JP2011067559A - Image processing method for intensity image formed from mr signal, image processing program, and image processor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、磁気共鳴画像化(Magnetic Resonance Imaging,MRI)装置から得られるMR信号から生成される強度画像に対する画像処理方法、画像処理プログラム、及び画像処理装置に関する。 The present invention relates to an image processing method, an image processing program, and an image processing apparatus for an intensity image generated from an MR signal obtained from a magnetic resonance imaging (MRI) apparatus.
従来より、MRI装置から得られた信号を画像として処理する画像処理方法が種々提案されており、医療診断等に広く用いられている(例えば、特許文献1)。 Conventionally, various image processing methods for processing a signal obtained from an MRI apparatus as an image have been proposed and widely used for medical diagnosis and the like (for example, Patent Document 1).
ところで、画像計測における限界長さは1ピクセルが示す長さであるため、計測精度を高めるには撮像機器の空間分解能を向上させる必要がある。高空間分解能を向上させて計測精度を高めることは可能であるが、MRI装置のような医療機器は非常に高価であるため、既存の機器を改良する場合であっても、大きなコストが必要である。また、特定の性能を向上させたとしても、他の性能が犠牲となって画像診断の正確性に影響を及ぼすことがあった。そのため、医療機器の改良に対しては、メーカー側も慎重にならざるを得なかった。 By the way, since the limit length in the image measurement is the length indicated by one pixel, it is necessary to improve the spatial resolution of the imaging device in order to improve the measurement accuracy. Although it is possible to improve the measurement accuracy by improving the high spatial resolution, medical equipment such as an MRI apparatus is very expensive, so even if existing equipment is improved, a large cost is required. is there. Even if the specific performance is improved, the accuracy of diagnostic imaging may be affected at the expense of other performance. For this reason, manufacturers have had to be cautious about improving medical devices.
このような背景から、MRI装置から得られるMR信号から生成された強度画像に関わる物理的性質を利用して画像処理を行うことにより、サブピクセル精度の画像計測が可能となると本発明者は考えた。 From such a background, the present inventor believes that by performing image processing using physical properties related to an intensity image generated from an MR signal obtained from an MRI apparatus, image measurement with subpixel accuracy becomes possible. It was.
本発明の目的は、サブピクセル精度の画像計測を可能とする強度画像に対する画像処理方法、画像処理プログラム、及び画像処理装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an image processing method, an image processing program, and an image processing apparatus for an intensity image that enables image measurement with sub-pixel accuracy.
上記目的を達成するために、請求項1に係る発明は、MR信号から生成される強度画像に対する画像処理方法であって、少なくともN個のエコータイムを設定する設定ステップと、前記設定した各エコータイムで撮像した強度画像の画素の強度値をそれぞれ取得する取得ステップと、前記取得した少なくともN個の強度値と、計測対象の組織の含有率(λ)を含むN個のパラメータを有する理論予測式とを用いて、前記画素における前記組織の含有率(λ)を算出する第1算出ステップと、を有することを特徴としている。
In order to achieve the above object, the invention according to
また、請求項2に係る発明は、請求項1の画像処理方法であって、前記第1算出ステップは、前記取得した少なくともN個の強度値を前記理論予測式に代入した連立方程式を用いて、前記画素における前記組織の含有率(λ)を代数的に算出することを特徴としている。
The invention according to
また、請求項3に係る発明は、請求項1の画像処理方法であって、前記第1算出ステップは、前記取得した少なくともN個の強度値を、前記理論予測式にフィットさせて、前記画素における前記組織の含有率(λ)を算出することを特徴としている。
The invention according to
また、請求項4に係る発明は、請求項1〜3のいずれか1項の画像処理方法であって、前記強度画像から計測対象の組織が含まれるM個の画素からなる画素領域を特定する特定ステップと、前記各画素に対して、前記第1算出ステップを用いて、当該画素における前記組織の含有率(λj)(1≦j≦M)を算出する第2算出ステップと、前記各画素における前記組織の存在(λj)を用いて、前記M個の画素における前記組織の含有率(λ)を算出する第3算出ステップと、を有することを特徴としている。
An invention according to
また、請求項5に係る発明は、請求項1〜4のいずれか1項の画像処理方法であって、前記強度画像から計測対象の組織が含まれるL個の画素体積空間を決定する決定ステップと、前記L個の画素体積空間のそれぞれに対して、前記第1算出ステップまたは前記第2算出ステップを用いて、当該画素体積空間における前記組織の含有率(λt)(1≦t≦L)を算出する第4算出ステップと、前記各強度画像における前記組織の含有率(λt)を用いて、前記L個の画素体積空間の体積中における前記組織の含有率(λ)を算出する第5算出ステップと、を有することを特徴としている。
The invention according to
また、請求項6に係る発明は、コンピュータに処理を実行させるプログラムであって、当該コンピュータに、少なくともN個のエコータイムを設定する設定ステップと、前記設定した各エコータイムで撮像した強度画像の画素の強度値をそれぞれ取得する取得ステップと、前記取得した少なくともN個の強度値と、計測対象の組織の含有率(λ)を含むN個のパラメータを有する理論予測式とを用いて、前記画素における前記組織の含有率(λ)を算出する第1算出ステップと、を実行させることを特徴としている。
The invention according to
また、請求項7に係る発明は、請求項6の画像処理プログラムであって、前記第1算出ステップは、前記取得した少なくともN個の強度値を前記理論予測式に代入した連立方程式を用いて、前記画素における前記組織の含有率(λ)を代数的に算出することを特徴としている。
The invention according to
また、請求項8に係る発明は、請求項6の画像処理プログラムであって、前記第1算出ステップは、前記取得した少なくともN個の強度値を、前記理論予測式にフィットさせて、前記画素における前記組織の含有率(λ)を算出することを特徴としている。
The invention according to
また、請求項9に係る発明は、請求項6〜8のいずれか1項の画像処理プログラムであって、前記強度画像から計測対象の組織が含まれるM個の画素からなる画素領域を特定する特定ステップと、前記各画素に対して、前記第1算出ステップを用いて、当該画素における前記組織の含有率(λj)(1≦j≦M)を算出する第2算出ステップと、前記各画素における前記組織の存在(λj)を用いて、前記M個の画素における前記組織の含有率(λ)を算出する第3算出ステップと、を実行させることを特徴としている。
The invention according to
また、請求項10に係る発明は、請求項6〜9のいずれか1項の画像処理プログラムであって、前記強度画像から計測対象の組織が含まれるL個の画素体積空間を決定する決定ステップと、前記L個の画素体積空間のそれぞれに対して、前記第1算出ステップまたは前記第2算出ステップを用いて、当該画素体積空間における前記組織の含有率(λt)(1≦t≦L)を算出する第4算出ステップと、前記各強度画像における前記組織の含有率(λt)を用いて、前記L個の画素体積空間の体積中における前記組織の含有率(λ)を算出する第5算出ステップと、を実行させることを特徴としている。
The invention according to
また、請求項11に係る発明は、MR信号から生成される強度画像に対する画像処理装置であって、少なくともN個のエコータイムを設定する設定手段と、前記設定した各エコータイムで撮像した強度画像の画素の強度値をそれぞれ取得する取得手段と、前記取得した少なくともN個の強度値と、計測対象の組織の含有率(λ)を含むN個のパラメータを有する理論予測式とを用いて、前記画素における前記組織の含有率(λ)を算出する第1算出手段と、を有することを特徴としている。 According to an eleventh aspect of the present invention, there is provided an image processing apparatus for an intensity image generated from an MR signal, setting means for setting at least N echo times, and an intensity image captured at each of the set echo times. Using the acquisition means for acquiring the intensity values of each of the pixels, the obtained at least N intensity values, and a theoretical prediction formula having N parameters including the content rate (λ) of the tissue to be measured, And a first calculating means for calculating the content (λ) of the tissue in the pixel.
