JP2016106976A - 磁気共鳴イメージング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＷＷ／ＷＬの微調整の手間を減らす又は不要とするＭＲイメージング装置を提供する。【解決手段】ＭＲイメージング装置の信号処理手段７は、撮像条件を入力する入力手段２２と、撮像条件に依存して予め定められた第１係数及び第２係数を撮像条件毎に分類して格納したテーブルを記憶するテーブル記憶手段２１２と、検出された核磁気共鳴信号をもとに被検体の画像を再構成する再構成手段９０と、再構成された画像と入力された撮像条件とを組み合わせて記憶する画像記憶手段２１１と、再構成された画像の撮像条件に合致する第１係数及び第２係数をテーブルから抽出し、第１係数と再構成された画像上の被検体の平均画素値とを乗算することでウィンドウ幅を算出すると共に第２係数と平均画素値とを乗算することでウィンドウレベルを算出するウィンドウ処理手段１００と、再構成された画像を所定のＷＷ／ＷＬで表示する表示手段２０と、を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、核磁気共鳴現象を利用して被検体の所望部位の断層像を得る磁気共鳴イメージング装置に関し、特に、表示させる画像のウィンドウ幅とウィンドウレベルを自動設定する磁気共鳴イメージング装置に関する。

磁気共鳴イメージング装置（以下、適宜ＭＲイメージング装置という）において、操作者は、撮像により得られた画像を表示する際、必要に応じて、自らが読影し易いウィンドウ幅（Window Width：以下、適宜ＷＷと表記する）とウィンドウレベル（Window Level：以下、適宜ＷＬと表記する）に微調整して画像を表示しているのが現状である。

例えば、ＭＲイメージング装置におけるＴ１強調画像とＴ２強調画像とを比較すると、Ｔ１強調画像はコントラストが低く、Ｔ２強調画像はコントラストが高い。そのため、操作者は、Ｔ１強調の画像を表示するときのＷＷが、Ｔ２強調の画像を表示するときのＷＷよりも小さい値になるように調整して画像のコントラストを高くなるように表示する必要がある。

また、例えば、同じＴ１強調画像でも、３Ｄ撮像により得られたものは２Ｄ撮像により得られたものと比べ、撮像条件である繰り返し時間ＴＲ（repetition time）が短いために、Ｔ１強調のコントラストが一般的に高い。そのため、撮像した画像のコントラストが高ければ、操作者は、画像を表示する際にＷＷを大きな値にすることでコントラストを読影し易いものにして表示する必要がある。このように、撮像した画像のコントラストに依存してＷＷの適切な値は異なるため手動での調整が必要とされている。

また、ＭＲイメージング装置の操作者である病院の技師や医師は、画像を診断に用いるために、画像の被検体でない背景ノイズの部分は表示されないことを望んでいる。そのため、この場合には、操作者は、画像の背景を除いた被検体の画素だけが表示されるようにＷＬを手動調整する必要がある。

従来、ＷＬとＷＷ（以下、適宜ＷＷ／ＷＬと表記する）を自動設定する技術が知られている（特許文献１、２参照）。特許文献１に記載の画像表示装置は、画像データの画素値のヒストグラムを作成し、このヒストグラムの度数（縦軸）が予め定めた閾値以上の画素数となるような画素値（横軸）の最小値から最大値までの幅をＷＷとして決定している。

特許文献２に記載のＭＲＩ装置は、マルチスライス撮影等で得られる各画像の画素値がそのスライス間で連続性をもつことを前提として、複数の画像のＷＷ／ＷＬがスライス位置に対して連続的に変化するように一括設定する。
なお、操作者が手動でＷＷ／ＷＬを設定する際に、背景ノイズを日立たないように暗く表示するようにＷＷ／ＷＬを設定する技術が特許文献３に記載されている。

特開昭６３−８４５２６号公報 特開２００４−５７３８９号公報 特開２０１３−１６５８５５号公報

しかしながら、特許文献１に記載の装置は、画素値のヒストグラムを作成するが、各画素値についての度数（画素数）の分布は、表示すべき画像のコントラストの種類によって異なっている。また、特許文献１に記載の装置は、単にヒストグラムの横軸の幅からＷＷを求めるものであり、操作者にとって読影し易いようなＷＷの値を求めることができなかった。ディスプレイに表示させる画像がＴ１強調画像なのかＴ２強調画像なのかなどのコントラストの種類を考慮しなければ、読影し易いＷＷの値が求められるものではない。

また、図７の左側に一例を示すＴ１強調画像と、図７の右側に一例を示すＴ２強調画像とは、白く表示される組織や黒く表示される組織の種類が異なるので、それら２つの画像のコントラストは、見た目が全く異なったものとなっている。通常、例えばＴ１強調画像ならば、各組織（例えば、白質と灰白質）のＴ１値の違いが、画像の濃淡の違いとして読影し易いように、医師などの操作者がＷＷ／ＷＬを調整している。これら２つの画像を１つの画面に並べて表示する場合もある。したがって、このような様々なコントラストの画像へのＷＷ／ＷＬの設定には、特許文献１に記載の装置では対応できない問題がある。なお、特許文献２，３に記載の装置では、画像のコントラストの違いによるＷＷ／ＷＬの設定が考慮されていない。

そこで本発明は、前記問題点に鑑みてなされたものであり、ＷＷ／ＷＬの微調整の手間を減らす、または不要とすることができる磁気共鳴イメージング装置を提供することを課題とする。

