JP2023045877A - 医用画像処理装置および医用画像処理プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】過去に取得された画像の位置に対応する撮像位置での撮像を支援すること。【解決手段】医用画像処理装置は、抽出部と、選択部と、決定部とを備える。前記抽出部は、基準画像及び複数の候補画像からランドマークを抽出する。前記選択部は、前記基準画像のランドマークと前記複数の候補画像のランドマークとの類似度に基づいて、前記複数の候補画像から少なくとも１つの候補画像を選択する。前記決定部は、前記選択部により選択された少なくとも１つの候補画像に基づいて、医用画像診断装置が撮像する撮像位置を決定する。【選択図】図１

Description

本明細書及び図面に開示の実施形態は、医用画像処理装置および医用画像処理プログラムに関する。

従来、ある時点から経過観察おいて実施されるフォローアップ検査では、観察対象の変化について検査される。そのため、過去に取得された画像の位置と同様の位置の画像を取得可能な技術が求められている。

また、磁気共鳴イメージング（Magnetic Resonance Imaging：ＭＲＩ）装置において、例えば椎間板を検出して断面画像を取得する位置を決定する技術が知られている。

しかしながら、例に挙げる従来技術では、椎間板を検出しており、過去に取得された画像の位置と同様の位置を決定することはできなかった。そのため、過去に取得された画像の位置と対応する位置の画像を取得することができなった。

特開平７－５１２４８号公報

本明細書及び図面に開示の実施形態が解決しようとする課題の一つは、過去に取得された画像の位置に対応する撮像位置での撮像を支援することである。ただし、本明細書及び図面に開示の実施形態により解決しようとする課題は上記課題に限られない。後述する実施形態に示す各構成による各効果に対応する課題を他の課題として位置づけることもできる。

実施形態に係る医用画像処理装置は、抽出部と、選択部と、決定部とを備える。前記抽出部は、基準画像及び複数の候補画像からランドマークを抽出する。前記選択部は、前記基準画像のランドマークと前記複数の候補画像のランドマークとの類似度に基づいて、前記複数の候補画像から少なくとも１つの候補画像を選択する。前記決定部は、前記選択部により選択された少なくとも１つの候補画像に基づいて、医用画像診断装置が撮像する撮像位置を決定する。

図１は、本実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置の構成の一例を示すブロック図である。 図２は、本実施形態に係る計算機システムが実行する処理の概要の一例を示す図である。 図３は、本実施形態に係る計算機システムが実行する撮像位置決定処理の一例を示すフローチャートである。

以下、図面を参照しながら、本実施形態に関する医用画像処理装置および医用画像処理プログラムについて説明する。以下の実施形態では、同一の参照符号を付した部分は同様の動作をおこなうものとして、重複する説明を適宜省略する。

（本実施形態）
図１は、本実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置１０の構成の一例を示すブロック図である。磁気共鳴イメージング装置１０は、静磁場磁石１０１と、静磁場電源（非図示）と、傾斜磁場コイル１０３と、傾斜磁場電源１０４と、寝台１０５と、寝台制御回路１０６と、送信コイル１０７と、送信回路１０８と、受信コイル１０９と、受信回路１１０と、シーケンス制御回路１２０と、計算機システム１３０とを備える。

図１に示すＸ軸、Ｙ軸、およびＺ軸は、磁気共鳴イメージング装置１０に固有の装置座標系を構成する。例えば、Ｚ軸方向は、傾斜磁場コイル１０３の円筒の軸方向に一致し、静磁場磁石１０１によって発生する静磁場の磁束に沿って設定される。また、Ｚ軸方向は、寝台１０５の長手方向と同方向であり、寝台１０５上に載置された被検体Ｐの頭尾方向とも同方向となる。また、Ｘ軸方向は、Ｚ軸方向に直交する水平方向に沿って設定される。Ｙ軸方向は、Ｚ軸方向に直交する鉛直方向に沿って設定される。

なお、図１に示す構成は一例に過ぎない。例えば、シーケンス制御回路１２０および計算機システム１３０内の各部は、適宜統合若しくは分離して構成されてもよい。なお、磁気共鳴イメージング装置１０に被検体Ｐ（例えば、人体）は含まれない。

静磁場磁石１０１は、中空の略円筒形状に形成された磁石であり、内部の空間に静磁場を発生する。静磁場磁石１０１は、例えば、超伝導磁石等であり、静磁場電源から電流の供給を受けて励磁する。静磁場電源は、静磁場磁石１０１に電流を供給する。別の例として、静磁場磁石１０１は、永久磁石でも良く、この場合、磁気共鳴イメージング装置１０は、静磁場電源を備えなくても良い。また、静磁場電源は、磁気共鳴イメージング装置１０とは別に備えられても良い。

