JP7273425B2 - 診断情報表示装置、診断情報表示方法及び診断情報表示プログラム - Google Patents

Description

本発明は、磁気共鳴画像が入力される診断情報表示装置、その診断情報表示装置で実行される診断情報表示方法及びその診断情報表示方法をコンピューターに実行させる診断情報表示プログラムに関する。

近年、ＭＲＩ（磁気共鳴画像）装置で測定される緩和時間を示す磁気共鳴画像を表示する技術が知られている。この磁気共鳴画像は、定量的ＭＲＩと呼ばれる緩和時間に基づき生成される。ＭＲＩ装置は、複数の層ごとの磁気共鳴画像を生成するので、緩和時間を算出するための計算量が膨大になる。このため、高速で演算処理するコンピューターが用いられる。

また、磁気共鳴画像から軟骨の状態を診断するのは困難な場合がある。軟骨の場合、組織の中の水分含有量、軟骨の構成物であるコラーゲンの変性の度合いによって、その質が判断される。非特許文献１には、定量的ＭＲＩとしてＵＴＥ－Ｔ２＊とＵＴＥ－ＭＴＲを用いて、膝蓋骨の軟骨の強度を算出することが記載されている。しかしながら、非特許文献１は、膝蓋骨の軟骨の強度が算出されることは開示されているけれども、膝蓋骨の軟骨の強度が算出されるだけでは、診断者に有効な情報を提供できない。また、非特許文献１で用いられるＵＴＥ－Ｔ２＊とＵＴＥ－ＭＴＲは、磁気共鳴画像を生成するために用いられる値としては一般的でない。

Takehito Hananouchi，他8名，"A Useful Combination of Quantitative Ultrashort Echo Time MR Imaging and a Probing Device for Biomechanical Evaluation of Articular Cartilage"，Biosensors2021，（瑞）,MDPI，2021年2月17日，11，52，p.1－13

この発明は上述した問題点を解決するためになされたのもので、この発明の目的の１つは、診断を支援する情報を容易に表示することが可能な診断情報表示装置を提供することである。

この発明の他の目的は、診断を支援する情報を容易に表示することが可能な診断情報表示方法を提供することである。

この発明の他の目的は、診断を支援する情報を容易に表示することが可能な診断情報表示プログラムを提供することである。

上述した目的を達成するために、この発明のある局面によれば、診断情報表示装置は、ＭＲＩ装置が出力する磁気共鳴画像を取得する画像取得手段と、磁気共鳴画像の各画素値とＭＲＩ装置で検出される緩和時間との関係を示す関連情報を取得する関連情報取得手段と、関連情報を用いて、取得された磁気共鳴画像に基づいて軟骨の硬さを示す強度を示す第２診断情報を生成する第２診断情報生成手段と、第２診断情報を表示装置に表示する表示制御手段と、を備える。

この局面に従えば、磁気共鳴画像に基づいて診断情報が生成されるので、磁気共鳴画像を生成する場合に比較して、処理するデータ量が少ないので、診断情報を生成する処理の負荷が小さくなる。また、診断情報が表示装置に表示されるので、磁気共鳴画像を異なる態様で表示することができる。また、磁気共鳴画像の各画素値とＭＲＩ装置で検出される緩和時間との関係を示す関連情報を用いて、磁気共鳴画像に基づいて軟骨の強度が第２診断情報として決定される。このため、軟骨の強度が表示されるので、診断が容易になる。その結果、診断を支援する情報を容易に表示することが可能な診断情報表示装置を提供することができる。

好ましくは、磁気共鳴画像は２次元であり、画像取得手段は、第１方向に垂直でかつ第１方向の位置が互いに異なる複数の磁気共鳴画像を取得し、第１方向に垂直な面における領域を決定する範囲決定手段と、診断情報生成手段は、取得された複数の磁気共鳴画像それぞれにおける領域に含まれる領域画像に基づいて３次元の立体画像を第１診断情報として生成する第１診断情報生成手段と、をさらに備え、表示制御手段は、領域に対して第１診断情報として生成された立体画像を、領域に対応する第２診断情報で特定される強度に対応して予め定められた色を付して、領域よりも下方に位置する下方部位の３次元画像に重畳して表示する。

この局面に従えば、第１方向に垂直な面における領域が決定され、第１方向に垂直でかつ第１方向の位置が互いに異なる複数の磁気共鳴画像それぞれにおける領域に含まれる領域画像に基づいて生成される３次元の立体画像が表示される。このため、複数の磁気共鳴画像に含まれる情報を１つにまとめた画像を表示することができる。

好ましくは、表示制御手段は、第２診断情報を磁気共鳴画像に重畳して表示する。

好ましくは、強度は、緩和時間と強度との相関を示す第１相関関係に基づいて決定される。

この局面に従えば、緩和時間と強度との相関を示す第１相関関係に基づいて強度が決定されるので、軟骨の強度の予測が向上する。

好ましくは、緩和時間は、第１緩和時間と第１緩和時間とは異なる第２緩和時間とを含み、強度は、第１緩和時間と第２緩和時間と強度との相関を示す第２相関関係値に基づいて、第１緩和時間および第２緩和時間から決定される。

この局面に従えば、異なる複数の緩和時間と強度との相関を示す第２相関関係に基づいて強度が決定されるので、軟骨の強度の予測が向上する。

好ましくは、軟骨の厚さを取得する厚さ取得手段を、さらに備え、強度は、緩和時間と軟骨の厚さと強度との相関を示す第３相関値に基づいて、取得された緩和時間および取得された軟骨の厚さから決定される。

この局面に従えば、緩和時間および軟骨の厚さと強度との相関を示す第３相関関係に基づいて強度が決定されるので、軟骨の強度の予測が向上する。

好ましくは、表示装置に表示された画像中の位置を受け付ける受付手段をさらに備え、表示制御手段は、受け付けられた位置に関連付けて、位置に対応する軟骨に対して決定された第２診断情報を表示する。

この局面に従えば、表示装置に表示された画像中の位置に関連付けて、位置に対応する軟骨に対して決定された第２診断情報が表示される。このため、表示装置に表示された画像と関連付けて第２診断情報が表示されるので、軟骨の位置と第２診断情報とを同時に確認できる。

好ましくは、表示装置に表示された画像中の位置を受け付ける受付手段をさらに備え、表示制御手段は、受け付けられた位置に関連付けて、位置から所定の範囲の位置にそれぞれ対応する軟骨それぞれに対して決定された第２診断情報の平均を表示する。

この局面に従えば、表示装置に表示された画像中の位置に関連付けて、位置から所定の範囲に位置する軟骨に対して決定された第２診断情報の平均が表示される。このため、表示装置に表示された画像と関連付けて第２診断情報が表示されるので、所定範囲の軟骨の位置と第２診断情報とを同時に確認できる。

この発明のさらに他の局面によれば、診断情報表示方法は、ＭＲＩ装置が出力する磁気共鳴画像を取得する画像取得ステップと、磁気共鳴画像の各画素値とＭＲＩ装置で検出される緩和時間との関係を示す関連情報を取得する関連情報取得ステップと、関連情報を用いて、取得された磁気共鳴画像に基づいて軟骨の硬さを示す強度を示す第２診断情報を生成する第２診断情報生成ステップと、診断情報を表示装置に表示する表示制御ステップと、をコンピューターに実行させる。

この局面に従えば、診断を支援する情報を容易に表示することが可能な診断情報表示方法を提供することができる。

好ましくは、磁気共鳴画像は２次元であり、画像取得ステップは、第１方向に垂直でかつ第１方向の位置が互いに異なる複数の磁気共鳴画像を取得するステップを含み、第１方向に垂直な面における領域を決定する範囲決定ステップと、取得された複数の磁気共鳴画像それぞれにおける領域に含まれる領域画像に基づいて３次元の立体画像を第１診断情報として生成する第１診断情報生成ステップと、をさらに含み、表示制御ステップは、領域に対して第１診断情報として生成された立体画像を、領域に対応する第２診断情報で特定される強度に対応して予め定められた色を付して、領域よりも下方に位置する下方部位の３次元画像に重畳して表示するステップを含む。

この発明のさらに他の局面によれば、診断情報表示プログラムは、ＭＲＩ装置が出力する磁気共鳴画像を取得する画像取得ステップと、磁気共鳴画像の各画素値とＭＲＩ装置で検出される緩和時間との関係を示す関連情報を取得する関連情報取得ステップと、関連情報を用いて、取得された磁気共鳴画像に基づいて軟骨の硬さを示す強度を示す第２診断情報を生成する第２診断情報生成ステップと、第２診断情報を表示装置に表示する表示制御ステップと、をコンピューターに実行させる。

