JP2016097241A - 医用画像処理装置及びｍｒｉ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】正確な画像解析が可能な医用画像処理装置を提供する。
【解決手段】医用画像処理装置は、複数の時相で撮像された医用画像のうちの１つに複数の関心領域を設定し、設定した前記複数の関心領域を他の時相で撮像された医用画像に設定する関心領域設定部２６１と、複数の時相間で対応する関心領域ごとに位置合わせを行う位置合わせ処理部２６３と、前記複数の時相間で対応する関心領域ごとに画像解析を行う解析部２６５と、前記複数の時相で撮像された医用画像の少なくともいずれか１つに前記画像解析の結果を重ね合わせて表示部２３０に表示させる表示制御部２６７と、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明の一態様としての実施形態は、医用画像処理装置及びＭＲＩ装置に関する。

ＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）装置では造影剤などを体内に注入し、造影剤の体内動態を継時的に観察するため、時系列で撮像を行うダイナミック撮像と呼ばれる撮像方法がある。このようなダイナミック撮像を利用すれば、例えば、がんなどの腫瘍のように、正常な組織と比較して血流量が増加した箇所を特定することができる。また、血液が組織に流入する（wash in）速さや、組織に流入した血液が洗い流される（wash out）速さなどの血流動態を観察することにより、腫瘍の識別や腫瘍の悪性度などを判定することができる。このような血流動態を観察するために、各時相で撮像された画素ごとの信号を各時相で並べてグラフ化した時間強調曲線（ＴＩＣ：Time Intensity Curve）が生成され、ＴＩＣに基づいて腫瘍の悪性度などを判定することができる。

例えば、乳がんにおけるＭＲＩ装置を使用した診断ガイドライン（ＢＩ−ＲＡＤＳ−ＭＲＩ：Breast Imaging. Reporting and Data System MRI）は、診断を行う上で、上述のＴＩＣに基づくKinetic Curve Assessmentの実施を提唱している。Kinetic Curve Assessmentにおける評価方法は、ＴＩＣを早期相と後期相に分け、グラフの立ち上がり時期を早期相として、早期相と後期相とのグラフの変化に基づいて腫瘍の悪性度を判定する方法である。例えば、早期相において立ち上がりが基準よりも早い場合や、後期相においてグラフの立下りが早い場合は悪性の可能性が高いと評価される。

このようなガイドライン等に基づいて、腫瘍の悪性度が判定され、生体組織診断（バイオプシー検査）などを実施するか否かや、実施する箇所などが特定され、治療計画の作成などに利用される。

また近年、造影剤を使用しない非造影ＭＲＩと呼ばれる技術が開発されており、より低侵襲に検査を行うことが可能となってきている。非造影ＭＲＩ法として、血液の流入効果を利用したＴＯＦ（Time of Flight）法や、血液が傾斜磁場中を移動するときの位相シフトを利用したＰＣ（phase contrast）法などが開発されている。このような非造影の手法でも、造影剤を用いたときと同様に時系列で撮像を行うダイナミック撮像を行い、血流動態などから腫瘍の悪性度を判定する技術が提供されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１４−６４７０３号公報

しかしながら、ダイナミック撮像は継時的に被検体を撮像するため、各時相で取得された画像間では体動（呼吸や身動き）などにより位置ずれが生じることがある。位置ずれが起こると、各時相間で対応する画素がずれてしまうため、腫瘍が存在する画素がある時相では存在するが、他の時相では存在しないことが起こり得る。このような場合、正しいＴＩＣを作成することができず、正確なKinetic Curve Assessmentができなくなってしまう。上述のとおり、診断ガイドラインでは、ＴＩＣに基づいて腫瘍の悪性度を評価する方法が示されており、正確なＴＩＣに基づく画像解析が求められている。

そこで、正確な画像解析が可能な医用画像処理装置が要望されている。

本実施形態に係る医用画像処理装置は、複数の時相で撮像された医用画像のうちの１つに複数の関心領域を設定し、設定した前記複数の関心領域を他の時相で撮像された医用画像に設定する関心領域設定部と、複数の時相間で対応する関心領域ごとに位置合わせを行う位置合わせ処理部と、前記複数の時相間で対応する関心領域ごとに画像解析を行う解析部と、前記複数の時相で撮像された医用画像の少なくともいずれか１つに前記画像解析の結果を重ね合わせて表示部に表示させる表示制御部と、備えたことを特徴とする。

