JP5857368B2 - 医用画像生成装置、医用画像生成プログラムおよび医用画像生成装置の制御方法 - Google Patents
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また水分子の挙動の大きさを表す一手法として、活動自由度を示す「拡散」があるが、これを強調した「拡散強調画像(Diffusion Weighted Image: 以下DWIと称する)」という撮影法が知られている。これは、脳梗塞や腫瘍の検出の他、種々の診断に幅広く用いられている。
上記DWIは、MRI装置でコントラストの強度を示すb値を設定することによって、水分子が拡散しやすい領域、または拡散しにくい領域を描出することができる。
さらに、b値を横軸にとり、ピクセルの信号値を縦軸にとった直交座標系において、複数個のb値に応じた信号値を結ぶ近似直線を形成することで、直線補間を行って、任意のb値についての画像をえることができる、との技術も知られている(Computed-DWIと称される)。
しかしながら、グレイスケール画像をモニタ表示する際に用いられるウインドウ幅値およびウインドウレベル値の最適値は、当初の段階が不明であることから、従来、多くの場合は、直線補間を行うためにプロットしたb値の画像におけるウインドウ幅値およびウインドウレベル値をそのまま用いていた。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、任意のb値の画像における、ウインドウ幅値/レベル値の最適値を容易に設定し得る、医用画像生成装置、医用画像生成プログラムおよび医用画像生成装置の制御方法を提供することを目的とするものである。
すなわち、本発明に係る医用画像生成装置は、
MRI装置で撮像された拡散強調画像の撮像条件であるb値と信号値との相関関係を記憶する記憶手段と、
MRI装置で撮像された拡散強調画像である第1医用画像を表示する際のウインドウ幅値Pおよびウインドウレベル値Qを特定する特定手段と、
前記第1医用画像のb値を、任意のb値に変化させた第2医用画像の信号値を、前記記憶手段に記憶される前記相関関係に基づき演算する補間演算手段と、
前記第1医用画像の各画素の信号値の平均である画像信号平均値をAとし、前記補間演算手段で演算された前記第2医用画像の各画素の信号値の平均である画像信号平均値をBとしたときの、B/Aの値を求める第1演算手段と、
前記特定手段で特定された前記ウインドウ幅値P及び前記ウインドウレベル値Qに、前記B/Aの値を乗じることにより、前記第2医用画像を表示する際のウインドウ幅値Pおよびウインドウレベル値Qを求める第2演算手段と、
を備えたことを特徴とするものである。
また、前記少なくとも2つの拡散強調画像の1つは、前記第1医用画像であることが好ましい。
また、前記記憶手段に記憶される前記相関関係は、傾き情報であり、
前記補間演算手段は、前記第1医用画像のb値を変化させた第2医用画像の信号値を、前記傾き情報と前記第1の医用画像の信号値とに基づき演算することが好ましい。
また、前記傾き情報は、見かけ上の拡散係数画像(ADCmap)から求められた値であることが好ましい。
MRI装置で撮像された拡散強調画像の撮像条件であるb値と信号値との相関関係を記憶する記憶手段を備える、コンピュータにおいて実行せしめる医用画像生成プログラムであって、
MRI装置で撮像された拡散強調画像である第1医用画像を表示する際のウインドウ幅値Pおよびウインドウレベル値Qを特定する特定ステップと、
前記第1医用画像のb値を、任意のb値に変化させた第2医用画像の信号値を、前記記憶手段に記憶される前記相関関係に基づき演算する補間演算ステップと、
前記第1医用画像の各画素の信号値の平均である画像信号平均値をAとし、前記補間演算ステップで演算された前記第2医用画像の各画素の信号値の平均である画像信号平均値をBとしたときの、B/Aの値を求める第1演算ステップと、
前記特定ステップで特定された前記ウインドウ幅値P及び前記ウインドウレベル値Qに、前記B/Aの値を乗じることにより、前記第2医用画像を表示する際のウインドウ幅値Pおよびウインドウレベル値Qを求める第2演算ステップと、
を、前記コンピュータにおいて実行せしめることを特徴とするものである。
また、本発明に係る医用画像生成装置の制御方法は、
MRI装置で撮像された拡散強調画像の撮像条件であるb値と信号値との相関関係を記憶する記憶手段を備える医用画像生成装置の制御方法であって、
前記医用画像生成装置が、
MRI装置で撮像された拡散強調画像である第1医用画像を表示する際のウインドウ幅値Pおよびウインドウレベル値Qを特定する特定ステップと、
前記第1医用画像のb値を、任意のb値に変化させた第2医用画像の信号値を、前記記憶手段に記憶される前記相関関係に基づき演算する補間演算ステップと、
前記第1医用画像の各画素の信号値の平均である画像信号平均値をAとし、前記補間演算ステップで演算された前記第2医用画像の各画素の信号値の平均である画像信号平均値をBとしたときの、B/Aの値を求める第1演算ステップと、