傾斜磁場コイル１０３は、中空の略円筒形状に形成されたコイルであり、静磁場磁石１０１の内側に配置される。傾斜磁場コイル１０３は、互いに直交するＸ、Ｙ、及びＺの各軸に対応する３つのコイルが組み合わされて形成されており、これら３つのコイルは、傾斜磁場電源１０４から個別に電流の供給を受けて、Ｘ、Ｙ、及びＺの各軸に沿って磁場強度が変化する傾斜磁場を発生する。また、傾斜磁場電源１０４は、シーケンス制御回路１２０の制御の下、傾斜磁場コイル１０３に電流を供給する。

寝台１０５は、被検体Ｐが載置される天板１０５ａを備え、寝台制御回路１０６による制御の下、天板１０５ａを、患者などの被検体Ｐが載置された状態で、撮像口内へ挿入する。寝台制御回路１０６は、計算機システム１３０による制御の下、寝台１０５を駆動して天板１０５ａを長手方向および上下方向に移動させる。

送信コイル１０７は、高周波磁場を印加することで、被検体Ｐの任意の領域を励起する。送信コイル１０７は、例えば被検体Ｐの全身を囲むホールボディ（Whole body）型のコイルである。送信コイル１０７は、送信回路１０８からＲＦパルスの供給を受けて、高周波磁場を発生し、該高周波磁場を被検体Ｐに印加する。送信回路１０８は、シーケンス制御回路１２０の制御の下、送信コイル１０７にＲＦパルスを供給する。

受信コイル１０９は、傾斜磁場コイル１０３の内側に配置され、高周波磁場の影響によって被検体Ｐから発せられる磁気共鳴信号（以下、ＭＲ（Magnetic Resonance）信号と称する）を受信する。受信コイル１０９は、ＭＲ信号を受信すると、受信したＭＲ信号を受信回路１１０へ出力する。

なお、図１では、受信コイル１０９が、送信コイル１０７と別個に設けられる構成としたが、これは一例であり、当該構成に限定されるものではない。例えば、受信コイル１０９が送信コイル１０７と兼用される構成を採用しても良い。

受信回路１１０は、受信コイル１０９から出力されるアナログのＭＲ信号をアナログ・デジタル（ＡＤ）変換して、ＭＲデータを生成する。また、受信回路１１０は、生成したＭＲデータをシーケンス制御回路１２０へ送信する。なお、ＡＤ変換に関しては、受信コイル１０９内で行っても構わない。また、受信回路１１０はＡＤ変換以外にも任意の信号処理を行うことが可能である。

シーケンス制御回路１２０は、計算機システム１３０から送信されるシーケンス情報に基づいて、傾斜磁場電源１０４、送信回路１０８および受信回路１１０を駆動することによって、被検体Ｐの撮像を行う。シーケンス情報は、撮像を行うための手順を定義した情報である。シーケンス情報には、例えば、傾斜磁場電源１０４が傾斜磁場コイル１０３に供給する電流の強さや電流を供給するタイミング、送信回路１０８が送信コイル１０７に供給するＲＦパルスの強さやＲＦパルスを印加するタイミング、受信回路１１０がＭＲ信号を検出するタイミング等が含まれる。シーケンス制御回路１２０は、プロセッサにより実現されるものとしても良いし、ソフトウェアとハードウェアとの混合によって実現されても良い。

シーケンス制御回路１２０は、傾斜磁場電源１０４、送信回路１０８及び受信回路１１０を駆動して被検体Ｐを撮像した結果として、受信回路１１０からＭＲデータを受信すると、受信したＭＲデータを計算機システム１３０へ転送する。

計算機システム１３０は、磁気共鳴イメージング装置１０の全体制御や、ＭＲ画像の生成等を行う。図１に示すように、計算機システム１３０は、ＮＷ（ネットワーク）インタフェース１３１、記憶回路１３２、入力インタフェース１３３、ディスプレイ１３４、及び処理回路１３５を備える。例えば、計算機システム１３０は、コンピュータである。

ＮＷインタフェース１３１は、シーケンス制御回路１２０および寝台制御回路１０６、と通信する。例えば、ＮＷインタフェース１３１は、シーケンス情報をシーケンス制御回路１２０へ送信する。また、ＮＷインタフェース１３１は、シーケンス制御回路１２０からＭＲデータを受信する。

記憶回路１３２は、ＮＷインタフェース１３１によって受信されたＭＲデータ、後述の処理回路１３５によってｋ空間に配置されたｋ空間データ、および処理回路１３５によって生成された画像データ等を記憶する。記憶回路１３２は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子、ハードディスク、または光ディスク等である。

