JP6382022B2 - 磁気共鳴イメージング装置及び画像処理装置 - Google Patents

Description

本発明の一態様としての実施形態は、複数の断面画像に基づいて結合処理する磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）装置及び画像処理装置に関する。

ＭＲＩ装置は、静磁場中に置かれた被検体の原子核スピンをラーモア周波数の高周波（ＲＦ：ｒａｄｉｏ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）パルスで磁気的に励起し、この励起に伴って発生する核磁気共鳴（ＮＭＲ：ｎｕｃｌｅａｒ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）信号から画像を再構成する。

ＭＲＩ装置等の画像診断装置は、収集領域（ＦＯＶ：ｆｉｅｌｄ ｏｆ ｖｉｅｗ）よりも広範囲に亘る撮像部位について画像を得る場合、複数の収集領域を当該撮像部位の複数部分に当てはめることで、収集領域ごとに撮像を行なう。画像診断装置は、第１収集領域の撮像で得られた第１断面画像と、第２収集領域の撮像で得られた第２断面画像とに対して結合（ｓｔｉｔｃｈｉｎｇ）処理を行なう。そして、画像診断装置は、第１断面画像及び第２断面画像に対して結合処理を行なうことで、広範囲に亘る撮像部位に関する１の結合画像を生成する。

画像診断装置による結合画像の表示により、診断者は、１枚の画像上で撮像部位を観察することができるので、全体像の認識が容易となる。

なお、本発明に関連する従来技術として、同一平面上にあり、重なり領域を有する２つの入力画像を張り合わせた画像において、重なり領域と重なりのない領域との間を滑らかにつなぐ技術が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２０１３−１６１６４号公報

第１収集領域の撮像で得られた第１断面画像の第１断面と、第２収集領域の撮像で得られた第２断面画像の第２断面とが同一平面上にない場合であって、第１断面画像の第１断面と、第２断面画像の第２断面とが交差しないとき、第１断面と第２断面との間の断面に係る画像が存在しない。よって、結合処理により、第１断面画像と第２断面画像との間の部分が抜けた結合画像が生成されることになり、結合画像は像が非連続的となってしまう。

本実施形態のＭＲＩ装置は、上述した課題を解決するために、静磁場を発生する静磁場発生部と、傾斜磁場を発生する傾斜磁場発生部と、被検体に高周波パルスを印加する送信用コイルと、前記高周波パルスに対応する信号に基づいて、同一平面上にない複数の断面画像を生成する原画像生成手段と、前記複数の断面画像のいずれの断面とも異なる断面を設定し、前記複数の断面画像の断面のうち少なくとも一つと、前記異なる断面とに基づいて結合断面を設定する結合断面設定手段と、前記結合断面を構成する各断面に係る断面画像を生成する結合対象画像生成手段と、前記結合断面に係る各断面画像に対して結合処理を行なうことで結合画像を生成する結合画像生成手段と、を有する。

本実施形態の画像処理装置は、上述した課題を解決するために、同一平面上にない複数の断面画像を、記憶部から取得する原画像取得手段と、前記複数の断面画像のいずれの断面とも異なる断面を設定し、前記複数の断面画像の断面のうち少なくとも一つと、前記異なる断面とに基づいて結合断面を設定する結合断面設定手段と、前記結合断面を構成する各断面に係る断面画像を生成する結合対象画像生成手段と、前記結合断面に係る各断面画像に対して結合処理を行なうことで結合画像を生成する結合画像生成手段と、を有する。

本実施形態に係るＭＲＩ装置のハードウェア構成を示す概略図。 本実施形態に係るＭＲＩ装置の機能を示すブロック図。 同一平面上にない第１断面及び第２断面の例を示す図。 同一平面上にない第１断面及び第２断面の例を示す図。 従来技術を用いた結合画像の生成方法を説明するための図。 従来技術を用いた結合画像の生成方法を説明するための図。 図６に示す第１断面に係る第１断面画像と、第２断面に係る第２断面画像とに基づく結合画像を示す図。 （Ａ），（Ｂ）は、結合断面の第１設定方法を説明するための図。 （Ａ），（Ｂ）結合断面の第２設定方法を説明するための図。 （Ａ），（Ｂ）結合断面の第３設定方法を説明するための図。 図８（Ａ），（Ｂ）に示す、結合断面の第１設定方法に基づく結合画像の例を示す図。 図９（Ａ），（Ｂ）に示す、結合断面の第２設定方法に基づく結合画像の例を示す図。 図１０（Ａ），（Ｂ）に示す、結合断面の第３設定方法に基づく結合画像の例を示す図。 複数の新断面から適切な新断面を選択する方法を説明するための図。 結合処理を行なう部分ごとに複数の新断面から適切な新断面を選択する方法を説明するための図。 （Ａ）乃至（Ｄ）は、結合断面の複数の設定方法から適切な方法を選択する方法を説明するための図。 図１６（Ｃ）においてカーソルが３個の新断面のうち１に合わせられた場合の表示例を示す図。 本実施形態に係る画像処理装置のハードウェア構成を示す概略図。 本実施形態に係る画像処理装置の機能を示すブロック図。

本実施形態に係るＭＲＩ装置及び画像処理装置について、添付図面を参照して説明する。

（本実施形態に係るＭＲＩ装置）
図１は、本実施形態に係るＭＲＩ装置のハードウェア構成を示す概略図である。

図１は、被検体（患者）Ｐの撮像部位に対して撮像を行なう本実施形態に係るＭＲＩ装置１０を示す。このＭＲＩ装置１０は、大きくは、撮像システム１１と制御システム１２とから構成される。

