(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボリュームデータに基づいて、第１の骨に関する第１のデータと、第２の骨に関する第２のデータとを取得する取得部と、
前記第１のデータより得られた、前記第１の骨の軸方向を示す直線である第１の直線上の第１の点と、前記第２のデータより得られた、前記第２の骨の軸方向を示す直線である第２の直線上の第２の点とに基づいて、関心領域を設定する設定部と
を備える画像処理装置。
【請求項２】
前記取得部は、前記ボリュームデータに基づいて、前記第１の骨の輪郭及び前記第２の骨の輪郭のうち少なくとも一方の輪郭を更に取得し、
前記設定部は、前記第１の点と、前記第２の点とに基づいて、前記関心領域のうち１方向に関して設定を行い、前記少なくとも一方の輪郭に基づいて、前記１方向とは異なる方向に関して設定を行う、請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記設定部は、前記第１の点と前記第２の点とを通る直線の示す方向に基づいて、コロナル面の設定を行う、請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記設定部は、前記少なくとも一方の輪郭に基づいて、サジタル面の設定を行う、請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記第１のデータから前記第１の骨における第１のランドマークを検出し、前記第２のデータから前記第２の骨における第２のランドマークを検出する検出部を更に備え、
前記設定部は、前記検出部が検出した結果に基づいて、前記関心領域を設定する、請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記第１のランドマークを通る直線であって、前記第１の骨の軸方向を示す直線である前記第１の直線を前記第１のデータに基づいて算出し、前記第２のランドマークを通る直線であって、前記第２の骨の軸方向を示す直線である前記第２の直線を前記第２のデータに基づいて算出する算出部を更に備え、
前記設定部は、前記算出部が算出した結果に基づいて、前記関心領域を設定する、請求項５に記載の画像処理装置。
【請求項７】
前記算出部は、前記第１のランドマークを通る複数の方向の直線に対してそれぞれ定められた所定の領域での所定の関数の積分値を方向ごとに比較することにより前記第１の直線を算出し、前記第２のランドマークを通る複数の方向の直線それぞれに対してそれぞれ定められた所定の領域での前記所定の関数の積分値を方向ごとに比較することにより前記第２の直線を算出する、請求項６に記載の画像処理装置。
【請求項８】
前記所定の関数は、各画素について定められた値を持つ関数であって、画素値の最大勾配方向と、画素の前記第１のランドマーク又は前記第２のランドマークに対する位置関係とに基づいて定められた関数である、請求項７に記載の画像処理装置。
【請求項９】
前記第１の直線と、第３の直線との交点として前記第１の点を算出し、前記第２の直線と、前記第３の直線と平行な第４の直線との交点として前記第２の点を算出する算出部を更に備え、
前記設定部は、前記第１の点と前記第２の点とに基づいて、前記関心領域を設定する、請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項１０】
前記第３の直線及び前記第４の直線を特定する情報の入力を受け付ける受付部を更に備え、
前記算出部は、前記受付部が受け付けた入力に基づいて、前記第１の点及び前記第２の点を算出する、請求項９に記載の画像処理装置。
【請求項１１】
前記設定部は、前記第１の骨の輪郭に対する外接矩形のうち、一つの辺の中心位置及び前記一つの辺の長さの少なくとも一方を用いて前記異なる方向に関して設定を行う、請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項１２】
前記第１の骨は、大腿骨であり、前記第２の骨は脛骨である、請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項１３】
前記関心領域は、膝を含む領域である、請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項１４】
被検体に対して第１の撮像を行う第１シーケンス制御部と、
前記第１の撮像に基づいて生成されたボリュームデータに基づいて、第１の骨に関する第１のデータと、第２の骨に関する第２のデータとを取得する取得部と、
前記第１のデータより得られた、前記第１の骨の軸方向を示す直線である第１の直線上の第１の点と、前記第２のデータより得られた、前記第２の骨の軸方向を示す直線である第２の直線上の第２の点とに基づいて、関心領域を設定する設定部と、
設定された前記関心領域に基づいて前記被検体に対して第２の撮像を行う第２シーケンス制御部とを備え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】
本発明の実施形態は、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】
磁気共鳴イメージングにおける関心領域設定の方法として、関心領域に関するパラメータを手動で設定する方法がある。また、磁気共鳴イメージングにおける関心領域設定の方法として、先の撮像で得られたボリュームデータ（例えば、３次元データや、２次元マルチスライスデータ）から所定のランドマークを検出し、検出したランドマークから、１部位（例えば所定の骨）の軸方向を求めることにより関心領域を自動設定する方法がある。
【０００３】
しかしながら、手動で関心領域を設定する方法は、再現性に乏しい。また、１部位の軸方向を求めることにより関心領域を自動設定する方法では、適切に関心領域を設定することができない場合もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−０６５９９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の実施形態は、関心領域を適切に設定することができる画像処理装置を提供する。
【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、取得部と、設定部とを備える。取得部は、ボリュームデータに基づいて、第１の骨に関する第１のデータと、第２の骨に関する第２のデータとを取得する。設定部は、前記第１のデータより得られた第１の直線上の第１の点と、前記第２のデータより得られた第２の直線上の第２の点とに基づいて、関心領域を設定する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、第１の実施形態に係る画像処理装置を示す図である。
【図２】図２は、第１の実施形態に係る画像処理装置に係る背景について説明した図である。
【図３】図３は、第１の実施形態に係る画像処理装置に係る背景について説明した図である。
【図４】図４は、第１の実施形態に係る画像処理装置に係る背景について説明した図である。
【図５】図５は、第１の実施形態に係る画像処理装置の行う処理の手順について示したフローチャートである。
【図６】図６は、第１の実施形態に係る画像処理装置の行う処理について説明した図である。
【図７】図７は、第１の実施形態に係る画像処理装置の行う処理について説明した図である。
【図８】図８は、第１の実施形態に係る画像処理装置の行う処理について説明した図である。
【図９】図９は、第１の実施形態の第１の変形例に係る画像処理装置の行う処理について説明した図である。
【図１０】図１０は、第１の実施形態の第１の変形例に係る画像処理装置の行う処理について説明した図である。
【図１１】図１１は、第２の実施形態に係る画像処理装置の行う処理について説明した図である。
【図１２】図１２は、第２の実施形態に係る画像処理装置を示す図である。
【図１３】図１３は、第２の実施形態に係る画像処理装置の行う処理の手順について示したフローチャートである。
【図１４】図１４は、第３の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置を示す図である。
【図１５】図１５は、第３の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置の行う処理について説明したフローチャートである。