入力インタフェース１３３は、操作者からの各種指示や情報入力を受け付ける。入力インタフェース１３３は、例えば、トラックボール、スイッチボタン、マウス、キーボード、操作面へ触れることで入力操作を行うタッチパッド、表示画面とタッチパッドとが一体化されたタッチスクリーン、光学センサを用いた非接触入力回路、及び音声入力回路等によって実現される。入力インタフェース１３３は、処理回路１３５に接続されており、操作者から受け取った入力操作を電気信号へ変換し処理回路１３５へと出力する。なお、本明細書において入力インタフェース１３３は、マウス、キーボードなどの物理的な操作部品を備えるものだけに限られない。例えば、計算機システム１３０とは別体に設けられた外部の入力機器から入力操作に対応する電気信号を受け取り、この電気信号を制御回路へ出力する電気信号の処理回路も入力インタフェース１３３の例に含まれる。

ディスプレイ１３４は、処理回路１３５の制御の下、撮像条件の入力を受け付けるためのＧＵＩ（Graphical User Interface）や、処理回路１３５によって生成された磁気共鳴画像等を表示する。ディスプレイ１３４は、例えば、液晶表示器等の表示デバイスである。

処理回路１３５は、磁気共鳴イメージング装置１０全体の動作を制御する。処理回路１３５は、例えば、基準画像取得機能１３５ａ、候補画像取得機能１３５ｂ、ランドマーク抽出機能１３５ｃ、類似度算出機能１３５ｄ、適合画像選択機能１３５ｅ、及び設定機能１３５ｆを有する。実施形態では、基準画像取得機能１３５ａ、候補画像取得機能１３５ｂ、ランドマーク抽出機能１３５ｃ、類似度算出機能１３５ｄ、適合画像選択機能１３５ｅ、及び設定機能１３５ｆにて行われる各処理機能は、コンピュータによって実行可能なプログラムの形態で記憶回路１３２へ記憶されている。処理回路１３５は、プログラムを記憶回路１３２から読み出し、実行することで各プログラムに対応する機能を実現するプロセッサである。換言すると、各プログラムを読み出した状態の処理回路１３５は、図１の処理回路１３５内に示された各機能を有することになる。プログラムは、医用画像処理プログラムの一例である。

なお、図１においては単一のプロセッサにて、基準画像取得機能１３５ａ、候補画像取得機能１３５ｂ、ランドマーク抽出機能１３５ｃ、類似度算出機能１３５ｄ、適合画像選択機能１３５ｅ、及び設定機能１３５ｆを実現するものとして説明したが、複数の独立したプロセッサを組み合わせて処理回路１３５を構成し、各プロセッサがプログラムを実行することにより機能を実現するものとしても構わない。また、図１においては、記憶回路１３２等の単一の記憶回路が各処理機能に対応するプログラムを記憶するものとして説明したが、複数の記憶回路を分散して配置して、処理回路１３５は、個別の記憶回路から対応するプログラムを読み出す構成としても構わない。

上記説明において用いた「プロセッサ」という文言は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphical Processing Unit）或いは、特定用途向け集積回路（Application Specific Integrated Circuit：ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理デバイス（例えば、単純プログラマブル論理デバイス（Simple Programmable Logic Device：ＳＰＬＤ）、複合プログラマブル論理デバイス（Complex Programmable Logic Device：ＣＰＬＤ），及びフィールドプログラマブルゲートアレイ（Field Programmable Gate Array：ＦＰＧＡ））等の回路を意味する。プロセッサは記憶回路１３２に保存されたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。なお、記憶回路１３２にプログラムを保存する代わりに、プロセッサの回路内にプログラムを直接組み込むよう構成しても構わない。この場合、プロセッサは回路内に組み込まれたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。

ここで、計算機システム１３０の概要について説明する。図２は、本実施形態に係る計算機システム１３０が実行する処理の概要の一例を示す図である。

計算機システム１３０は、過去に撮像された基準画像と、パイロットスキャンにより撮像された複数の候補画像とのそれぞれから、画像の特徴的な領域であるランドマークを抽出する。また、計算機システム１３０は、基準画像のランドマークと、候補画像のランドマークとの類似度を算出する。これを、計算機システム１３０は、複数の候補画像のランドマークのそれぞれについて実行する。複数の候補画像は、例えば互いにスライス位置が異なる複数の画像である。

計算機システム１３０は、基準画像のランドマークと、複数の候補画像のランドマークとのそれぞれの類似度に基づいて、少なくとも一つの候補画像を基準画像の撮像位置に適合する撮像位置で撮像された適合画像として選択する。そして、計算機システム１３０は、適合画像を撮像した設定を、ＭＲ画像を撮像する撮像プランに適用する。言い換えると、計算機システム１３０は、適合画像により特定される撮像位置の画像を撮像するようにシーケンス情報に適用する。これにより、磁気共鳴イメージング装置１０は、基準画像に対応する撮像位置での撮像を実行する。

次に、計算機システム１３０が有する機能について詳細に説明する。

基準画像取得機能１３５ａは、基準画像を取得する。基準画像は、基準となる画像であって、過去に撮像された画像である。例えば、基準画像取得機能１３５ａは、過去に撮像されたＭＲ画像を取得する。計算機システム１３０は、基準画像の撮像位置に対応する撮像位置で撮像した候補画像を抽出する。

