(57)【要約】【課題】ＭＲＩ画像のレジストレーションを医療関係者にとってユーザーフレンドリに行える画像処理方法および装置並びにそのような画像処理装置を備えた磁気共鳴撮影装置を実現する。【解決手段】磁気共鳴を利用して医療用のＭＲＩ画像を撮影する撮影手段（５０２）と、ＭＲＩ画像を記憶するデータベース（５０４）と、データベースについて、エグザミネーションが同一でシリーズが異なる２種類の画像を指定する指定手段（５０８）と、指定された２種類の画像をデータベースから読み出してレジストレーションを行うレジストレーション手段（５０６）と、レジストレーションによって得られた画像を２種類の画像とはシリーズを異にする第３の種類の画像としてデータベースに書き込む書込手段（Ｗ）と、第３の種類の画像を表示する表示手段（５１０）とを有する。【選択図】      図５
2004321531.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＭＲＩ画像のデータベースについて、エグザミネーションが同一でシリーズが異なる２種類の画像を指定し、
前記指定された２種類の画像を前記データベースから読み出してレジストレーションを行い、
前記レジストレーションによって得られた画像を前記２種類の画像とはシリーズを異にする第３の種類の画像として前記データベースに書き込み、
前記第３の種類の画像を表示する、
ことを特徴とする画像処理方法。
【請求項２】
前記２種類の画像は互いに相補的な特徴を有する、
ことを特徴とする請求項１に記載の画像処理方法。
【請求項３】
前記２種類の画像の一方はＴ１強調画像であり他方はＴ２強調画像である、
ことを特徴とする請求項２に記載の画像処理方法。
【請求項４】
ＭＲＩ画像のデータベースについて、エグザミネーションが同一でシリーズが異なる２種類の画像を指定する指定手段と、
前記指定された２種類の画像を前記データベースから読み出してレジストレーションを行うレジストレーション手段と、
前記レジストレーションによって得られた画像を前記２種類の画像とはシリーズを異にする第３の種類の画像として前記データベースに書き込む書込手段と、
前記第３の種類の画像を表示する表示手段と、
を具備することを特徴とする画像処理装置。
【請求項５】
前記２種類の画像は互いに相補的な特徴を有する、
ことを特徴とする請求項４に記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記２種類の画像の一方はＴ１強調画像であり他方はＴ２強調画像である、
ことを特徴とする請求項５に記載の画像処理装置。
【請求項７】
磁気共鳴を利用して医療用のＭＲＩ画像を撮影する撮影手段と、
前記撮影手段で撮影したＭＲＩ画像を記憶するデータベースと、
前記データベースについて、エグザミネーションが同一でシリーズが異なる２種類の画像を指定する指定手段と、
前記指定された２種類の画像を前記データベースから読み出してレジストレーションを行うレジストレーション手段と、
前記レジストレーションによって得られた画像を前記２種類の画像とはシリーズを異にする第３の種類の画像として前記データベースに書き込む書込手段と、
前記第３の種類の画像を表示する表示手段と、
を具備することを特徴とする磁気共鳴撮影装置。
【請求項８】
前記２種類の画像は互いに相補的な特徴を有する、
ことを特徴とする請求項７に記載の磁気共鳴撮影装置。
【請求項９】
前記２種類の画像の一方はＴ１強調画像であり他方はＴ２強調画像である、
ことを特徴とする請求項８に記載の磁気共鳴撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像処理方法および装置並びに磁気共鳴撮影装置に関し、とくに、２種類の画像のレジストレーション（ｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ）を行う方法および装置並びに磁気共鳴撮影装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
医療用画像の診断においては、別々な方式で撮影した同一患者の同一部位の２つの画像を融合した合成画像を利用することがある。そのような合成画像を作成するために、２つの画像の位置合わせが行われる。位置合わせには倍率合わせも含まれる。この作業はレジストレーションと呼ばれる。レジストレーション済みの２つの画像を融合することにより合成画像が作成される。
【０００３】
レジストレーションは、参照画像ｕ（ｘ）と候補画像ｖ（ｘ）について、両者のミューチャルインフォメーション（Ｍｕｔｕａｌ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）を最大にするトランスフォーメーション（Ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ）を求めることによって行われる。すなわち、
【０００４】
【数１】
2004321531.tif 000003
【０００５】
ここで、Ｔは、候補画像の座標系から参照画像の座標系へのトランスフォーメーションである。また、
【０００６】
【数２】
2004321531.tif 000004
【０００７】
はミューチャルインフォメーションであり、
【０００８】
【数３】
2004321531.tif 000005
