ｂ＝０画像と類似するＤＷＩとを位置合わせすることで、より正確な補正結果が得られる。
【００４６】
以上、画像鮮明度、歪み度およびｂ＝０画像との類似度を所定品質基準として代表画像を選択する示例的な実施形態を説明する。また、以上の実施形態の組合せ形態によって代表画像を選択することができる。例えば、構成鮮明度と歪み度などに基づいて全体画像品質推定を決定し、全体画像品質推定に基づいて代表画像を選択する。
【００４７】
以上、説明したＤＷＩ画像を補正するための医用画像処理装置のある実施形態は、該医用画像処理装置によって補正したＤＷＩをそのほかの装置に提供して後処理に用いられ、例えば、ＤＴＩを生成する。また、本発明は、ＤＴＩを生成することができる医用画像処理装置も含む。
【００４８】
図５に示すように、医用画像処理装置５００は、選択部５１０、第１補正部５２０、第２補正部５３０および生成部５４０を備える。選択部５１０、第１補正部５２０および第２補正部５３０の配置は、以上に説明した各実施形態における相応の部と類似することができる。生成部５４０は、補正した一組のＤＷＩに基づいてＤＴＩを生成する。一組のＤＷＩに基づいてＤＴＩを生成する方式は、本分野に既存のものであり、ここでは重複して説明はしない。
【００４９】
また、本発明の実施形態は、磁気共鳴イメージング装置をさらに備える。図６に示すように、磁気共鳴イメージング装置６００は、医用画像処理装置６１０を備える。医用画像処理装置６１０は、例えば、以上、図１〜図５を参照して説明する各実施形態の配置、またはその任意の組合せを有することができる。
【００５０】
なお、上記の実施形態では、選択部１１０，２１０，３１０，４１０，５１０が、ｂ値が異なる複数のＤＷＩから所定の条件を満たす拡散強調画像を選択する場合を説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、選択部１１０，２１０，３１０，４１０，５１０は、運動検出勾配磁場（ＭＰＧ：motion-probing  gradient）パルスの印加方向が異なる複数のＤＷＩから所定の条件を満たす拡散強調画像を選択してもよい。すなわち、選択部１１０，２１０，３１０，４１０，５１０は、ＭＰＧパルスの印加方向又は拡散感度係数（ｂ値）が異なる複数の拡散強調画像から、所定の条件を満たす拡散強調画像を選択してもよい。
【００５１】
以上、実施形態における医用画像処理装置の説明過程において、ある処理または方法をさらに開発する。以下、以上のように説明したある詳細を重複しない場合である方法に対して説明する。
【００５２】
図７に示すように、一実施形態の医用画像処理方法によれば、ステップＳ７１０において、複数の拡散強調画像から所定の条件を満たす拡散強調画像を選択する。例えば、所定品質基準に基づいて一組のＤＷＩから品質が比較的よい少なくとも１つの画像を選択して代表画像とする。
【００５３】
複数種の所定品質基準に基づいて代表画像を選択することができる。例えば、一実施形態によれば、ＤＷＩの歪み度および／または構成鮮明度に基づいて代表画像を選択することができる。また、例えば、一組のＤＷＩにおいて相応のｂ＝０画像との類似度が比較的高い１つまたは複数のＤＷＩを代表画像として選択することができる。
【００５４】
ステップＳ７２０において、選択された拡散強調画像と、基準画像との位置合わせを行って、選択された拡散強調画像を補正する。例えば、選択した代表画像と該組のＤＷＩに対応するｂ＝０画像とを位置合わせすることで、代表画像を補正する。
【００５５】
上述したように、複数種の方式によって代表画像とｂ＝０画像との位置合わせを行うことができる。
【００５６】
また、代表画像の数量は、２つまたは複数である場合、それぞれ各代表画像とｂ＝０画像とを位置合わせすることで相応の補正した代表画像が得られる。
【００５７】