前記課題を解決するため、本発明に係る磁気共鳴イメージング装置は、所定の撮像条件で被検体に核磁気共鳴信号を発生させると共に当該核磁気共鳴信号を検出する撮像手段と、前記撮像手段を制御する制御部と、前記検出された核磁気共鳴信号に所定の信号処理を施して前記被検体の画像を表示する信号処理部と、を備えた磁気共鳴イメージング装置であって、前記信号処理部は、撮像条件を入力する入力手段と、撮像条件に依存して予め定められた第１係数及び第２係数を撮像条件毎に分類して格納したテーブルを記憶するテーブル記憶手段と、前記検出された核磁気共鳴信号をもとに前記被検体の画像を再構成する再構成手段と、前記再構成された画像と前記入力された撮像条件とを組み合わせて記憶する画像記憶手段と、前記再構成された画像の撮像条件に合致する第１係数及び第２係数を前記テーブルから抽出し、抽出した第１係数と前記再構成された画像上の被検体の平均画素値とを乗算することでウィンドウ幅を算出すると共に前記抽出した第２係数と前記平均画素値とを乗算することでウィンドウレベルを算出するウィンドウ処理手段と、再構成された画像を所定のウィンドウ幅及びウィンドウレベルで表示する表示手段と、を備えることを特徴とする。

かかる構成によれば、磁気共鳴イメージング装置は、第１係数及び第２係数を撮像条件毎に分類して格納したテーブルを記憶しており、表示しようとする再構成された画像に対して、この画像の撮像条件に合致する第１係数及び第２係数をテーブルから抽出し、この抽出した値を用いてウィンドウ幅及びウィンドウレベルを算出する。これにより、ウィンドウ幅及びウィンドウレベルの微調整の手間を減らす、または不要とすることができる。また、第１係数及び第２係数は、撮像条件に依存して予め定められているので、様々なコントラストの画像についてのウィンドウ幅及びウィンドウレベルの設定に対応することができる。したがって、磁気共鳴イメージング装置は、ディスプレイに表示させる画像がＴ１強調画像なのかＴ２強調画像なのかなどのコントラストの種類を撮像条件として考慮しており、読影し易いＷＷ／ＷＬの値を求めることができる。

また、本発明に係る磁気共鳴イメージング装置は、前記ウィンドウ処理手段が、前記再構成された画像に応じて所定の閾値を算出する閾値算出手段と、前記再構成された画像の各画素値と前記閾値とを比較して前記閾値以上となる全ての画素値を平均することで前記平均画素値を算出する平均画素値算出手段と、を備えることが好ましい。

かかる構成によれば、磁気共鳴イメージング装置において、再構成された画像上の被検体の平均画素値を容易に算出することができる。

また、本発明に係る磁気共鳴イメージング装置は、前記閾値算出手段が、前記再構成された画像を縮小する画像縮小手段と、前記縮小画像の最大画素値を求める最大画素値算出手段と、前記最大画素値に予め定められた係数を乗算することで前記閾値を求める乗算手段と、を備えることが好ましい。

かかる構成によれば、磁気共鳴イメージング装置において、再構成された画像を縮小した画像は、画像が粗くなって各画素の画素値が平均化されるので、画素値が極端に高い画素を低減することができる。つまり、縮小前の画像において、局所的に大きな画素値を取る領域があった場合でも、この縮小した画像は、縮小によりその領域を無視できるような平滑化された分布の画像になり易くなる。したがって、縮小した画像の各画素の画素値に基づいて算出した、画素値についての閾値を用いれば、縮小前の画像において局所的に大きな画素値を取る領域の有無に拘わらずに安定して、縮小前の再構成された画像において、被検体の部分と背景ノイズの部分とを切り分けるときの画素値についての閾値精度を高めることができる。

また、本発明に係る磁気共鳴イメージング装置は、前記信号処理部が、前記テーブル記憶手段に、前記第１係数及び第２係数の固定値を予め格納したプリセットテーブルと、所定の演算により算出された第１係数及び第２係数を格納する学習テーブルとを記憶し、前記ウィンドウ処理手段が、自動設定に用いるテーブルとして前記プリセットテーブルと前記学習テーブルのいずれかを受け付けるテーブル受付手段と、前記再構成された画像を前記表示手段に表示したときにウィンドウ幅及びウィンドウレベルの設定値の手動による変更を受け付けて前記表示手段に表示した画像に反映する手動設定受付手段と、前記設定値の手動による変更を受け付ける度にウィンドウ幅及びウィンドウレベルの変更された値を検出し、この検出値を前記平均画素値で除算することで第１係数及び第２係数を順次算出する係数算出手段と、前記算出された第１係数及び第２係数を撮像条件毎に分類して蓄積する係数蓄積手段と、前記撮像条件毎に分類して蓄積された第１係数及び第２係数のうち最新のものから予め定められた所定回数分までの平均値を前記学習テーブルに格納するテーブル作成手段と、を備え、前記テーブル受付手段で受け付けたテーブルから、前記再構成された画像の撮像条件に合致する第１係数及び第２係数を抽出してウィンドウ幅及びウィンドウレベルを算出することが好ましい。

これによれば、操作者は、ウィンドウ幅及びウィンドウレベルを算出するための自動設定に用いるテーブルとして、プリセットテーブルと学習テーブルのいずれかを選択することができる。学習テーブルを選択した場合、操作者の好みを反映して学習したウィンドウ幅及びウィンドウレベルで画像を表示することができる。

本発明によれば、ウィンドウ幅及びウィンドウレベルの微調整の手間を減らす、または不要とすることができる。

本発明の実施形態に係るＭＲイメージング装置の構成を模式的に示すブロック図である。 図１の信号処理部の構成例を示す模式図である。 図１の信号処理部に記憶されるテーブルの一例である。 本発明の実施形態に係るＭＲイメージング装置の処理の流れを示すフローチャートである。 図１の信号処理部の他の構成例を示す模式図である。 図５の信号処理部の処理の流れを示すフローチャートである。 表示画像の一例である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置であるＭＲイメージング装置について詳細に説明する。