撮像システム１１は、静磁場磁石２１、傾斜磁場コイル２２、傾斜磁場電源装置２３、寝台２４、寝台制御部２５、送信用コイル（送信用のＲＦコイル）２６、送信部２７、受信用コイル（受信用のＲＦコイル）２８ａ〜２８ｅ、受信部２９、及びシーケンサ（シーケンスコントローラ）３０を備える。

静磁場磁石２１は、架台（図示しない）の最外部に中空の円筒形状に形成されており、内部空間に一様な静磁場を発生する静磁場発生部である。静磁場磁石２１としては、例えば永久磁石、常伝導磁石、及び超伝導磁石等が使用される。

傾斜磁場コイル２２は、中空の円筒形状に形成されており、静磁場磁石２１の内側に配置され、内部空間に傾斜磁場を発生する傾斜磁場発生部である。傾斜磁場コイル２２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、傾斜磁場電源装置２３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２２によって発生するＸ，Ｙ，Ｚ軸の各軸の傾斜磁場は、例えば、リードアウト用傾斜磁場Ｇｒ、位相エンコード用傾斜磁場Ｇｅ、及びスライス選択用傾斜磁場Ｇｓにそれぞれ対応している。リードアウト用傾斜磁場Ｇｒは、空間的位置に応じてＮＭＲ（ｎｕｃｌｅａｒ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）信号の周波数を変化させ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ＮＭＲ信号の位相を変化させるために利用される。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。

傾斜磁場電源装置２３は、シーケンサ３０から送られるパルスシーケンス実行データに基づいて、傾斜磁場コイル２２に電流を供給する。

寝台２４は、被検体Ｐが載置される天板２４ａを備えている。寝台２４は、後述する寝台制御部２５による制御のもと、天板２４ａを、被検体Ｐが載置された状態で傾斜磁場コイル２２の空洞（撮像口）内へ挿入する。通常、この寝台２４は、長手方向が静磁場磁石２１の中心軸と平行になるように設置される。

寝台制御部２５は、シーケンサ３０による制御のもと、寝台２４を駆動して、天板２４ａを長手方向および上下方向へ移動する。

送信用コイル２６は、傾斜磁場コイル２２の内側に配置されており、送信部２７からＲＦパルス信号の供給を受けて、ＲＦパルスを発生する。

送信部２７は、シーケンサ３０から送られるパルスシーケンス実行データに基づいて、ラーモア周波数に対応するＲＦパルス信号を送信用コイル２６に送信する。

受信用コイル２８ａ〜２８ｅは、傾斜磁場コイル２２の内側に配置されており、高周波磁場の影響によって被検体Ｐの撮像部位から放射されるＮＭＲ信号を受信する。ここで、受信用コイル２８ａ〜２８ｅは、それぞれ、被検体Ｐの撮像部位から発せられたＮＭＲ信号をそれぞれ受信する複数の要素コイルを有するアレイコイルであり、各要素コイルによってＮＭＲ信号が受信されると、受信されたＮＭＲ信号を受信部２９に出力する。

受信用コイル２８ａは、被検体Ｐの頭部に装着される頭部用のコイルである。また、受信用コイル２８ｂ，２８ｃは、それぞれ、被検体Ｐの背中と天板２４ａとの間に配置される脊椎用のコイルである。また、受信用コイル２８ｄ，２８ｅは、それぞれ、被検体Ｐの腹側に装着される腹部用のコイルである。

受信部２９は、シーケンサ３０から送られるパルスシーケンス実行データに基づいて受信用コイル２８ａ〜２８ｅから出力されるＮＭＲ信号に基づいて、ＮＭＲ信号を生成する。また、受信部２９は、ＮＭＲ信号を生成すると、そのＮＭＲ信号を、シーケンサ３０を介して制御システム１２に送信する。

なお、受信部２９は、受信用コイル２８ａ〜２８ｅが有する複数の要素コイルから出力されるＮＭＲ信号を受信するための複数の受信チャンネルを有している。そして、受信部２９は、撮像に用いる要素コイルが制御システム１２から通知された場合には、通知された要素コイルから出力されたＮＭＲ信号が受信されるように、通知された要素コイルに対して受信チャンネルを割り当てる。

シーケンサ３０は、傾斜磁場電源装置２３、寝台制御部２５、送信部２７、受信部２９、及び制御システム１２と接続される。シーケンサ３０は、傾斜磁場電源装置２３、寝台制御部２５、送信部２７、及び受信部２９を駆動させるために必要な制御情報、例えば傾斜磁場電源装置２３に印加すべきパルス電流の強度や印加時間、印加タイミング等の動作制御情報を記述したシーケンス情報を記憶する。

また、シーケンサ３０は、記憶した所定のシーケンスに従って寝台制御部２５を駆動させることによって、天板２４ａを架台に対してＺ方向に進退させる。さらに、シーケンサ３０は、記憶した所定のシーケンスに従って傾斜磁場電源装置２３、送信部２７、及び受信部２９を駆動させることによって、架台内にＸ軸傾斜磁場Ｇｘ、Ｙ軸傾斜磁場Ｇｙ，Ｚ軸傾斜磁場Ｇｚ及びＲＦパルス信号を発生させる。

