JP4972477B2 - Medical image processing device - Google Patents

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本発明は、医用画像処理装置に係り、特に心臓シネ画像や時間分解血管造影画像において特徴領域抽出を行う医用画像処理装置に関する。   The present invention relates to a medical image processing apparatus, and more particularly to a medical image processing apparatus that performs feature region extraction in a cardiac cine image or a time-resolved angiographic image.

MRI装置は、被検体、特に人体の組織を構成する原子核スピンが発生するNMR信号を計測し、その頭部、腹部、四肢等の形態や機能を2次元的に或いは3次元的に画像化する装置である。撮影においては、NMR信号には、傾斜磁場によって異なる位相エンコ−ド、周波数エンコードが付与される。計測されたNMR信号が2次元フーリエ変換又は3次元フーリエ変換されることにより、画像が再構成される。   The MRI apparatus measures NMR signals generated by nuclear spins constituting a subject, particularly a human tissue, and images the form and function of the head, abdomen, limbs, etc. two-dimensionally or three-dimensionally. Device. In imaging, the NMR signal is given a phase encoding and a frequency encoding that differ depending on the gradient magnetic field. The measured NMR signal is subjected to two-dimensional Fourier transformation or three-dimensional Fourier transformation to reconstruct an image.

MRI装置による心臓撮影や血管造影においては、被検体の動き・時間変化等の情報を得るために、同じ部位を高速で連続して撮影することによって時系列画像が取得される。   In cardiac imaging and angiography using an MRI apparatus, time series images are acquired by continuously imaging the same part at a high speed in order to obtain information such as movement and temporal change of the subject.

心臓撮影の場合には、パルスシ−ケンスをECG(心電図)に同期させ、1心拍(R−R間隔)を複数の時相(フェ−ズ)に分割して時系列画像を撮影する。このように、1心拍間を複数の時相に分割して、心臓の動きのサイクルを捉える撮影法を一般に「心臓シネ撮影」と呼ぶ。   In the case of cardiac imaging, a pulse sequence is synchronized with an ECG (electrocardiogram), and one heartbeat (RR interval) is divided into a plurality of time phases (phases) to capture time-series images. In this way, an imaging method in which one heartbeat is divided into a plurality of time phases and a heart motion cycle is captured is generally referred to as “cardiac cine imaging”.

一方、血管造影の場合には、ガドリニウム(Gd)等の造影剤の静脈注入と並行して、高速撮影を連続的に行い、血管造影の様子を時系列画像として撮影する。血管造影に用いられる代表的な撮影法として、時間分解血管造影法(TRCE−MRA、Time−Resolved Contrast−Enhanced Magnetic Resononce Angiography)が挙げられる。   On the other hand, in the case of angiography, high-speed imaging is continuously performed in parallel with intravenous injection of a contrast medium such as gadolinium (Gd), and the state of angiography is captured as a time-series image. Typical imaging methods used for angiography include time-resolved angiography (TRCE-MRA, Time-Resolved Contrast-Enhanced Magnetic Resonance Angiography).

このように取得した心臓シネ画像や時間分解血管造影画像は、連続的に表示することで動画像となり、撮影対象の運動、機能等を評価することができる。例えば、心機能解析の場合には、各心時相(フェ−ズ)での心壁位置をトレースして、心筋の厚みや動きから心機能パラメ−タを算出することができる。血管造影の場合は、血管腫や動静脈奇形等の描出を行うことができる。   The acquired cardiac cine images and time-resolved angiographic images are converted into moving images by being continuously displayed, and the motion, function, etc. of the imaging target can be evaluated. For example, in the case of cardiac function analysis, the cardiac function parameters can be calculated from the thickness and movement of the myocardium by tracing the cardiac wall position in each cardiac time phase (phase). In the case of angiography, hemangiomas and arteriovenous malformations can be depicted.

時系列画像に対して、フィルタ処理やノイズ低減、特徴領域抽出等を行う方法としては、時系列画像の各画像を空間的に処理する方法と、時間方向にフーリエ変換したフーリエデータに対して処理を行う方法とがある。ここでフーリエデータとは、時系列画像の各ピクセルでの輝度変化を時間方向に抽出し、時間方向にフーリエ変換したときに得られる周波数スペクトルと位相のことである。   Filtering, noise reduction, feature region extraction, etc. for time-series images include a method of spatially processing each image of the time-series image and processing for Fourier data that is Fourier-transformed in the time direction. There is a way to do. Here, the Fourier data is a frequency spectrum and a phase obtained when a luminance change at each pixel of the time-series image is extracted in the time direction and Fourier-transformed in the time direction.

フーリエデータに対して処理を行う例として、特許文献1には、脳機能計測(functional MRI、fMRI)において、被検体への刺激の印加とそれに対応する脳の活性との間の時間的なミスマッチを、フーリエデータの位相差から検出し活性化部位の抽出精度を向上させるものが提案されている。   As an example of processing for Fourier data, Patent Document 1 discloses a temporal mismatch between the application of a stimulus to a subject and the corresponding brain activity in brain function measurement (functional MRI, fMRI). Has been proposed to improve the extraction accuracy of the activated site by detecting the phase difference of Fourier data.

また、特許文献2、3には、フーリエデータのうち高周波スペクトルをフィルタリングすることにより、高周波ノイズ成分を除去して時系列画像の信号雑音比(S/N)を向上する方法が提案されている。
特開平11−235323号公報 特開平7−23926号公報 特開平5−305065号公報
Patent Documents 2 and 3 propose a method for improving a signal-to-noise ratio (S / N) of a time-series image by removing a high-frequency noise component by filtering a high-frequency spectrum in Fourier data. .
JP 11-235323 A Japanese Patent Laid-Open No. 7-23926 JP-A-5-305065

しかしながら、特許文献1では、fMRIの分野において、時間方向にフーリエ変換して得られたフーリエデータを用いて領域を抽出する方法が提案されているが、fMRIと同様に時系列画像を用いる心臓シネ画像やTRCE−MRAの分野においては、フーリエデータに対して処理を行う方法は実現されていない。   However, Patent Document 1 proposes a method of extracting a region using Fourier data obtained by performing Fourier transform in the time direction in the field of fMRI. However, similarly to fMRI, cardiac cine using time-series images is proposed. In the field of images and TRCE-MRA, a method for processing Fourier data has not been realized.

また、特許文献1の方法は脳の活性化領域の抽出方法であるため、抽出の対象となる輝度変化は数パーセント程度であるが、心臓シネ画像やTRCE−MRAの場合には輝度変化が数十パーセントと大きいため、特許文献1に記載の方法を心臓シネ画像やTRCE−MRAに応用する場合には、特許文献1に記載の方法とは異なる新たな領域抽出法が必要である。   Further, since the method of Patent Document 1 is a method for extracting an activation region of the brain, the luminance change to be extracted is about several percent, but in the case of a cardiac cine image or TRCE-MRA, the luminance change is several. Therefore, when the method described in Patent Document 1 is applied to cardiac cine images and TRCE-MRA, a new region extraction method different from the method described in Patent Document 1 is required.

特許文献2、3では、周波数フィルタを設けることにより、画像ノイズの適切な除去による画質の改善は可能であるが、臓器の境界部、血管領域等の特徴領域抽出を行うものではない。   In Patent Documents 2 and 3, image quality can be improved by appropriately removing image noise by providing a frequency filter, but feature regions such as organ boundaries and blood vessel regions are not extracted.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、時系列画像から所望の領域、輪郭等を自動で決定することにより、操作者の負担を軽減し、かつ臓器等の機能解析の定量性・再現性を向上することができる医用画像処理装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and by automatically determining a desired region, contour, and the like from a time-series image, the burden on the operator is reduced and the quantitative analysis of functional analysis of organs and the like is performed. An object is to provide a medical image processing apparatus capable of improving reproducibility.

前記課題を解決するために、請求項1に記載の医用画像処理装置は、連続して撮影された複数枚の画像を取得する取得手段と、前記取得された複数枚の画像の画素毎の信号の時間的変化を時間方向にフーリエ変換することにより、前記画素毎の周波数スペクトルを算出する周波数スペクトル算出手段と、所定の時間的変化を有する複数の信号をそれぞれ時間方向にフーリエ変換することにより得られた周波数スペクトルを、複数のテンプレートとして設定するテンプレート設定手段と、前記周波数スペクトル算出手段で算出された前記画素毎の周波数スペクトルと、前記テンプレート設定手段で設定されたテンプレートとを比較し、前記画素毎の周波数スペクトルとテンプレートとの相関が一定値以上である画素を境界候補点として抽出する抽出手段と、前記抽出手段で抽出された画素と他の画素とを識別可能に表示した画像を表示させる表示手段と、を備えたことを特徴としている。   In order to solve the above-described problem, the medical image processing apparatus according to claim 1, an acquisition unit that acquires a plurality of images captured continuously, and a signal for each pixel of the acquired plurality of images. Frequency spectrum calculation means for calculating the frequency spectrum of each pixel by performing a Fourier transform in the time direction, and a plurality of signals having a predetermined temporal change, respectively, by performing a Fourier transform in the time direction. Comparing the frequency spectrum for each pixel calculated by the frequency spectrum calculating means with the template set by the template setting means, and setting the frequency spectrum as a plurality of templates Pixels whose correlation between the frequency spectrum and the template for each frequency is a certain value or more are extracted as boundary candidate points Means out, is characterized by comprising a display means for displaying the identifiably displayed image and the extracted pixel and other pixels in the extraction means.