この局面に従えば、診断を支援する情報を容易に表示することが可能な診断情報表示プログラムを提供することができる。

好ましくは、磁気共鳴画像は２次元であり、画像取得ステップは、第１方向に垂直でかつ第１方向の位置が互いに異なる複数の磁気共鳴画像を取得するステップを含み、第１方向に垂直な面における領域を決定する範囲決定ステップと、取得された複数の磁気共鳴画像それぞれにおける領域に含まれる領域画像に基づいて３次元の立体画像を第１診断情報として生成する第１診断情報生成ステップと、をさらにコンピューターに実行させ、表示制御ステップは、領域に対して第１診断情報として生成された立体画像を、領域に対応する第２診断情報で特定される強度に対応して予め定められた色を付して、領域よりも下方に位置する下方部位の３次元画像に重畳して表示するステップを含む。

ＭＲＩシステムの概要の一例を示す図である。 診断情報表示装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。 診断情報表示装置が備えるＣＰＵが有する機能の一例を示すブロック図である。 膝関節およびその周辺部について説明するための図である。 磁気共鳴画像の一例を示す図である。 ユーザーにより入力される指示線の一例を示す図である。 指示画像の一例を示す図である。 ９つの対象領域の一例を示す図である。 ９つの対象領域から定まる９つの直方体の一例を示す図である。 第１診断情報の一例を示す図である。 軟骨の緩和時間と強度との関係の一例を示す図である。 第１診断情報の表示の一例を示す図である。 第２診断情報の表示態様の一例を示す図である。 診断情報表示処理の流れの一例を示すフローチャートである。 第１診断情報生成処理の流れの一例を示すフローチャートである。 第２診断情報表示処理の流れの一例を示す第１のフローチャートである。 第２診断情報表示処理の流れの一例を示す第２のフローチャートである。 第２診断情報表示処理の流れの一例を示す第３のフローチャートである。 股関節およびその周辺部について説明するための図である。 左股関節の拡大図である。

以下、本発明の実施の形態に係る診断情報表示装置について、図面を参照しながら説明する。以下の説明では同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。

図１は、ＭＲＩシステムの概要の一例を示す図である。図１を参照して、ＭＲＩシステム１は、ＭＲＩ装置２００と、診断情報表示装置１００とを含む。ＭＲＩ装置２００と、診断情報表示装置１００とは、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）５で接続されている。したがって、ＭＲＩ装置２００と、診断情報表示装置１００とは互いに通信し、データを送受信可能である。

ＭＲＩ装置２００は、周知なのでここでは詳細は説明しないが、計測部２０３と、情報処理部２０１とを含む。計測部２０３は、水素原子核のスピンの磁化の向きが元に戻るまでの緩和時間を計測し、計測された緩和時間を情報処理部２０１に出力する。情報処理部２０１は、計測部２０３で計測された緩和時間を処理し、磁気共鳴画像（ＭＲＩ）を生成する。

診断情報表示装置１００は、一般的なコンピューターである。診断情報表示装置１００は、ＭＲＩ装置２００により生成された磁気共鳴画像が入力され、磁気共鳴画像に基づいて診断情報を生成し、表示する。

なお、ここではＭＲＩ装置２００と、診断情報表示装置１００とがＬＡＮ５を介して通信する例を説明するが、インターネットなどの他のネットワークを介して接続されてもよい。また、ＭＲＩ装置２００で生成された磁気共鳴画像がＣＤ－ＲＯＭ等の記録媒体に記憶される場合、診断情報表示装置１００がその記録媒体に記録された磁気共鳴画像を読み取ってもよい。

図２は、診断情報表示装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。図２を参照して、診断情報表示装置１００は、演算処理を行うコンピューターであり、それぞれがバス１１３に接続された、診断情報表示装置１００の全体を制御するための中央演算装置（ＣＰＵ）１０１と、ＣＰＵ１０１が実行するためのプログラムを記憶するＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１０２と、ＣＰＵ１０１の作業領域として使用されるＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１０３と、データを不揮発的に記憶するＨＤＤ１０４と、ＬＡＮ５に接続される通信部１０５と、画像を表示する表示部１０６と、操作の入力を受け付ける操作部１０７と、外部記憶装置１１０と、を含む。

表示部１０６は、液晶表示装置であり、画像を表示する。なお、液晶表示装置に代えて、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ－Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）表示装置であってもよい。

操作部１０７は、マウス等のポインティングデバイスおよびキーボードを含み、ユーザーにより入力される操作を受け付ける。

通信部１０５は、診断情報表示装置１００をＬＡＮ５に接続するためのインターフェースである。このため、ＣＰＵ１０１は、通信部１０５を介して、ＬＡＮ５に接続された情報処理部２０１と通信可能である。

外部記憶装置１１０は、ＣＤ－ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｋ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１１１が装着される。ＣＰＵ１０１は、外部記憶装置１１０を制御して、ＣＤ－ＲＯＭ１１１に記憶されたデータを読み出す。

本実施の形態においては、ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２またはＨＤＤ１０４に記憶されたプログラムを実行する。また、ＣＰＵ１０１は、外部記憶装置１１０を制御して、ＣＤ－ＲＯＭ１１１からＣＰＵ１０１が実行するためのプログラムを読出し、読み出したプログラムをＲＡＭ１０３に記憶して実行してもよい。

さらに、ＣＰＵ１０１は、インターネットに接続されたコンピューターからプログラムをダウンロードしてＨＤＤ１０４に記憶する。また、インターネットに接続されたコンピューターがプログラムをＨＤＤ１０４に書込みする場合に、ＨＤＤ１０４にプログラムが記憶される。ＣＰＵ１０１は、ＨＤＤ１０４に記憶されたプログラムをＲＡＭ１０３にロードして実行してもよい。

なお、ＣＰＵ１０１が実行するためのプログラムを記憶する記録媒体としては、ＣＤ－ＲＯＭ１１１に限られず、フレキシブルディスク、カセットテープ、光ディスク（ＭＯ（Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｄｉｓｃ）／ＭＤ（Ｍｉｎｉ Ｄｉｓｃ）／ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ））、ＩＣカード、光カード、マスクＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲＯＭ）等の半導体メモリ等の媒体でもよい。ここでいうプログラムは、ＣＰＵ１０１により直接実行可能なプログラムだけでなく、ソースプログラム、圧縮処理されたプログラム、暗号化されたプログラム等を含む。

図３は、診断情報表示装置が備えるＣＰＵが有する機能の一例を示すブロック図である。図３に示す機能は、診断情報表示装置１００が備えるＣＰＵ１０１が、ＲＯＭ１０２、ＨＤＤ１０４またはＣＤ－ＲＯＭ１１１に記憶された診断情報表示プログラムを実行することにより、ＣＰＵ１０１により実現される機能である。図３を参照して、ＣＰＵ１０１は、画像取得部５１と、範囲決定部５３と、関連情報取得部５５と、厚さ受付部５７と、診断情報生成部５９と、表示制御部６１と、軟骨位置受付部６３と、を含む。

画像取得部５１は、ＭＲＩ装置２００が出力する磁気共鳴画像を取得し、取得された磁気共鳴画像を診断情報生成部５９に出力する。磁気共鳴画像は、第１方向に垂直でかつ第１方向の位置が互いに異なる複数の層ごとの画像で構成される。第１の方向は、限定するものではないが、例えば、ＭＲＩ装置２００の計測対象である人の前後方向である。前後方向は、計測部２０３に対して測定対象である人が移動する上下方向に垂直である。

磁気共鳴画像は、緩和時間に基づき生成される画像である。緩和時間は、Ｔ２緩和時間、Ｔ２＊緩和時間、Ｔ１ρ緩和時間を含む。したがって、磁気共鳴画像は、緩和時間の種類それぞれに対して、複数の層それぞれの画像を含む。また、磁気共鳴画像は、ＵＴＥ－Ｔ２＊またはＵＴＥ－ＭＴＲに基づき生成される画像でもよい。

画像取得部５１は、通信部１０５を制御し、通信部１０５が情報処理部２０１から磁気共鳴画像を受信する場合、通信部１０５が受信する磁気共鳴画像を取得する。また、画像取得部５１は、情報処理部２０１により出力される磁気共鳴画像を記録したＣＤ－ＲＯＭ１１１が外部記憶装置１１０に装着される場合、外部記憶装置１１０がＣＤ－ＲＯＭ１１１から読み出した磁気共鳴画像を取得する。

磁気共鳴画像は、第１の方向（前後方向）に垂直な画像であり、第１の方向の位置が異なる複数の層にそれぞれ対応する複数の画像を含む。また、磁気共鳴画像は、緩和時間を表す画像である。磁気共鳴画像は、緩和時間が複数種類の場合、複数種類の緩和時間にそれぞれ対応する複数の画像を含む。したがって、画像取得部５１は、複数種類の緩和時間ごとに複数の層それぞれの画像を含む磁気共鳴画像を取得する。