（第１実施形態）
図１は、本発明の実施形態に係るＭＲイメージング装置の構成の一例を模式的に示すブロック図である。ＭＲイメージング装置１は、核磁気共鳴現象（ＮＭＲ現象）を利用して被検体Ｐの断層画像を得るもので、静磁場発生系２と、傾斜磁場発生系３と、送信系４と、受信系５と、制御部６と、信号処理部７とを備えている。

静磁場発生系２は、被検体Ｐに静磁場を与えるものであり、静磁場発生部８を備えている。静磁場発生部８は、被検体Ｐの周りにその体軸方向または体軸と直交する方向に強く均一な静磁場を発生させるものであり、被検体Ｐの周りのある広がりをもった空間に配置された磁石からなる。この磁石は、例えば永久磁石、または常電導方式の磁石あるいは超電導方式の磁石である。ここで、静磁場発生部８が常電導方式あるいは超電導方式の磁石の場合、静磁場発生系２は、静磁場発生部８に電源を供給する静磁場電源を備える。

傾斜磁場発生系３は、被検体Ｐに傾斜磁場を与えるものであり、傾斜磁場コイル１０と、傾斜磁場電源１１とを備えている。傾斜磁場コイル１０は、Ｘ、Ｙ、Ｚの三軸方向（周波数エンコード方向、位相エンコード方向及びスライス方向）に巻かれており、それぞれのコイルは傾斜磁場電源１１に接続されている。

傾斜磁場電源１１は、制御部６からの命令に従って傾斜磁場コイル１０を駆動するものである。これにより、傾斜磁場コイル１０は、Ｘ、Ｙ、Ｚの三軸方向の傾斜磁場Ｇｘ、Ｇｙ、Ｇｚを被検体Ｐに印加するようになっている。傾斜磁場Ｇｘ、Ｇｙ、Ｇｚを用い、スライス方向傾斜磁場、位相エンコード方向傾斜磁場、周波数エンコード方向傾斜磁場を印加する。スライス方向傾斜磁場の加え方により、被検体Ｐに対するスライス面を設定することができる。また、周波数エンコード方向の傾斜磁場及び位相エンコード方向の傾斜磁場によりＮＭＲ信号に空間的位置情報を付与することができる。

送信系４は、被検体Ｐの生体組織を構成する原子の原子核に核磁気共鳴（ＮＭＲ）を起こさせる高周波パルスを照射するものであり、高周波発生器１２と、変調器１３と、高周波アンプ１４と、送信側高周波コイル１５ａとを備えている。

高周波発生器１２は、高周波パルスを発生する。変調器１３は、高周波発生器１２から出力された高周波パルスを制御部６の命令に従って変調する。高周波アンプ１４は、変調された高周波パルスを増幅する。送信側高周波コイル１５ａは、被検体Ｐに近接して配置されており、増幅された高周波パルス（電磁波）を被検体Ｐに照射する。

受信系５は、被検体Ｐの生体組織の原子核の磁気共鳴により放出されるエコー信号（ＮＭＲ信号）を検出するものであり、受信側高周波コイル１５ｂと、増幅器１６と、Ａ／Ｄ変換器１７と、検波器１８とを備えている。

受信側高周波コイル１５ｂは、被検体Ｐに近接して配置されており、送信側高周波コイル１５ａから照射された電磁波である高周波パルスによる被検体Ｐからの応答の電磁波であるＮＭＲ信号を検出する。増幅器１６は、検出されたＮＭＲ信号を増幅する。Ａ／Ｄ変換器１７は、増幅されたＮＭＲ信号をデジタル信号に変換する。検波器１８は、送信系４の高周波発生器１２と接続されており、デジタル変換されたＮＭＲ信号を直交位相検波し、制御部６からの命令によるタイミングでリサンプリングした二系列の収集データとする。この二系列の収集データの信号は、制御部６から信号処理部７に送られるようになっている。

上記傾斜磁場発生系３の傾斜磁場コイル１０と、送信系４の送信側高周波コイル１５ａと、受信系５の受信側高周波コイル１５ｂとは、静磁場発生系２の静磁場発生部８の発生する静磁場の磁場空間内に設置されており、本発明における撮像手段９を構成している。
撮像手段９は、所定の撮像条件で被検体Ｐに核磁気共鳴信号（ＮＭＲ信号）を発生させると共に当該核磁気共鳴信号を検出する。

制御部６は、撮像手段９を制御するものであり、ＣＰＵ（Central Processing Unit）の制御で動作する。制御部６は、高周波パルスと傾斜磁場を所定のパルスシーケンス（pulse sequence）で繰り返し印加してＮＭＲ信号を計測データとして収集する。この制御部６は、被検体Ｐの断層画像のデータ収集に必要な種々の命令を送信系４、傾斜磁場発生系３、あるいは受信系５に送り、所定のパルスシーケンスで傾斜磁場及び高周波パルスを発生させるとともにＮＭＲ信号を検出し、所定のＮＭＲ信号が収集されるようにする。

信号処理部７は、検出されたＮＭＲ信号に所定の信号処理を施して被検体Ｐの画像を表示するものであり、計算機１９と、ディスプレイ２０と、記憶部２１と、入力デバイス２２とを備えている。この信号処理部７の構成例を図２に示す。

計算機１９は、例えば、一般的なコンピュータで実現することができ、ＣＰＵと、ＲＡＭ（Random Access Memory）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）と、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）と、入力／出力インタフェースとを含んで構成されている。
計算機１９は、受信系５で検出したＮＭＲ信号を用いてフーリエ変換、画像再構成等の処理を行い画像化してディスプレイ２０に表示するようになっている。

