JP6012931B2 - 画像処理装置及び画像処理装置の制御プログラム - Google Patents

Description

本発明は、画像処理装置及び画像処理装置の制御プログラムに関する。

磁気共鳴イメージング（Magnetic Resonance Imaging：ＭＲＩ）装置は、対象原子核スピンの集団が磁場中に置かれたときに、その固有の磁気モーメントと存在磁場強度とに応じた特定の周波数（共鳴周波数）で回転する高周波磁場に共鳴し、その緩和過程で信号（磁気共鳴信号）を発生する現象を利用して、物質の化学的及び物理的な微視的情報を取得する装置である。

かかるＭＲＩ装置は、頭頸部、腹部、脊椎など、全身各部位の画像を取得することが可能である。そのため、ＭＲＩ装置によって取得された画像は、診断目的に利用されることが多い。また、近年、ＭＲＩ装置は、乳房の検査にも使用されている（例えば、特許文献１参照）。ＭＲＩ装置によって取得された乳房の画像は、特に早期の乳がん検出や病変の良悪性診断、腫瘍の広がり診断に有効であると報告されている。

しかし、一般的な乳腺疾患の画像診断においては、診断のエビデンス、装置普及度、検査の簡便性などの理由からＸ線マンモグラフィー装置による検査が第一に選択される場合が多く、次いで超音波診断装置による検査が行われる。ＭＲＩ装置による検査は、Ｘ線マンモグラフィー装置や超音波診断装置による画像診断の結果を参照して腫瘤の広がりの把握や術式を決定する場合に相補的に利用されることが多い。

特開２００６−３２５９７２号公報

しかしながら、上述した従来の技術では、以下で説明するように、Ｘ線マンモグラフィーによって取得された画像（以下、Ｘ線マンモグラフィー画像と呼ぶ）とＭＲＩ装置によって撮像された画像とを容易に比較することができないという課題があった。

例えば、乳腺画像診断の標準的手法であるＸ線マンモグラフィー装置による標準的な撮影方法には、ＣＣ（Cranio Caudal：頭尾）方向の撮影、ＭＬ（Medio Lateral：内外側）方向又はＭＬＯ（Medio Lateral Oblique：内外側斜位）方向の撮影がある。そして、一般的に、これらの撮影により個々に撮影した左右の乳房の画像は、対称性を見るために、胸壁を合わせて並べて表示されて読影される。

一方、ＭＲＩ装置は３次元のデータ収集が可能である。そのため、ＭＲＩ装置による検査では、通常、体軸断（Ａｘｉａｌ）の画像又は矢状断（Ｓａｇｉｔｔａｌ）の画像、あるいはそれらの方向に最大値投影した画像が読影に使用される。したがって、ＭＲＩ装置により取得された画像の読影において、すでに撮像されているＸ線マンモグラフィー画像との対比を行う場合に、それぞれの画像の視線方向と表示される向きが異なるため、読影者が両者の位置関係を把握することが困難であった。

なお、上記課題はＭＲＩ装置に限って生じるものではなく、Ｘ線ＣＴ（Computed Tomography）装置やＰＥＴ（Positron Emission Tomography）装置など、他の医用画像診断装置によって取得された乳房の画像とＸ線マンモグラフィー画像とを比較する場合にも同様に生じるものである。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、Ｘ線マンモグラフィーによって撮影された画像との比較を容易に行うことができる画像を読影者に提供することが可能な画像処理装置、医用画像診断装置及び画像処理プログラムを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１記載の本発明は、画像処理装置が、ＭＲＩ装置によって被検体の左右の乳房を含む３次元空間を撮像して得られた３次元画像データから前記左右の乳房それぞれの２次元画像を生成し、生成した各２次元画像における胸壁部分が互いに向き合うように配置することで前記左右の乳房を対称に配置した対比用２次元画像を生成する生成手段と、前記対比用２次元画像を表示部に表示させる表示制御手段とを備え、前記被検体を載置するための寝台と、前記被検体からの磁気共鳴信号を受信し、前記寝台に設けられる受信ＲＦコイルと、前記受信ＲＦコイルによって受信された磁気共鳴信号に基づいて前記３次元画像データを再構成する再構成手段とを更に備え、前記生成手段は、前記寝台又は前記受信ＲＦコイルの位置に基づいて、前記胸壁の位置を認識することを特徴とする。
また、請求項１０記載の本発明は、画像処理装置の制御プログラムが、ＭＲＩ装置によって被検体の左右の乳房を含む３次元空間を撮像して得られた３次元画像データから前記左右の乳房それぞれの２次元画像を生成し、生成した各２次元画像における胸壁部分が互いに向き合うように配置することで前記左右の乳房を対称に配置した対比用２次元画像を生成する生成手段と、前記対比用２次元画像を表示部に表示させる表示制御手段とをコンピュータに実行させ、前記被検体からの磁気共鳴信号を受信し、前記被検体を載置するための寝台に設けられる受信ＲＦコイルによって受信された磁気共鳴信号に基づいて前記３次元画像データを再構成する再構成手段を更にコンピュータに実行させ、前記生成手段は、前記寝台又は前記受信ＲＦコイルの位置に基づいて、前記胸壁の位置を認識することを特徴とする。

請求項１及び１０記載の本発明によれば、Ｘ線マンモグラフィーによって撮影された画像との比較を容易に行うことができる画像を読影者に提供することが可能となるという効果を奏する。

図１は、本実施例に係るＭＲＩ装置の全体構成を示す図である。 図２は、本実施例に係る計算機システムの詳細な構成を示す機能ブロック図である。 図３は、本実施例に係るＭＲＩ装置による対比用乳房画像の生成の処理手順を示すフローチャートである。 図４は、本実施例に係る対比用乳房画像生成部による頭尾方向の対比用乳房画像の生成を説明するための図である。 図５は、本実施例に係る対比用乳房画像生成部による左右方向の対比用乳房画像の生成を説明するための図である。 図６は、他の実施例に係る対比用乳房画像生成部による頭尾方向の対比用乳房画像の生成を説明するための図である。 図７は、他の実施例に係る対比用乳房画像生成部による左右方向の対比用乳房画像の生成を説明するための図である。