また、請求項12に係る発明は、請求項11の画像処理装置であって、前記第1算出手段は、前記取得した少なくともN個の強度値を前記理論予測式に代入した連立方程式を用いて、前記画素における前記組織の含有率(λ)を代数的に算出することを特徴としている。
The invention according to
また、請求項13に係る発明は、請求項11の画像処理装置であって、前記第1算出手段は、前記取得した少なくともN個の強度値を、前記理論予測式にフィットさせて、前記画素における前記組織の含有率(λ)を算出することを特徴としている。
The invention according to
また、請求項14に係る発明は、請求項11〜13のいずれか1項の画像処理装置であって、前記強度画像から計測対象の組織が含まれるM個の画素からなるの画素領域を特定する特定手段と、前記各画素に対して、前記第1算出手段を用いて、当該画素における前記組織の含有率(λj)(1≦j≦M)を算出する第2算出手段と、前記各画素における前記組織の存在(λj)を用いて、前記M個の画素における前記組織の含有率(λ)を算出する第3算出手段と、を有することを特徴としている。
The invention according to
また、請求項15に係る発明は、請求項11〜14のいずれか1項の画像処理装置であって、前記強度画像から計測対象の組織が含まれるL個の画素体積空間を決定する決定手段と、前記L個の画素体積空間のそれぞれに対して、前記第1算出手段または前記第2算出手段を用いて、当該画素体積空間における前記組織の含有率(λt)(1≦t≦L)を算出する第4算出手段と、前記各強度画像における前記組織の含有率(λt)を用いて、前記L個の画素体積空間の体積中における前記組織の含有率(λ)を算出する第5算出手段と、を有することを特徴としている。
The invention according to
本発明によれば、サブピクセル精度の画像計測が可能となるので、ピクセルサイズ以下の構造物の大きさ(含有率)を高精度に計測することができる。また、ピクセルサイズよりも大きな物体の大きさ(例えば、血管の直径)についても、サブピクセル精度で計測することができる。また、本発明は、既存のMRI装置から取得したMR信号に基づいて処理を行うことが可能であるので、導入コストを大幅に削減することができる。 According to the present invention, image measurement with sub-pixel accuracy is possible, and therefore the size (content ratio) of a structure having a pixel size or less can be measured with high accuracy. Also, the size of an object larger than the pixel size (for example, the diameter of a blood vessel) can be measured with subpixel accuracy. In addition, since the present invention can perform processing based on MR signals acquired from an existing MRI apparatus, the introduction cost can be greatly reduced.
[本発明の概要]
MRI装置から得られるMR信号のピクセル(ボクセル)ごとの信号強度は、そのピクセル(ボクセル)に含まれる組織の水素原子密度に依存する。そのため、1つのピクセル(ボクセル)内に異なる水素密度を有する2種類以上の物質(構造物)が混在する場合には、その混合割合によって信号強度が決定されることが知られている。
[Outline of the present invention]
The signal intensity for each pixel (voxel) of the MR signal obtained from the MRI apparatus depends on the hydrogen atom density of the tissue included in the pixel (voxel). Therefore, it is known that when two or more kinds of substances (structures) having different hydrogen densities are mixed in one pixel (voxel), the signal intensity is determined by the mixing ratio.
本発明は、この技術的性質を利用して、MR信号から生成される強度画像(または、その強度画像を構成する各ピクセルの強度値)を処理することにより、画像計測を行うものである。これにより、サブピクセル精度の画像計測が可能となり、1つのピクセルに含まれる複数の組織の存在割合を高精度に決定することができる。また、複数のピクセルで規定された領域内に存在する構造物の存在量を、サブピクセル精度で計測することができる。すなわち、本発明は、ピクセルサイズが計測精度の限界と考えられていた従来の常識を覆す画期的な発明である。 In the present invention, image measurement is performed by processing an intensity image (or an intensity value of each pixel constituting the intensity image) generated from the MR signal by utilizing this technical property. Thereby, image measurement with sub-pixel accuracy is possible, and the existence ratio of a plurality of tissues included in one pixel can be determined with high accuracy. In addition, it is possible to measure the abundance of structures existing in a region defined by a plurality of pixels with sub-pixel accuracy. That is, the present invention is an epoch-making invention that overturns the conventional common sense that the pixel size is considered to be the limit of measurement accuracy.
[第1実施形態]
以下、本発明の第1実施形態について、図面を参照しつつ具体的に説明する。
[First Embodiment]
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
[MRIシステムの全体構成]
まず、本実施形態を適用したMRIシステムについて説明する。図1に示すように、MRIシステム1は、MRI装置10と信号処理部20とから構成されている。
[Overall configuration of MRI system]
First, an MRI system to which this embodiment is applied will be described. As shown in FIG. 1, the
[MRI装置10]
MRI装置10は、静磁場コイル部11、傾斜磁場コイル部12,RF(Radio Frequency)コイル部13を備えている。これらは、例えば、概ね円筒状の形状となっており、それぞれの中心軸(不図示)が互いに同軸となるように配置されている。また、その中心軸を含む面内に、被検体16を支持する寝台部15が設けられている。寝台部15は、MRI装置10のボア14(内部空間)に設置されている。寝台部15上の被検体16は、不図示の搬送手段による寝台部15の移動により、ボア14への搬入,搬出が行われる。なお、静磁場コイル部11,傾斜磁場コイル部12,RFコイル部13の各構成は公知であり、また、本発明の理解には関係がない部分であるので、詳細な説明を省略する。
[MRI apparatus 10]
The
[信号処理部20]
信号処理部20は、静磁場電源21,傾斜磁場電源22,送信部23,受信部24,シークエンス制御部25,情報処理部30から構成されている。
静磁場電源21,傾斜磁場電源22,送信部23は、それぞれ、静磁場コイル部11,傾斜磁場コイル部12,RFコイル部13に信号を送信することにより、それぞれの要素を駆動する。受信部24は、RFコイル部13で受けたMR信号を検波し、複素データ(生データ)を生成する。なお、静磁場電源21,傾斜磁場電源22,送信部23,受信部24の各構成は公知であり、また、本発明の理解には関係がない部分であるので、詳細な説明を省略する。
シークエンス制御部25は、後述の情報処理部30からのパルスシークエンスに基いて、傾斜磁場電源22,送信部23,受信部24を制御するための制御信号を出力する。また、受信部24から取得した複素データを、情報処理部30に出力する。
[Signal Processing Unit 20]
The
The static magnetic
The
本実施形態では、パルスシークエンスとして、パーシャルボリューム効果によるTE(エコータイム)ごとの変化を引き起こすことができるものであれば種々のものを用いることができる。つまり、グラジエントエコー系のパルスシークエンスであればどのようなものでもよい。例えば、SSFP(Steady State Free Precession)を用いて作成された画像など、様々なシークエンスによって作成される様々なコントラストを持つ画像に対して、本実施形態の適用が可能であると考えられる。すなわち、本実施形態の技術は、多方面のMR診療画像への適応が可能であると考えられる。 In the present embodiment, various pulse sequences can be used as long as they can cause a change for each TE (echo time) due to the partial volume effect. In other words, any gradient echo pulse sequence may be used. For example, it is considered that the present embodiment can be applied to images having various contrasts created by various sequences, such as images created using SSFP (Steady State Free Precession). That is, it is considered that the technique of this embodiment can be applied to various MR medical images.