【０００９】
で与えられる。なお、ｈ（・）はエントロピー（ｅｎｔｒｏｐｙ）であり、
【００１０】
【数４】
2004321531.tif 000006
【００１１】
【数５】
2004321531.tif 000007
【００１２】
で与えられる（例えば、非特許文献１参照）。
【００１３】
【非特許文献１】
ウィリアム  エム  ウェルスＩＩＩ他（Ｗｉｌｌｉａｍ  Ｍ．  Ｗｅｌｌｓ  ＩＩＩ  ｅｔ  ａｌ．，）、”マルチモデル  ボリューム  レジストレーション  バイ  マキシマイゼーション  オブ  ミューチャル  インフォーメーション（Ｍｕｌｔｉ−Ｍｏｄａｌ  Ｖｏｌｕｍｅ  Ｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ  ｂｙＭａｘｉｍｉｚａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｍｕｔｕａｌ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）”、見出し：レジストレーション  バイ  マキシマイゼーション  オブ  ミューチャル  インフォーメーション（Ｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ  ｂｙ  Ｍａｘｉｍｉｚａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｍｕｔｕａｌ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）、「ｏｎｌｉｎｅ」、１９９３年、ニコス  ドラコス（Ｎｉｋｏｓ  Ｄｒａｋｏｓ）、コンピュータ  ベースド  ラーニング  ユニット  ユニバーシティ  オブ  リーズ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ｂａｓｅｄ  Ｌｅａｒｎｉｎｇ  Ｕｎｉｔ，  Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ  ｏｆ  Ｌｅｅｄｓ）、ｐ．１／２−２／２、「平成１４年１０月１７日検索」、インターネット＜ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｓｐｌｗｅｂ．ｂｗｈ．ｈａｒｖａｒｄ．ｅｄｕ：８０００／ｐａｇｅｓ／ｐａｐｅｒｓ／ｗｅｌｌｓ／ｍｉａ−ｈｔｍｌ／ｍｉａ．ｈｔｍｌ＞
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
磁気共鳴撮影（ＭＲＩ：  Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ  Ｉｍａｇｉｎｇ）装置では、同一部位について例えばＴ１強調画像やＴ２強調画像等それぞれ特徴を異にする画像が得られるので、それらの画像をレジストレーションすることにより医学的有用性の高い画像を得ることができるが、画像のレジストレーションはワークステーション（ｗｏｒｋ  ｓｔａｔｉｏｎ）等の専用コンピュータを用いて行われるので、医師等の医療従事者にとってユーザーフレンドリ（ｕｓｅｒ  ｆｒｉｅｎｄｌｙ）になっていない。
【００１５】
そこで、本発明の課題は、ＭＲＩ画像のレジストレーションを医療関係者にとってユーザーフレンドリに行える画像処理方法および装置並びにそのような画像処理装置を備えた磁気共鳴撮影装置を実現することである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
（１）上記の課題を解決するためのひとつの観点での発明は、ＭＲＩ画像のデータベースについて、エグザミネーションが同一でシリーズが異なる２種類の画像を指定し、前記指定された２種類の画像を前記データベースから読み出してレジストレーションを行い、前記レジストレーションによって得られた画像を前記２種類の画像とはシリーズを異にする第３の種類の画像として前記データベースに書き込み、前記第３の種類の画像を表示する、ことを特徴とする画像処理方法である。
【００１７】
（２）上記の課題を解決するための他の観点での発明は、ＭＲＩ画像のデータベースについて、エグザミネーションが同一でシリーズが異なる２種類の画像を指定する指定手段と、前記指定された２種類の画像を前記データベースから読み出してレジストレーションを行うレジストレーション手段と、前記レジストレーションによって得られた画像を前記２種類の画像とはシリーズを異にする第３の種類の画像として前記データベースに書き込む書込手段と、前記第３の種類の画像を表示する表示手段と、を具備することを特徴とする画像処理装置である。
【００１８】
（３）上記の課題を解決するための他の観点での発明は、磁気共鳴を利用して医療用のＭＲＩ画像を撮影する撮影手段と、前記撮影手段で撮影したＭＲＩ画像を記憶するデータベースと、前記データベースについて、エグザミネーションが同一でシリーズが異なる２種類の画像を指定する指定手段と、前記指定された２種類の画像を前記データベースから読み出してレジストレーションを行うレジストレーション手段と、前記レジストレーションによって得られた画像を前記２種類の画像とはシリーズを異にする第３の種類の画像として前記データベースに書き込む書込手段と、前記第３の種類の画像を表示する表示手段と、を具備することを特徴とする磁気共鳴撮影装置である。