実施形態に係るＭＲＩ装置の一例を示す概念的な構成図。 実施形態に係る医用画像処理装置の機能構成例を示す機能ブロック図。 一実施形態に係る医用画像処理装置の動作の一例を示すフローチャート。 ダイナミック撮像により取得された医用画像を説明する図。 ダイナミック撮像により取得された医用画像の位置ずれを説明する図。 実施形態に係る医用画像処理装置における関心領域の設定方法を説明する図。 実施形態に係る医用画像処理装置における位置合わせの方法を説明する図。 実施形態に係る医用画像処理装置で生成されるＴＩＣを説明する図。 実施形態に係る医用画像処理装置で生成される血流動態マップの例を説明する図。 実施形態に係る医用画像処理装置で表示される重畳画像の表示例を説明する図。 実施形態に係る医用画像処理装置で生成される血流動態マップのその他の例を説明する図。 実施形態に係る医用画像処理装置で表示される重畳画像のその他の表示例を説明する図。

以下、医用画像処理装置の実施の形態について添付図面を参照して説明する。

図１は、実施形態に係るＭＲＩ装置の一例を示す概念的な構成図である。図１に示すように、ＭＲＩ装置１は、撮像部１００と医用画像処理装置２００とを備える。撮像部１００は、静磁場磁石１１０、傾斜磁場コイル１２０、送信コイル１３０、受信コイル１４０、寝台装置１５１、天板１５２、送信部１３、受信部１４、傾斜磁場電源１１、寝台制御部１２、シーケンス制御部１５を備える。本実施形態に係る撮像部１００は、複数の時相で医用画像を撮像するダイナミック撮像を行うことができる。

静磁場磁石１１０は、中空の円筒形状に形成され、図示しない静磁場電源から供給される電流により内部の空間に一様な静磁場を発生する。例えば、静磁場磁石１１０は、永久磁石や超伝導磁石等により構成される。傾斜磁場コイル１２０は、中空の円筒形状に形成され、内部の空間に傾斜磁場を発生する。具体的には、傾斜磁場コイル１２０は、静磁場磁石１１０の内側に配置され、後述する傾斜磁場電源１１から電流の供給を受けて傾斜磁場を発生する。

送信コイル１３０は、傾斜磁場コイル１２０の内側に配置されており、送信部１３から高周波（ＲＦ：radio Frequency）信号の供給を受けて、ＲＦ磁場を発生する。送信コイル１３０は受信コイルとしても使用され、全身用ＲＦコイルとも呼ばれる。

受信コイル１４０は、送信コイル１３０の内側に配置され、ＲＦ信号に応答して被検体Ｐから放射されるＭＲ信号を受信する。図１は乳房撮像用の受信コイル１４０が例示されている。乳房撮像用の受信コイル１４０を使用して撮像する場合、被検体Ｐを伏臥位で寝台に載置し、乳房撮像用の受信コイル１４０に開けられた空間に乳房を入れて撮像を行う。

寝台装置１５１は、被検体Ｐが載置される天板１５２を有し、被検体Ｐが載置された天板１５２を送信コイル１３０の空洞（撮像口）内へ挿入する。通常、寝台装置１５１は、長手方向が静磁場磁石１１０の中心軸と平行になるように設置される。

傾斜磁場電源１１は、シーケンス制御部１５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１２０に電流を供給する。ここで、傾斜磁場コイル１２０によって発生する傾斜磁場には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がある。リードアウト用傾斜磁場Ｇｒは、空間的位置に応じてＭＲ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、任意に撮像断面を決めるために利用される。例えば、アキシャル断面のスライスを取得する場合は、図１に示したＸ、Ｙ、Ｚの各軸を、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、スライス選択用傾斜磁場Ｇｓにそれぞれ対応させる。

寝台制御部１２は、寝台装置１５１を制御する装置であり、シーケンス制御部の制御のもと、寝台装置１５１を駆動して、天板１５２を長手方向及び上下方向に移動させる。

送信部１３は、シーケンス制御部１５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信号を送信コイル１３０に送信する。

受信部１４は、シーケンス制御部１５から送られるパルスシーケンス実行データに基づいて、受信コイル１４０から出力されるＭＲ信号からＭＲ信号データを生成する。また、受信部１４は、ＭＲ信号データを生成すると、そのＭＲ信号データをシーケンス制御部１５を介して医用画像処理装置２００に送信する。

シーケンス制御部１５は、傾斜磁場電源１１、寝台制御部１２、送信部１３、受信部１４、及び医用画像処理装置２００と接続される。シーケンス制御部１５は、図示しないプロセッサ、例えば、ＣＰＵ（central processing unit）及びメモリを備えており、傾斜磁場電源装置１１、寝台制御部１２、送信部１３、及び受信部１４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１１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。本実施形態に係るＭＲＩ装置１では、ダイナミック撮像を行うためのシーケンス情報が記憶されている。シーケンス制御部１５は、記憶した所定のシーケンス情報に従って傾斜磁場電源装置１１、送信部１３、及び受信部１４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信号を発生させる。さらに、記憶した所定のシーケンス情報に従って寝台制御部１２を駆動させることによって、天板１５２を架台に対してＺ方向に進退させる。