なお、スピンエコー系のシークエンスについては、位相効果を打ち消してしまう恐れがあるために好ましくないとも考えられる。しかしながら、将来的に位相効果を持たせることができるような付随的パルスを挿入したスピンエコー系シークエンスなどが実現可能となれば、スピンエコー系のシークエンスを用いた場合であっても、本実施形態の適用が可能である。 Note that it is considered that the spin-echo sequence is not preferable because the phase effect may be canceled. However, if a spin echo system sequence or the like in which an incidental pulse capable of having a phase effect is inserted in the future can be realized, this embodiment can be used even when a spin echo system sequence is used. Can be applied.
すなわち、本実施形態では、あらゆる位相(差)を作り出すことが可能なパルスシークエンスを用いることが可能である。 That is, in this embodiment, it is possible to use a pulse sequence that can create any phase (difference).
情報処理部30は、制御部31,入力部32,表示部33,記憶部34とから構成されている。制御部31は、情報処理部30全体を制御するものであり、CPU(Central Processing Unit)、内部メモリなどから構成される。制御部31は、CPUの内部メモリまたは記憶部34に記憶されているプログラム(画像処理プログラム)を読み出して実行することによって、設定手段,取得手段,第1算出手段,特定手段,第2算出手段,第3算出手段,決定手段,第4算出手段,第5算出手段等を有する画像処理装置として機能する。
The
入力部32は、例えば、ユーザからの情報をデジタルデータとして情報処理部30内部に取り込む装置であり、例えば、キーボード,マウス,スキャナ等によって構成される。表示部33は、制御部31により処理された結果や、撮像条件などのデータ入力用のダイアログ等を表示するものであり、例えば、LCDによって構成される。記憶部34は、MRI装置10及び信号処理部20を制御するための種々のプログラム(例えば、制御部31が実行する画像処理方法のための画像処理プログラム)が記憶されている。
The
本実施形態は、MRI装置10から異なるTE(エコータイム)を設定して得られたMR信号に基づく複数の強度画像を取得し、この強度画像のピクセルの強度値の時間的推移を利用して、当該ピクセルに含まれる計測対象の組織の含有率を求めるものである。本実施形態では、ピクセルに含まれる計測対象の組織の含有率λを算出することができる。例えば、図2に示すように、計測対象の組織の2次元平面上での形状が円であることが既知の場合、算出したλに基いて、計測対象の組織の直径を算出することが可能となる。なお、本実施形態で用いるピクセルの画素値は、例えば12ビット(4096階調)である。
In this embodiment, a plurality of intensity images based on MR signals obtained by setting different TE (echo times) from the
[本実施形態の原理]
次に、本実施形態の原理について説明する。なお、以下の説明では、計測対象の組織の2次元平面上での含有率λを算出するものとする。面積ξpの領域(1ピクセルが示す領域)に均質な組織A及び組織Bが存在し、当該領域中の組織Bの面積をσとする。このとき、組織Bは、λ≡(σ/ξp)の割合でこの領域(ピクセル)に含まれることになる(0≦λ≦1)。
[Principle of this embodiment]
Next, the principle of this embodiment will be described. In the following description, the content rate λ on the two-dimensional plane of the tissue to be measured is calculated. Homogeneous tissue A and tissue B exist in a region of area ξ p (region indicated by one pixel), and the area of tissue B in the region is σ. At this time, the tissue B is included in this region (pixel) at a ratio of λ≡ (σ / ξ p ) (0 ≦ λ ≦ 1).
ここで、対象とする一つのピクセル内に含まれる、
2種類の組織A,Bのそれぞれ水素原子密度をρA,ρB,
組織A,Bのそれぞれの撮像中の信号減衰の目安を表す時間(T* 2)をT* 2A,T* 2B,
組織A,Bのそれぞれの位相値を、θA,θB,
組織Bの含有率をλ,
としたとき、
RFパルスを組織A,Bに印加してからの時間tでの複素データS(t)は、
Here, it is included in one target pixel,
The hydrogen atom densities of the two types of structures A and B are expressed as ρ A , ρ B ,
The time (T * 2 ) representing the standard of signal attenuation during imaging of the tissues A and B is expressed as T * 2A , T * 2B ,
The phase values of the tissues A and B are expressed as θ A , θ B ,
The content of tissue B is λ,
When
The complex data S (t) at time t after the RF pulse is applied to the tissues A and B is
と表現することができる。(なお、「数1」において、j2=−1である。)
It can be expressed as (Note that j 2 = −1 in “
ここで、「数1」の各パラメータの技術的性質について説明する。
ρA,ρBの値が大きくなるほど(すなわち、密度が高くなるほど)、S(t)の値は大きくなる傾向にある。
T* 2A及びT* 2Bの値が小さいほど、時間経過による信号減衰量が大きい。そのため、T* 2A及びT* 2Bの値が小さいほど、時間の経過とともに検出することが困難となる。
θA,θBは、理論的にはTEに比例する(すなわち、時間やTEの一次関数である)と考えられており、かつ、組織の磁気に対する応答(磁化率)に関係している。このため、組織が異なれば位相値が変わるため、本実施形態では、この差異を位相上のパーシャルボリューム効果としてとらえて、含有率λを算出する。組織の差異は磁化率の違いとして大きく反映されると考えられており、従来のT* 2を用いる方法と比較して、より効果的に組織の差異を認識することが可能となる。
Here, the technical properties of each parameter of “
The value of S (t) tends to increase as the values of ρ A and ρ B increase (that is, as the density increases).
The smaller the values of T * 2A and T * 2B , the greater the signal attenuation over time. Therefore, the smaller the values of T * 2A and T * 2B , the more difficult it is to detect over time.
θ A and θ B are theoretically considered to be proportional to TE (that is, a linear function of time and TE) and are related to the response (susceptibility) of the tissue to magnetism. For this reason, since the phase value changes if the structure is different, in the present embodiment, the difference λ is calculated as a partial volume effect on the phase, and the content rate λ is calculated. It is considered that the difference in structure is largely reflected as the difference in magnetic susceptibility, and it becomes possible to recognize the difference in structure more effectively than the conventional method using T * 2 .