【図１６】図１６は、実施形態に係る画像処理装置のハードウェア構成について説明した図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、添付図面を参照して、実施形態に係る画像処理装置及び磁気共鳴イメージング装置について、詳細に説明する。
【０００９】
(第１の実施形態)
以下、第１の実施形態に係る画像処理装置について詳細に説明する。
【００１０】
図１は、第１の実施形態に係る画像処理装置１００を示す図である。画像処理装置１００は、例えば、磁気共鳴イメージング装置で撮像されたデータに対して処理を行い画像を生成し、あるいは所定の設定を行う画像処理装置である。画像処理装置１００は、例えば、専用又は汎用コンピュータである。また、画像処理装置１００は、例えば、ネットワークを介して磁気共鳴イメージング装置と接続された画像処理装置、磁気共鳴イメージング装置の一部分を構成する画像処理装置、医用画像に画像処理を施すＰＣ（ワークステーション）、あるいは、医用画像を保存・管理する医用画像管理装置（サーバ）に含まれる画像処理装置である。
【００１１】
第１の実施形態に係る画像処理装置１００は、処理回路１５０、記憶回路１３２、入力装置１３４及び表示装置１３５を備える。処理回路１５０は、検出機能１５０ａ、取得機能１５０ｂ、第１推定機能１５０ｃ、第２推定機能１５０ｄ、設定機能１５０ｆ及び受付機能１５０ｇを備える。これらの、検出機能１５０ａ、取得機能１５０ｂ、第１推定機能１５０ｃ、第２推定機能１５０ｄ、設定機能１５０ｆ及び受付機能１５０ｇの詳細については、後述する。
【００１２】
第１の実施形態では、検出機能１５０ａ、取得機能１５０ｂ、第１推定機能１５０ｃ、第２推定機能１５０ｄ、設定機能１５０ｆ及び受付機能１５０ｇにて行われる各処理機能は、コンピュータによって実行可能なプログラムの形態で記憶回路１３２へ記憶されている。処理回路１５０はプログラムを記憶回路１３２から読み出し、実行することで各プログラムに対応する機能を実現するプロセッサである。換言すると、各プログラムを読みだした状態の処理回路１５０は、図１の処理回路１５０内に示された各機能を有することになる。なお、図１においては単一の処理回路１５０にて、検出機能１５０ａ、取得機能１５０ｂ、第１推定機能１５０ｃ、第２推定機能１５０ｄ、設定機能１５０ｆ、及び受付機能１５０ｇにて行われる処理機能が実現されるものとして説明したが、複数の独立したプロセッサを組み合わせて処理回路１５０を構成し、各プロセッサがプログラムを実行することにより機能を実現するものとしても構わない。
【００１３】
換言すると、上述のそれぞれの機能がプログラムとして構成され、１つの処理回路が各プログラムを実行する場合であってもよいし、特定の機能が専用の独立したプログラム実行回路に実装される場合であってもよい。
【００１４】
なお、処理回路１５０の有する検出機能１５０ａ、取得機能１５０ｂ、受付機能１５０ｇは、それぞれ検出部、取得部、受付部の一例である。また、第１推定機能１５０ｃ、第２推定機能１５０ｄ及び設定機能１５０ｆは、設定部の一例である。また、第１推定機能１５０ｃ、第２推定機能１５０ｄ及び設定機能１５０ｆは、算出部の一例である。
【００１５】
上記説明において用いた「プロセッサ」という文言は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）或いは、特定用途向け集積回路（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ：ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理デバイス（例えば、単純プログラマブル論理デバイス（Ｓｉｍｐｌｅ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｌｏｇｉｃ  Ｄｅｖｉｃｅ：ＳＰＬＤ）、複合プログラマブル論理デバイス（Ｃｏｍｐｌｅｘ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｌｏｇｉｃ  Ｄｅｖｉｃｅ：ＣＰＬＤ）、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ：ＦＰＧＡ））等の回路を意味する。プロセッサは記憶回路１３２に保存されたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。なお、記憶回路１３２にプログラムを保存する代わりに、プロセッサの回路内にプログラムを直接組み込むよう構成しても構わない。この場合、プロセッサは回路内に組み込まれたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。
【００１６】
記憶回路１３２は、画像処理装置１００が行う種々の処理に伴うデータ等を必要に応じて記憶する。例えば、記憶回路１３２は、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）、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、光ディスク等である。また、処理回路１５０内の記憶回路１３２が行う処理は、画像処理装置１００外の記憶装置で代替されてもよい。
【００１７】
入力装置１３４は、操作者からの各種指示や情報入力を受け付ける。入力装置１３４は、例えば、マウスやトラックボール等のポインティングデバイス、あるいはキーボード等の入力デバイスである。
【００１８】
表示装置１３５は、画像データ等の各種の情報を表示する。表示装置１３５は、例えば、液晶表示器等の表示デバイスである。処理回路１５０内の表示装置１３５が行う処理は、画像処理装置１００外の表示装置で代替されてもよい。
【００１９】
続いて、図２〜図４を用いて、第１の実施形態に係る画像処理装置１００に係る背景を簡単に説明する。図２〜図４は、第１の実施形態に係る画像処理装置１００に係る背景について説明した図である。
【００２０】
図２に、被検体Ｐに関する様々な撮像断面が示されている。サジタル面１ａは、サジタル面であり、被検体Ｐの前後方向の向きを表すベクトルと被検体Ｐの上下方向の向きを表すベクトルの２つのベクトルで張られる平面である。コロナル面１ｂは、コロナル面であり、被検体Ｐの左右方向の向きを表すベクトルと被検体Ｐの上下方向の向きを表すベクトルの２つのベクトルで張られる平面である。アキシャル面１ｃは、アキシャル面であり、被検体Ｐの左右方向の向きを表すベクトルと、被検体Ｐの前後方向の向きを表すベクトルの２つのベクトルで張られる平面である。
【００２１】
次に、図３及び図４を用いて、サジタル面を用いた撮像コロナル面の設定について説明する。図３及び図４では、膝を撮像対象とする場合について説明する。なお、後述するように、撮像コロナル面は、コロナル面と比較して傾いた平面である。
【００２２】
図３において、膝２ａは被検体Ｐの膝を表す。サジタル面２ｂは、サジタル面を表す。コロナル面２ｃは、膝の上部に対応する場所をコロナル面で切断したコロナル面を表す。また、コロナル面２ｄは、膝の下部に対応する場所をコロナル面で切断したコロナル面を表す。図３からわかるように、図３において、被検体Ｐの膝の方向が、必ずしも正確に上下方向になっていないため、例えばコロナル面２ｃでは、膝上部が撮影されている一方膝下部が撮影されていない。一方、コロナル面２ｄでは、膝下部が撮影されている一方膝上部が撮影されていない。従って、一枚のコロナル面で、膝全体を撮影することができていない。
【００２３】
図４を用いて、サジタル面を用いた撮像コロナル面の設定を説明する。図４において、膝２ａは膝を表し、サジタル面２ｂはサジタル面を表す。撮像コロナル面３は、診断用の撮像が行われる面であって、おおむねコロナル面と等しい方向で撮像が行われる平面である撮像コロナル面を表す。診断用の撮像は、例えば位置決め撮像と区別するために、例えば本撮像と呼ばれることもある。撮像コロナル面３は、コロナル面２ｃやコロナル面２ｄと比較して傾いた平面であり、撮像コロナル面３は、膝全体が撮像コロナル面３中に含まれているような平面である。処理回路１５０は、例えば、サジタル面２ｂに表示された画像を基に、撮像コロナル面３の向きを設定する。
【００２４】
