JP6418797B2 - 画像処理装置、画像処理方法、及び画像処理プログラム - Google Patents

Description

本発明は、画像処理装置、画像処理方法、及び画像処理プログラムに関する。

従来、核磁気共鳴（ＮＭＲ：Ｎｕｃｌｅａｒ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）の現象を利用して生体内部の情報を画像化する方法として、核磁気共鳴画像法（ＭＲＩ：Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ Ｉｍａｇｉｎｇ）が知られている。

核磁気共鳴画像法を用いた画像生成方法の１つとして、水分子の拡散が可視化される拡散強調撮像法（ＤＷＩ：Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ Ｗｅｉｇｈｅｔｅｄ Ｉｍａｇｉｎｇ）が知られている。また、水分子の拡散係数（ＡＤＣ：Ａｐｐａｒｅｎｔ Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ Ｃｏｅｆｆｉｃｅｎｔ）そのものを可視化する拡散係数画像が知られている。

従来、拡散強調撮像法により二つの異なるｂ値を用いて撮像された拡散強調画像（以下、ＤＷＩ画像ともいう）から、任意のｂ値を用いた拡散強調画像を計算する手法として、ｃＤＷＩ（ｃｏｍｐｕｔｅｄ ＤＷＩ）が知られている。ｃＤＷＩの一例として、小さなｂ値を用いて生成された拡散強調画像から、大きなｂ値を用いた拡散強調画像を生成する方法が知られている（例えば、非特許文献１参照）。ｃＤＷＩにより、仮想的な拡散強調画像（以下、「ｃＤＷI画像」、「仮想拡散強調画像」ともいう）が生成される。

Ｍａｔｔｅｗ Ｄ．Ｂｌａｃｋｌｅｄｇｅ，Ｍａｒｔｉｎ Ｏ．Ｌｅａｃｈ，Ｄａｖｉｄ Ｊ．Ｃｏｌｌｉｎｓ、"Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ−Ｗｅｉｇｈｔｅｄ ＭＲ Ｉｍａｇｉｎｇ Ｍａｙ Ｉｍｐｒｏｖｅ Ｔｕｍｏｒ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ"、Ｒａｄｉｏｌｏｇｙ、Ｖｏｌｕｍｅ２６１：Ｎｕｍｂｅｒ２、２０１１年１１月２日、Ｐ５７３−Ｐ５８１

非特許文献１に記載された技術では、仮想拡散強調画像における腫瘍組織（腫瘍である組織）の明瞭性が不十分であった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、仮想拡散強調画像における腫瘍組織の明瞭性を向上できる画像処理装置、画像処理方法、及び画像処理プログラムを提供する。

本発明の画像処理装置は、第１のｂ値を用いて撮像された第１の拡散強調画像を取得する画像取得部と、第２のｂ値、及び０以上の値を有する第１のカットオフ拡散係数を設定する設定部と、前記第１の拡散強調画像の画素に対応した拡散係数が前記第１のカットオフ拡散係数より大きい画素において、前記拡散係数及び前記第１の拡散強調画像に基づいて、前記第２のｂ値での仮想拡散強調画像を導出する画像導出部と、前記仮想拡散強調画像を表示する表示部と、を備える。

本発明の画像処理方法は、画像処理装置における画像処理方法であって、第１のｂ値を用いて撮像された第１の拡散強調画像を取得するステップと、第２のｂ値、及び０以上の値を有するカットオフ拡散係数を設定するステップと、前記第１の拡散強調画像の画素に対応した拡散係数が前記カットオフ拡散係数より大きい画素において、前記拡散係数及び前記第１の拡散強調画像に基づいて、前記第２のｂ値での仮想拡散強調画像を導出するステップと、前記仮想拡散強調画像を表示部に表示するステップと、を有する。

本発明の画像処理プログラムは、上記画像処理方法の各ステップをコンピュータに実行させるためのプログラムである。

本発明によれば、仮想拡散強調画像における腫瘍組織の明瞭性を向上できる。

実施形態における画像処理装置の構成例を示すブロック図 実施形態における複数のｂ値とＡＤＣ値との関係の一例を示す模式図 実施形態における仮想拡散強調画像の画素値と表示部の出力輝度との関係の一例を示す模式図 実施形態における画像処理装置の動作例を示すフローチャート 実施形態におけるｂ値に対するウィンドウ幅及びウィンドウレベルの第１導出例を示す模式図 実施形態におけるｂ値に対するウィンドウ幅及びウィンドウレベルの第２導出例を示す模式図 実施形態におけるカットオフＡＤＣ値よりも大きいＡＤＣ値を有する各画素の仮想拡散強調画像の導出過程の一例を示す模式図 （Ａ）カットオフＡＤＣ値が設定されていない場合の仮想拡散強調画像の表示例を示す模式図、（Ｂ）〜（Ｆ）実施形態における各カットオフＡＤＣ値が設定された場合の仮想拡散強調画像の表示例を示す模式図 （Ａ）〜（Ｆ）実施形態における各カットオフＡＤＣ値が設定された場合の仮想拡散強調画像の表示例を示す模式図 （Ａ）〜（Ｅ）実施形態におけるカットオフＡＤＣ値が０．４である場合の各画像の模式図 実施形態におけるｂ値に対する目標ＡＤＣ値及びカットオフＡＤＣ値の関係の一例を示す模式図 （Ａ）実施形態におけるボリュームデータの各断面において複数生成される画像の表示例を示す模式図、（Ｂ）〜（Ｅ）実施形態におけるカットオフＡＤＣ値が０．４である場合のＭＩＰを用いた各画像の表示例を示す模式図 （Ａ）は図１２（Ａ）の画像の拡大図、（Ｂ）は図１２（Ｂ）の画像の拡大図、（Ｃ）は図１２（Ｃ）の画像の拡大図、（Ｄ）は図１２（Ｄ）の画像の拡大図、（Ｅ）は図１２（Ｅ）の画像の拡大図 ｂ値と仮想拡散強調画像の画素値との関係性を示す模式図

以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。

（本発明の一形態を得るに至った経緯）
拡散強調画像の画素値（信号強度（ＳＩ：Ｓｉｇｎａｌ Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ）ともいう）は、以下の（式１）により示される。

（式１）では、最終段のｅ^{−ｂ・ＡＤＣ}の項において、係数「ｂ」と、係数「ＡＤＣ」を含む。係数「ｂ」は、拡散強調のための傾斜磁場（ＭＰＧ：Ｍｏｔｉｏｎ Ｐｒｏｂｉｎｇ Ｇｒａｄｉｅｎｔｓ）の強さを表すｂ値を示す。係数「ＡＤＣ」は、組織の見かけ上の拡散係数ＡＤＣ（Ａｐｐａｒｅｎｔ Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）を示し、組織の拡散状態を示す。ＡＤＣの値（ＡＤＣ値）は、例えば組織の組成又は病変の種別により定まる。

図１４は、ｂ値と仮想拡散強調画像の画素値ＳＩとの関係性を示す模式図である。以下では、仮想拡散強調画像の画素値ＳＩを、ｃＤＷＩ値とも称する。図１４では、画素値ＳＩの自然対数が、ｌｏｇ（ｃＤＷＩ値）して示されている。なお、ｌｏｇ（Ａ）は、Ａの自然対数を示す。

（式１）により、理論上、仮想拡散強調画像の画素値ＳＩの自然対数であるｌｏｇ（ｃＤＷＩ値）は、ｂ値に対して線形に変化する。従って、ｂ値が複数（例えば、ｂ１，ｂ２）あり、各ｂ値の場合のｌｏｇ（ｃＤＷＩ値）が取得される場合、直線Ｌ１の傾きとしてのＡＤＣ値を導出できる。ＡＤＣ値が導出されると、直線Ｌ１における任意のｂ値＝ｂｘでのｌｏｇ（ｃＤＷＩ値）として画素値ＳＩが導出できる。ＡＤＣ値の導出は、例えば、拡散強調画像を撮像するＭＲＩ装置又はＭＲＩ装置から拡散強調画像を取得する画像処理装置により行われることもある。

（式１）の最終段の指数が負の値（−ｂ・ＡＤＣ）となることから、直線Ｌ１は、負の傾きを有する。従って、ｂ値が大きくなる程、ｌｏｇ（ｃＤＷＩ値）は小さくなる。そのため、ｂ値が大きな仮想拡散強調画像は、画素値が小さくなる。

また、拡散強調画像には、画像信号成分と雑音成分とが含まれる。拡散強調画像の雑音成分の信号レベル（雑音レベル）は、ｂ値に対して、一定レベルであることもあるし、例えば、拡散強調画像における画素、画素に含まれる組織、又は組織の周囲環境に応じて、一定レベルではなく変化することもある。雑音レベルが変化する場合、画像信号成分と雑音成分とが加味された直線Ｌ１の傾きが、雑音成分に起因する画素値の誤差によって変化することがある。この場合、想定外のＡＤＣ値が導出されることがある。