ステップＳ７３０において、補正された拡散強調画像と、複数の拡散強調画像のうちの他の拡散強調画像それぞれとの位置合わせを行って、他の拡散強調画像のそれぞれを補正する。例えば、該組のＤＷＩのうちのほかの画像と補正した代表画像とを位置合わせすることで、そのほかの画像を補正する。
【００５８】
代表画像の数量は、２つまたは複数である場合、該組のＤＷＩのうちのほかの画像と補正した各代表画像との位置合わせ結果に基づいて該ＤＷＩを補正することができる。あるいは、代表画像の以外のほかの画像を各代表画像に対応する組に分けて、各組画像と相応の補正した代表画像とを位置合わせして補正を行う。
【００５９】
本発明の上記実施形態によれば、一組のＤＷＩから選択した代表画像とｂ＝０画像とを位置合わせすることで代表画像を補正し、そのほかのＤＷＩと補正した代表画像とを位置合わせすることでそのほかの画像を補正する。現有の方式と比べると、本発明の実施形態による医用画像処理装置は、より高い正確度と処理速度でＤＷＩ画像の補正を行うことができる。
【００６０】
また、例えば、従来、高いｂ値で撮影したＤＷＩ画像の信号値が小さくなり、ｂ＝０画像とＤＷＩ画像との違いが大きくなるために、歪み補正の精度が低下していた。しかしながら、実施形態に係る医用画像処理装置は、ｂ＝０画像と位置合わせを行うのに適したＤＷＩ画像を選択する。そして、選択したＤＷＩ画像とｂ＝０画像との位置合わせを行ってＤＷＩ画像を補正し、補正したＤＷＩ画像を用いて残りのＤＷＩ画像を補正する。このため、実施形態に係る医用画像処理装置は、ｂ値の高い画像でも、正確に歪み補正を行うことができる。
【００６１】
続いて、鮮明度と歪み度を所定品質基準として代表画像を選択する実施形態をそれぞれ説明する。
【００６２】
図８は、一実施形態による医用画像処理方法において代表画像を選択するステップの過程例を示す。構成鮮明度を所定品質基準として代表画像を選択する。
【００６３】
ステップＳ８１０において、該組のＤＷＩのうちの少なくとも一部のＤＷＩの平均画像を決定する。
【００６４】
一組のＤＷＩのうちのすべてのＤＷＩまたは一部のＤＷＩに基づいて平均画像を決定することができる。ランダムに、或いは所定基準（例えば、比較的小さい情報遺失領域）に基づいて平均画像を決定するための一部のＤＷＩを選択することができる。
【００６５】
ステップＳ８２０において、各ＤＷＩと平均画像に基づいて各ＤＷＩの構成鮮明度を推定する。
【００６６】
以上のように、平均画像との差が比較的小さいＤＷＩは、比較的よい構成鮮明度を有し、複数種の方式によってＤＷＩと平均画像との間の差を評価することができる。
【００６７】
例えば、一具体的な実施形態によれば、ＤＷＩと平均画像との間の差分二乗和（ＳＳＤ）に基づいて該ＤＷＩの構成鮮明度を推定することができる。
【００６８】
上記実施形態において、ＤＷＩの平均画像を決定し、平均画像と比較してＤＷＩの構成鮮明度を推定する。また、平均画像を取り入れない場合でＤＷＩの画像鮮明度を推定することができる。
【００６９】
一実施形態によれば、ＤＷＩの局所分散図に基づいて該ＤＷＩの構成鮮明度を推定する。例えば、ＤＷＩの局所分散図とｂ＝０画像の局所分散図との間の比較に基づいて該ＤＷＩの構成鮮明度を推定することができる。
【００７０】
また、本分野に既存のほかの画像鮮明度評価方式を採用し、例えば、以上に説明したテクスチャに基づく方法とエネルギー勾配に基づく方法などを採用することができる。
【００７１】
図９は、他の一実施形態による医用画像処理方法において代表画像を選択するステップの過程例を示す。歪み度を所定品質基準として代表画像を選択する。
【００７２】
図９に示すように、ステップＳ９１０において、一組のＤＷＩのうちの少なくとも一部のＤＷＩの平均画像を決定する。図８を参照して説明した方式と類似する方式を採用して平均画像を決定することができる。
【００７３】
ステップＳ９２０において、各ＤＷＩと平均画像に基づいて各ＤＷＩの歪み度を推定する。
【００７４】