候補画像取得機能１３５ｂは、候補画像を取得する。候補画像は、比較対象となる画像であって、基準画像に対応する撮像位置を撮像した適合画像の候補となる画像である。例えば、候補画像は、パイロットスキャンにより撮像した画像である。パイロットスキャンとは、例えば、撮像領域を決定するために低解像度のＭＲ画像を取得するスキャンや、受信コイル１０９の感度情報を取得するスキャン、ＭＲ画像のむらを補正するための情報を取得するスキャンなどである。また、適合画像は、複数の候補画像から選択された少なくとも一つの候補画像である。

また、候補画像は、基準画像に含まれる被検体Ｐと同一の被検体Ｐが含まれる画像であることが一般的である。しかしながら、候補画像は、基準画像に含まれる被検体Ｐと同一の被検体Ｐが含まれていなくてもよい。例えば、基準画像又は候補画像は、疑似的な被検体を撮像した画像であってもよい。

また、基準画像及び候補画像は、ＭＲ画像である場合に、強調する対象が異なる画像であってもよい。すなわち、基準画像及び候補画像は、画像種が異なっていてもよい。例えば、基準画像及び候補画像は、何れか一方がＴ１強調画像であり、他方がＴ２強調画像であってもよい。

また、候補画像は、撮像された画像に限らず、任意の候補画像から計算により形成された画像であってもよい。なお、計算機システム１３０は、画像を用いることなくｋ空間データを用いてよく、公知の種々の方法を用いてｋ空間データから抽出されたランドマークを基準画像の元となるｋ空間データと候補画像の元となるｋ空間データとで比較してもよい。また、計算機システム１３０は、ランドマークが抽出された基準画像および候補画像を、ｋ空間データに戻して比較してもよい。

また、基準画像及び候補画像は、一方が解像度の高い高解像度画像であり、他方が解像度の低い低解像度画像であってもよい。この場合に、基準画像取得機能１３５ａ又は候補画像取得機能１３５ｂは、低解像度画像を高解像度の画像に変換する画像処理を実行してもよい。または、基準画像取得機能１３５ａ又は候補画像取得機能１３５ｂは、高解像度画像を低解像度の画像に変換する画像処理を実行してもよい。そして、計算機システム１３０は、画像処理が施された画像に対して、ランドマークの抽出、類似度の算出、及び適合画像の選択を実行してもよい。計算機システム１３０は、低解像度の画像に変換した場合、ランドマークの抽出、類似度の算出、及び適合画像の選択にかかる処理時間を短縮することができる。

また、計算機システム１３０は、機械学習のアルゴリズムであるＣｙｃｌｅＧＡＮ（Generative Adversarial Network）等により、高解像度画像から低解像度画像を生成してもよい。さらに、基準画像及び候補画像は、解像度の高低がある画像に限らず、コントラストの高低がある画像であってもよい。この場合においても、計算機システム１３０は、コントラストの高低を画像処理により変換してもよい。

ランドマーク抽出機能１３５ｃは、基準画像および複数の候補画像からランドマークを抽出する。ランドマーク抽出機能１３５ｃは、抽出部の一例である。更に詳しくは、ランドマーク抽出機能１３５ｃは、過去に撮像されたＭＲ画像である基準画像及び撮像領域を決定するために低解像度で撮像されたパイロット画像である候補画像からランドマークを抽出する。ランドマークは、基準画像及び候補画像に含まれる特徴的な領域である。例えば、ランドマークは、解剖学的特徴点であってもよいし、脳のひだ等の特徴的な模様であってもよい。なお、ランドマーク抽出機能１３５ｃは、任意断面からランドマークを抽出してもよいし、三次元ボリュームからランドマークを抽出してもよい。

ここで、腫瘍は、正常な構造物と比較して、時間経過により形状や大きさが変化しやすい。例えば、腫瘍は、一定期間が経過後に比較した場合に、同じ腫瘍であっても類似していない場合がある。そこで、ランドマーク抽出機能１３５ｃは、腫瘍などの異常な構造物の領域以外からランドマークを抽出する。すなわち、ランドマーク抽出機能１３５ｃは、注目領域以外の領域からランドマークを抽出する。注目領域とは、経過観察において医師等の医療従事者が注目している領域である。例えば、注目領域は、腫瘍などの異常な構造物がある領域である。

例えば、ランドマーク抽出機能１３５ｃは、対象部位の主要構造物について正常な例を収集したデータベースと、基準画像から抽出した各構造物とを比較して、正常な領域を特定する。そして、ランドマーク抽出機能１３５ｃは、正常な領域からランドマークを抽出する。これにより、ランドマーク抽出機能１３５ｃは、注目領域以外の領域からランドマークを抽出する。

類似度算出機能１３５ｄは、基準画像から抽出されたランドマークと、複数の候補画像から抽出されたそれぞれのランドマークとの類似度を算出する。類似度とは、基準画像から抽出されたランドマークと、候補画像から抽出されたランドマークとが類似している度合いである。