ディスプレイ（表示手段）２０は、再構成された画像である断層像を表示するものであり、再構成された画像を所定のウィンドウ幅（以下、単にＷＷと表記する）及びウィンドウレベル（以下、単にＷＬと表記する）で表示する。このディスプレイ２０は、例えば、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）、ＰＤＰ（Plasma Display Panel）、ＥＬ（Electronic Luminescence）等から構成される。再構成された画像は記憶部２１に記憶されている。

記憶部（記憶手段）２１は、断層像等の画像データや各種データを記憶するものであり、例えば磁気ディスク、光ディスク、一般的な画像メモリ等から構成される。図２に一例を示す記憶部２１は、画像記憶手段２１１と、テーブル記憶手段２１２とを備えている。
画像記憶手段２１１は、再構成された画像と入力された撮像条件とを組み合わせて記憶する。この撮像条件は、入力デバイス２２で入力される。

入力デバイス（入力手段）２２は、信号処理部７で行う処理や撮像条件など制御情報を入力するものであり、例えばキーボードやマウスあるいはタッチパネルと、条件設定に必要なＧＵＩ（Graphical User Interface）を表示する表示部などを備えている。この入力デバイス２２を介して設定される撮像条件として、パルスシーケンスの選択や条件が含まれる。

テーブル記憶手段２１２は、所定の第１係数及び第２係数を撮像条件毎に分類して格納したテーブルを記憶するものである。ここで、第１係数及び第２係数は、撮像条件に依存して予め定められたものである。このテーブルの一例を図３に示す。図３に示すように、パルスシーケンスの種別によって、撮像条件として用いる個々の撮像パラメータは異なっている。

シーケンスＡは、例えばスピンエコー法のパルスシーケンスであって、撮像パラメータとして繰り返し時間ＴＲとエコーの時間ＴＥ（echo time）の条件の分類毎に、第１係数Ａ及び第２係数Ｂの値が準備されている。すなわち、ここでは、ＴＲの値が所定範囲内か、その範囲の下限以下か、その範囲の上限より長いか、かつ、ＴＥの値が短いか長いかに応じて、第１係数Ａ及び第２係数Ｂのペアが６組だけ準備されている。

シーケンスＢは、例えばグラジェントエコー法のパルスシーケンスであって、撮像パラメータとしてＴＲとＴＥに加えてフリップ角ＦＡ（flip angle）の条件の分類毎に、第１係数Ａ及び第２係数Ｂの値が準備されている。すなわち、ここでは、ＴＲの値が短いか長いか、かつ、ＴＲが短い場合にＦＡが小さいか大きいか、かつ、ＴＥの値が短いか長いかに応じて、第１係数Ａ及び第２係数Ｂのペアが６組だけ準備されている。

シーケンスＣは、例えば拡散強調法のパルスシーケンスであって、撮像パラメータとしてＴＥと、拡散度合を示すｂファクタ（b value）の条件の分類毎に、第１係数Ａ及び第２係数Ｂの値が準備されている。すなわち、ここでは、ｂファクタの値が小さいか大きいか、かつ、ＴＥの値が短いか長いかに応じて、第１係数Ａ及び第２係数Ｂのペアが４組だけ準備されている。

図３に示す例では、ＴＥの値が短いか長いかの条件は、シーケンスＡ、シーケンスＢ、シーケンスＣに共通のものとした。ここで、ＴＥ＜５０ｍｓの条件範囲は、比較的コントラストが低いＴ１強調画像に適したものであり、５０ｍｓ≦ＴＥの条件範囲は、比較的コントラストが高いＴ２強調画像に適したものである。

撮像条件の条件範囲毎に定める第１係数Ａ及び第２係数Ｂは、所望のコントラストとして表示されるように、且つ、画像の背景ノイズが暗く目立たないように予め定めた値の一例である。ここで、画像の平均画素値をＭ、画像の背景ノイズの値をＮ_Bとすると、第１係数Ａ、第２係数Ｂを次の式（１）を満たすようにそれぞれ設定しておくと、画像の背景ノイズが暗く目立たなくなるので、そのように設定した。なお、画像の背景ノイズＮ_Bの値は、事前に被検体を実際に撮像して、背景の画素値がどのくらいになるのかを求めた経験値である。

（Ｂ−Ａ／２）×Ｍ≧ Ｎ_B … 式（１）

図２に戻って、説明を続ける。ここでは、計算機１９は、図２に示すように、再構成手段９０と、ウィンドウ処理手段１００と、を備えている。再構成手段９０は、撮像手段９により検出されたＮＭＲ信号をもとに、従来公知の一般的な手法で被検体の画像を再構成する。再構成された画像としては、例えば、２５６ピクセル×２５６ピクセルや５１２ピクセル×５１２ピクセルといった大きさの画像が得られている。この再構成された画像は、その撮像条件と共に画像記憶手段２１１に格納される。

ウィンドウ処理手段１００は、再構成された画像の撮像条件に合致する第１係数及び第２係数をテーブルから抽出し、この抽出した値を用いて、再構成された画像のウィンドウ幅（以下、単にＷＷと表記する）及びウィンドウレベル（以下、単にＷＬと表記する）を算出するものである。なお、ＷＷ及びＷＬを、ＷＷ／ＷＬと表記する場合もある。

このウィンドウ処理手段１００は、テーブルから抽出した第１係数Ａを、再構成された画像上の被検体の平均画素値に対して乗算することでＷＷを算出する。また、ウィンドウ処理手段１００は、テーブルから抽出した第２係数Ｂを、再構成された画像上の被検体の平均画素値に対して乗算することでＷＬを算出する。すなわち、ウィンドウ処理手段１００は、平均画素値をＭとすると、次の式（２）及び式（３）を演算する。