【００１９】
上記各観点での発明では、ＭＲＩ画像のデータベースについて、エグザミネーションが同一でシリーズが異なる２種類の画像を指定し、指定された２種類の画像を前記データベースから読み出してレジストレーションを行い、レジストレーションによって得られた画像を２種類の画像とはシリーズを異にする第３の種類の画像としてデータベースに書き込み、かつそれを表示する。ここで、ＭＲＩ画像のハンドリングは、医療従事者に馴染み深いエグサミネーションやシリーズを利用して行われるので、医療関係者にとってユーザーフレンドリなものとなる。
【００２０】
前記２種類の画像は互いに相補的な特徴を有することが、レジストレーション後の画像の医学的有用性が高い点で好ましい。前記２種類の画像の一方はＴ１強調画像であり他方はＴ２強調画像であることが、レジストレーション後の画像の医学的有用性がいっそう高い点で好ましい。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、本発明は実施の形態に限定されるものではない。図１に磁気共鳴撮影装置のブロック（ｂｌｏｃｋ）図を示す。本装置は、本発明の実施の形態の一例である。本装置の構成によって、本発明の装置に関する実施の形態の一例が示される。
【００２２】
同図に示すように、本装置はマグネットシステム（ｍａｇｎｅｔ  ｓｙｓｔｅｍ）１００を有する。マグネットシステム１００は主磁場コイル（ｃｏｉｌ）部１０２、勾配コイル部１０６およびＲＦコイル部１０８を有する。これら各コイル部は概ね円筒状の形状を有し、互いに同軸的に配置されている。マグネットシステム１００の概ね円柱状の内部空間（ボア：ｂｏｒｅ）に、撮影の対象（患者）１がクレードル（ｃｒａｄｌｅ）５００に搭載されて搬入される。
【００２３】
クレードル５００は、クレードル駆動部１２０によって駆動される。これによって、対象１をマグネットシステムの内部空間において体軸方向に移動させることできる。
【００２４】
主磁場コイル部１０２はマグネットシステム１００の内部空間に静磁場を形成する。静磁場の方向は概ね対象１の体軸の方向に平行である。すなわちいわゆる水平磁場を形成する。主磁場コイル部１０２は例えば超伝導コイルを用いて構成される。なお、超伝導コイルに限らず常伝導コイル等を用いて構成してもよい。
【００２５】
勾配コイル部１０６は、互いに垂直な３軸すなわちスライス（ｓｌｉｃｅ）軸、位相軸および周波数軸の方向において、それぞれ静磁場強度に勾配を持たせるための３つの勾配磁場を生じる。
【００２６】
スライス軸方向の勾配磁場をスライス勾配磁場ともいう。位相軸方向の勾配磁場を位相エンコード（ｅｎｃｏｄｅ）勾配磁場またはフェーズエンコード（ｐｈａｓｅ  ｅｎｃｏｄｅ）勾配磁場ともいう。周波数軸方向の勾配磁場をリードアウト（ｒｅａｄ  ｏｕｔ）勾配磁場ともいう。リードアウト勾配磁場は周波数エンコード勾配磁場と同義である。このような勾配磁場の発生を可能にするために、勾配コイル部１０６は図示しない３系統の勾配コイルを有する。以下、勾配磁場を単に勾配ともいう。
【００２７】
ＲＦコイル部１０８は静磁場空間に対象１の体内のスピン（ｓｐｉｎ）を励起するための高周波磁場を形成する。以下、高周波磁場を形成することをＲＦ励起信号の送信ともいう。また、ＲＦ励起信号をＲＦパルス（ｐｕｌｓｅ）ともいう。励起されたスピンが生じる電磁波すなわち磁気共鳴信号は、ＲＦコイル部１０８によって受信される。
【００２８】
磁気共鳴信号は、周波数ドメイン（ｄｏｍａｉｎ）すなわちフーリエ（Ｆｏｕｒｉｅｒ）空間の信号となる。位相軸方向および周波数軸方向の勾配により、磁気共鳴信号のエンコードを２軸で行うので、磁気共鳴信号は２次元フーリエ空間における信号として得られる。フェーズエンコード勾配およびリードアウト勾配は、２次元フーリエ空間における信号のサンプリング位置を決定する。以下、２次元フーリエ空間をｋスペース（ｋ−ｓｐａｃｅ）ともいう。
【００２９】
位相エンコードおよび周波数エンコードによってエコー信号ＭＲを読み出すことにより、ｋスペースのデータ（ｄａｔａ）がサンプリング（ｓａｍｐｌｉｎｇ）される。ｋスペース概念図を図２に示す。同図に示すように、ｋスペースの横軸ｋｘは周波数軸であり、縦軸ｋｙは位相軸である。
【００３０】
同図において、複数の横長の長方形がそれぞれ位相軸上のデータサンプリング位置を表す。長方形内に記入された数字は位相エンコード量を表す。位相エンコード量はπ／Ｎで正規化してある。Ｎは位相方向のサンプリング数である。位相方向のサンプリング数は位相エンコード数またはビュー数とも呼ばれる。Ｎは例えば６４〜２５６である。
【００３１】
位相エンコード量は位相軸ｋｙの中心で０である。中心から両端にかけて位相エンコード量が次第に増加する。増加の極性は互いに逆である。サンプリング間隔すなわち位相エンコード量の階差はπ／Ｎである。
【００３２】
勾配コイル部１０６には勾配駆動部１３０が接続されている。勾配駆動部１３０は勾配コイル部１０６に駆動信号を与えて勾配磁場を発生させる。勾配駆動部１３０は、勾配コイル部１０６における３系統の勾配コイルに対応して、図示しない３系統の駆動回路を有する。
【００３３】
ＲＦコイル部１０８にはＲＦ駆動部１４０が接続されている。ＲＦ駆動部１４０はＲＦコイル部１０８に駆動信号を与えてＲＦパルスを送信し、対象１の体内のスピンを励起する。
