JP2011030911A - Cnr測定装置,方法及びコンピュータプログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明のCNR測定装置2は,事前に得られている白質組織及び灰白質組織のクラスタモデルを用い,MRI画像3に含まれるボクセルをクラスタリングすることで,MRI画像3を白質組織及び灰白質組織に組織分離し,組織分離の結果として得られる脳組織に属する度合いを利用し,CNRの測定に利用する統計値を算出する関心領域として,白質組織に属すると信頼できるボクセルの集合を白質領域として設定し,灰白質組織に属すると信頼できるボクセルの集合を灰白質領域として設定する関心領域設定200が具備された画像処理部20を備えている。
【選択図】図5
Description
非特許文献1で開示されているCNR測定法では,脳の白質及び灰白質の領域,並びに,脳画像以外の領域に含まれる信号強度の統計値(平均値,標準偏差)を変数とする数式によって,MRI画像のCNRが測定される。
図3で図示したように,TI強調画像であるMRI画像3において,患者の頭部以外の領域である空中の箇所(例えば,図3のD点)及び脳脊髄液の箇所(例えば,図3のC点)は信号強度が低く,濃淡画像では黒色に表示され,脳細胞の一つである白質の箇所(例えば,図3のA点)は信号強度が高く,白黒濃淡画像では白に表示され,脳細胞の一つである灰白質の箇所(例えば,図3のB点)は信号強度が脳脊髄液と白色の中間になり,濃淡画像では灰色に表示される。
組織間測定法(空中雑音)では,数式1が用いられてCNRが測定される。
組織間測定法(組織雑音)では,数式2が用いられてCNRが測定される。
組織間測定法(空中信号)では,数式3が用いられてCNRが測定される。
全体測定法では,数式4が用いられてCNRが測定される。
なお,正規化変換処理S10に利用されるテンプレートは正規化脳画像テンプレート220で,測定対象となるMRI画像3は3次元画像であり,空間的なねじれも存在するため,正規化変換は3次元で処理される。
なお,これらのテンプレートに含まれる存在確率モデルは,MRI画像3の3次元空間位置において,テンプレートに対応する脳組織が存在する存在確率をモデル化したものであるため,組織分離処理は3次元で処理される。
なお,数式5の値が最大となるような脳組織の分布モデルを求めることで,正規化後のMRI画像3に含まれるボクセル31毎に,ボクセル31が各脳組織に属する度合いが求められ,この度合いは「0」から「1」の範囲で,度合いが「1」に近づくほど,ボクセル31がその脳組織(例えば,白質組織)に属する度合いが高い。
なお,正規化後のMRI画像3において,白質領域及び灰白質領域を自動で設定する領域設定処理S12は,正規化変換後のMRI画像3に含まれるボクセル31単位で実行される。
1a MRI撮影装置
2 CNR測定装置
20 画像処理部
200 関心領域設定手段
201 統計処理手段
202 CNR測定手段
21 インターフェース部
210 画像入力手段
211 測定結果出力手段
22 データベース部
220 正規化脳画像テンプレート
221 白質テンプレート
222 灰白質テンプレート
223 脳脊髄液テンプレート
3 MRI画像
30 スライス画像
31 ボクセル
Claims (7)
- 脳を撮影した脳画像を含み,NMRの信号強度を持つボクセルで構成されるMRI画像の品質評価に利用されるCNRを測定するCNR測定装置であって,事前に得られている白質組織及び灰白質組織のクラスタモデルを用い,前記MRI画像を白質組織及び灰白質組織に組織分離し,白質組織及び灰白質組織にそれぞれ属する度合いを前記MRI画像に含まれるボクセル毎に求め,CNRの測定に利用する統計値を算出する関心領域として,白質組織に属する度合いが事前に定めた閾値以上のボクセルの集合を白質領域として設定し,灰白質組織に属する度合いが事前に定めた閾値以上のボクセルの集合を灰白質領域として設定する関心領域設定手段と,前記関心領域設定手段が設定した前記白質領域及び前記灰白質領域に含まれるボクセルが持つ信号強度から,CNRを測定するための統計値を算出する統計値算出手段と,前記統計値算出手段が算出した統計値を利用して,前記MRI画像のCNRを測定するCNR測定手段を備えていることを特徴とするCNR測定装置。