関連情報取得部５５は、画像取得部５１により取得された磁気共鳴画像に関連する関連情報を取得する。磁気共鳴画像は、緩和時間を画素値で表す画像である。関連情報は、緩和時間と画素値との関係を示す情報である。関連情報は、緩和時間と画素値との関係を定めたテーブルであってもよいし、緩和時間と画素値との関係を定めた演算式であってもよい。関連情報取得部５５は、緩和時間が複数種類の場合は、複数種類の緩和時間ごとに関連情報を取得する。関連情報取得部５５は、通信部１０５を制御して、情報処理部２０１から関連情報を受信する。また、関連情報取得部５５は、関連情報を記録したＣＤ－ＲＯＭ１１１が外部記憶装置１１０に装着される場合、外部記憶装置１１０がＣＤ－ＲＯＭ１１１に記憶された関連情報を読み出す。また、関連情報取得部５５は、ユーザーが操作部１０７に入力する関連情報を取得してもよい。

磁気共鳴画像がモノクロの場合、画素値は明度を含む。このため、関連情報は、緩和時間と明度との関係を定める。磁気共鳴画像がカラーの場合、画素値はＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３色それぞれの明度を含む。このため、関連情報は、緩和時間とＲＧＢ表色系の値との関係を定める。なお、表色系は、ＲＧＢ表色系に限らず、色相、彩度および明度の成分からなるＨＳＶ表色系等の他の表色系であってもよい。

範囲決定部５３は、第１方向に垂直な面における領域を決定する。具体的には、範囲決定部５３は、後述する表示制御部６１により表示部１０６に表示された磁気共鳴画像中で、ユーザーが操作部１０７を操作することにより入力する範囲の指定を受け付ける。範囲決定部５３は、磁気共鳴画像中でユーザーにより指定された範囲を示す領域情報を、診断情報生成部５９に出力する。

＜範囲決定＞
本実施の形態における診断情報表示装置１００は、観察部位を膝軟骨とする場合を例に説明する。図４は、膝関節およびその周辺部について説明するための図である。図４を参照して、大腿骨Ｂ１と脛骨Ｂ２との間に膝関節Ｊがある。大腿骨Ｂ１の膝関節Ｊ側の端部は軟骨１１で覆われている。また、脛骨Ｂ２の膝関節Ｊ側の端部は軟骨１３で覆われている。大腿骨Ｂ１の端面は、十字靭帯２３が通る溝が形成されている。大腿骨Ｂ１と脛骨Ｂ２との間には十字靭帯２３を挟むように２つの半月板１５が配置される。膝関節Ｊは、図示しない関節包により包まれており、滑液で満たされている。

膝関節Ｊの側方の側副靭帯２１は、一端が大腿骨Ｂ１に繋がり、他端が腓骨Ｂ３に繋がる。膝関節Ｊの前方に膝蓋骨１７が位置する。膝蓋骨１７は上端が大腿四頭筋２５に繋がり、下端が膝蓋腱２７に繋がる。

図５は、磁気共鳴画像の一例を示す図である。磁気共鳴画像において、大腿骨Ｂ１と脛骨Ｂ２との間の膝関節Ｊの断面が示される。磁気共鳴画像に、大腿骨Ｂ１と脛骨Ｂ２とが表される。また、大腿骨Ｂ１と脛骨Ｂ２との間に、様々な組織が表れている。様々組織は、大腿骨Ｂ１を覆う軟骨１１、脛骨Ｂ２を覆う軟骨１３、半月板１５および十字靭帯２３を含む。

図６は、ユーザーにより入力される指示線の一例を示す図である。図５に示した磁気共鳴画像が表示部１０６に表示された状態で、ユーザーが操作部１０７を操作することにより指示線４９Ａおよび指示線４９Ｂが表示される。例えば、マウスポインタの移動した軌跡が、指示線４９Ａおよび指示線４９Ｂとして表示される。指示線４９Ａおよび指示線４９Ｂで挟まれた範囲がユーザーにより指定された範囲を示す領域に決定される。

図５に示された磁気共鳴画像中で、図６に示したユーザーにより指定された範囲に含まれる領域画像が、図７に示される。

図３に戻って、診断情報生成部５９は、画像取得部５１から磁気共鳴画像が入力され、磁気共鳴画像に基づいて診断情報を生成する。診断情報生成部５９は、第１診断情報生成部７１と、第２診断情報生成部７３と、を含む。

第１診断情報生成部７１は、範囲決定部５３から入力される領域情報に従って、その領域に対応する３次元画像を第１診断情報として生成し、第１診断情報を表示制御部６１に出力する。第１診断情報生成部７１は、範囲決定部５３から入力される領域情報に従って磁気共鳴画像中でユーザーにより指定された領域に含まれる領域画像を特定する。そして、第１診断情報生成部７１は、画像取得部５１により取得された複数の層それぞれの磁気共鳴画像から、領域画像に対応する部分を抽出する。

第１診断情報生成部７１は、複数の層それぞれの磁気共鳴画像から抽出される領域画像に含まれる複数の画素それぞれを直方体に変換し、複数の画素それぞれの位置に基づいて複数の直方体を３次元空間で配列する。これにより、ユーザーにより指定された領域に対応する３次元画像が生成される。複数の直方体には、領域画像の対応する画素の画素値に応じた色が付される。

＜３次元画像の生成＞
ここで、３次元画像の生成について、磁気共鳴画像から抽出された領域画像に含まれる９つの対象領域Ｐ１～Ｐ９に注目して、３次元画像の生成について説明する。図８は、９つの対象領域の一例を示す図である。対象領域は、９×９の画素の集合としている。なお、対象領域のサイズはこれに限定されることなく、１以上の画素の集まりであればよい。

磁気共鳴画像は第１の方向に垂直な画像である。ここで、対象領域Ｐ１～Ｐ９を第１の方向に垂直な正方形で示す。磁気共鳴画像は、第１の方向の位置が異なる複数の層それぞれの画像で構成され、複数の層間の距離ｄは予め定められている。そこで、図９に示すように、正方形の対象領域Ｐ１～Ｐ９に対して第１の方向に複数の層間の距離ｄを有する直方体Ｒ１～Ｒ９が定まる。このようにして、磁気共鳴画像中の９つの対象領域Ｐ１～Ｐ９が３次元の直方体Ｒ１～Ｒ９に変換される。３次元の直方体Ｒ１～Ｒ９に対象領域Ｐ１～Ｐ９の９つの画素の画素値の平均を対応付けた３次元画像が生成される。図９において、赤色が縦線のハッチングで示され、緑色が複数の点のハッチングで示され、青色が斜線のハッチングで示される。

複数の層の磁気共鳴画像それぞれについて、その層の磁気共鳴画像の領域画像に対応する部分に含まれる９つの対象領域Ｐ１～Ｐ９が３次元の直方体Ｒ１～Ｒ９に変換され、３次元の直方体Ｒ１～Ｒ９に対象領域Ｐ１～Ｐ９の9つの画素の画素値の平均を対応付けた３次元画像が生成される。

そして、複数の層、ここでは５つの層の磁気共鳴画像それぞれから生成された５つの３次元画像を、第１の方向に配置することにより、図１０に示す第１診断情報が生成される。

図３に戻って、厚さ受付部５７は、軟骨の厚さを受け付け、受け付けられた軟骨の厚さを第２診断情報生成部７３に出力する。具体的には、厚さ受付部５７は、後述する表示制御部６１により表示部１０６に表示された磁気共鳴画像中で、ユーザーが操作部１０７を操作することにより指示した部分の軟骨の厚さを受け付ける。厚さ受付部５７は、ユーザーが操作部１０７に入力する軟骨の厚さを受け付ける。また、磁気共鳴画像からエッジを抽出することにより軟骨の形状を特定し、ユーザーにより指示された部分の軟骨の厚さを検出してもよい。

第２診断情報生成部７３は、磁気共鳴画像および関連情報に基づいて第２診断情報を生成し、生成された第２診断情報を表示制御部６１に出力する。第２診断情報生成部７３は、第１強度算出部７５と、第２強度算出部７７と、第３強度算出部７９と、を含む。第１強度算出部７５は、単一の種類の緩和時間に基づいて軟骨の強度を算出する。単一の種類の緩和時間は、Ｔ２緩和時間、Ｔ２*緩和時間、Ｔ１ρ緩和時間のいずれであってもよい。具体的には、第１強度算出部７５は、磁気共鳴画像に含まれる画素の画素値を、その磁気共鳴画像が示す緩和時間に対応する関連情報に基づいて、緩和時間に変換する。第１強度算出部７５は、緩和時間と軟骨の強度との相関を定めた次式（１）を用いて、画素に対応する軟骨の強度を算出する。
軟骨の強度＝ａ１×（緩和時間）＋ｃ１…（１）

式（１）は、予め計測された複数の軟骨それぞれの緩和時間と強度とを収集しておき、これらの相関から求められた回帰直線である。

＜回帰直線＞

図１１は、軟骨の緩和時間と強度との関係の一例を示す図である。横軸に軟骨の緩和時間が示され、縦軸に強度が示される。図１１に示されるデータは、人工関節手術施行した患者６名（全例女性平均年齢７８歳）について、術前にＭＲＩ装置２００で磁気共鳴画像を撮像し、手術により切除された関節の軟骨および半月板に圧縮試験をして得られたデータである。術前に撮像された磁気共鳴画像は、Ｔ２緩和時間に対応する。強度は、機械特性（弾性係数）である。図１３に示されるように、軟骨のＴ２緩和時間と弾性係数との間に相関があることが分かり、回帰直線が求められる。