更に詳しくは、類似度算出機能１３５ｄは、基準画像から抽出されたランドマークの形状や大きさを示す第１特徴量を抽出する。また、類似度算出機能１３５ｄは、候補画像から抽出されたランドマークの形状や大きさを示す第２特徴量を抽出する。そして、類似度算出機能１３５ｄは、第１特徴量と第２特徴量とを比較することにより類似度を算出する。さらに、類似度算出機能１３５ｄは、複数の候補画像から抽出された各ランドマークについて同様の処理を実行する。これにより、類似度算出機能１３５ｄは、複数の候補画像のそれぞれから抽出されたランドマークごとに類似度を算出する。

適合画像選択機能１３５ｅは、基準画像のランドマークと複数の候補画像のランドマークとの類似度に基づいて、複数の候補画像から少なくとも１つの候補画像を選択する。適合画像選択機能１３５ｅは、選択部の一例である。更に詳しくは、適合画像選択機能１３５ｅは、基準画像のランドマークと複数の候補画像のランドマークとの類似度に基づいて、基準画像の撮像位置に適合する撮像位置で撮像された適合画像を選択する。例えば、適合画像選択機能１３５ｅは、類似度が９５パーセント以上の候補画像を適合画像に選択する。

ここで、閾値を超える類似度の候補画像が複数検出する場合がある。この場合、適合画像選択機能１３５ｅは、最も類似度が高い候補画像を適合画像に選択する。例えば、適合画像選択機能１３５ｅは、基準画像のランドマーク抽出から抽出した第１特徴量をベクトル情報に変換する。また、適合画像選択機能１３５ｅは、候補画像のランドマークから抽出した第２特徴量をベクトル情報に変換する。さらに、適合画像選択機能１３５ｅは、第１特徴量から変換したベクトル情報と、第２特徴量から変換したベクトル情報とのコサイン類似度により類似度を算出する。そして、適合画像選択機能１３５ｅは、最も類似度が高い第２特徴量の候補画像を適合画像に選択する。

適合画像選択機能１３５ｅは、ＣＮＮ（Convolutional Neural Network）などの学習済みモデルにより適合画像を選択してもよい。例えば、適合画像選択機能１３５ｅは、基準画像と候補画像とのランドマークをベクトル情報に変換し、コサイン類似度により類似度を算出する学習済みモデルにより適合画像を選択してもよい。

また、閾値を超える類似度の候補画像が検出されない場合がある。候補画像取得機能１３５ｂは、閾値を超える類似度の候補画像が無い場合、異なる条件で生成された複数の候補画像を取得する。例えば、候補画像取得機能１３５ｂは、ＴＥ、ＴＲまたは解像度など画質に関するパラメータの値が異なる条件で生成された候補画像を取得する。候補画像取得機能１３５ｂは、取得部の一例である。ランドマーク抽出機能１３５ｃは、候補画像取得機能１３５ｂが取得した異なる条件で生成された複数の候補画像からランドマークを抽出する。類似度算出機能１３５ｄは、基準画像から抽出されたランドマークと、異なる条件で生成された複数の候補画像のそれぞれのランドマークとの類似度を算出する。そして、適合画像選択機能１３５ｅは、基準画像のランドマークと、異なる条件で生成された複数の候補画像のランドマークとの類似度に基づいて、複数の候補画像から少なくとも１つの候補画像を選択する。

計算機システム１３０は、閾値を超える類似度の候補画像が検出されるまで、上述した適合画像選択処理を繰り返し実行する。これにより、計算機システム１３０は、類似度が閾値を超える候補画像を選択する。

また、適合画像選択処理を繰り返し実行する場合に、計算機システム１３０は、候補画像を生成する条件を指定する入力を受け付けてもよい。この場合、計算機システム１３０は、その都度ユーザから条件を指定する入力を受け付けてもよいし、複数の条件を一括して指定する入力を受け付けてもよい。

また、適合画像選択処理を繰り返し実行する場合に、計算機システム１３０は、適合画像を探索する範囲を限定してもよい。すなわち、計算機システム１３０は、複数の候補画像のうち、探索対象となる候補画像を限定してもよい。具体的には、計算機システム１３０は、適合画像を探索するためスライス方向の探索範囲を限定してもよい。例えば、計算機システム１３０は、類似度に基づいて探索範囲に指定する。ランドマーク抽出機能１３５ｃは、類似度に基づいて決定された探索範囲内の複数の候補画像からランドマークを抽出する。類似度算出機能１３５ｄは、基準画像から抽出されたランドマークと、探索範囲の複数の候補画像から抽出されたそれぞれのランドマークとの類似度を算出する。適合画像選択機能１３５ｅは、基準画像のランドマークと、探索範囲内の複数の候補画像のランドマークとの類似度に基づいて、複数の候補画像から少なくとも１つの候補画像を選択する。すなわち、適合画像選択機能１３５ｅは、類似度に基づいて、適合画像を選択する。このように、計算機システム１３０は、適合画像を探索する範囲を限定することで、適合画像の探索にかかる時間を削減することができる。