また、「数1」は、2種類の組織が1つのピクセルに存在していることを仮定した式であるため、含有率を示すパラメータの数は1つである。3種類以上の組織がピクセルに存在している場合には、各組織の含有率を示すパラメータの数は、「ピクセルに含まれる種類の数‐1」となる。
In addition, “
「数1」には複数のパラメータが存在するので、原理的にはパラメータの数だけデータを集め、それらに基づいて連立方程式を解けば、解としてλを得ることは可能である。しかしながら、「数1」の各パラメータに対して非線形であるので、その解を得ることは困難であると考えられる。そこで、本実施形態では、以下のような方法で解λを求める。
Since there are a plurality of parameters in “
「数1」において、複素データS(t)の絶対値の二乗の値|S(t)|2(以下、二乗強度値という。)は、
In “
となる。 It becomes.
なお、「数2」では、
In “
としている。 It is said.
「数2」が示すとおり、組織間の位相差のみが強度値に影響していることになるので、パラメータの数は6つとなる。
すなわち、二乗強度値|S(t)|2は、「T* 2A」,「λ」,「ρA」,「ρB」,「ΔT* 2」,「θ」の6つのパラメータを有する式として表現される。
ここで、ΔT* 2は、組織AとBとの間の信号減衰速度の差に関係する値である(「数3」参照)。θは相対位相と呼ばれる値であり、二乗強度値|S(t)|2の変化に影響を与える値である。上述したとおり位相値がTEに依存しているので、この相対位相もTEに依存する。なお、相対位相は組織の磁気に対する応答(磁化率)の差の関数と考えることもできる。
As “
That is, the square intensity value | S (t) | 2 is an equation having six parameters of “T * 2A ”, “λ”, “ρ A ”, “ρ B ”, “ΔT * 2 ”, and “θ”. Is expressed as
Here, ΔT * 2 is a value related to the difference in signal attenuation rate between the tissues A and B (see “
本実施形態では、複数の異なる時間「t」における二乗強度値|S(t)|2を取得し、その値と理論予測式(例えば、上述した「数2」や後述の「数8」)とを用いて、上記各パラメータの値を取得することができる。また、上記各パラメータは、理論予測式を用いて連立方程式を立てて代数的に算出してもよく、また、理論予測式にフィットさせて算出してもよい。
In the present embodiment, the square intensity values | S (t) | 2 at a plurality of different times “t” are acquired, and the values and theoretical prediction formulas (for example, “
「数2」に基いて連立方程式を立てて代数的に算出する場合、「数2」では6つのパラメータがあるので、少なくとも6つの時刻における二乗強度値|S(t)|2が必要となる。なお、代数計算を省略し、「数2」の理論予測式にフィットさせて算出する場合には、必ずしも6つの二乗強度値|S(t)|2が必要ではない。
In the case of calculating algebraically by setting simultaneous equations based on “
また、組織間の信号減衰の目安を表す時間(T* 2)に大きな差異がないと仮定すれば、 Also, assuming that there is no significant difference in the time (T * 2 ) representing the signal attenuation between tissues,
とみなすことができる。
また、組織A及び組織Bを生体組織とし、水素原子密度(水分子密度)に大きな差異がないと仮定すれば、
Can be considered.
Also, assuming that tissue A and tissue B are biological tissues and there is no significant difference in hydrogen atom density (water molecule density),
とみなすことができる。このような仮定が成り立つ場合には、二乗強度値|S(t)|2は、 Can be considered. If this assumption is satisfied, square intensity value | S (t) | 2 is
と表現することができる。したがって、生体組織(脳実質中に含まれる血管や、肝臓の中に含まれる脂肪など、組織の中に別の組織が入っている場合など)を計測対象とする場合には、「数7」に示すように、パラメータの数は4つとなる。
すなわち、二乗強度値|S(t)|2は、「T* 2A」,「λ」,「ρ0」,「θ」の4つパラメータを有する式として表現される。すなわち、この場合では、4つの異なる時刻で取得した強度値|S(t)|2を取得することにより、各パラメータを取得することができる。
It can be expressed as Therefore, when measuring a living tissue (a blood vessel contained in the brain parenchyma, a fat contained in the liver, or the like having another tissue in the tissue, etc.), “
That is, the square intensity value | S (t) | 2 is expressed as an equation having four parameters “T * 2A ”, “λ”, “ρ 0 ”, and “θ”. That is, in this case, each parameter can be acquired by acquiring the intensity value | S (t) | 2 acquired at four different times.
ただし、このようにパラメータの数を減らして連立方程式を立てた場合であっても、取得したデータ自身が大きな誤差を有する可能性があるため、連立方程式を解くのではなく、取得したデータを理論予測式でフィットすることにより、含有率λを算出してもよい。
すなわち、二乗強度値|S(t)|2を、
However, even when simultaneous equations are established with a reduced number of parameters in this way, the acquired data itself may have a large error. The content rate λ may be calculated by fitting with a prediction formula.
In other words, the square intensity value | a 2, | S (t)
と変形し、この「数8」を理論予測式として「λ」を含む4つのパラメータを算出することができる。なお、kは比例定数であり、θがTEの一次関数であることを利用している。また、含有率(λ)は、サブピクセル精度で算出することができる。
The four parameters including “λ” can be calculated using “
この場合、「数8」に基いて連立方程式を立てて代数的に算出する場合、「数8」では4つのパラメータがあるので、少なくとも4つの時刻における二乗強度値|S(t)|2が必要となる。なお、代数計算を省略し、「数8」の理論予測式にフィットさせて算出する場合には、必ずしも4つの二乗強度値|S(t)|2が必要ではない。
In this case, if algebraically calculate make a simultaneous equation based on the "
[制御部31が実行する画像処理方法]
次に、制御部31が実行する画像処理方法について、図3のフローチャートを参照しつつ説明する。
[Image Processing Method Performed by Control Unit 31]
Next, an image processing method executed by the
まず、ステップS10において、制御部31は、撮像処理を実行する。この撮像処理では、異なるTEを用いて撮像された複数の画像(複素データ)が撮像される。具体的には、グラジエントエコー法等により、デュアルエコーシークエンスまたはマルチエコーシークエンスを用いて、4つの画像(複素データ)が撮像される。なお、撮像された画像(複素データ)は、TEと対応付けられて記憶部34に記憶される。このステップS10で撮像される画像(複素データ)の数(TEの数)は、用いる理論予測式や算出方法によって異なる。例えば、「数2」を用いて代数的に算出する場合は、TEの数は少なくとも6となり、「数8」を用いて代数的に算出する場合は、TEの数は少なくとも4となる。なお、予測理論式にフィットさせて算出する場合には、代数的に算出する場合よりも少なくてもよい。
First, in step S10, the
ステップS11において、制御部31は、複素データを記憶部34から取得する。
ステップS12において、制御部31は、ステップS11で取得した複素データに対応するTEを記憶部34から取得する。
In step S <b> 11, the
In step S12, the
ステップS13において、制御部31は、取得した複素データに基いて、強度画像(各画素が強度値として表現されている画像)を生成する。なお、複素データから強度画像を生成する処理自体は公知であるので、詳細な説明を省略する。
ステップS14において、制御部31は、含有率を計測するピクセルを特定し、そのピクセルの強度値を記憶部34に記憶する。なお、含有率を計測するピクセルは、例えば、ユーザからの入力指示に基いて特定することができるが、自動的に特定するように構成してもよい。
In step S13, the
In step S <b> 14, the
ステップS15において、制御部31は、所定数(ステップS10のTEの数)のデータ(二乗強度値|S(t)|2)を取得したか否かを判断する。所定数のデータを取得していないと判断した場合は(ステップS15:NO)、制御部31は、処理をステップS11に移行させ、ステップS11からの処理を繰り返す。一方、所定数のデータを取得したと判断した場合は(ステップS15:YES)、制御部31は、処理をステップS16に移行させる。
In step S15, the
ステップS16において、制御部31は、取得したデータと理論予測式(「数2」や「数8」で示した式)を用いて、含有率λを算出する。ここでは、代数的に算出してもよく、理論予測式にフィットさせて算出してもよい。
ステップS17において、制御部31は、算出したλを、表示部33及び/または記憶部34に出力する。なお、算出したλを外部機器等に出力するように構成してもよい。
In step S <b> 16, the
In step S <b> 17, the
以上説明したとおり、本実施形態では、MRI装置10から得られるMR信号から生成される強度画像に関わる物理的性質を利用して、ピクセル中の組織の含有率λをサブピクセル精度で求めることができる。しかも、既存のMRI装置10を用いて本実施形態に係るMRIシステム1を構築することができるので、導入コストを大幅に削減することができる。また、生体組織の物理的性質を利用して、パラメータの数を減らして画像処理を行う場合には、計算機の負荷を低減させることができ、その結果、情報処理部30の計算コストを低減させることができる。
このように、本実施形態によれば、ピクセルサイズが計測精度の限界と考えられていた従来の常識を覆す画期的な画像処理方法,画像処理プログラム,画像処理装置を、機械的改変を行うことなく安価に提供することができる。
As described above, in the present embodiment, the tissue content ratio λ in the pixel can be obtained with sub-pixel accuracy by using the physical property related to the intensity image generated from the MR signal obtained from the
As described above, according to the present embodiment, the epoch-making image processing method, the image processing program, and the image processing apparatus that overturn the conventional common sense that the pixel size is considered to be the limit of the measurement accuracy are mechanically modified. Can be provided inexpensively.