医用画像処理装置２００は、ＭＲＩ装置１の全体制御や、ＭＲ信号データの収集、画像再構成等を行う。医用画像処理装置２００は、インタフェース部２１０、入力部２２０、表示部２３０、画像再構成部２４０、記憶部２５０、制御部２６０を備える。

インタフェース部２１０は、シーケンス制御部１５を介して撮像部１００の傾斜磁場電源装置１１、寝台制御部１２、送信部１３、及び受信部１４に接続されており、これらの接続された各部と医用画像処理装置２００との間で授受される信号の入出力を制御する。

入力部２２０は、操作者から各種操作や情報入力を受け付け、マウスやトラックボール等のポインティングデバイスやキーボード等を有し、表示部２３０と協働することによって、各種操作を受け付けるためのＧＵＩ（Graphical User Interface）をＭＲＩ装置１の操作者に対して提供する。

表示部２３０は、後述する制御部２６０による制御のもと、画像データ等の各種の情報を表示する。表示部２３０としては、液晶表示器等の表示デバイスが利用可能である。

画像再構成部２４０は、記憶部２５０に記憶されたＭＲ信号データに対して、フーリエ変換等の再構成処理を行うことによってＭＲＩ画像を再構成し、再構成したＭＲＩ画像を記憶部２５０に格納する。

記憶部２５０は、インタフェース部２１０により受信されたＭＲ信号データや、画像再構成部２４０によって格納されるＭＲＩ画像や、ＭＲＩ装置１において用いられるその他のデータ、プログラム等を記憶する。なお、記憶部２５０は、ＲＡＭとＲＯＭをはじめとする記憶媒体などにより構成され、磁気的もしくは光学的記憶媒体又は半導体メモリなどの、制御部２６０により読み取り可能な記憶媒体を含んだ構成を有し、これらの記憶媒体内のプログラム及びデータの一部又は全部は電子ネットワークを介してダウンロードされるように構成してもよい。

制御部２６０は、上述した各部を制御することによってＭＲＩ装置１を総括的に制御する。例えば、記憶部２５０に格納されたプログラムを実行することで、ＭＲ信号から画像を再構成したり、本実施形態に係る医用画像の位置合わせや、血流動態マップの生成を行ったりする。

図２は、実施形態に係る医用画像処理装置２００の機能構成例を示す機能ブロック図である。図２に示すように、医用画像処理装置２００は、画像記憶部２５１、関心領域設定部２６１、位置合わせ処理部２６３、解析部２６５、表示制御部２６７、入力部２２０、表示部２３０から構成される。そのうち、関心領域設定部２６１、位置合わせ処理部２６３、解析部２６５、表示制御部２６７は記憶部２５０に記憶されたプログラムが制御部２６０により実行されることで実現される機能である。

なお、医用画像処理装置２００は、図１に示すようにＭＲＩ装置１からＭＲ信号データが入力され、画像再構成することで医用画像を取得してもよいし、ＭＲＩ装置１で撮像された医用画像が蓄積される医用画像一元管理システム（ＰＡＣＳ：Picture Archiving and Communication Systems）などから医用画像を取得してもよい。すなわち、医用画像処理装置２００は、ＭＲＩ装置１のコンソールなどに搭載しても良いし、ワークステーションに搭載しても良いし、クラウド型コンピュータに搭載しても良い。

画像記憶部２５１は、複数の時相で撮像された医用画像が記憶される。造影剤などを用いて時系列に造影剤の変化を観察するダイナミック撮像では、複数の時相のそれぞれで医用画像が取得される。

関心領域設定部２６１は、複数の時相で撮像された医用画像のうちの1つに複数の関心領域を設定し、設定した複数の関心領域を他の時相で撮像された医用画像に設定する。関心領域は、腫瘍などの病変が存在すると推測される局所領域に設定されうる。例えば、がんなどの腫瘍は血管が発達しており造影剤等が局在しやすく、腫瘍が存在する領域の信号強度は高くなるため、このような高信号領域に関心領域が設定されうる。関心領域設定部２６１での関心領域の設定方法については後述する。