ＡＤＣ値の導出精度が低下すると、（式１）により導出される仮想拡散強調画像の画素値ＳＩの導出精度が低下する。そのため、仮想拡散強調画像が表示装置に表示される場合、仮想拡散強調画像における組織の拡散状態の表示精度が低下する。そのため、例えば、仮想拡散強調画像における腫瘍組織の明瞭性が不十分となり、ユーザ（例えば、医師、放射線技師）が仮想拡散強調画像を用いて病変を観察する場合に、病変の診断精度が低下する虞がある。

以下、仮想拡散強調画像における腫瘍組織の明瞭性を向上できる画像処理装置、画像処理方法、及び画像処理プログラムについて説明する。

（実施形態）
図１は、実施形態における画像処理装置１００の構成例を示すブロック図である。画像処理装置１００は、画像取得部１１０、操作部１２０、表示部１３０、制御部１４０及び記憶部１５０を備える。制御部１４０は、画像導出部１４１、輝度条件導出部１４２、及び設定部１４３を備える。画像処理装置１００は、ＭＲＩ装置２００から画像を取得し、取得された画像に対して処理を行う。

ＭＲＩ装置２００は、核磁気共鳴画像法により、設定されたｂ値を用いて、拡散強調画像を撮像する。ＭＲＩ装置２００により生成される拡散強調画像は、例えば、生体内部の任意の箇所の情報を含むボリュームデータである。拡散強調画像が撮像されることにより、拡散強調画像における各画素（ボクセル）の画素値が得られる。

また、ＭＲＩ装置２００は、拡散強調画像の生成とともに、各画素における拡散係数（Ａｐｐａｒｅｎｔ Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）を生成してもよい。さらには、ＭＲＩ装置２００は、拡散係数より拡散係数画像（ＡＤＣマップ）を生成しても良い。

画像取得部１１０は、ＭＲＩ装置２００により撮像された拡散強調画像、及び、拡散強調画像が撮影された時のｂ値（例えばｂ１，ｂ２）を取得する。画像取得部１１０は、ＭＲＩ装置２００により生成されたＡＤＣマップを取得してもよい。画像取得部１１０は、例えば、ＭＲＩ装置２００から、有線回線又は無線回線を介して通信により取得してもよいし、任意の記憶媒体（不図示）を介して取得してもよい。ｂ１，ｂ２は、第１のｂ値の一例である。

操作部１２０は、例えば、タッチパネル、ポインティングデバイス（例えばマウス）、キーボードを含む。操作部１２０は、画像処理装置１００のユーザ（例えば、医師、放射線技師）から、任意の入力操作を受け付ける。操作部１２０は、例えば、画像導出部１４１により仮想拡散強調画像を導出するためのｂ値（例えばｂｘ）の入力操作、表示画像の拡大率や平行移動などの画像操作を受け付ける。操作部１２０は、例えば、観察対象となる病変又は組織に対応するＡＤＣ値（目標ＡＤＣ値）を設定するための入力操作を受け付ける。

操作部１２０は、例えば、カットオフＡＤＣ値を設定するための入力操作を受け付ける。カットオフＡＤＣ値とは、カットオフＡＤＣ値以下のＡＤＣ値を有する画素を、仮想拡散強調画像の導出対象から除外するための値である。カットオフＡＤＣ値は、カットオフ拡散係数の一例である。本実施形態では、カットオフＡＤＣ値は、「０」以上の値を有する。

表示部１３０は、例えばＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）を含み、各種情報を表示する。表示部１３０は、例えば、仮想拡散強調画像、拡散強調画像、ＡＤＣマップ、各種操作画面、を表示する。表示部１３０は、例えば、後述する輝度条件の情報に基づいて、仮想拡散強調画像を表示してもよい。

制御部１４０は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）又はＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）を含む。制御部１４０は、例えば、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）又はＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｒｙ）、を含む。ＣＰＵ又はＤＳＰは、ＲＯＭ又はＲＡＭに記憶された画像処理プログラムを実行することにより、制御部１４０の各機能を実現する。

画像導出部１４１は、複数の拡散強調画像に基づいて、仮想拡散強調画像を導出（例えば算出）する。画像導出部１４１は、例えば、図１４に示したように、異なるｂ値（例えば、ｂ１，ｂ２）と、これらのｂ値を用いて撮像された複数の拡散強調画像の画素値から、ＡＤＣ値を導出する。例えば、図１４の直線Ｌ１の傾きとしてＡＤＣ値を導出する。画像導出部１４１は、ＡＤＣ値に基づいて、ｂ値＝ｂｘである場合の仮想拡散強調画像、つまり仮想拡散強調画像の画素値を導出する。ｂｘは、第２のｂ値の一例である。

画像導出部１４１は、複数の異なるｂ値（例えば、ｂ１，ｂ２）からなる拡散強調画像より、画素毎に、ＡＤＣ値を導出する。さらには、ｂ値＝ｂｘでの仮想拡散強調画像の画素値は、画素毎に導出される。

従って、画像導出部１４１が画素毎に導出されたＡＤＣ値を用いて、ＡＤＣマップを生成してもよい。この場合、画像取得部１１０は、ＭＲＩ装置２００からＡＤＣマップを取得しなくてもよい。「ＡＤＣマップの取得」には、画像取得部１１０による取得と画像導出部１４１による導出とを含む。従って、画像導出部１４１は、拡散係数画像を取得する画像取得部としての機能を有する。

尚、画像取得部１１０によりＡＤＣマップが取得される場合、画像導出部１４１は、ＡＤＣ値の導出を省略し、ＡＤＣマップにより得られるＡＤＣ値を用いて、仮想拡散強調画像を導出してもよい。

ここで、ｂ値と病変毎のＡＤＣ値との関係性について説明する。図２は、ｂ値と病変毎のＡＤＣの一例を示す模式図である。図２では、ＡＤＣ値を示す２つの直線Ｌ１１，Ｌ１２では、傾きが異なる。直線Ｌ１１の傾きは、例えば、仮想拡散強調画像の観察領域の画素においてＡＤＣ値が比較的小さい場合を示し、直線Ｌ１２の傾きは、例えば、仮想拡散強調画像の観察領域の画素においてＡＤＣ値が比較的大きい場合を示す。ＡＤＣ値は、例えば組織又は病変の種別によって概ね定まり、組織又は病変によって変化する。

また、例えば、一般的には、腫瘍組織を含む画素のＡＤＣ値は、正常組織を含む画素のＡＤＣ値より小さい。尚、腫瘍組織を含む画素のＡＤＣ値が、正常組織を含む画素のＡＤＣ値より大きいこともある。組織のＡＤＣ値の示す傾向については、参考非特許文献１及び、参考非特許文献２のような研究がある。

（参考非特許文献１）Ｓ． Ｒｏｓｅ， Ｍ． Ｆａｙ， Ｐ． Ｔｈｏｍａｓ， Ｐ． Ｂｏｕｒｇｅａｔ， Ｎ． Ｄｏｗｓｏｎ， Ｏ． Ｓａｌｖａｄｏ， Ｙ． Ｇａｌ， Ａ． Ｃｏｕｌｔｈａｒｄ， ａｎｄ Ｓ． Ｃｒｏｚｉｅｒ， ”Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ ｏｆ ＭＲＩ−Ｄｅｒｉｖｅｄ Ａｐｐａｒｅｎｔ Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓ ｉｎ Ｎｅｗｌｙ Ｄｉａｇｎｏｓｅｄ Ｇｌｉｏｍａｓ ｗｉｔｈ ［１８Ｆ］−Ｆｌｕｏｒｏ−Ｌ−Ｄｏｐａ ＰＥＴ： Ｗｈａｔ Ａｒｅ Ｗｅ Ｒｅａｌｌｙ Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ ｗｉｔｈ Ｍｉｎｉｍｕｍ ＡＤＣ？”， Ａｐｒ ２０１３ ＡＪＮＲ

（参考非特許文献２）Ｃｈｉｅ Ｉｎｏｕｅ， Ｓｈｉｎｙａ Ｆｕｊｉｉ， Ｓａｃｈｉ Ｋａｎｅｄａ， Ｔａｋｅｒｕ Ｆｕｋｕｎａｇａ， Ｔｏｓｈｉｏ Ｋａｍｉｎｏｕ， Ｊｕｎｚｏ Ｋｉｇａｗａ， Ｔａｓｕｋｕ Ｈａｒａｄａ， ａｎｄ Ｔｏｓｈｉｈｉｄｅ Ｏｇａｗａ， ”Ａｐｐａｒｅｎｔ Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ （ＡＤＣ） Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｉｎ Ｅｎｄｏｍｅｔｒｉａｌ Ｃａｒｃｉｎｏｍａ： Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ Ｒｅｇｉｏｎ ｏｆ Ｉｎｔｅｒｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｎ ＡＤＣ Ｖａｌｕｅｓ”， Ｏｃｔ／２０１３ Ｊ Ｍａｇｎ Ｒｅｓｏｎ Ｉｍａｇ

また、ＡＤＣは、組織の見かけ上の拡散係数を示すので、組織が凝縮されることは通常想定されない。従って、ＡＤＣ値は、物理的に０以上となる。ＡＤＣ値が負になる場合には、例えば、ＡＤＣ値の導出元となった拡散強調画像の画素値は、雑音成分を多く含むと考えられ、本来の組織又は病変の画素値を反映していないと考えられる。