また、計算機システム１３０は、類似度が高い候補画像から特定の範囲を探索範囲に指定する場合において、特定の範囲は固定の範囲であってもよいし、算出された範囲であってもよい。例えば、計算機システム１３０は、ランドマークの抽出方法と、類似度の算出方法とをコスト関数を用いて数学的に表現する。そして、計算機システム１３０は、変化させるパラメータをスライス方向として粒子群最適化することで探索範囲を算出してもよい。例えば、計算機システム１３０は、基準画像と複数の候補画像とを位置合わせし、最も類似する候補画像の位置を基準として探索範囲を限定してもよい。計算機システム１３０は、類似度が高いほど探索範囲を狭くしてもよい。すなわち、ランドマーク抽出機能１３５ｃは、類似度が高くなるに従い狭くなる探索範囲内の複数の候補画像からランドマークを抽出する。ランドマーク抽出機能１３５ｃは、探索範囲が狭めるられることにより、より少ない処理時間でランドマークを抽出することができる。また、計算機システム１３０は、予め取得した複数の断面に対して探索範囲を決定してもよいし、三次元ボリュームに対して探索範囲を決定し、決定された範囲の断面を切り出してもよい。

設定機能１３５ｆは、適合画像選択機能１３５ｅにより選択された少なくとも１つの候補画像に基づいて、磁気共鳴イメージング装置１０等の医用画像診断装置が撮像する撮像位置を決定する。設定機能１３５ｆは、決定部の一例である。言い換えると、設定機能１３５ｆは、適合画像選択機能１３５ｅにより選択された適合画像により特定される撮像位置の画像を撮像するようにシーケンス情報に適用する。

更に詳しくは、設定機能１３５ｆは、適合画像選択機能１３５ｅにより選択された適合画像を撮像時の設定を抽出する。そして、設定機能１３５ｆは、適合画像を撮像時の設定を、ＭＲ画像の設定に反映する。これにより、設定機能１３５ｆは、適合画像の撮像位置で撮像するための条件を設定する。

次に、計算機システム１３０が実行する各種処理について説明する。

図３は、本実施形態に係る計算機システム１３０が実行する撮像位置決定処理の一例を示すフローチャートである。撮像位置決定処理は、基準画像のランドマークに基づいて、磁気共鳴イメージング装置１０が撮像する撮像位置を決定する処理である。

基準画像取得機能１３５ａは、過去に撮像されたＭＲ画像である基準画像を取得する（ステップＳ１）。

候補画像取得機能１３５ｂは、パイロットスキャンにより撮像されたＭＲ画像である複数の候補画像を取得する（ステップＳ２）。

ランドマーク抽出機能１３５ｃは、基準画像及び複数の候補画像のそれぞれからランドマークを抽出する（ステップＳ３）。

類似度算出機能１３５ｄは、基準画像のランドマークと、複数の候補画像のそれぞれのランドマークとの類似度を、複数の候補画像ごとに算出する（ステップＳ４）。

適合画像選択機能１３５ｅは、閾値を超える類似度の候補画像が有るか否かを判定する（ステップＳ５）。

閾値を超える類似度の候補画像が無い場合に（ステップＳ５；Ｎｏ）、適合画像選択機能１３５ｅは、ステップＳ２の候補画像とは異なる条件で撮像された候補画像を取得する（ステップＳ６）。

閾値を超える類似度の候補画像が有る場合に（ステップＳ５；Ｙｅｓ）、適合画像選択機能１３５ｅは、基準画像のランドマークと、複数の候補画像のそれぞれのランドマークとの類似度に基づいて、適合画像を選択する（ステップＳ７）。すなわち、適合画像選択機能１３５ｅは、閾値を超える類似度の候補画像を適合画像に選択する。

設定機能１３５ｆは、適合画像により特定される撮像位置を撮像する設定を、被検体ＰのＭＲ画像を撮像するプランに適用する（ステップＳ８）。より具体的には設定機能１３５ｆは、例えば、適合画像からランドマークまたは他の特徴を抽出し、抽出したランドマークまたは特徴に基づいて撮影位置を決定する。すなわち、設定機能１３５ｆは、適合画像により特定される撮像位置を撮像する設定を、シーケンス情報に適用する。

