(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の異なるＭＰＧパルス印加条件で複数の撮像を行い、各撮像毎に核磁気共鳴信号を取得する撮像部と、前記撮像部が取得した核磁気共鳴信号を用いて画像を再構成する画像再構成部と、ＭＰＧパルス印加条件の異なる複数の前記画像を用いて拡散強調画像の計算を行う演算部と、を備え、
前記演算部は、ＭＰＧパルス印加条件が異なる複数の画像を分析し、前記複数の画像の画素値間の関係に基づき異常画素の有無を判定する分析部を有し、前記分析部の結果に基づき補正された画像を含む前記複数の画像を用いて拡散強調画像を算出することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項２】
請求項１記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記演算部は、分析により異常と判断された画素を補正する補正部と、前記補正部により画素が補正された画像を含む前記複数の画像を用いて拡散強調係数を算出する拡散係数算出部とをさらに備え、前記拡散係数算出部が算出した拡散強調係数を用いて拡散強調画像を算出することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項３】
請求項２に記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記演算部は、前記補正部により画素が補正された前記複数の画像または補正前の前記複数の画像と、前記拡散係数算出部が算出した拡散強調係数を用いて、任意のＭＰＧパルス印加条件における仮想の拡散強調画像を算出する拡散強調画像算出部をさらに備えることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項４】
請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記分析部は、異常の程度を、ｂ値の大きさに応じた所定の閾値を用いて判定することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項５】
請求項１記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記分析部は、分析の対象である画像の撮像条件、画素値、及び組織のいずれかに応じて異常画素を判定する条件を異ならせることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項６】
請求項１記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記演算部は、前記分析部による画像の分析、又は、前記異常画素の有無の分析、又は画素の補正を機械学習アルゴリズムに基いて行うことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項７】
請求項１記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記複数の異なるＭＰＧパルス印加条件は、複数の異なるｂ値を含み、
前記分析部は、複数の異なるｂ値の拡散強調画像の画素値を比較することにより異常画素を判定することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項８】
請求項７記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記複数の異なるＭＰＧパルス印加条件は、複数の異なるＭＰＧ印加軸、または複数の異なるｂ値を含み、
前記演算部は、前記分析部による前記画素値の比較を、それらのＭＰＧ印加条件の拡散強調画像における画素と機械学習アルゴリズムに基づいて、異常画素を判定する、または、拡散強調画像の補正を行うことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項９】
請求項１記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記複数の異なるＭＰＧパルス印加条件は、複数の異なるＭＰＧ印加軸を含み、
前記分析部は、前記各ＭＰＧ印加軸の同一画素から基準値を算出し、各ＭＰＧ軸の画素と前記基準値を比較することにより異常画素を判定することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１０】
請求項２記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記補正部は、ｂ値＝ｂ１のときの拡散強調画像の画素値を、ｂ値＝ｂ２（但しｂ２≠ｂ１）のときの拡散強調画像の画素値を用いて補正することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１１】
請求項１０記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記複数の異なるＭＰＧパルス印加条件は、ＭＰＧパルスの印加軸が異なる複数の条件を含み、
前記分析部は、前記ｂ値＝ｂ２のときの拡散強調画像の画素値として、ＭＰＧパルスの印加軸が異なる複数の条件で得た複数の拡散強調画像から算出した画素値を用いることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１２】
請求項２に記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記補正部は、補正の強さを調整する調整部をさらに備えることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記調整部は、異常画素の補正に用いる画素値に所定の重み係数を乗算し、補正の強さを調整することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１４】
請求項２に記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
拡散強調画像を表示する表示装置をさらに備え、
前記補正部は、補正した前記異常画素を表す補正画像を作成し、前記表示装置に表示させることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１５】
請求項２に記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記複数の異なるＭＰＧパルス印加条件は、３以上の異なるｂ値を含み、
前記補正部は、複数のＭＰＧパルス印加条件で得た複数の拡散強調画像の画素値をフィッティングし、前記異常画素の画素値を、フィッティング曲線上の値に置き換えて補正することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１６】
請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記分析部は、異常画素の有無の判定とともに、異常の程度を判定し、異常の程度に応じて、前記撮像部に再撮像を行わせることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１７】