輝度条件導出部１４２は、表示部１３０に仮想拡散強調画像を表示する際の輝度条件を導出する。輝度条件導出部１４２は、例えば、ｂ値＝ｂｘの値及び目標ＡＤＣ値に基づいて、表示部１３０に仮想拡散強調画像を表示する際の輝度条件を導出する。

ＭＲＩ装置２００は、例えば、１２ｂｉｔ階調（−２０４８〜２０４７）の画像データとしての拡散強調画像を撮像する。一方、表示部１３０は、例えば、８ｂｉｔ階調（０〜２５５）の画像データを表示する。

拡散強調画像又は仮想拡散強調画像において、病変の検出に有効な意味のある範囲は、一般的には、拡散強調画像又は仮想拡散強調画像の全体ではなく、一部である。輝度条件導出部１４２は、この拡散強調画像又は仮想拡散強調画像の一部の階調数が、表示部１３０の階調数となるよう、輝度条件を導出する。

輝度条件は、例えば、ウィンドウ幅（ｗｗ：ｗｉｎｄｏｗ ｗｉｄｔｈ）と、ウィンドウレベル（ｗｌ：ｗｉｎｄｏｗ ｌｅｖｅｌ）と、を含む。ウィンドウ幅は、表示部１３０により表示される拡散強調画像又は仮想拡散強調画像の画素値の幅（範囲）を示す。ウィンドウレベルは、表示部１３０により表示される拡散強調画像又は仮想拡散強調画像の画素値の幅の中心値を示す。

図３は、仮想拡散強調画像の画素値と表示部１３０の出力輝度（輝度値）との関係の一例を示す模式図である。ウィンドウ幅ｗｗの内側では、仮想拡散強調画像の画素値が、表示部１３０の出力輝度においてグレイレベルに変換される。

ウィンドウ幅ｗｗの外側の一方の領域Ｄ２（図３ではｗｗの左側）では、仮想拡散強調画像の画素値が比較的小さく、出力輝度が０付近である。従って、領域Ｄ２では、表示部１３０による表示が暗くなり、黒色に近くなる。ウィンドウ幅ｗｗの外側の他方の領域Ｄ３（図３ではｗｗの右側）では、仮想拡散強調画像の画素値が比較的大きく、出力輝度が大きくなる。従って、領域Ｄ３では、表示部１３０による表示が明るくなり、白色に近くなる。

このように、ウィンドウ幅及びウィンドウレベルは、いわゆる輝度調整（コントラスト、ブライトネス）に用いられる。

設定部１４３は、例えば操作部１２０により入力操作を受け付けた場合、入力された情報に基づいて、各種設定を行う。設定部１４３は、例えば、ｂ値、カットオフＡＤＣ値、目標ＡＤＣ値、を設定する。

記憶部１５０は、各種画像（例えば、拡散強調画像、仮想拡散強調画像、ＡＤＣマップ）、各種データ、各種プログラム、各種情報（例えば手動又は自動的に設定された設定情報）、を記憶する。

次に、画像処理装置１００の動作例について説明する。
図４は、画像処理装置１００の動作例を示すフローチャートである。

まず、操作部１２０は、目標拡散係数（目標ＡＤＣ値）を指定する入力を受け付け、設定部１４３は、操作部１２０からの目標拡散係数を設定する（Ｓ１０１）。ユーザが観察したい病変領域の拡散の変化の程度（例えば拡散係数ＡＤＣ）は、経験的に知られている場合が多い。従って、例えば、操作部１２０を介して、ユーザが観察したい病変を考慮して、目標となる拡散係数（目標拡散係数、目標ＡＤＣ値）を入力する。

続いて、画像取得部１１０は、ｂ値＝ｂ１の場合の拡散強調画像Ｉ１を、ＭＲＩ装置２００から取得する（Ｓ１０２）。拡散強調画像Ｉ１の画素値は、画素毎（例えば５１２×５１２個の画素毎）に異なる。このときのｂ１の値は、拡散強調画像Ｉ１とともに記憶部１５０に記憶される。

続いて、画像取得部１１０は、ｂ値＝ｂ２の場合の拡散強調画像Ｉ２を、ＭＲＩ装置２００から取得する（Ｓ１０３）。拡散強調画像Ｉ２の画素値は、画素毎（例えば５１２個の画素毎）に異なる。このときのｂ２の値は、拡散強調画像Ｉ２とともに記憶部１５０に記憶される。

続いて、操作部１２０は、ｂ値＝ｂｘを指定する入力を受け付け、設定部１４３は、操作部１２０からのｂｘをｂ値として設定する（Ｓ１０４）。ｂｘは、任意の値であり、例えば、操作部１２０を介して、ユーザがスライド操作により入力する。

続いて、画像取得部１１０は、各画素のＡＤＣ値がマッピングされたＡＤＣマップを、ＭＲＩ装置２００から取得する（Ｓ１０５）。尚、画像導出部１４１が、例えば、ｂ１，ｂ２の値、及び拡散強調画像Ｉ１，Ｉ２の画素値に基づいて、ＡＤＣマップを導出してもよい。

続いて、操作部１２０は、カットオフ拡散係数（カットオフＡＤＣ）を指定する入力を受け付け、設定部１４３は、操作部１２０からのカットオフ拡散係数を設定する（Ｓ１０６）。カットオフ拡散係数は、例えば、単純に０以上の値が指定されてもよいし、ユーザが観察を希望する組織又は病変に応じて、値が指定されてもよい。

続いて、画像導出部１４１は、例えば、ＡＤＣマップを参照し、カットオフＡＤＣ値より大きいＡＤＣ値を有する画素を抽出する。画像導出部１４１は、抽出された画素において、ｂ値＝ｂｘの場合の仮想拡散強調画像Ｉｘを導出（例えば算出）する（Ｓ１０７）。仮想拡散強調画像Ｉｘの画素値は、画素毎（例えば５１２×５１２個の画素毎）に異なる。

一方、画像導出部１４１は、例えば、抽出された画素の画素値を「０」に設定する。この場合、抽出されなかった画素は、表示時に暗い色（例えば黒色）に表示される。つまり黒抜きされる。従って、ユーザは、抽出されなかった画素には、観察対象の病変が含まれないことを容易に認識できる。

尚、画素値を「０」にすることは一例であり、他の所定値以下の画素値に設定されてもよい。また、単に透明としても良い。本実施形態では、主に画素値を「０」に設定することを例示する。これにより、カットオフＡＤＣ値よりも低いＡＤＣ値を有する画素を、仮想拡散強調画像における明瞭性を低下できる。

続いて、輝度条件導出部１４２は、ｂ値＝ｂｘの場合の輝度条件を導出する。この場合、輝度条件導出部１４２は、例えば、ｂ値＝ｂｘの値と、目標拡散係数とに基づいて、ｂ値＝ｂｘの場合のウィンドウ幅及びウィンドウレベルを導出する（Ｓ１０８）。ウィンドウ幅及びウィンドウレベルの導出の詳細については、後述する。

続いて、表示部１３０は、導出されたウィンドウ幅及びウィンドウレベルを用いて表示部１３０の輝度を調整し、ｂｘでの仮想拡散強調画像Ｉｘを表示する（Ｓ１０９）。

尚、Ｓ１０１の処理は、Ｓ１０７の後に実行されてもよい。

また、図４では、ＡＤＣ値により使用されない画素が決定された後、仮想拡散強調画像が導出されることを例示したが、これに限られない。例えば、全画素における仮想拡散強調画像が導出された後、ＡＤＣ値がカットオフＡＤＣ値以下である画素が、仮想拡散強調画像から削除又は画素値「０」が設定されてもよい（図７参照）。

図４の処理によれば、ＭＲＩ装置２００により撮像された複数の拡散強調画像から、仮想拡散強調画像を導出できる。この場合、カットオフＡＤＣ値以下の画素では、仮想拡散強調画像が導出されない。従って、例えば、拡散状態を示すＡＤＣ値として物理的に有り得ない値を有する各画素を除外して、仮想拡散強調画像を導出できる。また、例えば、ユーザ所望のＡＤＣ値を有する各画素における仮想拡散強調画像を導出できる。カットオフＡＤＣ値は、例えば、観察対象の組織や病変を考慮して、操作部１２０を介して指定される。

従って、仮想拡散強調画像に含まれる雑音成分の影響を低減できるので、仮想拡散強調画像の表示精度を向上できる。よって、仮想拡散強調画像における腫瘍組織の明瞭性を向上でき、仮想拡散強調画像を用いた診断の信頼性を向上できる。

また、Ｓ１０４からＳ１０９の処理を繰り返す（ｂ値＝ｂｘ１、ｂｘ２……）ことによって、カットオフＡＤＣ値より大きなＡＤＣ値を有する各画素の仮想拡散強調画像を多数生成表示できる。

また、導出された輝度条件を満たす輝度調整を適用した仮想拡散強調画像を多数生成表示することが出来る。また、撮像された拡散強調画像又は他の仮想拡散強調画像の画素値又はこれらの画像に対応するｂ値に基づいて、仮想拡散強調画像の輝度条件が導出される。従って、仮想拡散強調画像が表示される際の手動による輝度調整が不要であるので、ユーザの利便性を向上し、仮想拡散強調画像の表示を確認して行う診断の客観性や信頼性の低下を抑制できる。