以上により、計算機システム１３０は、撮像位置決定処理を終了する。

以上のように、本実施形態に係る計算機システム１３０は、基準画像及び複数の候補画像からランドマークを抽出する。また、計算機システム１３０は、基準画像のランドマークと前記複数の候補画像のランドマークとの類似度に基づいて、複数の候補画像から適合画像を選択する。計算機システム１３０は、適合画像に基づいて、磁気共鳴イメージング装置１０が撮像する撮像位置を決定する。よって、計算機システム１３０は、過去に取得された画像の位置に対応する撮像位置での撮像を支援することができる。これにより、磁気共鳴イメージング装置１０は、過去に取得された画像の位置に対応する撮像位置のＭＲ画像を取得することができる。従って、計算機システム１３０は、経過観察やｆｕｓｉｏｎ画像による診断などにおいて、高精度に画像の重ね合わせを行う場合に、診断精度を向上させることができる。

（変形例１）
本実施形態では、基準画像取得機能１３５ａは、過去に撮像したＭＲ画像などの基準画像を取得すると説明した。しかしながら、基準画像取得機能１３５ａは、ランドマークを抽出可能であればＭＲ画像に限らず、Ｘ線ＣＴ装置が撮像したＣＴ画像を基準画像として取得してもよいし、ＰＥＴ（Positron Emission computed Tomography）装置が撮像したＰＥＴ画像を基準画像として取得してもよいし、これら以外の装置が撮像した画像を基準画像として取得してもよい。

さらに、基準画像取得機能１３５ａは、磁気共鳴イメージング装置１０以外の装置が撮像した画像を取得する場合に、画像処理が施された画像を基準画像として取得してもよい。同様に、候補画像取得機能１３５ｂは、磁気共鳴イメージング装置１０以外の装置が撮像した画像を取得する場合に、画像処理が施された複数の画像を複数の候補画像として取得してもよい。この場合、ランドマーク抽出機能１３５ｃは、少なくとも何れか一方に画像処理が施された基準画像及び複数の候補画像からランドマークを抽出する。適合画像選択機能１３５ｅは、基準画像のランドマークと複数の候補画像のランドマークとの類似度に基づいて、適合画像を選択する。そして、設定機能１３５ｆは、適合画像選択機能１３５ｅにより選択された適合画像に基づいて、磁気共鳴イメージング装置１０が撮像する撮像位置を決定する。例えば、候補画像取得機能１３５ｂは、一体型のＰＥＴ／ＭＲＩ装置で取得したＰＥＴ画像を候補画像として取得してもよい。

（変形例２）
計算機システム１３０は、磁気共鳴イメージング装置１０が配置された部屋の天井に設けられたカメラの画像をディスプレイ１３４等に表示してもよい。ここで、計算機システム１３０は、基準画像を撮像した時の被検体Ｐの姿勢と、候補画像を撮像した時の被検体Ｐの姿勢とが大きく異なっていると、適合画像を選択することができない。そこで、計算機システム１３０は、基準画像を撮像した時の被検体Ｐの姿勢をカメラが撮像した画像と、候補画像を撮像した時の被検体Ｐの姿勢をカメラが撮像した画像とを表示する。これにより、技師などの医療従事者は、姿勢の違いを認識できるため、被検体Ｐの姿勢を修正することができる。

（変形例３）
計算機システム１３０は、基準画像のランドマークと、候補画像のランドマークとの類似度が低く、適合画像を選択できない場合がある。このような場合に、ランドマーク抽出機能１３５ｃは、アフィン変換によりランドマークの位置を示す座標を変換してもよい。すなわち、ランドマーク抽出機能１３５ｃは、候補画像のランドマークの各位置を示す座標を変換することにより新たにランドマークを抽出してもよい。

具体的には、ランドマーク抽出機能１３５ｃは、候補画像のランドマークに対して、平行移動、拡大、縮小、回転、又はせん断を実行してもよい。類似度算出機能１３５ｄは、基準画像のランドマークと、アフィン変換により座標が変更されたランドマークとの類似度を算出する。そして、適合画像選択機能１３５ｅは、基準画像のランドマークと、候補画像から新たに抽出したランドマークとの類似度に基づいて、少なくとも１つの候補画像を選択する。すなわち、適合画像選択機能１３５ｅは、適合画像を選択する。このように、ランドマーク抽出機能１３５ｃは、ランドマークの座標を変換することで類似度が閾値を超えるランドマークを候補画像から抽出しやすくなる。すなわち、計算機システム１３０は、より短時間で適合画像を選択することができる。なお、計算機システム１３０は、アフィン変換の結果を撮影位置に反映させてもよい。また、計算機システム１３０は、撮影位置に対してアフィン変換を反映させるのではなく、適合画像に対してアフィン変換に対応する画像の変形処理を行い、新たな適合画像を生成してもよい。

（変形例４）
また、計算機システム１３０は、磁気共鳴イメージング装置１０に設けられていると説明した。しかしながら、計算機システム１３０は、磁気共鳴イメージング装置１０とは別個の装置であってもよい。例えば、計算機システム１３０は、パーソナルコンピュータやサーバ装置などの情報処理装置であってもよい。この場合、基準画像取得機能１３５ａ及び候補画像取得機能１３５ｂは、磁気共鳴イメージング装置１０などの医用画像診断装置から基準画像及び複数の候補画像を取得する。また、設定機能１３５ｆは、適合画像選択機能１３５ｅにより選択された少なくとも１つの候補画像に基づいて決定した撮像位置を医用画像診断装置に送信する。または設定機能１３５ｆは、決定した撮像位置の画像を撮像するシーケンス情報を医用画像診断装置に送信する。