具体的な実施形態によれば、歪み度の推定過程は、オフセット成分と回転成分との推定過程を含むことができる。図１０は、ＤＷＩと平均画像に基づいて該ＤＷＩの歪み度を推定するサブ過程の示例を示す。
【００７５】
ステップＳ１０１０において、各ＤＷＩの重心点と平均画像の重心点との間の位置差に基づいて、各ＤＷＩの歪みのオフセット成分を推定する。
【００７６】
ステップＳ１０２０において、各ＤＷＩの主軸と平均画像の主軸との間の角度差に基づいて、各ＤＷＩの歪みの回転成分を推定する。
【００７７】
以上、構成鮮明度と歪み度を所定品質基準として代表画像を選択する実施形態を説明する。他の一実施形態によれば、所定品質基準に基づいて代表画像を選択するステップは、ＤＷＩとｂ＝０画像との間の類似度を決定し、決定した類似度に基づいて代表画像を選択することを含むことができる。
【００７８】
また、以上の方式の組合せ方式によって代表画像を選択することができる。例えば、構成鮮明度と歪み度などに基づいて全体画像品質推定を決定し、全体画像品質推定に基づいて代表画像を選択する。
【００７９】
以上、ＤＷＩ画像を補正するための医用画像処理方法のある実施形態を説明した。また、本発明は、ＤＴＩを生成するための医用画像処理方法を含む。
【００８０】
図１１に示すように、本実施形態による医用画像処理方法において、ステップＳ１１１０乃至Ｓ１１３０は、それぞれ以上に説明した相応ステップと類似する。すなわち、ステップＳ１１１０において、複数の拡散強調画像から所定の条件を満たす拡散強調画像を選択し、ステップＳ１１２０において、選択された拡散強調画像と基準画像との位置合わせを行って、選択された拡散強調画像を補正し、ステップＳ１１３０において、補正された拡散強調画像と、複数の拡散強調画像のうちの他の拡散強調画像それぞれとの位置合わせを行って、他の拡散強調画像のそれぞれを補正する。
【００８１】
また、本実施形態による医用画像処理方法は、補正された複数の拡散強調画像（ＤＷＩ）に基づいて拡散テンソル画像（ＤＴＩ）を生成するステップＳ１１４０を含む。
【００８２】
一例として、前記医用画像処理方法の各ステップおよび前記医用画像処理装置の各構成および／または部分はソフトウエア、ファームウエア、ハードウエアあるいはそれらの組み合わせとして実施しても良い。ソフトウエアあるいはファームウエアを介して実現した場合、前記方法のソフトウエアプログラム（画像処理プログラム）を実施するため、メモリ媒体からあるいはネットワークを介して専用のハードウエア構造のコンピュータ（例えば、図１２に示す汎用コンピュータ１２００）へダウンロードして構成することができ、該コンピュータに各種プログラムがダウンロードされた状態で、各種機能等を実施することができる。
【００８３】
図１２において、演算処理部（即ち、ＣＰＵ）１２０１は、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）１２０２の中に記憶されているプログラム、あるいは、記憶部１２０８から読み書き兼用メモリ（ＲＡＭ）１２０３へ書き込まれたプログラムに基づいて、各種処理を実施する。ＲＡＭ１２０３では、必要に応じて、ＣＰＵ１２０１が各種処理等を実施するときに必要なデータも記憶しておく。ＣＰＵ１２０１、ＲＯＭ１２０２およびＲＡＭ１２０３は、綜合ライン１２０４を経由してそれぞれ接続されている。入力／出力インターフェース１２０５も、綜合ライン１２０４につながっている。
【００８４】
下記の各部は、入力／出力インターフェース１２０５に接続されている：入力部１２０６（キーボード、マウス等を含む）、出力部１２０７（モニタ、例えば、ブラウン管（ＣＲＴ）、液晶モニタ（ＬＣＤ）等や、スピーカ等を含む）、記憶部１２０８（ハードディスクを含む）、通信部１２０９（ネットワークインターフェースカード、例えば、ＬＡＮカード、モデム等）。通信部１２０９は、ネットワーク（例えば、インターネット）を介して通信処理を実施する。必要に応じて、ドライバ１２１０も入力／出力インターフェース１２０５に接続可能である。取り外し可能な媒体１２１１は、例えば、磁気ディスク、光ディスク、ＭＯ、半導体メモリ等であって、必要に応じてドライバ１２１０に装着され、必要に応じてコンピュータプログラムを読み出して、記憶部１２０８へダウンロードされる。