請求項３に記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記演算部は、前記拡散強調画像及び前記仮想の拡散強調画像を用いて、拡散テンソル画像を作成する拡散テンソル画像作成部を有することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１８】
ＭＲＩ装置を用いて複数のＭＰＧパルス印加条件でそれぞれ取得した拡散強調画像を用いて、任意のＭＰＧパルス印加条件における仮想の拡散強調画像を算出する演算部を有する画像処理装置であって、
前記演算部は、ＭＰＧパルス印加条件が異なる複数の拡散強調画像に対し、前記複数の拡散強調画像の画素値間の関係に基づき異常画素を判定し、前記判定した異常画素を補正する補正部と、前記補正部により画素が補正された拡散強調画像を含む前記複数の拡散強調画像を用いて拡散強調係数を算出する拡散係数算出部と、を備え、前記拡散係数算出部が算出した拡散強調係数を用いて前記仮想の拡散強調画像を算出することを特徴とする画像処理装置。
【請求項１９】
ＭＰＧパルスを印加しない撮像及び１ないし複数のＭＰＧパルスを印加した撮像の、それぞれで得られた核磁気共鳴信号を用いて、所望のＭＰＧパルス印加条件の仮想拡散強調画像を算出する拡散強調画像計算方法であって、
各撮像で得られた核磁気共鳴信号を画像再構成し、複数の拡散強調画像を作成するステップと、
ＭＰＧパルス印加条件が異なる複数の拡散強調画像に対し、前記複数の拡散強調画像の画素値間の関係に基づき異常画素を判定するステップと、
異常画素と判定された画素を補正して補正後の拡散強調画像を作成するステップと、
補正後の拡散強調画像を含む前記複数の拡散強調画像を用いて拡散強調係数を算出するステップと、
算出した拡散強調係数を用いて仮想の拡散強調画像を算出するステップと、を含む拡散強調画像計算方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＭＰＧ（Ｍｏｔｉｏｎ  Ｐｒｏｂｉｎｇ  Ｇｒａｄｉｅｎｔ）を用いて撮像を行う磁気共鳴イメージング（以下、「ＭＲＩ」という）装置に関し、特に、ＭＰＧの強さを表すパラメータであるｂ値を異ならせた条件下で複数の拡散強調画像を取得し、それら複数の拡散強調画像を用いて、任意のｂ値の拡散強調画像を求める技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＭＲＩ装置を用いたイメージング方法の一つに、拡散強調イメージングがある。拡散強調イメージングでは、拡散スピンからの信号強度を変化させる大強度の傾斜磁場パルスが用いられる。この傾斜磁場パルスは、ＭＰＧ（拡散感受傾斜磁場）パルスと呼ばれ、その強度や印加軸を種々に異ならせた複数の撮像を行うことで、例えば脳における拡散など、特定の繊維に沿った拡散を可視化し（トラクトグラフィ）、繊維の方向性を表示させることができる（非特許文献１）。
【０００３】
また一般にｂ値が大きいほど拡散が強調された拡散強調画像が得られ、ｂ値を異ならせた複数の拡散強調画像から、画素毎の拡散強調係数（ＡＤＣ：Ａｐｐａｒｅｎｔ  Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ  Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）を算出することができる。
【０００４】
拡散強調イメージングで得られる拡散強調画像から、拡散強調係数や上述したトラクトグラフィを含む種々の診断画像を得るためには、ＭＰＧパルスの強さや軸を種々に変化させて撮像する必要があるが、それは撮像時間の大幅な増加を伴う。また低磁場ＭＲＩ装置では、用いることが可能なＭＰＧパルスの強度に制限があり、高いｂ値の拡散強調画像を得ることができない。この問題に対し、実際の撮像は少ない数のｂ値で行い、その結果から所望のｂ値の拡散強調画像を計算する手法が提案されている。
【０００５】
例えば特許文献１に開示された方法では、２以上のｂ値を用いてそれぞれ撮像領域を撮像することにより、２以上の元画像（拡散強調画像）を得て、２以上の元画像から見かけの拡散係数（ＡＤＣ）を算出する。このＡＤＣに対し、任意のカットオフ拡散係数を設定し、カットオフ拡散係数以上であるＡＤＣを用いて任意のｂ値の拡散強調画像を計算する。この方法によれば、カットオフ拡散係数を設定することで、ノイズによる拡散係数の誤差を減らし、ノイズが少なく、病変部のコントラストが明瞭な拡散強調画像を計算することができる。以下、誤解が生じない限り、見かけの拡散係数（ＡＤＣ）を、単に拡散係数（ＡＤＣ）と記載する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１６−１０２号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】Masutani Y, Aoki S, Abe O, et al; MR diffusion tensor imaging recent advance and new techniques for diffusion tensor visualization. Eur J Radiol 46: 53-66, 2003.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１の方法では、カットオフ拡散係数以下の画素を計算対象外にするなどの手法を採るため、ノイズの多い拡散強調画像から計算した仮想拡散強調画像で、画素の欠損が発生する可能性がある。
【０００９】
そこで本発明の目的は、拡散係数算出におけるノイズの影響を排除し、しかも画素の欠損を発生させずに、任意のｂ値の拡散強調画像を計算することのできるＭＲＩ装置及び拡散強調画像計算方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明のＭＲＩ装置及び拡散強調画像計算方法は、複数のｂ値（ｂ値＝０の場合を含んでもよい）でそれぞれ取得した各画像の分析を行い、拡散係数が異常値になる画素（異常画素）の有無を分析する。異常画素があれば、それを抽出し、各画像の画素値を用いて補正する。補正後の画像は、例えば、拡散係数の算出や、算出した拡散係数を用いた任意のｂ値における拡散強調画像（仮想拡散強調画像）の算出に用いられる。
【００１１】
すなわち本発明のＭＲＩ装置は、複数の異なるＭＰＧパルス印加条件で複数の撮像を行い、各撮像毎に核磁気共鳴信号を取得する撮像部と、前記撮像部が取得した核磁気共鳴信号を用いて画像を再構成する画像再構成部と、ＭＰＧパルス印加条件の異なる複数の前記画像を用いて拡散強調画像の計算を行う演算部と、を備える。演算部は、ＭＰＧパルス印加条件が異なる複数の画像を分析し、異常画素の有無を判定する分析部を有し、前記分析部の結果に基づき補正された前記複数の画像を用いて拡散強調画像を算出する。なお「補正された前記複数の画像を用いる」とは、直接補正された画像を用いる場合のみならず、補正された画像から算出した結果（例えば拡散係数）を用いる場合も含まれる。演算部が算出する拡散強調画像には、例えば、拡散係数（ＡＤＣ）マップや任意のｂ値における仮想拡散強調画像が含まれる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ノイズの影響を受けず、また画素の欠損を生じることなく、精度よく見かけの拡散係数（ＡＤＣ）を算出することができる。これにより任意のｂ値で拡散強調画像の計算精度を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係るＭＲＩ装置の全体構成の一例を示す図。
【図２】ＭＰＧパルスを用いる撮影パルスシーケンスの例。