請求項1に記載の医用画像処理装置によれば、連続して撮影された複数枚の画像(時系列画像)の各画素を時間方向にフーリエ変換して得られた周波数スペクトルと、所定の時間的変化を有する信号をフーリエ変換することにより得られた周波数スペクトル(テンプレート)とを比較し、画素毎に得られた周波数スペクトルとテンプレートとの相関が一定値以上である画素を抽出する。そして、抽出された画像とその他の画像とを識別可能に表示した画像を表示させる。これにより、時系列画像の信号変化が所定の時間的変化をする画素と、その他の画素とを容易に識別できる。また、各画素毎に時間軸方向にフーリエ変換を行うことで、各画素の時間的変化を1個の周波数スペクトルで表すことができるため、計算量を少なくすることができる。   According to the medical image processing apparatus of claim 1, a frequency spectrum obtained by performing Fourier transform on each pixel of a plurality of images (time-series images) taken in succession in a time direction, and a predetermined time A frequency spectrum (template) obtained by Fourier-transforming a signal having a local change is compared, and a pixel whose correlation between the frequency spectrum obtained for each pixel and the template is a certain value or more is extracted. And the image which displayed the extracted image and the other image so that identification was possible is displayed. Thereby, a pixel in which a signal change of a time-series image changes with a predetermined time can be easily identified from other pixels. Also, by performing Fourier transform in the time axis direction for each pixel, the temporal change of each pixel can be represented by one frequency spectrum, so that the amount of calculation can be reduced.

請求項2に記載の医用画像処理装置は、請求項1に記載の撮像装置において、前記抽出手段で抽出された画素と他の画素とを識別可能に表示した識別画像を作成する識別画像作成手段と、前記識別画像作成手段で作成された識別画像と、前記複数枚の画像とが重ね合わされた表示画像を作成する表示画像作成手段と、を備え、前記表示手段は、前記表示画像作成手段で作成された前記表示画像を表示することを特徴とする。   The medical image processing apparatus according to claim 2, in the imaging apparatus according to claim 1, identification image creation means for creating an identification image in which the pixels extracted by the extraction means and other pixels are displayed in a distinguishable manner. And an identification image created by the identification image creation means, and a display image creation means for creating a display image in which the plurality of images are superimposed, the display means being the display image creation means The created display image is displayed.

請求項2に記載の医用画像処理装置によれば、抽出手段で抽出された画素と他の画素とを識別可能に表示した識別画像を作成し、識別画像と時系列画像とを重ね合わせた表示画像を作成し、表示画像を表示手段に表示させる。これにより、時系列画像の信号変化が所定の時間的変化をする画素と、その他の画素とを容易に識別できる。   According to the medical image processing apparatus according to claim 2, an identification image in which the pixel extracted by the extraction unit and other pixels are displayed in a distinguishable manner is created, and the identification image and the time-series image are superimposed on each other. An image is created and the display image is displayed on the display means. Thereby, a pixel in which a signal change of a time-series image changes with a predetermined time can be easily identified from other pixels.

請求項3に記載の医用画像処理装置は、請求項1又は2に記載の医用画像処理装置において、前記抽出手段は、前記複数のテンプレートのうちの1種類のテンプレートとの相関が一定値以上である周波数スペクトルを有する画素を所定の時間における境界候補点として抽出する処理を、前記複数のテンプレートの全てに対して行うことにより、時間毎の境界候補点を抽出することを特徴としている。   The medical image processing apparatus according to claim 3 is the medical image processing apparatus according to claim 1 or 2, wherein the extraction unit has a correlation with a template of one of the plurality of templates of a certain value or more. It is characterized in that a boundary candidate point for each time is extracted by performing processing for extracting a pixel having a certain frequency spectrum as a boundary candidate point at a predetermined time for all of the plurality of templates.

請求項3に記載の医用画像処理装置によれば、設定された複数のテンプレートのうち、所定のテンプレートとの相関が一定値以上である周波数スペクトルを有する画素を所定の時間における境界候補点として抽出する。この処理を設定された全てのテンプレートに対して行うことで、時間別の境界候補点を抽出する。これにより、所望の領域、輪郭等の変化を時系列画像から自動的に抽出することができる。また、信号変化の開始が同じであって信号変化の継続時間が異なる場合には周波数スペクトルが変化する、すなわち信号変化の開始が同じであって信号変化の継続時間が長い場合には周波数スペクトルの周波数0における振幅が大きくなりかつ周波数幅が短くなることを用いて、信号変化の開始時間が同じ、かつ信号変化の継続時間が異なる複数の所望の信号変化に対応する複数のテンプレートを設定し、テンプレートと等しい周波数スペクトルを有する画素、すなわちテンプレートの基となる信号と、信号変化の開始が同じであって、信号変化の継続時間が異なる画素を抽出することができる。   According to the medical image processing apparatus according to claim 3, a pixel having a frequency spectrum whose correlation with a predetermined template is equal to or greater than a predetermined value among a plurality of set templates is extracted as a boundary candidate point at a predetermined time. To do. By performing this processing on all the set templates, boundary candidate points by time are extracted. Thereby, the change of a desired area | region, an outline, etc. can be automatically extracted from a time series image. In addition, when the start of signal change is the same and the duration of the signal change is different, the frequency spectrum changes, that is, when the start of the signal change is the same and the duration of the signal change is long, the frequency spectrum changes. By using the fact that the amplitude at frequency 0 becomes larger and the frequency width becomes shorter, a plurality of templates corresponding to a plurality of desired signal changes having the same signal change start time and different signal change durations are set. A pixel having a frequency spectrum equal to that of the template, that is, a pixel having the same signal change start time and a different signal change duration can be extracted from the signal that is the basis of the template.

請求項4に記載の医用画像処理装置は、請求項1〜3のいずれかに記載の医用画像処理装置において、前記抽出手段で抽出された境界候補点と円関数又は楕円関数との相関をとり、相関の高い境界候補点を連結することで境界線を取得する境界線取得手段を備え、前記識別画像作成手段は、前記抽出手段で抽出された画素及び前記境界線と、他の画素とを識別可能に表示した識別画像を作成することを特徴としている。   A medical image processing apparatus according to a fourth aspect is the medical image processing apparatus according to any one of the first to third aspects, wherein a correlation between a boundary candidate point extracted by the extraction unit and a circular function or an elliptic function is obtained. A boundary line acquisition unit that acquires a boundary line by connecting boundary candidate points having high correlation, and the identification image generation unit includes the pixel extracted by the extraction unit, the boundary line, and another pixel. It is characterized in that an identification image displayed so as to be identifiable is created.

請求項4に記載の医用画像処理装置によれば、抽出手段で抽出された画素と円関数又は楕円関数との相関をとり、相関の高い画素間を連結することで境界線を取得する。そして、その境界線及び抽出された画素とその他の画像とを識別可能に表示させる。これにより、抽出された画素に含まれる、円関数又は楕円関数で近似可能な心筋境界(心内壁、心外壁)を自動的に抽出することができる。   According to the medical image processing apparatus of the fourth aspect, the pixel line extracted by the extracting unit is correlated with the circular function or the elliptic function, and the boundary line is acquired by connecting the pixels having high correlation. Then, the boundary lines and the extracted pixels and other images are displayed so as to be distinguishable. This makes it possible to automatically extract the myocardial boundary (intracardial wall, extracardiac wall) that can be approximated by a circular function or an elliptic function included in the extracted pixel.

本発明によれば、時系列画像から所望の領域、輪郭等を自動で決定することにより、操作者の負担を軽減し、かつ臓器等の機能解析の定量性・再現性を向上することができる。   According to the present invention, by automatically determining a desired region, contour, etc. from a time-series image, it is possible to reduce the burden on the operator and improve the quantitative / reproducibility of functional analysis of organs and the like. .

以下、本発明を実施するための最良の形態を添付図面に基づいて説明する。   The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

<第1の実施の形態>
第1の実施の形態は、医用画像装置の一つである磁気共鳴イメージング装置(MRI装置)によって撮影された心臓シネ画像において、時系列画像中の心筋輪郭抽出を行うものである。
<First Embodiment>
In the first embodiment, a myocardial contour is extracted from a time-series image in a cardiac cine image taken by a magnetic resonance imaging apparatus (MRI apparatus) which is one of medical imaging apparatuses.

図1は、本発明を適用した磁気共鳴撮影装置(以下、MRI装置という)1の外観図である。MRI装置1は、主として、静磁場を発生する磁石101、被検体102を載せるベッド103、高周波磁場(以下、RFという)を被検体102に照射しエコー信号を検出するRFコイル(高周波磁場の送信とMR信号の受信を兼ねる)104、それぞれX方向、Y方向、Z方向のいずれかの方向にスライス選択、位相エンコード、周波数エンコードのいずれかの傾斜磁場を発生させるための傾斜磁場コイル105、106、107と、RFコイル104に電源を供給するためのRF電源108と、各傾斜磁場コイル105、106、107に電流を供給するための傾斜磁場電源109、110、111と、RF電源108、シンセサイザ112、変調装置113、増幅器114、受信器115などの周辺装置に命令を送信しMRI装置の動作を制御するシーケンサ116と、撮影条件などのデータを格納する記憶媒体117と、受信器115から入力されたエコー信号と記憶媒体117内のデータを参照して画像再構成を行う計算機118と、計算機118で行った画像再構成結果を表示するディスプレイ119と、で構成される。   FIG. 1 is an external view of a magnetic resonance imaging apparatus (hereinafter referred to as an MRI apparatus) 1 to which the present invention is applied. The MRI apparatus 1 mainly includes a magnet 101 that generates a static magnetic field, a bed 103 on which the subject 102 is placed, an RF coil that irradiates the subject 102 with a high-frequency magnetic field (hereinafter referred to as RF) and detects an echo signal (transmission of a high-frequency magnetic field). And gradient signal coils 105 and 106 for generating a slice selection, phase encoding, or frequency encoding gradient magnetic field in any of the X, Y, and Z directions, respectively. 107, an RF power source 108 for supplying power to the RF coil 104, a gradient magnetic field power source 109, 110, 111 for supplying current to each of the gradient magnetic field coils 105, 106, 107, an RF power source 108, and a synthesizer. 112, sends instructions to peripheral devices such as modulator 113, amplifier 114, receiver 115, etc. A sequencer 116 that controls the operation, a storage medium 117 that stores data such as imaging conditions, a computer 118 that performs image reconstruction by referring to echo signals input from the receiver 115 and data in the storage medium 117, And a display 119 for displaying a result of image reconstruction performed by the computer 118.