以下に、本発明に係る画像処理装置、医用画像診断装置及び画像処理プログラムの実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下では、本発明をＭＲＩ装置に適用した場合について説明するが、本実施例により本発明が限定されるものではない。

最初に、図１を用いて、本実施例に係るＭＲＩ装置の全体構成について説明する。

図１は、本実施例に係るＭＲＩ装置の全体構成を示す図である。同図に示すように、本実施例に係るＭＲＩ装置１００は、静磁場磁石１、傾斜磁場コイル２、傾斜磁場電源３、寝台４、寝台制御部５、送信ＲＦコイル６、送信部７、受信ＲＦコイル８、受信部９、及び計算機システム１０を備える。

静磁場磁石１は、中空の円筒形状に形成された磁石であり、内部の空間に一様な静磁場を発生させる。この静磁場磁石１としては、例えば永久磁石、超伝導磁石等が使用される。

傾斜磁場コイル２は、中空の円筒形状に形成されたコイルであり、静磁場磁石１の内側に配置される。この傾斜磁場コイル２は、互いに直交するＸ，Ｙ，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、後述する傾斜磁場電源３から個別に電流供給を受けて、Ｘ，Ｙ，Ｚの各軸に沿って磁場強度が変化する傾斜磁場を発生させる。なお、Ｚ軸方向は、静磁場と同方向とする。

ここで、傾斜磁場コイル２によって発生するＸ，Ｙ，Ｚ各軸の傾斜磁場は、例えば、スライス選択用傾斜磁場Ｇｓ、位相エンコード用傾斜磁場Ｇｅ及びリードアウト用傾斜磁場Ｇｒにそれぞれ対応している。スライス選択用傾斜磁場Ｇｓは、任意に撮像断面を決めるために利用される。位相エンコード用傾斜磁場Ｇｅは、空間的位置に応じて磁気共鳴信号の位相を変化させるために利用される。リードアウト用傾斜磁場Ｇｒは、空間的位置に応じて磁気共鳴信号の周波数を変化させるために利用される。

傾斜磁場電源３は、後述する計算機システム１０による制御のもと、傾斜磁場コイル２に電流を供給する。

寝台４は、被検体Ｐが載置される天板４ａを備え、後述する寝台制御部５による制御のもと、天板４ａを、被検体Ｐが載置された状態で傾斜磁場コイル２の空洞（撮像口）内へ挿入する。通常、この寝台４は、長手方向が静磁場磁石１の中心軸と平行になるように設置される。

寝台制御部５は、寝台４を制御する。例えば、寝台制御部５は、寝台４を駆動して、天板４ａを長手方向又は上下方向へ移動する。

送信ＲＦコイル６は、傾斜磁場コイル２の内側に配置されたコイルである。この送信ＲＦコイル６は、送信部７から高周波パルスの供給を受けて、高周波磁場を発生する。

送信部７は、後述する計算機システム１０による制御のもと、ラーモア周波数に対応する高周波パルスを送信ＲＦコイル６に送信する。この送信部７は、発振部、位相選択部、周波数変換部、振幅変調部、高周波電力増幅部などを有する。発振部は、静磁場中における対象原子核に固有の共鳴周波数の高周波信号を発生する。位相選択部は、上記高周波信号の位相を選択する。周波数変換部は、位相選択部から出力された高周波信号の周波数を変換する。振幅変調部は、周波数変調部から出力された高周波信号の振幅を例えばｓｉｎｃ関数に従って変調する。高周波電力増幅部は、振幅変調部から出力された高周波信号を増幅する。これらの各部の動作の結果として、送信部７は、ラーモア周波数に対応する高周波パルスを送信ＲＦコイル６に送信する。

受信ＲＦコイル８は、送信ＲＦコイル６により発生した高周波磁場の影響によって被検体Ｐから放射される磁気共鳴信号を受信する。本実施例で使用される受信ＲＦコイル８は、乳房撮像用のコイルであり、寝台４の天板４ａ上に配置される。診断時には、この受信ＲＦコイル８の上に被検体Ｐが伏臥位で配置される。かかる受信ＲＦコイル８は、磁気共鳴信号を受信すると、その磁気共鳴信号を受信部９へ出力する。

受信部９は、後述する計算機システム１０による制御のもと、受信ＲＦコイル８から出力される磁気共鳴信号に基づいて磁気共鳴（Magnetic Resonance:ＭＲ）信号データを生成する。そして、受信部９は、生成したＭＲ信号データを計算機システム１０に送信する。

計算機システム１０は、ＭＲＩ装置１００の全体制御やデータ収集、画像再構成などを行う。この計算機システム１０は、インタフェース部１１、データ収集部１２、データ処理部１３、記憶部１４、表示部１５、入力部１６、及び制御部１７を有する。

インタフェース部１１は、傾斜磁場電源３、寝台制御部５、送信部７及び受信部９に接続される。そして、インタフェース部１１は、これらの接続された各部と計算機システム１０との間で授受される信号の入出力を制御する。

データ収集部１２は、インタフェース部１１を介して、受信部９から送信されるＭＲ信号データを収集する。このデータ収集部１２は、ＭＲ信号データを収集すると、収集したＭＲ信号データを記憶部１４に記憶させる。

データ処理部１３は、記憶部１４に記憶されているＭＲ信号データに対して、後処理すなわちフーリエ変換等の再構成処理を施すことによって、被検体Ｐ内における所望核スピンのスペクトラムデータあるいは画像データを生成する。

記憶部１４は、データ収集部１２によって収集されたＭＲ信号データや、データ処理部１３によって生成された画像データなどを被検体Ｐごとに記憶する。

表示部１５は、制御部１７による制御のもと、スペクトラムデータあるいは画像データ等の各種の情報を表示する装置である。この表示部１５としては、液晶表示器などの表示デバイスを利用可能である。