制御システム１２は、ＭＲＩ装置１０の全体制御や、データ収集、画像再構成等を行なう。制御システム１２は、制御部３１、入力部３２、表示部３３、通信部３４、記憶部３５、インターフェース部３６、データ収集部３７、及びデータ処理部３８を有する。

制御部３１は、図示しないＣＰＵ（ｃｅｎｔｒａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｕｎｉｔ）又はＭＰＵ（ｍｉｃｒｏ ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ ｕｎｉｔ）やメモリ等によって構成される。制御部３１は、記憶部３５に格納されている各種制御プログラムを読み出して各種演算を行なうと共に、撮像システム１１や、制御システム１２の各部５２乃至５５における処理動作を統括的に制御する。

入力部３２は、キーボードやマウス等によって構成される。操作者により入力部３２が操作されると、入力部３２はその操作に応じた操作信号を生成して制御部３１に出力する。なお、ＭＲＩ装置１０は、入力部３２が表示部３３におけるディスプレイと一体に構成されたタッチパネルを備えてもよい。

表示部３３は、ＬＣＤ（ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｄｉｓｐｌａｙ）等によって構成される。表示部３３は、制御部３１からの指示に応じてＬＣＤ上に、各種操作画面や、画像データ等の各種表示情報を表示させる。

通信部３４は、パラレル接続仕様やシリアル接続仕様に合わせたコネクタによって構成される。通信部３４は、ネットワーク上の外部装置と情報の送受信を行なう。例えば、通信部３４は、ＭＲＩ装置１０によって生成された画像データをサーバや読影端末（図示しない）に送信したりして、外部装置と通信動作を行なう。

記憶部３５は、メモリやＨＤＤ（ｈａｒｄ ｄｉｓｋ ｄｒｉｖｅ）等によって構成される。記憶部３５は、制御部３１において用いられる制御プログラム、結合処理等の各種処理プログラムの他、各プログラムの実行に必要なデータを記憶する。また、記憶部３５は、ＭＲＩ装置１０によって生成された画像データを記憶する。

インターフェース部３６は、シーケンサ３０を介して傾斜磁場電源装置２３、寝台制御部２５、送信部２７、及び受信部２９に接続されており、これらの接続された各部と制御システム１２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３７は、インターフェース部３６を介して、受信部２９から送信されるＮＭＲ信号を収集する。データ収集部３７は、ＮＭＲ信号を収集すると、収集したＮＭＲ信号を記憶部３５に記憶させる。

データ処理部３８は、記憶部３５に記憶されているＮＭＲ信号に対して、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の撮像部位内における所望核スピンのスペクトラムデータ又は画像データを生成する。また、データ処理部３８は、位置決め画像の撮像が行なわれる場合には、受信用コイル２８ａ〜２８ｅが有する複数の要素コイルそれぞれによって受信されたＮＭＲ信号に基づいて、要素コイルの配列方向におけるＮＭＲ信号の分布を示すプロファイルデータを要素コイルごとに生成する。そして、データ処理部３８は、生成した各種データを記憶部３５に格納する。

図２は、本実施形態に係るＭＲＩ装置１０の機能を示すブロック図である。

制御部３１（又はシーケンサ３０）がプログラムを実行することによって、図２に示すように、ＭＲＩ装置１０は、操作支援手段４１、撮像実行手段４２、原画像生成手段４３、結合（ｓｔｉｔｃｈｉｎｇ）断面設定手段４４と、結合対象画像生成手段４５、及び結合画像生成手段４６として機能する。なお、ＭＲＩ装置１０の構成要素４１乃至４６をソフトウェアとして機能させる場合として説明するが、構成要素４１乃至４６の一部又は全部をＭＲＩ装置１０に回路として設ける場合であってもよい。

操作支援手段４１は、構成要素４１乃至４６と、入力部３２及び表示部３３とを媒介するＧＵＩ（ｇｒａｐｈｉｃａｌ ｕｓｅｒ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）等のインターフェースである。

撮像実行手段４２は、撮像部位（撮像位置）において、撮像条件に従って撮像システム１１の動作を制御することによって、診断に供する撮像を実行する。撮像実行手段４２は、設定された撮像部位に対して、本撮像に先立った事前撮像（本撮像のための撮像条件のパラメータを設定するための撮像）を行なって、撮像部位に関する断面画像を生成する。そして、撮像実行手段４２は、断面画像に基づいて撮像条件（収集領域を含む）を設定する。

撮像実行手段４２は、収集領域（ＦＯＶ）よりも広範囲に亘る撮像部位について画像を得る場合、撮像条件の設定において、複数の収集領域を当該撮像部位の複数部分に当てはめる。そして、撮像実行手段４２は、収集領域ごとに撮像を実行する。

原画像生成手段４３は、データ収集部３７及びデータ処理部３８を制御して、ｋ空間データに対して二次元又は三次元のフーリエ変換処理や最大値投影処理等の所定の画像再構成処理を施して、同一平面上にない複数の断面（スライス）に関し、原画像である複数の断面画像を生成する。例えば、原画像生成手段４３は、同一平面上にない第１断面に係る第１断面画像と、第２断面に係る第２断面画像とを生成する。