なお、図1においては、簡便化のためにRFコイルを送受信兼用として図示したが、送信用コイルと受信用コイルのそれぞれを搭載した装置が一般的である。また、受信コイルに関しては、複数の受信コイルを並列化して使用する場合もある。   In FIG. 1, the RF coil is shown as a transmitter / receiver for the sake of simplicity, but a device on which each of a transmitting coil and a receiving coil is mounted is common. As for the receiving coil, a plurality of receiving coils may be used in parallel.

図1に示したMRI装置1を用いて被検体102の撮影を行う場合の、動作手順について説明する。   An operation procedure when imaging the subject 102 using the MRI apparatus 1 shown in FIG. 1 will be described.

操作者により指定された撮影条件に従い、シーケンサ116は、所定のパルスシーケンスに則り、傾斜磁場電源109、110、111に命令を送信し、傾斜磁場コイル105、106、107により各方向の傾斜磁場を発生させる。これと同時に、シーケンサ116は、シンセサイザ112、変調装置113に命令を送信してRF波形を生成し、RF電源108により増幅されたRFパルスをRFコイル104より発生し、被検体102に照射する。   In accordance with the imaging conditions specified by the operator, the sequencer 116 transmits a command to the gradient magnetic field power sources 109, 110, and 111 in accordance with a predetermined pulse sequence, and the gradient magnetic field coils 105, 106, and 107 change the gradient magnetic field in each direction. generate. At the same time, the sequencer 116 transmits an instruction to the synthesizer 112 and the modulation device 113 to generate an RF waveform, generates an RF pulse amplified by the RF power supply 108 from the RF coil 104, and irradiates the subject 102.

被検体102から発生したエコー信号は、RFコイル104により受信された後、増幅器114で増幅され、受信器115でA/D変換と検波とが行われる。検波の基準とする中心周波数は、事前に計測した値を記憶媒体117に保持されているので、シーケンサ116により読み出し、受信器115にセットする。検波されたエコー信号は、計算機118に送られて画像再構成処理が行われる。画像再構成等の結果はディスプレイ119に表示される。   The echo signal generated from the subject 102 is received by the RF coil 104, amplified by the amplifier 114, and A / D converted and detected by the receiver 115. Since the center frequency used as a reference for detection is stored in the storage medium 117 as a value measured in advance, it is read out by the sequencer 116 and set in the receiver 115. The detected echo signal is sent to the computer 118 for image reconstruction processing. Results such as image reconstruction are displayed on the display 119.

次に、MRI装置1によって取得された時系列画像の各画素を時間方向にフーリエ変換することにより得られた各画素での周波数スペクトル(振幅スペクトル及び位相スペクトル)と、信号変化との関係について説明する。   Next, the relationship between the frequency spectrum (amplitude spectrum and phase spectrum) at each pixel obtained by Fourier-transforming each pixel of the time-series image acquired by the MRI apparatus 1 in the time direction and the signal change will be described. To do.

図2は、信号変化の開始と継続時間とが異なる4個(図2(1)〜(4))の信号変化に対してフーリエ変換を行った結果を示すグラフである。なお、これら4個の信号変化を示すグラフ中において、(a)は信号強度の時間変化を示すグラフであり、縦軸は信号強度を示し、横軸は時刻tを示す。また(b)は、(a)をフーリエ変換して周波数スペクトルを導出し、その振幅スペクトルをグラフ表示したものであり、縦軸は振幅、横軸は周波数である。また(c)は、(a)をフーリエ変換して周波数スペクトルを導出し、その位相スペクトルをグラフ表示したものであり、縦軸は位相、横軸は周波数である。   FIG. 2 is a graph showing the result of performing Fourier transform on four signal changes (FIGS. 2 (1) to (4)) having different signal start and duration. In these four graphs showing changes in signal, (a) is a graph showing changes in signal strength over time, the vertical axis shows signal strength, and the horizontal axis shows time t. (B) is a graph obtained by deriving a frequency spectrum by Fourier-transforming (a) and displaying the amplitude spectrum in a graph. The vertical axis represents amplitude and the horizontal axis represents frequency. (C) is a graph obtained by deriving a frequency spectrum by performing Fourier transform on (a) and displaying the phase spectrum in a graph, where the vertical axis represents the phase and the horizontal axis represents the frequency.

図2(1)と図2(2)は信号変化の開始時刻が同じであり、図2(2)は図2(1)に対して信号変化の継続期間が長いものである。また、図2(3)と図2(4)は信号変化の開始時刻が同じであり、図2(4)は図2(3)に対して信号変化の継続期間が長いものである。これにより、信号変化の開始時刻が同じであり、かつ信号変化の継続時間が長い場合には、周波数スペクトルにおいて周波数0付近の振幅が大きくなることがわかる。また、周波数0における振幅の半分を閾値として、閾値以上の値を有する周波数幅(バンド幅ΔB)を比較すると、信号変化の継続時間が長いほどバンド幅ΔBが狭くなることがわかる。   2 (1) and FIG. 2 (2) have the same signal change start time, and FIG. 2 (2) has a longer signal change duration than FIG. 2 (1). 2 (3) and FIG. 2 (4) have the same signal change start time, and FIG. 2 (4) has a longer signal change duration than FIG. 2 (3). As a result, it can be seen that when the signal change start time is the same and the signal change duration is long, the amplitude near the frequency 0 in the frequency spectrum increases. In addition, when half the amplitude at frequency 0 is set as a threshold value and a frequency width (band width ΔB) having a value equal to or greater than the threshold value is compared, it can be seen that the longer the signal change duration is, the narrower the bandwidth ΔB is.

図2(1)と図2(3)は信号変化の継続期間が同じであり、図2(3)は図2(1)に対して信号変化の開始が遅い場合である。また、図2(2)と図2(4)は信号変化の継続期間が同じであり、図2(4)は図2(2)に対して信号変化の開始が遅い場合である。これにより、信号変化の継続期間が同じであり、かつ信号変化の開始が遅れた場合には、i番目とi+1番目の周波数成分の位相の差分Δθが大きくなることが分かる。   2 (1) and FIG. 2 (3) have the same signal change duration, and FIG. 2 (3) shows a case where the start of the signal change is later than in FIG. 2 (1). 2 (2) and 2 (4) have the same signal change duration, and FIG. 2 (4) shows a case where the start of the signal change is later than in FIG. 2 (2). Thus, it can be seen that when the duration of the signal change is the same and the start of the signal change is delayed, the phase difference Δθ between the i-th and i + 1-th frequency components increases.

次に、心臓シネ画像(時系列画像)の心筋輪郭抽出を行う処理の流れを説明する。   Next, the flow of processing for extracting a myocardial contour from a cardiac cine image (time series image) will be described.

MRI装置による心臓シネ撮影とは、心臓の壁運動や駆出率等の心機能を測定するために行われる撮影法で、SSFP(Steady−State Free Precession、定常自由歳差運動)シーケンスを用いて撮影されることが多い。この心臓シネ撮影で得られた画像を心臓シネ画像といい、2次元画像か3次元画像かは問わない。SSFPシーケンスにより得られた画像は、組織のT2/T1に依存したコントラストを持つため、心内腔の血液は高信号で抽出され、心筋は心内腔より低信号で描出される。そこで、心臓シネ画像において心筋の輪郭抽出を行う場合は、まずコントラストの明瞭な心内腔と心筋の境界(心内壁)を抽出し、次に心外壁を抽出する。以下、心臓が収縮する場合の時系列画像が取得された場合を例に説明する。 Cardiac cine imaging with an MRI apparatus is an imaging method performed to measure cardiac functions such as cardiac wall motion and ejection fraction, using an SSFP (steady-state free precession) sequence. Often filmed. An image obtained by this cardiac cine imaging is called a cardiac cine image, regardless of whether it is a two-dimensional image or a three-dimensional image. Since the image obtained by the SSFP sequence has a contrast depending on T2 * / T1 of the tissue, the blood in the heart lumen is extracted with a high signal, and the myocardium is rendered with a lower signal than the heart lumen. Therefore, when extracting the outline of the myocardium from the cardiac cine image, first, the boundary between the heart lumen and the myocardium (inner heart wall) with clear contrast is extracted, and then the outer heart wall is extracted. Hereinafter, a case where a time-series image when the heart contracts is acquired will be described as an example.

図3は時系列画像中の時刻t0、t1における時系列画像の一部と信号強度との関係を示したものである。上記のように、心内腔(血液)の信号強度は高信号、心筋(筋肉)の信号強度は中信号(高信号と低信号との間)、空気(例えば肺)の信号強度は低信号で描出される。従って、図3(b)に示すように、時系列画像において、常に心内腔領域である場所(点A)は常に高信号であり、初期は心内腔領域でありその後心筋領域となる場所(点B)は高信号から中信号へと変化し、初期は心内腔領域でありその後心筋領域を通過し空気領域となる場所(点C)は高信号から中信号、低信号へと変化し、初期は心筋領域でありその後空気領域となる場所(点D)は中信号から低信号へと変化し、常に空気領域である場所(点E)は常に低信号である。   FIG. 3 shows a relationship between part of the time-series image and the signal intensity at times t0 and t1 in the time-series image. As described above, the signal intensity of the heart lumen (blood) is a high signal, the signal intensity of the myocardium (muscle) is a medium signal (between a high signal and a low signal), and the signal intensity of air (for example, the lung) is a low signal. It is drawn in. Therefore, as shown in FIG. 3B, in the time-series image, the location that is always a cardiac lumen region (point A) is always a high signal, and the initial location is the cardiac lumen region and then becomes the myocardial region. (Point B) changes from a high signal to a medium signal, and the location (Point C) that initially passes through the myocardial region and then becomes the air region changes from a high signal to a medium signal and low signal. However, a location (point D) that is initially a myocardial region and then becomes an air region changes from a medium signal to a low signal, and a location that is always an air region (point E) is always a low signal.