例えば、医師が観察したい病変領域の拡散の変化の程度（例えば拡散係数ＡＤＣ）は、経験的に知られている場合が多い。そのため、輝度条件導出部１４２は、例えば、医師により操作部１２０を介して指定されるＡＤＣ値を利用して、輝度条件を導出する。表示部１３０は、輝度条件に応じて、仮想拡散強調画像を表示する際の輝度を調整する。

また、輝度条件導出部１４２は、例えば、医師が観察領域を観察中に、操作部１２０を介してｂ値を変更する際に、新たな輝度条件を導出する。この場合、ｂ値の変化にかかわらず、指定されるＡＤＣ値の観察領域の輝度が維持されるので、観察領域以外の領域との区別を容易化できる。

また、近傍ＡＤＣ値の領域の画素値がグレースケール内で適宜変化するので、ユーザは所望のグレースケールで観察領域を観察でき、病変の検出精度を向上できる。近傍ＡＤＣ値とは、例えばユーザが操作部１２０を介して設定した関心領域（Ｒｅｇｉｏｎ Ｏｆ Ｉｎｔｅｒｅｓｔ）に含まれるＡＤＣ値の平均である。また、近傍ＡＤＣ値は、ユーザが指定した点からあらかじめ定められた範囲に含まれる円領域にＡＤＣ値の平均であってもよい。また、近傍ＡＤＣ値は、ユーザが指定した点からあらかじめ定められた範囲内のＡＤＣ値が統計処理された値であってもよい。

次に、ｂ値に対するウィンドウ幅及びウィンドウレベルの導出例について説明する。

図５は、ｂ値に対するウィンドウ幅及びウィンドウレベルの第１導出例を示す模式図である。

図４のＳ１０１において、目標拡散係数が設定されると、例えば操作部１２０が、任意のｂ値＝ｂｙにおけるウィンドウ幅及びウィンドウレベルを設定するための入力操作を受け付ける。設定部１４３は、操作部１２０により受け付けたウィンドウ幅及びウィンドウレベルを設定する。ｂｙの値は任意であり、例えば、ｂ１、ｂ２としてもよい。この場合、ｂ１又はｂ２での撮像時に例えば操作部１２０を介して設定されたウィンドウ幅及びウィンドウレベルが、設定部１４３により設定されてもよい。ウィンドウ幅及びウィンドウレベルの値は、例えば、拡散強調画像又は仮想拡散強調画像の画素値により設定される。

輝度条件導出部１４２は、ｂｙでのウィンドウ幅とウィンドウレベルとが設定されると、ｂｙでのウィンドウ幅の上限における仮想拡散強調画像の画素値（以下、「ｈｉｇｈｙ」ともいう）を取得する。同様に、輝度条件導出部１４２は、ｂｙでのウィンドウ幅の下限における仮想拡散強調画像の画素値（以下、「ｌｏｗｙ」）を仮想拡散強調画像から取得する。

操作部１２０は、ｂ値＝ｂｘの値を指定する入力を受け付け、設定部１４３は、操作部１２０からのｂｘの値をｂ値として設定する。ｂｘは、任意の値であり、例えば、操作部１２０を介して、ユーザがスライド操作により入力する。

輝度条件導出部１４２は、ｌｏｇ（ｈｉｇｈｙ）、ｌｏｇ（ｌｏｗｙ）、及び目標ＡＤＣ値に基づいて、ｌｏｇ（ｈｉｇｈｘ）及びｌｏｇ（ｌｏｗｘ）を導出する。

輝度条件導出部１４２は、ｈｉｇｈｘ及びｌｏｗｘに基づいて、ｂｘでのウィンドウ幅及びウィンドウレベルを導出する。この場合、輝度条件導出部１４２は、例えば、以下のようにウィンドウ幅（ｗｗ）及びウィンドウレベル（ｗｌ）を算出する。
ｗｗ＝ｈｉｇｈｘ−ｌｏｗｘ
ｗｌ＝（ｈｉｇｈｘ＋ｌｏｗｘ）／２

このようなｗｗ／ｗｌの第１導出例によれば、仮想拡散強調画像の各画素のうち、各画素のＡＤＣ値が目標ＡＤＣ値と略一致する画素については、ｂ値に依存して、表示部１３０の出力輝度が低下することを抑制できる。ＡＤＣ値は、例えば組織又は病変の種別によって異なる。目標ＡＤＣ値を設定することで、目標ＡＤＣ値に合ったウィンドウ幅及びウィンドウレベルが導出されるので、特定の病変組織又はこれに類似する組織を、ｂ値を変更しながら、視認性良く観察できる。従って、病変の検出精度を向上できる。

図６は、ｂ値に対するウィンドウ幅及びウィンドウレベルの第２導出例を示す模式図である。

制御部１４０は、ｂ１を用いて拡散強調画像Ｉ１が撮像される際に設定されたウィンドウ幅及びウィンドウレベル、並びに、ｂ２を用いて拡散強調画像Ｉ２が撮像される際に設定されたウィンドウ幅及びウィンドウレベルに応じて、観察対象としているＡＤＣ値を導出してもよい。導出されたＡＤＣ値は、設定部１４３により、目標拡散係数として設定されてもよい。

ｂ値＝ｂ１，ｂ２の場合のウィンドウ幅及びウィンドウレベルは、ＭＲＩ装置２００により拡散強調画像が撮像される場合に、例えば操作部１２０を介してユーザにより設定される。そのため、ウィンドウ幅及びウィンドウレベルの設定には、一定の根拠があると推測される。よって、ｂ１，ｂ２のいずれかのウィンドウ幅及びウィンドウレベルをｂｙのウィンドウ幅及びウィンドウレベルとしてもよい。

なお、導出される目標拡散係数は、複数でもよい。また、輝度調整を行うのにウィンドウ幅及びウィンドウレベルを例示したが、ＬＵＴ（Ｌｏｏｋ Ｕｐ Ｔａｂｌｅ）等を用いたより柔軟な輝度調整を行っても良い。また、輝度調整に更に彩色を付加しても良い。その他、任意の輝度調整手段を用いることが出来る。

図６では、ウィンドウ幅及びウィンドウレベルの計算において、利用する目標ＡＤＣ値が複数存在する場合を例示する。

例えば、操作部１２０が、ｂ値＝ｂ１におけるウィンドウ幅及びウィンドウレベルを設定するための入力操作を受け付ける。設定部１４３は、操作部１２０により受け付けたウィンドウ幅及びウィンドウレベルの情報を設定する。

同様に、例えば、操作部１２０が、ｂ値＝ｂ２におけるウィンドウ幅及びウィンドウレベルを設定するための入力操作を受け付ける。設定部１４３は、操作部１２０により受け付けたウィンドウ幅及びウィンドウレベルの情報を設定する。ウィンドウ幅及びウィンドウレベルの値は、例えば、拡散強調画像又は仮想拡散強調画像の画素値により設定される。

輝度条件導出部１４２は、ｂ１でのウィンドウ幅とウィンドウレベルとが設定されると、ｂ１でのウィンドウ幅の上限における仮想拡散強調画像の画素値（以下、「ｈｉｇｈ１」ともいう）を取得する。

輝度条件導出部１４２は、ｂ１でのウィンドウ幅とウィンドウレベルとを設定すると、ｂ１でのウィンドウ幅の下限における仮想拡散強調画像の画素値（以下、「ｌｏｗ１」ともいう）を取得する。

輝度条件導出部１４２は、ｂ２でのウィンドウ幅とウィンドウレベルとを設定すると、ｂ２でのウィンドウ幅の上限における仮想拡散強調画像の画素値（以下、「ｈｉｇｈ２」ともいう）を取得する。

輝度条件導出部１４２は、ｂ２でのウィンドウ幅とウィンドウレベルとを設定すると、ｂ２でのウィンドウ幅の下限における仮想拡散強調画像の画素値（以下、「ｌｏｗ２」ともいう）を取得する。

輝度条件導出部１４２は、ｌｏｇ（ｈｉｇｈ１）及びｌｏｇ（ｈｉｇｈ２）に基づいて、ｌｏｇ（ｈｉｇｈ１）及びｌｏｇ（ｈｉｇｈ２）を通る直線の傾きとしての観察対象としているＡＤＣ値（ｈｉｇｈＡＤＣ）を導出（例えば算出）する。

輝度条件導出部１４２は、ｌｏｇ（ｌｏｗ１）及びｌｏｇ（ｌｏｗ２）に基づいて、ｌｏｇ（ｌｏｗ１）及びｌｏｇ（ｌｏｗ２）を通る直線の傾きとしての観察対象としているＡＤＣ値（ｌｏｗＡＤＣ）を導出（例えば算出）する。

輝度条件導出部１４２は、ｂｘでのウィンドウ幅の上限における仮想拡散強調画像の画素値（ｈｉｇｈｘ）の自然対数（ｌｏｇ（ｈｉｇｈｘ））を、ｌｏｇ（ｈｉｇｈ１）又はｌｏｇ（ｈｉｇｈ２）と、ｈｉｇｈＡＤＣと、に基づいて導出（例えば算出）する。