【００３４】
ＲＦコイル部１０８にはデータ収集部１５０が接続されている。データ収集部１５０は、ＲＦコイル部１０８が受信した受信信号をディジタルデータ（ｄｉｇｉｔａｌ  ｄａｔａ）として収集する。
【００３５】
クレードル駆動部１２０、勾配駆動部１３０、ＲＦ駆動部１４０およびデータ収集部１５０にはシーケンス（ｓｅｑｕｅｎｃｅ）制御部１６０が接続されている。シーケンス制御部１６０は、クレードル駆動部１２０ないしデータ収集部１５０をそれぞれ制御して撮影を遂行する。
【００３６】
シーケンス制御部１６０は、例えばコンピュータ（ｃｏｍｐｕｔｅｒ）等を用いて構成される。シーケンス制御部１６０は図示しないメモリ（ｍｅｍｏｒｙ）を有する。メモリはシーケンス制御部１６０用のプログラム（ｐｒｏｇｒａｍ）および各種のデータを記憶している。シーケンス制御部１６０の機能は、コンピュータがメモリに記憶されたプログラムを実行することにより実現される。
【００３７】
データ収集部１５０の出力側はデータ処理部１７０に接続されている。データ収集部１５０が収集したデータがデータ処理部１７０に入力される。データ処理部１７０は、データ収集部１５０が収集したデータをメモリ１７２に記憶する。
【００３８】
メモリ１７２内にはデータ空間が形成される。このデータ空間はｋスペースに対応する。データ処理部１７０は、ｋスペースのデータを２次元逆フ−リエ変換することにより画像を再構成する。データ処理部１７０は、例えばコンピュータ等を用いて構成される。メモリ１７２はデータ処理部１７０用のプログラムおよび各種のデータを記憶している。メモリ１５２には後述のデータベースも記憶される。
【００３９】
データ処理部１７０はシーケンス制御部１６０に接続されている。データ処理部１７０はシーケンス制御部１６０の上位にあってそれを統括する。本装置の機能は、データ処理部１７０がメモリ１７２に記憶されたプログラムを実行することによりを実現される。本装置の機能には、後述するレジストレーションも含まれる。
【００４０】
データ処理部１７０には表示部１８０および操作部１９０が接続されている。表示部１８０は、グラフィックディスプレー（ｇｒａｐｈｉｃ  ｄｉｓｐｌａｙ）等で構成される。操作部１９０はポインティングデバイス（ｐｏｉｎｔｉｎｇｄｅｖｉｃｅ）を備えたキーボード（ｋｅｙｂｏａｒｄ）等で構成される。
【００４１】
表示部１８０は、データ処理部１７０から出力される再構成画像および各種の情報を表示する。操作部１９０は、使用者によって操作され、各種の指令や情報等をデータ処理部１７０に入力する。使用者は表示部１８０および操作部１９０を通じてインタラクティブ（ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ）に本装置を操作する。
【００４２】
図３に、他の方式の磁気共鳴撮影装置のブロック図を示す。同図に示す磁気共鳴撮影装置は、本発明の実施の形態の一例である。本装置の構成によって、本発明の装置に関する実施の形態の一例が示される。
【００４３】
本装置は、図１に示した装置とは方式を異にするマグネットシステム１００’を有する。マグネットシステム１００’以外は図１に示した装置と同様な構成になっており、同様な部分は同一の符号を付して説明を省略する。
【００４４】
マグネットシステム１００’は主磁場マグネット部１０２’、勾配コイル部１０６’およびＲＦコイル部１０８’を有する。これら主磁場マグネット部１０２’および各コイル部は、いずれも空間を挟んで互いに対向する１対のものからなる。また、いずれも概ね円盤状の形状を有し中心軸を共有して配置されている。マグネットシステム１００’の内部空間（ボア）に、対象１（患者）がクレードル５００に搭載されて図示しない搬送手段により搬入および搬出される。
【００４５】
主磁場マグネット部１０２’はマグネットシステム１００’の内部空間に静磁場を形成する。静磁場の方向は概ね対象１の体軸方向と直交する。すなわちいわゆる垂直磁場を形成する。主磁場マグネット部１０２’は例えば永久磁石等を用いて構成される。なお、永久磁石に限らず超伝導電磁石あるいは常伝導電磁石等を用いて構成してもよい。
【００４６】
勾配コイル部１０６’は、互いに垂直な３軸すなわちスライス軸、位相軸および周波数軸の方向において、それぞれ静磁場強度に勾配を持たせるための３つの勾配磁場を生じる。３軸方向の勾配磁場の発生を可能にするために、勾配コイル部１０６’は図示しない３系統の勾配コイルを有する。
【００４７】
ＲＦコイル部１０８’は静磁場空間に対象１の体内のスピンを励起するためのＲＦパルスを送信する  励起されたスピンが生じる電磁波すなわち磁気共鳴信号は、ＲＦコイル部１０８’によって受信される。ＲＦコイル部１０８’の受信信号がデータ収集部１５０に入力される。
【００４８】
図４に、撮影に用いるパルスシーケンス（ｐｕｌｓｅ  ｓｅｑｕｅｎｃｅ）の一例を示す。このパルスシーケンスは、グラディエントエコー（ＧＲＥ：  Ｇｒａｄｉｅｎｔ  Ｅｃｈｏ）法のパルスシーケンスである。
【００４９】
すなわち、（１）はＧＲＥ法におけるＲＦ励起用のα°パルスのシーケンスであり、（２）、（３）、（４）および（５）は、同じくそれぞれ、スライス勾配Ｇｓ、リードアウト勾配Ｇｒ、フェーズエンコード勾配ＧｐおよびグラディエントエコーＭＲのシーケンスである。なお、α°パルスは中心信号で代表する。パルスシーケンスは時間軸ｔに沿って左から右に進行する。
