JP2022105103A - 画像処理装置及び磁気共鳴イメージング装置 - Google Patents
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Abstract
Description
MRI装置は、腫瘍や認知症など様々な疾患の画像診断に有用である。例えば、アルツハイマー病(Alzheimer‘s disease、AD)の診断では、組織構造の描出に優れるT1強調画像を用いて、病理学的変化の一つである脳萎縮を視覚的に評価することができる。また、VSRAD(Voxel-Based Specific RegionalAnalysis System for Alzheimer’s Disease)などの診断支援ソフトを用いることで、萎縮の程度を定量評価することもできる。
近年、位相画像が組織間の磁化率差を反映することを利用し、位相画像から生体内の磁化率分布を推定する定量的磁化率マッピング(QSM:Quantitatively Susceptibility Mapping)法が提案されている。QSM法は、ADの早期で生じる鉄沈着を捉える方法として期待されている。
本発明の一態様は、被検体から発生する磁気共鳴信号に基づいて生成された複数の複素画像の少なくとも一の複素画像に対して組織分割処理を行って、予め定めた特定の組織に係る組織画像を算出する組織分割処理部と、前記複素画像から該複素画像に含まれる所定組織の磁化率を示す磁化率画像を算出する磁化率画像算出部と、前記磁化率画像及び前記組織画像に対して解剖学的標準化処理を行って標準磁化率画像及び標準組織画像を算出すると共に、該標準組織画像に容積補正を行った容積補正標準組織画像を算出する解剖学的標準化処理部と、前記標準磁化率画像及び前記標準組織画像に基づいて前記特定組織の磁化率を算出する磁化率算出部と、前記特定組織の磁化率及び前記容積補正標準組織画像に基づいて予め定めた疾患を診断するための診断指標を算出する診断指標算出部と、を備えた画像処理装置を提供する。
また、本発明の他の態様は、上記画像処理装置を備えた磁気共鳴イメージング装置を提供する。
本実施形態では、一例として、上記した画像処理装置を水平磁場方式のMRI装置に適用した例について説明する。
なお、本実施形態において、MRI装置101の静磁場方向をz方向、それに垂直な2方向のうち、寝台における被検体の載置面に平行な方向をx方向、他方向をy方向とする座標系を用いる。
シーケンサ204は、予めプログラムされたタイミング、強度で各部が動作するように制御を行う。プログラムのうち、特に、高周波磁場、傾斜磁場、信号受信のタイミングや強度を記述したものはパルスシーケンスと呼ばれる。
表示制御部600は、画像処理部500によって得られた灰白質画像や磁化率画像等を含む種々の画像を濃淡画像として表示装置210に表示させる。
図1及び図2に示すように、画像処理部500は、上記処理を実行するため、組織分割処理部501、磁化率画像算出部502、静脈除去処理部503、解剖学的標準化処理部504、磁化率算出部505及び診断指標を算出する診断指標算出部506を備えている。図4に、画像処理部500において処理の流れに沿って算出される画像等を表した参考図を示す。
個人アトラス画像算出部531は、標準脳上で定義されている一般的なアトラス画像を逆変換することにより個人アトラス画像を算出する。つまり、解剖学的標準化で行われる各被験者の脳画像を標準脳座標系に当てはめる変換処理と逆の変換処理を行うことにより個人アトラス画像を算出する。
又、所定の構造を示す領域ごとに閾値を異ならせて処理を行ってもよい。例えば、基底核領域については、閾値を0ppmとし、閾値以下の領域1、閾値以上の領域を0とすることで淡蒼球や被殻に沈着した石灰化領域を除去するための石灰化マスクを算出してもよい。
例えば、第一の灰白質画像から海馬領域の平均灰白質容積mhを算出し、灰白質磁化率画像から被殻領域の平均磁化率xpを算出し、それらの和を診断指標dとする(式(2))。
d = - mh + xp ・・・(2)
なお、例えば、海馬の灰白質容積におけるzスコアは、健常データベースの全被験者の平均値μm hと標準偏差σm hから以下の式により算出される(式(4))。
zm h = (mh - μm h) / σm h ・・・(4)
d = -Σα βm α・zm α + Σα βx α・zx α ・・・(5)
なお、診断指標の算出には、任意の非線形関数を用いてもよい。例えば、認知症の初期に磁化率が上昇し、遅れて萎縮が生じるようなモデルを仮定して、診断指標を算出してもよい。
その後、ステップS500において、得られた複素画像に対して画像処理部500によって診断指標算出までの各種処理を行う(詳細は後述)。
Claims (12)
- 被検体から発生する磁気共鳴信号に基づいて生成された複数の複素画像の少なくとも一の複素画像に対して組織分割処理を行って、予め定めた特定組織に係る組織画像を算出する組織分割処理部と、
前記複素画像から該複素画像に含まれる所定組織の磁化率を示す磁化率画像を算出する磁化率画像算出部と、