【図３】第一実施形態の演算処理部の機能ブロック図。
【図４】第一実施形態の処理フローを示すフローチャート。
【図５】第一実施形態の処理に用いるＧＵＩの一例を示す図。
【図６】第一実施形態の処理の流れと各処理で得られる画像を示す図。
【図７】比較例の処理の流れと各処理で得られる画像を示す図。
【図８】第一実施形態の変形例の処理フローを示すフローチャート。
【図９】第二実施形態の処理フローを示すフローチャート。
【図１０】第二実施形態の処理に用いるＧＵＩの一例を示す図。
【図１１】第二実施形態の変形例の処理フローを示すフローチャート。
【図１２】第三実施形態の演算処理部の機能ブロック図。
【図１３】第三実施形態の処理フローを示すフローチャート。
【図１４】第三実施形態におけるフィッティングを説明する図。
【図１５】第四実施形態の処理フローを示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、添付図面に従って本発明のＭＲＩ装置の好ましい実施形態について詳説する。なお、発明の実施形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
【００１５】
最初に、本発明に係るＭＲＩ装置の一例の全体概要を図１に基づいて説明する。図１は、本発明に係るＭＲＩ装置の一実施例の全体構成を示すブロック図である。このＭＲＩ装置は、ＮＭＲ現象を利用して被検体の断層画像を得るもので、静磁場発生部２と、傾斜磁場発生部３と、送信部５と、受信部６と、信号処理部７と、シーケンサ４と、演算処理部（ＣＰＵ）８とを備えて構成される。
【００１６】
静磁場発生部２は、被検体１が置かれる空間に均一な静磁場を発生させるもので、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（静磁場発生磁石）からなる。静磁場発生源には、被検体1の体軸と直交する方向の静磁場を発生する垂直磁場方式、被検体1の体軸方向の静磁場を発生する水平磁場方式があり、本発明はいずれにも適用できる。
【００１７】
傾斜磁場発生部３は、ＭＲＩ装置の座標系（静止座標系）であるＸ、Ｙ、Ｚの３軸方向に傾斜磁場を印加する傾斜磁場コイル９と、それぞれの傾斜磁場コイルを駆動する傾斜磁場電源１０とから成り、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。撮像時には、スライス面（撮像断面）に直交する方向にスライス選択傾斜磁場パルス（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傾斜磁場パルス（Ｇｐ）と周波数エンコード傾斜磁場パルス（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。さらに上記３軸方向の傾斜磁場を組み合わせることで、任意の軸方向のＭＰＧパルスを印加することができる。
【００１８】
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ある所定のパルスシーケンスで繰り返し印加する制御手段で、演算処理部８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部５、傾斜磁場発生部３、および受信部６に送る。本実施形態のＭＲＩ装置では、パルスシーケンスとして後述する拡散強調イメージングのパルスシーケンスを用いる。
【００１９】
送信部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、高周波発振器１１と変調器１２と高周波増幅器１３と送信側の高周波コイル（送信コイル）１４ａとから成る。高周波発振器１１から出力されたＲＦ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ＲＦ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送信コイル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。
【００２０】
受信部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、受信側の高周波コイル（受信コイル） １４ｂと信号増幅器１５と直交位相検波器１６と、Ａ／Ｄ変換器１７とから成る。送信コイル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受信コイル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、信号処理部７に送られる。
【００２１】
信号処理部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、光ディスク１９、磁気ディスク１８等の外部記憶装置と、ディスプレイ（表示部）２０とを有する。受信部６からのデータが演算処理部（ＣＰＵ）８に入力されると、演算処理部８が信号処理、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。
【００２２】
操作部２５は、ＭＲＩ装置の各種制御情報や上記信号処理部７や演算処理部８で行う処理の制御情報を入力する入力部として機能するもので、トラックボール又はマウス２３、及び、キーボード２４などを備える。この操作部２５はディスプレイ２０に近接して配置され、操作者がディスプレイ２０を見ながら操作部２５を通してインタラクティブにＭＲＩ装置の各種処理を制御する。
【００２３】
なお、ここでは静磁場発生部２、傾斜磁場発生部３、送信部４、受信部６、及びシーケンサ４を纏めて撮像部という。
【００２４】
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。
【００２５】
特に本発明の撮像部は、動きのある原子核スピン、拡散スピンを強調して画像化する撮像（拡散強調イメージング）を行う。拡散イメージングに用いられる典型的なパルスシーケンスを図２に示す。本シーケンスはスピンエコー型エコープラナーイメージング（ＳＥ−ＥＰＩ）と呼ばれるシーケンスにＭＰＧ（拡散感受傾斜磁場）パルス３０１、３０２を埋め込んでいる。ＳＥ−ＥＰＩは、２つの高周波パルス２０１、２０２、スライス傾斜磁場パルス２０３、２０４、位相エンコード傾斜磁場パルス２０５、２０６、読み出し傾斜磁場パルス２０７、２０８、からなり、このときエコー信号２０９はリードアウト傾斜磁場パルス２０８に同期して発生する。一回のパルスシーケンスの実行で画像情報をすべて取得する方法はワンショットＳＥ−ＥＰＩによる拡散イメージングと呼ばれる。また、エンコード傾斜磁場パルス２０５の形状を点線で示すように変えながら、一連のパルスシーケンスを複数回繰り返して１枚の画像情報を取得する方法は分割型（マルチショット）ＳＥ−ＥＰＩによる拡散イメージングと呼ばれる。本実施形態では、ワンショット、マルチショットのいずれも採用できる。
【００２６】
なお図２ではＭＰＧパルス３０１、３０２は読出し傾斜磁場Ｇｒの方向に印加されているが、他の軸(Ｇｅ、Ｇｓ)に印加される場合や、複数の軸に同時に印加される場合がある。ＭＰＧパルス３０１、３０２は、撮影用の傾斜磁場と同一のハードウエア（傾斜磁場発生部３）を使って生成される。
【００２７】
また拡散強調イメージングのパルスシーケンスを含む種々のパルスシーケンスは、予めプログラムとして演算処理部８の記憶装置に格納しておくことができ、撮像方法に応じて読み出され実行される。
【００２８】