位置合わせ処理部２６３は、複数の時相間で対応する関心領域ごとに位置合わせを行う。位置合わせ処理部２６３での位置合わせ方法については後述する。

解析部２６５は、複数の時相間で対応する関心領域ごとに画像解析を行う。解析部２６５では、ＴＩＣが生成され、ＴＩＣに基づいて血流動態マップが生成される。血流動態マップとはＴＩＣに基づいて血流動態を解析した結果をマッピングしたものであって、Kinetic Curve Assessmentに基づいてＴＩＣから腫瘍の悪性度等を判定した結果をマッピングしたタイプ別マップや、最大強度を示す時相をマッピングした最大強度時間マップ、最大強度値をマッピングした最大強度値マップなどが含まれる。解析部２６５での血流動態マップの生成方法については後述する。

表示制御部２６７は、複数の時相で撮像された医用画像の少なくともいずれか１つに画像解析の結果を重ね合わせて表示部２３０に表示する。例えば、表示制御部２６７は、解析部２６５で生成される血流動態マップを、ある時相の差分画像に重ねた重畳画像を生成し、表示部２３０に表示する。表示制御部２６７で生成され、表示部２３０に表示される重畳画像については後述する。

以下、実施形態に係る医用画像処理装置２００の動作について乳房のダイナミック撮像を行った場合を例として、フローチャートに基づき説明する。なお、以下では乳房の造影ＭＲＩ（非造影による撮像方法も含む）の例を説明するが、本実施形態に係る医用画像処理装置２００は乳房に限らず、頭部や胸部、腹部など、血流動態に基づいた画像処理により腫瘍等を観察する場合に適用可能である。

図３は、一実施形態に係る医用画像処理装置の動作の一例を示すフローチャートである。

ＳＴ１０１では、ＭＲＩ装置１の撮像部１０においてダイナミック撮像が実施される。ダイナミック撮像では、通常Ｔ１強調画像の撮像が行われる。

ＳＴ１０３では、画像記憶部２５１に、複数の時相で撮像された複数の医用画像が入力される。ダイナミック撮像において各時相で撮像される医用画像は、それぞれ２次元画像データであってもよいし、３次元ボリュームデータであってもよい。

ＳＴ１０５では、表示部２３０に各時相で撮像される医用画像が表示される。表示される医用画像は、例えば、造影前の医用画像と造影後の各時相で撮像された医用画像との差分画像であってもよいし、造影後の各時相のＴ１強調画像であってもよい。

図４は、ダイナミック撮像により取得された医用画像を説明する図である。図４では、左から時相１、時相２・・・時相Ｎで取得された医用画像が例示されている。各時相で撮像された医用画像には、黒丸で高信号領域ＡとＢがそれぞれ示されている。高信号領域Ａ及びＢは各時相で解剖学的部位が対応する領域である。すなわち、同じ解剖学的組織や構造に存在する病変を示している。ダイナミック撮像は、例えば、１分などの撮像間隔で撮像が実施されるため、被検体Ｐの呼吸による影響のみならず、身動きなどによりそれぞれの時相で取得される画像の位置ずれが発生する。そのため、図４に示すように、各時相の高信号領域Ａ及びＢはそれぞれ同じ解剖学的部位であるにもかかわらず、画像上の位置は異なってしまう。なお、図４では高信号領域を丸で示したが、高信号領域の形状は丸に限らず、棒状の場合や、多角形の場合、あるいは、クラスター状に小さな高信号領域が集まった場合などがある。これらの高信号領域は、体内で立体的な形状を持って存在するため、体動などにより位置ずれが起こると、画像上に表示される高信号領域の形状は、解剖学的位置が対応するものであっても時相ごとに様々な形状で表示される場合がある。

図５は、ダイナミック撮像により取得された医用画像の位置ずれを説明する図である。図５は図４に示した時相１と時相Ｎの医用画像を重ね合わせた場合を例示している。時相１の画像を実線で、時相Ｎの画像を破線で示している。また、時相１で観察された高信号領域Ａ及びＢを黒丸で、時相Ｎで観察された高信号領域Ａ及びＢを網掛け丸で示している。時相１と時相Ｎの高信号領域Ａ及びＢは解剖学的位置が対応する領域に観察される高信号領域である。

図５に示すように、時相１と時相Ｎとでは体動などにより位置ずれが生じ、乳房の輪郭のみならず、高信号領域Ａ及びＢの位置も大きくずれている。

このような位置ずれが発生すると、正しいＴＩＣを求めることができない。なぜなら、ＴＩＣは各時相で対応する画素の信号値をグラフ化して得られるからである。したがって、位置ずれが生じた状態で作成したＴＩＣに基づいて腫瘍の悪性度を評価するKinetic Curve Assessmentを行っても、正しい評価を行うことができない。