図３に戻って、第２強度算出部７７は、２つの種類の緩和時間に基づいて軟骨の強度を算出する。２つの種類の緩和時間は、Ｔ２緩和時間、Ｔ２*緩和時間、Ｔ１ρ緩和時間のいずれであってもよい。具体的には、第２強度算出部７７は、第１緩和時間に対応する第１の磁気共鳴画像に含まれる画素の画素値を、その第１の磁気共鳴画像が示す第１緩和時間に対応する関連情報に基づいて、第１緩和時間に変換する。また、第２強度算出部７７は、第２緩和時間に対応する第２の磁気共鳴画像に含まれる画素の画素値を、その第２の磁気共鳴画像が示す第２緩和時間に対応する第２の関連情報に基づいて、第２緩和時間に変換する。第２強度算出部７７は、第１緩和時間、第２緩和時間と軟骨の強度との相関を定めた次式（２）を用いて、画素に対応する軟骨の強度を算出する。
軟骨の強度＝ａ２×（第１緩和時間）＋ｂ２×（第２緩和時間）＋ｃ２…（２）

式（２）は、予め計測された複数の軟骨それぞれの第１緩和時間および第２緩和時間と強度とを収集しておき、これらの相関から求められた重回帰直線である。この重回帰直線は、予め撮像された２つの種類の緩和時間と、実際に得られた軟骨の強度とのデータから、２つの種類の緩和時間と軟骨の強度との相関に基づき求められる。

第３強度算出部７９は、単一の種類の緩和時間と、厚さ受付部５７から入力される軟骨の厚さとに基づいて軟骨の強度を算出する。単一の種類の緩和時間は、Ｔ２緩和時間、Ｔ２*緩和時間、Ｔ１ρ緩和時間のいずれであってもよい。具体的には、第３強度算出部７９は、緩和時間に対応する磁気共鳴画像に含まれる画素の画素値を、その磁気共鳴画像が示す緩和時間に対応する関連情報に基づいて、緩和時間に変換する。第３強度算出部７９は、緩和時間および軟骨の厚さと軟骨の強度との相関を定めた次式（３）を用いて、画素に対応する軟骨の強度を算出する。
軟骨の強度＝ａ３×（緩和時間）＋ｄ３×（軟骨の厚さ）＋ｃ３…（３）

式（３）は、予め計測された複数の軟骨それぞれの緩和時間および軟骨の厚さと強度とを収集しておき、これらの相関から求められた重回帰直線である。この重回帰直線は、予め撮像された緩和時間および、実際に得られた軟骨の厚さおよび強度のデータから、緩和時間および軟骨の厚さと軟骨の強度との相関に基づき求められる。

表示制御部６１は、表示部１０６を制御して、表示部１０６に画像を表示させる。表示制御部６１は、診断情報生成部５９から磁気共鳴画像、第１診断情報および第２診断情報が入力される。表示制御部６１は、磁気共鳴画像表示部８１と、第１診断情報表示部８３と、第２診断情報表示部８５と、を含む。

磁気共鳴画像表示部８１は、画像取得部５１により取得された磁気共鳴画像を表示部１０６に表示させる。磁気共鳴画像表示部８１は、複数種類の緩和時間のうちユーザーにより指定された緩和時間、および複数の層のうちユーザーにより指定された層に対応する磁気共鳴画像を表示部１０６に表示させる。

第１診断情報表示部８３は、第１診断情報生成部７１により生成された３次元画像である第１診断情報を、表示部１０６に表示させる。第１診断情報表示部８３は、範囲決定部５３によりユーザーにより指定された範囲が決定されることに応じて、第１診断情報を表示部１０６に表示させる。

第１診断情報表示部８３は、範囲決定部５３により決定された領域よりも下方に位置する下方部位の３次元画像に重畳して第１診断情報を表示する。第１診断情報は、第１診断情報表示部８３は、下方部位の３次元画像をモノクロの明度差のある画像として表示し、第１診断情報である３次元画像をカラーで表示する。これにより、第１診断情報が示すユーザーにより指定された範囲に対応する軟骨の部分を他の部分と区別して表示することができる。

第１診断情報表示部８３には、第２診断情報生成部７３から第２診断情報が入力されるようにして、３次元画像に含まれる各画素に対応する強度を色に変換し、変換された色を付して表示してもよい。これにより、軟骨の位置と強度とが表示される。ここでは、赤、緑、青の３色で表示する場合を例に説明する。例えば、強度を硬い方から順に上位、中位および下位の３段階に等分し、上位の強度に青色、中位の強度に緑色、下位の強度に赤色を割り当てる。これにより、軟骨の強度を色で判別可能になる。また、各色に強度に応じた明度を対応させてもよい。例えば、硬いほど明度が大きくなるようにすれば、軟骨または半月板の強度を３段階以上で判別可能になる。

図１２は、第１診断情報の表示の一例を示す図である。図１２を参照して、第１診断情報は、脛骨Ｂ２の３次元画像に重畳して図１０に示した第１診断情報が表示される様子を示す。第１診断情報において、軟骨の強度が色の違いで表現される。図１２では、赤色が縦線のハッチングで示され、緑色が複数の点のハッチングで示され、青色が斜線のハッチングで示される。このため、第１診断画像を見る者は、軟骨の強度を全体的に把握することができる。したがって、関節の全体に渡って軟骨の強度の大きさを判別可能になる。

図３に戻って、第２診断情報表示部８５は、第２診断情報生成部７３から第２診断情報が入力され、軟骨位置受付部６３から磁気共鳴画像または第１診断情報中の位置が入力される。

軟骨位置受付部６３は、磁気共鳴画像表示部８１により表示部１０６に磁気共鳴画像が表示されている状態で、ユーザーにより軟骨の位置が指示される場合、指示された軟骨の磁気共鳴画像中の位置を受け付ける。また、軟骨位置受付部６３は、第１診断情報表示部８３により表示部１０６に第１診断情報が表示されている状態で、ユーザーにより軟骨の位置が指示される場合、指示された軟骨の第１診断情報中の位置を受け付ける。軟骨位置受付部６３は、受け付けられた軟骨位置を第２診断情報表示部８５に出力する。軟骨の位置は、磁気共鳴画像中の位置または第１診断情報中の位置のいずれかである。

第２診断情報表示部８５は、部分表示部８７と、領域表示部８９と、を含む。部分表示部８７と領域表示部８９のいずれが有効となるかは、ユーザーにより設定された診断モードに従う。診断モードが位置モードに設定されている場合に部分表示部８７が有効となり、診断モードが領域モードに設定されている場合に領域表示部８９が有効となる。

部分表示部８７は、軟骨位置受付部６３から軟骨の位置が入力されることに応じて、その位置に対応する軟骨の強度を第２診断情報生成部７３に算出させる。部分表示部８７は、第２診断情報生成部７３により算出される軟骨の強度を、表示部１０６に表示させる。磁気共鳴画像表示部８１により磁気共鳴画像が表示部１０６に表示されている場合、その磁気共鳴画像に重畳して軟骨の強度を表示する。軟骨位置受付部６３により磁気共鳴画像中の軟骨の位置が受け付けられるので、部分表示部８７は、その受け付けられた位置の軟骨に対する強度であることを示す印を付して、軟骨の強度を表示する。第１診断情報表示部８３により第１診断情報である３次元画像が表示部１０６に表示されている場合、部分表示部８７は、その３次元画像に重畳して軟骨の強度を表示する。軟骨位置受付部６３により３次元画像中の軟骨の位置が受け付けられるので、部分表示部８７は、その受け付けられた位置の軟骨の強度であることを示す印を付して、軟骨の強度が表示される。

領域表示部８９は、軟骨位置受付部６３から軟骨の位置が入力されることに応じて、その位置から予め定められた領域を特定し、その領域に含まれる複数の画素に対応する軟骨の強度を第２診断情報生成部７３に算出させる。予め定められた領域は、例えば、ユーザーにより指示された位置の画素を取り囲む所定数の画素からなる領域とすればよい。領域表示部８９は、領域に含まれる複数の画素に対応する軟骨の強度の平均をその領域に対応する軟骨の強度に決定する。領域表示部８９は、その領域に対して決定された軟骨の強度を、表示部１０６に表示させる。磁気共鳴画像表示部８１により磁気共鳴画像が表示部１０６に表示されている場合、領域表示部８９は、その磁気共鳴画像に重畳して軟骨の強度を表示する。軟骨位置受付部６３により磁気共鳴画像中の軟骨の位置が受け付けられるので、領域表示部８９は、その受け付けられた位置から所定の範囲の領域の軟骨に対する強度であることを示す印を付して、軟骨の強度を表示する。第１診断情報表示部８３により第１診断情報である３次元画像が表示部１０６に表示されている場合、領域表示部８９は、その３次元画像に重畳して軟骨の強度を表示する。軟骨位置受付部６３により３次元画像中の軟骨の位置が受け付けられるので、領域表示部８９は、その受け付けられた位置所定の範囲の領域の軟骨の強度であることを示す印を付して、軟骨の強度を表示する。