前記特定ステップで特定された前記ウインドウ幅値P及び前記ウインドウレベル値Qに、前記B/Aの値を乗じることにより、前記第2医用画像を表示する際のウインドウ幅値Pおよびウインドウレベル値Qを求める第2演算ステップと、
を実行することを特徴とするものである。
所望の医用画像において、診断が良好となるようなモニタ表示とし得る、適切なウインドウ幅とウインドウレベルを定量的に決定することが可能となる。
まず、図1を参照しながら、本発明の一実施形態に係る医用画像生成装置1の装置構成について説明する。
なお、このようにして構成された各部は、CPUやメモリ等のハードと、プログラムよりなるソフトとから構成されている。
まず、ファクター変更手段20は、撮像装置(ここではMRI装置)におけるb値を設定変更する手段である。
また、第1演算手段21は、b値を変更して得られた複数の医用画像の各々について、全ピクセルの画像信号平均値(信号値)A、および、補間演算により得られた、任意の前記ファクターにおける医用画像の全ピクセルの画像信号平均値B、ならびにBをAで除した値B/Aを求めるものである。
上記直線L1は、以下の式(1)により求められる。
Sx=S0・exp(−ADC値×b) (1)
ただし、
Sxは求めるb値の信号値である。
S0はb値=0の時の信号値である。
ADC値とは信号値増減の割合である。
b値は、MRI画像でコントラストの強度を示すものである。
このようにして、B/Aの値が算出されるが、A、BおよびB/Aの値を求める計算処理は、前述したように第1演算手段21によって行われる。
W=計算処理直前画像の表示ウインドウ幅値P×(計算処理直後画像信号平均値/計算処理直前画像信号平均値)
L=計算処理直前画像の表示ウインドウレベル値Q×(計算処理直後画像信号平均値/計算処理直前画像信号平均値)
なお、計算処理直前画像とは、計算処理によりウインドウ幅およびウインドウレベルを更新する1つ前の画像を示すものであり、計算処理直後画像とは、上記計算処理によりウインドウ幅およびウインドウレベルを更新した際の画像を示すものである。
この後、ピクセル毎に濃淡表示がなされた補間画像について、表示画像出力I/F15を介して画像表示装置(モニター)2に送出され、表示される。
なお、以下の説明においては、上記と同様に、取得された画像の全ピクセルの画像信号平均値(信号値)をA´とし、計算処理により得られた画像信号平均値をB´とし、計算処理直前画像の表示ウインドウ幅値をP´とし、計算処理直前画像の表示ウインドウレベル値をQ´とし、計算処理後のウインドウ幅値をW´とし、計算処理後のウインドウレベル値をL´とする。
上述した本実施形態においては、結局、下式(2)、(3)を用いることを提案していることになる。
W´=(B´/A´)・P´ (2)
L´=(B´/A´)・Q´ (3)
さらに「信号分布の平均値」を採用することで、信号分布のヒストグラムの偏りに応じた値とすることが可能であり、データに偏りが存在した場合でも、適切なウインドウレベル値と、ウインドウ幅値を決定することができる。
このようにして、B/AはB2/1.0として算出されるが、Aの値、Bの値およびB/Aを求める計算処理は第1演算手段(21)によって行われる。
なお、この後の演算処理については、上記実施形態の演算処理と同様であるので、説明を省略する。
これにより、初期段階から、任意のb値の画像における、ウインドウ幅およびウインドウレベル値の最適値を、信号値として容易に設定することが可能である。
まず、異なったb値による複数枚のMRI撮像画像データを各画像毎に取得し、取得されたその撮像画像データを記憶する(S1)。
次に、各撮像画像に対応するデータをb値−信号値(自然対数)の片対数直交座標系上にプロットして直線を求め、その直線を用いて線形補間処理を行う(S2)。
次に、任意のb値に対応する信号値(図2(A)の例ではb値=2000に対応する信号値B1(点T))を、S2で求めた線形補間直線を用いて算出する(S3)。
次に、ウインドウ幅値W(=P・B/A)およびウインドウレベル値L(=Q・B/A)を算出する(第2の演算ステップ(S5))。
次に、図4は、b値を増加方向に走査した場合に得られる各画像であり、b値が0で、各画像におけるウインドウ幅値およびウインドウレベル値が各々2000および1000に設定された場合における取得画像を示すものである。
また、図4(B)は、上記図4(A)の画像データと図3に示す補間手法を用い、b値を2000とした場合に求められたウインドウ幅値およびウインドウレベル値である、465および232に設定されたときの表示画像を示すものである。
また、図4(C)は、上記図4(A)において設定されたウインドウ幅値およびウインドウレベル値である、2000および1000を、b値を2000とした場合にもそのまま用いたときの表示画像を示すものである。
また、図5(B)は、図5(A)の画像データと図3に示す補間手法を用い、b値を0とした場合に求められたウインドウ幅値およびウインドウレベル値が、各々2146および1073に設定されたときの表示画像を示すものである。
また、図5(C)は、上記図5(A)において設定されたウインドウ幅値およびウインドウレベル値である、500および250を、b値を0とした場合にもそのまま用いたときの表示画像を示すものである。