【００５０】
同図に示すように、α°パルスによりスピンのα°励起が行われる。αは９０以下である。このときスライス勾配Ｇｓが印加され所定のスライスについての選択励起が行われる。
【００５１】
α°励起後、フェーズエンコード勾配Ｇｐによりスピンのフェーズエンコードが行われる。次に、リードアウト勾配Ｇｒによりまずスピンをディフェーズし、次いでスピンをリフェーズして、グラディエントエコーＭＲを発生させる。グラディエントエコーＭＲはデータ収集部１５０によりビューデータとして収集される。
【００５２】
このようなパルスシーケンスが周期ＴＲで６４〜５１２回繰り返される。繰り返しのたびにフェーズエンコード勾配Ｇｐを変更し、毎回異なるフェーズエンコードを行う。これによって、６４〜５１２ビューのビューデータが得られる。
【００５３】
このようなパルスシーケンスによって得られたビューデータが、データ処理部１７０のメモリ１７２に収集される。データ処理部１７０は、メモリ１７２に収集したビューデータに基づいて画像を再構成する。
【００５４】
なお、パルスシーケンスはグラディエントエコー法に限らず、スピンエコー（ＳＥ：  Ｓｐｉｎ  Ｅｃｈｏ）法やエコープラナー・イメージング（ＥＰＩ：  Ｅｃｈｏ  Ｐｌａｎａｒ  Ｉｍａｇｉｎｇ）法等、他の適宜のパルスシーケンスであってよい。
【００５５】
再構成画像は、撮影条件すなわちパルスシーケンスやそのパラメータ（ｐａｒａｍｅｔｅｒ）の選び方に応じて、Ｔ１強調画像やＴ２強調画像等それぞれ特徴的な画像が得られる。
【００５６】
例えば、頭部の断層像を撮影した場合、Ｔ１強調画像ではホワイトマター（ｗｈｉｔｅ  ｍａｔｔｅｒ）はグレイマター（ｇｒａｙ  ｍａｔｔｅｒ）より明るく描出されかつＣＳＦ（ｃｅｒｅｂｒｏｓｐｉｎａｌｆｌｕｉｄ）は暗く描出されるが、Ｔ２強調画像ではホワイトマターはグレイマターより暗く描出されかつＣＳＦが明るく描出される。すなわち、両者は明暗の対応関係が相補的となる。
【００５７】
このように特徴を異にする２種類の画像をレジストレーションして融合することにより、Ｔ１強調画像またはＴ２強調画像だけでは得られない新たな情報を持つ第３の画像を得ることができる。そのような画像は医療上の有用性が高いものとなる。
【００５８】
本装置は、レジストレーションを行う機能を備えている。レジストレーションはデータ処理部１７０によって行われる。データ処理部１７０は、表示部１８０および操作部１９０を通じての使用者のインタラクティブな操作の下でレジストレーションを行う。
【００５９】
以下、レジストレーションについて説明する。レジストレーションは、メモリ１７２に記憶された再構成画像に対して行われる。再構成画像はメモリ１７２にデータベース（ｄａｔａｂａｓｅ）として記憶されている。
【００６０】
データベースは階層構造を有する。階層は、上位から下位に向かって、エグザミネーション（ｅｘａｍｉｎａｔｉｏｎ）、シリーズ（ｓｅｒｉｅｓ）およびイメージ（ｉｍａｇｅ）となっている。エグザミネーションは患者単位で生成される。シリーズは撮影条件単位で生成される。イメージは画像単位で生成される。１つのエグザミネーションに複数のシリーズが所属する。最大数は例えば２５６である。１つのシリーズに複数のイメージが所属する。最大数は例えば２５６である。
【００６１】
各イメージはヘッダ（ｈｅａｄｅｒ）を有する。ヘッダには、エグザミネーション番号、シリーズ番号、イメージ番号、イメージ寸法（縦×横）、ビット（ｂｉｔ）数、ピクセルサイズ（ｐｉｘｅｌ  ｓｉｚｅ）、モダリティ（ｍｏｄａｌｉｔｙ）等、イメージのアトリビュート（ａｔｔｒｉｂｕｔｅ）情報が含まれる。ここで、モダリティは、例えばＴ１強調画像やＴ２強調画像等、画像の特徴を表す情報である。
【００６２】
図５に、レジストレーションの観点での本装置の機能ブロック図を示す。同図に示すように、本装置は、撮影部５０２、データベース部５０４、レジストレーション部５０６、指定部５０８および画像表示部５１０を有する。
【００６３】
撮影部５０２はＭＲＩ画像を撮影してデータベース部５０４に書き込む。レジストレーション部５０６は、指定部５０８からの指定に基づいて、データベース部５０４から画像を読み出してレジストレーションを行い、レジストレーション済みの画像をデータベース部５０４に書き込む。レジストレーション部５０６は、データベースの読み書きを行うための読出ポートＲおよび書込ポートＷを有する。画像表示部５１０はレジストレーション済みの画像を表示する。
【００６４】
撮影部５０２は、マグネットシステム１００、クレードル駆動部１２０、勾配駆動部１３０、ＲＦ駆動部１４０、データ収集部１５０、シーケンス制御部１６０およびデータ処理部１７０からなる部分の機能に相当する。撮影部５０２は、本発明における撮影手段の実施の形態の一例である。データベース部５０４は、メモリ１７２の機能に相当する。データベース部５０４は、本発明におけるデータベースの実施の形態の一例である。
レジストレーション部５０６は、データ処理部１７０の機能に相当する。レジストレーション部５０６は、本発明におけるレジストレーション手段の実施の形態の一例である。その書込ポートＷは、本発明における書込手段の実施の形態の一例である。
【００６５】