図３及び図４は、同一平面上にない第１断面及び第２断面の例を示す図である。

図３は、２個の収集領域ａ１，ａ２と、第１収集領域ａ１に属する複数断面のうち第１断面ｓ１と、第２収集領域ａ２に属する複数断面のうち第２断面ｓ２とを示す。図４は、２個の収集領域Ａ１，Ａ２と、第１収集領域Ａ１に属する複数断面のうち第１断面Ｓ１と、第２収集領域Ａ２に属する複数断面のうち第２断面Ｓ２とを示す。ここで、図３に示す第１断面ｓ１と第２断面ｓ２とは同一平面上になく、図４に示す第１断面Ｓ１と第２断面Ｓ２とは同一平面上にないものとする。

図２の説明に戻って、結合断面設定手段４４は、原画像生成手段４３によって生成された複数の断面画像のいずれの断面とも異なる新断面を設定する。原画像生成手段４３によって第１断面に係る第１断面画像と、第２断面に係る第２断面画像が生成された場合、結合断面設定手段４４は、第１断面画像の第１断面と、第２断面画像の第２断面とのいずれの断面とも異なる一つの新断面を設定する。

そして、結合断面設定手段４４は、原画像生成手段４３によって生成された複数の断面画像の断面のうち少なくとも一つと、新断面とに基づいて結合断面を設定する。結合断面設定手段４４は、結合断面の複数の設定方法がある場合、複数の設定方法のうちいずれかの方法を用いて結合断面を設定すればよい。

結合対象画像生成手段４５は、結合断面設定手段４４によって設定された結合断面を構成する各断面に係る断面画像を生成する。

図５及び図６は、従来技術を用いた結合画像の生成方法を説明するための図である。

図５は、図３に示す交差しない第１断面ｓ１及び第２断面ｓ２を示す。第１断面ｓ１及び第２断面ｓ２は、同一平面上にないが、直線Ｌ（Ｘ方向に延びる直線）で交差する。

図６は、図４に示す第１断面Ｓ１及び第２断面Ｓ２を示す。第１断面Ｓ１及び第２断面Ｓ２は、同一平面上になく、かつ、交差しない。この場合、第１断面Ｓ１に係る第１断面画像と第２断面Ｓ２に係る第２断面画像に対して結合処理がされると、像が連続的な結合画像が生成されない。

図７は、図６に示す第１断面Ｓ１に係る第１断面画像と、第２断面Ｓ２に係る第２断面画像とに基づく結合画像を示す図である。

図６に示す第１断面Ｓ１と第２断面Ｓ２とが交差しない場合においては、図７に示す部分Ｏに画像が存在しないため、図７に示す結合画像は像が連続的なものではなくなる。

図８（Ａ），（Ｂ）は、結合断面の第１設定方法を説明するための図である。

図８（Ａ）は、図３に示す交差しない第１断面Ｓ１及び第２断面Ｓ２と、第１断面Ｓ１が属する第１収集領域Ａ１と、第２断面Ｓ２が属する第２収集領域Ａ２とを示す。この場合、第１断面Ｓ１及び第２断面Ｓ２と、第１収集領域Ａ１，Ａ２の重複領域Ａ１２との交線Ｃ，Ｄ（Ｘ方向に延びる直線）が求められる。そして、交線Ｃ，Ｄによって形成される新断面ＳＳが設定される。

図８（Ｂ）は、図８（Ａ）に示す交線Ｃに基づいて第１断面Ｓ１から切り出された第１部分断面Ｓ１´と、新断面ＳＳと、図８（Ａ）に示す交線Ｄに基づいて第２断面Ｓ２から切り出された第２部分断面Ｓ２´とを示す。そして、図８（Ｂ）は、第１部分断面Ｓ１´、新断面ＳＳ、及び第２部分断面Ｓ２´によって形成される結合断面Ｓを示す。

そして、結合断面Ｓが設定されると、第１断面画像から、第１部分断面Ｓ１´に係る第１部分断面画像が切り出され、第２断面画像から、第２部分断面Ｓ２´に係る第２部分断面画像が切り出される。また、第１収集領域Ａ１に属する他の断面Ｔ１，Ｕ１に係る断面画像に基づいて、新断面ＳＳに係る補間断面画像が生成され、第２収集領域Ａ２に属する他の断面Ｔ２，Ｕ２に係る断面画像に基づいて、新断面ＳＳに係る補間断面画像が生成される。２個の補間断面画像が合成（ブレンド）されることで、新断面ＳＳに係る新断面画像が生成される。

なお、図８（Ａ）に示す第１断面Ｓ１と第２断面Ｓ２とは同一平面上にはないので、第１断面Ｓ１と第２断面Ｓ２とは当然に異なる断面である。また、図８（Ａ）に示す新断面ＳＳは、第１断面Ｓ１及び第２断面Ｓ２とは同一平面上にはないので、新断面ＳＳは、第１断面Ｓ１及び第２断面Ｓ２とは当然に異なる断面である。

図９（Ａ），（Ｂ）は、結合断面の第２設定方法を説明するための図である。

図９（Ａ），（Ｂ）は、図３に示す交差しない第１断面Ｓ１及び第２断面Ｓ２と、第１断面Ｓ１が属する第１収集領域Ａ１と、第２断面Ｓ２が属する第２収集領域Ａ２とを示す。この場合、第１断面Ｓ１の終端線Ｅ（Ｘ方向に延びる直線）が求められ、第１断面Ｓ１が存在する平面と第２断面Ｓ２との交線Ｆ（Ｘ方向に延びる直線）が求められる。そして、終端線Ｅ及び交線Ｆによって形成される新断面ＳＳが設定される。