これにより、信号の時間的変化のない点A、点Eでの信号変化を時間方向にフーリエ変換すると、同様の周波数スペクトルが得られる。また、信号の時間的変化が異なる点B、点C、点Dでの信号変化を時間方向にフーリエ変換すると、それぞれ異なる周波数スペクトルが得られる。   Thereby, if the signal change at the point A and the point E where the signal does not change with time is Fourier-transformed in the time direction, a similar frequency spectrum is obtained. Further, when the signal changes at points B, C, and D where the signal changes with time are Fourier-transformed in the time direction, different frequency spectra are obtained.

図4は、時系列画像中の心筋輪郭抽出を行う処理の流れを示すフローチャートである。計算機118は、このフローチャートに従って動作する。以下の処理は、計算機118によって被検体102の時系列画像が取得された後で開始される。   FIG. 4 is a flowchart showing a flow of processing for extracting a myocardial contour from a time-series image. The computer 118 operates according to this flowchart. The following process is started after the computer 118 acquires a time-series image of the subject 102.

まず、取得した時系列画像の各画素の輝度を時間方向にフーリエ変換することによって、周波数スペクトル、すなわち振幅スペクトルと位相スペクトルとが算出される(ステップS10)。なお、時間方向にフーリエ変換することで得られる周波数スペクトルは、各画素の輝度変化に対応する。ステップS10の処理は、時系列画像を構成する全ての画素に対して行われる。   First, a frequency spectrum, that is, an amplitude spectrum and a phase spectrum are calculated by Fourier-transforming the luminance of each pixel of the acquired time-series image in the time direction (step S10). Note that the frequency spectrum obtained by Fourier transform in the time direction corresponds to the luminance change of each pixel. The process of step S10 is performed on all the pixels constituting the time series image.

次に、所望の輝度変化をテンプレート関数g(t)として設定し(ステップS11)、これを時間方向にフーリエ変換することにより、周波数スペクトル(振幅スペクトルと位相スペクトル)が算出され、算出された振幅スペクトルをテンプレートとして定義する(ステップS12、図5参照)。なお、本実施例では振幅スペクトルのみを使用し、位相スペクトルは使用しない。   Next, a desired luminance change is set as a template function g (t) (step S11), and a frequency spectrum (amplitude spectrum and phase spectrum) is calculated by performing Fourier transform in the time direction, and the calculated amplitude A spectrum is defined as a template (see step S12, FIG. 5). In this embodiment, only the amplitude spectrum is used, and the phase spectrum is not used.

テンプレート関数g(t)は、所定の時刻で信号が低くなる関数であり、図5(b)に示すように、時間ts+Δt(Δtは正負で設定可能)において信号が低くなる関数をテンプレート関数として設定する。本実施例では、Δt、すなわち信号強度が変化する時間の異なる複数のテンプレート関数が設定される。   The template function g (t) is a function that lowers the signal at a predetermined time. As shown in FIG. 5B, a function that lowers the signal at time ts + Δt (Δt can be set to positive or negative) is used as a template function. Set. In this embodiment, Δt, that is, a plurality of template functions having different times for changing the signal intensity are set.

図3(b)点B、点Dにおける信号変化のように矩形波形状の信号変化を抽出するために必要なテンプレート数は、時系列画像を構成するフレーム数以下である。例えば、20枚の画像で時系列画像が構成されている場合は、Δtが異なる20個以下のテンプレート関数が設定できる。また、図3(b)点Cにおける信号変化のように信号強度が高信号から中信号、低信号へと変化する場合には、通りのテンプレートにより信号変化が抽出できる。 The number of templates necessary to extract a rectangular wave-shaped signal change like the signal changes at points B and D in FIG. 3B is equal to or less than the number of frames constituting the time-series image. For example, if a time-series image is composed of 20 images, 20 or less template functions with different Δt can be set. Further, when the signal intensity changes from a high signal to a medium signal and a low signal as in the signal change at the point C in FIG. 3B, the signal change can be extracted by N C two templates.

また、簡便な方法としては、テンプレートを時系列画像のフレーム数以下に設定して、矩形波形状の信号変化のみを抽出する。このテンプレートにより信号変化を抽出できなかった座標の信号変化については、心筋の動きの連続性を保持するように、周囲の座標点からの補間により求めてもよい。   As a simple method, the template is set to be equal to or less than the number of frames of the time-series image, and only a rectangular wave signal change is extracted. The signal change of the coordinates for which the signal change could not be extracted by this template may be obtained by interpolation from surrounding coordinate points so as to maintain the continuity of the movement of the myocardium.

なお、画像コントラスト、すなわち高信号、中信号、低信号の信号強度はSSFPシーケンスの撮影パラメータ(繰り返し時間TR,エコー時間TE、フリップ角FA等)から理論的に計算できるため、テンプレート関数を自動的に決定することができる。   Since the image contrast, that is, the signal intensity of high signal, medium signal, and low signal, can be theoretically calculated from the imaging parameters (repetition time TR, echo time TE, flip angle FA, etc.) of the SSFP sequence, the template function is automatically selected. Can be determined.

時系列画像から胸郭、他の臓器等の静止成分を除去するためにハイパスフィルタ(低周波フィルタ)が適用されることにより、心臓領域(境界候補点)が抽出される(ステップS13)。前記ハイパスフィルタのバンド幅は、心拍数[Hz]よりも充分に狭くなるように、すなわちテンプレート関数において信号強度が弱くなる時刻が心拍数の半周期よりも充分に短くなるように設定される。このフィルタ処理によって振幅スペクトルが消去された画素は、以後の処理から除外される。これにより、心筋以外の領域を誤って抽出することを防ぎ、同時に後続する処理の負荷(計算量)を軽減することができる。なお、本実施の形態では、低周波フィルタを適用することにより心臓領域を抽出しているが、高周波ノイズ成分を同時に除去するために、バンドパスフィルタ(帯域通過フィルタ)を適用しても良い。   A heart region (boundary candidate point) is extracted by applying a high-pass filter (low frequency filter) to remove static components such as the rib cage and other organs from the time-series image (step S13). The bandwidth of the high-pass filter is set so that it is sufficiently narrower than the heart rate [Hz], that is, the time when the signal intensity is weakened in the template function is sufficiently shorter than the half cycle of the heart rate. Pixels whose amplitude spectrum has been eliminated by this filtering process are excluded from the subsequent processes. As a result, it is possible to prevent erroneous extraction of regions other than the myocardium, and to reduce the subsequent processing load (calculation amount). In this embodiment, the heart region is extracted by applying a low-frequency filter. However, a band-pass filter (band-pass filter) may be applied to simultaneously remove high-frequency noise components.

次に、ステップS10で算出された振幅スペクトルと、ステップS11で算出されたテンプレートとを比較することにより、抽出した心臓領域から各時相毎の心壁候補点が抽出される(ステップ14)。   Next, heart wall candidate points for each time phase are extracted from the extracted heart region by comparing the amplitude spectrum calculated in step S10 with the template calculated in step S11 (step 14).

すなわち、ステップS10で得られた各画素の振幅スペクトルと、ステップS11で設定された所定の時刻で信号が低くなるテンプレート関数を基にステップS12で求められたテンプレートとを比較し、境界候補点に含まれる画素であって、その画素の振幅スペクトルとテンプレートとの相関が一定値以上である画素が、所定の時相における心壁候補点として抽出される。上記処理をステップS11で設定された全てのテンプレートに対して行うことにより、各時相毎の心壁候補点が抽出される。   That is, the amplitude spectrum of each pixel obtained in step S10 is compared with the template obtained in step S12 based on the template function whose signal becomes low at the predetermined time set in step S11. Pixels that are included and whose correlation between the amplitude spectrum of the pixel and the template is equal to or greater than a certain value are extracted as heart wall candidate points in a predetermined time phase. By performing the above process on all the templates set in step S11, heart wall candidate points for each time phase are extracted.

例えば、図6に示すように境界候補点の各画素での振幅スペクトルと、時刻t0において信号が低くなるテンプレート関数から算出されたテンプレートとを比較し、その振幅スペクトルとテンプレートとが一致する画素が時刻t0において信号が低くなる画素、すなわち時刻t0における心壁候補点として抽出される。時刻t1、t2において信号が低くなるテンプレート関数に対してもそれぞれ同様の処理を行うことで、時刻t1、t2における心壁候補点がそれぞれ抽出される。これにより、時刻t0、t1、t2の各時相における心壁候補点が抽出される。   For example, as shown in FIG. 6, an amplitude spectrum at each pixel of the boundary candidate point is compared with a template calculated from a template function whose signal becomes low at time t0, and a pixel whose amplitude spectrum matches the template is found. A pixel whose signal becomes low at time t0, that is, a heart wall candidate point at time t0 is extracted. The same processing is performed on the template functions whose signals become low at times t1 and t2, respectively, so that heart wall candidate points at times t1 and t2 are extracted. Thereby, the heart wall candidate point in each time phase of time t0, t1, and t2 is extracted.

ステップS13で得られた各時相における心壁候補点から、心壁(左心内壁、右心内壁及び心外壁)の位置(画素)が決定される(ステップS15)。心壁候補点は心筋境界のコントラストを用いて決定しているため、心内壁、心外壁、心内壁と同様の高信号を呈する心外膜脂肪等が含まれる。そのため、心壁候補点から心内壁と心外壁とを分ける必要がある。   From the heart wall candidate points in each time phase obtained in step S13, the position (pixel) of the heart wall (the left heart inner wall, the right heart inner wall, and the outer heart wall) is determined (step S15). Since the cardiac wall candidate points are determined using the contrast of the myocardial boundary, the endocardial wall, the epicardial wall, epicardial fat exhibiting a high signal similar to the endocardial wall, and the like are included. Therefore, it is necessary to separate the inner and outer walls from the candidate heart wall points.

まず、左心内壁及び心外壁の決定方法について図7を用いて説明する。   First, a method for determining the inner wall and the outer wall of the left heart will be described with reference to FIG.