入力部１６は、操作者から各種操作や情報入力を受け付ける。この入力部１６としては、マウスやトラックボールなどのポインティングデバイス、モード切替スイッチ等の選択デバイス、あるいはキーボード等の入力デバイスを適宜に利用可能である。

制御部１７は、図示していないＣＰＵ（Central Processing Unit）やメモリ等を有し、ＭＲＩ装置１００を総括的に制御する。例えば、制御部１７は、操作者により設定された撮像条件に基づいて傾斜磁場電源３、送信部７及び受信部９を制御することで、各種撮像シーケンスを実行する。

以上、本実施例に係るＭＲＩ装置の全体構成について説明した。このような構成のもと、本実施例では、計算機システム１０が、被検体Ｐの左右の乳房を含む３次元空間からＭＲ信号を収集する撮像シーケンスを実行する。また、計算機システム１０は、撮像シーケンスを実行することにより収集されたＭＲ信号に基づいて左右の乳房の３次元画像データを再構成する。また、計算機システム１０は、再構成した３次元画像データから左右の乳房それぞれの２次元画像を生成し、生成した各２次元画像における胸壁部分を結合することで左右の乳房を対称に配置した２次元画像を生成する。そして、計算機システム１０は、生成した２次元画像を表示部１５に表示させる。

ここで、上述した従来の技術では、Ｘ線マンモグラフィー画像とＭＲＩ装置によって撮像された画像とを容易に比較することができない。例えば、乳腺画像診断の標準的手法であるＸ線マンモグラフィー装置による標準的な撮影方法には、ＣＣ（Cranio Caudal：頭尾）方向の撮影、ＭＬ（Medio Lateral：内外側）方向又はＭＬＯ（Medio Lateral Oblique：内外側斜位）方向の撮影がある。そして、一般的に、これらの撮影により個々に撮影した左右の乳房の画像は、対称性を見るために、胸壁を合わせて並べて表示されて読影される。

一方、ＭＲＩ装置は３次元のデータ収集が可能である。そのため、ＭＲＩ装置による検査では、通常、体軸断（Ａｘｉａｌ）の画像又は矢状断（Ｓａｇｉｔｔａｌ）の画像、あるいはそれらの方向に最大値投影した画像が読影に使用される。したがって、ＭＲＩ装置により取得された画像の読影において、すでに撮像されているＸ線マンモグラフィー画像との対比を行う場合に、それぞれの画像の視線方向と表示される向きが異なるため、読影者が両者の位置関係を把握することが困難であった。

しかしながら、本実施例の構成によれば、ＭＲＩ装置１００により撮像された乳房の画像が、Ｘ線マンモグラフィー装置により撮影されるＸ線マンモグラフィー画像と同様に、左右の乳房が胸壁を合わせて対称に配置された状態で表示される。したがって、ＭＲＩ装置により取得された画像の読影において、すでにＸ線マンモグラフィー装置により撮影されている画像との対比を行う場合に、それぞれの画像の視線方向と表示される向きが同じになるため、読影者が両者の位置関係を容易に把握することができる。すなわち、本実施例によれば、Ｘ線マンモグラフィーによって撮影された画像との比較を容易に行うことができる画像を読影者に提供することが可能になる。

以下では、かかる計算機システム１０が有する機能を中心に、本実施例に係るＭＲＩ装置１００の詳細について説明する。なお、以下では、計算機システム１０によって生成される２次元画像、すなわち、左右の乳房の２次元画像における胸壁部分を結合することで左右の乳房を対称に配置した２次元画像を「対比用乳房画像」と呼ぶ。

まず、図２を用いて、本実施例に係る計算機システム１０の詳細な構成について説明する。図２は、本実施例に係る計算機システム１０の詳細な構成を示す機能ブロック図である。なお、ここでは、図１に示したデータ処理部１３、記憶部１４、及び制御部１７に関する機能を中心に説明する。

図２に示すように、記憶部１４は、ＭＲ信号データ記憶部１４ａ及び画像データ記憶部１４ｂを記憶する。ＭＲ信号データ記憶部１４ａは、データ収集部１２によって収集されたＭＲ信号データを記憶する。また、画像データ記憶部１４ｂは、データ処理部１３によって生成された画像データを記憶する。

また、制御部１７は、シーケンス実行部１７ａ及び表示制御部１７ｂを有する。シーケンス実行部１７ａは、操作者により設定された撮像条件に基づいて各種のシーケンス実行データを生成し、生成したシーケンス実行データにしたがって傾斜磁場電源３、送信部７及び受信部９を制御することで、各種撮像シーケンスを実行する。なお、ここでいうシーケンス実行データとは、傾斜磁場電源３が傾斜磁場コイル２に供給する電源の強さや電源を供給するタイミング、送信部７が送信ＲＦコイル６に送信するＲＦ信号の強さやＲＦ信号を送信するタイミング、受信部９がＮＭＲ信号を検出するタイミングなど、撮像を実行するための手順を定義した情報である。表示制御部１７ｂは、後述する対比用乳房画像生成部１３ｂにより生成される対比用乳房画像を表示部１５に表示させる。

また、データ処理部１３は、画像再構成部１３ａ及び対比用乳房画像生成部１３ｂを有する。画像再構成部１３ａは、被検体の左右の乳房を含む３次元空間から磁気共鳴信号を収集する撮像シーケンスを実行することにより収集されたＭＲ信号データに基づいて、被検体Ｐの左右の乳房の３次元画像データを再構成する。対比用乳房画像生成部１３ｂは、画像再構成部１３ａにより再構成された３次元画像データから、対比用乳房画像として、被検体Ｐの左右の乳房それぞれの２次元画像を各乳房の胸壁側を合わせて対称に配置した２次元画像を生成する。

次に、主に図３を用いて、本実施例に係るＭＲＩ装置１００による対比用乳房画像の生成の処理手順について説明する。図３は、本実施例に係るＭＲＩ装置１００による対比用乳房画像の生成の処理手順を示すフローチャートである。なお、上述した制御部１７及びデータ処理部１３が有する各部によって行われる処理について詳細に説明する。