なお、領域表示部８９は、ユーザーにより指示された位置から所定の範囲の軟骨の強度の平均を求めるようにしたが、ユーザーが領域を指定する場合は、指定された領域の強度の平均を求めてもよい。また、領域表示部８９は、軟骨の強度の平均に加えて、またはそれとは別に、軟骨の強度の最大値と最小値との差（レンジ）を表示してもよい。

図１３は、第２診断情報の表示態様の一例を示す図である。図１３においては、図５に示した磁気共鳴画像が表示され、ユーザーが指示する位置にマウスポインタ４５が表示される。第２診断情報４７は、磁気共鳴画像に重畳して表示される。第２診断情報４７は、磁気共鳴画像中でマウスポインタ４５の位置に対応する軟骨の緩和時間と軟骨の強度とを示す。ここでは、第２診断情報４７は、緩和時間が４０ｍｓ、強度が０．５Ｐａを示す。これにより、磁気共鳴画像による色だけでなく、緩和時間が数値で表示されるので、正確に軟骨の状態を把握可能になる。なお、強度を表示することなく、緩和時間だけを表示してもよい。

マウスポインタ４５の位置を示す吹き出しが表示されており、第２診断情報４７はその吹き出し中に表示される。吹き出しにより、第２診断情報４７がマウスポインタ４５で示される位置の軟骨に対応することが示される。なお、第２診断情報４７がマウスポインタ４５で示される位置の軟骨に対応することを示すための印は、吹き出しに限らず、矢印等の他の印が用いられてもよい。

図１４は、診断情報表示処理の流れの一例を示すフローチャートである。診断情報表示処理は、診断情報表示装置１００が備えるＣＰＵ１０１が、ＲＯＭ１０２、ＨＤＤ１０４またはＣＤ－ＲＯＭ１１１に記憶された診断情報表示プログラムを実行することにより、ＣＰＵ１０１により実行される処理である。

図１４を参照して、ＣＰＵ１０１は、磁気共鳴画像を取得する（ステップＳ０１）。ＣＰＵ１０１は、通信部１０５を制御して、情報処理部２０１と通信し、情報処理部２０１から磁気共鳴画像を受信する。また、磁気共鳴画像を記録したＣＤ－ＲＯＭ１１１が外部記憶装置１１０に装着される場合、ＣＰＵ１０１は、外部記憶装置１１０を制御して、ＣＤ－ＲＯＭ１１１から磁気共鳴画像を読み出す。緩和時間が複数種類あり、かつ、第１の方向の位置が異なる複数の層がある場合、ＣＰＵ１０１は、複数種類の緩和時間ごとに複数の層それぞれの磁気共鳴画像を取得する。

ステップＳ０２においては、磁気共鳴画像が表示部１０６に表示され、処理はステップＳ０５に進む。ステップＳ０１において取得された複数の磁気共鳴画像のうちユーザーにより選択された磁気共鳴画像が表示される。

ステップＳ０３においては、表示モードが３次元モードに設定されているか否かが判断される。表示モードが３次元モードに設定されているならば処理はステップＳ０４に進むが、そうでなければ処理はステップＳ０６に進む。表示モードは、ユーザーが操作部１０７に入力する操作によって３次元モードまたは２次元モードのいずれかに設定される。

ステップＳ０４においては、第１診断情報生成処理が実行されて、処理はステップＳ０５に進む。第１診断情報生成処理の詳細は後述するが、複数の磁気共鳴画像に基づいて、軟骨を３次元で表現する３次元画像である第１診断情報を生成する処理である。ステップＳ０５においては、第１診断情報が表示部１０６に表示され、処理はステップＳ０６に進む。

処理がステップＳ０６に進む場合、表示部１０６に磁気共鳴画像と、第１診断情報とのいずれかが表示される。なお、表示部１０６に磁気共鳴画像と第１診断情報とが並べて表示されてもよい。ステップＳ０６においては、軟骨がユーザーにより軟骨が指定されたか否かが判断される。表示部１０６に表示された磁気共鳴画像または第１診断情報に含まれる軟骨の部分が、ユーザーが操作部１０７を操作して入力する操作によって指示される場合に、軟骨の指定が受け付けられる。軟骨が指定されるまで待機状態となり（ステップＳ０６でＮＯ）、軟骨が指定されたならば処理はステップＳ０７に進む。

ステップＳ０７においては、第２診断情報表示処理が実行され、処理はステップＳ０８に進む。第２診断情報表示処理は、その詳細は後述するが、軟骨の強度を含む第２診断情報を生成し、表示部１０６に表示する処理である。

ステップＳ０８においては、終了指示が受け付けられたか否かが判断される。ユーザーが操作部１０７を操作して、処理を終了させることを示す終了指示を入力する場合に終了指示が受け付けられる。終了指示が受け付けられたならば処理は終了するが、そうでなければ処理はステップＳ０６に戻る。

図１５は、第１診断情報生成処理の流れの一例を示すフローチャートである。第１診断情報生成処理は、診断情報表示処理のステップＳ０４において実行される処理である。図１５を参照して、処理対象となる領域画像が決定される（ステップＳ１１）。表示部１０６に表示された磁気共鳴画像中で、ユーザーが操作部１０７を操作して指定される領域の画像が、処理対象となる領域画像に決定される。なお、磁気共鳴画像からエッジを抽出する等の画像処理が実行され、軟骨の部分が特定される場合、特定された部分を含む領域が処理対象となる領域画像に決定されてもよい。

ステップＳ１２においては、変数ｉに「１」が設定され、処理はステップＳ１３に進む。変数ｉは、処理対象となる磁気共鳴画像の層を特定する値である。ステップＳ１３においては、処理対象として第ｎ層の磁気共鳴画像が選択され、処理はステップＳ１４に進む。

ステップＳ１４においては、処理対象として領域の画像が選択され、処理はステップＳ１５に進む。第ｎ層の磁気共鳴画像中で、ステップＳ１１で決定された領域画像に相当する画像が処理対象として選択される。

ステップＳ１５においては、処理対象に選択されていない磁気共鳴画像が存在するか否かが判断される。未選択の磁気共鳴画像が存在するならば処理はステップＳ１６に進むが、そうでなければ処理はステップＳ１７に進む。ステップＳ１６においては、変数ｉがインクリメントされ、処理はステップＳ１３に戻る。

ステップＳ１７においては、第１診断情報として３次元画像が生成され、処理は診断情報表示処理に戻る。ステップＳ１４において、第１層～第ｎ層の磁気共鳴画像それぞれから領域の画像が選択されている。第１層～第ｎ層それぞれの領域の画像は、第１の方向に垂直な画像である。このため、第１層～第ｎ層それぞれの領域の画像それぞれを、第１の方向に所定の距離ｄの厚さを持たせた３次元形状に変換する。そして、第１層～第ｎ層それぞれの３次元形状を、第１層～第ｎ層まで順に第１の方向に沿って配列することにより３次元形状が生成される。さらに、第１層～第ｎ層それぞれの領域画像に含まれる複数の画素の画素値を３次元形状の対応する部分に付加することにより、３次元画像が生成される。

図１６は、第２診断情報表示処理の流れの一例を示す第１のフローチャートである。第２診断情報表示処理は、診断情報表示処理のステップＳ０７において実行される処理である。第２診断情報表示処理が実行される前の段階で、診断情報表示処理のステップＳ０６において、軟骨の位置が指定されている。

図１６を参照して、ＣＰＵ１０１は、関連情報を取得する（ステップＳ２１）。関連情報は、緩和時間と画素値との関係を示す情報である。関連情報は、緩和時間と画素値との関係を定めたテーブルであってもよいし、緩和時間と画素値との関係を定めた演算式であってもよい。緩和時間は、Ｔ２緩和時間、Ｔ２＊緩和時間、Ｔ１ρ緩和時間のいずれかである。緩和時間は、診断情報表示処理のステップＳ０２において、ユーザーにより選択されて表示部１０６に表示された磁気共鳴画像に対応する緩和時間である。

ステップＳ２２においては、診断モードによって処理が分岐する。診断モードは、位置モードと領域モードとを含み、ユーザーによりいずれかに設定される。診断モードが位置モードに設定されているならば処理はステップＳ２３に進み、診断モードが領域モードに設定されているならば処理はステップＳ２６に進む。