ステップS13で得られた各時相における心壁候補点には、左右心室の心内壁と脂肪のある心外壁が同時に抽出されている。このため、単純に心壁候補点を接続するだけでは心内壁の位置を決定できない。そこで、心臓短軸断像(体軸とほぼ垂直な方向での心臓の断像)では左心室が円形状に見えることを利用して、ステップS13で得られた各時相における心壁候補点と円関数との相関が大きい画素が各時相における左心内壁として抽出される(ステップS701)。例えば、FOV(Field of view、撮像領域)の中心を基準点とし、半径を徐々に拡大しながらその円と一致する心壁候補点の数量を数える。そして、最も多い数量の心壁候補点が含まれる円をその時相での円関数と決定し、その円関数と一致する心壁候補点が左心内壁候補点として抽出される。これにより、各時相における心壁候補点において、円関数との相関の大きい画素が抽出される。なお、基準点は、上記のようにFOVの中心を自動的に設定してもよいし、心内腔の中心と予測される点をポインティングデバイス17等で操作者が設定することで円関数の中心を決めるようにしてもよい。また、上記の左心内壁抽出方法では、FOVの中心を基準点とし、半径を徐々に拡大しながら円関数を求めているが、これに限らず、複数の円関数をあらかじめ設定しておき、その中から最も相関の高い円関数を選択するようにしてもよい。また、1時相間での変化は問題となる大きさではないため、1時相前の円関数を参照してもよい。   In the cardiac wall candidate points in each time phase obtained in step S13, the inner and inner walls of the left and right ventricles and the fat outer wall are extracted simultaneously. For this reason, the position of the endocardial wall cannot be determined simply by connecting the heart wall candidate points. Therefore, by using the fact that the left ventricle looks circular in the cardiac short-axis image (the heart image in a direction substantially perpendicular to the body axis), the cardiac wall candidate points in each time phase obtained in step S13 are used. And a pixel having a large correlation with the circular function are extracted as the left heart inner wall in each time phase (step S701). For example, the center of the FOV (Field of view, imaging region) is used as a reference point, and the number of heart wall candidate points that coincide with the circle is counted while gradually increasing the radius. Then, a circle including the largest number of heart wall candidate points is determined as a circular function at that time phase, and a heart wall candidate point that matches the circle function is extracted as a left heart inner wall candidate point. As a result, pixels having a large correlation with the circular function are extracted at the heart wall candidate points in each time phase. As the reference point, the center of the FOV may be automatically set as described above, or the point that is predicted to be the center of the heart lumen is set by the operator using the pointing device 17 or the like. The center may be determined. In the above left heart inner wall extraction method, the center of the FOV is used as a reference point and the circular function is obtained while gradually increasing the radius. However, the present invention is not limited to this, and a plurality of circular functions are set in advance. You may make it select the circular function with the highest correlation from among them. Further, since the change between the time phases is not a problem size, the circular function before the one time phase may be referred to.

なお、ステップS701で左心内壁候補点として抽出されなかった心壁候補点は保存しておき,以降の処理で用いる。   The heart wall candidate points that are not extracted as the left heart inner wall candidate points in step S701 are stored and used in the subsequent processing.

そして、ステップS701で抽出された各時相における左心内壁候補点を接続し,スムージング処理を行うことで左心内壁が決定される(ステップS702)。   And the left heart inner wall candidate point in each time phase extracted in step S701 is connected, and the left heart inner wall is determined by performing the smoothing process (step S702).

各時相における左心内壁が決定されたら、ステップS13で得られた各時相における心壁候補点と楕円関数との相関の大きい画素が心外壁候補点として抽出される(ステップS703)。このとき、ステップS701で左心内壁候補点から外れた心壁候補点を参照して、心筋と心外膜脂肪との境界位置の情報を取り入れることで精度が向上する。なお、楕円関数の決定方法としては、ステップS701と同様に、FOVの中心又は心内腔の中心と予測される点を基準点として、縦軸及び横軸を徐々に拡大しながらその楕円と一致する心壁候補点の数量を数え、一致する心壁候補点の数量が最も多い楕円をその時相での楕円関数と決定するようにしてもよいし、複数の楕円関数をあらかじめ設定しておき、その中から最も相関の高い楕円関数を選択するようにしてもよい。また、1時相間での変化は問題となる大きさではないため、1時相前の楕円関数を参照してもよい。   When the left heart inner wall in each time phase is determined, a pixel having a large correlation between the heart wall candidate point and the elliptic function in each time phase obtained in step S13 is extracted as an epicardial wall candidate point (step S703). At this time, accuracy is improved by referring to the heart wall candidate point deviated from the left heart inner wall candidate point in step S701 and taking in information on the boundary position between the myocardium and epicardial fat. Note that the elliptic function is determined in the same manner as in step S701, with the point predicted to be the center of the FOV or the center of the heart lumen as the reference point, and the vertical and horizontal axes are gradually expanded to match the ellipse. The number of heart wall candidate points to be counted and the ellipse with the largest number of matching heart wall candidate points may be determined as the elliptic function at that time phase, or a plurality of elliptic functions may be set in advance, An elliptic function having the highest correlation among them may be selected. Further, since the change between the time phases is not a problem size, the elliptic function before the time phase may be referred to.

このように抽出された各画素を接続、スムージングすることにより、心外壁が決定される(ステップS704)。   The extracardiac wall is determined by connecting and smoothing the pixels thus extracted (step S704).

そして、ステップS702で決定された左心内壁とステップS704で決定された心外壁とが交差又は接触するかが判断される(ステップS705)。   Then, it is determined whether the inner wall of the left heart determined in step S702 intersects or contacts the outer wall of the heart determined in step S704 (step S705).

心内壁と心外壁は心筋の内外に位置するため、互いに交差、接触することはない。そのため、ステップS705において左心内壁と心外壁とが交差又は接触すると判断された場合には、交差又は接触している境界点とそれに隣接する接続線とが消去され(ステップS706)、再度ステップS704における心外壁の決定処理が行われる。   Since the inner and outer walls are located inside and outside the myocardium, they do not cross or touch each other. Therefore, when it is determined in step S705 that the inner wall of the left heart and the outer wall of the heart intersect or contact, the boundary point that intersects or contacts and the connection line adjacent thereto are deleted (step S706), and step S704 is performed again. The determination process of the epicardial wall is performed.

なお、ステップS705において左心内壁と心外壁とが交差又は接触しないと判断された場合には、処理が終了される。   If it is determined in step S705 that the inner wall of the left heart and the outer wall of the heart do not intersect or contact each other, the process is terminated.

次に、右心内壁の決定方法について図8を用いて説明する。   Next, a method for determining the inner wall of the right heart will be described with reference to FIG.

ステップS14で抽出された各時相毎の心壁候補点において、左心内壁及び心外壁として決定された画素が除去され、残された画素が右心内壁候補点として抽出される(ステップS801)。   At the heart wall candidate points for each time phase extracted in step S14, the pixels determined as the left heart inner wall and the outer heart wall are removed, and the remaining pixels are extracted as right heart inner wall candidate points (step S801). .

ステップS801で抽出された右心内壁候補点を接続、スムージングすることで右心内壁が決定される(ステップS802)。   The right heart inner wall is determined by connecting and smoothing the right heart inner wall candidate points extracted in step S801 (step S802).

そして、ステップS702で決定された左心内壁と、ステップS802で決定された右心内壁とが交差又は接触するかが判断される(ステップS803)。   Then, it is determined whether the left heart inner wall determined in step S702 intersects or contacts the right heart inner wall determined in step S802 (step S803).

ステップS803において左心内壁と右心内壁とが交差又は接触すると判断された場合には、交差又は接触している境界点と隣接する接続線が消去されて(ステップS804)、再度ステップS802における右心内壁の決定処理が行われる。   If it is determined in step S803 that the inner wall of the left heart and the inner wall of the right heart intersect or contact each other, the connection line adjacent to the intersecting or contacting boundary point is deleted (step S804), and the right in step S802 again. An intracardiac wall determination process is performed.

ステップS803において左心内壁と右心内壁とが交差又は接触しないと判断された場合には、ステップS805へ進む。   If it is determined in step S803 that the inner wall of the left heart and the inner wall of the right heart do not intersect or contact each other, the process proceeds to step S805.

次に、ステップS704で決定された心外壁と、ステップS802で決定された右心内壁とが交差又は接触するかが判断される(ステップS805)。   Next, it is determined whether the outer wall determined in step S704 intersects or contacts the inner wall of the right heart determined in step S802 (step S805).

ステップS803において心外壁と右心内壁とが交差又は接触すると判断された場合には、交差又は接触している境界点と隣接する接続線が消去されて(ステップS806)、再度ステップS802における右心内壁の決定処理が行われる。   If it is determined in step S803 that the outer wall of the heart and the inner wall of the right heart intersect or contact, the connecting line adjacent to the boundary point that intersects or contacts is deleted (step S806), and the right heart in step S802 again. An inner wall determination process is performed.

ステップS805において心外壁と右心内壁とが交差又は接触しないと判断された場合には、処理が終了される。   If it is determined in step S805 that the outer heart wall and the inner right wall do not intersect or contact, the processing ends.

これにより、各時相における心筋境界(心壁)を自動的に抽出することができる。また、心筋境界(心壁)を円関数又は楕円関数で近似することで、心筋境界(心壁)をより正確に決定することができる。   Thereby, the myocardial boundary (heart wall) in each time phase can be automatically extracted. Further, by approximating the myocardial boundary (heart wall) with a circular function or an elliptic function, the myocardial boundary (heart wall) can be determined more accurately.

なお、上記の左心内壁及び心外壁の決定方法においては、心臓短軸断像を用いているが、これに限らず心臓長軸画像(体軸とほぼ平行な方向での心臓の断像)を用いてもよい。この場合には、左心室が楕円形状に見えるため、上記の左心内壁決定方法時に円関数を用いた代わりに楕円関数を用いればよい。   In the method for determining the left heart inner wall and the outer heart wall, the short heart image is used. However, the present invention is not limited to this, and the heart long axis image (heart image in a direction substantially parallel to the body axis). May be used. In this case, since the left ventricle appears to be elliptical, an elliptical function may be used instead of the circular function in the above left heart inner wall determination method.

