(57)【要約】【課題】検体にて脳などの特定部位を含む撮像領域について磁気共鳴画像として生成された撮像画像にて、その脳などの特定部位に対応する部分の画像を適正に得る。【解決手段】被検体にて脳を含む撮像領域について生成された磁気共鳴画像ＩＧにて、脳に対応する部分の画像ＩＧＳを、マスク画像ＩＭを用いてセグメンテーションする際に、磁気共鳴画像ＩＧのバイナリ画像ＩＢにて画素値が「０」が連結された図形Ｚ１，Ｚ２，Ｚ３を抽出する。その後、その図形Ｚ１，Ｚ２，Ｚ３を構成する画素数に基づいて、バイナリ画像ＩＢにおいて図形の画素値を「０」から「１」へ変換し、マスク画像ＩＭを生成する。そして、このマスク画像ＩＭを用いて、脳に対応する部分の画像ＩＧＳを、セグメンテーションする。【選択図】図３
2009247534.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体にて脳を含む撮像領域について生成された磁気共鳴画像にて、前記脳に対応する部分の画像を、マスク画像を用いてセグメンテーションすることによって、スカル・ストリッピングを実行する画像処理装置であって、
前記磁気共鳴画像についてバイナライズすることによって、前記脳に対応する部分が第１の画素値であって、前記脳に対応する部分以外の部分が前記第１の画素値と異なる第２の画素値であるバイナリ画像を生成するバイナリ画像生成部と、
前記バイナリ画像生成部によって生成されたバイナリ画像において前記第２の画素値が連結された図形を抽出する図形抽出部と、
前記図形抽出部によって抽出された図形を構成する画素数に基づいて、前記バイナリ画像において前記図形の画素値を前記第２の画素値から前記第１の画素値へ変換することによって、前記マスク画像を生成するマスク画像生成部と
を有し、
前記バイナリ画像生成部は、前記磁気共鳴画像についてバイナライズした後に、モルフォロジ演算におけるイロージョン処理とディレーション処理とを実施し、
前記図形抽出部は、前記バイナリ画像において前記脳に対応する部分の重心を、当該脳に対応する部分の形状に基づいて抽出した後に、当該抽出された重心をシードポイントとして、前記バイナリ画像についてリジョン・グローイングを実施することによって、前記図形を抽出する
画像処理装置。
【請求項２】
前記バイナリ画像生成部によって生成されたバイナリ画像において、前記図形抽出部が前記図形を抽出する範囲を設定する範囲設定部
をさらに有し、
前記図形抽出部は、前記バイナリ画像において前記範囲設定部によって設定された範囲について、前記図形を抽出する処理を実施する、
請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記マスク画像生成部は、前記図形抽出部によって抽出された図形を構成する画素数が、予め設定された閾値以下である場合に、当該図形の画素値を前記第２の画素値から前記第１の画素値へ変換する、
請求項１または２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
被検体にて脳を含む撮像領域について生成された磁気共鳴画像にて、前記脳に対応する部分の画像を、マスク画像を用いてセグメンテーションすることによって、スカルストリッピングを実行する画像処理部を有する磁気共鳴イメージング装置であって、
前記画像処理部は、
前記磁気共鳴画像についてバイナライズすることによって、前記脳に対応する部分が第１の画素値であって、前記脳に対応する部分以外の部分が前記第１の画素値と異なる第２の画素値であるバイナリ画像を生成するバイナリ画像生成部と、
前記バイナリ画像生成部によって生成されたバイナリ画像において前記第２の画素値が連結された図形を抽出する図形抽出部と、
前記図形抽出部によって抽出された図形を構成する画素数に基づいて、前記バイナリ画像において前記図形の画素値を前記第２の画素値から前記第１の画素値へ変換することによって、前記マスク画像を生成するマスク画像生成部と
を有し、
前記バイナリ画像生成部は、前記磁気共鳴画像についてバイナライズした後に、モルフォロジ演算におけるイロージョン処理とディレーション処理とを実施し、
前記図形抽出部は、前記バイナリ画像において前記脳に対応する部分の重心を、当該脳に対応する部分の形状に基づいて抽出した後に、当該抽出された重心をシードポイントとして、前記バイナリ画像についてリジョン・グローイングを実施することによって、前記図形を抽出する
磁気共鳴イメージング装置。
【請求項５】
前記バイナリ画像生成部によって生成されたバイナリ画像において、前記図形抽出部が前記図形を抽出する範囲を設定する範囲設定部
をさらに有し、
前記図形抽出部は、前記バイナリ画像において前記範囲設定部によって設定された範囲について、前記図形を抽出する処理を実施する、
請求項４に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項６】
前記マスク画像生成部は、前記図形抽出部によって抽出された図形を構成する画素数が、予め設定された閾値以下である場合に、当該図形の画素値を前記第２の画素値から前記第１の画素値へ変換する、
請求項４または５に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項７】
被検体にて脳を含む撮像領域について生成された磁気共鳴画像にて、前記脳に対応する部分の画像を、マスク画像を用いてセグメンテーションすることによって、スカルストリッピングを実行する画像処理方法であって、
前記磁気共鳴画像についてバイナライズすることによって、前記脳に対応する部分が第１の画素値であって、前記脳に対応する部分以外の部分が前記第１の画素値と異なる第２の画素値であるバイナリ画像を生成するバイナリ画像生成ステップと、
前記バイナリ画像生成ステップによって生成されたバイナリ画像において前記第２の画素値が連結された図形を抽出する図形抽出ステップと、