図３に示すように、本実施例に係るＭＲＩ装置１００では、計算機システム１０が、入力部１６を介して操作者から開始指示を受け付けた場合に（ステップＳ３０１，Ｙｅｓ）、ＭＲＩ装置１００の各部を制御することで、被検体Ｐの乳房の３次元画像を撮像する（ステップＳ３０２）。

具体的には、シーケンス実行部１７ａが、傾斜磁場電源３、送信部７及び受信部９を制御することで、被検体の左右の乳房を含む３次元空間から磁気共鳴信号を収集するための撮像シーケンスを実行する。例えば、シーケンス実行部１７ａは、１次元の周波数エンコードと２次元の位相エンコードとを組み合わせたグラディエントエコー法の撮像シーケンスを実行する。また、データ収集部１２が、上記撮像シーケンスを実行することにより受信部９から送信されたＭＲ信号データを収集する。そして、画像再構成部１３ａが、データ収集部１２によって収集されたＭＲ信号データに対して３次元フーリエ変換処理を施すことで、被検体Ｐの左右の乳房の３次元画像データを再構成する。

通常、ＭＲＩ装置によるデータ収集は、不要な領域からの信号の折り返しを防ぐために、帯域の制限されたＲＦパルスと傾斜磁場との組み合わせにより、３次元のうち一方向にスライス選択をして制限された領域から行われる。このように、スライス選択により制限された領域からデータを収集する撮像は、スライスの方向により、体軸断（Ａｘｉａｌ）撮像、矢状断（Ｓａｇｉｔｔａｌ）撮像、冠状断（Ｃｏｒｏｎａｌ）撮像と呼ばれる。ＭＲＩ装置を用いた診断では、これら体軸断、矢状断、冠状断の一枚一枚の画像あるいはこれらのスライス軸に沿って最大値投影処理を行った画像を保存及び表示して診断が行われる。なお、乳房検査では、一般的に、体軸断又は矢状断の撮像が行われる。そこで、以下では、これら２つの撮像が行われる場合について説明する。

乳腺ＭＲ検査では、ＭＲ用の造影剤を静脈より注入し、関心領域が造影される程度や造影されるまでの時間、造影剤が流出する時間などを腫瘍の良悪性の判断の基準にすることがある。しかし、造影剤が体外に流出される時間を考慮すると、一度の検査では造影剤は一回しか注入できないため、左右両側の乳房の画像を一回の３次元撮像で取得することが望ましい。

したがって、撮像領域を決める位置決めの際には左右両側の乳房が全て含まれるような直方体の領域を設定する。得られたローデータを３次元フーリエ変換して得られる３次元画像データの表示において、体軸断撮像の場合には、被検体の前後（Anterior-Posterior）方向が画像の上下方向、被検体の左右方向が画像の左右方向となり、矢状断撮像の場合には、被検体の頭尾（superior-inferior）方向が画像の上下、被検体の前後（Anterior-Posterior）方向が画像の左右方向となる。

また、体軸断撮像の場合は左右の乳房を一度に撮像した場合には一枚の画像に左右の乳房を保存、表示することもあるが、矢状断撮像の場合には、左右の乳房は通常別々の画像で表示される。このような一般的なＭＲ画像の表示方法は、Ｘ線マンモグラフィーで通常行われるＣＣ（Cranio Caudal）撮影やＭＬ（Medio Lateral）撮影又はＭＬＯ（Medio lateral Oblique）撮影の結果を左右の乳房の対称性を重視した配置にして読影する方法とは異なるため、Ｘ線マンモグラフィーの診断情報をもとに、これとの対比でＭＲ画像の読影を行う場合には、それぞれの画像の視線方向と表示される向きが異なる両者の位置関係を把握することが難しい。

図３の説明にもどって、左右の乳房の３次元画像データが再構成された後に、対比用乳房画像生成部１３ｂが、Ｘ線マンモグラフィー画像との対比表示を行うか否かを判定する（ステップＳ３０３）。このとき、例えば、対比用乳房画像生成部１３ｂは、入力部１６を介して、対比表示を行うか否かを選択する操作を操作者から受け付ける。そして、対比用乳房画像生成部１３ｂは、受け付けた操作に基づいて、対比表示を行うか否かを判定する。

ここで、対比表示を行わないと判定した場合には（ステップＳ３０３，Ｎｏ）、対比用乳房画像生成部１３ｂは、以下に示す手順を実行することなく処理を終了する。一方、対比表示を行うと判定した場合には（ステップＳ３０３，Ｙｅｓ）、対比用乳房画像生成部１３ｂは、対比用乳房画像を表示させる表示方向を判定する（ステップＳ３０４）。

具体的には、対比用乳房画像生成部１３ｂは、対比用乳房画像を表示させる表示方向として、Ｘ線マンモグラフィー撮撮影における頭尾方向（ＣＣ方向）に対応する方向、又は、左右方向（ＭＬ方向又はＭＬＯ方向）に対応する方向のいずれかに判定する。このとき、例えば、対比用乳房画像生成部１３ｂは、入力部１６を介して、対比用乳房画像を表示させる方向を選択する操作を操作者から受け付ける。そして、対比用乳房画像生成部１３ｂは、受け付けた操作に基づいて、対比用乳房画像の表示方向を判定する。

そして、対比用乳房画像を頭尾方向に表示させると判定した場合には（ステップＳ３０５，Ｙｅｓ）、対比用乳房画像生成部１３ｂは、画像再構成部１３ａにより生成された３次元画像データに対して被検体Ｐの頭尾方向に最大値投影処理を施すことで、左右の乳房を頭尾方向に投影した２次元投影画像を生成する（ステップＳ３０６）。また、対比用乳房画像生成部１３ｂは、生成した２次元投影画像を左右の中心で分離し、分離した左右の２次元投影画像における胸壁部分を結合することで、胸壁を合わせて左右の乳房を対称に配置した対比用乳房画像を生成する（ステップＳ３０７）。