図９（Ｂ）は、図９（Ａ）に示す第１断面Ｓ１と、新断面ＳＳと、図９（Ａ）に示す交線Ｆに基づいて第２断面Ｓ２から切り出された第２部分断面Ｓ２´とを示す。そして、図９（Ｂ）は、第１断面Ｓ１、新断面ＳＳ、及び第２部分断面Ｓ２´によって形成される結合断面Ｓを示す。ここで、第１断面Ｓ１及び新断面ＳＳは、同一平面上にある。

そして、結合断面Ｓが設定されると、第２断面画像から、第２部分断面Ｓ２´に係る第２部分断面画像が切り出される。また、第２収集領域Ａ２に属する他の断面Ｔ２，Ｕ２に係る断面画像に基づいて、新断面ＳＳに係る新断面画像が生成される。

なお、図９（Ａ）に示す第１断面Ｓ１と第２断面Ｓ２とは同一平面上にはないので、第１断面Ｓ１と第２断面Ｓ２とは当然に異なる断面である。また、図９（Ａ）に示す新断面ＳＳは、第２断面Ｓ２とは同一平面上にはないので、新断面ＳＳは、第２断面Ｓ２とは当然に異なる断面である。さらに、図９（Ａ）に示す新断面ＳＳは、第１断面Ｓ１とは同一平面上にあるが、新断面ＳＳは、第１断面Ｓ１とは異なる断面である。

図１０（Ａ），（Ｂ）は、結合断面の第３設定方法を説明するための図である。

図１０（Ａ），（Ｂ）は、図３に示す交差しない第１断面Ｓ１及び第２断面Ｓ２と、第１断面Ｓ１が属する第１収集領域Ａ１と、第２断面Ｓ２が属する第２収集領域Ａ２とを示す。この場合、第２収集領域Ａ２に属し、第１断面Ｓ１と交差する他の新断面ＳＳが設定される。図１０（Ａ）では、第１断面Ｓ１と新断面ＳＳとは、交線Ｇ（Ｘ方向に延びる直線）で交差している。

図１０（Ｂ）は、図１０（Ａ）に示す交線Ｇに基づいて第１断面Ｓ１から切り出された第１部分断面Ｓ１´と、新断面ＳＳとを示す。そして、図１０（Ｂ）は、第１部分断面Ｓ１´及び新断面ＳＳによって形成される結合断面Ｓを示す。

そして、結合断面Ｓが設定されると、第１断面画像から、第１部分断面Ｓ１´に係る第１部分断面画像が切り出される。また、第２収集領域Ａ２に属する他の断面に係る断面画像に基づいて、新断面ＳＳに係る新断面画像が生成される。

なお、図１０（Ａ）に示す第１断面Ｓ１と第２断面Ｓ２とは同一平面上にはないので、第１断面Ｓ１と第２断面Ｓ２とは当然に異なる断面である。また、図１０（Ａ）に示す新断面ＳＳは、第１断面Ｓ１及び第２断面Ｓ２とは同一平面上にはないので、新断面ＳＳは、第１断面Ｓ１及び第２断面Ｓ２とは当然に異なる断面である。

図２の説明に戻って、結合画像生成手段４６は、結合対象画像生成手段４５によって生成された、結合断面を構成する各断面に係る断面画像に対して結合（ｓｔｉｔｃｈｉｎｇ）処理を行なうことで結合画像を生成する。結合画像生成手段４６は、広範囲に亘る撮像部位に関し、像が連続的な一つの結合画像を生成する。

結合画像生成手段４６によって生成された結合画像は、操作支援手段４１を介して表示部３３に表示されたり、記憶部３５に記憶されたりする。

ここで、結合断面設定手段４４は、第１収集領域の撮像で得られた第１断面画像の第１断面と、第２収集領域の撮像で得られた第２断面画像の第２断面とが交差するか否かを判断し、その結果に基づいて結合断面を設定するか否かを切り替えてもよい。その場合、結合断面設定手段４４が、図５に示すように第１断面ｓ１と第２断面ｓ２とが交差すると判断するとき、結合画像生成手段４６は、結合断面を設定せずに、従来技術に従って第１断面ｓ１に係る第１断面画像と、第２断面ｓ２に係る第２断面画像とに対して結合処理を行なう。

一方で、結合断面設定手段４４が、図６に示すように第１断面Ｓ１と第２断面Ｓ２とが交差しないと判断するとき、結合断面設定手段４４は、図８乃至図１０を用いて説明した方法を用いて結合断面Ｓを設定し、結合対象画像生成手段４５は、結合断面Ｓに係る各断面画像を生成する。そして、結合画像生成手段４６は、結合断面Ｓに係る各断面画像に対して結合処理を行なう。

図１１は、図８（Ａ），（Ｂ）に示す、結合断面の第１設定方法に基づく結合画像の例を示す図である。

図１１は、図８（Ｂ）に示す結合断面Ｓに係る結合画像を示す。図１１に示すように、結合画像は、第１部分断面Ｓ１´に係る第１部分断面画像と、新断面ＳＳに係る新断面画像と、第２部分断面Ｓ２´に係る第２部分断面画像とに対して結合処理が行なわれた結果である。