時相１の医用画像と時相Ｎの医用画像を、画像を回転・平行移動することにより位置合わせを行う剛体位置合わせ（線形位置合わせ）を行った場合でも、一度に両方の高信号領域の位置合わせを行うことはできない。また、画像を変形することで位置合わせを行う非剛体位置合わせ（非線形位置合わせ）を行った場合でも、例えば、２つの画像の特徴点同士の対応関係に基づいて位置合わせを行う方法を用いた場合、特徴点の対応関係が正しく導けない場合は正しい位置合わせが行えない。

そこで、本実施形態に係る医用画像処理装置２００では、高信号領域を囲む所定の局所領域である関心領域に注目し、関心領域ごとに位置合わせを行うことで、正しいＴＩＣに基づく血流動態マップを生成することができる技術を提供するものである。

以下で、関心領域ごとに位置合わせを行い血流動態マップを生成する方法について、図３のフローチャートに戻って説明する。

まず、関心領域の設定方法について説明する。

ＳＴ１０７では、関心領域設定部２６１により、ある特定の時相の医用画像に対して関心領域が設定される。関心領域は高信号領域を所定の範囲で囲んだ領域に設定されうる。関心領域は、ユーザ等がマウス等の入力装置を備えた入力部２２０を介して入力されてもよいし、画像処理により高信号領域を自動で判定して設定されてもよい。

ＳＴ１０９では、関心領域設定部２６１が、ある時相の高信号領域に設定された関心領域と対応する他の時相の高信号領域に関心領域を設定する。他の時相への関心領域の設定は手動であってもよいし、自動であってもよい。例えば、ある時相に設定された関心領域と対応するピクセル範囲を他の時相の関心領域として設定した後、ユーザ等が入力部２２０を介して対応する高信号領域が関心領域内に含まれるように編集することで設定されてもよい。また、画像の類似度や高信号領域以外の特徴点に基づいて、所定の領域内（例えば、位置ずれが起こる最大範囲）に応じて対応する高信号領域を探索し、関心領域を自動で設定できてもよい。このとき、例えば、各時相の高信号領域の中心と関心領域の中心が一致するように関心領域の位置が設定されること、もしくは、各時相において高信号領域の中心と関心領域の中心との相対的位置関係が同じになるように関心領域の位置が設定されることが好ましい。

図６は、実施形態に係る医用画像処理装置２００における関心領域の設定方法を説明する図である。図６は、図４と同様に時相１、時相２・・・時相Ｎで撮像されたダイナミック画像の例を示している。図６では、それぞれの時相に観察される高信号領域Ａ及びＢを中心として所定の領域の矩形状の関心領域が示されている。それぞれの時相に示された高信号領域Ａ及びＢはそれぞれ同じ解剖学的位置を有する。

図６では、時相Ｎの高信号領域Ａに対応する関心領域として関心領域ＡＮに矩形枠が示され、時相Ｎの高信号領域Ｂに対応する関心領域として関心領域ＢＮに矩形枠が示されている（ただし、Ｎは１以上の整数）。

このように関心領域は、例えば、各時相で解剖学的位置が対応する高信号領域を中心とした所定の面積を持った領域として設定される。したがって、時相間で被検体Ｐの動きがあった場合、表示部２３０に表示された関心領域の画像上の位置（例えば、ピクセル位置）も異なってくる。

図６の例では関心領域を矩形枠で示したが、円形やその他の多角形であってもよい。また、関心領域の大きさや形状はユーザ等が自由に設定できてもよい。例えば、関心領域のサイズは上述の乳がんの診断ガイドライン（ＢＩ−ＲＡＤＳ−ＭＲＩ）によれば、３ピクセル以上と規定されている。

本実施形態に係る医用画像処理装置２００では、各時相に設定された解剖学的位置が対応する関心領域は、それぞれ同じ大きさ同じ形状である必要がある。解剖学的位置が対応しない関心領域は、異なる大きさ、異なる形状であってもよい。具体的には、図６の例で、関心領域Ａ１、Ａ２・・・ＡＮ（以下、関心領域Ａセットと呼ぶこととする）、関心領域Ｂ１、Ｂ２・・・ＢＮ（以下、関心領域Ｂセットと呼ぶこととする）のそれぞれの関心領域セットに含まれる関心領域はすべて同じ大きさ、同じ形状である必要があるが、関心領域Ａセットと関心領域Ｂセットの領域は異なる大きさ、異なる形状であってもよい。

上述のように関心領域が設定されたのち、関心領域に注目したＴＩＣに基づく血流動態マップの生成が行われる。

以下、図３のフローチャートに戻ってＴＩＣ及び血流動態マップの生成について説明する。

ＳＴ１１１では、位置合わせ処理部２６３が、複数の関心領域セットごとに位置合わせを行う。位置合わせ処理部２６３では、関心領域セットに含まれるそれぞれの関心領域の画素が対応するように位置合わせが行われる。この位置合わせ処理により、関心領域セットに含まれる各関心領域の画素はそれぞれの時相ごとに整列した状態となる。