ここで、図４を用いて、本実施例に係る対比用乳房画像生成部１３ｂによる頭尾方向の対比用乳房画像の生成について具体的に説明する。図４は、本実施例に係る対比用乳房画像生成部１３ｂによる頭尾方向の対比用乳房画像の生成を説明するための図である。

図４において、３次元画像データ４０５は、３次元撮像法による撮像シーケンスを実行することで収集されたＭＲ信号データに対して３次元フーリエ変換処理を施すことで生成されたものである。この３次元画像データ４０５は、右の乳房４１０及び左の乳房４１５を含んでいる。また、Ａ，Ｐ，Ｒ，Ｌ，Ｈ，Ｆは、被検体座標における前（Ａｎｔｅｒｉｏｒ）方向、後（Ｐｏｓｔｅｒｉｏｒ）方向、右（Ｒｉｇｈｔ）方向、左（Ｌｅｆｔ）方向、頭（Ｈｅａｄ）方向、足（Ｆｅｅｔ）方向をそれぞれ表している。

また、点線４２５は、受信ＲＦコイル８の上端又は、寝台天板４ａの上端の垂直方向の位置を表している。また、一点鎖線４３０は、装置座標系における左右の中心を表している。ここで、点線４２５は、被検体Ｐの胸壁の前側にほぼ一致している。また、一点鎖線４３０は、被検体Ｐの体軸に関する左右方向の中心にほぼ一致している。

頭尾方向の対比用乳房画像を生成する場合には、例えば、対比用乳房画像生成部１３ｂは、矢印４２０で示した頭尾（ＨＦ）方向に最大値投影処理を行い、対比用乳房画像となる２次元投影画像を作成する。このとき、対比用乳房画像生成部１３ｂは、おおよそ胸壁に相当する部分より背中側（後側）の領域を除いた領域４３５に対して最大値投影処理を行う。なお、ここで図４における右の乳房４１０及び左の乳房４１５は製図の都合上完全に分離されて表現されている。しかし、実際には上述のように領域４３５は胸壁を含んだ領域となる。したがって、右の乳房４１０及び左の乳房４１５は、実際には、点線４２５の近傍で接続しているものとして理解されたい。このことは、図５ないし図７においても同様である。

ここで、最大値投影が行われる領域４３５と除外される領域との境界としては、例えば、点線４２５で示すように、受信ＲＦコイル８又は寝台天板４ａの垂直方向の位置を基準として、この位置より一定の幅だけ背中側の位置が設定される。これにより、最大値投影処理が行われる範囲を適切に設定することができる。また、この方法で所定の範囲を設定することによって、乳房及び胸壁の一部を含む領域のみを選択し、診断に不要な肺や心臓などの領域を排除することができる。

なお、この領域の選択、排除は、受信ＲＦコイル８や寝台天板４ａの位置を基準とするものに限られず、画像認識によって行われても良い。この場合、例えば、左右乳房をパターン認識して領域４３５を選択するなどする。さらに具体的には、左右乳房の横方向の大きさが被検体の前側から後側にかけてどう変化しているかを認識し、胸壁付近では左右乳房が接近、接続するので、この接続した位置を胸壁の位置として認識し、最大値投影が行われる領域４３５を選択するなどとしても良い。

なお、ここでは、対比用乳房画像生成部１３ｂが、３次元画像データ４０５の限られた領域に対して最大値投影処理を行う場合について説明した。この他にも、例えば、対比用乳房画像生成部１３ｂが、３次元画像データ４０５上の全領域に対して最大値投影処理を行い、その後、最大値投影処理により得られた２次元画像上で不要な領域を削除するようにしてもよい。

そして、最大値投影処理を行った後に、対比用乳房画像生成部１３ｂは、最大値投影処理により得られた２次元投影像４４０を装置座標における左右の中心に相当する線４５５で分離する。続いて、対比用乳房画像生成部１３ｂは、分離した２つの画像のうち、右の乳房を含む画像４６０を時計方向に９０度回転し、左の乳房を含む画像４６５を反時計方向に９０度回転する。その後、対比用乳房画像生成部１３ｂは、回転した各画像を、胸壁を合わせて対称になるように結合することで、対比用乳房画像４７０を生成する。

なお、被検体Ｐが寝台４に載置される際に、被検体Ｐの体軸に関する左右方向の中心が装置座標の左右中心に一致するように被検体Ｐの位置が設定されていれば、装置座標の左右中心に相当する位置で画像を左右に分離すると、結合した画像の上下方向すなわち被検体の左右方向の左右の乳房の対称性が保たれる。これにより、得られた対比用乳房画像４７０は、Ｘ線マンモグラフィー装置によるＣＣ方向の撮影によって取得された２枚の画像を対称に配置して読影を行う際の表示方法と視線及び方向が一致したものとなる。したがって、Ｘ線マンモグラフィー画像とＭＲ画像との対比を容易に行うことができるようになる。

ここで、Ｘ線マンモグラフィー画像とＭＲ画像の対比は、それぞれ別の表示部に表示された画像を対比することによって行われても良いが、これに限られない。例えば、表示制御部１７ｂは、外部から取得したマンモグラフィー画像と対比用乳房画像４７０を、同じスケールとなるように画像サイズ調整して、同じ表示部１５に表示してもよい。具体的には、表示制御部１７ｂは取得したＸ線マンモグラフィー画像と対比用乳房画像４７０それぞれの実寸に対する画素サイズを比較し、一方を拡大又は縮小することにより、同じ大きさで乳房が映し出されるように画像調整してもよい。具体的な表示形態としては、Ｘ線マンモグラフィー画像と対比用乳房画像４７０を近接配置して並列表示しても良いし、どちらか一方を入力部１６への入力指示に従って切り替えて表示してもよい。