- 前記CNR測定装置の前記関心領域設定手段は,前記白質領域及び前記灰白質領域に加え,前記MRI画像の隅近傍の定められたサイズの領域を,脳が撮影されていない空中領域として設定し,前記統計値算出手段は,前記白質領域及び前記灰白質領域に加え,前記空中領域に含まれるボクセルが持つ信号強度から,CNRを測定するための統計値を算出することを特徴とする,請求項1に記載のCNR測定装置。
- 前記CNR測定装置に備えられた前記CNR測定手段は,前記MRI画像の指定された軸方向のスライス画像毎に,CNRを測定することを特徴とする,請求項2に記載のCNR測定装置。
- 前記CNR測定装置の前記関心領域設定手段には,脳組織の特徴を示したクラスタモデルとして,信号強度の分布を正規分布としてモデル化した信号強度分布モデルと,前記MRI画像の3次元空間における脳組織の存在確率をモデル化した存在確率モデルが事前に設定され,前記関心領域設定手段は,定められた数式を用い,前記信号強度分布モデル及び前記存在確率モデルが共に成立する組織分布モデルを求め,前記MRI画像に含まれるボクセル毎に,ボクセルが白質組織及び灰白質組織に属する度合いを算出することを特徴とする,請求項1から請求項3のいずれか一つに記載しているCNR測定装置。
- 前記CNR測定装置の前記関心領域設定手段は,正規脳画像が事前に設定され,前記MRI画像から抽出した脳画像の空間位置及びサイズを前記正規脳画像の空間位置及びサイズに正規化変換する処理を実行し,正規化後の前記MRI画像を前記白質領域及び前記灰白質領域に設定する処理を実行した後,正規化後の前記MRI画像における前記白質領域及び前記灰白質領域を逆正規化変換することで,正規化する前の前記MRI画像における前記白質領域及び前記灰白質領域を求めることを特徴とする,請求項4に記載しているCNR測定装置。
- 脳を撮影した脳画像を含み,NMRの信号強度を持つボクセルで構成されるMRI画像の品質評価に利用されるCNRを測定するCNR測定方法であって,CNRを測定させる装置に,事前に得られている白質組織及び灰白質組織のクラスタモデルを用い,前記MRI画像を白質組織及び灰白質組織に組織分離し,白質組織及び灰白質組織にそれぞれ属する度合いを前記MRI画像に含まれるボクセル毎に求める処理を実行させるステップa,前記装置に,CNRの測定に利用する統計値を算出する関心領域として,白質組織に属する度合いが事前に定めた閾値以上のボクセルの集合を白質領域として設定し,灰白質組織に属する度合いが事前に定めた閾値以上のボクセルの集合を灰白質領域として設定し,更に,前記MRI画像の隅近傍の定められたサイズの領域を,患者の脳が撮影されていない空中領域として設定する処理を実行させるステップb,前記装置に,前記白質領域,前記灰白質領域及び前記空中領域に含まれるボクセルが持つ信号強度から,CNRを測定するための統計値を算出する処理を実行させるステップc,前記装置に,算出した統計値を用い,CNRを測定する処理を実行させるステップd,を含むことを特徴とするCNR測定方法。
- 事前に得られている白質組織及び灰白質組織のクラスタモデルを用い,脳を撮影した脳画像を含み,NMRの信号強度を持つボクセルで構成されるMRI画像を白質組織及び灰白質組織に組織分離し,白質組織及び灰白質組織にそれぞれ属する度合いを前記MRI画像に含まれるボクセル毎に求めるステップa,CNRの測定に利用する統計値を算出する関心領域として,白質組織に属する度合いが事前に定めた閾値以上のボクセルの集合を白質領域として設定し,灰白質組織に属する度合いが事前に定めた閾値以上のボクセルの集合を灰白質領域として設定し,更に,前記MRI画像の隅近傍の定められたサイズの領域を,患者の脳が撮影されていない空中領域として設定するステップb,前記白質領域,前記灰白質領域及び前記空中領域に含まれるボクセルが持つ信号強度から,CNRを測定するための統計値を算出するステップc,算出した統計値を用い,CNRを測定するステップd,をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラム。
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