前記図形抽出ステップによって抽出された図形を構成する画素数に基づいて、前記バイナリ画像において前記図形の画素値を前記第２の画素値から前記第１の画素値へ変換することによって、前記マスク画像を生成するマスク画像生成ステップと
を有し、
前記バイナリ画像生成ステップにおいては、前記磁気共鳴画像についてバイナライズした後に、モルフォロジ演算におけるイロージョン処理とディレーション処理とを実施し、
前記図形抽出ステップにおいては、前記バイナリ画像において前記脳に対応する部分の重心を、当該脳に対応する部分の形状に基づいて抽出した後に、当該抽出された重心をシードポイントとして、前記バイナリ画像についてリジョン・グローイングを実施することによって、前記図形を抽出する
画像処理方法。
【請求項８】
前記バイナリ画像生成ステップによって生成されたバイナリ画像において、前記図形抽出ステップにて前記図形を抽出する範囲を設定する範囲設定ステップ
をさらに有し、
前記図形抽出ステップにおいては、前記バイナリ画像において前記範囲設定ステップによって設定された範囲について、前記図形を抽出する処理を実施する、
請求項７に記載の画像処理方法。
【請求項９】
前記マスク画像生成ステップにおいては、前記図形抽出ステップによって抽出された図形を構成する画素数が、予め設定された閾値以下である場合に、当該図形の画素値を前記第２の画素値から前記第１の画素値へ変換する、
請求項７または８に記載の画像処理方法。
【請求項１０】
被検体にて特定部位を含む撮像領域について生成された撮像画像にて、前記特定部位に対応する部分の画像を、マスク画像を用いてセグメンテーションする画像処理装置であって、
前記撮像画像についてバイナライズすることによって、前記特定部位に対応する部分が第１の画素値であって、前記特定部位に対応する部分以外の部分が前記第１の画素値と異なる第２の画素値であるバイナリ画像を生成するバイナリ画像生成部と、
前記バイナリ画像生成部によって生成されたバイナリ画像において前記第２の画素値が連結された図形を抽出する図形抽出部と、
前記図形抽出部によって抽出された図形を構成する画素数に基づいて、前記バイナリ画像において前記図形の画素値を前記第２の画素値から前記第１の画素値へ変換することによって、前記マスク画像を生成するマスク画像生成部と
を有する
画像処理装置。
【請求項１１】
前記バイナリ画像生成部によって生成されたバイナリ画像において、前記図形抽出部が前記図形を抽出する範囲を設定する範囲設定部
をさらに有し、
前記図形抽出部は、前記バイナリ画像において前記範囲設定部によって設定された範囲について、前記図形を抽出する処理を実施する、
請求項１０に記載の画像処理装置。
【請求項１２】
前記マスク画像生成部は、前記図形抽出部によって抽出された図形を構成する画素数が、予め設定された閾値以下である場合に、当該図形の画素値を前記第２の画素値から前記第１の画素値へ変換する、
請求項１０または１１に記載の画像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像処理装置，磁気共鳴イメージング装置，および，画像処理方法に関する。特に、被検体にて脳などの特定部位を含む撮像領域について磁気共鳴画像として生成された撮像画像にて、その脳などの特定部位に対応する部分の画像を、マスク画像を用いてセグメンテーションする、画像処理装置，磁気共鳴イメージング装置，および，画像処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ：Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ  Ｉｍａｇｉｎｇ）装置などのイメージング装置は、被検体の画像をイメージングして、画面に表示する装置であり、特に、医療用途において多く利用されている。
【０００３】
磁気共鳴イメージング装置においては、静磁場が形成された撮像空間内に被検体の撮像領域を収容することによって、その撮像領域におけるプロトン（ｐｒｏｔｏｎ）のスピン（ｓｐｉｎ）を、その静磁場の方向へ整列させて、磁化ベクトルを発生させる。そして、共鳴周波数のＲＦパルスを照射することによって、核磁気共鳴現象を発生させることにより、スピンをフリップさせ、そのプロトンの磁化ベクトルを変化させる。その後、そのフリップされたプロトンが元の磁化ベクトルの状態に戻る際に発生する磁気共鳴（ＭＲ）信号を受信し、その受信された磁気共鳴信号に基づいて、デジタル画像である磁気共鳴画像を再構成する。
【０００４】
この磁気共鳴画像などのデジタル画像に対しては、診断目的に応じて、さまざまな画像処理が施されている。たとえば、リジョン・グローイング（Ｒｅｓｉｏｎ  Ｇｒｏｗｉｎｇ）法などのようなセグメンテーション（ｓｅｇｍｅｎｔａｔｉｏｎ）処理が実施される（たとえば、特許文献１，非特許文献１参照）。
【０００５】
また、被検体の頭部について磁気共鳴画像を生成し、その磁気共鳴画像を用いて、脳の評価・診断が行われている。この場合においては、標準脳と呼ばれるテンプレート（ｔｅｍｐｌａｔｅ）に、その磁気共鳴画像において脳に対応する部分を変形してマッチングさせることが、よく行われている。具体的には、アフィン（Ａｆｆｉｎ）変換によって、磁気共鳴画像において脳に対応する部分を標準脳の形状に変形することで、マッチングが実施される。
【０００６】
このマッチングを実施する際においては、前処理として、頭部全体について撮像された磁気共鳴画像から、脳に対応する部分をセグメンテーションする処理が実施されている。この処理は、スカル・ストリッピング（ｓｋｕｌｌ  ｓｔｒｉｐｐｉｎｇ）と呼ばれており、多く利用されている（たとえば、特許文献２，特許文献３，非特許文献２参照）。
【０００７】
スカル・ストリッピングの実施においては、上記のように被検体の頭部について得た磁気共鳴画像について、バイナライズ（ｂｉｎａｒｉｚｅ）する。そして、その後、モルフォロジ（Ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ）演算におけるイロージョン（Ｅｒｏｓｉｏｎ（収縮））処理とディレーション（Ｄｉｌａｔｉｏｎ（拡張））処理とを順次実施する（非特許文献３参照）。これにより、脳に対応する部分の画素値が「１」であって、脳に対応する部分以外の部分の画素値が「０」であるバイナリ（ｂｉｎａｒｙ）画像を得る。