心壁位置が決定されたら、ステップS15で決定された心壁と、時系列画像とが重ね合わされた識別画像が作成され(ステップS16)、ディスプレイ119に表示される(ステップS17)。この場合、心壁が強調表示(表示色を変更する、色線で囲む等)されることにより、心壁とその他の部分とを視覚的に分離することができる。そのため、識別画像を被検体の機能解析等に活用することができる。なお、この場合に心筋の位置を心機能解析処理に入力する処理を行っても良い。これにより、被検体の機能解析等への活用がより容易となる。   When the heart wall position is determined, an identification image in which the heart wall determined in step S15 and the time-series image are superimposed is created (step S16) and displayed on the display 119 (step S17). In this case, the heart wall and other portions can be visually separated by highlighting the heart wall (changing the display color, surrounding with a color line, etc.). Therefore, the identification image can be used for functional analysis of the subject. In this case, processing for inputting the position of the myocardium to the cardiac function analysis processing may be performed. This makes it easier to use the function for analyzing the function of the subject.

本実施の形態によれば、信号の時間的変化をフーリエ変換して得られた周波数スペクトル、特に振幅スペクトルを用いることにより、時系列画像において信号が所定の時間的変化をする画素と、その他の画素とを容易に識別することができる。また、フーリエ変換を行った後でハイパスフィルタをかけることにより、心臓領域などの所望の領域以外の領域を消去できるため、計算量を少なくすることができる。   According to the present embodiment, by using a frequency spectrum obtained by Fourier transform of a temporal change of a signal, in particular, an amplitude spectrum, a pixel in which a signal undergoes a predetermined temporal change in a time-series image, and other A pixel can be easily identified. In addition, by applying a high-pass filter after performing the Fourier transform, regions other than the desired region such as the heart region can be eliminated, so that the amount of calculation can be reduced.

また、本実施の形態によれば、複数のテンプレートと等しい周波数スペクトルを有する画素を抽出することにより、心壁等の所望の領域、輪郭等の変化を時系列画像から自動的に抽出することができる。   Further, according to the present embodiment, by extracting pixels having a frequency spectrum equal to that of a plurality of templates, it is possible to automatically extract a desired region such as a heart wall, a change in contour, etc. from a time-series image. it can.

なお、本実施の形態では、時系列画像をフーリエ変換して得られた振幅スペクトルと複数のテンプレートとが一致する画素を心壁候補点として抽出しているが、あらかじめ設定された1種類のテンプレート関数をフーリエ変換して取得された周波数スペクトルをテンプレートと設定して、時系列画像の所定の画素の信号の時間的変化をフーリエ変換して得られた周波数スペクトルに所定の係数をかけることで規格化された周波数スペクトルと、テンプレートとが一致する場合には、その画素を心壁候補点として抽出するようにしてもよい。   In the present embodiment, pixels whose amplitude spectrum obtained by Fourier transforming a time-series image and a plurality of templates are extracted as heart wall candidate points. However, one type of preset template is used. Standard by setting the frequency spectrum obtained by Fourier transform of the function as a template and multiplying the frequency spectrum obtained by Fourier transform of the time change of the signal of the predetermined pixel of the time series image by the predetermined coefficient If the converted frequency spectrum matches the template, the pixel may be extracted as a heart wall candidate point.

以下、振幅スペクトルを規格化する場合について説明する。図9に示すように、横軸方向の係数として、振幅スペクトルの周波数幅B1、B2がテンプレートの周波数幅Bと一致するような係数B/B1、B/B2を設定し、縦軸方向の係数として、周波数スペクトルの振幅幅A1、A2がテンプレートの振幅幅Aと一致するような係数A/A1、A/A2を設定し、時系列画像をフーリエ変換して得られた振幅スペクトルにこれらの係数をかけることで、時系列画像をフーリエ変換して得られた振幅スペクトルを規格化する。そして、規格化された振幅スペクトルとテンプレートとを比較し、規格化された振幅スペクトルとテンプレートとが一致した振幅スペクトルを有する画素が心壁候補点と設定される。また、心壁候補点と設定された画素であって、規格化するときに用いた係数が等しい画素が、信号が同じ時間的変化を有する、すなわち所定の時相における心壁候補点として抽出される。   Hereinafter, a case where the amplitude spectrum is normalized will be described. As shown in FIG. 9, coefficients B / B1 and B / B2 are set as coefficients in the horizontal axis direction so that the frequency widths B1 and B2 of the amplitude spectrum match the frequency width B of the template. The coefficients A / A1 and A / A2 are set such that the amplitude widths A1 and A2 of the frequency spectrum coincide with the amplitude width A of the template, and these coefficients are added to the amplitude spectrum obtained by Fourier transforming the time series image. Is applied to normalize the amplitude spectrum obtained by Fourier transform of the time-series image. Then, the normalized amplitude spectrum is compared with the template, and a pixel having an amplitude spectrum in which the normalized amplitude spectrum matches the template is set as a heart wall candidate point. Also, pixels that are set as heart wall candidate points and that have the same coefficient used for normalization are extracted as heart wall candidate points having the same temporal change, that is, a predetermined time phase. The

<第2の実施の形態>
上記第1の実施の形態のMRI装置1では、MRI装置1により撮影された心臓シネ画像において、時系列画像中の心筋輪郭抽出を行うものであるが、MRI装置1によって撮影された画像の領域又は輪郭を抽出する方法は、これに限定されるものではない。
<Second Embodiment>
In the MRI apparatus 1 according to the first embodiment, a myocardial contour is extracted from a time-series image in a cardiac cine image photographed by the MRI apparatus 1, but an area of the image photographed by the MRI apparatus 1 is used. Or the method of extracting an outline is not limited to this.

本実施の形態のMRI装置1は、TRCE−MRAで血管造影された時系列画像から動脈と静脈との分離、血管腫や動静脈奇形等(病変部位)の描出等を行うものである。なお、図中、第1の実施の形態と同一の部分については、同一の符号を付し、説明を省略する。   The MRI apparatus 1 of the present embodiment performs separation of arteries and veins, rendering hemangiomas, arteriovenous malformations (lesion sites), and the like from a time-series image obtained by angiography with TRCE-MRA. In the figure, the same portions as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

TRCE−MRAとは、Gd等の造影剤の静脈注入と並行して高速撮影を連続的に行い、血管造影の様子を時系列画像として撮影するものである。このように取得した時系列画像は、注入された造影剤が撮影部位に到達するまでの時相と、撮影部位の動脈に到達する時相と、撮影部位の静脈に到達する時相とに分かれており、図10に示すように、動脈と静脈とで造影剤が到達する時間に差が生じる、すなわち、動脈に造影剤が到達した後に静脈に造影剤が到達する。TRCE−MRAに本発明を適用した場合には、この動静脈の輝度変化の違いを利用して、動画像中の動脈と静脈とを分離することができる。   TRCE-MRA is a technique in which high-speed imaging is continuously performed in parallel with intravenous injection of a contrast agent such as Gd, and the state of angiography is captured as a time-series image. The time-series images acquired in this way are divided into a time phase until the injected contrast agent reaches the imaging region, a time phase that reaches the artery of the imaging region, and a time phase that reaches the vein of the imaging region. As shown in FIG. 10, there is a difference in the time for the contrast medium to reach between the artery and the vein, that is, the contrast medium reaches the vein after the contrast medium reaches the artery. When the present invention is applied to TRCE-MRA, it is possible to separate an artery and a vein in a moving image using the difference in luminance change of the artery and vein.

図11は、時系列画像中の動脈と静脈を分離し、病変部位の抽出を行う処理の流れを示すフローチャートである。計算機118は、このフローチャートに従って動作する。以下の処理は、計算機118によって被検体102の時系列画像が取得された後で開始される。   FIG. 11 is a flowchart showing a flow of processing for separating an artery and a vein in a time-series image and extracting a lesion site. The computer 118 operates according to this flowchart. The following process is started after the computer 118 acquires a time-series image of the subject 102.

まず、取得した時系列画像の各画素の輝度を時間方向にフーリエ変換することによって、周波数スペクトル、すなわち振幅スペクトルと位相スペクトルとが算出される(ステップS20)。なお、時間方向にフーリエ変換することで得られる周波数スペクトルは、各画素の輝度変化に対応する。ステップS20の処理は、時系列画像を構成する全ての画素に対して行われる。   First, a frequency spectrum, that is, an amplitude spectrum and a phase spectrum are calculated by Fourier-transforming the luminance of each pixel of the acquired time-series image in the time direction (step S20). Note that the frequency spectrum obtained by Fourier transform in the time direction corresponds to the luminance change of each pixel. The process of step S20 is performed on all the pixels constituting the time series image.

時系列画像から造影剤による輝度変化のない領域を除去するためにハイパスフィルタ(低周波フィルタ)を適用することにより、動脈領域及び静脈領域が抽出される(ステップS21)。このフィルタ処理によって周波数スペクトルが消去された画素は、以後の処理から除外される。これにより、造影剤による輝度変化がない領域を消去し、同時に後続する処理の負荷(計算量)を軽減することができる。   An arterial region and a venous region are extracted by applying a high-pass filter (low-frequency filter) to remove a region where there is no luminance change due to a contrast agent from the time-series image (step S21). Pixels whose frequency spectrum has been eliminated by this filtering process are excluded from the subsequent processes. As a result, it is possible to erase a region where there is no change in luminance due to the contrast agent, and to reduce the subsequent processing load (calculation amount).

次に、あらかじめ設定されている動脈の輝度変化a(t)、静脈の輝度変化v(t)をそれぞれテンプレート関数と設定し、テンプレート関数を時間方向にフーリエ変換することによって得られた周波数スペクトルのうち、振幅スペクトルをそれぞれテンプレート振幅スペクトルA(ω)、V(ω)と設定し、テンプレート関数を時間方向にフーリエ変換することによって得られた位相スペクトルをそれぞれテンプレート位相スペクトルφA、φVとする(ステップS22)。   Next, the preset arterial luminance change a (t) and venous luminance change v (t) are set as template functions, and the frequency spectrum obtained by Fourier transforming the template function in the time direction is set. Among them, the amplitude spectra are set as template amplitude spectra A (ω) and V (ω), respectively, and the phase spectra obtained by Fourier transforming the template function in the time direction are set as template phase spectra φA and φV, respectively (step) S22).