図３の説明にもどって、対比用乳房画像を左右方向に表示させると判定した場合には（ステップＳ３０５，Ｎｏ）、対比用乳房画像生成部１３ｂは、画像再構成部１３ａにより生成された３次元画像データに対してその３次元画像データの中心から左右それぞれの方向に最大値投影処理を施すことで、左右それぞれの乳房を投影した２次元投影画像を生成する（ステップＳ３０８）。また、対比用乳房画像生成部１３ｂは、生成した各２次元投影画像における胸壁部分を結合することで、胸壁を合わせて左右の乳房を対称に配置した対比用乳房画像を生成する（ステップＳ３０９）。

ここで、図５を用いて、本実施例に係る対比用乳房画像生成部１３ｂによる左右方向の対比用乳房画像の生成について具体的に説明する。図５は、本実施例に係る対比用乳房画像生成部１３ｂによる左右方向の対比用乳房画像の生成を説明するための図である。なお、図５に示す３次元画像データ４０５は、図４に示したものと同じである。

左右方向の対比用乳房画像を生成する場合には、例えば、対比用乳房画像生成部１３ｂは、頭尾方向の対比用乳房画像を生成する場合と同様に、おおよそ胸壁に相当する部分より背中側（後側）の領域を除いた領域４３５に対して最大値投影処理を行う。つまり、対比用乳房画像生成部１３ｂは、胸壁に相当する境界線よりも前側の領域について行うが、この場合には、装置座標における左右の中心を現す一点鎖線４３０で領域４３５を２つに分け、それぞれの領域を矢印５２０及び５２５で示す左右方向に最大値投影する。これにより、右の乳房を左右方向の２次元投影画像５６０、及び、左の乳房の左右方向の２次元投影画像５６５が得られる。

そして、最大値投影処理を行った後に、対比用乳房画像生成部１３ｂは、最大値投影処理により得られた２次元投影画像５６０と２次元投影画像５６５とを胸壁が合わさるように回転して結合することで、対比用乳房画像５７０を生成する。これにより、得られた対比用乳房画像５７０は、Ｘ線マンモグラフィー装置によるＭＬ方向又はＭＬＯ方向の撮影によって取得された２枚の画像を対称に配置して読影を行う際の表示方法と視線及び方向がほぼ一致したとものなる。

図３にもどって、対比用乳房画像生成部１３ｂによって対比用乳房画像が生成されると、表示制御部１７ｂが、生成された対比用乳房画像を表示部１５に表示させる（ステップＳ３１０）。

上述したように、本実施例では、シーケンス実行部１７ａが、被検体Ｐの左右の乳房を含む３次元空間からＭＲ信号を収集する撮像シーケンスを実行する。また、画像再構成部１３ａが、シーケンス実行部１７ａが撮像シーケンスを実行することにより収集されたＭＲ信号に基づいて左右の乳房の３次元画像データを再構成する。また、対比用乳房画像生成部１３ｂが、画像再構成部１３ａにより再構成された３次元画像データから左右の乳房それぞれの２次元画像を生成し、生成した各２次元画像における胸壁部分を結合することで左右の乳房を対称に配置した対比用乳房画像を生成する。そして、表示制御部１７ｂが、対比用乳房画像生成部１３ｂにより生成された対比用乳房画像を表示部１５に表示させる。

このように、本実施例では、ＭＲＩ装置１００により撮像された乳房の画像が、Ｘ線マンモグラフィー画像と同様に、左右の乳房が胸壁を合わせて対称に配置された状態で表示される。したがって、本実施例によれば、Ｘ線マンモグラフィーによって撮影された画像との比較を容易に行うことができる画像を読影者に提供することが可能になる。また、本実施例によれば、Ｘ線マンモグラフィー画像とＭＲ画像との対比が容易になるので、微小石灰化の存在位置をマンモグラフィーから判断し、ほぼ同じ領域の浸潤性乳管癌をＭＲで検索するなどの診断を行うことも可能になる。

なお、上記実施例では、３次元画像データに対して最大値投影処理を行うことで乳房の２次元画像を生成し、その２次元画像を用いて対比用乳房画像を生成する場合について説明した。しかし、対比用乳房画像を生成する方法はこれに限られない。

例えば、最大値投影処理以外にも、最小値投影を伴う投影処理、加算平均を伴う投影処理などの、３次元画像データを２次元画像に変換する処理であれば上記実施例に適応可能である。加えて、対比用乳房画像を生成する方法は、投影処理等の３次元画像データを２次元画像に変換する処理を含むとも限らない。

例えば、対比用乳房画像生成部１３ｂが、画像再構成部１３ａによって再構成された３次元画像データから被検体Ｐの左右方向に並ぶ複数の体軸断面の断層像を生成し、生成した複数の断層像を左右の中心で２つの画像群に分け、左側の画像群に含まれる断層像の胸壁部分と右側の画像群に含まれる画像の胸壁部分とを結合することで、複数の対比用乳房画像を生成するようにしてもよい。

図６は、他の実施例に係る対比用乳房画像生成部１３ｂによる頭尾方向の対比用乳房画像の生成を説明するための図である。この場合には、対比用乳房画像生成部１３ｂは、画像再構成部１３ａによって生成された３次元画像データから体軸断面の断層像を領域選択して切り出し、切り出した各断層像を左右に分離して回転し結合する。

このとき、対比用乳房画像生成部１３ｂは、例えば、図６に示す３次元画像データ４０５に含まれる領域のうち、おおよそ胸壁に相当する部分より背中側の領域を除いた領域４３５から、複数の体軸断面の断層像を切り出すことで、２次元画像の画像群６０５を得る。そして、対比用乳房画像生成部１３ｂは、得られた画像群６０５を装置座標における左右の中心で２分した後に、２分された画像群６１０の左右両側をそれぞれ回転して結合することで、対比用乳房画像の画像群６１５を生成する。これにより、Ｘ線マンモグラフィー装置によるＣＣ方向の撮影によって取得された２枚の画像を対称に配置して読影を行う際の表示方法と視線及び方向が一致した複数の対比用乳房画像が得られる。