図１２は、図９（Ａ），（Ｂ）に示す、結合断面の第２設定方法に基づく結合画像の例を示す図である。

図１２は、図９（Ｂ）に示す結合断面Ｓに係る結合画像を示す。図１２に示すように、結合画像は、第１断面Ｓ１に係る第１断面画像と、新断面ＳＳに係る新断面画像と、第２部分断面Ｓ２´に係る第２部分断面画像とに対して結合処理が行なわれた結果である。

図１３は、図１０（Ａ），（Ｂ）に示す、結合断面の第３設定方法に基づく結合画像の例を示す図である。

図１３は、図１０（Ｂ）に示す結合断面Ｓに係る結合画像を示す。図１３に示すように、結合画像は、第１部分断面Ｓ１´に係る第１部分断面画像と、新断面ＳＳに係る新断面画像とに対して結合処理が行なわれた結果である。

（第１変形例）
図２に示す結合断面設定手段４４は、図８乃至図１０用いて説明した結合断面の設定方法のうち複数（２以上）の方法を用いて複数の結合断面を設定した後で、適切な設定方法を選択してもよい。

図１４は、複数の新断面から適切な新断面を選択する方法を説明するための図である。図１４は、図９（Ａ）を用いて説明した新断面の第２生成方法を用いて生成された新断面ＳＳに係る新断面画像に基づくものである。

図１４は、任意のＹＺ平面（Ｙ＝ｙ，Ｚ＝ｚの場合のｙｚ平面）における、図９（Ｂ）に示す結合断面ＳＳを示す。すなわち、ｙｚ平面において、結合断面ＳＳは、結合線ＳＳｙｚとして示される。また、図１４は、ｙｚ平面における、第１断面Ｓ１が属する第１収集領域Ａ１と、第２断面Ｓ２が属する第２収集領域Ａ２とを示す。すなわち、ｙｚ平面において、第１収集領域Ａ１及び第２収集領域Ａ２は、それぞれ第１部分断面Ａ１ｙｚ及び第２部分断面Ａ２ｙｚとして示される。

また、図１４は、セグメンテーション処理等を用いて第１収集領域Ａ１及び第２収集領域Ａ２から抽出された撮像部位としての脊椎の領域Ｒを、ｙｚ平面において示す。すなわち、脊椎の領域は、ｙｚ平面においては脊椎断面Ｒｙｚとして示される。

そして、結合線ＳＳｙｚに直交する直交線Ｖ［ｎ］（ｎ＝１，２，…，Ｎ）が設定される。直交線Ｖ［ｎ］と脊椎断面Ｒｙｚの輪郭との交点Ｈ［ｎ］，Ｉ［ｎ］のうち、直交線Ｖ［ｎ］から遠い方の点との距離ｄが求められる。そして、Ｎ個の距離ｄについて、平均二乗差が求められる。なお、結合断面ＳＳｙｚが脊椎断面Ｒｙｚの外を通る部分については、距離ｄ算出の対象外とすればよい。

以上のように、結合断面設定手段４４は、結合線ＳＳｙｚを用いて平均二乗差を求める。また、図８及び図１０に示す結合断面の設定方法についても同様に、結合断面設定手段４４は平均二乗差をそれぞれ求める。そして、結合断面設定手段４４は、３個の平均二乗差を比較して最も小さい平均二乗差の場合における結合断面の設定方法を選択し、結合対象画像生成手段４５は、その場合における、結合断面を構成する各断面に係る断面画像を生成して結合画像生成手段４６に供給する。

（第２変形例）
図２に示す結合断面設定手段４４は、交差しない３以上の断面画像を結合対象とする場合に、結合処理を行なう部分ごとに結合断面の設定方法を選択するものである。

図１５は、結合処理を行なう部分ごとに結合断面の適切な設定方法を選択する方法を説明するための図である。図１５の上側の結合処理を行なう部分は、図９（Ａ），（Ｂ）を用いて説明した結合断面の第２設定方法を用いて生成されたものである。図１５の下側の結合処理を行なう部分は、図１０（Ａ），（Ｂ）を用いて説明した結合断面の第３設定方法を用いて生成されたものである。

図１５は、交差しない第１断面Ｓ１、第２断面Ｓ２、及び第３断面Ｓ３と、第１断面Ｓ１が属する第１収集領域Ａ１と、第２断面Ｓ２が属する第２収集領域Ａ２と、第３断面Ｓ３が属する第３収集領域Ａ３とを示す。

また、図１５の上側の結合処理を行なう部分では、図９（Ａ），（Ｂ）を用いて説明した結合断面の第２設定方法が選択される。そこで、図１５の下側の結合処理を行なう部分についても、図９（Ａ），（Ｂ）を用いて説明した結合断面の第２設定方法が選択されると、結合断面の第２設定方法によって設定された結合断面が、撮像部位としての脊椎の領域から外れていくことがあり得る。

そこで、交差しない３以上の断面画像を結合対象とする場合は、結合処理を行なう部分ごとに結合断面の適切な設定方法が選択される。例えば、図１５の下側の結合処理を行なう部分では図１５の上側の結合処理を行なう部分の場合と異なり、図１０（Ａ），（Ｂ）を用いて説明した結合断面の第３設定方法が選択される。