かかる方法の一例として、位置決め撮像で得られたボリュームデータから所定のランドマークを検出し、検出したランドマークから、１部位の軸方向を求めることにより関心領域を設定する方法がある。この場合、例えば、処理回路１５０は、サジタル面２ｂにおいて、膝２ａを構成する大腿骨及び脛骨の両長骨が関心領域内になるべく多く含まれるような軸方向を求めることにより、撮像コロナル面３を決定し関心領域を設定する。
【００２５】
しかしながら、１部位の軸方向を求めることにより関心領域を設定するのでは、適切に関心領域を設定することが難しい場合もある。例えば、膝磁気共鳴イメージングにおいては、大腿骨の軸方向及び脛骨の軸方向の両方が重要であるため、それら２部位の相対的位置関係（例えば大腿骨と脛骨のなす角度）に応じて適切に関心領域が設定されるのが望ましい。
【００２６】
かかる背景により、第１の実施形態に係る画像処理装置１００は、第１の骨に関する第１のデータより得られた第１の直線上の第１の点と、第２の骨に関する第２のデータより得られた第２の直線上の第２の点とに基づいて、関心領域を設定する。
【００２７】
続いて、図５〜図８を用いて、第１の実施形態に係る画像処理装置１００の行う処理について説明する。図５は、第１の実施形態に係る画像処理装置１００の行う処理の手順について示したフローチャートである。図６〜図８は、第１の実施形態に係る画像処理装置１００の行う処理について説明した図である。以下、画像処理装置１００が、膝磁気共鳴イメージングに係る画像を処理し、膝を含む領域であってコロナル撮像における関心領域を、サジタル面の位置決め画像を用いて設定する場合について説明する。図６〜図８は、かかるサジタル面の位置決め画像を基に、第１の実施形態に係る画像処理装置１００の行う処理について説明したものである。
【００２８】
図６において、大腿骨１０は、大腿骨を表す。脛骨１１は、脛骨を表す。大腿骨中心１３は、ランドマークである大腿骨中心を表す。直線８は、大腿骨中心１３を通る直線の一例を示している。角度１４は、直線８の方向を示す角度を表している。近傍領域１２は、
大腿骨中心１３を通る複数の方向の直線のうちの一つである直線８に対して定められた所定の領域を示す。近傍領域１２は、例えば、重心位置が直線８上の所定の点であり、その長辺及び短辺が直線８に垂直又は平行である所定の長辺及び短辺（長辺及び短辺の長さが等しい場合を含む）を有する矩形領域である。例えば、角度１４をθとすると、近傍領域１２は、θの関数としてＲｆ（θ）と表現することができる。近傍領域１２は、直線８の方向が変化することにより角度１４が変化すると、それに伴い、異なった領域を表すことになる。
【００２９】
図７において、大腿骨１０は、大腿骨を表す。脛骨１１は、脛骨を表す。脛骨中心１５は、ランドマークである脛骨中心を表す。直線９は、脛骨中心１５を通る直線の一例を示す。角度１７は、直線９の方向を示す角度を表している。近傍領域１６は、脛骨中心１５を通る複数の方向の直線のうちの一つである直線９に対して定められた所定の領域を示す。近傍領域１６は、例えば、重心位置が直線９上の所定の点であり、その長辺及び短辺が直線９に垂直又は平行である所定の長辺及び短辺（長辺及び短辺の長さが等しい場合を含む）を有する矩形領域である。
【００３０】
図８において、第１の直線２０は、後述するステップＳ１２０において処理回路１５０が第１推定機能１５０ｃにより算出する直線である。第２の直線２１は、後述するステップＳ１４０において処理回路１５０が第２推定機能１５０ｄにより算出する直線である。また、角度２３は、第１の直線２０の角度である。また、角度２５は、第２の直線２１の角度である。第３の直線２８は、後述する第３の直線である。第４の直線２９は、第３の直線２８と平行な第４の直線である。第１の点２２は、第１の直線２０と第３の直線２８との交点である。第２の点２４は、第２の直線２１と第４の直線２９との交点である。直線２７は、第１の点２２と第２の点２４とを通る直線である。角度２６は、直線２７の角度である。
【００３１】
図５に戻り、処理回路１５０は、取得機能１５０ｂにより、所定のボリュームデータを取得する。ここで、ボリュームデータは、例えば磁気共鳴イメージング装置等の医用画像診断装置による撮像で得られたボリュームデータである。ボリュームデータの例としては、例えば３次元データや、２次元マルチスライスデータである。
【００３２】
処理回路１５０は、検出機能１５０ａにより、取得したボリュームデータから、ランドマークを検出する（ステップＳ１００）。具体的には、処理回路１５０は、取得機能１５０ｂにより、取得したボリュームデータに基づいて、第１の骨に関する第１のデータと、第２の骨に関する第２のデータとを取得する。続いて、処理回路１５０は、検出機能１５０ａにより、取得した第１のデータから第１の骨における第１のランドマークを検出し、第２のデータから第２の骨における第２のランドマークを検出する。
【００３３】
ここで、第１の骨の具体例としては、例えば、大腿骨１０である。この時、第１のデータは、大腿骨１０に関するデータである。また、第２の骨の具体例としては、例えば、脛骨１１である。この時、第２のデータは、脛骨１１に関するデータである。また、第１のランドマークの例としては、例えば、大腿骨１０の中心位置である大腿骨中心１３である。また、第２のランドマークの例としては、脛骨１１の中心位置である脛骨中心１５である。
【００３４】
かかる場合、ステップＳ１００において、処理回路１５０は、取得したボリュームデータに基づいて、取得機能１５０ｂにより、大腿骨１０に関するデータと、脛骨１１に関するデータとを取得する。続いて、処理回路１５０は、検出機能１５０ａにより、取得した大腿骨１０に関するデータから大腿骨１０の中心位置である大腿骨中心１３を検出し、取得した脛骨１１に関するデータから脛骨１１の中心位置である脛骨中心１５を検出する。
【００３５】
ここで、大腿骨１０あるいは脛骨１１の中心位置とは、典型的には、骨幹と骨端の境界で大腿骨１０あるいは脛骨１１の軸中心に位置する点を指すが、これに限定せず大腿骨１０あるいは脛骨１１にあればよい。例えば、図６における大腿骨中心１３がかかる大腿骨の中心位置の一例である。また、例えば、図７における脛骨中心１５がかかる脛骨の中心位置の一例である。
【００３６】
処理回路１５０は、例えば、Ｅｘｔｒｅｍｅｌｙ  Ｒａｎｄｏｍｉｚｅｄ  Ｔｒｅｅｓにより中心位置周囲の３次元画像パターンを学習し構築した識別器を用いて、検出機能１５０ａにより、ステップＳ１００の処理を実行する。また、処理回路１５０は、例えば、
Ｓｕｐｐｏｒｔ  Ｖｅｃｔｏｒ  Ｍａｃｈｉｎｅや深層学習などの他の機械学習手法を用いて学習を行って構築した識別機を用いて、検出機能１５０ａにより、ステップＳ１００の処理を実行する。また、別の例として、処理回路１５０は、例えば、機械学習手法以外の手法、例えば、テンプレートマッチング、Ａｃｔｉｖｅ  Ｓｈａｐｅ  Ｍｏｄｅｌに基づくランドマークの位置が既知な統計的形状モデルの当てはめ、ランドマークの位置が既知なアトラス画像とのレジストレーション等の手法を用いて、検出機能１５０ａにより、ステップＳ１００の処理を実行する。また、別の例として、処理回路１５０は、機械学習によりランドマークの位置を検出し、その後、検出された位置の近傍でテンプレートマッチングを用いる等の手法の組み合わせにより検出位置の精度を高めることにより、検出機能１５０ａにより、ステップＳ１００の処理を実行する。また、この際、処理回路１５０は、画像の等方化や、ヒストグラム平坦化やヒストグラム伸張化による輝度値の正規化を検出前に実行してもよい。
【００３７】
続いて、処理回路１５０は、第１推定機能１５０ｃにより、第１の骨に関する平面である第１の平面を決定する（ステップＳ１１０）。例えば、処理回路１５０は、第１推定機能１５０ｃにより、大腿骨１０に関する平面である大腿骨面を決定する。第１の平面は、例えば、大腿骨中心１３を通るサジタル面である。また、別の例として、第１の平面は、大腿骨中心１３と脛骨中心１５とを通り、ボリュームデータのコロナル面に垂直な面である。第１の平面は、ステップＳ１２０において、処理回路１５０が第１推定機能１５０ｃにより第１の直線２０を推定するのに用いられる。
【００３８】
続いて、処理回路１５０は、第１推定機能１５０ｃにより、第１のランドマークを通る直線であって、第１の骨の軸方向を示す直線である第１の直線２０を、第１のデータに基づいて算出する(ステップＳ１２０)。例えば、処理回路１５０は、第１推定機能１５０ｃにより、第１のランドマークである大腿骨中心１３を通る直線であって、大腿骨１０の軸方向を示す直線である第１の直線２０を、大腿骨のデータである第１のデータに基づいて推定する。