指定部５０８は、表示部１８０、操作部１９０およびデータ処理部１７０からなる部分の機能に相当する。指定部５０８は、本発明における指定手段の実施の形態の一例である。画像表示部５１０は表示部１８０の機能に相当する。画像表示部５１０は、本発明における表示手段の実施の形態の一例である。
【００６６】
レジストレーション部５０６、指定部５０８および画像表示部５１０からなる部分は画像処理装置を構成する。この画像処理装置は、本発明の実施の形態の一例である。本装置の構成によって、本発明の画像処理装置に関する実施の形態の一例が示される。本装置の動作によって、本発明の画像処理方法に関する実施の形態の一例が示される。
【００６７】
図６に、本装置の動作のフロー（ｆｌｏｗ）図を示す。この図によって本装置の動作を説明する。同図に示すように、ステージ（ｓｔａｇｅ）６０１で、シリーズＡの画像を指定する。画像の指定は、指定部５０８を通じて使用者により行われる。
【００６８】
使用者は、例えば、ブラウザ（ｂｒｏｗｓｅｒ）によって表示された１つのエグザミネーションに属する複数のシリーズのうちの任意のシリーズＡについて、所望の画像を指定する。シリーズＡは例えばＴ１強調のシリーズである。なお、Ｔ１強調に限らず適宜のモダリティであってよい。指定する画像は単数または複数である。
【００６９】
この指定に基づいて、ブラウザのバックアップ・ファイル（ｂａｃｋｕｐ  ｆｉｌｅ）／ｕｓｅｒ／ｔｍｐ／ｖｉｅｗｅｒ＿ｓｅｌｅｃｔｉｏｎの内容が更新される。この更新によって、バックアップ・ファイルの内容は、指定された画像のパス（ｐａｔｈ）となる。なお、パスとはデータベース中の画像にアクセス（ａｃｅｓｓ）するための情報である。
【００７０】
次に、ステージ６０３で、指定画像のパスをＡＲＲＡＹ１にストア（ｓｔｏｒｅ）する。なお、ＡＲＲＡＹ１は一時記憶場所である。
【００７１】
次に、ステージ６０５で、指定画像のヘッダから情報を抽出する。すなわち、ＡＲＲＡＹ１にストアされたパスを使用してデータベースにアクセスし、指定画像のヘッダから所定の情報を抽出する。抽出する情報は、例えば、イメージ寸法（縦×横）、ビット数、イメージ番号、モダリティ等である。
【００７２】
次に、ステージ６０７で、シリーズＢの画像を指定する。画像の指定は、指定部５０８を通じて使用者により行われる。使用者は、同じエグザミネーションに属する複数のシリーズのうちのシリーズＢについて、所望の画像を指定する。シリーズＢは例えばＴ２強調シリーズである。なお、Ｔ２強調に限らず、シリーズＡと異なる適宜のモダリティであってよい。指定する画像は複数である。
【００７３】
この指定に基づいて、ブラウザのバックアップ・ファイル／ｕｓｅｒ／ｔｍｐ／ｖｉｅｗｅｒ＿ｓｅｌｅｃｔｉｏｎの内容が更新される。この更新によって、バックアップ・ファイルの内容は、指定された画像すなわちシリーズＢの画像のパスとなる。
【００７４】
次に、ステージ６０９で、指定画像のパスすなわちシリーズＢの画像のパスをＡＲＲＡＹ２にストアする。なお、ＡＲＲＡＹ２は一時記憶場所である。
【００７５】
次に、ステージ６１１で、指定画像のヘッダから情報を抽出する。すなわち、ＡＲＲＡＹ２にストアされたパスを使用してデータベースにアクセスし、シリーズＢの画像のヘッダから所定の情報を抽出する。抽出する情報は、例えば、イメージ寸法（縦×横）、ビット数、イメージ番号、モダリティ等である。
【００７６】
次に、ステージ６１３で、ＡＲＲＡＹ１，２にストアされたパスをレジストレーション・アルゴリズム（ｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ  ａｌｇｏｒｉｔｈｍ）に渡す。
【００７７】
次に、ステージ６１５で、レジストレーションを実行する。レジストレーションにあたって、ステージ６０５，６１１で抽出されたヘッダ情報が利用される。レジストレーション実行のフロー図を図７に示す。同図に示すように、ステップ（ｓｔｅｐ）７０１で、参照画像読込が行われる。参照画像読込は、与えられたパスを利用して行われる。パスは例えばシリーズＡの画像のパスである。シリーズＡの複数の画像のパスが与えられたときは、まず１つの画像を読み込む。
【００７８】
これによって、例えば図８の（ａ）に示すような画像Ａを含む画像フレーム（ｆｒａｍｅ）が読み込まれる。画像Ａは例えばＴ１強調の頭部断層像である。画像Ａは脳実質の構造を示す中間調画像である。
【００７９】
次に、ステップ７０３で、候補画像読込が行われる。参照画像読込は、与えられたパスを利用して行われる。パスは例えばシリーズＢの画像のパスである。シリーズＢの複数の画像のパスが与えられたときは、全ての画像を読み込む。
【００８０】
候補画像としては、例えば図８の（ｂ）に示すような画像Ｂを含む画像フレームが読み込まれる。画像Ｂは例えばＴ２強調の頭部断層像である。画像Ｂは脳実質の構造を示す中間調画像である。
【００８１】
次に、ステップ７０５で、候補画像のトランスフォーメーションが行われる。トランスフォーメーションは、候補画像の座標系から参照画像の座標系への幾何学的変換である。これには倍率合わせと重心合わせが含まれる。
【００８２】
倍率合わせは候補画像の大きさを参照画像と同じにする処理であり、次のようにして行われる。まず、参照画像および候補画像について２値化が行われる。２値化は、参照画像については画像Ａを含む画像フレーム中の全ての画素について、所定の閾値以上の画素値を１とし、閾値未満の画素値を０とする処理である。また、候補画像については画像Ｂを含む画像フレーム中の全ての画素について、所定の閾値以上の画素値を１とし、閾値未満の画素値を０とする処理である。