ＳＴ１１３では、解析部２６５が関心領域セットごとにＴＩＣを算出する。

ＳＴ１１５では、解析部２６５がＴＩＣに基づいて血流動態マップを生成する。

ＳＴ１１７では、表示生成部２６７が血流動態マップと医用画像を重畳した重畳画像を生成し、表示部２３０に表示する。

図７は、実施形態に係る医用画像処理装置２００における位置合わせの方法を説明する図である。図７には図６で示した各時相の高信号領域Ａに対応する関心領域Ａ１、Ａ２・・・ＡＮを含む関心領域Ａセットが例示されている。図７ではそれぞれの関心領域が３×３の９ピクセルから成る例が示されている。各関心領域に示された数字は画素の番号を示している。

上述のとおり、同じ関心領域セットに含まれる関心領域の大きさや形状は同じである。したがって、例えば、時相１の関心領域Ａ１を基準として、他の関心領域の画素を容易に対応付けることができる。具体的には、時相１の関心領域Ａ１の左上の画素１と時相２の関心領域Ａ２の左上の画素１とを対応付けることができる。同様に、関心領域Ａ１の左上の画素１と時相Ｎの関心領域ＡＮの左上の画素１とを対応付けることができる。このようにして、すべての関心領域について画素を対応付けることができ、各時相の対応する画素を時系列で整列させることができる。ＴＩＣは各画素の信号値を時相ごとにプロットしてグラフ化したものである。位置合わせ処理部２６３により、関心領域セット内の各関心領域の画素が対応付けされることで、正しいグラフを算出することができる。

図８は、実施形態に係る医用画像処理装置２００で生成されるＴＩＣを説明する図である。図８では、図７の関心領域Ａセットの画素１、画素５、及び画素９のＴＩＣの例を示している。図８の例では、時相１から時相３までを早期相と、時相４以降を後期相としてKinetic Curve Assessmentを行う例を示している。

図８中段は、画素５のＴＩＣを示している。画素５のＴＩＣは早期相における立ち上がりが早く、後期相において信号強度の低下が早いことが観察され、組織への流入（Wash In）と組織からの流出（Wash Out）とが早いことが示されている。このようなＴＩＣを示す場合は、乳がんなどの腫瘍であることが推測され、「悪性を強く疑う」と評価される。

なお、ＴＩＣのグラフにおける立ち上がりの速さや遅さは、所定の閾値を超えるかどうかで判断されてもよい。例えば、閾値に対してα％信号値が高い又は傾きが大きいなどの指標により、判断してもよい。

図８下段は、画素９のＴＩＣを示している。画素９のＴＩＣは早期相の立ち上がりは画素５と比較して緩やかで、後期相に至っても持続的に上昇している。このようなＴＩＣは良性の腫瘍に観察されることが多く、「良性」と評価される。

図８上段は、画素１のＴＩＣを示している。画素１のＴＩＣは早期相における立ち上がりが早く、後期相において信号強度が維持され、平坦域となっている。すなわち、後期相の信号強度の推移が、「悪性を強く疑う」と判断された画素５と「良性」と判断された画素９との間を示している。ＴＩＣがこのような形状を示す場合は悪性の可能性があることから、「悪性を疑う」と評価される。

解析部２６５では、ＴＩＣの形状に基づいて上述のような良性・悪性の判定が行われ、血流動態マップが生成される。

図９は、実施形態に係る医用画像処理装置２００で生成される血流動態マップの例を説明する図である。図９では、図８のＴＩＣの良性・悪性の判定に基づいてタイプ別に色を配置したタイプ別マップの例を示している。図９の右下に示すように、「良性」の場合を薄い網掛け、「悪性を疑う」場合を斜線、「悪性を強く疑う」場合を濃い網掛けで示している。図８で説明したとおり、関心領域の画素ごとにＴＩＣが算出され、良性・悪性の判定が行われるため、各画素はいずれかのタイプに判定される。

具体的には、図８において画素１は「悪性を疑う」と判断されたため、対応する左上の画素が斜線で示されている。同様に、画素５は「悪性を強く疑う」と判断されたため、対応する中段の中央の画素は濃い網掛けで示されている。画素９は「良性」と判断されたため、対応する右下の画素は薄い網掛けで示されている。

このように、ＴＩＣに基づいて判定した結果に応じて、各画素を色分けしてタイプ別の血流動態マップが生成される。例えば、「良性」を青、「悪性を疑う」を黄色、「悪性を強く疑う」を赤で表示し、色により視覚的にタイプを観察することができる。