2 画像表示装置(モニター)
3 操作装置
4 画像撮像装置(MRI)
11 制御部
12 撮像画像記憶部
13 補間画像記憶部
14 ウインドウ幅値/レベル値記憶部
15 表示画像出力I/F
16 操作入力I/F
17 画像データ入力I/F
20 ファクター(b値)変更手段
21 第1演算手段
22 第2演算手段
23 ウインドウ幅値/レベル値設定手段
Claims (9)
- MRI装置で撮像された拡散強調画像の撮像条件であるb値と信号値との相関関係を記憶する記憶手段と、
MRI装置で撮像された拡散強調画像である第1医用画像を表示する際のウインドウ幅値Pおよびウインドウレベル値Qを特定する特定手段と、
前記第1医用画像のb値を、任意のb値に変化させた第2医用画像の信号値を、前記記憶手段に記憶される前記相関関係に基づき演算する補間演算手段と、
前記第1医用画像の各画素の信号値の平均である画像信号平均値をAとし、前記補間演算手段で演算された前記第2医用画像の各画素の信号値の平均である画像信号平均値をBとしたときの、B/Aの値を求める第1演算手段と、
前記特定手段で特定された前記ウインドウ幅値P及び前記ウインドウレベル値Qに、前記B/Aの値を乗じることにより、前記第2医用画像を表示する際のウインドウ幅値Pおよびウインドウレベル値Qを求める第2演算手段と、
を備えたことを特徴とする医用画像生成装置。 - 前記記憶手段に記憶される前記相関関係は、互いに異なるb値を用いて取得された少なくとも2つの拡散強調画像に基づき求められた相関関係であることを特徴とする請求項1に記載の医用画像生成装置。
- 前記少なくとも2つの拡散強調画像の1つは、前記第1医用画像であることを特徴とする請求項2に記載の医用画像生成装置。
- 前記記憶手段に記憶される前記相関関係は、前記直交座標系上に複数の医用画像データをプロットし、直線近似処理を行うとともに外挿補間処理を行うことで得られた相関関係であることを特徴とする請求項2または3に記載の医用画像生成装置。
- 前記記憶手段に記憶される前記相関関係は、傾き情報であり、
前記補間演算手段は、前記第1医用画像のb値を変化させた第2医用画像の信号値を、前記傾き情報と前記第1の医用画像の信号値とに基づき演算することを特徴とする請求項1に記載の医用画像生成装置。 - 前記傾き情報は、見かけ上の拡散係数画像(ADCmap)から求められた値であることを特徴とする請求項5に記載の医用画像生成装置。
- 前記記憶手段に記憶される前記相関関係は、一方の軸にb値を取り、他方の軸に信号値を取った直交座標系において、b値の推移に対して、信号値がほぼ直線的に変化する相関関係であることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の医用画像生成装置。
- MRI装置で撮像された拡散強調画像の撮像条件であるb値と信号値との相関関係を記憶する記憶手段を備える、コンピュータにおいて実行せしめる医用画像生成プログラムであって、
MRI装置で撮像された拡散強調画像である第1医用画像を表示する際のウインドウ幅値Pおよびウインドウレベル値Qを特定する特定ステップと、
前記第1医用画像のb値を、任意のb値に変化させた第2医用画像の信号値を、前記記憶手段に記憶される前記相関関係に基づき演算する補間演算ステップと、
前記第1医用画像の各画素の信号値の平均である画像信号平均値をAとし、前記補間演算ステップで演算された前記第2医用画像の各画素の信号値の平均である画像信号平均値をBとしたときの、B/Aの値を求める第1演算ステップと、
前記特定ステップで特定された前記ウインドウ幅値P及び前記ウインドウレベル値Qに、前記B/Aの値を乗じることにより、前記第2医用画像を表示する際のウインドウ幅値Pおよびウインドウレベル値Qを求める第2演算ステップと、
を、前記コンピュータにおいて実行せしめることを特徴とする医用画像生成プログラム。 - MRI装置で撮像された拡散強調画像の撮像条件であるb値と信号値との相関関係を記憶する記憶手段を備える医用画像生成装置の制御方法であって、
前記医用画像生成装置が、
MRI装置で撮像された拡散強調画像である第1医用画像を表示する際のウインドウ幅値Pおよびウインドウレベル値Qを特定する特定ステップと、
前記第1医用画像のb値を、任意のb値に変化させた第2医用画像の信号値を、前記記憶手段に記憶される前記相関関係に基づき演算する補間演算ステップと、
前記第1医用画像の各画素の信号値の平均である画像信号平均値をAとし、前記補間演算ステップで演算された前記第2医用画像の各画素の信号値の平均である画像信号平均値をBとしたときの、B/Aの値を求める第1演算ステップと、
前記特定ステップで特定された前記ウインドウ幅値P及び前記ウインドウレベル値Qに、前記B/Aの値を乗じることにより、前記第2医用画像を表示する際のウインドウ幅値Pおよびウインドウレベル値Qを求める第2演算ステップと、
を実行することを特徴とする医用画像生成装置の制御方法。
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