【００３９】
ステップＳ１２０において、例えば、処理回路１５０は、第１推定機能１５０ｃにより、大腿骨中心１３を通る複数の方向の直線の方向θに対してそれぞれ定められた所定の領域（近接領域）Ｒ（θ）での、後述する所定の関数Ｅ（θ）の積分値を方向θごとに比較することにより、角度θｆで特徴づけられる第１の直線２０を推定する。
【００４０】
第１の直線２０を特徴づける角度θｆ（第１の直線２０の、図６の水平方向となす角）は、例えば以下の式（１）の左辺の値φで表される。
【数１】
0006723059.tif 000002
【００４１】
ここで、ａｒｇｍａｘは、角度θを変化させて、所定の関数Ｅ（θ）が最大値を取るような角度θを算出する処理を意味する。また、所定の関数Ｅ（θ）は、エネルギー関数とも呼ばれ、その表式は、例えば以下の式（２）で与えられる。
【数２】
0006723059.tif 000003
【００４２】
ここで、ｘ、ｙは画素のｘ座標、ｙ座標を示す。例えば、図６において、ｘは、水平方向の位置、ｙは、垂直方向の位置である。図６はサジタル面であるので、水平方向とは、被検体Ｐの前後方向を意味し、垂直方向は、被検体Ｐの上下方向を意味する。Ｉｇｒａｄ（ｘ、ｙ）は、画素の位置が（ｘ、ｙ）における画素値の勾配ベクトルの絶対値を示す。また、Ｉｄｉｒ（ｘ、ｙ）は、画素の位置が（ｘ、ｙ）における画素値の勾配ベクトルの大きさが最大となる方向に対応する角度を、０°から３６０°の範囲で表した関数である。また、Ｒ（θ）は、前述の近傍領域１２を角度１４（θ）の関数として表したものである。
【００４３】
式（２）からわかるように、所定の関数Ｅ（θ）は、勾配強度が大きい画素の勾配方向がθと垂直なほど大きくなる関数である。ここで、骨の画像において、画素値の勾配が最も大きくなる方向は、骨の短手方向と考えられる。逆に、骨の画像において、画素値の勾配が最も大きくなる方向と垂直な方向が、骨の長手方向（骨の軸方向）と考えられる。従って、画素値の勾配が最も大きくなる方向がθと垂直なほど大きくなる関数Ｅ（θ）が最も大きくなる方向θが、骨の軸方向と考えられる。
【００４４】
なお、所定の関数Ｅ（θ）は、各画素について定められた値を持つ関数であって、画素値の最大勾配方向Ｉｄｉｒ（ｘ、ｙ）と、画素（ｘ、ｙ）の第１のランドマーク（例えば大腿骨中心１３）又は第２のランドマーク（例えば脛骨中心１５）に対する位置関係とに基づいて定められている関数である。処理回路１５０は、このような性質を持つ別の関数系を用いて、第１の直線２０を表す角度２３（θｆ）を算出しても良い。
【００４５】
このように、ステップＳ１２０において、処理回路１５０は、第１推定機能１５０ｃにより、第１のランドマークを通る複数の方向の直線に対してそれぞれ定められた所定の領域での所定の関数Ｅ（θ）の積分値を方向θごとに比較することにより、第１の直線２０を推定する。
【００４６】
続いて処理回路１５０は、第２推定機能１５０ｄにより、第２の骨に関する平面である第２の平面を決定する（ステップＳ１３０）。例えば、処理回路１５０は、第２推定機能１５０ｄにより、脛骨１１に関する平面である脛骨面を決定する。第２の平面は、例えば、脛骨中心１５を通るボリュームデータのサジタル面である。また、別の例として、第２の平面は、大腿骨中心１３と脛骨中心１５とを通り、コロナル面に垂直な面である。第２の平面は、ステップＳ１２０において、処理回路１５０が第２推定機能１５０ｄにより第２の直線２１を推定するのに用いられる。なお、第２の平面は、第１の平面と同一の平面であってもよいし、異なる平面であってもよい。
【００４７】
続いて、処理回路１５０は、第２推定機能１５０ｄにより、第２のランドマークを通る直線であって、第２の骨の軸方向を示す直線である第２の直線２１を、第２のデータに基づいて算出する(ステップＳ１４０)。例えば、処理回路１５０は、第２推定機能１５０ｄにより、第２のランドマークである脛骨中心１５を通る直線であって、脛骨１１の軸方向を示す直線である第２の直線２１を、脛骨１１のデータである第２のデータに基づいて推定する。
【００４８】
ステップＳ１４０において、例えば、処理回路１５０は、第２推定機能１５０ｄにより、脛骨中心１５を通る複数の方向の直線の方向θ（角度１７）に対してそれぞれ定められた所定の領域（近接領域１６）Ｒ（θ）での、エネルギー関数Ｅ（θ）の積分値を方向θごとに比較することにより、角度φで特徴づけられる第２の直線２１を算出する。
【００４９】
第２の直線２１を特徴づける角度φ（角度２５）（第２の直線２１の、図７の水平方向となす角）は、例えば前述の式（１）で表される。また、エネルギー関数Ｅ（θ）の表式は、前述の式（２）で与えられる。
【００５０】
このように、ステップＳ１４０において、処理回路１５０は、第２推定機能１５０ｄにより、第２のランドマークを通る複数の方向の直線に対してそれぞれ定められた所定の領域での所定の関数の積分値を方向ごとに比較することにより、第２の直線２１を決定する。
【００５１】
ステップＳ１４０が完了すると、続いて、処理回路１５０は、設定機能１５０ｆにより、第１のデータより得られた第１の直線２０上の第１の点２２と、第２のデータより得られた第２の直線２１上の第２の点２４とに基づいて、関心領域を設定する（ステップＳ１５０）。
【００５２】
より詳細には、処理回路１５０は、設定機能１５０ｆにより、第１の直線２０と、第３の直線２８との交点として、図８においてｐｆと表示されているように、第１の点２２を算出する。また、処理回路１５０は、設定機能１５０ｆにより、第２の直線２１と、第４の直線２９の交点として、図８においてｐｔと表示されているように、第２の点２４を算出する。
【００５３】
ここで、第３の直線２８は、例えば、大腿骨面上端を表す直線である所定の直線である。また、第４の直線２９は、例えば、脛骨面下端を表す直線である所定の直線である。第３の直線２８及び第４の直線２９は、予め固定された位置に定められても良く、また、ユーザ入力により定められても良い。この場合、処理回路１５０は、受付機能１５０ｇにより、第３の直線２８及び第４の直線２９を特定する情報の入力を受け付ける。処理回路１５０は、設定機能１５０ｆにより、受けつけた入力に基づいて、第１の点２２及び第２の点２４を算出する。
【００５４】
続いて、処理回路１５０は、設定機能１５０ｆにより、第１の点２２及び第２の点２４を通る直線２７を算出する。処理回路１５０は、設定機能１５０ｆにより、第１の点２２と第２の点２４とを通る直線２７の示す方向に基づいて、撮像コロナル面の設定を行う。このように、処理回路１５０は、所定のサジタル面の情報に基づいて、撮像コロナル面の設定を行う。撮像コロナル面の設定方法としては、例えば図４で既に述べたように、処理回路１５０は、設定機能１５０ｆにより、第１の点２２と第２の点２４とを通る直線２７の示す方向を含んで撮像コロナル面を設定する。このように設定された撮像コロナル面には、関心領域内に、大腿骨と脛骨とが多く含まれている。
【００５５】
また、実施形態はこれに限定されない。例えば、最適な関心領域の方向を求める方法はこれに限定されない。例えば、処理回路１５０は、骨の軸方向で各長骨上にある線を用いて最適な角度を算出してもよい。例えば、第１の点２２は大腿骨中心１３を通り角度２３で所定の長さを持つ線分の端点であってもよく、第２の点２４は脛骨中心１５を通り角度２５で所定の長さを持つ線分の端点であってもよい。
【００５６】
また、ステップＳ１００等において、ランドマークが大腿骨面上に存在しない場合は、ランドマークから大腿骨面に降ろした垂線との交点、もしくは、ランドマークの３次元座標のうち２つの座標を用いて大腿骨面上に投影した点を、処理回路１５０は、検出機能１５０ａによりランドマークとしてもよい。
【００５７】
第１の実施形態では、画像処理装置１００が、膝の磁気共鳴イメージングに係る場合について説明したが、実施形態はこれに限られない。例えば、画像処理装置１００が、他の部位、例えば指に関する磁気共鳴イメージングに係る場合でもよい。
【００５８】
また、第１の実施形態では、画像処理装置１００が、二つの部位で構成された領域に対して処理を行う場合について説明したが、実施形態はこれに限られない。例えば、画像処理装置１００が、複数の部位で構成された領域に対して処理を行っても良い。
【００５９】