【００８３】
これによって、例えば図９の（ａ），（ｂ）に示すような画像フレームがそれぞれ得られる。これらの画像フレームにおいては、画像ａ，ｂの画素値が全て１となり、それ以外の部分の画素値は全て０となる。
【００８４】
一般的に、画像のモーメント（ｍｏｍｅｎｔ）が
【００８５】
【数６】
2004321531.tif 000008
【００８６】
で与えられるとき、画像ｂの大きさを画像ａに合わせる倍率は次式で与えられる。
【００８７】
【数７】
2004321531.tif 000009
【００８８】
ここで、Ｍ（０，０）は０次のモーメントである。このような倍率ｋが複数の候補画像についてそれぞれ求められる。それらの倍率ｋを各候補画像に適用することにより、いずれの候補画像も参照画像と同じ大きさにすることができる。
【００８９】
重心合わせを行うために、画像フレームにおける画像ａおよび画像ｂの重心の位置がそれぞれ求められる。重心の座標（ｍ，ｎ）は次式で与えられる。
【００９０】
【数８】
2004321531.tif 000010
【００９１】
【数９】
2004321531.tif 000011
【００９２】
ここで、Ｍ（１，０）およびＭ（０，１）はいずれも１次のモーメントである。
【００９３】
これらの式を図９（ａ），（ｂ）の画像フレームに適用することにより、図１０の（ａ），（ｂ）に示すように、画像ａ，ｂの重心ａ０，ｂ０の座標がそれぞれ求まる。これら重心は画像ａ，ｂの重心であるとともに画像Ａ，Ｂの重心でもある。
【００９４】
画像Ａ，Ｂの重心ａ０，ｂ０の座標が、例えば図１１に示すように、それぞれ（ｉ０，ｊ０）および（ｉ０’，ｊ０’）として求まったとすると、重心位置の補正量は次式で与えられる。
【００９５】
【数１０】
2004321531.tif 000012
【００９６】
【数１１】
2004321531.tif 000013
【００９７】
ここで、ΔｉはＩ軸方向の重心位置補正量を表し、ΔｊはＪ軸方向の重心位置補正量を表す。このような重心位置補正量が複数の候補画像についてそれぞれ求められる。
【００９８】
上記のような、候補画像ごとの倍率ｋおよび重心位置補正量（Δｉ，Δｊ）を当該の候補画像に適用することにより、複数の候補画像はいずれも参照画像と同じ座標系の画像となる。すなわちトランスフォーメーションが行われる。トランスフォーメーションが行われた状態を図１２に模式的に示す。
【００９９】
次に、ステップ７０７で、各候補画像について参照画像とのミューチャルインフォメーションを計算する。この計算に用いられる各候補画像はトランスフォーメーション済みのものである。
【０１００】
ミューチャルインフォメーションを計算するために、参照画像のエントロピーｈ（ａ）が求められる。また、各候補画像について、そのエントロピーｈ（ｂ）および参照画像とのジョイントエントロピーｈ（ａ，ｂ）が求められる。そして、それらエントロピーを用いて、ミューチャルインフォメーションが次式によって計算される。
【０１０１】
【数１２】
2004321531.tif 000014
【０１０２】
ミューチャルインフォメーションは、複数の候補画像のそれぞれについて求まる。複数の候補画像はトランスフォーメーションされているので、いずれも、参照画像に対して同一の幾何学的条件でミューチャルインフォメーションが求められる。
【０１０３】
ミューチャルインフォメーションの大小は、参照画像に対する候補画像の近似の程度を表す。複数の候補画像は参照画像に対する幾何学的条件が全て同一なので、ミューチャルインフォメーションの大小は正確に参照画像に対する候補画像の近似度を表す。したがって、ミューチャルインフォメーションが最大となる候補画像は参照画像に最も近い画像となる。
【０１０４】
次に、ステップ７０９で、ミューチャルインフォメーションが最大となる候補画像を選択する。これによって、候補画像のうち解剖学的構造が参照画像に最も近い画像が得られる。この画像は参照画像と同じ断面を撮影した画像である可能性が最も高い。抽出された候補画像はすでにトランスフォーメーションされているので、自ずからレジストレーションも完了する。
【０１０５】
このようにして、参照画像がＴ１強調画像であり、候補画像がＴ２強調画像であるとき、スライス位置が同一なＴ１強調画像とＴ２強調画像の対を得ることができる。
【０１０６】
次に、ステップ７１１で、参照画像を選択画像を融合する。これによって、例えば、Ｔ１強調画像とＴ２強調画像を融合したレジストレーション画像が得られる。
【０１０７】
次に、ステージ６１７で、レジストレーション画像をＡＲＲＡＹ３にストアする。ＡＲＲＡＹ３は一時記憶場所である。
【０１０８】
次に、ステージ６１９で、レジストレーション画像のヘッダを作成する。ヘッダの作成は候補画像のヘッダを利用して行われる。例えば、シリーズＡの画像が参照画像であり、シリーズＢの画像が候補画像であるとき、シリーズＢの画像のうちレジストレーションされたもののヘッダを利用して行われる。
【０１０９】
すなわち、シリーズＢの画像のうちレジストレーションされたもののヘッダをコピーし、ヘッダ情報のうち元画像と異なる情報のみを書き替えることによって作成する。書き替えられる情報は、例えば、イメージ寸法（縦×横）、ビット数、イメージ番号、シリーズ番号、シリーズ名等である。ここで、シリーズ番号を書き替えることにより、新たなシリーズＣが形成される。