本実施形態のＭＲＩ装置は、演算処理部８が、このような拡散イメージングのパルスシーケンスを実行することで取得したエコー信号（核磁気共鳴信号）を用いて拡散強調画像の作成を行う。このための演算処理部８の構成を図３に示す。
【００２９】
演算処理部８は、エコー信号を用いて画像を再構成する画像再構成部８１と、画像再構成部８１が作成した複数の拡散強調画像に対し種々の解析や演算を行う拡散画像演算部（演算部）８０と、画像再構成部８１や拡散画像演算部８０が作成した画像及びＧＵＩ等をディスプレイ２０に表示させるための表示制御部８６と、を備える。拡散画像演算部８０は、複数の画像の異常画素の分析や補正、及び、拡散強調画像の算出を行う。図３に示す例では、これらの機能を達成するため、拡散画像演算部８０は、ＭＰＧパルス印加条件が異なる複数の画像に対し、異常画素の有無等の分析を行う分析部８２と、分析部８２で異常画素と判定された画素を補正する補正部８３と、補正部８３により画素が補正された画像を用いて拡散強調係数を算出する拡散係数算出部８４と、拡散強調係数と用いて所望のｂ値の拡散強調画像を算出する仮想拡散画像算出部８５と、を備える。分析部や補正部として、拡散画像演算部８０ニューラルネットワークのような機械学習アルゴリズムを組み込むことも可能である。
【００３０】
これら演算処理部８の各部の機能は、ＣＰＵに実装されたプログラムを実行することで実現される。但し、一部の機能をＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）やＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ−Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）などのハードウェアで実現することも可能である。
【００３１】
以下、この演算処理部８の機能を中心に、ＭＲＩ装置及び拡散強調画像計算方法の各実施形態を説明する。
【００３２】
＜第一実施形態＞
本実施形態は、複数（２以上）のｂ値を用いてそれぞれ取得した画像（拡散強調画像の原画像であり、一種の拡散強調画像である）の画素値や組織などのパターンを分析することで、拡散係数（ＡＤＣ）が異常値となる画素（異常画素）を抽出し、各拡散強調画像における異常画素を補正し、補正した各拡散強調画像を用いて拡散係数（ＡＤＣ）を算出し、算出した拡散係数（ＡＤＣ）を用いて任意のｂ値の拡散強調画像を計算して表示する。
【００３３】
以下、図４に示す処理フローを参照して、本実施形態の演算処理部８の処理を詳述する。演算処理部８が行う処理は、予めプログラムとして磁気ディスク１８に記憶されており、演算処理部８が磁気ディスク１８からそのプログラムを読み込んで実行することにより実施される。
【００３４】
［ステップＳ２０１］
本ステップは操作者による処理であり、撮像のための設定を行う。まず操作者は、被検者を静磁場発生部２の撮像空間にセットアップする。そして、操作部２５を介して、拡散強調イメージングのためのパルスシーケンスの設定、撮像条件の設定を行う。撮像条件には一般的なＴＥ、ＴＲ等の撮像パラメータの他に、ＭＰＧパルスの軸やｂ値の設定が含まれる。本実施形態ではｂ＝０を含む複数のｂ値を設定する。これらの設定は、ディスプレイ２０に表示された設定画面を介して行うことができる。設定処理が終了した後、撮像部による撮像が開始する。
【００３５】
［ステップＳ２０２］
撮像部は、ステップＳ２０１で設定された撮像条件で、所定のパルスシーケンスを実行し、被検体の同一断面について、複数のｂ値で、それぞれ、画像再構成に必要な数のエコー信号を取得する。なお複数のｂ値には、ｂ値＝０を含んでいてもよい。即ち、撮像は少なくとも設定したｂ値の数と同数以上繰り返される。ＭＰＧパルスの印加軸を異ならせる場合には、その印加軸毎にｂ値＝０以外のｂ値について撮像を行う。画像作成部８１は、各撮像で得たエコー信号を再構成し、拡散強調画像を作成し、各画像データを磁気ディスク１８に記憶する。以下、説明を簡単にするために、ｂ値が０の場合、及び０以外の所定のｂ値（ｂmsr）について複数の印加軸毎の撮像を行った場合を例に説明する。複数の印加軸の撮像でそれぞれ得られた拡散強調画像を区別する場合には、各拡散強調画像をＳｎと表記する。添え字ｎは印加軸の種類を表す。
【００３６】
［ステップＳ２０３］
演算処理部８は、必要に応じて、ステップＳ２０２で取得した拡散強調画像に対し、公知の体動補正処理を用いて体動補正を行う。体動補正は取得した拡散強調画像に対し事後的に行う処理のみならず、撮像時に行う心電同期撮像や体動を監視するナビゲーターエコーを用いた撮像を前提とする補正処理も含む。また対象とする撮像部位が体動の影響を殆ど受けない部位の場合には本ステップは省略してもよい。
【００３７】
［ステップＳ２０４］
演算処理部８は、操作者が操作部２５を介して入力した任意のｂ値（ｂfactor）を受け付ける。任意のｂ値は、拡散画像算出部８０が仮想拡散強調画像の計算に用いるｂ値である。操作者による任意のｂ値の入力は、拡散画像算出部８０が拡散強調画像の計算を行う前に行われていればよく、ステップＳ２０１で表示される撮像条件設定画面に入力可能にしてもよいし、拡散強調画像の算出時に、任意のｂ値の入力を促す画面をディスプレイ２０に表示させてもよい。図５に、任意のｂ値の入力を受け付けるためのディスプレイ２０に表示されるＧＵＩ５００の一例を示す。図５に示す例では、拡散強調画像（ＤＷＩ）や拡散強調係数マップ（ＡＤＣ）などの画像表示部５１０と操作者が入力するためのメニュー表示部３２０が設けられており、ｂ値の入力はメニュー表示部５２０の解析設定メニュー５２１に設定された数値入力ボックスにより行うように構成されている。数値入力の代わりに、スライダーバーなどの操作によりｂ値の入力を行う構成としてもよい。
【００３８】
［ステップＳ２０５］
拡散画像演算部８０の分析部８２は、ステップＳ２０３で取得したｂ値＝０の拡散強調画像Ｓ０と、各軸（ＭＰＧ印加軸）方向の複数のｂ値の拡散強調画像Ｓとを用いて、異常な拡散係数（ＡＤＣ）となる画素を判定し、抽出する。異常なＡＤＣとなるか否かの判定の手法は、ｂ値に対し画素値が単調減少するという関係（従って、ｂ値＝０のときの画素値はｂ値≠０のときの画素値以上である）を利用する。即ちｂ値＝０の拡散強調画像Ｓ０の画素値ｐ０と、各ＭＰＧ印加軸の拡散強調画像Ｓの画素値ｐを比較し、ｐ０＜ｐとなった画素を異常画素と判定する。比較は、画像上の位置が同一である画素どうしで行い、画像上の全ての画素について行う。但し画像にＲＯＩを設定した場合には、ＲＯＩ内の画素のみを比較してもよい。
【００３９】
上述した例は画素値を比較する例であるが、画素値だけでなくパターン認識などで画像の特徴を比較してもよい。例えば、パターン認識アルゴリズムを用いた分析では、Ｎｅｕｒａｌ  Ｎｅｔｗｏｒｋなどの機械学習アルゴリズムを用いる。機械学習の特徴量として、拡散強調画像の画素値がｂ値の大きさによって単調減少すること、ＭＰＧ印加軸の方向によって、組織毎に異方性をもつことを利用し、正常例の画素値と異常例の画素値を学習し、異常を判定するモデルを作成する。この学習に基づいたモデルを用いて、ＭＰＧ印加条件の異なる複数の拡散強調画像の画素ごとや、画素のみならず組織ごとに、異常の有無を判定する。
さらに、機械学習を用いて、次のステップの画素の補正を行うことも考えられる。例えば、拡散強調画像の画素と、各種の基準値または補正値を用いて補正した場合に最も適する手法を、機械学習アルゴリズムを用いて、部位ごとに学習し、画素から最適な補正方法を判定するモデルを作成する。このモデルを用いて、前期判定部で異常と判定された画素に最適な補正方法を判定する。