ＷＷ＝Ａ×Ｍ … 式（２）
ＷＬ＝Ｂ×Ｍ … 式（３）

本実施形態では、ウィンドウ処理手段１００は、図２に示すように、閾値算出手段１１０と、平均画素値算出手段１２０と、を備えることとした。
閾値算出手段１１０は、再構成された画像に応じて所定の閾値を算出するものである。ここでは、閾値算出手段１１０は、画像縮小手段１１１と、最大画素値算出手段１１２と、乗算手段１１３と、を備えることとした。

画像縮小手段１１１は、再構成手段９０で再構成された画像を縮小するものである。
画像縮小手段１１１は、画像記憶手段２１１に格納されている再構成された画像（元画像）を、メモリ上で予め定められた大きさ（ｎ×ｍマトリックス）の画像に縮小する。ここで、ｎやｍは、マトリックスの縦や横に配列されるピクセル数を表す。ｎ×ｍの具体例としては、６×６、６×８、８×８、８×１０又は１０×１０などを挙げることができる。画像縮小手段１１１が作成する縮小画像は、元画像よりも粗い画像となる。

最大画素値算出手段１１２は、縮小画像の最大画素値を求めるものである。
最大画素値算出手段１１２は、例えば、メモリ上で縮小画像の大きさが６ピクセル×６ピクセルであれば、合計３６個の画素値の中で値が最も大きい画素値を求める。例えば、元画像が２５６ピクセル×２５６ピクセルであったものが、６ピクセル×６ピクセルに縮小されたとしたら、縮小画像は、元画像よりも非常に粗い画像となるが、元画像に含まれるノイズ部分を除いて、被写体画像の領域だけの信号値の平均値を求めるには都合がよい。なお、画素値が例えば輝度値の場合、画像の黒い領域ほど画素値が小さくなる。

乗算手段１１３は、最大画素値に予め定められた係数を乗算することで閾値を求めるものである。すなわち、乗算手段１１３は、最大画素値をＭａｘ、予め定められた係数をＣとすると、次の式（４）により閾値Ｔｈを求める。

Ｔｈ＝Ｍａｘ×Ｃ … 式（４）

ここで、係数Ｃは、０＜Ｃ＜１を満たし、例えばＣ＝０．５とすることができる。なお、本実施形態において、閾値Ｔｈは、再構成された画像（縮小前の画像）において、被写体領域（被検体Ｐのデータ）と背景領域（空気のデータ）とを切り分けるための値としている。したがって、予め定められた係数Ｃとしては、被写体領域と背景領域とを切り分けることが可能であれば、０．５に限らない。

平均画素値算出手段１２０は、再構成された画像の各画素値と閾値Ｔｈとを比較して閾値以上となる全ての画素値を平均することで平均画素値Ｍを算出するものである。この平均画素値算出手段１２０は、画像記憶手段２１１に格納されている再構成された画像（元画像）において、閾値Ｔｈ以上の画素値を持つ全ての画素の画素値を合計し、その合計値を画素数で割ることで平均画素値Ｍを求める。なお、閾値Ｔｈは、縮小画像の最大画素値Ｍａｘに基づいて算出されているので、元画像に含まれる局所的に大きな画素値を取る領域の影響が低減された分だけ被写体領域の信号値の平均値をより正確に求めることができる。

このようにウィンドウ処理手段１００は、再構成された画像の撮像条件に合致する第１係数Ａ、第２係数Ｂをテーブルから抽出し、これら抽出した値と、平均画素値算出手段１２０で算出した平均画素値Ｍとを用いて前記式（２）及び式（３）を演算することで、ＷＷ及びＷＬを算出する。

次に、ＭＲイメージング装置１の処理の流れを主に信号処理部７の処理を中心として図４を参照（適宜、図１乃至図３参照）して説明する。まず、操作者は、入力デバイス２２により、ＭＲイメージング装置１に撮像条件を入力する。これにより、ＭＲイメージング装置１の信号処理部７は、パルスシーケンス、ＴＲ、ＴＥ、ＦＡ、ｂファクタなどの撮像条件を設定する（ステップＳ１０１）。そして、ＭＲイメージング装置１は、制御部６の制御の下、撮像手段９によって、ステップＳ１０１で入力された撮像条件に従い撮像を行う（ステップＳ１０２）。

続いて、信号処理部７は、再構成手段９０によって、ステップＳ１０２の撮像で得られた信号を用いて画像再構成する（ステップＳ１０３）。そして、信号処理部７は、ステップＳ１０１で入力された撮像条件を付帯情報として、ステップＳ１０３で再構成された画像と撮像条件を組み合わせてメモリに保存する（ステップＳ１０４）。

次に、ウィンドウ処理手段１００の閾値算出手段１１０において、画像縮小手段１１１は、ステップＳ１０４で得られた再構成画像を、ｎ×ｍマトリックスの画像に縮小し、最大画素値算出手段１１２は、ｎ×ｍのマトリックスの画素値の中の最大の画素値Ｍａｘを求める（ステップＳ１０５）。そして、閾値算出手段１１０の乗算手段１１３は、予め定めておいた係数Ｃと、ステップＳ１０５で求めた最大画素値Ｍａｘから、再構成画像の中の画素が、背景の空気の領域データなのか被検者のデータであるかを切り分ける閾値Ｔｈを前記式（４）で算出する（ステップＳ１０６）。

続いて、ウィンドウ処理手段１００の平均画素値算出手段１２０は、ステップＳ１０４で得られた再構成画像において、ステップＳ１０６で得られた閾値Ｔｈ以上の画素値を持つ全ての画素の画素値を合計し、その合計値を画素数で割り、平均値（平均画素値Ｍ）を求める（ステップＳ１０７）。