また、図５のフローチャートにおいて、例えばステップＳ１１０〜ステップＳ１４０は、必ずしもこの順番に行われることを要しない。例えば、処理回路１５０は、ステップＳ１１０、ステップＳ１３０、ステップＳ１２０、ステップＳ１４０の順番で処理を行っても良い。また、処理回路１５０は、例えば、ステップＳ１３０、ステップＳ１４０、ステップＳ１１０、ステップＳ１２０の順番で処理を行ってもよい。
【００６０】
また、前述の第１の平面と、第２の平面とは、同一の平面であってもよいし、異なる平面であっても良い。第１の平面と第２の平面とが異なる平面である場合、図８の直線２７は、第１の平面にも第２の平面にも属さず、図８において３次元的に傾いた直線となる。
【００６１】
また、実施形態は、撮像コロナル断面を設定する場合に限られない。例えば、磁気共鳴イメージング装置やＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置など３次元撮像可能なスキャンによって得られた、典型的には位置決め画像と比較して高精細な３次元データから、医師が診断に使用する任意断面を表示する場合であってもよい。また、ボリュームデータは、磁気共鳴イメージング装置より得られたボリュームデータに限られず、例えばＣＴ装置などを用いて得られた画像であってもよい。
【００６２】
また、図５のステップＳ１５０において、処理回路１５０は、ランドマークを用いて、直線２７の方向の軸以外の軸を設定してもよい。例えば、処理回路１５０はステップＳ１００において、大腿骨の外側顆と内側顆をランドマークとして検出し、これら２点を結ぶ線の角度を用いて設定を行っても良い。
【００６３】
また、処理回路１５０は、ステップＳ１００において、ランドマークを２点以上検出し、検出した２点以上のランドマークを用いて生成される回帰直線の角度に基づいて、ステップＳ１５０において関心領域を設定してもよい。また、処理回路１５０は、検出した２点以上のランドマークの平均位置に基づいて、ステップＳ１５０において関心領域を設定してもよい。例えば、処理回路１５０は、ステップＳ１００において、膝蓋骨と大腿骨の外側顆と内側顆とをランドマークとして検出し、検出したランドマークの平均位置に基づいて、ステップＳ１５０において関心領域を設定してもよい。
【００６４】
以上、説明したように、第１の実施形態に係る画像処理装置１００によれば、２部位が関心領域に含まれる場合に、２部位がなるべく多く含まれる関心領域を設定することができる。
【００６５】
（第１の実施形態の第１の変形例）
第１の実施形態では、処理回路１５０が、サジタル面２ｂを用いて撮像コロナル面３を設定する場合について説明した。これにより、例えば膝が前後に傾いている場合においても、処理回路１５０は適切な撮像コロナル面３を設定することができる。しかしながら、実施形態はこれに限られない。例えば、処理回路１５０は、コロナル面を用いて撮像サジタル面を設定してもよい。これにより、例えば膝が左右に傾いている場合においても、処理回路１５０は適切な撮像サジタル面を設定することができる。
【００６６】
図９及び図１０を用いて、かかる場合の処理について説明する。図９及び図１０は、第１の実施形態の第１の変形例に係る画像処理装置の行う処理について説明した図である。
【００６７】
図９において、被検体Ｐの膝等が示されている。コロナル面４ａは被検体Ｐのコロナル面を示す。サジタル面４ｂは、被検体Ｐの膝の下部に対応する場所をサジタル面で切断したサジタル面を表す。また、サジタル面４ｃは、被検体Ｐの膝の上部に対応する場所をサジタル面で切断したサジタル面を表す。図９からわかるように、図９において、被検体Ｐの膝が、左右に幅を持っているため、例えばサジタル面４ｂでは、膝下部が撮影されている一方膝上部が撮影されていない。一方、例えばサジタル面４ｃでは、膝上部が撮影されている一方膝下部が撮影されていない。従って、図９においては、一枚のサジタル面で、膝全体を撮影することができていない。
【００６８】
図１０を用いて、コロナル面４ａを用いた撮像サジタル面５の設定を説明する。図１０において、コロナル面４ａはコロナル面を表す。また、撮像サジタル面５は、撮像サジタル面を表す。撮像サジタル面５は、サジタル面４ｂやサジタル面４ｃと比較して傾いた平面であり、撮像サジタル面５は、膝全体が撮像サジタル面５中に含まれているような平面である。
【００６９】
図９に戻り、直線４ｄは、処理回路１５０が、撮像サジタル面の設定を行う基となる直線である。処理回路１５０は、第１の実施形態における図５と同様の処理を行って、撮影サジタル面の設定を行う。具体的には、処理回路１５０は、検出機能１５０ａにより、取得したボリュームデータから、例えばコロナル面４ａにおけるランドマークを検出する（ステップＳ１００）。具体的には、処理回路１５０は、取得機能１５０ｂにより、コロナル面４ａにおいて、第１の骨に関する第１のデータと、第２の骨に関する第２のデータとを取得する。続いて、処理回路１５０は、検出機能１５０ａにより、取得した第１のデータから第１の骨における第１のランドマークを検出し、第２のデータから第２の骨における第２のランドマークを検出する。
【００７０】
続いて、処理回路１５０は、第１推定機能１５０ｃにより、第１の骨に関する平面である第１の平面を決定する（ステップＳ１１０）。続いて、処理回路１５０は、第１推定機能１５０ｃにより、第１のランドマークを通る直線であって、第１の骨の軸方向を示す直線である第１の直線を、第１のデータに基づいて推定する(ステップＳ１２０)。
【００７１】
続いて、処理回路１５０は、第２推定機能１５０ｄにより、第２の骨に関する平面である第２の平面を決定する（ステップＳ１３０）。続いて、処理回路１５０は、第２推定機能１５０ｄにより、第２のランドマークを通る直線であって、第２の骨の軸方向を示す直線である第２の直線２１を、第２のデータに基づいて推定する(ステップＳ１４０)。
【００７２】
ステップＳ１４０が完了すると、続いて、処理回路１５０は、設定機能１５０ｆにより、第１のデータより得られた第１の直線上の第１の点と、第２のデータより得られた第２の直線上の第２の点とに基づいて、関心領域を設定する（ステップＳ１５０）。
【００７３】
具体的には、処理回路１５０は、設定機能１５０ｆにより、第１の点と第２の点とを通る直線４ｄの示す方向に基づいて、撮像サジタル面の設定を行う。このように設定された撮像サジタル面には、関心領域内に、大腿骨と脛骨とが多く含まれている。
【００７４】
（第２の実施形態）
第１の実施形態では、ボリュームデータから得られたサジタル面のデータを用いて、撮像コロナル面の設定を設定機能１５０ｆにより処理回路１５０が実行する場合について説明した。第２の実施形態では、アキシャル面のデータを用いて、撮像サジタル面の設定、例えば撮影サジタル面の中心位置やスライス枚数等の設定を、設定機能１５０ｆにより処理回路１５０が実行する場合について説明する。
【００７５】
図１１を用いて、第２の実施形態に係る画像処理装置１００の行う処理について簡単に説明する。図１１は、第２の実施形態に係る画像処理装置の行う処理について説明した図である。
【００７６】
図１１において、サジタル面４７ａ、サジタル面４７ｂ、サジタル面４７ｃは、サジタル面を表す。サジタル面４７ａ、サジタル面４７ｂ、サジタル面４７ｃは、それぞれ例えば１枚のスライスに対応し、例えばサジタル面４７ａ、サジタル面４７ｂ、サジタル面４７ｃで、合計３枚のスライスに対応する。幅４６は、サジタル面の撮像におけるスライス方向の幅を表し、幅４６が大きいほど撮像に必要なスライス枚数は大きくなり、逆に幅４６が小さいほど撮像に必要なスライス枚数は小さくなる。
【００７７】
ここで、サジタル面４７ａ、サジタル面４７ｂ、サジタル面４７ｃは、例えば膝が左右方向に傾いていない場合は、通常のサジタル面、例えば図９に示すサジタル面４ｂ又はサジタル面４ｃで良い。また、サジタル面４７ａ、サジタル面４７ｂ、サジタル面４７ｃは、例えば膝が左右方向に傾いている場合は、例えば図１０の撮像サジタル面５のように、傾いた断面であっても良い。この場合、サジタル面４７ａ、サジタル面４７ｂ、サジタル面４７ｃは、膝全体ができるだけ含まれているような平面になっている。
【００７８】
アキシャル面４７ｅは、アキシャル面を表す。第２の実施形態では、処理回路１５０は、アキシャル面４７ｅに基づいて、幅４６を、従ってスライス枚数を算出する。アキシャル面４７ｅにおいて、輪郭４０は、アキシャル面４７ｅにおける骨の輪郭を表す。直線４１は、輪郭４０に接する一つの接線を表す。また、直線４２は、輪郭４０に接する一つの接線を表す。直線４１と直線４２とは、一つの矩形を構成する。中心位置４４は、構成された矩形の重心位置、すなわち中心点である。幅４５は、矩形の、直線４２方向の幅である。直線４１の方向は、例えば被検体Ｐの前後方向に対応し、直線４２の方向は、被検体Ｐの左右方向に対応する。