ステップＳ２３においては、ユーザーにより指定された軟骨の位置に対応する画素の画素値が緩和時間に変換される。ステップＳ２３が実行される前の段階で、表示部１０６に表示されている磁気共鳴画像または第１診断情報中で、ユーザーにより軟骨の位置が指定されているので、その指定された位置に対応する画素が特定される。ステップＳ２１において取得された関連情報を用いて、画素値が緩和時間に変換される。ここでの緩和時間は、表示部１０６に表示されている磁気共鳴画像または第１診断情報に対応する緩和時間である。次のステップＳ２４においては、緩和時間が強度に変換され、処理はステップＳ２５に進む。上記式（１）を用いて、緩和時間から強度が算出される。ステップＳ２５においては、表示部１０６に緩和時間と強度とが表示され、処理は診断情報表示処理に戻る。表示部１０６には磁気共鳴画像または第１診断情報が表示されているので、緩和時間と強度とが磁気共鳴画像または第１診断情報に重畳して表示される。また、緩和時間と強度とが磁気共鳴画像または第１診断情報中でユーザーにより指定された軟骨に対応することを示す印としての吹き出しに緩和時間と強度とが表示される。

ステップＳ２６においては、領域が特定され、処理はステップＳ２７に進む。ユーザーにより指定された軟骨の位置から所定の距離の範囲の領域が特定される。ステップＳ２７においては、領域に含まれる複数の画素ごとに、その画素の画素値が緩和時間に変換され、処理はステップＳ２８に進む。ステップＳ２１において取得された関連情報を用いて、画素値が緩和時間に変換される。ここでの緩和時間は、表示部１０６に表示されている磁気共鳴画像または第１診断情報に対応する緩和時間である。

次のステップＳ２８においては、画素ごとに緩和時間が強度に変換され、処理はステップＳ２９に進む。上記式（１）を用いて、ステップＳ２７において求められた緩和時間から強度が算出される。ステップＳ２９においては、領域に含まれる複数の画素それぞれの緩和時間の平均と、強度の平均とが算出され、処理はステップＳ３０に進む。

ステップＳ３０においては、表示部１０６に緩和時間の平均と強度の平均とが表示され、処理は診断情報表示処理に戻る。表示部１０６には磁気共鳴画像または第１診断情報が表示されているので、緩和時間の平均と強度の平均とが磁気共鳴画像または第１診断情報に重畳して表示される。また、緩和時間の平均と強度の平均とが、磁気共鳴画像または第１診断情報中でユーザーにより指定された軟骨から所定の範囲の領域に対応することを示す印としての吹き出しに緩和時間の平均と強度の平均とが表示される。また、磁気共鳴画像または第１診断情報中でユーザーにより指定された軟骨から所定の範囲の領域を示す印として、その領域の輪郭が表示されてもよい。

図１７は、第２診断情報表示処理の流れの一例を示す第２のフローチャートである。第２診断情報表示処理は、診断情報表示処理のステップＳ０７において実行される処理である。図１７に示す第２診断情報表示処理が実行される前の段階で、診断情報表示処理のステップＳ０６において、軟骨の位置が指定されている。

図１７を参照して、図１６に示した第２診断情報表示処理と異なる点は、ステップＳ２１、ステップＳ２３～ステップＳ２５、ステップＳ２７～ステップＳ３０が、ステップＳ２１Ａ、ステップＳ２３Ａ～ステップＳ２５Ａ、ステップＳ２７Ａ～ステップＳ３０Ａに変更された点である。その他の処理は、図１６に示した処理と同じである。

ＣＰＵ１０１は、関連情報を取得する（ステップＳ２１Ａ）。関連情報は、第１緩和時間と第１の磁気共鳴画像の画素値との関係を示す情報、および第２緩和時間と第２の磁気共鳴画像の画素値との関係を示す情報である。関連情報は、第１緩和時間と第１の磁気共鳴画像の画素値との関係、および第２緩和時間と第２の磁気共鳴画像の画素値との関係を定めたテーブルであってもよいし、演算式であってもよい。第１緩和時間および第２緩和時間は、Ｔ２緩和時間、Ｔ２＊緩和時間、Ｔ１ρ緩和時間のいずれかである。第１緩和時間および第２緩和時間のいずれかは、診断情報表示処理のステップＳ０２において、ユーザーにより選択されて表示部１０６に表示された磁気共鳴画像に対応する緩和時間である。ここでは、第１緩和時間が、診断情報表示処理のステップＳ０２において、ユーザーにより選択されて表示部１０６に表示された磁気共鳴画像に対応する場合を例に説明する。この場合の第２緩和時間は、第１緩和時間とは異なる。

ステップＳ２２においては、診断モードによって処理が分岐する。診断モードが位置モードに設定されているならば処理はステップＳ２３に進み、診断モードが領域モードに設定されているならば処理はステップＳ２６に進む。

ステップＳ２３Ａにおいては、ユーザーにより指定された軟骨の位置に対応する第１の磁気共鳴画像中の画素の画素値が第１緩和時間に変換されるとともに、ユーザーにより指定された軟骨の位置に対応する第２の磁気共鳴画像中の画素の画素値が第２緩和時間に変換され、処理はステップＳ２４Ａに進む。ステップＳ２１Ａにおいて取得された関連情報を用いて、第１の磁気共鳴画像中の画素の画素値が第１緩和時間に変換され、第２の磁気共鳴画像中の画素の画素値が第２緩和時間に変換される。

次のステップＳ２４Ａにおいては、第１緩和時間および第２緩和時間が強度に変換され、処理はステップＳ２５Ａに進む。上記式（２）を用いて、第１緩和時間および第２緩和時間から強度が算出される。ステップＳ２５Ａにおいては、表示部１０６に第１緩和時間、第２緩和時間および強度が表示され、処理は診断情報表示処理に戻る。表示部１０６には磁気共鳴画像または第１診断情報が表示されているので、第１緩和時間、第２緩和時間および強度が磁気共鳴画像または第１診断情報に重畳して表示される。また、第１緩和時間、第２緩和時間および強度が磁気共鳴画像または第１診断情報中でユーザーにより指定された軟骨に対応することを示す印としての吹き出しに第１緩和時間、第２緩和時間および強度が表示される。

ステップＳ２６においては、領域が特定され、処理はステップＳ２７Ａに進む。ステップＳ２７Ａにおいては、画素ごとに画素値が第１緩和時間および第２緩和時間に変換され、処理はステップＳ２８Ａに進む。ステップＳ２１Ａにおいて取得された関連情報を用いて、第１の磁気共鳴画像中で特定された領域に含まれる複数の画素ごとに、画素の画素値が第１緩和時間に変換されるとともに、第２の磁気共鳴画像中で特定された領域に含まれる複数の画素ごとに、画素の画素値が第１緩和時間に変換される。

次のステップＳ２８Ａにおいては、画素ごとに第１緩和時間および第２緩和時間が強度に変換され、処理はステップＳ２９Ａに進む。上記式（２）を用いて、ステップＳ２７Ａにおいて求められた第１緩和時間および第２緩和時間から強度が算出される。ステップＳ２９Ａにおいては、領域に含まれる複数の画素それぞれの第１緩和時間の平均、および第２緩和時間の平均、および、強度の平均が算出され、処理はステップＳ３０Ａに進む。

ステップＳ３０Ａにおいては、表示部１０６に第１緩和時間の平均、第２緩和時間の平均および強度の平均が表示され、処理は診断情報表示処理に戻る。表示部１０６には磁気共鳴画像または第１診断情報が表示されているので、第１緩和時間の平均、第２緩和時間の平均および強度の平均が磁気共鳴画像または第１診断情報に重畳して表示される。また、磁気共鳴画像または第１診断情報中でユーザーにより指定された軟骨から所定の範囲の領域を示す印としての吹き出しに第１緩和時間の平均、第２緩和時間の平均および強度の平均が表示される。また、磁気共鳴画像または第１診断情報中でユーザーにより指定された軟骨から所定の範囲の領域を示す印として、その領域の輪郭が表示されてもよい。

図１８は、第２診断情報表示処理の流れの一例を示す第３のフローチャートである。第２診断情報表示処理は、診断情報表示処理のステップＳ０７において実行される処理である。図１８に示す第２診断情報表示処理が実行される前の段階で、診断情報表示処理のステップＳ０６において、軟骨の位置が指定されている。

図１８を参照して、図１６に示した第２診断情報表示処理と異なる点は、ステップＳ２１の前にステップＳ３１が追加された点、ステップＳ２４、ステップＳ２５、ステップＳ２８、ステップＳ３０が、ステップＳ２１Ｂ、ステップＳ２４Ｂ、ステップＳ２５Ｂ、ステップＳ２８Ｂ、ステップＳ３０Ｂに変更された点である。その他の処理は、図１６に示した処理と同じである。

ＣＰＵ１０１は、軟骨の厚さを取得し（ステップＳ３１）、処理をステップＳ２１に進める。ユーザーが操作部１０７に入力する軟骨の厚さを受け付ける。また、磁気共鳴画像からエッジを抽出することにより軟骨の形状を特定し、ユーザーにより指示された部分の軟骨の厚さを検出してもよい。

ステップＳ２１においては、関連情報が取得され、処理はステップＳ２２に進む。ステップＳ２２においては、診断モードによって処理が分岐する。診断モードが位置モードに設定されているならば処理はステップＳ２３に進み、診断モードが領域モードに設定されているならば処理はステップＳ２６に進む。