輝度条件導出部１４２は、ｂｙでのウィンドウ幅の下限における仮想拡散強調画像の画素値（ｌｏｗｘ）の自然対数（ｌｏｇ（ｌｏｗｘ））を、ｌｏｇ（ｌｏｗ１）又はｌｏｇ(ｌｏｗ２)と、ｌｏｗＡＤＣと、に基づいて導出（例えば算出）する。

輝度条件導出部１４２は、ｈｉｇｈｘ及びｌｏｗｘに基づいて、ｂｘでのウィンドウ幅及びウィンドウレベルを導出する。この場合、輝度条件導出部１４２は、例えば、以下のようにウィンドウ幅（ｗｗ）及びウィンドウレベル（ｗｌ）を算出する。
ｗｗ＝ｈｉｇｈｘ−ｌｏｗｘ
ｗｌ＝（ｈｉｇｈｘ＋ｌｏｗｘ）／２

このようなｗｗ／ｗｌの第２導出例によれば、拡散強調画像が撮像された際にユーザ操作等により設定されたウィンドウ幅及びウィンドウレベルの値に応じて、観察対象としているＡＤＣ値が導出される。拡散強調画像が撮像された際のウィンドウ幅及びウィンドウレベルの設定では、例えば、組織又は病変を考慮してユーザにより設定値が調整されることが多い。従って、導出されるＡＤＣ値（ｈｉｇｈＡＤＣ，ｌｏｗＡＤＣ）は、信頼性のある目標ＡＤＣ値とすることができる。設定部１４３は、導出されたＡＤＣ値（ｈｉｇｈＡＤＣ，ｌｏｗＡＤＣ）を、それぞれ目標拡散係数として設定してもよい。

従って、例えば仮想拡散強調画像が更に導出される場合、仮想拡散強調画像の各画素のうち、各画素のＡＤＣ値が目標ＡＤＣ値と略一致する画素については、ｂ値に依存して、表示部１３０の出力輝度が低下することを抑制できる。ＡＤＣ値は、例えば組織又は病変の種別によって異なる。目標ＡＤＣ値を設定することで、目標ＡＤＣ値に合ったウィンドウ幅及びウィンドウレベルが導出されるので、特定の病変組織又はこれに類似する組織を、ｂ値を変更しながら、視認性良く観察できる。従って、病変の検出精度を向上できる。

次に、画像処理装置１００により得られる画像の画像例について説明する。

図７は、カットオフＡＤＣ値よりも大きいＡＤＣ値を有する各画素の仮想拡散強調画像の導出過程の一例を示す模式図である。

画像導出部１４１は、ｂ値＝ｂ１と、ｂ１での拡散強調画像Ｉ１と、ｂ値＝ｂ２と、ｂ２での拡散強調画像Ｉ２と、に基づいて、各画素のＡＤＣ値を導出する。画像導出部１４１は、ｂ値＝ｂｘでの仮想拡散強調画像Ｉｘを導出する。図７は、ｂ１＝０，ｂ２＝８００、ｂｘ＝１６４８である場合を例示する。尚、ＡＤＣ値は、ＡＤＣマップが参照されてもよい。

仮想拡散強調画像Ｉｘでは、ＡＤＣ値による各画素の使用の有無を考慮しておらず、全画素において仮想拡散強調画像Ｉｘが導出される。この仮想拡散強調画像Ｉｘは、ＡＤＣカット無しの仮想拡散強調画像Ｉｘとも称される。

画像導出部１４１は、ＡＤＣマップＡＭを参照し、仮想拡散強調画像Ｉｘから、ＡＤＣ値がカットオフＡＤＣ値以下である画素を削除し、又は当該画素の画素値を「０」に設定し、所定のＡＤＣ値の画素がカットされた仮想拡散強調画像Ｉｘ’を導出する。つまり、画像導出部１４１は、例えば、ＡＤＣマップにおいて特に画素値の低い領域（低いＡＤＣ値の画素）を、仮想拡散強調画像Ｉｘから削除する。この仮想拡散強調画像Ｉｘ’は、ＡＤＣカット有りの仮想拡散強調画像Ｉｘ’とも称される。

尚、ＡＤＣマップにおいてＡＤＣ値が特に高い画素は、ｂ値を大きくすると画素値が速やかに減衰する。従って、高ｂ値での仮想拡散強調画像Ｉｘ’では、ＡＤＣ値が特に高い画素は黒く表示されることになる。

尚、図７では、全画素における仮想拡散強調画像が導出された後、ＡＤＣ値がカットオフＡＤＣ値以下である画素が、仮想拡散強調画像から削除（例えば画素値「０」に設定）されることを例示したが、これに限られない。ＡＤＣ値により使用されない画素が決定された後、仮想拡散強調画像が導出されてもよい（図４参照）。

次に、カットオフＡＤＣ値が設定されない場合及び様々な値のカットオフＡＤＣ値が設定された場合の仮想拡散強調画像の表示例について説明する。

図８（Ａ）は、カットオフＡＤＣ値が設定されていない（ＡＤＣカット無しの）場合の仮想拡散強調画像の表示例を示す模式図である。図８（Ｂ）〜（Ｆ）及び図９（Ａ）〜（Ｆ）は、各カットオフＡＤＣ値が設定された場合の仮想拡散強調画像の表示例を示す模式図である。ここで例示された各仮想拡散強調画像は、人体の下腹部から骨盤にかけてを含む画像である。

図８（Ａ）は、カットオフＡＤＣ値が設定されていない場合の仮想拡散強調画像Ｉｘを示す。図８（Ｂ）は、カットオフＡＤＣ値＝０に設定された場合の仮想拡散強調画像Ｉｘ’を示す。図８（Ｃ）は、カットオフＡＤＣ値＝０．１に設定された場合の仮想拡散強調画像Ｉｘ’を示す。図８（Ｄ）は、カットオフＡＤＣ値＝０．２に設定された場合の仮想拡散強調画像Ｉｘ’を示す。図８（Ｅ）は、カットオフＡＤＣ値＝０．３に設定された場合の仮想拡散強調画像Ｉｘ’を示す。図８（Ｆ）は、カットオフＡＤＣ値＝０．４に設定された場合の仮想拡散強調画像Ｉｘ’を示す。

図９（Ａ）は、カットオフＡＤＣ値＝０．５に設定された場合の仮想拡散強調画像Ｉｘ’を示す。図９（Ｂ）は、カットオフＡＤＣ値＝０．６に設定された場合の仮想拡散強調画像Ｉｘ’を示す。図９（Ｃ）は、カットオフＡＤＣ値＝０．７に設定された場合の仮想拡散強調画像Ｉｘ’を示す。図９（Ｄ）は、カットオフＡＤＣ値＝０．８に設定された場合の仮想拡散強調画像Ｉｘ’を示す。図９（Ｅ）は、カットオフＡＤＣ値＝０．９に設定された場合の仮想拡散強調画像Ｉｘ’を示す。図９（Ｆ）は、カットオフＡＤＣ値＝１．０に設定された場合の仮想拡散強調画像Ｉｘ’を示す。

図８（Ａ）〜（Ｆ）及び図９（Ａ）〜（Ｆ）から以下の事項が言える。例えば、カットオフＡＤＣ値が０以上に設定されることで、カットオフＡＤＣが設けられない場合と比較すると、雑音等に起因する過度に明るい画素の表示が抑制されることが理解できる。例えば、カットオフＡＤＣ値が０．３（×１０^−３ｍｍ^２／ｓ）以上に設定されることで、人体の皮膚が顕著にカット（削除、非表示）される、つまり皮膚の表示が抑制されることが理解できる。例えば、カットオフＡＤＣ値が０．６（×１０^−３ｍｍ^２／ｓ）以上に設定されることで、人体の骨髄がカットされる、つまり骨髄の表示が抑制されることが理解できる。例えば、カットオフＡＤＣ値が１．０（×１０^−３ｍｍ^２／ｓ）以上に設定された場合、観察対象としての腫瘍組織１０がカットされる、つまり腫瘍組織の表示が抑制されることが理解できる。

従って、観察対象を好適に観察するためには、カットオフＡＤＣ値が、例えば０．３〜０．６（×１０^−３ｍｍ^２／ｓ）程度に設定されることが好適であると言える。この場合、例えば、雑音及び観察対象外となる可能性が高い組織（例えば皮膚や骨髄）を除外して、仮想拡散強調画像を導出できる。従って、仮想拡散強調画像における組織又は病変の明瞭性を向上でき、ユーザは、観察対象の組織又は病変（例えば腫瘍）を観察し易くなる。よって、仮想拡散強調画像を用いた診断の信頼性を向上できる。

また、参考非特許文献１においては、腫瘍組織（グリオーマ）のＡＤＣ値の下限が、概ね０．４（×１０^−３ｍｍ^２／ｓ）であることが示されている。参考非特許文献２においては、腫瘍組織（子宮体がん）のＡＤＣ値の下限が、概ね０．４（×１０^−３ｍｍ^２／ｓ）であることが示されている。これにより、観察対象を好適に観察するためには、カットオフＡＤＣ値が、例えば０．４程度に設定されることが好適であると言える。