時系列画像の各画素の輝度を時間方向にフーリエ変換して得られる周波数スペクトルは、信号変化が同じであれば、信号変化の開始にΔtのオフセットがある場合においても、振幅スペクトルは同じとなる。   The frequency spectrum obtained by Fourier-transforming the luminance of each pixel in the time-series image in the time direction has the same amplitude spectrum even if there is a Δt offset at the start of the signal change if the signal change is the same. .

それに対し、時系列画像の各画素の輝度を時間方向にフーリエ変換して得られる位相スペクトルは、信号変化が同じであっても、信号変化の開始にΔtのオフセットがある場合には、2πnΔtだけ傾きが大きくなる。この位相スペクトル差の傾きは、位相スペクトル差をnについて1次関数でフィッティングすることにより求められる。この位相スペクトル差の傾きを位相スペクトル差Δφとおく(Δφ=2πΔt)。よって、図10に示すような動脈の輝度変化a(t)と静脈の輝度変化v(t)との間の時間差(輝度のピークの時間、信号変化の開始等)がΔtの場合には、動脈のテンプレート位相スペクトルφAと静脈のテンプレート位相スペクトルφVとの位相スペクトル差はΔφとなる。   On the other hand, the phase spectrum obtained by Fourier transforming the luminance of each pixel of the time-series image in the time direction is only 2πnΔt if there is an offset of Δt at the start of the signal change even if the signal change is the same. The inclination increases. The slope of the phase spectrum difference is obtained by fitting the phase spectrum difference with a linear function with respect to n. The slope of this phase spectrum difference is set as a phase spectrum difference Δφ (Δφ = 2πΔt). Therefore, when the time difference (brightness peak time, start of signal change, etc.) between the arterial luminance change a (t) and the venous luminance change v (t) as shown in FIG. 10 is Δt, The phase spectrum difference between the template phase spectrum φA of the artery and the template phase spectrum φV of the vein is Δφ.

以上より、本実施例においては、テンプレート振幅スペクトルA(ω)、V(ω)は同じと考えるが、テンプレート位相スペクトルφA、φVは異なり、動脈のテンプレート位相スペクトルφAと静脈のテンプレート位相スペクトルφVとはΔφの位相スペクトル差がある。   From the above, in this embodiment, the template amplitude spectra A (ω) and V (ω) are considered to be the same, but the template phase spectra φA and φV are different, and the template phase spectrum φA of the artery and the template phase spectrum φV of the vein are different. Has a phase spectrum difference of Δφ.

動脈の輝度変化a(t)と静脈の輝度変化v(t)との輝度のピークの時間差Δtは、撮影する部位によって異なる。これは、造影剤によってはじめに動脈が造影された後で静脈が造影される間に、一度身体の末端を通過するためであり、時間差Δtは身体の末端に近づくほど小さくなる。位相スペクトル差ΔφはΔt =Δφ/ 2πの関係式であらわされ、位相スペクトル差Δφと時間のオフセットΔtとは1対1で対応するため、撮影する部位に応じたテンプレート関数(動脈の輝度変化a(t)、静脈の輝度変化v(t))をあらかじめ設定しておく必要がある。   The time difference Δt of the luminance peak between the arterial luminance change a (t) and the venous luminance change v (t) varies depending on the region to be imaged. This is because the vein is imaged after the artery is first imaged by the contrast agent, and once passes through the end of the body, the time difference Δt becomes smaller as the end of the body is approached. The phase spectrum difference Δφ is expressed by a relational expression of Δt = Δφ / 2π, and the phase spectrum difference Δφ and the time offset Δt have a one-to-one correspondence. Therefore, a template function (brightness change a of the artery a) (T), the luminance change v (t) of the vein needs to be set in advance.

なお、テンプレート関数の設定は、抽出精度を上げるために、ユーザーが時系列画像内の任意位置で動脈と静脈を点または領域でそれぞれ指定し,その位置での輝度変化をテンプレート関数と設定することもできる。また、撮影時に連続的に取得されるエコー信号の信号強度から動脈及び静脈の輝度変化を決定し、これを基にしてテンプレート関数を設定することもできる。   In order to improve the extraction accuracy, the template function is set by the user specifying the artery and vein at a desired position in the time-series image as a point or a region, and setting the brightness change at that position as the template function. You can also. It is also possible to determine a change in the brightness of the arteries and veins from the signal intensity of echo signals continuously acquired at the time of imaging, and to set a template function based on this.

ステップS22でテンプレート振幅スペクトルA(ω)、V(ω)とテンプレート位相スペクトルφA、φVとが設定されたら、ステップS20で算出された振幅スペクトルとステップS22で算出されたテンプレート振幅スペクトルA(ω)、V(ω)との間、及びステップS20で算出された位相スペクトルとステップS22で算出されたテンプレート位相スペクトルφA、φVとの間でそれぞれ相関を算出し(ステップS23)、ステップS20で算出された振幅スペクトルとテンプレート振幅スペクトルA(ω)、V(ω)とが等しく、かつステップS20で算出された位相スペクトルとテンプレート位相スペクトルφA、φVとの相関が大きい領域がそれぞれ動脈領域及び静脈領域として抽出される(ステップS24)。   When the template amplitude spectra A (ω) and V (ω) and the template phase spectra φA and φV are set in step S22, the amplitude spectrum calculated in step S20 and the template amplitude spectrum A (ω) calculated in step S22. , V (ω) and between the phase spectrum calculated in step S20 and the template phase spectrums φA and φV calculated in step S22 (step S23), and calculated in step S20. The regions where the amplitude spectrum and the template amplitude spectra A (ω) and V (ω) are equal and the correlation between the phase spectrum calculated in step S20 and the template phase spectra φA and φV are large are the arterial region and the vein region, respectively. Extracted (step S24).

振幅スペクトル及び位相スペクトルとテンプレート振幅スペクトルA(ω)、V(ω)及びテンプレート位相スペクトルφA、φVとが共に一致している画素は、テンプレート関数a(t)、v(t)と同一の輝度変化をしていると判断できる。また、振幅スペクトルはテンプレート振幅スペクトルA(ω)、V(ω)と一致するが、位相スペクトルはテンプレート位相スペクトルφA、φVと異なる画素は、輝度変化の形状はテンプレートと同一であるが、時間方向にオフセットされている(時間に遅れがある)とみなす。   Pixels in which the amplitude spectrum and phase spectrum coincide with the template amplitude spectra A (ω) and V (ω) and the template phase spectra φA and φV have the same luminance as the template functions a (t) and v (t). It can be judged that it is changing. The amplitude spectrum matches the template amplitude spectra A (ω) and V (ω), but the phase spectrum is different from the template phase spectra φA and φV. Is considered to be offset (there is a time delay).

なお、ステップS20で算出された位相スペクトルとテンプレート位相スペクトルφA、φVとの相関が大きい領域を抽出する方法としては、位相スペクトルとテンプレート位相スペクトルφA、φVとが一致する場合と、位相スペクトルとテンプレート位相スペクトルφA、φVとの差が所定の値以下である場合とを抽出する。ここで、位相スペクトル差Δφとして許容できる誤差は、Δtに対して許容できる誤差(例えば動画像の1フレーム分以下)と同等である。つまり、フレームの総数をNフレームとすると、位相スペクトル差Δφとして許容できる誤差のオーダーは1/N程度となる。例えば、20フレームの動画像の場合には、誤差のオーダーは約5%(=1/20)となり、位相スペクトル差Δφが5%以下である場合を位相スペクトルとテンプレート位相スペクトルφA、φVとの差が所定の値以下である場合として、抽出を行えばよい。   As a method for extracting a region where the correlation between the phase spectrum calculated in step S20 and the template phase spectrums φA and φV is large, a case where the phase spectrum matches the template phase spectra φA and φV, a phase spectrum and a template are used. The case where the difference between the phase spectra φA and φV is a predetermined value or less is extracted. Here, the allowable error as the phase spectrum difference Δφ is equivalent to an allowable error with respect to Δt (for example, one frame or less of a moving image). That is, when the total number of frames is N frames, the order of error that can be allowed as the phase spectrum difference Δφ is about 1 / N. For example, in the case of a 20-frame moving image, the error order is approximately 5% (= 1/20), and the phase spectrum difference Δφ is 5% or less between the phase spectrum and the template phase spectra φA and φV. Extraction may be performed as a case where the difference is equal to or less than a predetermined value.

ステップS24で抽出された各時相毎の動脈領域及び静脈領域と、時系列画像とが重ね合わされた識別画像が作成され(ステップS25)、ディスプレイ15に表示される(ステップS26)。この場合、動脈領域及び静脈領域が強調表示(視覚的に分離できるような色線(動脈は赤色,静脈は青色等)で囲む等)されることにより、動脈領域及び静脈領域とその他の部分とが視覚的に分離される。また、識別画像において強調表示された動脈領域及び静脈領域を観察することにより、血管腫や動静脈奇形等の病変が容易に発見可能となる。また、識別画像において強調表示された動脈領域及び静脈領域の輪郭と、識別画像において強調表示された動脈領域及び静脈領域の輪郭を用いて作成された正常な動脈領域及び静脈領域の輪郭とを比較し、自動的に血管腫や動静脈奇形等の病変が描出されるようにしてもよい。これにより、被検体の機能解析等への活用がより容易となる。   An identification image in which the arterial region and vein region for each time phase extracted in step S24 and the time-series image are superimposed is created (step S25) and displayed on the display 15 (step S26). In this case, the arterial region and the venous region are highlighted (colored lines that can be visually separated (the arteries are red, the veins are blue, etc.), etc.) Are visually separated. Further, by observing the highlighted arterial region and venous region in the identification image, lesions such as hemangiomas and arteriovenous malformations can be easily found. Also, compare the contours of the arterial region and vein region highlighted in the identification image with the contours of the normal arterial region and vein region created using the contours of the arterial region and vein region highlighted in the identification image. Alternatively, lesions such as hemangiomas and arteriovenous malformations may be automatically depicted. This makes it easier to use the function for analyzing the function of the subject.