ステップＳ２３においては、ユーザーにより指定された軟骨の位置に対応する画素の画素値が緩和時間に変換され、処理はステップＳ２４Ｂに進む。ステップＳ２１において取得された関連情報を用いて、画素値が緩和時間に変換される。ここでの緩和時間は、表示部１０６に表示されている磁気共鳴画像または第１診断情報に対応する緩和時間である。

次のステップＳ２４Ｂにおいては、緩和時間および軟骨の厚さが強度に変換され、処理はステップＳ２５Ｂに進む。上記式（３）を用いて、緩和時間および軟骨の厚さから強度が算出される。ステップＳ２５Ｂにおいては、表示部１０６に緩和時間、軟骨の厚さおよび強度が表示され、処理は診断情報表示処理に戻る。表示部１０６には磁気共鳴画像または第１診断情報が表示されているので、緩和時間、軟骨の厚さおよび強度が磁気共鳴画像または第１診断情報に重畳して表示される。また、緩和時間、軟骨の厚さおよび強度が磁気共鳴画像または第１診断情報中でユーザーにより指定された軟骨に対応することを示す印としての吹き出しに緩和時間、軟骨の厚さおよび強度が表示される。

ステップＳ２６においては、領域が特定され、処理はステップＳ２７に進む。ステップＳ２７においては、領域に含まれる複数の画素ごとに、その画素の画素値が緩和時間に変換され、処理はステップＳ２８Ｂに進む。ステップＳ２１において取得された関連情報を用いて、画素値が緩和時間に変換される。ここでの緩和時間は、表示部１０６に表示されている磁気共鳴画像または第１診断情報に対応する緩和時間である。

ステップＳ２８Ｂにおいては、画素ごとに緩和時間および軟骨の厚さが強度に変換され、処理はステップＳ２９に進む。上記式（３）を用いて、ステップＳ２７において求められた緩和時間と、ステップＳ３１において取得された軟骨の厚さと、から強度が算出される。ステップＳ２９においては、領域に含まれる複数の画素それぞれの緩和時間の平均と、強度の平均とが算出され、処理はステップＳ３０Ｂに進む。

ステップＳ３０Ｂにおいては、表示部１０６に緩和時間の平均、軟骨の厚さおよび強度の平均が表示され、処理は診断情報表示処理に戻る。表示部１０６には磁気共鳴画像または第１診断情報が表示されているので、緩和時間の平均、軟骨の厚さおよび強度の平均が磁気共鳴画像または第１診断情報に重畳して表示される。また、磁気共鳴画像または第１診断情報中でユーザーにより指定された軟骨から所定の範囲の領域を示す印としての吹き出しに緩和時間の平均、軟骨の厚さおよび強度の平均が表示される。

＜処理対象軟骨＞
上述した実施の形態においては、膝関節の軟骨および半月板に対する診断情報を表示する例を説明した。診断情報の生成の対象となる関節は、膝関節とは別の股関節および足関節が含まれる。肩関節、肘関節、手首または指の関節が対象に含まれてもよい。また、診断情報の生成の対象となる部位は、軟骨の他に、半月板、関節唇、関節包、靭帯,腱，骨移行部への付着部などの軟部組織を含む。

図１９は、股関節およびその周辺部について説明するための図である。図２０は、左股関節の拡大図である。図１９に示すように、骨盤Ｂ５と左大腿骨Ｂ６との間に左股関節Ｊ１があり、骨盤Ｂ５と右大腿骨Ｂ７との間に右股関節Ｊ２がある。以下、代表的に左股関節Ｊ１について説明する。図２０に示すように、左股関節Ｊ１は、骨盤Ｂ５の寛骨臼Ｂ５１および左大腿骨Ｂ６の大腿骨頭Ｂ６１により構成される。寛骨臼Ｂ５１の辺縁に関節唇３１がある。左股関節Ｊ１内には、軟骨３３等の他の種々の組織がある。左股関節Ｊ１は、関節包３５により包まれている。

＜第１の変形例＞
上記式（１）～式（３）は、緩和時間から軟骨の強度を算出する式としたが、磁気共鳴画像の画素値から軟骨の強度を算出する式としてもよい。

上記式（１）の変形例として、次式（４）が用いられる。
軟骨の強度＝ａ４×（画素値）＋ｃ４…（４）

画素値は、緩和時間に対応する磁気共鳴画像の画素値である。

上記式（２）の変形例として、次式（５）が用いられる。
軟骨の強度＝ａ５×（第１の画素値）＋ｂ５×（第２の画素値）＋ｃ５…（５）
ここで、第１の画素値は、第１緩和時間に対応する磁気共鳴画像の画素値であり、第２の画素値は、第２緩和時間に対応する磁気共鳴画像の画素値である。

上記式（３）の変形例として、次式（６）が用いられる。
軟骨の強度＝ａ６×（画素値）＋ｄ６×（軟骨の厚さ）＋ｃ６…（６）

画素値は、緩和時間に対応する磁気共鳴画像の画素値である。

＜第２の変形例＞
上述した実施の形態においては、強度を弾性係数で示したが、強度に代えて、受け止めることのできる上限を示す限界荷重としてもよい。限界荷重は、軟骨が塑性変形して破壊される直前の圧力である。実験することにより、限界荷重と弾性係数との関係を示すテーブルまたは演算式を定めておくことで、強度から限界荷重を求めることができる。第２診断情報として、強度に代えて限界荷重を表示することにより、診断者は、その軟骨がどれだけの圧力に耐えることができるかを知ることができる。特に、診断者が、磁気共鳴画像を患者に見せて軟骨の状態を説明する場合に、患者が自身の軟骨の強度を数値で把握できるので、軟骨の状態を理解し易くなる。

以上説明したように本実施の形態における診断情報表示装置１００は、ＭＲＩ装置２００が出力する磁気共鳴画像を取得し、磁気共鳴画像に基づいて第１診断情報および／または第２診断情報を生成し、第１診断情報および／または第２診断情報を表示部１０６に表示する。磁気共鳴画像に基づいて第１診断情報およびまたは第２診断情報が生成されるので、磁気共鳴画像を生成する場合に比較して、処理するデータ量が少なく、第１診断情報または第２診断情報を生成する処理の負荷が小さくなる。また、第１診断情報または第２診断情報が表示部１０６に表示されるので、磁気共鳴画像を異なる態様で表示することができる。したがって、診断を支援する情報を容易に表示することができる。

診断情報表示装置１００がＭＲＩ装置２００から取得する磁気共鳴画像は、第１方向に垂直でかつ第１方向の位置が互いに異なる複数であり、診断情報表示装置１００は、第１方向に垂直な面における領域を決定し、複数の磁気共鳴画像それぞれにおける領域に含まれる領域画像に基づいて３次元の立体画像を第１診断情報として生成する。このため、複数の磁気共鳴画像に含まれる情報を１つにまとめた３次元の画像を表示することができる。

診断情報表示装置１００は、磁気共鳴画像の各画素値とＭＲＩ装置２００で検出される緩和時間との関係を示す関連情報を取得し、関連情報を用いて、磁気共鳴画像に基づいて軟骨の硬さを示す強度である第２診断情報を決定する。このため、軟骨の強度が表示されるので、診断が容易になる。

強度は、緩和時間と強度との相関を示す式（１）に基づいて緩和時間から決定される。式（１）は、予め測定された緩和時間と強度との組の複数の相関から求められるので、軟骨の強度の予測が向上する。本実施の形態においては、強度を弾性係数としている。

また、強度は、第１緩和時間および第１緩和時間とは異なる第２緩和時間と強度との相関を示す式（２）に基づいて、第１緩和時間および第２緩和時間から決定される。式（２）は、予め測定された第１緩和時間および第２緩和時間と強度との組の複数の相関から求められるので、軟骨の強度の予測が向上する。

また、強度は、緩和時間と軟骨の厚さと強度との相関を示す式（３）に基づいて、緩和時間および軟骨の厚さから決定される。式（３）は、予め測定された緩和時間および軟骨の強度との組の複数の相関から求められるので、軟骨の強度の予測が向上する。

診断情報表示装置１００は、表示部１０６に表示された画像中の位置を受け付け、受け付けられた位置に関連付けて、位置に対応する軟骨に対して決定された軟骨の強度および緩和時間を表示する。このため、表示部１０６に表示された画像と関連付けて軟骨の強度および緩和時間が表示されるので、軟骨の位置と強度および緩和時間を同時に確認できる。

診断情報表示装置１００は、表示部１０６に表示された画像中の位置を受け付け、受け付けられた位置に関連付けて、位置から所定の範囲の位置にそれぞれ対応する軟骨それぞれに対して決定された強度および緩和時間を表示する。このため、表示部１０６に表示された画像と関連付けてユーザーにより指定された位置から所定の範囲の軟骨の強度の平均および緩和時間の平均が表示されるので、所定範囲の軟骨の位置と強度および緩和時間とを同時に確認できる。