【００７９】
例えば、直線４２の向きは、幅４６の方向と同一となるように定められてもよい。逆に、アキシャル画像４７ｅの特徴点から直線４２の向きが定められ、サジタル撮像を行う場合の撮像サジタル面の方向及び幅４６の方向が直線４２の向きに基づいて定められても良い。
【００８０】
図１２は、第２の実施形態に係る画像処理装置１００を示す図である。第１の実施形態と同様に、画像処理装置１００は、処理回路１５０、記憶回路１３２、入力装置１３４及び表示装置１３５を備える。また、処理回路１５０は、第１の実施形態と同様に、検出機能１５０ａ、取得機能１５０ｂ、第１推定機能１５０ｃ、第２推定機能１５０ｄ及び設定機能１５０ｆを備える。また、これに加え、処理回路１５０は、第３推定機能１５０ｅを備える。第３推定機能１５０ｅの機能については後述する。また、第３推定機能１５０ｅ以外の処理については第１の実施形態と同様であるので、詳細な説明は省略する。
【００８１】
次に、第２の実施形態に係る背景について簡単に説明する。撮像用のサジタル断面の設定では、アキシャル面４７ｅで大腿骨を含むように関心領域位置を設定する方法がある。処理回路１５０は、例えば大腿骨を含むように、例えばサジタル面４７ａ、サジタル面４７ｂ、サジタル面４７ｃ等、複数のスライスで（幅４６で）撮像を実行する。この場合、幅４６は、撮像時間を増やさないために、必要最小限の幅であることが望ましい。従って、処理回路１５０は、大腿骨が完全に含まれる幅４６を、アキシャル面４７ｅのデータから算出する。例えば、図１１において、アキシャル面４７ｅにおける幅４５が、幅４６に対応し、中心位置４４が、スライス方向の中心位置に対応する。
【００８２】
図１３は、第２の実施形態に係る画像処理装置１００の行う処理の手順について示したフローチャートである。
【００８３】
ステップＳ１００〜ステップＳ１５０については、画像処理装置１００は、第１の実施形態と同様の処理を行う。以下、第１の実施形態の場合と同様に、第１の骨が大腿骨であり、第２の骨が脛骨である場合について説明する。
【００８４】
はじめに、処理回路１５０は、取得機能１５０ｂにより、所定のボリュームデータを取得する。処理回路１５０は、検出機能１５０ａにより、取得したボリュームデータから、ランドマークを検出する（ステップＳ１００）。
【００８５】
第２の実施形態においては、第１の実施形態に加え、処理回路１５０は、アキシャル面４７ｅにおいて、第１の骨（大腿骨）の輪郭上の点を、ランドマークとして検出する。
【００８６】
続いて、処理回路１５０は、第１推定機能１５０ｃにより、第１の骨に関する平面である第１の平面（大腿骨面）を決定する（ステップＳ１１０）。処理回路１５０は、第１推定機能１５０ｃにより、第１のランドマークを通る直線であって、第１の骨の軸方向を示す直線である第１の直線２０（大腿骨軸方向）を、第１のデータに基づいて推定する(ステップＳ１２０)。
【００８７】
続いて、処理回路１５０は、第２推定機能１５０ｄにより、第２の骨（脛骨）に関する平面である第２の平面（脛骨面）を決定する（ステップＳ１３０）。続いて、処理回路１５０は、第２推定機能１５０ｄにより、第２のランドマークを通る直線であって、第２の骨の軸方向を示す直線である第２の直線２１（脛骨軸方向）を、第２のデータに基づいて推定する(ステップＳ１４０)。
【００８８】
ステップＳ１４０が完了すると、続いて、処理回路１５０は、設定機能１５０ｆにより、第１のデータより得られた第１の直線２０上の第１の点２２と、第２のデータより得られた第２の直線２１上の第２の点２４とに基づいて、関心領域を設定する（ステップＳ１５０）。具体的には、処理回路１５０は、設定機能１５０ｆにより、前述の第１の点２２と第２の点２４とに基づいて、関心領域のうち一方向（直線２７の方向）について設定を行う。すなわち、処理回路１５０は、第１の実施形態と同様の処理を行って、関心領域内に、大腿骨１０と脛骨１１とが多く含まれているような角度２６を算出し、算出した角度２６を用いて、関心領域のうち一方向について設定を行う。
【００８９】
続いて、処理回路１５０は、取得機能１５０ｂにより、ボリュームデータに基づいて、アキシャル面４７ｅのデータに基づいて、第１の骨の輪郭４０及び第２の骨の輪郭のうち少なくとも一方の輪郭を取得する。（ステップ１６０）。例えば、処理回路１５０は、取得機能１５０ｂにより、大腿骨の輪郭上のランドマークを用いて大腿骨の輪郭４０を取得する。輪郭４０の取得方法としては、例えば、輪郭４０上のランドマークが存在するアキシャル面４７ｅ、もしくは、輪郭４０上のランドマークから最小二乗法で計算される断面上で、ランドマーク間の最短経路問題を解くことでランドマーク間を線で結び大腿骨の輪郭４０を取得する方法がある。ここで、処理回路１５０は、アキシャル面４７ｅ上にランドマークが存在しない場合は、ランドマークからアキシャル面４７ｅに下ろした垂線との交点、もしくは、ランドマークの３次元座標のうちの２つの座標を用いてアキシャル面４７ｅに投影した点を用いてもよい。最短経路問題を解く方法としては、例えば、Ｆａｓｔ  Ｍａｒｃｈｉｎｇ  Ｍｅｔｈｏｄを用いて、輝度勾配が大きく輝度値が低いほど速くなる成長速度を設定して解く方法がある。他の輪郭４０の求め方としては、輪郭４０上のランドマークを用いて、ランドマークと大腿骨の輪郭４０が分かっているモデルへ投影する方法がある。
【００９０】
また、処理回路１５０は、設定機能１５０ｆにより、前述の少なくとも一方の輪郭に基づいて、第１の点２２と第２の点２４とに基づいて設定を行った方向とは異なる方向（例えば幅４６の方向）について設定を行う。例えば、処理回路１５０は、設定機能１５０ｆにより、前述の少なくとも一方の輪郭に基づいて、サジタル面の設定を行う。例えば、処理回路１５０は、アキシャル面４７ｅにおける輪郭４０から、輪郭４０に外接する矩形（直線４１及び直線４２で構成される矩形）を算出し、算出された矩形から幅４５を算出し、算出した幅４５に基づいて、撮像サジタル面をどのようなスライスについて行うかについての設定（幅４６）を行う。ここで、矩形の構成要素である直線４１及び直線４２の向きは、例えば幅４６の方向に基づいて、予め定められてもよい。また、別の例として、矩形の構成要素である直線４１及び直線４２の向きは、輪郭４０から抽出される特徴点に基づいて、定められても良い。
【００９１】
また、別の例として、処理回路１５０は、アキシャル面４７ｅにおける輪郭４０から、輪郭４０に外接する矩形（直線４１及び直線４２で構成される矩形）を算出し、算出された矩形から中心位置４４を算出し、算出した中心位置４４に基づいて、撮像サジタル面のスライス方向の中心位置を設定してもよい。この場合、中心位置４４の、直線４１の方向の成分は重要性が低く、中心位置４４の幅４５方向の位置が、例えば設定に用いられる。すなわち、処理回路１５０は、設定機能１５０ｆにより、第１の骨の輪郭４０に対する外接矩形のうち、一つの辺の中心位置４４及び一つの辺の長さ（幅４６）の少なくとも一方を用いて、第１の点２２と第２の点２４とに基づいて設定を行った方向とは異なる方向に関して設定を行う。すなわち、処理回路１５０は、設定機能１５０ｆにより、算出した矩形及び中心位置４４に基づいて、撮像サジタル面の設定を実行する。
【００９２】
また、処理回路１５０は、関心領域のスライス方向の位置だけでなく、幅４５から算出される幅４６に基づいて、関心領域の大きさ（スライス枚数）を算出してもよい。
【００９３】
また、実施形態はこれに限られない。処理回路１５０は、図１３のステップＳ１７０において、ステップＳ１００で取得した大腿骨輪郭上のランドマーク群の座標の平均値に基づいて、上下方向や前後方向の関心領域の位置を設定してもよい。
【００９４】
以上のように、第２の実施形態では、画像処理装置１００は、例えばアキシャル面４７ｅを用いて、撮像サジタル面の設定を行う。これにより、例えば左右方向の幅４６や位置を、適切に設定することができる。
【００９５】
（第３の実施形態）
第３の実施形態においては、第１の実施形態及び第２の実施形態で説明した画像処理装置１００が、磁気共鳴イメージング装置の中に組み込まれている場合について説明する。
【００９６】