【００４０】
［ステップＳ２０６］
分析部８２で異常画素と判定され抽出された画素に対し、補正部８３が補正を行う。補正は、ｂ値＝０の拡散強調画像Ｓ０の画素を補正する場合とｂ値≠０の拡散強調画像Ｓの画素を補正する場合が有りえるが、ここでは、拡散強調画像Ｓ０の画素値を補正する。具体的には、ステップＳ２０５で抽出した画素における拡散強調画像Ｓ０の画素値を、拡散強調画像Ｓの画素値に置き換える。置き換える拡散強調画像Ｓの画素値は、複数の印加軸の拡散強調画像Ｓ（Ｓ１、Ｓ２・・・Ｓｎ）がある場合には、各拡散強調画像の対応画素の画素値のうち最大のものを用いることができる。また一つの画素だけでなく、その周囲の画素の画素値も含む複数の画素値の平均値を用いてもよい。また、ｂ値≠０の拡散強調画像が複数ある場合には、他のｂ値の拡散強調画像の画素や複数の拡散強調画像の画素から算出する値を用いてもよい。
【００４１】
さらに、上述の例では、ｂ値＝０の画素値を置き換えたが、置き換えるのは他のｂ値（≠０）の画像であってもよい。例えば、異常になった画素において、ｂ値、軸ごとに周辺画素の平均値と比較し、異常の程度が大きい画素を補正する。ｂ値＝０の画素の異常の程度が大きい場合には、ｂ値＝０の画素を補正し、ｂ値≠０の画素の異常の程度が大きい場合には、ｂ値≠０の画素を補正する。
以下の説明では、ｂ値＝０の拡散強調画像Ｓ０の画素値を補正した場合を例に説明する。異常画素を補正した後の拡散強調画像をＳ０crtと表記する。
【００４２】
このように各軸方向で画素の分析と補正を行うことによって、最終的な拡散係数はある方向では０になるが、他の方向では正常に近い値を持つ。その結果、特許文献1のようにＡＤＣマップ（画素値をＡＤＣとする画像）に対してカットオフ拡散係数を用いて計算対象外とする方法よりも、より適切な拡散係数（ＡＤＣ）を算出できる。
【００４３】
［ステップＳ２０７］
拡散係数算出部８４が、ステップＳ２０６で補正した拡散強調画像Ｓ０crtと拡散強調画像Ｓｎを用いて、例えば、次式により拡散係数ＡＤＣを算出する。
【００４４】
【数１】
0006752064.tif 000002
ここで、
ＡＤＣ：計測された見かけの拡散係数（計測拡散係数）
Ｓｎ：ＭＰＧ軸＝ｎの拡散強調画像
Ｓ０crt：ｂ値＝０の補正後の拡散強調画像
【００４５】
なおｂ値が０以外の値ｂ１、ｂ２（ｂ２＞ｂ１）を用い、いずれか一方をＳ２０６で補正した場合には、式（１）は次式（２）となる。
【数２】
0006752064.tif 000003
Ｓｂ２：ｂ２の拡散強調画像
Ｓｂ１ｃｒｔ：ｂ値＝ｂ１の補正後の拡散強調画像
【００４６】
拡散係数ＡＤＣの算出を全ての画素について行い、ＡＤＣマップを得る。すなわちＡＤＣマップは画素値をＡＤＣとする画像である。
【００４７】
[ステップＳ２０８]
仮想拡散強調画像算出部８５が、ステップＳ２０７で算出した拡散係数ＡＤＣと、ステップＳ２０４で入力された任意のｂ値（ｂfactor）を用いて、任意のｂ値の拡散強調画像（Ｓbfactor）を以下の式（３）又は式（３’）を用いて計算する。
【００４８】
【数３】
0006752064.tif 000004
ここで、
Ｓbfactor: 任意のｂ値の拡散強調画像（仮想拡散強調画像：ｃＤＷＩ）
ｂfactor：任意のｂ値
【００４９】
全画素で補正したｂ値＝０の画像を用いる場合、式（３’）は、補正前の原画像を用いる場合であり、いずれを用いてもよい。また、画素ごとに補正した画素がｂ値＝０であれば、補正したｂ値＝０の画像を用い、補正した画素がｂ値≠０であれば、原画像のｂ値＝０の画像を用いる、などでもよい。
【００５０】
なお、式（２）はｂ値による信号強度の変化を単一指数関数にフィッティングした「Ｍｏｎｏ  Ｅｘｐｏｎｅｎｔｉａｌ  Ｆｉｔｔｉｎｇ」を用いているが、式（２）以外に、例えば２項指数関数に従って信号強度が減衰する数学的なモデル（Ｂｉ−Ｅｘｐｏｎｅｎｔｉａｌ  Ｆｉｇｔｔｉｎｇ）や拡散係数の分布として生物物理学的モデルに仮定を置かない数学的モデル（Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ  Ｋｕｒｔｏｓｉｓ  Ｉｍａｇｉｎｇなど）の他のモデルを用いてもよい。
【００５１】
またステップＳ２０４では、一つのｂ値（ｂfactor）を入力する場合を示しているが、任意のｂ値として複数のｂ値を設定することも可能であり、その場合には、設定された複数のｂ値について上記ステップＳ２０８の計算を行うことにより、それぞれの仮想拡散強調画像を算出することができる。
【００５２】
［ステップＳ２０９］
表示制御部８６は、ステップＳ２０８で算出した任意のｂ値（ｂfactor）の拡散強調画像をディスプレイ２０に表示する。図５に示す画面５００では、画像表示部５１０に原画像から求めた拡散強調画像ＤＷＩ及びＡＤＣマップ（ＡＤＣの値を画素値とする画像）と並んで、仮想拡散強調画像ｃＤＷＩが表示される。これらの画像は、所定の記憶装置に保存される。
【００５３】
以上が、演算処理部８の処理フローの説明である。演算処理部８の処理で拡散強調画像、拡散強調係数及び仮想拡散強調係数を用いて、公知のテンソル解析を行い、さらに発展した診断情報を取得できることは言うまでもない。例えば、拡散の異方性を解析し繊維（脳の白質路など）を画像化したり、非特許文献１に開示されるようなトラクトグラフィ技術により繊維方向の違いを画像化したり、拡散異方性の程度を定量化したりすることができる。
【００５４】
本実施形態による仮想拡散強調画像算出の手法及び効果を、カットオフ拡散係数を用いて算出した場合（比較例）と比較する図を図６及び図７に示す。図６は本実施形態による手順と画像を示し、図７は比較例による手順と画像を示す。本実施形態は、ＡＤＣ算出の元画像である２つのＤＷＩ画像を予め補正した後、ＡＤＣを算出し、仮想拡散強調画像ｃＤＷＩを算出するので、得られるｃＤＷＩに画素の欠損による画像劣化がない。これに対し比較例では、元画像からＡＤＣを算出し、カットオフＡＤＣを設定することでＡＤＣの精度を高めているが、カットオフＡＤＣ以下となった画素は利用されないため、これを用いてｃＤＷＩを算出すると得られるｃＤＷＩの画質が劣化する。
【００５５】
本実施形態のＭＲＩ装置は、複数の異なるＭＰＧパルス印加条件で複数の撮像を行い、各撮像毎に核磁気共鳴信号を取得する撮像部と、前記撮像部が取得した核磁気共鳴信号を用いて画像を再構成する画像再構成部と、ＭＰＧパルス印加条件の異なる複数の前記画像を用いて拡散強調画像の計算を行う演算部と、を備え、前記演算部は、ＭＰＧパルス印加条件が異なる複数の画像を分析し、異常画素の有無を判定する分析部を有し、前記分析部の結果に基づき補正された前記複数の画像を用いて拡散強調画像を算出する。
【００５６】
また前記演算部は、分析により異常と判断された画素を補正する補正部を備え、前記画素が補正された前記複数の画像を用いて拡散強調画像を算出する。前記演算部は、前記補正部により画素が補正された前記複数の画像を用いて拡散強調係数を算出する拡散係数算出部、拡散係数算出部が算出した拡散強調係数を用いて任意のＭＰＧパルス印加条件における仮想の拡散強調画像を算出する拡散強調画像算出部をさらに備える。
【００５７】
本実施形態のＭＲＩ装置によれば、低磁場ＭＲＩ装置であって、高いｂ値の拡散強調画像の撮像が困難な場合でも、高いｂ値の仮想拡散強調画像を得ることが可能になる。その際、ＡＤＣにカットオフを設定しないので、画素の欠損が少ない正確な任意のb値の拡散強調画像を算出することができる。