また、例えば、対比用乳房画像生成部１３ｂが、画像再構成部１３ａによって再構成された３次元画像データから被検体Ｐの頭尾方向に並ぶ複数の矢状断面の断層像を作成し、生成した複数の断層像を３次元画像データの中心から同じ距離に位置する画像ごとに胸壁部分を結合することで、複数の対比用乳房画像を生成するようにしてもよい。

図７は、他の実施例に係る対比用乳房画像生成部１３ｂによる左右方向の対比用乳房画像の生成を説明するための図である。この場合には、対比用乳房画像生成部１３ｂは、画像再構成部１３ａによって生成された３次元画像データから矢状断面の断層像を領域選択して切り出し、切り出した各断層像を装置座標における左右方向の中心からの距離が等しい２枚の２次元画像ごとにそれぞれ回転し結合する。

このとき、対比用乳房画像生成部１３ｂは、例えば、図７に示す３次元画像データ４０５に含まれる領域のうち、おおよそ胸壁に相当する部分より背中側の領域を除いた領域４３５から、複数の矢状断面の断層像を切り出すことで、２次元画像の画像群を得る。そして、対比用乳房画像生成部１３ｂは、得られた画像群を装置座標における左右中心４３０で分けることで、２次元画像の画像群を画像群７０５と画像群７１０とに分ける。図７に示す例では、画像群７０５は右側の乳房を含んだ２次元画像の組になり、画像群７１０は左側の乳房を含んだ２次元画像の組になる。

その後、対比用乳房画像生成部１３ｂは、画像群７０５及び画像群７１０それぞれから、装置座標における左右中心４３０から等距離にある画像を選択し、選択した各画像を胸壁を合わせて被検体Ｐの頭尾方向が一致するように結合することで対比用乳房画像を生成する。例えば、図７に示すように、対比用乳房画像生成部１３ｂは、装置座標における左右中心４３０から距離ｄだけ離れた位置にある画像データａ及びｂを用いて、１枚の対比用画像を作成する。対比用乳房画像生成部１３ｂは、装置座標における左右中心４３０から等距離にある画像ごとに同様の処理を行うことで、対比用画像の画像群７１５を生成する。これにより、Ｘ線マンモグラフィー装置によるＭＬ方向又はＭＬＯ方向の撮影によって取得された２枚の画像を対称に配置して読影を行う際の表示方法と視線及び方向がほぼ一致した複数の対比用乳房画像が得られる。

なお、上記実施例では、３次元空間から収集されたＭＲ信号に対して３次元フーリエ変換処理を施すことで３次元画像データを再構成し、その３次元画像データを用いて対比用乳房画像を生成する場合について説明した。しかしながら、本発明はこれに限られるものではない。例えば、２次元のマルチスライス撮像を行って得られたボリュームデータを用いることでも、本発明を同様に実施することが可能である。

また、乳腺ＭＲ検査では、ＭＲＩ装置が、造影剤注入後の組織の信号値の変化をとらえるために連続撮像を行い、連続撮像により得られた時系列画像の各ピクセルにおける時間に対する信号値の変化曲線（タイムインテンシティーカーブ）を生成し、その変化曲線における曲線の傾きや信号値が最大値に到達した時刻などを示す値を各ピクセルの色に対応づけた画像を生成して診断用の画像として提供することもある。これらのいわゆるカラーマップ画像など、ＭＲ信号から再構成された画像に対して何らかの後処理を施した画像データについても、上記実施例で説明した処理を行うことで、左右の乳房の２次元画像における胸壁部分を結合することで左右の乳房を対称に配置した２次元画像として表示することが可能である。

また、ＭＲＩ装置においては、さまざまなシーケンスによって異なる性質の画像を生成できるという特徴がある。例えば、Ｔ１強調画像、Ｔ２強調画像などがあり、互いに画像上で強調される組織が異なる。このほかにも造影、非造影で行われる種々の血管強調画像が提供されうる。また、拡散強調画像という、拡散係数の低い信号を強調する画像を生成することもできる。この拡散強調画像では、密度の高い細胞を強調することができるため、悪性腫瘍の検出に向いており、乳房の腫瘍診断にも有用であるといえる。本実施例においては、上記のものをはじめとして、種々の性質の画像が用いられうる。その場合、これら種々の性質の複数の画像それぞれに対して、上述したように最大値投影が行われる領域を選択され、胸壁部分を結合し、左右の乳房を対称に配置した２次元画像が生成される。

これに加え、このような異なる性質の画像を対比観察することにより、それぞれ単独では得られない診断情報を得られることもある。したがって、本実施例において、表示制御部１７ｂは、Ｘ線マンモグラフィと、複数種類のＭＲＩ画像との対比も可能な表示形態で各画像を表示してもよい。対比可能な表示の具体例としては、Ｘ線マンモグラフィー画像と複数のＭＲＩ画像を全て並列に表示しても良い。また、同時に表示される画像は、Ｘ線マンモグラフィー画像と複数のＭＲＩ画像のうちのどれか一つとし、入力部１６への所定の入力によって切り替えて表示してもよい。さらに、複数のＭＲＩ画像のうちの一つとＸ線マンモグラフィー画像との二つを同時に表示し、複数のＭＲＩ画像を所定の入力によって切り替えて表示してもよい。また、図６、図７に示されるような複数の対比用乳房画像を生成する場合であって、複数のＭＲＩ画像を表示する場合には、常に同じ位置に対応した複数のＭＲＩ画像が表示されるよう制御されることが望ましい。

また、上記実施例では、左右の乳房の２次元画像における胸壁部分を結合することで左右の乳房を対称に配置した２次元画像として表示すると記してきた。しかし、ここでいう、胸壁部分とは、必ずしも胸壁が写し出された部分のみ指すものではなく、胸壁よりもすこし手前の実際には胸壁を含まない部分でもよい。要はＸ線マンモグラフィー装置での撮像範囲に対して比較可能な領域が表示されればよい。左右の乳房の２次元画像は必ずしも胸壁部分で結合されなくともよい。つまり、胸壁部分が互いに向き合うように配置されていれば、実際に結合されない形態も考えられる。例えば、左右の乳房の２次元画像の胸壁部分が若干の隙間をおいて配置されていても、X線マンモグラフィー像と対比可能な２次元画像が生成され、本実施形態の思想を逸脱するものではないことは明白である。