図１０（Ａ）〜（Ｅ）は、カットオフＡＤＣ値が０．４である場合の各画像の模式図である。尚、ｃＤＷＩ値を導出するためのｂ値は、ｃ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ ｂ−ｖａｌｕｅ）値とも称される。図１０（Ａ）〜（Ｅ）の画像は、人体の腹部付近を含む画像である。

図１０（Ａ）は、ｂ値＝１０００の場合の拡散強調画像（元画像）の表示例を示す。図１０（Ｂ）は、ｃ値＝２０００であり、カットオフＡＤＣ値が設定されていない場合の仮想拡散強調画像の表示例を示す。図１０（Ｃ）は、ｃ値＝２０００であり、カットオフＡＤＣ値＝０．４に設定された場合の仮想拡散強調画像の表示例を示す。図１０（Ｄ）は、図１０（Ｃ）の画像から図１０（Ｂ）の画像を差し引いたサブトラクション画像（「Ｓｕｂｔｒａｃｔｉｏｎ Ｂ−Ｃ」）の表示例を示す。図１０（Ｅ）は、図１０（Ｃ）の画像と図１０（Ｄ）の画像とを合成した合成画像（「Ｆｕｓｉｏｎ Ｃ＋Ｄ」）の表示例を示す。

図１０（Ｂ）では、ｃ値＝２０００に設定されることにより、例えば、膀胱内信号や前立腺の腫瘍周囲の信号を抑制可能である。

図１０（Ｃ）では、カットオフＡＤＣ値＝０．４に設定され、カットオフＡＤＣ値以下のＡＤＣを有する画素の表示がカットされることで、骨や脂肪組織内に高信号の部分を抑制できる。

図１０（Ｄ）のサブトラクション画像は、カットオフＡＤＣ値が設定された場合に、カットされた領域（画素）を表す。

図１０（Ｅ）の合成画像は、カットオフＡＤＣ値が設定された場合に、カットされた領域（画素）は、腫瘍内にない（つまり腫瘍の描出を妨げていない）ことが理解できる。

次に、目標ＡＤＣ値とカットオフＡＤＣ値との関係について説明する。

設定部１４３は、例えば、カットＡＤＣ値を目標ＡＤＣ値以下として設定する。輝度条件導出部１４２は、例えば、カットＡＤＣ値が目標ＡＤＣ値以下として設定された後、輝度条件（例えば、ウィンドウレベル、ウィンドウ幅）の調整機能をＯＮにする。輝度の調整機能をＯＮにすると、輝度調整に係る動作が実施され、輝度の調整機能をＯＦＦにすると、輝度調整に係る動作が実施されない。

例えば、設定部１４３は、カットオフＡＤＣ値が、目標ＡＤＣ値の半分の値、つまり、（カットオフＡＤＣ値＝目標ＡＤＣ値×０．５）となるように設定してもよい。設定部１４３は、例えば、カットオフＡＤＣ値が、目標ＡＤＣ値の半分の値と所定値（例えば０．６）とのいずれか小さい方、つまり、カットオフＡＤＣ値＝ｍｉｎ（目標ＡＤＣ値×０．５，０．６）となるように設定してもよい。

図１１は、ｂ値に対する目標ＡＤＣ値及びカットオフＡＤＣ値の関係の一例を示す模式図である。図１１では、「低ＡＤＣ」は、目標ＡＤＣ値よりも小さいＡＤＣ値を示し、「高ＡＤＣ」は、目標ＡＤＣ値よりも高いＡＤＣ値を示す。

設定部１４３により輝度の調整機能がＯＮにされると、例えば、目標ＡＤＣ近傍のＡＤＣ値を有する画素の明るさが一定に維持されるように、ウィンドウレベル及びウィンドウ幅が調整される。高ＡＤＣの場合、輝度調整されると、ｂ値が大きくなる程、目標ＡＤＣ値の場合と比較して相対的に暗くなる。

一方、低ＡＤＣの場合、輝度調整されると、ｂ値が大きくなる程、目標ＡＤＣ値の場合と比較して相対的に明るくなる。この場合、雑音も強調され、画素が含む組織又は病変の情報を正しく反映しないことがある。

観察対象の病変は明るく表示されることで、ユーザによる観察が容易になるが、明るい（白色に近い）画素が増加すると、仮想拡散強調画像において本来の病変を認識することが困難となる。また、雑音に起因して組織又は病変の情報の正確性が低下する可能性がある。

カットオフＡＤＣ値が目標ＡＤＣ値以下に設定されることで、低ＡＤＣを有する画素による表示の影響を抑制でき、雑音の影響を抑制でき、雑音が多い画素が病変であると誤診される可能性を低減できる。つまり、カットオフＡＤＣ値が目標ＡＤＣ値以下に設定されることで、観察対象を容易に観察でき、病変の診断精度を向上できる。

次に、画像導出部１４１によるレンダリングについて説明する。

画像導出部１４１は、ボリュームデータから任意の断面における拡散強調画像を取得する。画像導出部１４１は、任意の１つの断面における拡散強調画像に基づいて、当該任意の１つの断面における仮想拡散強調画像を導出してもよい。

画像導出部１４１は、複数の断面における複数の拡散強調画像を取得し、各断面における各仮想拡散強調画像を導出してもよい。この場合、画像導出部１４１は、所定のレンダリングにより、各断面における各仮想拡散強調画像に基づいて、所定の投影面における１つの仮想拡散強調画像を導出してもよい。

上記所定のレンダリングは、いかなるレンダリング手段を用いても良いが、好適にはボリュームデータから、ボリュームデータが奥行き方向（投影経路に沿う方向）に反転されても同一の画像が得られる特徴のあるレンダリング手法である。このレンダリング手法は、例えば、ＭＩＰ、ＭｉｎＩＰ、ＲａｙＳｕｍ、を含む。

ＭＩＰ（Ｍａｘｉｍｕｍ Ｉｔｅｎｓｉｔｙ Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ）は、最大値投影法とも称される。ＭＩＰは、三次元的に構築されたデータ（ボリュームデータ）に対し、任意の視点方向（例えばボリュームデータの奥行き方向）に投影処理し、投影経路における最大画素値を投影面に表示する手法である。

ＭｉｎＩＰ（Ｍｉｎｉｍｕｍ Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ）は、最小値投影法とも称される。ＭＩＰは、三次元的に構築されたデータ（ボリュームデータ）に対し、任意の視点方向（例えばボリュームデータの奥行き方向）に投影処理し、投影経路における最小画素値を投影面に表示する手法である。

Ｒａｙｓｕｍ（Ｒａｙ Ｓｕｍｍａｔｉｏｎ）は、三次元的に構築されたデータ（ボリュームデータ）に対し、任意の視点方向（例えばボリュームデータの奥行き方向）に投影処理し、投影経路における画素値の合計を投影面に表示する手法である。

複数の断面における拡散強調画像に基づいて仮想拡散強調画像を導出することで、１つの断面の拡散強調画像に基づく仮想拡散強調画像の導出と比較すると、カットオフＡＤＣ値以下のＡＤＣ値を有する画素が表示対象として選択されず、同じ投影経路における他の画素が表示対象として選択される可能性が高くなる。従って、この投影経路における画素が黒抜きされる可能性を低減でき、黒抜きによる画質の低下を改善できる。

特に、ＭＩＰは、投影経路における最大画素点が表示対象として選択されるため、雑音等により過度に明るい（画素値が大きい）画素が存在する場合、この画素が選択される可能性が高くなる。そのため、雑音を考慮しないＭＩＰは、画素値が大きい雑音に対する耐性が不十分と言える。これに対し、カットオフＡＤＣ値が設定されることで、ＭＩＰを用いる場合でも雑音に対する耐性を強化できる。

図１２（Ａ）は、ボリュームデータの各断面において複数生成される画像の表示例を示す模式図である。図１２（Ｂ）〜（Ｅ）は、カットオフＡＤＣ値が０．４である場合のＭＩＰを用いた各画像の表示例を示す模式図である。図１２（Ａ）〜（Ｅ）の画像は、人体の腹部付近を含む画像である。

図１２（Ａ）は、ｂ値＝１０００の場合の拡散強調画像（ＭＩＰ画像）の表示例を示す。図１２（Ｂ）は、ｃ値＝２０００であり、カットオフＡＤＣ値が設定されていない場合のＭＩＰを用いた仮想拡散強調画像の表示例を示す。図１２（Ｃ）は、ｃ値＝２０００であり、カットオフＡＤＣ値＝０．４に設定された場合のＭＩＰを用いた仮想拡散強調画像の表示例を示す。図１２（Ｄ）は、図１２（Ｃ）の画像から図１２（Ｂ）の画像を差し引いた、ＭＩＰを用いたサブトラクション画像（「Ｓｕｂｔｒａｃｔｉｏｎ Ｂ−Ｃ」）の表示例を示す。図１２（Ｅ）は、図１２（Ｃ）の画像と図１２（Ｄ）の画像とを合成した、ＭＩＰを用いた合成画像（「Ｆｕｓｉｏｎ Ｃ＋Ｄ」）の表示例を示す。