【００５８】
＜第一実施形態の変形例＞
第一実施形態では、分析部８２が画素値どうしを比較することにより異常画素を抽出したが、さらに、撮像条件の情報を用いて異常画素の判定と抽出を行ってもよい。
【００５９】
本変形例の処理フローを図８に示す。この処理フローは、第一実施形態と同様に、予めプログラムとして磁気ディスク１８に記憶されており、演算処理部８が磁気ディスク１８からそのプログラムを読み込んで実行することにより実施される。図８において、図４と同じ処理は同じ符号で示し、詳細な説明は省略する。
【００６０】
［ステップＳ２０１〜Ｓ２０４］
操作者による撮像条件設定、撮像部による拡散強調イメージングに基く撮像、必要に応じた体動補正、及び、仮想拡散強調画像算出のためのｂ値設定を行う。
【００６１】
［ステップＳ３０１］
分析部８２は、異常画素を判定する際に、撮像条件を参照して対比する画素の画素値を決定する。例えば、参照する撮像条件が積算回数の場合、各ｂ値の拡散強調画像の各画素における中央値ｐｃを算出する。中央値ｐｃとは、積算回数ごとに、同一画素における拡散強調画像の各画素を、画素値の大きさでソートし、その中央となる値である。算出した各画素における中央値ｐｃと、ｂ値＝０の拡散強調画像Ｓ０の各画素ｐ０を比較し、ｐ０が中央値ｐｃよりも小さくなる画素を抽出する。なお画素値の判定に用いる値は、中央値ではなく平均値などでもよい。
【００６２】
［ステップＳ３０２］
補正部８３は、撮像条件に対応する値を用いて異常画素を補正する。例えば、ステップＳ３０１で抽出した画素において、ｂ値＝０の拡散強調画像Ｓ０の各画素の画素値をステップＳ３０１で算出した各画素の中央値に置き換える。或いは各画素の平均値に置き換える。
【００６３】
なお参照する撮像条件は、積算回数に限らず、例えば、ＭＰＧ軸数やｂ値の値でもよい。例えば、ＭＰＧ軸数が複数ある場合に、同一画素における画素値の中央値を算出し、各軸で異常な画素を中央値に置き換えてもよい。この場合の中央値も、ＭＰＧ軸ごとに、同一画素における拡散強調画像の各画素を、画素値の大きさでソートし、その中央となる値である。このように補正することで、その後のステップＳ２０７で式（１）によりＡＤＣを算出する際に、ＡＤＣの精度を高めることができる。ｂ値についても同様に、補正値として、複数のｂ値の画像の対応画素から算出した値を用いることができる。例えば、複数のｂ値で撮像した場合には、同一画素における各ｂ値の値をもとに、周辺画素の平均値と比較し、異常値の程度を算出する。ｂ値の大きさごとに異常値の程度の閾値を設け、その異常値の程度が閾値よりも大きいものから補正を行う。より低いｂ値の画像は異常の程度が大きいと考えられるため、閾値を低く設定する。
【００６４】
その他、撮像条件として、ｋ空間上の画像の特徴、即ちその画素が微細構造部分（高周波成分を多く含む）の画素か否かなどを考慮して置き換える値を変更することも可能である。
【００６５】
本変形例によれば、第一実施形態のＭＲＩ装置で得られる効果と同様の効果に加えて、撮像条件を用いて画素の抽出と補正を行うことで、より高精度な仮想拡散強調画僧を計算できる。
【００６６】
＜第二実施形態＞
本実施形態も、演算処理部８が行う処理は基本的には第一実施形態と同様であり、２以上のｂ値を用いて取得した拡散強調画像から、各拡散強調画像の画素値を分析することで、拡散係数が異常値となる画素を抽出し、各拡散強調画像における抽出画素を補正し、補正した各拡散強調画像を用いて、拡散係数ＡＤＣを算出し、算出したＡＤＣを用いて任意のｂ値の拡散強調画像を計算して表示する。ただし本実施形態は、補正部８３による補正の強さを調整可能にしたこと（補正部が調整部を有すること）が特徴である。補正の強さの調整は、操作者の設定により或いは自動で行う場合がある。以下、本実施形態の演算処理部の処理について、第一実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００６７】
本実施形態の処理フローを図９に示す。この処理フローは、第一実施形態と同様に、予めプログラムとして磁気ディスク１８に記憶されており、演算処理部８が磁気ディスク１８からそのプログラムを読み込んで実行することにより実施される。なお図９において、図４と同じ処理は同じ符号で示し、詳細な説明は省略する。
【００６８】
［ステップＳ２０１〜Ｓ２０４］
第一実施形態と同様に、操作者による撮像条件設定、撮像部による拡散強調イメージングに基く撮像、必要に応じた体動補正、及び、仮想拡散強調画像算出のためのｂ値設定を行う。
【００６９】
［ステップＳ２０５〜Ｓ２０９］
拡散強調画像演算部８０は、撮像により取得した複数の拡散強調画像について、まずＡＤＣが異常となる画素を判定、抽出し、その画素について画素値の補正を行う（Ｓ２０５、Ｓ２０６）。補正の手法は第一実施形態或いはその変形例で説明した手法と同様の手法を採用できる。その後、補正された拡散強調画像を用いてＡＤＣを算出し（Ｓ２０７）、算出したＡＤＣとｂ値＝０の拡散強調画像Ｓ０（補正前の原画像或いは補正後の拡散強調画像Ｓ０cor）を用いてＳ２０４で設定されたｂ値の仮想拡散強調画像を算出し（Ｓ２０８）、表示する（Ｓ２０９）。
【００７０】
［ステップＳ９０１、Ｓ９０２］
ステップＳ２０６でなされた補正が適切になされなかった場合には（Ｓ９０１）、補正の強さを変更する（Ｓ９０２）。補正が適切になされたか否かは、例えば、操作者がステップＳ２０９でディスプレイ２０に表示されたＡＤＣマップやｃＤＷＩを確認することにより行ってもよいし、ＡＤＣの値などをもとに拡散強調画像演算部８０（例えば補正部）が自動的に判断してもよい。
【００７１】
補正の強さは、例えば、異常と認定された画素についてｂ値＝０の拡散強調画像Ｓ０の画素値を、ｂ値≠０の拡散強調画像Ｓの画素値で置き換える場合、Ｓの画素値をそのまま用いるのではなく、所定の重み係数をかけることで調整する。或いは置き換える画素値を変更してもよい。重み係数は、算出したＡＤＣをもとに算出してもよいし、ｂ値に応じて予め決められた係数を使用してもよい。ＡＤＣをもとに算出する場合、例えば、異常画素のＡＤＣ値が、その周辺画素のＡＤＣ値の平均値に近づくように、重み係数を決定する。周辺画素は対象画素の上下及び／又は左右の画素でもよいし、対角線方向に位置する画素を加えたものでもよい。またｂ値をもとに算出する場合は、例えば、ｂ値＝ｂ１の拡散強調画像の画素値を、ｂ値＝ｂ２の拡散強調画像の画素値で置き換える場合において、ｂ１とｂ２との差（或いは比）に応じて重みが変わるように重み係数を決定してもよい。
【００７２】
補正に用いる強度を、操作者が操作部25を介して入力する場合のＧＵＩの一例を図１０に示す。この例では、ディスプレイ２０の表示画面５００のメニュー表示部５２０に画像補正の強さを入力するための画像補正ボックス５２２が表示される。操作者は、例えば、「１．１」、「０．７」などの数値を入力し、或いは「強」、「弱」など補正の程度を表す文字を選択することにより、補正の程度を設定する。
【００７３】
演算処理部８が重み係数を自動的に算出する場合には、画像補正ボックス５２２は補正の要否を選択する表示としてもよい。このようなＧＵＩを通して、補正要が選択されると、或いは、補正の程度が設定されると（Ｓ９０２）、拡散強調画像演算部８０は、その入力情報に基づいて、ステップＳ２０５に戻り、再度、拡散強調画像の補正、拡散係数の算出、仮想拡散強調画像の算出を行い、算出した画像の表示を行う（Ｓ２０６〜Ｓ２０９）。算出された画像は、必要に応じて、所定の記憶装置に保存される。
【００７４】