（第３変形例）
図２に示す結合断面設定手段４４は、図８乃至図１０を用いて説明した結合断面の設定方法のうち一つの方法を、手動によって選択されたものとしてもよい。

図１６（Ａ）乃至（Ｄ）は、結合断面の複数の設定方法から適切な方法を選択する方法を説明するための図である。

図１６（Ａ）は、表示部３３（図２に図示）を介して表示され、図３に示す交差しない第１断面Ｓ１及び第２断面Ｓ２と、第１断面Ｓ１が属する第１収集領域Ａ１と、第２断面Ｓ２が属する第２収集領域Ａ２とを示す。この場合、第１断面Ｓ１及び第２断面Ｓ２と、第１収集領域Ａ１，Ａ２の重複領域Ａ１２との交線Ｃ，Ｄ（Ｘ方向に延びる直線）も表示される。入力部３２を介して画面上のカーソルが交線Ｃに合わせられると、図１６（Ｂ）に示すように、図８乃至図１０の設定方法で設定された３個の新断面（図中の破線）が表示される。

ここで、図１６（Ｂ），（Ｃ）に示す３個の新断面は、左から、第３設定方法（図１０に図示）に基づく新断面、第２設定方法（図９に図示）に基づく新断面、第１設定方法（図８に図示）に基づく新断面である。第３設定方法に基づく新断面は、交線Ｇが基準とされる。

さらに、入力部３２を介して画面上のカーソルが３個の新断面のうち１に合わせられ（図１６（Ｃ））、３個の新断面のうち１上でクリックされると、３個の新断面のうち１が選択される（図１６（Ｄ））。

図１７は、図１６（Ｃ）においてカーソルが３個の新断面のうち１に合わせられた場合の表示例を示す図である。

図１６（Ｃ）においてカーソルが３個の新断面のうち１に合わせられると、当該新断面に対応する結合断面に係る結合画像を用いて生成される、図１７の左側に示す結合画像が表示される。また、図１６（Ｃ）においてカーソルが３個の新断面のうち１から他に切り替えられると、図１７の左側に示す結合画像も図１７の右側に示すように変化する。

したがって、図１６（Ａ）乃至（Ｄ）に示す、結合断面の設定方法の選択において、３個の結合断面に係る結合画像の表示を見ながら、操作者は結合断面の適切な設定方法を選択することができる。

本実施形態に係るＭＲＩ装置１０によると、同一平面上にない複数の断面画像の断面が交差しない場合であっても、像が連続的な結合画像を生成することができる。

（本実施形態に係る画像処理装置）
図１８は、本実施形態に係る画像処理装置のハードウェア構成を示す概略図である。

図１８は、本実施形態に係る画像処理装置５０を示す。なお、画像処理装置５０は、医用画像を保存・管理するサーバや、医師の読影に付すため、サーバに保存された医用画像を取り寄せて表示手段上に表示する読影端末等、各種装置がネットワークを介して接続された医用画像システムに設けられてもよい。また、本実施形態では画像処理装置５０単体が本発明を実現する例を説明するが、画像処理装置５０における機能を医用画像システムの各構成装置に分散させて医用画像システム全体が本発明を実現するようにしてもよい。

画像処理装置５０は、制御部５１、入力部５２、表示部５３、通信部５４、及び記憶部５５を備える。

制御部５１は、図１に示す制御部３１と同様の構成を有する。制御部５１は、記憶部５５に格納されている各種制御プログラムを読み出して各種演算を行なうと共に、各部５２乃至５５における処理動作を統括的に制御する。

入力部５２は、図１に示す入力部３２と同様の構成を有する。操作者により入力部５２が操作されると、入力部５２はその操作に応じた操作信号を生成して制御部５１に出力する。なお、画像処理装置５０は、入力部５２が表示部５３におけるディスプレイと一体に構成されたタッチパネルを備えてもよい。

表示部５３は、図１に示す表示部３３と同様の構成を有する。表示部５３は、制御部５１からの指示に応じてＬＣＤ上に、各種操作画面や、画像データ等の各種表示情報を表示させる。

通信部５４は、図１に示す通信部３４と同様の構成を有する。通信部５４は、ネットワーク上の外部装置と情報の送受信を行なう。例えば、通信部５４は、画像診断装置（図示しない）による撮像で得られた画像データを画像診断装置やサーバ（図示しない）等から受信したり、画像処理装置５０によって生成された画像データをサーバや読影端末（図示しない）に送信したりして、外部装置と通信動作を行なう。

記憶部５５は、図１に示す記憶部３５と同様の構成を有する。記憶部５５は、制御部５１において用いられる制御プログラム、結合処理等の各種処理プログラムの他、各プログラムの実行に必要なデータを記憶する。また、記憶部５５は、通信部５４を介して画像診断装置やサーバ（図示しない）等から受信された画像データを記憶する。

図１９は、本実施形態に係る画像処理装置５０の機能を示すブロック図である。

制御部５１がプログラムを実行することによって、図１９に示すように、画像処理装置５０は、操作支援手段４１、結合断面設定手段４４、結合対象画像生成手段４５、結合画像生成手段４６、及び原画像取得（読み出し）手段４７として機能する。なお、画像処理装置５０の構成要素４１，４４乃至４７をソフトウェアとして機能させる場合として説明するが、構成要素４１，４４乃至４７の一部又は全部を画像処理装置５０に回路として設ける場合であってもよい。