図１２（Ｂ）〜（Ｅ）に示す各画像は、図１２（Ａ）に示す各元画像に基づくＭＩＰ画像（最大値投影画像）である。

図１２（Ｂ）では、高輝度信号が腫瘍の描出の容易性を低下させている。つまり、高輝度信号の明るさに腫瘍組織が混在し、判別し難くなっている。一方、図１２（Ｃ）では、高輝度信号が有効に取り除かれており、腫瘍組織の視認性が向上している。

図１２（Ｅ）では、投影経路における前後のスライスに含まれる高輝度信号点が、前立腺内部にも重なって表示されている。これにより、前立腺内の病変検出能が損なわれていることが理解できる。

図１３（Ａ）は、図１２（Ａ）の拡大図である。図１３（Ｂ）は、図１２（Ｂ）の拡大図である。図１３（Ｃ）は、図１２（Ｃ）の拡大図である。図１３（Ｄ）は、図１２（Ｄ）の拡大図である。図１３（Ｅ）は、図１２（Ｅ）の拡大図である。図１３（Ａ）〜（Ｅ）の画像は、人体の腹部付近を含む画像である。

図１３（Ａ）〜（Ｅ）では、図１２（Ａ）〜（Ｅ）と比較すると、前立腺内への高輝度信号点の混入が更に明示されている。

画像処理装置１００によれば、カットオフＡＤＣを設定することで、観察対象外の組織又は病変を表示から除外して、仮想拡散強調画像を導出できる。例えば、カットオフＡＤＣ値を０以上の値に設定することで、拡散係数が組織の拡散を示していない画素（例えば雑音成分が多く、組織の表示精度が低いと推定される画素）を意識的に除外して、仮想拡散強調画像を導出できる。従って、組織の拡散状態の表示精度を向上でき、仮想拡散強調画像の表示精度を向上できる。よって、仮想拡散強調画像における腫瘍組織の明瞭性を向上でき、仮想拡散強調画像を用いた診断の信頼性を向上できる。

また、設定部１４３は、カットオフＡＤＣ値を動的に変更し、画像導出部１４１は、仮想拡散強調画像を動的に導出し、表示部１３０は、表示内容を動的に変更して表示（再表示）してもよい。これにより、例えば、ユーザは、変化する仮想拡散強調画像を確認しながら、組織又は病変の特定を容易にできる。

また、拡散強調画像又は他の仮想拡散強調画像の画素値又はこれらの画像に対応するｂ値に基づいて、仮想拡散強調画像の輝度条件が導出される。従って、仮想拡散強調画像が表示される際の手動による輝度調整が不要であるので、ユーザの利便性を向上し、ユーザが仮想拡散強調画像の表示を確認して行う診断の客観性や信頼性の低下を抑制できる。

また、上記のように仮想拡散強調画像の輝度条件が導出されることで、ｂ値が大きくされ、仮想拡散強調画像の画素値が低下しても、観察領域における表示部１３０の出力輝度の低下を抑制できる。また、観察領域の輝度が一定の範囲に保持されるように画像の輝度が調整されるので、病変の観察効率、病変の検出精度を向上できる。従って、仮想拡散強調画像の観察領域の視認性を向上できる。

つまり、病変領域の表示部１３０における見かけ上の輝度が変化しないことによって、ユーザによる診断精度を向上できる。例えば、目標拡散係数（目標ＡＤＣ値）に略等しい拡散係数（ＡＤＣ値）を有する画素は、表示部１３０により表示された場合に、ｂ値の変更に応じてあまり変化しないことが保証される。従って、表示部１３０により仮想拡散強調画像を表示する場合に、ｂ値を動的に変更しながら病変の特定を容易にできる。

なお、本発明は、上記実施形態の構成に限られるものではなく、特許請求の範囲で示した機能、または本実施形態の構成が持つ機能が達成できる構成であればどのようなものであっても適用可能である。

上記実施形態では、輝度条件の導出に係る動作が省略されてもよい。従って、画像処理装置１００は、輝度条件導出部１４２を備えなくてもよい。

上記実施形態では、仮想拡散強調画像の導出対象となる画素を、カットオフＡＤＣ値よりも大きな画素に限定することを例示した。つまり、前述のカットオフＡＤＣ値（第１のカットオフＡＤＣ値）は、ＡＤＣ値の下限値を示している。更に、設定部１４３は、第２のカットオフＡＤＣ値として、ＡＤＣ値の上限値を設定してもよい。

これにより、仮想拡散強調画像の導出対象の画素が、所定範囲（バンドパス）のＡＤＣ値を有する画素に限定される。従って、大きなＡＤＣ値を有する組織等を表示対象から除外でき、仮想拡散強調画像の視認性を向上できる。

例えば、上記実施形態では、ユーザは、病変領域の位置をある程度把握している場合、例えば操作部１２０を介して、表示部１３０により表示された仮想拡散強調画像において、関心領域（ＲＯＩ：Ｒｅｇｉｏｎ Ｏｆ Ｉｎｔｅｒｅｓｔ）を設定できる。画像導出部１４１は、設定された関心領域のＡＤＣ値と一致するよう、目標拡散係数を導出してもよい。

例えば、同一の関心領域においてｂ値が変更されることで、ＭＲＩ装置２００により、各ｂ値での拡散強調画像が撮像される。画像導出部１４１は、複数のｂ値及び拡散強調画像の画素値に基づいて、図１４に示したように直線Ｌ１の傾きを導出することで、関心領域におけるＡＤＣ値を導出する。設定部１４３が、導出されたＡＤＣ値を、目標拡散係数として設定してもよい。

例えば、上記実施形態では、例えば組織又は病変に応じて、目標拡散係数の候補が用意されていてもよい。例えば、腫瘍診断が行われる場合、腫瘍を診断するためのＡＤＣ値が、目標拡散係数の候補に含まれる。プリセットされた値は、例えば、記憶部１５０に記憶され、表示部１３０により、目標拡散係数の候補として表示される。設定部１４３は、例えば、操作部１２０を介してユーザ操作により選択された候補を、目標拡散係数として設定してもよい。表示部１３０は、提示部の一例である。

例えば、上記実施形態では、画像導出部１４１は、３個以上のｂ値を用いた拡散強調画像から、仮想拡散強調画像を生成してもよい。例えば、画像導出部１４１は、３個以上のｂ値と各ｂ値の場合の拡散強調画像の画素値とに応じて、最小二乗法を利用して、ＡＤＣ値を算出してもよい。３個以上のｂ値を用いた拡散強調画像を導出する場合にも、カットオフＡＤＣを考慮してもよい。これにより、それぞれのＡＤＣ値の雑音が低減され、結果として仮想拡散強調画像の雑音を低減する。

（本発明の一態様の概要）
本発明の一態様の画像処理装置は、第１のｂ値を用いて撮像された第１の拡散強調画像を取得する画像取得部と、第２のｂ値、及び０以上の値を有する第１のカットオフ拡散係数を設定する設定部と、前記第１の拡散強調画像の画素に対応した拡散係数が前記第１のカットオフ拡散係数より大きい画素において、前記拡散係数及び前記第１の拡散強調画像に基づいて、前記第２のｂ値での仮想拡散強調画像を導出する画像導出部と、前記仮想拡散強調画像を表示する表示部と、を備える。

この構成によれば、拡散係数が組織の拡散を示していない画素（例えば雑音成分が多く、組織の表示精度が低いと推定される画素）を意識的に除外して、仮想拡散強調画像を導出できる。従って、仮想拡散強調画像における組織の拡散状態の表示精度を向上でき、仮想拡散強調画像の表示精度を向上できる。よって、仮想拡散強調画像における腫瘍組織の明瞭性を向上でき、仮想拡散強調画像を用いた診断の信頼性を向上できる。

本発明の一態様の画像処理装置は、前記画像導出部が、前記設定部により前記第１のカットオフ拡散係数が変更された場合、動的に前記仮想拡散強調画像を導出し、前記表示部が、前記仮想拡散強調画像を再表示する。

この構成によれば、第１のカットオフ拡散係数を変更して、仮想拡散強調画像の表示を連続的に変更できる。拡散係数は、例えば、病変又は組織毎に異なる。そのため、ユーザは、第１のカットオフ拡散係数の変更により、観察対象から除外する病変又は組織を変更しながら、仮想拡散強調画像の変化を確認でき、病変の検出精度を向上できる。このように、ユーザの利便性を向上できる。

本発明の一態様の画像処理装置は、前記設定部が、前記第１のカットオフ拡散係数として、０．３（×１０^−３ｍｍ^２／ｓ）以上０．６（×１０^−３ｍｍ^２／ｓ）以下の値を設定する。

この構成によれば、例えば、雑音及び観察対象外となる可能性が高い組織（例えば皮膚や骨髄）を除外して、仮想拡散強調画像を導出できる。従って、ユーザは、観察対象の組織又は病変（例えば腫瘍）を観察し易くなる。よって、仮想拡散強調画像を用いた診断の信頼性を向上できる。

本発明の一態様の画像処理装置は、前記目標拡散係数及び前記第２のｂ値に基づいて、前記仮想拡散強調画像を表示するための輝度条件を導出する輝度条件導出部を備え、前記設定部は、前記目標拡散係数を設定し、前記表示部が、前記輝度条件に応じて、前記仮想拡散強調画像を表示する。