[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態について説明する。本実施形態では、計測対象の組織が、複数のピクセルにわたって存在する場合であっても計測対象の組織の含有率を算出することができるものである。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, even if the tissue to be measured exists over a plurality of pixels, the content rate of the tissue to be measured can be calculated.
上述した実施形態では、1つのピクセルに組織が完全に含まれていることを仮定したものであったが、実際の血管などの組織では、血管の直径がピクセルサイズ以下であっても2以上のピクセルにまたがって存在する場合がありうる(図4参照)。このような場合は、取得した二乗強度値|S(t)|2を単純に「数2」や「数8」の理論予測式を用いたとしても含有率λを算出することができない。
In the above-described embodiment, it is assumed that the tissue is completely included in one pixel. However, in a tissue such as an actual blood vessel, even if the diameter of the blood vessel is equal to or smaller than the pixel size, two or more It may exist across pixels (see FIG. 4). In such a case, the content rate λ cannot be calculated even if the obtained square intensity value | S (t) | 2 simply uses the theoretical prediction formulas of “
そこで、本実施形態では、計測対象の組織が確実に含まれていると考えられる関心領域(Region Of Interest: ROI,画素領域ともいう)のピクセル集合を抽出し、このピクセル集合の面積SRに含まれる組織B(面積σ)の含有率λを算出するものである。 Therefore, in the present embodiment, a pixel set of a region of interest (ROI, also referred to as a pixel region) that is considered to surely contain the tissue to be measured is extracted, and the area S R of this pixel set is extracted. The content rate λ of the included tissue B (area σ) is calculated.
ROIに含まれるピクセル数がMであるとき、j番目(0≦j≦M)のピクセル(面積Sp)に含まれる組織B(面積σj)の含有率λjは、「数2」や「数8」を利用して求めることができる。そして、ピクセル集合に含まれる組織Bの含有率λは、
When the number of pixels included in the ROI is M, the content λj of the tissue B (area σj) included in the j-th (0 ≦ j ≦ M) pixel (area Sp) is expressed by “
として算出することができる。すなわち、算出したN個のλjの平均値が、含有率λとなる。なお、平均化せずに、λjの総和を算出する場合には、その総和は「1ピクセルの大きさと比較して何倍の面積を持つか」を表すことになり、含有率と同じ意味合いを有する量となる。 Can be calculated as That is, the average value of the calculated N λj is the content rate λ. In addition, when calculating the sum of λj without averaging, the sum represents “how many times the area has compared with the size of one pixel”, and has the same meaning as the content rate. It will be the amount you have.
[制御部31が実行する画像処理方法]
次に、制御部31が実行する画像処理方法について、図5のフローチャートを参照しつつ説明する。なお、以下の各ステップのうち、上述した第1実施形態と同じ処理については説明を簡略化する。
[Image Processing Method Performed by Control Unit 31]
Next, an image processing method executed by the
まず、ステップS30において、制御部31は、撮像処理を実行する。この撮像処理では、異なるTEを用いて撮像された複数の画像(複素データ)が撮像される。なお、撮像された画像(複素データ)は、TEと対応付けられて記憶部34に記憶される。このステップS30で撮像される画像(複素データ)の数(TEの数)は、用いる理論予測式や算出方法によって異なる。
First, in step S30, the
ステップS31において、制御部31は、複素データを記憶部34から取得する。
ステップS32において、制御部31は、ステップS31で取得した複素データに対応するTEを記憶部34から取得する。
ステップS33において、制御部31は、取得した複素データに基いて、強度画像を生成する。
In step S <b> 31, the
In step S32, the
In step S33, the
ステップS34において、制御部31は、特定されたROI内のピクセルを特定しそのピクセルの強度値を記憶部34に記憶する。なお、ROIは、ユーザからの入力指示に基いて特定することができるが、自動的に特定するように構成してもよい。
ステップS35において、制御部31は、ROI内の全てのピクセルの強度値を取得したか否かを判断する。取得していない強度値があると判断した場合は(ステップS35:NO)、制御部31は、処理をステップS34に移行させ、ステップS34の処理を繰り返す。一方、全てのピクセルの強度値を取得したと判断した場合は(ステップS35:YES)、制御部31は、処理をステップS36に移行させる。
In step S <b> 34, the
In step S35, the
ステップS36において、制御部31は、所定数(ステップS30のTEの数)のデータを取得したか否かを判断する。所定数のデータを取得していないと判断すると(ステップS36:NO)、制御部31は、処理をステップS31に移行させ、ステップS31からの処理を繰り返す。一方、所定数のデータを取得したと判断すると(ステップS36:YES)、制御部31は、処理をステップS37に移行させる。
In step S36, the
ステップS37において、制御部31は、ROI内に含まれるピクセルごとに、取得したデータと予測理論式(「数2」や「数8」で示した式)を用いて、含有率λjを算出する。ここでは、代数的に算出してもよく、理論予測式にフィットさせて算出してもよい。
ステップS38において、制御部31は、「数9」を用いて、含有率λを算出する。
ステップS39において、制御部31は、算出したλを、表示部33及び/または記憶部34に出力する。なお、算出したλを外部機器等に出力するように構成してもよい。
In step S <b> 37, the
In step S <b> 38, the
In step S <b> 39, the
以上説明したとおり、本実施形態では、計測対象の組織が複数のピクセルにまたがって存在する場合であっても、当該組織の含有率を算出することができる。また、本実施形態によれば、ROI内に存在する計測対象の組織の含有率を算出することができるので、従来の手法では撮像することができなかったピクセルサイズに依存する空間分解能以下の細かな毛細血管などの組織の密度を測定できる。これにより、病態を表す新しい診断画像情報を提供することができる。 As described above, in the present embodiment, even when the tissue to be measured exists across a plurality of pixels, the content rate of the tissue can be calculated. Further, according to the present embodiment, since the content rate of the tissue to be measured existing in the ROI can be calculated, it is finer than the spatial resolution depending on the pixel size that could not be imaged by the conventional method. The density of tissues such as capillary blood vessels can be measured. Thereby, new diagnostic image information representing a disease state can be provided.