【００８５】
ソフトウエアを介して上述したシステム処理を実施する場合、ネットワーク（例えば、インターネット）あるいは記憶媒体（例えば、取り外し可能な媒体１２１１）からソフトウエアを構成するプログラムをダウンロードしても良い。
【００８６】
当業者においては、このような記憶媒体は図１２に示すようなプログラムを記憶した記憶媒体は、装置とは離れたところからユーザにプログラムを提供する取り外し可能な媒体１２１１に限らない。取り外し可能な媒体１２１１の例としては、磁気ディスク（フロッピー（登録商標）ディスク）、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤを含む）、磁気光ディスク（ＭｉｎｉＤｉｓｃ（ＭＤ、登録商標）を含む）、半導体記憶器を含む。また、記憶媒体はＲＯＭ１２０２であっても良く、記憶部１２０８に含まれるハードディスク等、その中にプログラムが記憶され、それらを含む装置からユーザへプログラムが送られる形態でも良い。
【００８７】
本発明では、更に、メモリとして、機器読み取り可能なコマンドコードを記憶しているプログラム製品でも応用でき、前記コマンドコードが機器を介して読み取られると、本発明の画像処理方法が実施される。
【００８８】
前記機器読み取り可能なコマンドコードを記憶しているプログラム製品を受け入れるための記憶媒体も本発明に適用できる。その記憶媒体は、ハードディスク、光ディスク、磁気光ディスク、メモリカード、メモリスティックには限定されない。
【００８９】
上記の具体的実施形態においては、一つの実施形態に示す特徴について、同様の方法を一つあるいは複数の他の実施方法の中で適用したり、その他の実施方法と組み合わせたり、あるいはその他の実施方法における特徴に替えるといったことも可能である。
【００９０】
さらに、“包含する／含む”といった用語を使用したときは、特徴・構成・ステップあるいは構造の存在を指し示す。ただし、その他の特徴・構成・ステップあるいは構造の存在や付加の排除を意味するものではない。
【００９１】
上記実施形態においては、数字構成の図番記号を用いて各ステップや構成を表記している。ただし、これらの図番記号は単なる説明や画図の都合への考慮によるものであって、その順序やいかなる他の限定を表すものではない、と当業者は理解すべきである。
【００９２】
このほか、本実施形態の方法は、詳細な説明の欄において説明された時間順序に沿って実施されるものに限らず、その他の時間順序に沿って、同時に、あるいは独立して実施されても良い。それゆえ、本願の詳細な説明において説明された方法の実施順序は、本実施形態の技術範囲に対する構成を制限するものではない。
【００９３】
上記では、既に、本実施形態の具体的実施形態の説明をもって、本実施形態の説明を行っているものの、前記のすべての実施形態はすべて単なる例示に過ぎず、限定するものではない。当業者は、特許請求の主旨や範囲において、本実施形態の各種手直し・改良あるいは同等物の設計を行うことが可能である。これらの手直し・改良あるいは同等物は、本実施形態の保護範囲内に含まれるものである。
【符号の説明】
【００９４】
１００      医用画像処理装置
１１０      選択部
１２０      第１補正部
１３０      第２補正部
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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