【０００８】
そして、このバイナリ画像をマスク画像として用いることによって、被検体にて頭部について生成された磁気共鳴画像にて、脳に対応する部分の画像をセグメンテーションする。つまり、磁気共鳴画像にて脳に対応する部分を残し、脳以外の部分を切り捨てる。
【０００９】
その後、上述したように、セグメンテーションされた、脳に対応する部分の画像を、標準脳と呼ばれるテンプレートに対してマッチングさせ、その脳について、評価および診断を実施する。
【００１０】
【特許文献１】特開２００５−２３７７０２号公報
【特許文献２】米国特許出願公報２００７／０１６０２７７号明細書
【特許文献３】特開２００６−３３１２６１号公報
【非特許文献１】［平成２０年３月１４日検索］、インターネット〈http://www.cm.cf.ac.uk/Dave/Vision_lecture/node35.html〉
【非特許文献２】A H. Zhuang etal.'Skull-stripping magnetic resonance brain images using a model-based level set',［online］,［平成２０年３月１４日検索］、インターネット〈http://repositories.cdlib.org/cgi/viewcontent.cgi?article=4893&context=postprints〉
【非特許文献３】鳥脇他、画像情報処理（１），ｐ７３−７６，コロナ社，２００５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上記のスカル・ストリッピングのようなセグメンテーション処理を実施した際においては、たとえば、脳の抜けや、境界の脳でない部分についても抽出される場合があり、適切にセグメンテーションが実施されない場合がある。
【００１２】
図６は、スカル・ストリッピングにおいて、バイナリ画像として得たマスク画像ＩＭａを示す図である。この図６においては、「０」の画素値の部分を黒色で示し、「１」の画素値の部分を白色で示している。
【００１３】
図６に示すように、マスク画像ＩＭａにおいては、ところどころに、「０」の画素値で示される空隙が、残ってしまっている。
【００１４】
この部分は、正確に抽出された部分である場合もあるが、誤って抽出された部分である場合もある。このため、これに起因して、後処理の実施において適切な処理ができない場合がある。たとえば、上述したマッチングをする際には、アンダーエスティメート（ｕｎｄｅｒｅｓｔｉｍａｔｅ）になるので、適切な結果が得られない場合がある。
【００１５】
このように、被検体にて脳などの特定部位を含む撮像領域について磁気共鳴画像として生成された撮像画像にて、その脳などの特定部位に対応する部分の画像を適正に得ることが困難な場合があった。
【００１６】
したがって、本発明は、被検体にて脳などの特定部位を含む撮像領域について磁気共鳴画像として生成された撮像画像にて、その脳などの特定部位に対応する部分の画像を適正に得ることが容易に可能な画像処理装置，磁気共鳴イメージング装置，および，画像処理方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記課題を達成するために、本発明は、被検体にて脳を含む撮像領域について生成された磁気共鳴画像にて、前記脳に対応する部分の画像を、マスク画像を用いてセグメンテーションすることによって、スカル・ストリッピングを実行する画像処理装置であって、前記磁気共鳴画像についてバイナライズすることによって、前記脳に対応する部分が第１の画素値であって、前記脳に対応する部分以外の部分が前記第１の画素値と異なる第２の画素値であるバイナリ画像を生成するバイナリ画像生成部と、前記バイナリ画像生成部によって生成されたバイナリ画像において前記第２の画素値が連結された図形を抽出する図形抽出部と、前記図形抽出部によって抽出された図形を構成する画素数に基づいて、前記バイナリ画像において前記図形の画素値を前記第２の画素値から前記第１の画素値へ変換することによって、前記マスク画像を生成するマスク画像生成部とを有し、前記バイナリ画像生成部は、前記磁気共鳴画像についてバイナライズした後に、モルフォロジ演算におけるイロージョン処理とディレーション処理とを実施し、前記図形抽出部は、前記バイナリ画像において前記脳に対応する部分の重心を、当該脳に対応する部分の形状に基づいて抽出した後に、当該抽出された重心をシードポイントとして、前記バイナリ画像についてリジョン・グローイングを実施することによって、前記図形を抽出する。
【００１８】
好適には、前記バイナリ画像生成部によって生成されたバイナリ画像において、前記図形抽出部が前記図形を抽出する範囲を設定する範囲設定部をさらに有し、前記図形抽出部は、前記バイナリ画像において前記範囲設定部によって設定された範囲について、前記図形を抽出する処理を実施する。
【００１９】
好適には、前記マスク画像生成部は、前記図形抽出部によって抽出された図形を構成する画素数が、予め設定された閾値以下である場合に、当該図形の画素値を前記第２の画素値から前記第１の画素値へ変換する。
【００２０】