また、図９の例では、画素ごとにタイプを判定する例を示したが、関心領域セットに含まれる各時相の関心領域の画素を平均した平均値に基づいて、１つの関心領域に対して１つのＴＩＣを算出し、タイプを判別してもよい。また、関心領域セットに含まれる各時相の関心領域の画素ごとに判定されたタイプのうち、一番多いタイプを総合的なタイプとして判別してもよい。

図１０は、実施形態に係る医用画像処理装置２００で表示される重畳画像の表示例を説明する図である。図１０は、図９で例示した血流動態マップを医用画像に重ね合わせた重畳画像ＩＭＧ１の例を示している。図１０では、関心領域Ａと関心領域Ｂのそれぞれの血流動態マップが表示されている。それぞれの血流動態マップはテーブルＴ１に示されているように、「良性」、「悪性を疑う」、「悪性を強く疑う」の３つのタイプに画素を色分けして表示された、タイプ別マップである。このように関心領域に血流動態マップを表示することで、関心領域に観察される高信号領域がどのような性質の病変であるか判断することができる。

また、血流動態マップを重ね合わせる医用画像はダイナミック撮像で取得された医用画像のある特定の１時相の差分画像であってもよいし、ある特定の１時相のＴ１強調画像であってもよい。また、ダイナミック撮像以外の撮像プロトコルで取得された医用画像であってもよい。例えば、脂肪抑制画像や、画像ＭＰＧ(motion probing Gradient)パルスと呼ばれる強い強度の傾斜磁場を印加することで、血液などの撮像対象の動きによる位相シフトを強調し、撮像対象の拡散効果を強調した画像である拡散強調画像（ＤＷＩ：diffusion weighted image）、見かけ上の拡散係数（ＡＤＣ：apparent diffusion coefficient）をマッピングした拡散係数マップ画像上に表示してもよい。また、最大値投影法（ＭＩＰ：maximum intensity projection）と呼ばれる３次元画像上や、多断面再構成法（ＭＰＲ：multi planer reconstruction）といった３次元画像から生成された任意断面上に表示してもよい。さらに、非剛体位置合わせ（非線形位置合わせ）により生成された非剛体位置合わせ画像に重ね合わせてもよい。非剛体位置合わせは、医用画像を空間的かつ非線形に変形させる手法により位置合わせを行う方法である。このように血流動態マップを重ね合わせる医用画像を様々に変えることで、高信号領域を様々な見方で観察することが可能となる。

図１１は、実施形態に係る医用画像処理装置２００で生成される血流動態マップのその他の例を説明する図である。図１０では、図９で例示したタイプ別マップが表示される例を示したが、重畳画像に表示する血流動態マップはタイプ別マップに限らない。ＴＩＣからは最大強度時間、最大強度値、半値幅濃度値や平均通過時間など様々な値を算出することができる。したがって、血流動態マップはこれらをマッピングしたものであってもよく、重畳画像にこれらのマップを表示してもよい。

図１１（ａ）は図７で示した関心領域Ａセットの各画素を示す枠に、ＴＩＣから求められる各時相の信号強度値を数値で表示した例を示している。ＴＩＣは各画素によってその変動が異なり、最大強度値を迎える時相も各画素で異なる。図１１（ａ）では、最大強度値となった画素を濃い網掛けで示している。例えば、図１１（ａ）の関心領域Ａセットの時相１から時相Ｎにかけて、中段中央の画素（画素５）の信号強度は順に「１０」、「７０」、「６０」・・・「５０」と変化している。このような信号強度の変化から、信号強度が７０を示す時相２において信号強度が最大を示すことがわかる。同様に、図１１（ａ）において濃い網掛けで示された画素は全時相の中で最大信号強度値を示す画素である。

図１１（ｂ）は図１１（ａ）においてそれぞれの画素が最大信号強度値を示す時相を各画素にマッピングした最大信号強度値マップを医用画像に重ね合わせた重畳画像ＩＭＧ２の例を示している。最大信号強度値マップでは、最大信号強度値を示す時相に対応する色が配色される。例えば、図１１（ａ）の中段中央の画素（画素５）において最大信号強度となる時相は、時相２である。時相２はテーブルＴ２が示すように斜線で示された色が対応する。図１１（ｂ）の関心領域Ａマップの血流動態マップの中段中央の画素（画素５）は斜線が示されている。