なお、図１９において、図２に示す部材と同一部材には同一符号を付して説明を省略する。

原画像取得手段４７は、記憶部５５から、同一平面上にない複数の断面（スライス）に関し、原画像である複数の断面画像を取得する。例えば、原画像取得手段４７は、同一平面上にない第１断面に係る第１断面画像と、第２断面に係る第２断面画像とを取得する。そして、原画像取得手段４７は、取得した第１断面画像及び第２断面画像の断面を結合断面設定手段４４に供給する。

原画像取得手段４７によって取得される複数の断面画像として、ＭＲＩ装置によって得られる画像や、Ｘ線ＣＴ（ｃｏｍｐｕｔｅｄ ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置によって得られる画像等が挙げられる。

本実施形態に係る画像処理装置５０によると、同一平面上にない複数の断面画像の断面が交差しない場合であっても、像が連続的な結合画像を生成することができる。

以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の省略、置き換え、変更を行なうことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１０ ＭＲＩ装置
１１ 撮像システム
１２ 制御システム
２１ 静磁場磁石
２２ 傾斜磁場コイル
２６ 送信用コイル
３１，５１ 制御部
３５，５５ 記憶部
４１ 操作支援手段
４２ 撮像実行手段
４３ 原画像生成手段
４４ 結合断面設定手段
４５ 結合対象画像生成手段
４６ 結合画像生成手段
４７ 原画像取得（読み出し）手段
５０ 画像処理装置

Claims (10)

1. 静磁場を発生する静磁場発生部と、
   傾斜磁場を発生する傾斜磁場発生部と、
   被検体に高周波パルスを印加する送信用コイルと、
   前記高周波パルスに対応する信号に基づいて、同一平面上にない複数の断面画像を生成する原画像生成手段と、
   前記複数の断面画像のいずれの断面とも異なる断面を設定し、前記複数の断面画像の断面のうち少なくとも一つと、前記異なる断面とに基づいて結合断面を設定する結合断面設定手段と、
   前記結合断面を構成する各断面に係る断面画像を生成する結合対象画像生成手段と、
   前記結合断面に係る各断面画像に対して結合処理を行なうことで結合画像を生成する結合画像生成手段と、
   を有する磁気共鳴イメージング装置。
2. 同一平面上にない複数の断面画像を、記憶部から取得する原画像取得手段と、
   前記複数の断面画像のいずれの断面とも異なる断面を設定し、前記複数の断面画像の断面のうち少なくとも一つと、前記異なる断面とに基づいて結合断面を設定する結合断面設定手段と、
   前記結合断面を構成する各断面に係る断面画像を生成する結合対象画像生成手段と、
   前記結合断面に係る各断面画像に対して結合処理を行なうことで結合画像を生成する結合画像生成手段と、
   を有する画像処理装置。
3. 前記結合断面設定手段は、前記複数の断面画像の断面が交差しないと判断する場合に、前記結合断面を設定する請求項２に記載の画像処理装置。
4. 前記原画像取得手段は、前記複数の断面画像としての第１断面画像及び第２断面画像を取得し、
   前記結合断面設定手段は、前記第１断面画像の断面が属する第１収集領域、及び、前記第２断面画像の断面が属する第２収集領域の重複領域と、前記第１断面画像の断面との第１交線、及び、前記重複領域と前記第２断面画像の断面との第２交線を求め、前記第１及び第２交線によって形成される前記異なる断面を設定し、前記第１断面画像の断面及び前記第１交線に基づく第１部分断面と、前記異なる断面と、前記第２断面画像の断面及び前記第２交線に基づく第２部分断面とによって形成される前記結合断面を設定する請求項２又は３に記載の画像処理装置。
5. 前記原画像取得手段は、前記複数の断面画像としての第１断面画像及び第２断面画像を取得し、
   前記結合断面設定手段は、前記第１断面画像の断面の終端線を求め、第１断面画像の断面が存在する平面と、前記複数の断面画像のうち第１断面画像の断面との交線を求め、前記終端線及び前記交線によって形成される前記異なる断面を設定し、前記第１断面画像の断面と、前記異なる断面と、前記第２断面画像の断面及び前記交線に基づく第２部分断面とによって形成される前記結合断面を設定する請求項２又は３に記載の画像処理装置。
6. 前記原画像取得手段は、前記複数の断面画像としての第１断面画像及び第２断面画像を取得し、
   前記結合断面設定手段は、前記第２断面画像の断面が属する第２収集領域に属し、前記第１断面画像の断面と交差する他の断面を前記異なる断面として設定し、第１断面画像の断面と、前記異なる断面とによって形成される前記結合断面を設定する請求項２又は３に記載の画像処理装置。
7. 前記結合断面設定手段は、前記結合断面の複数の設定方法が存在する場合に、前記複数の設定方法にて複数の結合断面を設定し、前記複数の結合断面から一つの前記結合断面を設定する請求項２又は３に記載の画像処理装置。
8. 前記結合断面設定手段は、前記複数の結合断面から、前記複数の結合断面に係る複数の結合画像に含まれる撮像部位の領域に基づいて一つの前記結合断面を設定する請求項７に記載の画像処理装置。
9. 前記結合断面設定手段は、前記複数の結合断面から、入力部からの指示に従った一つの前記結合断面を設定する請求項７に記載の画像処理装置。
10. 前記結合断面設定手段は、前記原画像取得手段が前記複数の断面画像として３以上の断面画像を取得する場合、前記結合処理を行なう部分ごとに前記結合断面を設定する請求項２又は３に記載の画像処理装置。

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