本発明は、被検体にて脳を含む撮像領域について生成された磁気共鳴画像にて、前記脳に対応する部分の画像を、マスク画像を用いてセグメンテーションすることによって、スカルストリッピングを実行する画像処理部を有する磁気共鳴イメージング装置であって、前記画像処理部は、前記磁気共鳴画像についてバイナライズすることによって、前記脳に対応する部分が第１の画素値であって、前記脳に対応する部分以外の部分が前記第１の画素値と異なる第２の画素値であるバイナリ画像を生成するバイナリ画像生成部と、前記バイナリ画像生成部によって生成されたバイナリ画像において前記第２の画素値が連結された図形を抽出する図形抽出部と、前記図形抽出部によって抽出された図形を構成する画素数に基づいて、前記バイナリ画像において前記図形の画素値を前記第２の画素値から前記第１の画素値へ変換することによって、前記マスク画像を生成するマスク画像生成部とを有し、前記バイナリ画像生成部は、前記磁気共鳴画像についてバイナライズした後に、モルフォロジ演算におけるイロージョン処理とディレーション処理とを実施し、前記図形抽出部は、前記バイナリ画像において前記脳に対応する部分の重心を、当該脳に対応する部分の形状に基づいて抽出した後に、当該抽出された重心をシードポイントとして、前記バイナリ画像についてリジョン・グローイングを実施することによって、前記図形を抽出する。
【００２１】
好適には、前記バイナリ画像生成部によって生成されたバイナリ画像において、前記図形抽出部が前記図形を抽出する範囲を設定する範囲設定部をさらに有し、前記図形抽出部は、前記バイナリ画像において前記範囲設定部によって設定された範囲について、前記図形を抽出する処理を実施する。
【００２２】
好適には、前記マスク画像生成部は、前記図形抽出部によって抽出された図形を構成する画素数が、予め設定された閾値以下である場合に、当該図形の画素値を前記第２の画素値から前記第１の画素値へ変換する。
【００２３】
本発明は、被検体にて脳を含む撮像領域について生成された磁気共鳴画像にて、前記脳に対応する部分の画像を、マスク画像を用いてセグメンテーションすることによって、スカルストリッピングを実行する画像処理方法であって、前記磁気共鳴画像についてバイナライズすることによって、前記脳に対応する部分が第１の画素値であって、前記脳に対応する部分以外の部分が前記第１の画素値と異なる第２の画素値であるバイナリ画像を生成するバイナリ画像生成ステップと、前記バイナリ画像生成ステップによって生成されたバイナリ画像において前記第２の画素値が連結された図形を抽出する図形抽出ステップと、前記図形抽出ステップによって抽出された図形を構成する画素数に基づいて、前記バイナリ画像において前記図形の画素値を前記第２の画素値から前記第１の画素値へ変換することによって、前記マスク画像を生成するマスク画像生成ステップとを有し、前記バイナリ画像生成ステップにおいては、前記磁気共鳴画像についてバイナライズした後に、モルフォロジ演算におけるイロージョン処理とディレーション処理とを実施し、前記図形抽出ステップにおいては、前記バイナリ画像において前記脳に対応する部分の重心を、当該脳に対応する部分の形状に基づいて抽出した後に、当該抽出された重心をシードポイントとして、前記バイナリ画像についてリジョン・グローイングを実施することによって、前記図形を抽出する。
【００２４】
好適には、前記バイナリ画像生成ステップによって生成されたバイナリ画像において、前記図形抽出ステップにて前記図形を抽出する範囲を設定する範囲設定ステップをさらに有し、前記図形抽出ステップにおいては、前記バイナリ画像において前記範囲設定ステップによって設定された範囲について、前記図形を抽出する処理を実施する。
【００２５】
好適には、前記マスク画像生成ステップにおいては、前記図形抽出ステップによって抽出された図形を構成する画素数が、予め設定された閾値以下である場合に、当該図形の画素値を前記第２の画素値から前記第１の画素値へ変換する。
【００２６】
本発明は、被検体にて特定部位を含む撮像領域について生成された撮像画像にて、前記特定部位に対応する部分の画像を、マスク画像を用いてセグメンテーションする画像処理装置であって、前記撮像画像についてバイナライズすることによって、前記特定部位に対応する部分が第１の画素値であって、前記特定部位に対応する部分以外の部分が前記第１の画素値と異なる第２の画素値であるバイナリ画像を生成するバイナリ画像生成部と、前記バイナリ画像生成部によって生成されたバイナリ画像において前記第２の画素値が連結された図形を抽出する図形抽出部と、前記図形抽出部によって抽出された図形を構成する画素数に基づいて、前記バイナリ画像において前記図形の画素値を前記第２の画素値から前記第１の画素値へ変換することによって、前記マスク画像を生成するマスク画像生成部とを有する。
【００２７】
好適には、前記バイナリ画像生成部によって生成されたバイナリ画像において、前記図形抽出部が前記図形を抽出する範囲を設定する範囲設定部をさらに有し、前記図形抽出部は、前記バイナリ画像において前記範囲設定部によって設定された範囲について、前記図形を抽出する処理を実施する。
【００２８】
好適には、前記マスク画像生成部は、前記図形抽出部によって抽出された図形を構成する画素数が、予め設定された閾値以下である場合に、当該図形の画素値を前記第２の画素値から前記第１の画素値へ変換する。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、被検体にて脳などの特定部位を含む撮像領域について磁気共鳴画像として生成された撮像画像にて、その脳などの特定部位に対応する部分の画像を適正に得ることが容易に可能な画像処理装置，磁気共鳴イメージング装置，および，画像処理方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下より、本発明にかかる実施形態の一例について図面を参照して説明する。
【００３１】
＜実施形態１＞
（装置構成）
図１は、本発明にかかる実施形態１において、磁気共鳴イメージング装置１の構成を示す構成図である。
【００３２】
図１に示すように、本実施形態の磁気共鳴イメージング装置１は、スキャン部２と、操作コンソール部３とを有しており、静磁場空間においてスキャン部２が被検体の撮像領域へＲＦパルスを送信し、そのＲＦパルスが送信された撮像領域にて発生する磁気共鳴信号を得るスキャンを実施した後に、そのスキャンの実施によって得られた磁気共鳴信号に基づいて、その撮像領域について磁気共鳴画像を操作コンソール部３が生成する。