診断情報表示装置１００は、ＭＲＩ装置２００で検出される緩和時間を取得する場合、緩和時間に基づいて、荷重関節の軟骨の硬さを示す強度を決定する。例えば、式（１）、式（２）または式（３）を用いて、緩和時間から強度を算出する。緩和時間に基づいて強度が決定されるので、磁気共鳴画像とは別に、診断を支援する情報を生成することができる。

なお、上述した実施の形態においては、診断情報表示装置１００について説明したが、診断情報表示装置１００で実行される診断情報表示方法およびその診断情報表示方法を診断情報表示装置１００が備えるＣＰＵ１０１に実行させる診断情報表示プログラムとして発明を捉えることができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

＜付記＞
（１） 第１相関関係は、緩和時間と強度との複数の組を用いて、緩和時間を説明変数とし、強度を目的変数として求められた回帰直線である、請求項４に記載の診断情報表示装置。

（２） 第２相関関係は、第１緩和時間、第２緩和時間および強度の複数の組を用いて、第１緩和時間および第２緩和時間を説明変数とし、強度を目的変数として求められた重回帰直線である、請求項５に記載の診断情報表示装置。

（３） 第３相関関係は、緩和時間、軟骨の厚さおよび強度の複数の組を用いて、緩和時間および軟骨の厚さを説明変数とし、強度を目的変数として求められた重回帰直線である、請求項６に記載の診断情報表示装置。

１ ＭＲＩシステム、５ インターネット、１００ 診断情報表示装置、１０１ ＣＰＵ、１０２ ＲＯＭ、１０３ ＲＡＭ、１０４ ＨＤＤ、１０５ 通信部、１０６ 表示部、１０７ 操作部、１１０ 外部記憶装置、１１１ ＣＤ－ＲＯＭ、２００ ＭＲＩ装置、２０１ 情報処理部、２０３ 計測部、１１ 軟骨、１３ 軟骨、１５ 半月板、１７ 膝蓋骨、２１ 側副靭帯、２３ 十字靭帯、２５ 大腿四頭筋、２７ 膝蓋腱、３１ 関節唇、３３ 軟骨、３５ 関節包、Ｂ１ 大腿骨、Ｂ２ 脛骨、Ｂ３ 腓骨、Ｂ５ 骨盤、Ｂ５１ 寛骨臼、Ｂ６ 左大腿骨、Ｂ６１ 大腿骨頭、Ｂ７ 右大腿骨、Ｊ 膝関節、Ｊ１ 左股関節、Ｊ２ 右股関節、４１ 指示線、４３ 指示線、４５ マウスポインタ、４７ 第２診断情報、５１ 画像取得部、５３ 範囲決定部、５５ 関連情報取得部、５７ 厚さ受付部、５９ 診断情報生成部、６１ 表示制御部、６３ 軟骨位置受付部、７１ 第１診断情報生成部、７３ 第２診断情報生成部、７５ 第１強度算出部、７７ 第２強度算出部、７８ 全例女性平均年齢、７９ 第３強度算出部、８１ 磁気共鳴画像表示部、８３ 第１診断情報表示部、８５ 第２診断情報表示部、８７ 部分表示部、８９ 領域表示部。

Claims (12)

1. ＭＲＩ装置が出力する磁気共鳴画像を取得する画像取得手段と、
   前記磁気共鳴画像の各画素値と前記ＭＲＩ装置で検出される緩和時間との関係を示す関連情報を取得する関連情報取得手段と、
   前記関連情報を用いて、取得された前記磁気共鳴画像に基づいて軟骨の硬さを示す強度を示す第２診断情報を生成する第２診断情報生成手段と、
   前記第２診断情報を表示装置に表示する表示制御手段と、を備えた、診断情報表示装置。
2. 前記磁気共鳴画像は２次元であり、
   前記画像取得手段は、第１方向に垂直でかつ前記第１方向の位置が互いに異なる複数の前記磁気共鳴画像を取得し、
   前記第１方向に垂直な面における領域を決定する範囲決定手段と、
   取得された複数の前記磁気共鳴画像それぞれにおける前記領域に含まれる領域画像に基づいて３次元の立体画像を第１診断情報として生成する第１診断情報生成手段と、をさらに備え、
   前記表示制御手段は、前記領域に対して前記第１診断情報として生成された前記立体画像を、前記領域に対応する前記第２診断情報で特定される強度に対応して予め定められた色を付して、前記領域よりも下方に位置する下方部位の３次元画像に重畳して表示する、請求項１に記載の診断情報表示装置。
3. 前記表示制御手段は、前記第２診断情報を前記磁気共鳴画像に重畳して表示する、請求項１に記載の診断情報表示装置。
4. 前記強度は、前記緩和時間と前記強度との相関を示す第１相関関係に基づいて決定される、請求項１～３のいずれかに記載の診断情報表示装置。
5. 前記緩和時間は、第１緩和時間と前記第１緩和時間とは異なる第２緩和時間とを含み、
   前記強度は、前記第１緩和時間と前記第２緩和時間と前記強度との相関を示す第２相関関係値に基づいて、前記第１緩和時間および前記第２緩和時間から決定される、請求項１～３のいずれかに記載の診断情報表示装置。
6. 軟骨の厚さを取得する厚さ取得手段を、さらに備え、
   前記強度は、前記緩和時間と前記軟骨の厚さと前記強度との相関を示す第３相関値に基づいて、取得された前記緩和時間および取得された前記軟骨の厚さから決定される、請求項１～３のいずれかに記載の診断情報表示装置。
7. 前記表示装置に表示された画像中の位置を受け付ける受付手段をさらに備え、
   前記表示制御手段は、受け付けられた前記位置に関連付けて、前記位置に対応する軟骨に対して決定された前記第２診断情報を表示する、請求項１～６のいずれかに記載の診断情報表示装置。
8. 前記表示装置に表示された画像中の位置を受け付ける受付手段をさらに備え、
   前記表示制御手段は、受け付けられた前記位置に関連付けて、前記位置から所定の範囲の位置にそれぞれ対応する軟骨それぞれに対して決定された前記第２診断情報の平均を表示する、請求項１～６のいずれかに記載の診断情報表示装置。
9. ＭＲＩ装置が出力する磁気共鳴画像を取得する画像取得ステップと、
   前記磁気共鳴画像の各画素値と前記ＭＲＩ装置で検出される緩和時間との関係を示す関連情報を取得する関連情報取得ステップと、
   前記関連情報を用いて、取得された前記磁気共鳴画像に基づいて軟骨の硬さを示す強度を示す第２診断情報を生成する第２診断情報生成ステップと、
   前記第２診断情報を表示装置に表示する表示制御ステップと、をコンピューターに実行させる診断情報表示方法。
10. 前記磁気共鳴画像は２次元であり、
    前記画像取得ステップは、第１方向に垂直でかつ前記第１方向の位置が互いに異なる複数の前記磁気共鳴画像を取得するステップを含み、
    前記第１方向に垂直な面における領域を決定する範囲決定ステップと、
    取得された複数の前記磁気共鳴画像それぞれにおける前記領域に含まれる領域画像に基づいて３次元の立体画像を第１診断情報として生成する第１診断情報生成ステップと、をさらに含み、
    前記表示制御ステップは、前記領域に対して前記第１診断情報として生成された前記立体画像を、前記領域に対応する前記第２診断情報で特定される強度に対応して予め定められた色を付して、前記領域よりも下方に位置する下方部位の３次元画像に重畳して表示するステップを含む、請求項９に記載の診断情報表示方法。
11. ＭＲＩ装置が出力する磁気共鳴画像を取得する画像取得ステップと、
    前記磁気共鳴画像の各画素値と前記ＭＲＩ装置で検出される緩和時間との関係を示す関連情報を取得する関連情報取得ステップと、
    前記関連情報を用いて、取得された前記磁気共鳴画像に基づいて軟骨の硬さを示す強度を示す第２診断情報を生成する第２診断情報生成ステップと、
    前記第２診断情報を表示装置に表示する表示制御ステップと、をコンピューターに実行させる診断情報表示プログラム。
12. 前記磁気共鳴画像は２次元であり、
    前記画像取得ステップは、第１方向に垂直でかつ前記第１方向の位置が互いに異なる複数の前記磁気共鳴画像を取得するステップを含み、
    前記第１方向に垂直な面における領域を決定する範囲決定ステップと、
    取得された複数の前記磁気共鳴画像それぞれにおける前記領域に含まれる領域画像に基づいて３次元の立体画像を第１診断情報として生成する第１診断情報生成ステップと、をさらに前記コンピューターに実行させ、
    前記表示制御ステップは、前記領域に対して前記第１診断情報として生成された前記立体画像を、前記領域に対応する前記第２診断情報で特定される強度に対応して予め定められた色を付して、前記領域よりも下方に位置する下方部位の３次元画像に重畳して表示するステップを含む、請求項１１に記載の診断情報表示プログラム。

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