[第3実施形態]
次に、本発明の第3実施形態について説明する。上述した第1及び第2実施形態は、面積中における計測対象の組織の含有率を算出するものであったが、上述した処理を連続したスライス面(画像)に応用することにより、体積内に存在する組織の含有率を算出することができる。
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described. In the first and second embodiments described above, the content rate of the tissue to be measured in the area is calculated. By applying the above-described processing to a continuous slice surface (image), the volume can be increased. The content of the existing tissue can be calculated.
連続するスライス面によって定義される体積をV,当該体積に含まれる目的とする各画素体積空間における組織の含有率をλt,画素体積空間の数をLとすると、体積V中の組織の含有率λは、 When the volume defined by successive slice planes is V, the tissue content in each target pixel volume space included in the volume is λt, and the number of pixel volume spaces is L, the tissue content in volume V λ is
と表現することができる。なお、各画素体積空間における組織の含有率を第1実施形態によって算出する場合には、λtは「数2」または「数8」を用いて算出することができる。また、各画素体積空間における組織の含有率を第2実施形態によって算出する場合には、λtは「数9」を用いて算出することができる。
It can be expressed as When the tissue content rate in each pixel volume space is calculated according to the first embodiment, λt can be calculated using “
[制御部31が実行する画像処理方法]
次に、制御部31が実行する画像処理方法について、図6のフローチャートを参照しつつ説明する。なお、以下の各ステップのうち、上述した第1実施形態または第2実施形態と同じ処理については説明を簡略化する。
[Image Processing Method Performed by Control Unit 31]
Next, an image processing method executed by the
まず、制御部31は、ステップS51において、撮像処理を実行する。この撮像処理では、異なるTEを用いて撮像された複数の画像(複素データ)が撮像される。なお、撮像された画像(複素データ)は、TEと対応付けられて記憶部34に記憶される。このステップS51で撮像される画像(複素データ)の数(TEの数)は、用いる理論予測式や算出方法によって異なる。なお、このステップS51では、連続するスライス面の複素データが取得される。
First, the
ステップS52において、制御部31は、複素データを記憶部34から取得する。
ステップS53において、制御部31は、ステップS52で取得した複素データに対応するTEを記憶部34から取得する。
ステップS54において、制御部31は、取得した複素データに基いて、強度画像を生成する。
In step S <b> 52, the
In step S53, the
In step S54, the
ステップS55において、制御部31は、特定されたROI内のピクセルを特定しそのピクセルの強度値を記憶部34に記憶する。なお、ROIは、ユーザからの入力指示に基いて特定することができるが、自動的に特定するように構成してもよい。
ステップS56において、制御部31は、ROI内の全てのピクセルの強度値を取得したか否かを判断する。取得していない強度値があると判断した場合は(ステップS56:NO)、制御部31は、処理をステップS55に移行させ、ステップS57の処理を繰り返す。一方、全てのピクセルの強度値を取得したと判断した場合は(ステップS56:YES)、制御部31は、処理をステップS57に移行させる。
In step S <b> 55, the
In step S56, the
ステップS57において、制御部31は、所定数(ステップS51のTEの数)のデータを取得したか否かを判断する。所定数のデータを取得していないと判断すると(ステップS57:NO)、制御部31は、処理をステップS52に移行させ、ステップS52からの処理を繰り返す。一方、所定数のデータを取得したと判断すると(ステップS57:YES)、制御部31は、処理をステップS58に移行させる。
In step S57, the
ステップS58において、制御部31は、目的とする画素体積空間ごとに組織の含有率λtを算出する。
ステップS59において、制御部31は、「数10」を用いて、含有率λを算出する。
ステップS60において、制御部31は、算出したλを、表示部33及び/または記憶部34に出力する。なお、算出したλを外部機器等に出力するように構成してもよい。
In step S58, the
In step S59, the
In step S <b> 60, the
以上説明したとおり、本実施形態では、体積内に存在する組織の含有率を算出することができる。 As described above, in the present embodiment, the content of the tissue existing in the volume can be calculated.
[実験結果]
次に、本発明の実験結果の一例として、上述した第2実施形態の実験結果について以下に説明する。実験環境は以下のとおりである。
(1)3.0TMRI装置:Achieva 3.0T(Philips)
(2)ゼラチン製ファントム(20%濃度)
(3)8ch SENSE HEAD COIL
(4)4096階調
[Experimental result]
Next, as an example of the experimental result of the present invention, the experimental result of the above-described second embodiment will be described below. The experimental environment is as follows.
(1) 3.0TMRI equipment: Achieva 3.0T (Philips)
(2) Gelatin phantom (20% concentration)
(3) 8ch SENSE HEAD COIL
(4) 4096 gradations
この実験では、既知の直径をもつ模擬血管を含むゼラチンファントムを、模擬血管の軸方向が静磁場方向に平行になるように配置し、ごく近い複数のTEで、TR(Repetition Time,信号を得るために必要なRF波を印加する間隔)はそれぞれのTEに対して最短のTRを用いて、かつそれ以外は全く同じ条件で撮像する。撮像した画像上で各模擬血管を中心に正方形のROIを設定する。ROI内の画像信号のTEによる変化を計測し、理論予想より各ピクセルのλを算出する。ROI全体のλとピクセルサイズから模擬血管径を決定し、模擬血管の直径真値と比較、検討する。 In this experiment, a gelatin phantom including a simulated blood vessel having a known diameter is arranged so that the axial direction of the simulated blood vessel is parallel to the static magnetic field direction, and TR (Repetition Time, signal) is obtained with a plurality of very close TEs. (Interval for applying the RF wave necessary for this) imaging is performed using the shortest TR for each TE and under the same conditions other than that. A square ROI is set around each simulated blood vessel on the captured image. The change due to TE of the image signal in the ROI is measured, and λ of each pixel is calculated from the theoretical prediction. The simulated blood vessel diameter is determined from λ of the entire ROI and the pixel size, and compared with the true value of the simulated blood vessel diameter.
図7は、512x512マトリクスに、9つのピクセルで構成する正方のROI内に血管(模擬血管外径:約0.7mm)が入るようにROIを手動で設定して得られたデータ(6つのTEで得られたデータ)を示している。図中、「Signal」は、二乗強度値|S(t)|2を示している。 FIG. 7 shows data obtained by manually setting an ROI so that a blood vessel (simulated blood vessel outer diameter: about 0.7 mm) is placed in a square ROI composed of nine pixels in a 512 × 512 matrix (six TEs). (Data obtained in the above). In the figure, “Signal” indicates the square intensity value | S (t) | 2 .