図１４は、第３の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置５０を示す図である。磁気共鳴イメージング装置５０は、大別すると、撮像システム、制御システム及び画像処理装置１００から構成される。
【００９７】
撮像システムは、静磁場磁石６１、傾斜磁場コイル６２、傾斜磁場電源装置６３、寝台６４、寝台制御回路６５、送信用コイル（送信用のＲＦコイル）６６、送信回路６７、受信用コイル（受信用のＲＦコイル）６８ａ〜６８ｅ、受信回路６９及びシーケンス制御回路１２０を備える。
【００９８】
静磁場磁石６１は、被検体（患者）の撮像領域であるボア（静磁場磁石６１の内部空間）内に静磁場を発生させる。静磁場磁石６１は、例えば超電導コイルを内蔵し、液体ヘリウムによって超電導コイルが極低温に冷却されている。静磁場磁石６１は、励磁モードにおいて静磁場用電源（図示しない）から供給される電流を超電導コイルに印加することで静磁場を発生し、その後、永久電流モードに移行すると、静磁場用電源から切り離される。静磁場磁石６１は、一旦永久電流モードに移行すると、長時間、例えば１年以上に亘って、大きな静磁場を発生し続ける。なお、静磁場磁石６１は、永久磁石によって構成されてもよい。
【００９９】
傾斜磁場コイル６２は、静磁場磁石６１の内側に配置され、内部空間に傾斜磁場を発生する傾斜磁場発生部である。傾斜磁場コイル６２は、互いに直交するＸ，Ｙ，Ｚの各軸に対応する３つのコイルが組み合わされて形成される。これら３つのコイルは、傾斜磁場電源装置６３から個別に電流供給を受けて、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。
【０１００】
ここで、傾斜磁場コイル６２によって発生するＸ，Ｙ，Ｚ軸の各軸の傾斜磁場は、例えば、リードアウト用傾斜磁場Ｇｒ、位相エンコード用傾斜磁場Ｇｅ、及びスライス選択用傾斜磁場Ｇｓにそれぞれ対応している。リードアウト用傾斜磁場Ｇｒは、空間的位置に応じてＭＲ（Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）信号の周波数を変化させ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ＭＲ信号の位相を変化させるために利用される。スライス選択用傾斜磁場Ｇｓは、任意に撮像関心領域を決めるために利用される。
【０１０１】
傾斜磁場電源装置６３は、シーケンス制御回路１２０から送られるパルスシーケンス実行データに基づいて、傾斜磁場コイル６２に電流を供給する。
【０１０２】
寝台６４は、被検体Ｐが載置される天板６４ａを備える。寝台６４は、後述する寝台制御回路６５による制御のもと、天板６４ａを、被検体Ｐが載置された状態で傾斜磁場コイル６２の空洞（撮像口）内へ挿入する。通常、この寝台６４は、長手方向が静磁場磁石６１の中心軸と平行になるように設置される。
【０１０３】
寝台制御回路６５は、シーケンス制御回路１２０による制御のもと、寝台６４を駆動して、天板６４ａを長手方向および上下方向へ移動する。
【０１０４】
送信用コイル６６は、傾斜磁場コイル６２の内側に配置されており、送信回路６７からＲＦパルス信号の供給を受けて、ＲＦパルスを発生する。
【０１０５】
送信回路６７は、シーケンス制御回路１２０から送られるパルスシーケンス実行データに基づいて、ラーモア周波数に対応するＲＦパルス信号を送信用コイル６６に送信する。
【０１０６】
受信用コイル６８ａ〜６８ｅは、傾斜磁場コイル６２の内側に配置されており、高周波磁場の影響によって被検体Ｐの撮像部位から放射される磁気共鳴信号を受信する。ここで、受信用コイル６８ａ〜６８ｅは、それぞれ、被検体Ｐの撮像部位から発せられた磁気共鳴信号をそれぞれ受信する複数の要素コイルを有するアレイコイルであり、各要素コイルによって磁気共鳴信号が受信されると、受信された磁気共鳴信号を受信回路６９に出力する。
【０１０７】
受信用コイル６８ａは、被検体Ｐの頭部に装着される頭部用のコイルである。また、受信用コイル６８ｂ，６８ｃは、それぞれ、被検体Ｐの背中と天板６４ａとの間に配置される脊椎用のコイルである。また、受信用コイル６８ｄ，６８ｅは、それぞれ、被検体Ｐの腹側に装着される腹部用のコイルである。
【０１０８】
受信回路６９は、シーケンス制御回路１２０から送られるパルスシーケンス実行データに基づいて受信用コイル６８ａ〜６８ｅから出力される磁気共鳴信号に基づいて、磁気共鳴信号を生成する。また、受信回路６９は、磁気共鳴信号を生成すると、その磁気共鳴信号を、シーケンス制御回路１２０を介して制御システムに送信する。
【０１０９】
なお、受信回路６９は、受信用コイル６８ａ〜６８ｅが有する複数の要素コイルから出力される磁気共鳴信号を受信するための複数の受信チャンネルを有している。そして、受信回路６９は、撮像に用いる要素コイルが制御システムから通知された場合には、通知された要素コイルから出力された磁気共鳴信号が受信されるように、通知された要素コイルに対して受信チャンネルを割り当てる。
【０１１０】
なお、ここで、「チャネル」とは、複数の要素コイルから出力される磁気共鳴信号が、
後段の受信回路６９に出力される単位のことを指し、磁気共鳴データは、受信回路６９以降の処理においてチャネル毎に取り扱われる。コイルエレメントの総数とチャネルの総数との関係は、同一の場合もあれば、コイルエレメントの総数に対してチャネルの総数が少ない場合、あるいは反対に、コイルエレメントの総数に対してチャネルの総数が多い場合もある。「チャネル毎」のように表記する場合、その処理が、コイルエレメント毎に行われてもよいし、あるいは、コイルエレメントが分配合成されたチャネル毎に行われてもよいことを示す。
【０１１１】
シーケンス制御回路１２０は、傾斜磁場電源装置６３、寝台制御回路６５、送信回路６７、受信回路６９等と接続される。シーケンス制御回路１２０は、傾斜磁場電源装置６３、寝台制御回路６５、送信回路６７、及び受信回路６９を駆動させるために必要な制御情報、例えば傾斜磁場電源装置６３に印加すべきパルス電流の強度や印加時間、印加タイミング等の動作制御情報を記述したシーケンス情報を記憶する。
【０１１２】
また、シーケンス制御回路１２０は、記憶した所定のシーケンスに従って寝台制御回路６５を駆動させることによって、天板６４ａを架台に対してＺ方向に進退させる。さらに、シーケンス制御回路１２０は、記憶した所定のシーケンスに従って傾斜磁場電源装置６３、送信回路６７、及び受信回路６９を駆動させることによって、架台内にＸ軸傾斜磁場Ｇｘ、Ｙ軸傾斜磁場Ｇｙ，Ｚ軸傾斜磁場Ｇｚ及びＲＦパルス信号を発生させる。
【０１１３】
シーケンス制御回路１２０は、診断用の撮像に係るパルスシーケンスを実行する。また、シーケンス制御回路１２０は、実行したパルスシーケンスにより得られたデータを、画像処理装置１００の有する記憶回路１３２に記憶させる。また、シーケンス制御回路１２０は、位置決め用の撮像に係るパルスシーケンスを実行する。また、シーケンス制御回路１２０は、実行したパルスシーケンスにより得られたデータを、画像処理装置１００の有する記憶回路１３２に記憶させる。
【０１１４】
ここで、位置決め用の撮像に係るパルスシーケンスは、診断用の撮像に係るパルスシーケンスと同じであってもよいし、異なっても良い。位置決め用の撮像のパルスシーケンスの例としては、例えば、ＦＦＥ（Ｆａｓｔ  Ｆｉｅｌｄ  Ｅｃｈｏ）シーケンス、ＳＳＦＰ（Ｓｔｅａｄｙ  Ｓｔａｔｅ  Ｆｒｅｅ  Ｐｒｅｃｅｓｓｉｏｎ）シーケンス等がある。
【０１１５】
また、シーケンス制御回路１２０は、第１シーケンス制御部及び第２シーケンス制御部の一例である。
【０１１６】
また、図示されていない制御回路は、磁気共鳴イメージング装置５０の全体制御を行う。
【０１１７】
また、第１の実施形態や第２の実施形態において説明した画像処理装置１００が、シーケンス制御回路１２０等に接続される。すでに述べたように、画像処理装置１００は、処理回路１５０、記憶回路１３２、入力装置１３４、表示装置１３５等を有する。また、処理回路１５０は、検出機能１５０ａ、取得機能１５０ｂ、第１推定機能１５０ｃ、第２推定機能１５０ｄ、第３推定機能１５０e、設定機能１５０ｆ及び受付機能１５０ｇを有する。以下、第１の実施形態や第２の実施形態において説明したのと同様の機能に関しては、繰り返しての説明は適宜省略する。
【０１１８】