前記磁化率画像及び前記組織画像に対して解剖学的標準化処理を行って標準磁化率画像及び標準組織画像を算出すると共に、該標準組織画像に容積補正を行った容積補正標準組織画像を算出する解剖学的標準化処理部と、
前記標準磁化率画像及び前記標準組織画像に基づいて前記特定組織の磁化率を算出する磁化率算出部と、
前記特定組織の磁化率及び前記容積補正標準組織画像に基づいて予め定めた疾患を診断するための診断指標を算出する診断指標算出部と、
を備えた画像処理装置。 - 前記特定組織が灰白質である請求項1記載の画像処理装置。
- 前記診断指標算出部が前記診断指標としてzスコアを算出する請求項1記載の画像処理装置。
- 前記磁化率画像上の静脈に係る領域を除去した静脈除去磁化率画像を算出する静脈除去処理部をさらに備え、
前記解剖学的標準化処理部が、静脈除去磁化率画像に対して解剖学的標準化処理を行う請求項1記載の画像処理装置。 - 前記静脈除去処理部が、個人アトラス画像を算出し、該個人アトラス画像を用いて、前記磁化率画像に対して静脈除去処理を行う請求項4記載の画像処理装置。
- 前記静脈除去処理部が、個人アトラス画像を算出し、該個人アトラス画像を用いて、前記磁化率画像に対して石灰化領域除去処理を行う請求項4記載の画像処理装置。
- 前記組織画像及び前記磁化率画像が、同一の前記複素画像に基づいて算出されている請求項1記載の画像処理装置。
- 前記組織画像及び前記磁化率画像が、異なるエコー時間の磁気共鳴信号から生成された異なる複素画像に基づいて算出されている請求項1記載の画像処理装置。
- 被検体から発生する磁気共鳴信号に基づいて生成された複数の複素画像の少なくとも一の複素画像に対して組織分割処理を行って、予め定めた特定組織に係る組織画像を算出する組織分割処理ステップと、
前記複素画像から該複素画像に含まれる所定組織の磁化率を示す磁化率画像を算出する磁化率画像算出ステップと、
前記磁化率画像及び前記組織画像に対して解剖学的標準化処理を行って標準磁化率画像及び標準組織画像を算出すると共に、該標準組織画像に容積補正を行った容積補正標準組織画像を算出する解剖学的標準化処理ステップと、
前記標準磁化率画像及び前記標準組織画像に基づいて前記特定組織の磁化率を算出する磁化率算出ステップと、
前記特定組織の磁化率及び前記容積補正標準組織画像に基づいて予め定めた疾患を診断するための診断指標を算出する診断指標算出ステップと、
を備えた画像処理方法。 - 被検体から発生する磁気共鳴信号に基づいて生成された複数の複素画像の少なくとも一の複素画像に対して組織分割処理を行って、予め定めた特定組織に係る組織画像を算出する組織分割処理ステップと、
前記複素画像から該複素画像に含まれる所定組織の磁化率を示す磁化率画像を算出する磁化率画像算出ステップと、
前記磁化率画像及び前記組織画像に対して解剖学的標準化処理を行って標準磁化率画像及び標準組織画像を算出すると共に、該標準組織画像に容積補正を行った容積補正標準組織画像を算出する解剖学的標準化処理ステップと、
前記標準磁化率画像及び前記標準組織画像に基づいて前記特定組織の磁化率を算出する磁化率算出ステップと、
前記特定組織の磁化率及び前記容積補正標準組織画像に基づいて予め定めた疾患を診断するための診断指標を算出する診断指標算出ステップと、
を備えた画像処理方法。
をコンピュータに実行させる画像処理プログラム。 - 静磁場中に置かれた被検体に高周波磁場パルス及び傾斜磁場を印加することにより、前記被検体から発生する磁気共鳴信号を計測する計測部と、
前記磁気共鳴信号に基づいて画像を再構成する画像再構成部と、
前記画像から予め定めた疾患を診断するための診断指標を算出する画像処理部と、を備え、
該画像処理部が、
被検体から発生する磁気共鳴信号に基づいて生成された複数の複素画像の少なくとも一の複素画像に対して組織分割処理を行って、予め定めた特定組織に係る組織画像を算出する組織分割処理部と、
前記複素画像から該複素画像に含まれる所定組織の磁化率を示す磁化率画像を算出する磁化率画像算出部と、
前記磁化率画像及び前記組織画像に対して解剖学的標準化処理を行って標準磁化率画像及び標準組織画像を算出すると共に、該標準組織画像に容積補正を行った容積補正標準組織画像を算出する解剖学的標準化処理部と、
前記標準磁化率画像及び前記標準組織画像に基づいて前記特定組織の磁化率を算出する磁化率算出部と、
前記特定組織の磁化率及び前記容積補正標準組織画像に基づいて予め定めた疾患を診断するための診断指標を算出する診断指標算出部と、
を備えた磁気共鳴イメージング装置。 - 前記計測部が、グラディエントエコー型のパルスシーケンスに基づいて、エコー時間の異なる少なくとも2つの磁気共鳴信号を計測し、前記組織画像及び前記磁化率画像が、前記異なるエコー時間の磁気共鳴信号から生成された異なる複素画像に基づいて算出される請求項11記載の磁気共鳴イメージング装置。
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