図8は、ピクセルごとに、図7で取得した二乗強度値|S(t)|2のうち4つの値を、「数8」で示した理論予測式にフィットさせて算出した各パラメータを示している。同図では、真値と実測値を比較するとその誤差は3.7%であり、本発明によれば非常に高精度な血管径測定が可能であることを示している。すなわち、この実験結果により、本発明によって得られる含有率λは非常に高精度に測定されていることが証明された。
FIG. 8 shows each parameter calculated by fitting four values of the square intensity values | S (t) | 2 obtained in FIG. 7 to the theoretical prediction formula shown in “
図9は、ピクセル数及び血管外径のパラメータを変化させて同様に行った各実験結果を示している。同図においても、本発明によれば非常に高精度な血管径測定が可能であることを示している(なお、図8に示した結果(マトリクス:512x512,血管径真値:0.674mm)と図9に示した結果とが異なっているが、この違いは異なる実験のデータのためである)。 FIG. 9 shows the results of experiments conducted in the same manner by changing the parameters of the number of pixels and the blood vessel outer diameter. Also in the figure, it is shown that the blood vessel diameter can be measured with very high accuracy according to the present invention (the result shown in FIG. 8 (matrix: 512 × 512, blood vessel diameter true value: 0.674 mm) and Although the results shown in FIG. 9 are different, this difference is due to different experimental data).
このように、ピクセルサイズよりも直径が小さく、パーシャルボリューム効果の影響で既存の方法では正確に計測できないような模擬血管径についても、ほぼ全ての場合において誤差10%以下の高い精度で計測が可能である。本発明は、特別な装置を必要とせず、空間分解能に依存せずに高い精度で血管径を計測できる有用な画像計測法である。また、本発明は、ROI内の血管が複数本あっても計算可能であり、ROI内に血管が密集している部位の血管面積測定などにも応用することができる。 In this way, simulated blood vessel diameters that are smaller than the pixel size and cannot be accurately measured by existing methods due to the effect of the partial volume effect can be measured with high accuracy with an error of 10% or less in almost all cases. It is. The present invention is a useful image measurement method that can measure a blood vessel diameter with high accuracy without requiring a special device and without depending on spatial resolution. In addition, the present invention can be calculated even when there are a plurality of blood vessels in the ROI, and can also be applied to the measurement of the blood vessel area at a site where blood vessels are densely packed in the ROI.
以上説明したとおり、本発明によれば、強度画像の技術的特徴を利用して、サブピクセル精度の画像計測が可能となる。これにより、癌などの組織内に含まれる血管の密度を決定することが可能になると考えられる。癌などの場合、増殖に必要な栄養血管を大量に伸ばすため、この量を観測することで、悪性度を判断する一つの画像診断の目安になることが期待できる。現在の悪性度の判断は、腫瘍マーカーや経過観察などで時間をかけて行うために、時間的にも患者に負担をかけることがある。
本発明によれば、1度の撮像のみでその判断が可能になる革新的な画像診断方法を提供することができる。また、このような画像診断は、今後の検診業務の拡大と併せ、確実な需要があると考えられる。
As described above, according to the present invention, it is possible to perform image measurement with sub-pixel accuracy using the technical features of the intensity image. Thereby, it is considered that the density of blood vessels contained in a tissue such as cancer can be determined. In the case of cancer or the like, a large amount of nutritional blood vessels that are necessary for growth are stretched. By observing this amount, it can be expected that it becomes a standard for image diagnosis for judging malignancy. The current determination of the grade of malignancy takes time for tumor markers, follow-up, etc., and thus may burden the patient in terms of time.
According to the present invention, it is possible to provide an innovative diagnostic imaging method that can be determined only by one imaging. In addition, it is considered that there is a certain demand for such diagnostic imaging in conjunction with the expansion of future screening work.
このように、本発明は、さまざまな医療への応用が可能である。また、本発明は、医療以外でMRI装置が用いられている分野でも、非破壊検査で正確な構造物の大きさを判別可能にすることなど、広くMRI装置を用いる分野に利用可能である。 As described above, the present invention can be applied to various medical treatments. Further, the present invention can be widely used in fields where MRI apparatuses are used, such as making it possible to determine the size of an accurate structure by nondestructive inspection even in fields where MRI apparatuses are used for purposes other than medical treatment.
さらに、本発明は、既存のMRI装置の改良を必要とせず、ソフトウェアによる処理であるため、MRI装置の開発会社のみならず、画像処理ソフトウェアを開発する会社にも需要が見込まれる。 Furthermore, since the present invention does not require improvement of an existing MRI apparatus and is processing by software, demand is expected not only for a company that develops MRI apparatuses but also for companies that develop image processing software.
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることはいうまでもない。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and it goes without saying that various improvements and modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
また、上述した各フローチャートは単なる一例であり、該各フローチャートの処理と同等の結果を得ることができるものであれば、他のフローチャートによって処理を実現してもよい。また、画像処理プログラムを記録した記録媒体等としても本発明は実現可能である。 Further, each flowchart described above is merely an example, and the processing may be realized by another flowchart as long as a result equivalent to the processing of each flowchart can be obtained. The present invention can also be realized as a recording medium or the like on which an image processing program is recorded.
1 MRIシステム
10 MRI装置
20 信号処理部
26 情報処理部
31 制御部
DESCRIPTION OF
Claims (15)
少なくともN個のエコータイムを設定する設定ステップと、
前記設定した各エコータイムで撮像した強度画像の画素の強度値をそれぞれ取得する取得ステップと、
前記取得した少なくともN個の強度値と、計測対象の組織の含有率(λ)を含むN個のパラメータを有する理論予測式とを用いて、前記画素における前記組織の含有率(λ)を算出する第1算出ステップと、
を有することを特徴とする画像処理方法。 An image processing method for an intensity image generated from an MR signal,
A setting step for setting at least N echo times;
An acquisition step of acquiring the intensity value of each pixel of the intensity image captured at each set echo time;
Using the acquired at least N intensity values and a theoretical prediction formula having N parameters including the tissue content (λ) to be measured, the tissue content (λ) in the pixel is calculated. A first calculating step to:
An image processing method comprising:
ことを特徴とする請求項1の画像処理方法。 The first calculation step algebraically calculates the tissue content rate (λ) in the pixel using simultaneous equations obtained by substituting the acquired at least N intensity values into the theoretical prediction formula.
The image processing method according to claim 1.
ことを特徴とする請求項1の画像処理方法。 The first calculation step fits the acquired at least N intensity values to the theoretical prediction formula to calculate the tissue content rate (λ) in the pixel.
The image processing method according to claim 1.