この構成によれば、特別なユーザ操作をしなくても、輝度条件を導出できる。従って、ユーザの利便性が向上し、仮想拡散強調画像の視認性が向上する。よって、仮想拡散強調画像の表示を確認して行う診断の客観性や信頼性の低下を抑制できる。よって、病変の検出精度を向上できる。

本発明の一態様の画像処理装置は、前記設定部が、前記第１のカットオフ拡散係数として、前記目標拡散係数以下の値を設定する。

この構成によれば、拡散係数が目標拡散係数よりも小さい場合、輝度調整に応じて、この拡散係数を有する画素が過度に明るくなる場合があるが、目標拡散係数よりも大きな拡散係数を有する画素の表示を除外できる。そのため、この拡散係数に相当する病変又は組織の表示を抑制できる。例えば、目標拡散係数が設定されることで、目標拡散係数付近の拡散係数を有する病変又は組織は容易に観察できる。従って、病変の検出精度を向上できる。

本発明の一態様の画像処理装置は、前記画像導出部が、ボリュームデータから、前記ボリュームデータが奥行き方向に反転された場合に同一の画像が得られるレンダリングにより、前記仮想拡散強調画像を導出する。

この構成によれば、ボリュームデータの平面（断面）方向における同一位置において、奥行き方向に含まれる複数の画像から所定の画像が導出され、仮想拡散強調画像が導出される。この場合でも、第１のカットオフ拡散係数に応じて表示対象から除外された画素の影響を、奥行き方向の他の位置の画像に基づいて補完できるので、仮想拡散強調画像の画質の低下を抑制できる。また、例えば、ＭＩＰ法を用いる場合、奥行き方向の画素の最大画素値を表示画像に採用するので、仮想拡散強調画像が雑音を含み易くなる。この場合でも、第１のカットオフ拡散係数を考慮することで、雑音成分が多いと推定される画素を表示対象から除外でき、仮想拡散強調画像の画質の低下を抑制できる。

本発明の一態様の画像処理装置は、前記設定部が、前記第１のカットオフ拡散係数より大きい第２のカットオフ拡散係数を設定し、前記画像導出部が、前記拡散係数が前記第１のカットオフ拡散係数より大きく前記第２のカットオフ拡散係数より小さい画素において、前記仮想拡散強調画像を導出する。

この構成によれば、表示対象とする拡散係数の下限とともに上限を設定する。従って、小さな拡散係数を有する組織等とともに、大きな拡散係数を有する組織等を表示対象から除外でき、仮想拡散強調画像の視認性を向上できる。よって、ユーザによる診断の信頼性を向上できる。これは、例えばＴ２が長いものの場合は、ＡＤＣが比較的大きな値であっても、拡散強調画像上で高信号を保ち腫瘍とまぎらわしい場合があるが（Ｔ２−ｓｈｉｎｅ ｔｈｒｏｕｇｈ）、これは上限を設定することで回避できるからである。（Ｔ２）と、（Ｔ２−ｓｈｉｎｅ ｔｈｒｏｕｇｈ）とは、公知である。

本発明の一態様の画像処理装置は、前記画像導出部が、前記拡散係数が前記第１のカットオフ拡散係数以下の画素の画素値を所定値以下として、前記仮想拡散強調画像を導出する。

この構成によれば、雑音及び観察対象外となる可能性が高い組織（例えば皮膚や骨髄）を、暗い（黒に近い）色として表示し、当該組織の明瞭性を低下させる。これにより、当該組織と対比して観察対象の組織又は病変（例えば腫瘍）を明瞭化することで、観察対象を観察し易くできる。よって、仮想拡散強調画像を用いた診断の信頼性を向上できる。

本発明の一態様の画像処理方法は、画像処理装置における画像処理方法であって、第１のｂ値を用いて撮像された第１の拡散強調画像を取得するステップと、第２のｂ値、及び０以上の値を有するカットオフ拡散係数を設定するステップと、前記第１の拡散強調画像の画素に対応した拡散係数が前記カットオフ拡散係数より大きい画素において、前記拡散係数及び前記第１の拡散強調画像に基づいて、前記第２のｂ値での仮想拡散強調画像を導出するステップと、前記仮想拡散強調画像を表示部に表示するステップと、を有する。

この方法によれば、拡散係数が組織の拡散を示していない画素（例えば雑音成分が多く、組織の表示精度が低いと推定される画素）を意識的に除外して、仮想拡散強調画像を導出できる。従って、仮想拡散強調画像における組織の拡散状態の表示精度を向上でき、仮想拡散強調画像の表示精度を向上できる。よって、仮想拡散強調画像における腫瘍組織の明瞭性を向上でき、仮想拡散強調画像を用いた診断の信頼性を向上できる。

本発明の一態様の画像処理プログラムは、上記画像処理方法の各ステップをコンピュータに実行させるためのプログラムである。

このプログラムによれば、拡散係数が組織の拡散を示していない画素（例えば雑音成分が多く、組織の表示精度が低いと推定される画素）を意識的に除外して、仮想拡散強調画像を導出できる。従って、仮想拡散強調画像における組織の拡散状態の表示精度を向上でき、仮想拡散強調画像の表示精度を向上できる。よって、仮想拡散強調画像における腫瘍組織の明瞭性を向上でき、仮想拡散強調画像を用いた診断の信頼性を向上できる。

本発明は、仮想拡散強調画像における腫瘍組織の明瞭性を向上できる画像処理装置及び画像処理方法等に有用である。

１００ 画像処理装置
１１０ 画像取得部
１２０ 操作部
１３０ 表示部
１４０ 制御部
１４１ 画像導出部
１４２ 輝度条件導出部
１５０ 記憶部
２００ ＭＲＩ装置

Claims (10)

1. 第１のｂ値を用いて撮像された第１の拡散強調画像を取得する画像取得部と、
   第２のｂ値、及び０以上の値を有する第１のカットオフ拡散係数を設定する設定部と、
   前記第１の拡散強調画像の画素に対応した拡散係数が前記第１のカットオフ拡散係数より大きい画素において、前記拡散係数及び前記第１の拡散強調画像に基づいて、前記第２のｂ値での仮想拡散強調画像を導出する画像導出部と、
   前記仮想拡散強調画像を表示する表示部と、
   を備える画像処理装置。
2. 請求項１に記載の画像処理装置であって、
   前記画像導出部は、前記設定部により前記第１のカットオフ拡散係数が変更された場合、動的に前記仮想拡散強調画像を導出し、
   前記表示部は、前記仮想拡散強調画像を再表示する、画像処理装置。
3. 請求項１または２に記載の画像処理装置であって、
   前記設定部は、前記第１のカットオフ拡散係数として、０．３（×１０^−３ｍｍ^２／ｓ）以上０．６（×１０^−３ｍｍ^２／ｓ）以下の値を設定する、画像処理装置。
4. 請求項１ないし３のいずれか１項に記載の画像処理装置であって、更に、
   目標拡散係数及び前記第２のｂ値に基づいて、前記仮想拡散強調画像を表示するための輝度条件を導出する輝度条件導出部を備え、
   前記設定部は、前記目標拡散係数を設定し、
   前記表示部は、前記輝度条件に応じて、前記仮想拡散強調画像を表示する、画像処理装置。
5. 請求項４に記載の画像処理装置であって、更に、
   前記設定部は、前記第１のカットオフ拡散係数として、前記目標拡散係数以下の値を設定する、画像処理装置。
6. 請求項１ないし５のいずれか１項に記載の画像処理装置であって、前記画像導出部は、ボリュームデータから、前記ボリュームデータが奥行き方向に反転された場合に同一の画像が得られるレンダリングにより、前記仮想拡散強調画像を導出する、画像処理装置。
7. 請求項１ないし６のいずれか１項に記載の画像処理装置であって、
   前記設定部は、前記第１のカットオフ拡散係数より大きい第２のカットオフ拡散係数を設定し、
   前記画像導出部は、前記拡散係数が前記第１のカットオフ拡散係数より大きく前記第２のカットオフ拡散係数より小さい画素において、前記仮想拡散強調画像を導出する、画像処理装置。
8. 請求項１ないし７のいずれか１項に記載の画像処理装置であって、
   前記画像導出部は、前記拡散係数が前記第１のカットオフ拡散係数以下の画素の画素値を所定値以下として、前記仮想拡散強調画像を導出する、画像処理装置。
9. 画像処理装置における画像処理方法であって、
   第１のｂ値を用いて撮像された第１の拡散強調画像を取得するステップと、
   第２のｂ値、及び０以上の値を有するカットオフ拡散係数を設定するステップと、
   前記第１の拡散強調画像の画素に対応した拡散係数が前記カットオフ拡散係数より大きい画素において、前記拡散係数及び前記第１の拡散強調画像に基づいて、前記第２のｂ値での仮想拡散強調画像を導出するステップと、
   前記仮想拡散強調画像を表示部に表示するステップと、
   を有する画像処理方法。
10. 請求項９に記載の画像処理方法の各ステップをコンピュータに実行させるための画像処理プログラム。