また、上記実施例では、ＭＲＩ装置１００に本発明を適用した場合について説明したが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、ネットワークを介してＭＲＩ装置に接続された画像処理装置にも本発明を同様に適用することが可能である。この場合には、ＭＲＩ装置１００が、対比用乳房画像のもとになる３次元ＭＲ信号データや３次元画像データをネットワーク又は記録媒体を経由して画像処理装置に転送する。そして、画像処理装置が、ＭＲＩ装置から転送された３次元ＭＲ信号データや３次元画像データに基づいて、上記実施例で説明した計算機システム１０と同様の処理を行うことによって、対比用乳房画像を生成して表示する。

また、上記実施例で説明したシーケンス実行部１７ａ、表示制御部１７ｂ、画像再構成部１３ａ、及び対比用乳房画像生成部１３ｂの機能は、その全て又は一部の機能をソフトウェアで実現することもできる。すなわち、図３に示した処理手順を規定した画像処理プログラムをコンピュータに実行させることで、上記各部の機能を実現する。このとき、画像処理プログラムは、コンピュータにあらかじめインストールされていてもよいし、磁気ディスクや光磁気ディスク、光ディスク、半導体メモリなどのリムーバブルな記録媒体に記録され、あるいはネットワークを介して配布されて、コンピュータ装置に適宜インストールされてもよい。

また、上記実施例では、ＭＲＩ装置１００に本発明を適用した場合について説明したが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、Ｘ線ＣＴ装置やＰＥＴ装置など、Ｘ線マンモグラフィー装置を除いた他の医用画像診断装置にも本発明を同様に適用することが可能である。

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

１００ ＭＲＩ装置
１０ 計算機システム
１３ データ処理部
１３ａ 画像再構成部
１３ｂ 対比用乳房画像生成部
１４ 記憶部
１４ａ ＭＲ信号データ記憶部
１４ｂ 画像データ記憶部
１７ 制御部
１７ａ シーケンス実行部
１７ｂ 表示制御部

Claims (10)

1. ＭＲＩ装置によって被検体の左右の乳房を含む３次元空間を撮像して得られた３次元画像データから、前記左右の乳房それぞれの２次元画像を生成し、生成した各２次元画像における胸壁部分が互いに向き合うように配置することで前記左右の乳房を対称に配置した対比用２次元画像を生成する生成手段と、
   前記対比用２次元画像を表示部に表示させる表示制御手段と
   を備え、
   前記被検体を載置するための寝台と、
   前記被検体からの磁気共鳴信号を受信し、前記寝台に設けられる受信ＲＦコイルと、
   前記受信ＲＦコイルによって受信された磁気共鳴信号に基づいて前記３次元画像データを再構成する再構成手段とを更に備え、
   前記生成手段は、前記寝台又は前記受信ＲＦコイルの位置に基づいて、前記胸壁の位置を認識することを特徴とする画像処理装置。
2. 前記生成手段は、前記生成した各２次元画像における胸壁部分を結合することで前記左右の乳房を対称に配置した対比用２次元画像を生成することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
3. 前記生成手段は、前記３次元画像データに対して前記被検体の頭尾方向又は左右方向に投影処理を施すことで前記左右の乳房それぞれの２次元投影画像を生成し、この２次元投影画像を配置することで前記対比用２次元画像を生成することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
4. 前記投影処理は最大値投影、最小値投影、加算平均の少なくとも一つを伴う処理であることを特徴とする請求項３に記載の画像処理装置。
5. 前記生成手段は、前記３次元画像データに含まれる領域のうち前記被検体の胸壁部分より背中側の領域を除いた領域に対して前記投影処理を施すことを特徴とする請求項３に記載の画像処理装置。
6. 前記生成手段は、前記３次元画像データから前記被検体の左右方向に並ぶ複数の体軸断面の断層像を生成し、生成した複数の断層像を左右の中心で２つの画像群に分け、左側の画像群に含まれる断層像の胸壁部分と右側の画像群に含まれる断層像の胸壁部分が互いに向き合うように配置することで複数の前記対比用２次元画像を生成することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
7. 前記生成手段は、前記３次元画像データから前記被検体の頭尾方向に並ぶ複数の矢状断面の断層像を作成し、生成した複数の断層像を前記３次元画像データの中心から同じ距離に位置する画像ごとに胸壁部分が互いに向き合うように配置することで複数の前記対比用２次元画像を生成することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
8. 前記表示制御手段は、Ｘ線マンモグラフィー装置によって取得されたＸ線マンモグラフィー画像を前記対比用２次元画像と対比可能に表示することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
9. 前記生成手段は、前記ＭＲＩ装置によって取得された複数種類の前記３次元画像データのそれぞれから、複数種類の対比用２次元画像を生成し、
   前記表示制御手段は、前記複数種類の対比用２次元画像を対比可能に表示することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
10. ＭＲＩ装置によって被検体の左右の乳房を含む３次元空間を撮像して得られた３次元画像データから前記左右の乳房それぞれの２次元画像を生成し、生成した各２次元画像における胸壁部分が互いに向き合うように配置することで前記左右の乳房を対称に配置した対比用２次元画像を生成する生成手段と、
    前記対比用２次元画像を表示部に表示させる表示制御手段と
    をコンピュータに実行させ、
    前記被検体からの磁気共鳴信号を受信し、前記被検体を載置するための寝台に設けられる受信ＲＦコイルによって受信された磁気共鳴信号に基づいて前記３次元画像データを再構成する再構成手段を更にコンピュータに実行させ、
    前記生成手段は、前記寝台又は前記受信ＲＦコイルの位置に基づいて、前記胸壁の位置を認識することを特徴とする画像処理プログラム。

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