以上説明したように、本実施形態のＭＲＩ装置は、第一実施形態のＭＲＩ装置の構成に加え、補正部が、補正の強さを調整する調整部をさらに備える。第一実施形態の手法に従って、単に画素値の置き換えをした場合、算出される拡散強調画像の補正画素の画素値が高すぎたり低すぎたりして観察しにくくなる場合も有りえるが、本実施形態によれば、補正の適正化を図ることで、得られる仮想拡散強調画像を用いた診断精度を向上することができる。
【００７５】
＜第二実施形態の変形例＞
本変更例は、仮想拡散強調画像算出のための原画像である拡散強調画像のほかに、画素の補正がなされたことを表す補正画像を作成し、ディスプレイに表示させることが特徴である。
【００７６】
本変形例の演算処理部８の処理フローを図１１に示す。図１１において、図４や図９と同じ処理は同じ符号で示し、詳細な説明は省略する。
【００７７】
本実施形態では、拡散強調画像について異常画像の補正を行い、仮想拡散強調画像を作成（Ｓ２０１〜Ｓ２０９）した後、補正画像を作成し、表示する（Ｓ９０３）。補正画像としては、異常画素と判定された画素の位置を、原画像と同じサイズの画像上で示す画像（補正位置画像）、補正した画素と補正した値から作成した補正値画像（補正した画素のみからなる画像）、或いは、画素値を補正した後の拡散強調画像（補正後拡散強調画像）上に補正画素の位置を識別可能な表示で示した画像などがあるが、補正の位置が補正前後の拡散強調画像との関係でわかる画像であればこれらに限定されない。補正画像は、ステップＳ２０９で作成された仮想拡散強調画像とともに表示される。
【００７８】
このような補正画像が原画像や仮想拡散強調画像とともに表示されることにより操作者は、ステップＳ２０６で行われた補正が適正か否かを判断しやすくなる。その後、補正の調整の要否を判断し（Ｓ９０１）、補正の調整が要の場合、補正の強さを調整して或いは補正に用いる画素の画素値を変更して（Ｓ９０２）、再度補正を行う（Ｓ２０６）。ステップＳ９０１及びＳ９０２の処理は第二実施形態と同様である。補正が適正になされていると判断された場合には、補正された拡張強調画像を用いてＡＤＣを算出し、ＡＤＣを用いて仮想拡散強調画像を作成し、表示する（Ｓ２０７〜Ｓ２０９）。補正を繰り返す場合、画素位置を指定して、補正をやり直したい画素だけを補正するようにしてもよい。
【００７９】
本変形例によれば、拡散強調画像を補正する場合に、補正の適否の判断が容易となり、不要な計算の繰り返しをなくすことができ、しかも補正の精度を高め、最終的に得られる仮想拡散強調画像の精度を高めることができる。特に補正された画素のうち特定の画素を指定して可能にすることにより、繰り返しの際の計算量を減らすことができる。
【００８０】
＜第三実施形態＞
本実施形態は、第一実施形態とは、拡散強調画像における異常画素判定の手法が異なる。すなわち本実施形態のＭＲＩ装置は、撮像部が３以上のｂ値、例えばｂ値＝０の拡散強調画像の他に２以上のｂ値、で撮像を行い３以上の拡散強調画像を得ること、拡散強調画像演算部（演算部）が画素値をフィッティングするフィッティング部を備えること、が特徴であり、異常画素を補正する補正部はフィッティング結果に従い画素の補正を行う。
【００８１】
本実施形態においても、ＭＲＩ装置の全体構成は第一実施形態と同様であるが、演算処理部の機能が異なる。図１２に本実施形態の演算処理部の機能ブロック図を示す。図１２において図３に示す部と同一の機能を持つ部は同じ符号で示し、その詳細な説明は省略する。
【００８２】
本実施形態の演算処理部８Ａは、図１２に示すように、画像再構成部８１、拡散画像演算部８０Ａ、及び表示制御部８６を備える。拡散画像演算部８０Ａは、フィッティング部８７（判定部）と、拡散係数算出部８４と、仮想拡散強調画像算出部８５とを備える。フィッティング部８７は、撮像部が拡散強調イメージングのパルスシーケンスの実行によって３以上の異なるｂ値で撮像することで得られた複数の拡散強調画像について、その信号値（画素値）をフィッティングし、異常画素を判定するとともに、異常画素の画素値をフィッティング曲線上の画素値に補正する。
【００８３】
これら演算処理部８Ａに含まれる各部の機能は、第一及び第二実施形態と同様に、ＣＰＵに実装されたプログラムを実行することで実現される。また一部の機能はＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）やＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ−Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）などのハードウェアで実現してもよい。
【００８４】
以下、本実施形態における演算処理部８Ａの処理を、図１３に示す処理フローを参照して説明する。図１３において、図４と同じ処理は同じ符号で示し、詳細な説明は省略する。
【００８５】
［ステップＳ２０１〜Ｓ２０４］
本実施形態においても、まず操作者による撮像条件の設定等（Ｓ２０１）に続いて、撮像部が設定された条件で撮像を行う（Ｓ２０２）。但し、条件設定では、ｂ値としてｂ値＝０のほかに、２以上のｂ値を設定する。撮像部は、設定された複数のｂ値で所定のＭＰＧ印加軸について拡散強調イメージングによる撮像を行い、複数のｂ値に対応する複数の拡散強調画像を取得する。画像再構成部８１は、拡散強調画像の再構成と共に、必要に応じて体動補正を行う（Ｓ２０３）。さらにステップＳ２０４において、仮想拡散強調画像算出のための任意のｂ値を設定する。
【００８６】
［ステップＳ７０１］
拡散強調画像演算部８０（フィッティング部８７）は、上記ステップで得られた複数の拡散強調画像を用いて、それら画像の各画素のフィッティングを行う。フィッティングでは、ｂ値が異なる各画像の対応する画素について、画素値と近似曲線との距離を最小とする近似曲線を求める。この際、何らかの拘束条件（例えば、「ｉｆ  ｂ１＞ｂ２，  ｐ１＞ｐ２」、「ｉｆ  ｂ０＝０、ｐ０≧ｐｍａｘ」など：ここでｂ１、ｂ２は任意のｂ値、ｐ０、ｐ１、ｐ２は、それぞれ、ｂ値が０、ｂ１、ｂ２のときの画素値を表す。ｐｍａｘは、フィッティングの対象画素値のうち最大の画素値を表す）を設けてもよい。
【００８７】
フィッティング部８７は、さらに、こうして求めた近似曲線と実際の画素値との距離（縦軸に沿った距離）が所定の閾値以上である画素を異常画素と判定する。閾値は、ｂ値の大きさごとに設け、その異常値の程度（ここでは距離）が閾値よりも大きいものから補正を行う。より低いｂ値の画像は異常の程度が大きいと考えられるため、閾値を低く設定する。
【００８８】
図１４に近似曲線と画素値の関係を例示する。異常と判定するための閾値は、例えば画素値に対する割合（距離が画素値の１０％以上など）や所定の値を予め設定しておいてもよいし、操作者が閾値を設定したり変更したりできるようにしてもよい。図１４に示す例では、ｂ値＝ｂ１の画像の画素８０１が近似曲線８００から大きく離れている。そこでｂ１の画素８０１の画素値（異常値）を近似曲線におけるｂ１のときの画素値で置き換える。フィッティング部８７は、各拡散強調画像の全ての画素について上述したフィッティングと補正を行い、各拡散強調画像を補正する。なお全ての画素について補正するのではなく、予めＲＯＩが設定されている場合にはＲＯＩ内の画素について補正を行ってもよい。
【００８９】
［ステップＳ２０７〜Ｓ２０９］
フィッティング部８７によるフィッティングと補正を行った拡散強調画像を用いて、ＡＤＣを算出し、このＡＤＣを用いてＳ２０４で設定されたｂ値を用いて、設定ｂ値における拡散強調画像（ｃＤＷＩ）を算出すること、これら画像を表示し、保存することは第一実施形態と同様である。