さらに、重畳画像に表示される血流動態マップを透明化したり、カラー割り当てを変更したりできてもよい。また、選択したタイプや値に対応する色のみを表示できてもよい。

図１２は、実施形態に係る医用画像処理装置２００で表示される重畳画像のその他の表示例を説明する図である。図１２は、ＤＷＩ画像にタイプ別の血流動態マップを重畳した重畳画像ＩＭＧ３が例示されている。グラフＧ１は関心領域Ｂの血流動態マップのある画素のＴＩＣの最大強度値、その画素のＤＷＩ画像の画素値、及びその画素のＡＤＣの値を示す棒グラフの例を示している。例えば、図１２の重畳画像ＩＭＧ３に矢印で示すように、関心領域Ｂのある画素を入力部２２０などを介して指定すると、その画素に対応する数値がグラフ化されて表示されてもよい。なお、図１２ではグラフが表示される例を示したが、例えば、血流動態マップがタイプ別マップの場合に、選択した画素に対応するタイプを表示してもよい。また、図８で示すように、選択した画素のＴＩＣをグラフで表示してもよい。

このように、重畳画像に表示される血流動態マップはＴＩＣから求められる様々な値を利用することができる。また、血流動態マップは拡散強調画像や３次元画像などの様々な画像に重ね合わせることができ、ユーザはＴＩＣから求められる様々な値と様々な医用画像の表示に基づいて総合的に関心領域の病変の良性・悪性を判断することができる。

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。

１ ＭＲＩ装置
１００ 撮像部
２００ 医用画像処理装置
１１０ 静磁場磁石
１２０ 傾斜磁場コイル
１３０ 送信コイル
１４０ 受信コイル
１５１ 寝台装置
１５２ 天板
１１ 傾斜磁場電源装置
１２ 寝台制御部
１３ 送信部
１４ 受信部
１５ シーケンス制御部
２１０ インタフェース部
２２０ 入力部
２３０ 表示部
２４０ 画像再構成部
２５０ 記憶部
２６０ 制御部
２５１ 画像記憶部
２６１ 関心領域設定部
２６３ 位置合わせ処理部
２６５ 解析部
２６７ 表示制御部

Claims (8)

1. 複数の時相で撮像された医用画像のうちの１つに複数の関心領域を設定し、設定した前記複数の関心領域を他の時相で撮像された医用画像に設定する関心領域設定部と、
   複数の時相間で対応する関心領域ごとに位置合わせを行う位置合わせ処理部と、
   前記複数の時相間で対応する関心領域ごとに画像解析を行う解析部と、
   前記複数の時相で撮像された医用画像の少なくともいずれか１つに前記画像解析の結果を重ね合わせて表示部に表示させる表示制御部と、
   を備えたことを特徴とする医用画像処理装置。
2. 前記解析部は、前記複数の時相間で対応する関心領域の画素が示す信号値に基づいて時間強度曲線を生成し、前記時間強度曲線に基づいて血流動態マップを生成する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の医用画像処理装置。
3. 前記血流動態マップは、前記時間強度曲線に基づいて腫瘍の悪性度を判定した結果をマッピングしたタイプ別マップ、時間強度曲線において最大強度を示す時相をマッピングした最大強度時間マップ、又は、時間強度曲線における最大強度値をマッピングした最大強度値マップのいずれかを含む、
   ことを特徴とする請求項２に記載の医用画像処理装置。
4. 前記解析部は、各時相に設定されたそれぞれの関心領域に含まれる画素を平均した平均値に基づいて前記時間強度曲線を生成する、
   ことを特徴とする請求項２に記載の医用画像処理装置。
5. 前記表示制御部は、前記血流動態マップの透過度の設定、又は前記画像解析の結果に基づいて配色された前記血流動態マップの色情報の設定を変更する、
   ことを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載の医用画像処理装置。
6. 前記表示制御部は、前記血流動態マップ上で指定された画素に対応する前記画像解析の結果を示すグラフを生成する、
   ことを特徴とする請求項２乃至５のいずれか１項に記載の医用画像処理装置。
7. 前記表示制御部は、前記画像解析の結果を差分画像、Ｔ１強調画像、最大値投影画像、拡散強調画像、拡散係数マップ画像、非剛体位置合わせ画像、又は３次元画像の任意断面画像のいずれかに重ね合わせた表示を生成する、
   ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の医用画像処理装置。
8. 複数の時相で医用画像を撮像する撮像部と、
   複数の時相で撮像された医用画像のうちの１つに複数の関心領域を設定し、設定した前記複数の関心領域を他の時相で撮像された医用画像に設定する領域設定部と、
   複数の時相間で対応する関心領域ごとに位置合わせを行う位置合わせ処理部と、
   前記複数の時相間で対応する関心領域ごとに画像解析を行う解析部と、
   前記複数の時相で撮像された医用画像の少なくともいずれか１つに前記画像解析の結果を重ね合わせて表示部に表示させる表示制御部と、
   を備えたことを特徴とするＭＲＩ装置。