【０１１０】
次に、ステージ６２１で、レジストレーション画像にヘッダを付与する。これによって、ステージ７１９で作成されたヘッダがレジストレーション画像に付与される。
【０１１１】
次に、ステージ６２３で、レジストレーション画像をシリーズＣの画像としてデータベースに書き込む。書込は、例えば、シリーズＢの元画像のパスに．ｓｄｃｏｐｅｎというエクステンション（ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ）を付けて行う。これによって、レジストレーション画像もデータベースに記憶される。エクステンション．ｓｄｃｏｐｅｎを付けることにより、元画像と関連づけてデータベースに書き込まれる。
【０１１２】
次に、ステージ６２５で、レジストレーション画像をコピーする。コピーは所定の記憶場所例えば／ｅｘｐｏｒｔ／ｈｏｍｅ１／ｓｄｃ＿ｉｍａｇｅ＿ｐｏｏｌ／ｉｍｐｏｒｔに行われる。この記憶場所は、ブラウザが自動的に画像をインポートしに行く場所である。
【０１１３】
次に、ステージ６２７で、レジストレーション画像のコピーを表示する。この表示はブラウザによって行われる。すなわち、ブラウザは／ｅｘｐｏｒｔ／ｈｏｍｅ１／ｓｄｃ＿ｉｍａｇｅ＿ｐｏｏｌ／ｉｍｐｏｒｔから画像をインポートして表示する。これによって、レジストレーション画像が自動的に画像表示部５１０に表示される。
【０１１４】
ステージ６０１で指定されたシリーズＡの画像が複数あるときは、以上のような動作が、それぞれの画像を参照画像として行われ、複数のレジストレーション画像が順次表示される。
【０１１５】
以上のように、ＭＲＩ画像のレジストレーションは、使用者が２種類の画像を指定すれば、後は自動的に行われてその結果が表示される。その際、画像の指定は、医療従事者に馴染み深いエグサミネーションやシリーズを利用して行われるので、ＭＲＩ画像のレジストレーションは、医療関係者にとってユーザーフレンドリなものとなる。また、磁気共鳴撮影装置が保有するデータベースにじかにアクセスしてレジストレーションを行える点でも、医療関係者にとってユーザーフレンドリである。
【０１１６】
また、レジストレーション画像が新たなシリーズの画像としてＭＲＩ画像のデータベースに追加されるので、通常のシリーズのＭＲＩ画像に適用される全ての画像処理ツール（ｔｏｏｌ）がこの画像についても適用可能である。したがって、そのようなツールを使用することにより、さらに医療上の有用性が高い画像を得ることができる。
【０１１７】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、ＭＲＩ画像のレジストレーションを医療関係者にとってユーザーフレンドリに行える画像処理方法および装置並びにそのような画像処理装置を備えた磁気共鳴撮影装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例の装置のブロック図である。
【図２】ｋスペースの概念を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態の一例の装置のブロック図である。
【図４】撮影用のパルスシーケンスの一例を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態の一例の装置の機能ブロック図である。
【図６】本発明の実施の形態の一例の装置の動作のフロー図である。
【図７】レジストレーション実行のフロー図である。
【図８】画像フレームの概念図である。
【図９】画像フレームの概念図である。
【図１０】画像フレームの概念図である。
【図１１】画像の重心の座標を示す図である。
【図１２】レジストレーションの概念図である。
【符号の説明】
１  対象
１００，１００’  マグネットシステム
１０２  主磁場コイル部
１０２’  主磁場マグネット部
１０６，１０６’  勾配コイル部
１０８，１０８’  ＲＦコイル部
１２０  クレードル駆動部
１３０  勾配駆動部
１４０  ＲＦ駆動部
１６０  データ収集部
１６０  シーケンス制御部
１７０  データ処理部
１８０  表示部
１９０  操作部
５００  クレードル
５０２  撮影部
５０４  データベース部
５０６  レジストレーション部
５０８  指定部
５１０  画像表示部
【図１】
2004321531.tif 000015
【図２】
2004321531.tif 000016
【図３】
2004321531.tif 000017
【図４】
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【図５】
2004321531.tif 000019
【図６】
2004321531.tif 000020
【図７】
2004321531.tif 000021
【図８】
2004321531.tif 000022
【図９】
2004321531.tif 000023
【図１０】
2004321531.tif 000024
【図１１】
2004321531.tif 000025
【図１２】
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