一方、ウィンドウ処理手段１００は、撮像条件に依存して予め定められた係数ＡとＢを格納したテーブルの中から、ステップＳ１０４で得られた再構成画像の付帯情報の撮像条件のパルスシーケンス、ＴＲ、ＴＥ、ＦＡ、ｂファクタなどに該当する係数ＡとＢを抽出する（ステップＳ１０８）。

そして、ウィンドウ処理手段１００は、ステップＳ１０７で得られた平均値ＭとステップＳ１０８で得られた係数Ａ、Ｂより、ＷＷとＷＬを前記式（２）及び式（３）で算出する（ステップＳ１０９）。そして、信号処理部７は、ステップＳ１０９で得られたＷＷとＷＬを用いて、ステップＳ１０４で得られた再構成画像をディスプレイ２０に表示する。（ステップＳ１１０）。

以上説明したように、第１実施形態に係るＭＲイメージング装置は、撮像条件に依存して予め定められた第１係数Ａ及び第２係数Ｂを撮像条件毎に有しており、表示画像の撮像条件に合致する係数を用いてＷＷとＷＬを算出する。したがって、ＷＷとＷＬの微調整の手間を減らす、または不要とすることができる。

（第２実施形態）
第２実施形態に係るＭＲイメージング装置は、信号処理部にオプションとして学習機能を追加した点が第１実施形態と相違するので、第１実施形態と同じ構成には同じ符号を付して適宜説明を省略する。

図５は、信号処理部にＷＷとＷＬの自動設定のオプションとして学習機能を追加した場合の構成例を示す模式図である。
信号処理部７Ａにおいて、テーブル記憶手段２１２Ａには、プリセットテーブルＴ１と、学習テーブルＴ２とが記憶される。ここで、プリセットテーブルＴ１は、第１係数Ａ及び第２係数Ｂの固定値を予め格納したテーブルである。プリセットテーブルＴ１に格納された第１係数及び第２係数は、第１実施形態と同様に、撮像条件に依存して予め定められたものである。

学習テーブルＴ２は、計算機１９において所定の演算により算出された第１係数Ａ及び第２係数Ｂを格納するテーブルである。学習テーブルＴ２に格納される第１係数Ａ及び第２係数Ｂは、操作者によるＷＷとＷＬの変更を学習して設定されるものである。学習テーブルＴ２は、例えば操作者（個人）毎に設けられる。

信号処理部７Ａにおいて、ウィンドウ処理手段１００Ａは、閾値算出手段１１０と平均画素値算出手段１２０を備えると共に、学習機能を実現するために、テーブル受付手段１３０と、手動設定受付手段１４０と、係数算出手段１５０と、係数蓄積手段１６０と、テーブル作成手段１７０と、を備えている。

テーブル受付手段１３０は、ＷＷとＷＬの自動設定に用いるテーブルとしてプリセットテーブルＴ１と学習テーブルＴ２のいずれかを受け付けるものである。操作者は、例えば、入力デバイス２２のマウスを操作して、ＧＵＩで表示された２つのテーブルのチェックボックスのいずれかをクリックして選択する。これにより、テーブル受付手段１３０は、再構成された画像の撮像条件に合致する第１係数及び第２係数を抽出するためのテーブルとして、プリセットテーブルＴ１又は学習テーブルＴ２を設定する。

手動設定受付手段１４０は、再構成された画像をディスプレイ２０に表示したときにＷＷとＷＬの設定値の手動による変更を受け付けてディスプレイ２０に表示した画像に反映するものである。この手動設定受付手段１４０は、ＷＷとＷＬを自由に変更できる一般的な従来技術の構成である。手動設定受付手段１４０によれば、操作者は、例えば、ディスプレイ２０に被検体の画像をメイン表示させながら、入力デバイス２２のマウスを操作して、ＷＷとＷＬを変更するためＧＵＩ表示されたカーソルやスライダー等を操作して好みのコントラストに調整することができる。

なお、ディスプレイ２０に被検体の画像を表示させた当初でＷＷとＷＬの変更前には、プリセットテーブルＴ１を用いて第１実施形態で説明したように当該画像の撮像条件に応じて決まっているＷＷとＷＬにて画像を表示する。

係数算出手段１５０は、設定値の手動による変更を受け付ける度にＷＷとＷＬの変更された値を検出し、この検出値を平均画素値Ｍで除算することで第１係数Ａ及び第２係数Ｂを順次算出するものである。この係数算出手段１５０は、次の式（５）に示すように、所定のタイミングで検出したＷＷを、再構成された画像上の被検体の平均画素値Ｍで除算することで第１係数Ａを算出する。また、係数算出手段１５０は、次の式（６）に示すように、所定のタイミングで検出したＷＬを、再構成された画像上の被検体の平均画素値Ｍで除算することで第２係数Ｂを算出する。

Ａ＝ＷＷ／Ｍ … 式（５）
Ｂ＝ＷＬ／Ｍ … 式（６）

係数蓄積手段１６０は、算出された第１係数Ａ及び第２係数Ｂを撮像条件毎に分類して蓄積するものである。係数蓄積手段１６０は、係数算出手段１５０がＷＷとＷＬの変更を検出したときにディスプレイ２０に表示されている画像について、その撮像条件を画像記憶手段２１１から抽出して、撮像条件の条件範囲を判定して、該当する条件範囲に対応付けて算出された第１係数Ａ及び第２係数Ｂをメモリに保存する。ここで、撮像条件の条件範囲は、図３に一例を示すようなプリセットテーブルＴ１の条件範囲と同じものとする。