【００３３】
スキャン部２について説明する。
【００３４】
スキャン部２は、図１に示すように、静磁場マグネット部１２と、勾配コイル部１３と、ＲＦコイル部１４と、クレードル１５と、ＲＦ駆動部２２と、勾配駆動部２３と、データ収集部２４とを有しており、被検体ＳＵにおいて発生する磁気共鳴信号を得るスキャンを実施する。スキャン部２は、静磁場が形成された撮像空間Ｂ内において、被検体ＳＵにて撮像する撮像領域を収容した後に、その被検体ＳＵの撮像領域におけるスピンを励起するように被検体ＳＵにＲＦパルスを送信すると共に、そのＲＦパルスが送信された被検体ＳＵに勾配パルスを送信することによって、被検体ＳＵにおいて発生する磁気共鳴信号を得る。
【００３５】
スキャン部２の各構成要素について、順次、説明する。
【００３６】
静磁場マグネット部１２は、たとえば、超伝導磁石（図示なし）により構成されており、被検体ＳＵが収容される撮像空間Ｂに静磁場を形成する。ここでは、静磁場マグネット部１２は、クレードル１５に載置される被検体ＳＵの体軸方向（ｚ方向）に沿うように静磁場を形成する。なお、静磁場マグネット部１２は、一対の永久磁石により構成されていてもよい。
【００３７】
勾配コイル部１３は、静磁場が形成された撮像空間Ｂに勾配磁場を形成し、ＲＦコイル部１４が受信する磁気共鳴信号に空間位置情報を付加する。ここでは、勾配コイル部１３は、静磁場方向に沿ったｚ方向と、ｘ方向と、ｙ方向との互いに直交する３軸方向に対応するように３系統からなる。これらは、撮像条件に応じて、周波数エンコード方向と位相エンコード方向とスライス選択方向とのそれぞれに勾配磁場を形成するように、各方向に勾配パルスを送信する。具体的には、勾配コイル部１３は、被検体ＳＵのスライス選択方向に勾配磁場を印加し、ＲＦコイル部１４がＲＦパルスを送信することによって励起させる被検体ＳＵのスライスを選択する。また、勾配コイル部１３は、ＲＦパルスにより励起されたスライスにおいて生ずる磁気共鳴信号について位相エンコードするために被検体ＳＵの位相エンコード方向に勾配磁場を印加する。そして、勾配コイル部１３は、ＲＦパルスにより励起されたスライスにおいて生ずる磁気共鳴信号を周波数エンコードするために、被検体ＳＵの周波数エンコード方向に勾配磁場を印加する。
【００３８】
ＲＦコイル部１４は、静磁場マグネット部１２によって静磁場が形成される撮像空間Ｂ内において、電磁波であるＲＦパルスを被検体ＳＵの撮像領域に送信して高周波磁場を形成することによって、被検体ＳＵの撮像領域におけるプロトンのスピンを励起する。そして、ＲＦコイル部１４は、その励起された被検体ＳＵの撮像領域内のプロトンから発生する電磁波を磁気共鳴信号として受信する。本実施形態においては、ＲＦコイル部１４は、図１に示すように、第１ＲＦコイル１４ａと、第２ＲＦコイル１４ｂとを有しており、たとえば、第１ＲＦコイル１４ａが、ＲＦパルスを送信し、第２ＲＦコイル１４ｂが磁気共鳴信号を受信する。
【００３９】
クレードル１５は、被検体ＳＵを載置するテーブルを有する。クレードル１５は、制御部３０から出力される制御信号に基づいて、撮像空間Ｂの内部と外部との間においてテーブルを移動する。
【００４０】
ＲＦ駆動部２２は、撮像空間Ｂに高周波磁場を形成するために、制御部３０から出力される制御信号に基づいて、ＲＦコイル部１４を駆動させて撮像空間Ｂ内にＲＦパルスを送信させる。ここでは、ＲＦ駆動部２２は、ゲート変調器（図示なし）を用いて、ＲＦ発振器（図示なし）から出力される信号を、所定のタイミングおよび所定の包絡線の信号に変調した後に、そのゲート変調器により変調された信号を、ＲＦ電力増幅器（図示なし）によって増幅してＲＦコイル部１４に出力し、ＲＦパルスを送信させる。
【００４１】
勾配駆動部２３は、制御部３０から出力される制御信号に基づいて、勾配コイル部１３を駆動させ、撮像空間Ｂ内に勾配磁場を印加させる。勾配駆動部２３は、３系統の勾配コイル部１３に対応して３系統の駆動回路（図示なし）を有する。
【００４２】
データ収集部２４は、制御部３０から出力される制御信号に基づいて、ＲＦコイル部１４が受信した磁気共鳴信号を収集する。ここでは、データ収集部２４は、ＲＦコイル部１４が受信した磁気共鳴信号を、ＲＦ駆動部２２のＲＦ発振器（図示なし）の出力を参照信号として位相検波器（図示なし）が位相検波する。その後、Ａ／Ｄ変換器（図示なし）を用いて、このアナログ信号である磁気共鳴信号をデジタル信号に変換して出力する。
【００４３】
操作コンソール部３について説明する。
【００４４】
操作コンソール部３は、図１に示すように、制御部３０と、データ処理部３１と、操作部３２と、表示部３３と、記憶部３４とを有する。
【００４５】
操作コンソール部３の各構成要素について、順次、説明する。
【００４６】
制御部３０は、コンピュータと、コンピュータに所定のデータ処理を実行させるプログラムを記憶するメモリとを有しており、各部を制御する。ここでは、制御部３０は、操作部３２から出力される操作データが入力され、その入力された操作データに基づいて、ＲＦ駆動部２２と勾配駆動部２３とデータ収集部２４とのそれぞれに制御信号を出力し、所定のスキャンを実行させる。そして、これと共に、データ処理部３１と表示部３３と記憶部３４とへ、制御信号を出力し、制御を行う。
【００４７】
データ処理部３１は、コンピュータと、そのコンピュータを用いて所定のデータ処理を実行するプログラムを記憶するメモリとを有しており、制御部３０から出力される制御信号に基づいて、データ処理を実施する。具体的には、データ処理部３１は、スキャン部２が被検体の撮像領域についてスキャンを実施することによって得た磁気共鳴信号に基づいて、その撮像領域について画像を生成した後に、その生成した画像を表示部３３に出力する。
【００４８】
本実施形態においては、データ処理部３１は、スキャン部２がスキャンを実施して得た磁気共鳴信号に基づいて画像を生成する。
【００４９】