【００９０】
以上、本実施形態の、主として演算処理部８の動作を説明したが、本実施形態においても、第二実施形態の変形例のように補正画像をディスプレイ２０に表示させたり、また第一実施形態で説明したように、各ＭＰＧ印加軸について作成されたＤＷＩ及びｃＤＷＩを用いてトラクトグラフィ等の診断画像を作成したりすることも可能である。
【００９１】
以上説明したように、本実施形態のＭＲＩ装置は、前提として、撮像条件である複数の異なるＭＰＧパルス印加条件は、３以上の異なるｂ値の条件を含み、第一実施形態の分析部及び補正部に代わる分析部として、複数のＭＰＧパルス印加条件で得た複数の拡散強調画像の画素値をフィッティングし、前記異常画素の画素値を、フィッティング曲線上の値に置き換えて補正するフィッティング部を備える。
【００９２】
本実施形態のＭＲＩ装置によれば、フィッティングによって仮想拡散強調画像算出の元画像である拡散強調画像を補正しておくことにより、ＡＤＣ算出及び仮想拡散強調画像算出の精度を向上することができる。
【００９３】
＜第四実施形態＞
本実施形態は、第一〜第三実施形態のＭＲＩ装置に対し、補正すべき拡散強調画像の画質に応じて、撮像のやり直しを行う機能を追加したことが特徴である。
【００９４】
本実施形態の装置構成及び演算処理部の機能は、第一〜第三実施形態とほぼ同じであるが、分析部が異常画素の判定に加えて、異常の程度を判定すること、及び異常の程度が大きく補正では対処できない可能性が高いとき撮像部が再撮像を実施することが異なる。以下、適宜図４及び図１２を援用し、本実施形態のＭＲＩ装置の動作、特に演算処理部の処理について説明する。図１５に、本実施形態の、主として演算処理部の処理フローを示す。図１５において、図４と同じ処理は同じ符号で示し、詳細な説明は省略する。
【００９５】
［ステップＳ２０１〜Ｓ２０３］
第一実施形態と同様に、撮像から拡散強調画像の取得までを行う。
【００９６】
［ステップＳ９１０］
分析部８２は、まず拡散強調画像を分析し異常画素を判定する。この分析手法は、第一〜第三実施形態で採用した手法のいずれでもよい。異常画素の判定の後、さらに、異常の程度や異常の発生割合を判定する。異常の程度の判定は、例えば、ｂ値＝０の拡散強調画像の画素ｐ０と、ｂ値＝ｂ１の拡散強調画像の画素ｐ１を比較したときに、両方の値が大きくかい離しているか否かを判定する。例えば、画素値に対する割合［（ｐ１−ｐ０）／ｐ１］、画素値の差［ｐ１−ｐ０］について所定の閾値を設定し、これらの値が所定の閾値を超えた場合（例えば異常画素の画素値がｂ値＝０の拡散強調画像の画素値の２倍を超えた場合など）には、異常の程度が「大」と判定する。異常の発生割合については、例えば、画素数全体に対し異常と判定された画素の数（異常画素数／全画素数）が所定の割合（例えば５０％）を超えたときには、異常の程度が「大」と判定する。両者を組み合わせて、画素の異常を判定する閾値（第一閾値）と割合を判定する閾値（第二閾値）をそれぞれ設定し、画素値が第一閾値以上の画素の割合が第二閾値以上になったときに異常の程度が「大」と判定してもよい。或いは公知のパターン認識技術を用いて、複数の拡散強調画像の中で特に異常の程度の大きい拡散強調画像を抽出してもよい。
【００９７】
［ステップＳ９１１〜Ｓ９１３］
そして異常の程度が「大」と判定された場合には（Ｓ９１１）、それが最初の判定であれば（ステップＳ９１２）、ステップＳ９１３に進み、異常の程度が「大」と判定された拡散強調画像のみを対象とする再撮像を行う。例えば所定のｂ値の画像について「異常大」と判定された場合には、そのｂ値の撮像だけを行う。また複数のスライスの撮像を行った場合において、所定のスライスの画像が「異常大」と判定された場合には、そのスライスだけを再撮像する。
【００９８】
再撮像後で得られた拡散強調画像についても、他の拡散強調画像を用いて、異常画素の判定を行うとともに異常の程度を判定する（ステップＳ９１０）。この２度目の判定において、再度、いずれかの画像について「異常大」と判定された場合には（Ｓ９１１、Ｓ９１２）、ステップＳ２０２に戻り、全ての撮像をやり直す。或いは公知のパターン認識技術を用いて、複数の拡散強調画像の中で特に異常の程度の大きい拡散強調画像を抽出し、抽出された拡散強調画像について再撮像を行ってもよい。
【００９９】
［ステップＳ２０６〜Ｓ２０９］
ステップＳ９１１で異常の程度が「小」と判定された場合、ステップＳ２０６以降のステップに進み、異常画素の補正（Ｓ２０６）、ＡＤＣの算出（Ｓ２０７）、仮想拡散強調画像の算出・表示を行う（Ｓ２０８、Ｓ２０９）。これらの処理内容は、第一実施形態で説明したとおりである。
なお図１５に示す実施形態では、判定が１回目かそれ以降かによって再撮像の処理を異ならせたが、最初からステップ２０２に戻って再撮像を行ってもよいし、判定結果で「異常大」の結果が所定の回数に達したときにステップ２０２に戻るようにしてもよい。
【０１００】
以上、本実施形態を第一実施形態に応用した例を説明したが、本実施形態は異常の程度の判定と判定結果を利用した自動的再撮像とを行うことが特徴であり、第一実施形態のみならずその変形例や第二、第三の実施形態にも同様に適用することができる。
【０１０１】
また上記説明で例示した判定の基準や閾値は、単なる例示であって、種々の変更が可能である。再撮像する場合の対象についても、適宜変更することができる。また再撮像に際し操作者の選択（再撮像の可否も含めた選択）などを組み込むことも可能である。
【０１０２】
本実施形態のＭＲＩ装置は、分析部が、異常画素の有無の判定とともに、異常の程度を判定する。そして異常の程度に応じて、前記撮像部に再撮像を行わせる。
本実施形態によれば、異常になる値が多い場合には、再撮像を行い、再撮像後の画像を用いて仮想拡散強調画像を作成する。これにより検査効率の向上、検査時間の短縮が期待される。
【０１０３】
以上、本発明の各実施形態を述べたが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明において必須ではない要素やステップを適宜削除したり、追加することも本発明に包含される。また以上の各実施形態では、ＭＲＩ装置とその演算処理部が実行する拡散強調画像計算方法を説明したが、本発明の拡散強調画像計算方法は、ＭＲＩ装置から独立した画像処理装置において実現することも可能であり、そのような画像処理装置も本発明に包含される。
【符号の説明】
【０１０４】
１：被検体、２：静磁場発生部、３：傾斜磁場発生部、４：シーケンサ、５：送信部、６：受信部、７：信号処理部、８：演算処理部（ＣＰＵ）、８Ａ：演算処理部（ＣＰＵ）、９：傾斜磁場コイル、１０：傾斜磁場電源、１１：高周波発信器、１２：変調器、１３：高周波増幅器、１４ａ：高周波コイル（送信コイル）、１４b：高周波コイル（受信コイル）、１５：信号増幅器、１６：直交位相検波器、１７：Ａ／Ｄ変換器、１８：磁気ディスク、１９：光ディスク、２０：ディスプレイ、２１：ＲＯＭ、２２：ＲＡＭ、２３：トラックボール又はマウス、２４：キーボード、８０：拡散強調画像演算部（演算部）、８０Ａ：拡散強調画像演算部（演算部）、８１：画像再構成部、８２：分析部、８３：補正部、８４：拡散係数算出部、８５：仮想拡散強調画像算出部、８６：表示制御部、８７：フィッティング部
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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