テーブル作成手段１７０は、撮像条件毎に分類して蓄積された第１係数Ａ及び第２係数Ｂのうち最新のものから予め定められた所定回数分までの平均値を学習テーブルＴ２に格納するものである。この所定回数（学習回数）は特に限定されないが、ここでは例えば１０回であるものとして説明する。このテーブル作成手段１７０は、撮像条件の条件範囲毎にメモリに蓄積された第１係数Ａ及び第２係数Ｂが１０回分に満たない場合、それまで蓄積されている係数で平均値を求める。なお、撮像条件の条件範囲毎にメモリに蓄積された第１係数Ａ及び第２係数Ｂが１０回分を超えた場合、係数蓄積手段１６０はメモリ上で最も古いものから順に消去して常に１０回分の係数が蓄積されるようにしてもよい。

次に、第２実施形態に係るＭＲイメージング装置１の信号処理部７Ａの処理の流れについて図６を参照（適宜、図４及び図５参照）して２段階で説明する。
第１段階では、信号処理部７Ａは、プリセットテーブルＴ１を用いて当初のＷＷとＷＬでディスプレイ２０に被検体の画像を表示させているものとする。そして、操作者は、表示されている画像のＷＷとＷＬをマウスなどの操作により手動で好みのＷＷとＷＬに変更する。これにより、信号処理部７Ａにおいて、ウィンドウ処理手段１００Ａの手動設定受付手段１４０は、ＷＷとＷＬの設定値の手動による変更を受け付けてディスプレイ２０に表示した画像に反映する（ステップＳ２０１）。微調整を繰り返すことにより、ディスプレイ２０にその時点で表示されている被検体の画像のコントラストが操作者の好み通りのものとなると、操作者は、ＷＷとＷＬの設定の変更をやめて被検体の画像を観察することになる。

一方、ウィンドウ処理手段１００Ａの係数算出手段１５０は、ＷＷとＷＬの値が所定時間にわたって変化しないと判定すると、その時点のＷＷとＷＬの値を変更値として検出し、前記式（５）及び式（６）により、第１係数Ａ及び第２係数Ｂを算出する（ステップＳ２０２）。そして、操作者が、再び、表示されている画像のＷＷとＷＬを好みのＷＷとＷＬに変更する操作をすると、係数算出手段１５０は、再び、第１係数Ａ及び第２係数Ｂを算出することになる。

この繰り返しにより、係数蓄積手段１６０は、学習テーブルＴ２の撮像条件の範囲区分毎に、ステップＳ２０２で求めた、最新の１０回分のＡとＢの値をメモリに保存する（ステップＳ２０３）。
そして、テーブル作成手段１７０は、学習テーブルＴ２の撮像条件の範囲区分毎に、ステップＳ２０３で保存した、最新の１０回分のＡと平均値Ａｍを算出すると共に、最新の１０回分のＢの平均値Ｂｍを算出する（ステップＳ２０４）。
さらに、テーブル作成手段１７０は、その時点で学習テーブルＴ２の撮像条件の範囲区分毎に持っているＡとＢを、ステップＳ２０４で求めた平均値ＡｍとＢｍで置き換えることで、ＡとＢを更新する（ステップＳ２０５）。このようにステップＳ２０５でＡとＢを最新の１０回分の平均値としたことで、学習テーブルＴ２の撮像条件の範囲区分毎に持っているＡとＢは、１０回分の学習を反映させて更新した値となる。つまり、更新した学習テーブルＴ２となる。

第２段階では、信号処理部７Ａは、プリセットテーブルＴ１又は学習テーブルＴ２を用いて当初のＷＷとＷＬでディスプレイ２０に被検体の画像を表示させるものとする。
このために、操作者は、ＷＷとＷＬの自動設定に用いるテーブルについて、入力デバイス２２により、プリセットテーブルＴ１又は学習テーブルＴ２を予め選択しておく。例えば、プリセットテーブルＴ１が選択されていれば、ウィンドウ処理手段１００Ａは、図４に示した処理を実行することになる。

一方、学習テーブルＴ２が選択されていれば、操作者がディスプレイ２０に被検体の画像を表示させる操作をしたとき、第２実施形態に係るＭＲイメージング装置１は、図４に示した処理をステップＳ１０１からステップＳ１０７を実行した後、ウィンドウ処理手段１００Ａが、更新した学習テーブルＴ２の撮像条件の範囲区分毎に持っているＡとＢを用いてＷＷとＷＬを算出することになる（ステップＳ２０６）。このとき、ウィンドウ処理手段１００Ａは、図４に示したステップＳ１０７で得られた平均値Ｍと、その時点で学習テーブルＴ２に保持されている係数Ａ、Ｂより、ＷＷとＷＬを前記式（２）及び式（３）で算出する。そして、信号処理部７Ａは、ステップＳ２０６で得られたＷＷとＷＬを用いて、再構成画像をディスプレイに表示する（ステップＳ２０７）。

これにより、操作者がディスプレイ２０に被検体の画像を表示させる操作をしたとき、初めから操作者の好みを反映したＷＷとＷＬでディスプレイ２０に被検体の画像を表示させることができる。つまり、信号処理部７Ａは、１０回分の学習を事前に行って作成された学習テーブルＴ２を用いて当初のＷＷとＷＬでディスプレイ２０に被検体の画像を表示させることができる。

以上説明したように、第２実施形態に係るＭＲイメージング装置は、ＷＷとＷＬを算出するための第１係数Ａ及び第２係数Ｂを学習する機能を有するので、操作者の好みを反映したＷＷとＷＬで画像を表示することができる。

なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内で種々の改造及び変更が可能であり、本発明はこれら改造及び変更された発明にも及ぶことは勿論である。例えば、検出されたＮＭＲ信号から再構成された画像において被写体から背景を切り分ける閾値を求める際にメモリ上で作成する縮小画像についてのｎ×ｍマトリックスのｎおよびｍとしては、前記実施形態で例示した６，８，１０に限定するものではない。