図２は、本発明にかかる実施形態１において、データ処理部３１の要部を示すブロック図である。
【００５０】
図２に示すように、データ処理部３１は、画像生成部３０１と、第１画像処理部３１１と、第２画像処理部３１２と、第３画像処理部３１３と、第４画像処理部３１４とを有しており、プログラムによってコンピュータが各部として機能されるように構成されている。
【００５１】
詳細については後述するが、本実施形態においては、データ処理部３１は、被検体ＳＵの頭部についてスキャン部２がスキャンを実施して得た磁気共鳴信号に基づいて、磁気共鳴画像を生成後、その磁気共鳴画像についてスカル・ストリッピングを実行するように構成されている。つまり、被検体ＳＵにて脳を含む撮像領域について生成された磁気共鳴画像にて、脳に対応する部分の画像を、マスク画像を用いてセグメンテーションする。
【００５２】
データ処理部３１の各部について説明する。
【００５３】
データ処理部３１の画像生成部３０１は、スキャン部２がスキャンを実行することによって得られた磁気共鳴信号をローデータとし、被検体ＳＵの撮像領域についての磁気共鳴画像をデジタル画像として生成する。具体的には、ｋ空間に対応するように収集された磁気共鳴信号を、逆フーリエ変換することによって、磁気共鳴画像を再構成する。本実施形態においては、上記したように、画像生成部３０１は、被検体ＳＵの頭部についてスキャン部２がスキャンを実施して得た磁気共鳴信号に基づいて磁気共鳴画像を生成する。
【００５４】
データ処理部３１の第１画像処理部３１１は、画像生成部３０１によって被検体ＳＵの頭部について生成された磁気共鳴画像についてバイナライズすることによって、バイナリ画像を生成する。具体的には、第１画像処理部３１１は、被検体ＳＵにおいて脳に対応する部分について画素値が「１」であって、その脳に対応する部分以外の部分を画素値が「０」になるように、このバイナリ画像を生成する。ここでは、第１画像処理部は、上記の磁気共鳴画像についてバイナライズした後に、モルフォロジ演算におけるイロージョン処理とディレーション処理とを実施し、このバイナリ画像を生成するように構成されている。
【００５５】
データ処理部３１の第２画像処理部３１２は、第１画像処理部３１１によって生成されたバイナリ画像において、画素値が「０」である画素が連結されて構成されている図形を抽出する処理を実行する。詳細については後述するが、第２画像処理部３１２は、バイナリ画像において脳に対応する部分の重心を、その脳に対応する部分の形状に基づいて抽出する。その後、その抽出された重心をシードポイントとして、バイナリ画像についてリジョン・グローイングを実施することによって、この図形を抽出する。
【００５６】
データ処理部３１の第３画像処理部３１３は、第２画像処理部３１２によって抽出された図形を構成する画素数に基づいて、バイナリ画像において、その図形の画素値を「０」から「１」へ変換することによって、マスク画像を生成する。詳細については後述するが、第３画像処理部３１３は、第２画像処理部３１２によって抽出された図形を構成する画素数が、予め設定された閾値以下である場合に、その図形の画素値を「０」から「１」へ変換するように構成されている。
【００５７】
データ処理部３１の第４画像処理部３１４は、画像生成部３０１によって被検体ＳＵの頭部について生成された磁気共鳴画像にて、脳に対応する部分の画像を、第３画像処理部３１３によって生成されたマスク画像を用いてセグメンテーションする画像処理を実施する。詳細については後述するが、第４画像処理部３１４は、磁気共鳴画像にてマスク画像の画素値が「１」である画素を、そのまま残し、マスク画像の画素値が「０」である部分の画素を、「０」の画素値に置換することで、脳に対応する部分の画像が切り出され、その脳以外の部分が切り捨てられた画像を得る。
【００５８】
操作コンソール部３の他の構成要素について説明する。
【００５９】
操作部３２は、キーボードやポインティングデバイスなどの操作デバイスにより構成されている。操作部３２は、オペレータによって操作データが入力され、その操作データを制御部３０に出力する。
【００６０】
表示部３３は、ＣＲＴなどの表示デバイスによって構成されており、制御部３０から出力される制御信号に基づいて、表示画面に画像を表示する。たとえば、表示部３３は、オペレータによって操作部３２に操作データが入力される入力項目を示す入力画像を表示画面に複数表示する。また、表示部３３は、データ処理部３１にて生成される被検体ＳＵの撮像領域についての画像のデータを受け、表示画面にその画像を表示する。
【００６１】
記憶部３４は、メモリにより構成されており、各種データを記憶している。記憶部３４は、その記憶されたデータが必要に応じて、制御部３０、データ処理部３１，表示部３３によってアクセスされる。
【００６２】
（動作）
以下より、上記の本発明にかかる実施形態の磁気共鳴イメージング装置１が被検体ＳＵの撮像領域について画像を生成する際の動作について説明する。ここでは、下記ステップをコンピュータに実施させるプログラムを用いて、本動作が実行される。
【００６３】
図３は、本発明にかかる実施形態１において、スカル・ストリッピングを実行する際の動作を示すフロー図である。また、図４は、本発明にかかる実施形態１において、スカル・ストリッピングを実行する際の各ステップにて得られる画像を示す図である。この図４においては、「０」の画素値の部分を黒色で示し、「１」の画素値の部分を白色で示している。
【００６４】
まず、図３に示すように、被検体の撮像領域について磁気共鳴画像を生成する（Ｓ１１）。
【００６５】
ここでは、静磁場が形成された撮像空間Ｂにおいて、スキャン部２が被検体の撮像領域についてスキャンを実施し、磁気共鳴信号を収集する。そして、その収集した磁気共鳴信号に基づいて、操作コンソール部３のデータ処理部３１における画像生成部３０１が、その撮像領域について磁気共鳴画像を再構成する。具体的には、ｋ空間に対応するように収集された磁気共鳴信号を、逆フーリエ変換することによって、デジタル画像である磁気共鳴画像を再構成する。