本実施の形態によれば、信号変化の開始が遅れた場合には位相の差分が大きくなることを用いて、画素毎の振幅スペクトルとテンプレートとが一致し、かつ画素毎の位相スペクトルと位相スペクトルテンプレートとの差が所定の値以下である画素、すなわちテンプレート及び位相スペクトルテンプレートの基となる信号と信号変化の開始が異なり、かつ信号変化の継続時間が同じである画素を自動的に抽出することができる。   According to the present embodiment, when the start of signal change is delayed, the difference in phase becomes large, so that the amplitude spectrum for each pixel matches the template, and the phase spectrum and phase spectrum for each pixel match. Automatically extract pixels whose difference from the template is equal to or less than a predetermined value, that is, pixels whose start of signal change is different from the signal that is the basis of the template and phase spectrum template, and whose signal change duration is the same. Can do.

なお、本実施の形態では、注入された造影剤が撮影部位に到達するまでの時相と、撮影部位の動脈に到達する時相と、撮影部位の静脈に到達する時相とに分けたため、動脈の輝度変化a(t)及び静脈の輝度変化v(t)を1個ずつ設定したが、造影剤の流れにあわせて時相を細かく分け、各時相別の動脈の輝度変化a(t)及び静脈の輝度変化v(t)をそれぞれ複数用意してもよい。この場合には、テンプレート振幅スペクトルA(ω)、V(ω)及びテンプレート位相スペクトルφA、φVが複数設定されるため、各時相別のテンプレート振幅スペクトルA(ω)、V(ω)及びテンプレート位相スペクトルφA、φV毎にそれぞれ上記処理が行われる。   In the present embodiment, since the injected contrast agent is divided into a time phase until reaching the imaging site, a time phase reaching the artery of the imaging site, and a time phase reaching the vein of the imaging site, Although the arterial luminance change a (t) and the venous luminance change v (t) are set one by one, the time phases are subdivided according to the flow of the contrast agent, and the arterial luminance changes a (t ) And a plurality of vein luminance changes v (t) may be prepared. In this case, since a plurality of template amplitude spectra A (ω), V (ω) and template phase spectra φA, φV are set, template amplitude spectra A (ω), V (ω) and templates for each time phase are set. The above processing is performed for each of the phase spectra φA and φV.

本発明が適用されたMRI装置の第1の実施の形態の全体構成を示す概略図である。1 is a schematic diagram showing an overall configuration of a first embodiment of an MRI apparatus to which the present invention is applied. 所定の信号を時間方向にフーリエ変換した場合に得られる振幅スペクトルと位相スペクトルとを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the amplitude spectrum and phase spectrum which are obtained when a predetermined signal is Fourier-transformed in the time direction. 上記MRI装置の第1の実施の形態の心臓の動きと時系列画像の信号との関係を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the relationship between the motion of the heart of 1st Embodiment of the said MRI apparatus, and the signal of a time series image. 上記MRI装置の第1の実施の形態の処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of a process of 1st Embodiment of the said MRI apparatus. 上記MRI装置の第1の実施の形態のテンプレート関数とスペクトルとの関係を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the relationship between the template function and spectrum of 1st Embodiment of the said MRI apparatus. 上記MRI装置の第1の実施の形態の時相毎の心壁候補点を抽出する方法を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the method of extracting the heart wall candidate point for every time phase of 1st Embodiment of the said MRI apparatus. 上記MRI装置の第1の実施の形態の左心内壁と心外壁とを決定する方法を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the method to determine the left heart inner wall and the heart outer wall of 1st Embodiment of the said MRI apparatus. 上記MRI装置の第1の実施の形態の右心内壁を決定する方法を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the method to determine the inner wall of the right heart of 1st Embodiment of the said MRI apparatus. 上記MRI装置の第1の実施の形態の周波数スペクトルを規格化する方法を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the method of normalizing the frequency spectrum of 1st Embodiment of the said MRI apparatus. 本発明が適用されたMRI装置の第2の実施の形態の信号と位相スペクトルとの関係を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the relationship between the signal and phase spectrum of 2nd Embodiment of the MRI apparatus with which this invention was applied. 上記MRI装置の第2の実施の形態の処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of a process of 2nd Embodiment of the said MRI apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

1:MRI装置、101:静磁場発生磁石、102:被検体、103:ベッド、104:高周波磁場コイル、105:X方向傾斜磁場コイル、106:Y方向傾斜磁場コイル、107:Z方向傾斜磁場コイル、108:高周波磁場電源、109:X方向傾斜磁場コイル、110:Y方向傾斜磁場コイル、111:Z方向傾斜磁場コイル、112:シンセサイザ、113:変調装置、114:増幅器、115:受信器、116:シーケンサ、117:記憶媒体、118:計算機、119:ディスプレイ   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1: MRI apparatus, 101: Static magnetic field generating magnet, 102: Subject, 103: Bed, 104: High frequency magnetic field coil, 105: X direction gradient magnetic field coil, 106: Y direction gradient magnetic field coil, 107: Z direction gradient magnetic field coil , 108: high-frequency magnetic field power supply, 109: X-direction gradient magnetic field coil, 110: Y-direction gradient magnetic field coil, 111: Z-direction gradient magnetic field coil, 112: synthesizer, 113: modulator, 114: amplifier, 115: receiver, 116 : Sequencer, 117: Storage medium, 118: Computer, 119: Display

Claims (4)

連続して撮影された複数枚の画像を取得する取得手段と、
前記取得された複数枚の画像の画素毎の信号の時間的変化を時間方向にフーリエ変換することにより、前記画素毎の周波数スペクトルを算出する周波数スペクトル算出手段と、
所定の時間的変化を有する複数の信号をそれぞれ時間方向にフーリエ変換することにより得られた周波数スペクトルを、複数のテンプレートとして設定するテンプレート設定手段と、
前記周波数スペクトル算出手段で算出された前記画素毎の周波数スペクトルと、前記テンプレート設定手段で設定されたテンプレートとを比較し、前記画素毎の周波数スペクトルとテンプレートとの相関が一定値以上である画素を境界候補点として抽出する抽出手段と、
前記抽出手段で抽出された画素と他の画素とを識別可能に表示した画像を表示させる表示手段と、
を備えたことを特徴とする医用画像処理装置。
Acquisition means for acquiring a plurality of images photographed in succession;
A frequency spectrum calculating means for calculating a frequency spectrum for each pixel by performing a Fourier transform in a time direction of a temporal change in a signal for each pixel of the acquired plurality of images;
Template setting means for setting, as a plurality of templates, frequency spectra obtained by performing a Fourier transform on each of a plurality of signals having a predetermined temporal change in the time direction;
The frequency spectrum for each pixel calculated by the frequency spectrum calculation means is compared with the template set by the template setting means, and a pixel whose correlation between the frequency spectrum for each pixel and the template is equal to or greater than a certain value is obtained. Extraction means for extracting as boundary candidate points;
Display means for displaying an image in which the pixels extracted by the extraction means and other pixels are displayed in an identifiable manner;
A medical image processing apparatus comprising:
前記抽出手段で抽出された画素と他の画素とを識別可能に表示した識別画像を作成する識別画像作成手段と、
前記識別画像作成手段で作成された識別画像と、前記複数枚の画像とが重ね合わされた表示画像を作成する表示画像作成手段と、を備え、
前記表示手段は、前記表示画像作成手段で作成された前記表示画像を表示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。
An identification image creation means for creating an identification image in which the pixels extracted by the extraction means and other pixels are displayed in a distinguishable manner;
An identification image created by the identification image creating means, and a display image creating means for creating a display image in which the plurality of images are superimposed,
The medical image processing apparatus according to claim 1, wherein the display unit displays the display image created by the display image creation unit.
前記抽出手段は、前記複数のテンプレートのうちの1種類のテンプレートとの相関が一定値以上である周波数スペクトルを有する画素を所定の時間における境界候補点として抽出する処理を、前記複数のテンプレートの全てに対して行うことにより、時間毎の境界候補点を抽出することを特徴とする請求項1又は2に記載の医用画像処理装置。   The extraction means is configured to extract a pixel having a frequency spectrum whose correlation with one type of template among the plurality of templates is a predetermined value or more as a boundary candidate point at a predetermined time. The medical image processing apparatus according to claim 1, wherein a boundary candidate point for each time is extracted by performing the operation on the medical image processing apparatus. 前記抽出手段で抽出された境界候補点と円関数又は楕円関数との相関をとり、相関の高い境界候補点を連結することで境界線を取得する境界線取得手段を備え、
前記識別画像作成手段は、前記抽出手段で抽出された画素及び前記境界線と、他の画素とを識別可能に表示した識別画像を作成することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の医用画像処理装置。
A boundary line acquisition means for obtaining a boundary line by correlating a boundary candidate point extracted by the extraction means and a circular function or an elliptic function, and connecting boundary candidate points having high correlation,
The said identification image preparation means produces the identification image which displayed the pixel extracted by the said extraction means, the said boundary line, and another pixel so that identification was possible. The medical image processing apparatus described.
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CN106308767B (en) * 2011-07-07 2020-01-10 小利兰·斯坦福大学托管委员会 Comprehensive cardiovascular analysis using volume phase contrast MRI

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3163570B2 (en) * 1992-05-06 2001-05-08 株式会社日立製作所 Image quality improvement method for moving images in nuclear magnetic resonance imaging
JP3222273B2 (en) * 1993-07-09 2001-10-22 株式会社日立製作所 Image quality improvement method for moving images in nuclear magnetic resonance diagnostic apparatus
JP2883943B1 (en) * 1998-02-24 1999-04-19 技術研究組合医療福祉機器研究所 Magnetic resonance imaging device
JP3679990B2 (en) * 2000-10-31 2005-08-03 株式会社東芝 Medical image processing apparatus and method
JP4575821B2 (en) * 2005-03-25 2010-11-04 広島市 Image processing apparatus, image processing method and image diagnosis support system for visualizing peristaltic movement of uterus, computer program therefor, and recording medium recording the same

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