また、撮像条件の条件範囲毎に定める第１係数Ａ及び第２係数Ｂを決定するための撮像条件は、前記したパルスシーケンス、ＴＲ、ＴＥ、ＦＡ、ｂファクタに限定されるものではない。また、撮像条件を区分するための数値の範囲は、図３で示した数値の範囲に限定されるものではない。さらに、撮像条件の条件範囲毎に定める第１係数Ａ及び第２係数Ｂは、図３で示した値に限定されるものではない。

第２実施形態において、学習回数として１０回としたが、これに限定されるものではない。図５には学習テーブルＴ２を１つだけ示したが、学習テーブルＴ２の個数は複数でもよい。その場合、個人毎であってもよいし、医院、診療科、部局等の操作者のグループ毎に設けられるようにしてもよい。第１実施形態で説明した信号処理部７に、第２実施形態で説明した手動設定受付手段１４０を含めてもよい。

１ ＭＲイメージング装置
２ 静磁場発生系
３ 傾斜磁場発生系
４ 送信系
５ 受信系
６ 制御部
７，７Ａ 信号処理部
８ 静磁場発生部
９ 撮像手段
１０ 傾斜磁場コイル（撮像手段）
１１ 傾斜磁場電源
１２ 高周波発生器
１３ 変調器
１４ 高周波アンプ
１５ａ 送信側高周波コイル（撮像手段）
１５ｂ 信側高周波コイル（撮像手段）
１６ 増幅器
１７ Ａ／Ｄ変換器
１８ 検波器
１９ 計算機
２０ ディスプレイ（表示手段）
２１ 記憶部
２２ 入力デバイス（入力手段）
９０ 再構成手段
１００，１００Ａ ウィンドウ処理手段
１１０ 閾値算出手段
１１１ 画像縮小手段
１１２ 最大画素値算出手段
１１３ 乗算手段
１２０ 平均画素値算出手段
１３０ テーブル受付手段
１４０ 手動設定受付手段
１５０ 係数算出手段
１６０ 係数蓄積手段
１７０ テーブル作成手段
２１１ 画像記憶手段
２１２，２１２Ａ テーブル記憶手段
Ｐ 被検体
Ｔ１ プリセットテーブル
Ｔ２ 学習テーブル

Claims (4)

1. 所定の撮像条件で被検体に核磁気共鳴信号を発生させると共に当該核磁気共鳴信号を検出する撮像手段と、前記撮像手段を制御する制御部と、前記検出された核磁気共鳴信号に所定の信号処理を施して前記被検体の画像を表示する信号処理部と、を備えた磁気共鳴イメージング装置であって、
   前記信号処理部は、
   撮像条件を入力する入力手段と、
   撮像条件に依存して予め定められた第１係数及び第２係数を撮像条件毎に分類して格納したテーブルを記憶するテーブル記憶手段と、
   前記検出された核磁気共鳴信号をもとに前記被検体の画像を再構成する再構成手段と、
   前記再構成された画像と前記入力された撮像条件とを組み合わせて記憶する画像記憶手段と、
   前記再構成された画像の撮像条件に合致する第１係数及び第２係数を前記テーブルから抽出し、抽出した第１係数と前記再構成された画像上の被検体の平均画素値とを乗算することでウィンドウ幅を算出すると共に前記抽出した第２係数と前記平均画素値とを乗算することでウィンドウレベルを算出するウィンドウ処理手段と、
   再構成された画像を所定のウィンドウ幅及びウィンドウレベルで表示する表示手段と、
   を備えることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
2. 前記ウィンドウ処理手段は、
   前記再構成された画像に応じて所定の閾値を算出する閾値算出手段と、
   前記再構成された画像の各画素値と前記閾値とを比較して前記閾値以上となる全ての画素値を平均することで前記平均画素値を算出する平均画素値算出手段と、
   を備えることを特徴とする請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
3. 前記閾値算出手段は、
   前記再構成された画像を縮小する画像縮小手段と、
   前記縮小画像の最大画素値を求める最大画素値算出手段と、
   前記最大画素値に予め定められた係数を乗算することで前記閾値を求める乗算手段と、
   を備えることを特徴とする請求項２に記載の磁気共鳴イメージング装置。
4. 前記信号処理部は、前記テーブル記憶手段に、前記第１係数及び第２係数の固定値を予め格納したプリセットテーブルと、所定の演算により算出された第１係数及び第２係数を格納する学習テーブルとを記憶し、
   前記ウィンドウ処理手段は、
   自動設定に用いるテーブルとして前記プリセットテーブルと前記学習テーブルのいずれかを受け付けるテーブル受付手段と、
   前記再構成された画像を前記表示手段に表示したときにウィンドウ幅及びウィンドウレベルの設定値の手動による変更を受け付けて前記表示手段に表示した画像に反映する手動設定受付手段と、
   前記設定値の手動による変更を受け付ける度にウィンドウ幅及びウィンドウレベルの変更された値を検出し、この検出値を前記平均画素値で除算することで第１係数及び第２係数を順次算出する係数算出手段と、
   前記算出された第１係数及び第２係数を撮像条件毎に分類して蓄積する係数蓄積手段と、
   前記撮像条件毎に分類して蓄積された第１係数及び第２係数のうち最新のものから予め定められた所定回数分までの平均値を前記学習テーブルに格納するテーブル作成手段と、を備え、
   前記テーブル受付手段で受け付けたテーブルから、前記再構成された画像の撮像条件に合致する第１係数及び第２係数を抽出してウィンドウ幅及びウィンドウレベルを算出することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング装置。