【００６６】
図４（ａ）は、本ステップにて生成される磁気共鳴画像ＩＧを示す図である。
【００６７】
本実施形態においては、図４（ａ）に示すように、被検体にて脳を含んでいる頭部についてスキャンを実施し、その頭部について磁気共鳴画像ＩＧを生成する。
【００６８】
つぎに、図３に示すように、バイナリ画像を生成する（Ｓ２１）。
【００６９】
ここでは、画像生成部３０１によって被検体ＳＵの頭部について生成された磁気共鳴画像ＩＧについて、第１画像処理部３１１がバイナライズすることによって、バイナリ画像ＩＢを生成する。
【００７０】
本実施形態においては、従来と同様に、ヒストグラムに基づいて磁気共鳴画像をバイナライズした後に、モルフォロジ演算におけるイロージョン処理とディレーション処理とを実施し、このバイナリ画像ＩＢを生成する。たとえば、本ステップにおけるイロージョン処理とディレーション処理との処理回数を指定する指令が、オペレータによって操作部３２に入力され、その入力された指令に対応するように、随時、本処理が実行され、バイナリ画像ＩＢが生成される。
【００７１】
具体的には、図４（ｂ）に示すように、被検体ＳＵにおいて脳に対応する部分について画素値が「１」であって、その脳に対応する部分以外の部分を画素値が「０」になるように、このバイナリ画像ＩＢを生成する。
【００７２】
つぎに、図３に示すように、バイナリ画像に含まれる図形の抽出を実施する（Ｓ３１）。
【００７３】
ここでは、上記にて生成されたバイナリ画像ＩＢにおいて、画素値が「０」である画素が連結されて構成されている図形を抽出する画像処理を、データ処理部３１の第２画像処理部３１２が実行する。
【００７４】
本実施形態においては、図４（ｃ）に示すように、バイナリ画像ＩＢにおいて脳に対応する部分の重心ＪＳを、その脳に対応する部分の形状に基づいて抽出する。具体的には、バイナリ画像ＩＢにおいて画素値が「１」である複数の画素のＸ方向における中心位置とＹ方向における中心位置とを算出することによって、重心ＪＳを求める。
【００７５】
そして、その抽出された重心ＪＳをシードポイントとして、バイナリ画像についてリジョン・グローイングを実施する（非特許文献１参照）。これにより、このバイナリ画像ＩＢにおいて画素値が「０」の画素が連結した部分を、図形として抽出する。具体的には、図４（ｃ）に示すように、たとえば、バイナリ画像ＩＢにおいて脳室に対応する部分に位置する図形Ｚ１と、その左側に位置する図形Ｚ２と、背景を構成する図形Ｚ３とが抽出される。
【００７６】
つぎに、図３に示すように、マスク画像を生成する（Ｓ４１）。
【００７７】
ここでは、上記のバイナリ画像ＩＢについて第３画像処理部３１３が画像処理を実施することで、マスク画像を生成する。
【００７８】
本実施形態では、上記にて抽出された図形Ｚ１，Ｚ２，Ｚ３を構成する画素数に基づいて、バイナリ画像ＩＢにおいて、その図形Ｚ１，Ｚ２，Ｚ３の画素値を「０」から「１」へ変換し、図４（ｄ）に示すように、マスク画像ＩＭを生成する。
【００７９】
具体的には、各図形Ｚ１，Ｚ２，Ｚ３を構成する画素数が、予め設定された閾値以下である場合に、その図形Ｚ１，Ｚ２，Ｚ３の画素値を「０」から「１」へ変換することによって、マスク画像ＩＭを生成する。
【００８０】
たとえば、閾値が１０個である場合において、図形Ｚ１，Ｚ２のそれぞれを構成する画素数が、１０個以下であり、図形Ｚ３を構成する画素数が、１０個を越える場合には、図４（ｄ）に示すように、図形Ｚ１，Ｚ２の画素値を「０」から「１」へ変換し、マスク画像ＩＭを生成する。
【００８１】
つぎに、図３に示すように、磁気共鳴画像において脳に対応する部分がセグメンテーションされた画像を生成する（Ｓ５１）。
【００８２】
ここでは、上記のステップＳ１１にて被検体ＳＵの頭部について生成された磁気共鳴画像ＩＧにおいて、脳に対応する部分の画像をセグメンテーションする画像処理を、データ処理部３１の第４画像処理部３１４が実施する。
【００８３】
本実施形態においては、上記のステップＳ４１にて生成されたマスク画像ＩＭを用いて、この画像処理を実行する。
【００８４】
具体的には、磁気共鳴画像ＩＧにおいて、マスク画像ＩＭの画素値が「１」である画素を、そのまま残すと共に、マスク画像ＩＭの画素値が「０」である部分の画素を、「０」の画素値に置換する。
【００８５】
これにより、図４（ｅ）に示すように、脳に対応する部分の画像が切り出され、その脳以外の部分が切り捨てられた画像ＩＧＳを得る。
【００８６】
その後、必要に応じて、適宜、後処理を実行する。
【００８７】
そして、上記のように各画像処理を実施することによって得た画像を表示する。
【００８８】
以上のように、本実施形態においては、被検体にて脳を含む撮像領域について生成された磁気共鳴画像ＩＧにて、脳に対応する部分の画像ＩＧＳを、マスク画像ＩＭを用いてセグメンテーションする際においては、上記したように、磁気共鳴画像ＩＧのバイナリ画像ＩＢにて画素値が「０」が連結された図形Ｚ１，Ｚ２，Ｚ３を抽出する。そして、その後、その図形Ｚ１，Ｚ２，Ｚ３を構成する画素数に基づいて、バイナリ画像ＩＢにおいて図形の画素値を「０」から「１」へ変換することによって、マスク画像ＩＭを生成する。そして、このマスク画像ＩＭを用いて、脳に対応する部分の画像ＩＧＳを、セグメンテーションする。
【００８９】
このため、本実施形態においては、脳の抜けや、境界の脳でない部分について抽出されることを防止できるので、適切にセグメンテーションを実施することができる。
【００９０】
また、本実施形態においては、後処理において適切な処理を実行可能である。つまり、従来においては、たとえば、図６に示したマスク画像ＩＭａを用いた場合、磁気共鳴画像において脳室に対応する画素の画素値は、「０」になるが、本実施形態においては、この部分の画素値は、ノイズレベル程度に上がる。
【００９１】