前述の実施形態で説明した処理に加え、記憶回路１３２は、シーケンス制御回路１２０を通じて受信回路６９から取得した磁気共鳴信号を必要に応じて記憶する。
【０１１９】
前述の実施形態で説明した処理に加え、処理回路１５０は、図示しない画像生成機能により、受信回路６９から取得した磁気共鳴信号や、記憶回路１３２から取得した磁気共鳴信号に対して、フーリエ変換等の再構成処理を施す。また、処理回路１５０は、図示しない画像生成機能により、診断用の画像を生成する。生成される画像の例としては、例えば、Ｔ２強調画像、Ｔ１強調画像、ＦＬＡＩＲ、Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ、及びＴ２＊強調画像などである。
【０１２０】
図１５は、第３の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置５０の行う処理について説明したフローチャートである。図１５において、ステップＳ１００〜ステップＳ１７０の処理は、例えば図１３において説明したのと同様の処理であるから、繰り返しての説明は省略する。
【０１２１】
シーケンス制御回路１２０は、被検体Ｐに対して第１の撮像を行う。処理回路１５０は、取得機能１５０ｂにより、被検体Ｐに対して行われた第１の撮像に基づいたデータを取得し、図示しない画像生成機能により、ボリュームデータである第１の画像を生成する（ステップＳ９０）。ここで、被検体Ｐに対して行われる第１の撮像は、例えば、位置決め用の撮像である。
【０１２２】
続いて、磁気共鳴イメージング装置５０は、ステップＳ１００〜ステップＳ１７０について、図１３のステップＳ１００〜ステップＳ１７０と同様の処理を行う。（ステップＳ１００〜ステップＳ１７０）。
【０１２３】
ステップＳ１７０の終了後、表示装置１３５は、例えば、ステップＳ１７０で設定された関心領域を、確認のためユーザに表示する。この時、表示装置１３５は、ステップＳ９０で生成されたボリュームデータをユーザに表示してもよい。また、入力装置１３４は、ユーザからの関心領域の変更の入力を適宜受け付けても良い。
【０１２４】
続いて、シーケンス制御回路１２０は、このように設定された関心領域に基づいて、被検体Ｐに対して第２の撮像を行う(ステップＳ１８０)。第２の撮像は、例えば、診断用の撮像である。
【０１２５】
続いて、処理回路１５０は、図示しない画像生成機能により、ステップＳ１８０で行われた第２の撮像に基づいて、第２の画像を生成する(ステップＳ１９０)。第２の画像は、例えば診断用の画像である。
【０１２６】
なお、ステップＳ１８０で行われる第２の撮像は、１回の撮像に限られず、複数回の撮像であってもよい。例えば、ステップＳ１８０で行われる第２の撮像は、ステップＳ１５０で行われた第１の設定に基づいた撮像と、ステップＳ１７０で行われた第２の設定に基づいた撮像とを含んで、複数回の撮像であってもよい。
【０１２７】
また、ステップＳ１５０やステップＳ１７０において設定される関心領域は、撮像範囲である場合に限定されない。関心領域は、撮像範囲とは別に設定される補助的な領域であってもよい。例えば、第２の撮像において事前飽和パルスが用いられる場合、補助的な領域としては、事前飽和パルスにより飽和状態にする領域（事前飽和領域）が挙げられる。また、例えば、補助的な領域は、Ｔｉｍｅ−ＳＬＩＰ法等で用いられるラベリング領域（或いはタグ領域）であってもよい。その場合、ラベリング領域から領域外へ移動する流体が観察可能となる。
【０１２８】
また、ステップＳ９０で生成される第１の画像は、磁気共鳴イメージング装置５０の撮像によるものである必要はなく、Ｘ線ＣＴ装置等の他の医用画像診断装置によって生成された画像であってもよい。
【０１２９】
（プログラム）
上述した実施形態の中で示した処理手順に示された指示は、ソフトウェアであるプログラムに基づいて実行されることが可能である。汎用の計算機システムが、このプログラムを予め記憶しておき、このプログラムを読み込むことにより、上述した実施形態の磁気共鳴イメージング装置や画像処理装置による効果と同様な効果を得ることも可能である。上述した実施形態で記述された指示は、コンピュータに実行させることのできるプログラムとして、磁気ディスク（フレキシブルディスク、ハードディスクなど）、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ±Ｒ、ＤＶＤ±ＲＷなど）、半導体メモリ、又はこれに類する記録媒体に記録される。コンピュータ又は組み込みシステムが読み取り可能な記憶媒体であれば、その記憶形式は何れの形態であってもよい。コンピュータは、この記録媒体からプログラムを読み込み、このプログラムに基づいてプログラムに記述されている指示をＣＰＵで実行させれば、上述した実施形態の磁気共鳴イメージング装置や画像処理装置と同様な動作を実現することができる。もちろん、コンピュータがプログラムを取得する場合又は読み込む場合はネットワークを通じて取得又は読み込んでもよい。
【０１３０】
また、記憶媒体からコンピュータや組み込みシステムにインストールされたプログラムの指示に基づきコンピュータ上で稼働しているＯＳ（オペレーティングシステム）や、データベース管理ソフト、ネットワーク等のＭＷ（ミドルウェア）等が、上述した実施形態を実現するための各処理の一部を実行してもよい。
【０１３１】
さらに、記憶媒体は、コンピュータあるいは組み込みシステムと独立した媒体に限らず、ＬＡＮ（Local  Area  Network）やインターネット等により伝達されたプログラムをダウンロードして記憶又は一時記憶した記憶媒体も含まれる。
【０１３２】
また、記憶媒体は１つに限られず、複数の媒体から、上述した実施形態における処理が実行される場合も、実施形態における記憶媒体に含まれ、媒体の構成は何れの構成であってもよい。
【０１３３】
なお、実施形態におけるコンピュータ又は組み込みシステムは、記憶媒体に記憶されたプログラムに基づき、上述した実施形態における各処理を実行するためのものであって、パソコン、マイコン等の１つからなる装置、複数の装置がネットワーク接続されたシステム等の何れの構成であってもよい。
【０１３４】
また、実施形態におけるコンピュータとは、パソコンに限らず、情報処理機器に含まれる演算処理装置、マイコン等も含み、プログラムによって実施形態における機能を実現することが可能な機器、装置を総称している。
【０１３５】
（ハードウェア構成）
図１６は、実施形態に係る画像処理装置１００のハードウェア構成を示す図である。上述した実施形態に係る画像処理装置１００は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）３１０等の制御装置と、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）３２０やＲＡＭ（Random  Access  Memory）３３０等の記憶装置と、ネットワークに接続して通信を行う通信インタフェース３４０と、各部を接続するバス３０１とを備えている。上述した実施形態に係る画像処理装置１００で実行されるプログラムは、例えばＲＯＭ３２０等に予め組み込まれて提供される。また、上述した実施形態に係る画像処理装置１００で実行されるプログラムは、コンピュータを上述した画像処理装置１００の各部として機能させ得る。このコンピュータは、ＣＰＵ３１０がコンピュータ読取可能な記憶媒体からプログラムを主記憶装置上に読み出して実行することができる。
【０１３６】
以上述べた少なくとも一つの実施形態の画像処理装置１００および磁気共鳴イメージング装置５０によれば、関心領域を適切に設定することができる。
【０１３７】
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例は、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】
【０１３８】
１５０  処理回路
１５０ａ  検出機能
１５０ｂ  取得機能
１５０ｃ  第１推定機能
１５０ｄ  第２推定機能
１５０ｆ  設定機能
１５０ｇ  受付機能
【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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【図１６】
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