以上説明した少なくとも１つの実施形態等によれば、過去に取得された画像の位置に対応する撮像位置での撮像を支援することができる。

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、実施形態同士の組み合わせ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。

１０ 磁気共鳴イメージング装置
１０１ 静磁場磁石
１０３ 傾斜磁場コイル
１０４ 傾斜磁場電源
１０５ 寝台
１０５ａ 天板
１０６ 寝台制御回路
１０７ 送信コイル
１０８ 送信回路
１０９ 受信コイル
１１０ 受信回路
１２０ シーケンス制御回路
１３０ 計算機システム
１３１ ＮＷ（ネットワーク）インタフェース
１３２ 記憶回路
１３３ 入力インタフェース
１３４ ディスプレイ
１３５ 処理回路
１３５ａ 基準画像取得機能
１３５ｂ 候補画像取得機能
１３５ｃ ランドマーク抽出機能
１３５ｄ 類似度算出機能
１３５ｅ 適合画像選択機能
１３５ｆ 設定機能
Ｐ 被検体

Claims (11)

1. 基準画像及び複数の候補画像からランドマークを抽出する抽出部と、
   前記基準画像の前記ランドマークと複数の前記候補画像の前記ランドマークとの類似度に基づいて、複数の前記候補画像から少なくとも１つの前記候補画像を選択する選択部と、
   前記選択部により選択された少なくとも１つの前記候補画像に基づいて、医用画像診断装置が撮像する撮像位置を決定する決定部と、
   を備える医用画像処理装置。
2. 前記抽出部は、前記基準画像及び前記候補画像に含まれる注目領域以外の領域から前記ランドマークを抽出する、
   請求項１に記載の医用画像処理装置。
3. 前記注目領域は、腫瘍である、
   請求項２に記載の医用画像処理装置。
4. 閾値を超える前記類似度の前記候補画像が無い場合、異なる条件で生成された複数の前記候補画像を取得する取得部を更に備え、
   前記抽出部は、前記取得部が取得した異なる条件で生成された複数の前記候補画像から前記ランドマークを抽出し、
   前記選択部は、前記基準画像の前記ランドマークと、異なる条件で生成された複数の前記候補画像のそれぞれの前記ランドマークとの前記類似度に基づいて、複数の前記候補画像から少なくとも１つの前記候補画像を選択する、
   請求項１から請求項３の何れか一項に記載の医用画像処理装置。
5. 前記取得部は、撮像に関するパラメータの値が前記異なる条件で生成された複数の前記候補画像を取得する、
   請求項４に記載の医用画像処理装置。
6. 前記抽出部は、前記類似度に基づいて決定された探索範囲内の複数の前記候補画像から前記ランドマークを抽出し、
   前記選択部は、前記基準画像の前記ランドマークと、前記探索範囲内の複数の前記候補画像の前記ランドマークとの前記類似度に基づいて、複数の前記候補画像から少なくとも１つの前記候補画像を選択する、
   請求項１から請求項５の何れか一項に記載の医用画像処理装置。
7. 前記抽出部は、前記類似度が高くなるに従い狭くなる前記探索範囲内の複数の前記候補画像から前記ランドマークを抽出する、
   請求項６に記載の医用画像処理装置。
8. 前記抽出部は、前記候補画像の前記ランドマークの各位置を示す座標を変換するにより新たにランドマークを抽出し、
   前記選択部は、前記基準画像の前記ランドマークと、前記候補画像から新たに抽出した前記ランドマークとの前記類似度に基づいて、少なくとも１つの前記候補画像を選択する、
   請求項１から請求項７の何れか一項に記載の医用画像処理装置。
9. 前記抽出部は、少なくとも何れか一方に画像処理が施された前記基準画像及び複数の前記候補画像から前記ランドマークを抽出する、
   請求項１から請求項８の何れか一項に記載の医用画像処理装置。
10. 前記抽出部は、過去に撮像されたＭＲ画像である前記基準画像及び撮像領域を決定するために低解像度で撮像されたパイロット画像である前記候補画像から前記ランドマークを抽出する、
    請求項１から請求項９の何れか一項に記載の医用画像処理装置。
11. コンピュータに、
    基準画像及び複数の候補画像からランドマークを抽出し、
    前記基準画像の前記ランドマークと複数の前記候補画像の前記ランドマークとの類似度に基づいて、複数の前記候補画像から少なくとも１つの前記候補画像を選択し、
    選択された少なくとも１つの前記候補画像に基づいて、医用画像診断装置が撮像する撮像位置を決定すること、
    を実現させる医用画像処理プログラム。

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