したがって、本実施形態では、標準脳へマッチングをする際に適切な結果が得られる。
【００９２】
また、本実施形態において図形Ｚ１，Ｚ２，Ｚ３の抽出を実施する際においては、バイナリ画像ＩＢにおいて脳に対応する部分の重心ＪＳを、その脳に対応する部分の形状に基づいて抽出する。そして。その後、その抽出された重心ＪＳをシードポイントとして、バイナリ画像ＩＢについてリジョン・グローイングを実施することによって、この図形Ｚ１，Ｚ２，Ｚ３を抽出する。
【００９３】
したがって、本実施形態では、高速に図形の抽出を実行できる。
【００９４】
＜実施形態２＞
以下より、本発明にかかる実施形態２について説明する。
【００９５】
図５は、本発明にかかる実施形態２において、データ処理部３１の要部を示すブロック図である。
【００９６】
図５においては、データ処理部３１は、範囲設定部３２１として、さらに機能するように構成されている。この点を除き、本実施形態は、実施形態１と同様である。したがって、重複する箇所については、その記載を省略する。
【００９７】
範囲設定部３２１は、第１画像処理部３１１によって生成されたバイナリ画像において、第２画像処理部３１２が図形を抽出する範囲を設定する。たとえば、範囲設定部３２１は、オペレータによって操作部３２に入力されたバイナリ画像における座標位置情報を、制御部３０を介して受け、その座標位置情報に対応するように、バイナリ画像において第２画像処理部３１２に図形を抽出させる範囲を設定する。たとえば、バイナリ画像において、脳室に対応する部分の近辺を選択し、範囲を設定する。なお、バイナリ画像の画素データに基づいて上記の脳室に対応する部分の座標位置を認識することによって、第２画像処理部３１２に図形を抽出させる範囲を自動的に設定するように構成されていても良い。
【００９８】
そして、第２画像処理部３１２は、このバイナリ画像において範囲設定部３２１によって設定された範囲について、図形を抽出する処理を実施する。
【００９９】
以上のように、本実施形態においては、範囲設定部３２１によって設定された範囲について、バイナリ画像から図形を抽出する処理を実施する。このため、実施形態１の効果のほか、高速に図形の抽出を実行できる。
【０１００】
なお、本発明の実施に際しては、上記した実施形態に限定されるものではなく、各発明特定事項を、置換または組み合わせするなど、種々の変形例を採用することができる。
【０１０１】
たとえば、本実施形態においては、モルフォロジ演算におけるイロージョン処理とディレーション処理とを実行する処理回数が、オペレータによって入力された指令に基づいて設定され実行される場合について示しているが、これに限定されない。たとえば、所定の基準を予め定めて、本処理回数を自動設定するように構成してもよい。
【０１０２】
また、磁気共鳴信号に基づいて被検体の頭部について生成された磁気共鳴画像に関して、本実施形態における画像処理を実施しているが、これに限定されない。たとえば、被検体の他の部位について生成された画像について適用してもよい。また、Ｘ線ＣＴ装置にてスキャンが実施されることで得られた投影データや、超音波画像診断装置でのスキャンの実施にて得たエコー信号などを、ローデータとして生成された画像について、適用してもよい。
【０１０３】
なお、上記の実施形態において、磁気共鳴イメージング装置１は、本発明の磁気共鳴イメージング装置に相当する。また、上記の実施形態において、データ処理部３１は、本発明の画像処理装置に相当する。また、上記の実施形態において、第１画像処理部３１１は、本発明のバイナリ画像生成部に相当する。また、上記の実施形態において、第２画像処理部３１２は、本発明の図形抽出部に相当する。また、上記の実施形態において、第３画像処理部３１３は、本発明のマスク画像生成部に相当する。また、上記の実施形態において、範囲設定部３２１は、本発明の範囲設定部に相当する。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】図１は、本発明にかかる実施形態１において、磁気共鳴イメージング装置１の構成を示す構成図である。
【図２】図２は、本発明にかかる実施形態１において、データ処理部３１の要部を示すブロック図である。
【図３】図３は、本発明にかかる実施形態１において、スカル・ストリッピングを実行する際の動作を示すフロー図である。
【図４】図４は、本発明にかかる実施形態１において、スカル・ストリッピングを実行する際の各ステップにて得られる画像を示す図である。
【図５】図５は、本発明にかかる実施形態２において、データ処理部３１の要部を示すブロック図である。
【図６】図６は、スカル・ストリッピングにおいて、バイナリ画像として得たマスク画像ＩＭａを示す図である。
【符号の説明】
【０１０５】
１：磁気共鳴イメージング装置（磁気共鳴イメージング装置）、２：スキャン部、３：操作コンソール部、１２：静磁場マグネット部、１３：勾配コイル部、１４：ＲＦコイル部、１４ａ：第１ＲＦコイル、１４ｂ：第２ＲＦコイル、１５：クレードル、２２：ＲＦ駆動部、２３：勾配駆動部、２４：データ収集部、３０：制御部、３１：データ処理部（画像処理装置）、３２：操作部、３３：表示部、３４：記憶部、３０１：画像生成部、３１１：第１画像処理部（バイナリ画像生成部）、３１２：第２画像処理部（図形抽出部）、３１３：第３画像処理部（マスク画像生成部）、３１４：第４画像処理部、３２１：範囲設定部（範囲設定部）、Ｂ：撮像空間
【図１】
2009247534.tif 000003
【図２】
2009247534.tif 000004
【図３】
2009247534.tif 000005
【図５】
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【図４】
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【図６】
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