前記各画素に対して、前記第1算出ステップを用いて、当該画素における前記組織の含有率(λj)(1≦j≦M)を算出する第2算出ステップと、
前記各画素における前記組織の存在(λj)を用いて、前記M個の画素における前記組織の含有率(λ)を算出する第3算出ステップと、
を有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項の画像処理方法。 A specifying step of specifying a pixel region consisting of M pixels including the tissue to be measured from the intensity image;
A second calculation step for calculating the tissue content rate (λ j ) (1 ≦ j ≦ M) in the pixel using the first calculation step for each of the pixels;
A third calculation step of calculating the tissue content (λ) in the M pixels using the presence (λ j ) of the tissue in each pixel;
The image processing method according to claim 1, further comprising:
前記L個の画素体積空間のそれぞれに対して、前記第1算出ステップまたは前記第2算出ステップを用いて、当該画素体積空間における前記組織の含有率(λt)(1≦t≦L)を算出する第4算出ステップと、
前記各強度画像における前記組織の含有率(λt)を用いて、前記L個の画素体積空間の体積中における前記組織の含有率(λ)を算出する第5算出ステップと、
を有することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項の画像処理方法。 A determination step of determining L pixel volume spaces including the tissue to be measured from the intensity image;
For each of the L pixel volume spaces, the tissue content rate (λt) (1 ≦ t ≦ L) in the pixel volume space is calculated using the first calculation step or the second calculation step. A fourth calculation step,
A fifth calculation step of calculating the tissue content rate (λ) in the volume of the L pixel volume spaces using the tissue content rate (λt) in each intensity image;
The image processing method according to claim 1, further comprising:
少なくともN個のエコータイムを設定する設定ステップと、
前記設定した各エコータイムで撮像した強度画像の画素の強度値をそれぞれ取得する取得ステップと、
前記取得した少なくともN個の強度値と、計測対象の組織の含有率(λ)を含むN個のパラメータを有する理論予測式とを用いて、前記画素における前記組織の含有率(λ)を算出する第1算出ステップと、
を実行させることを特徴とする画像処理プログラム。 On the computer,
A setting step for setting at least N echo times;
An acquisition step of acquiring the intensity value of each pixel of the intensity image captured at each set echo time;
Using the acquired at least N intensity values and a theoretical prediction formula having N parameters including the tissue content (λ) to be measured, the tissue content (λ) in the pixel is calculated. A first calculating step to:
An image processing program for executing
ことを特徴とする請求項6の画像処理プログラム。 The first calculation step algebraically calculates the tissue content rate (λ) in the pixel using simultaneous equations obtained by substituting the acquired at least N intensity values into the theoretical prediction formula.
An image processing program according to claim 6.
ことを特徴とする請求項6の画像処理プログラム。 The first calculation step fits the acquired at least N intensity values to the theoretical prediction formula to calculate the tissue content rate (λ) in the pixel.
An image processing program according to claim 6.
前記各画素に対して、前記第1算出ステップを用いて、当該画素における前記組織の含有率(λj)(1≦j≦M)を算出する第2算出ステップと、
前記各画素における前記組織の存在(λj)を用いて、前記M個の画素における前記組織の含有率(λ)を算出する第3算出ステップと、
を実行させることを特徴とする請求項6〜8のいずれか1項の画像処理プログラム。 A specifying step of specifying a pixel region consisting of M pixels including the tissue to be measured from the intensity image;
A second calculation step for calculating the tissue content rate (λ j ) (1 ≦ j ≦ M) in the pixel using the first calculation step for each of the pixels;
A third calculation step of calculating the tissue content (λ) in the M pixels using the presence (λ j ) of the tissue in each pixel;
The image processing program according to claim 6, wherein the image processing program is executed.
前記L個の画素体積空間のそれぞれに対して、前記第1算出ステップまたは前記第2算出ステップを用いて、当該画素体積空間おける前記組織の含有率(λt)(1≦t≦L)を算出する第4算出ステップと、
前記各強度画像における前記組織の含有率(λt)を用いて、前記L個の画素体積空間の体積中における前記組織の含有率(λ)を算出する第5算出ステップと、
を実行させることを特徴とする請求項6〜9のいずれか1項の画像処理プログラム。 A determination step of determining L pixel volume spaces including the tissue to be measured from the intensity image;
For each of the L pixel volume spaces, the tissue content rate (λt) (1 ≦ t ≦ L) in the pixel volume space is calculated using the first calculation step or the second calculation step. A fourth calculation step,
A fifth calculation step of calculating the tissue content rate (λ) in the volume of the L pixel volume spaces using the tissue content rate (λt) in each intensity image;
The image processing program according to claim 6, wherein the image processing program is executed.
少なくともN個のエコータイムを設定する設定手段と、
前記設定した各エコータイムで撮像した強度画像の画素の強度値をそれぞれ取得する取得手段と、
前記取得した少なくともN個の強度値と、計測対象の組織の含有率(λ)を含むN個のパラメータを有する理論予測式とを用いて、前記画素における前記組織の含有率(λ)を算出する第1算出手段と、
を有することを特徴とする画像処理装置。 An image processing apparatus for an intensity image generated from an MR signal,
Setting means for setting at least N echo times;
Acquisition means for acquiring the intensity value of each pixel of the intensity image captured at each set echo time;
Using the acquired at least N intensity values and a theoretical prediction formula having N parameters including the tissue content (λ) to be measured, the tissue content (λ) in the pixel is calculated. First calculating means for
An image processing apparatus comprising:
ことを特徴とする請求項11の画像処理装置。 The first calculation means algebraically calculates the content (λ) of the tissue in the pixel using simultaneous equations obtained by substituting the acquired at least N intensity values into the theoretical prediction formula.
The image processing apparatus according to claim 11.
ことを特徴とする請求項11の画像処理装置。 The first calculation means fits the acquired at least N intensity values to the theoretical prediction formula to calculate the tissue content rate (λ) in the pixel.
The image processing apparatus according to claim 11.
前記各画素に対して、前記第1算出手段を用いて、当該画素における前記組織の含有率(λj)(1≦j≦M)を算出する第2算出手段と、
前記各画素における前記組織の存在(λj)を用いて、前記M個の画素における前記組織の含有率(λ)を算出する第3算出手段と、
を有することを特徴とする請求項11〜13のいずれか1項の画像処理装置。 A specifying means for specifying a pixel region composed of M pixels including the tissue to be measured from the intensity image;
Second calculation means for calculating the tissue content rate (λ j ) (1 ≦ j ≦ M) in the pixel using the first calculation means for each pixel;
Third calculation means for calculating the tissue content rate (λ) in the M pixels using the presence (λ j ) of the tissue in each pixel;
The image processing apparatus according to claim 11, further comprising:
前記L個の画素体積空間のそれぞれに対して、前記第1算出手段または前記第2算出手段を用いて、当該画素体積空間における前記組織の含有率(λt)(1≦t≦L)を算出する第4算出手段と、
前記各強度画像における前記組織の含有率(λt)を用いて、前記L個の画素体積空間の体積中における前記組織の含有率(λ)を算出する第5算出手段と、
を有することを特徴とする請求項11〜14のいずれか1項の画像処理装置。 Determining means for determining L pixel volume spaces including the tissue to be measured from the intensity image;
For each of the L pixel volume spaces, the content ratio (λt) (1 ≦ t ≦ L) of the tissue in the pixel volume space is calculated using the first calculation unit or the second calculation unit. Fourth calculating means for
Fifth calculation means for calculating the tissue content (λ) in the volume of the L pixel volume spaces using the tissue content (λt) in each intensity image;
15. The image processing apparatus according to claim 11, further comprising:
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