画像処理装置，画像処理方法，磁気共鳴イメージング装置，および，プログラム
【課題】互いに連結された複数の図形を含む原画像から、抽出対象の一の図形を、適正かつ効率的に抽出した抽出画像を得る。
【解決手段】原画像ＩＧについてセグメンテーション処理を実施して連結図形ＦＲが抽出された第１の画像Ｉ１を得る。その第１の画像Ｉ１についてイロージョン処理とディレーション処理とを順次実施し、連結図形ＦＲが分離された第３の図形Ｆ３と第４の図形Ｆ４とを含む第２の画像Ｉ２を得る。その第２の画像Ｉ２において第３の図形Ｆ３を選択的に抽出するようにセグメンテーション処理をして第３の画像Ｉ３を得る。第１の画像Ｉ１と第３の画像Ｉ３とを差分処理して第４の画像Ｉ４を得る。第４の画像Ｉ４に含まれる図形を、その図形の大きさに基づいて除去する処理を実施し第５の画像Ｉ５を得る。第３画像Ｉ３と第５の画像Ｉ５とを加算処理して抽出画像を得る。
【解決手段】原画像ＩＧについてセグメンテーション処理を実施して連結図形ＦＲが抽出された第１の画像Ｉ１を得る。その第１の画像Ｉ１についてイロージョン処理とディレーション処理とを順次実施し、連結図形ＦＲが分離された第３の図形Ｆ３と第４の図形Ｆ４とを含む第２の画像Ｉ２を得る。その第２の画像Ｉ２において第３の図形Ｆ３を選択的に抽出するようにセグメンテーション処理をして第３の画像Ｉ３を得る。第１の画像Ｉ１と第３の画像Ｉ３とを差分処理して第４の画像Ｉ４を得る。第４の画像Ｉ４に含まれる図形を、その図形の大きさに基づいて除去する処理を実施し第５の画像Ｉ５を得る。第３画像Ｉ３と第５の画像Ｉ５とを加算処理して抽出画像を得る。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像処理装置，画像処理方法，磁気共鳴イメージング装置，および，プログラムに関する。特に、互いに連結された複数の図形を有する連結図形を含むように得られた原画像について、画像処理を実施することによって、その複数の図形において抽出対象とした図形が抽出された抽出画像を生成する、画像処理装置，画像処理方法，磁気共鳴イメージング装置，および，プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ：Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ Ｉｍａｇｉｎｇ）装置などのイメージング装置は、被検体の画像をイメージングして、画面に表示する装置であり、特に、医療用途において多く利用されている。
【０００３】
磁気共鳴イメージング装置においては、静磁場が形成された撮像空間内に被検体の撮像領域を収容することによって、その撮像領域におけるプロトン（ｐｒｏｔｏｎ）のスピンを、その静磁場の方向へ整列させて、磁化ベクトルを発生させる。そして、共鳴周波数のＲＦパルスを照射することによって、核磁気共鳴現象を発生させることにより、スピンをフリップさせ、そのプロトンの磁化ベクトルを変化させる。その後、そのフリップされたプロトンが元の磁化ベクトルの状態に戻る際に発生する磁気共鳴（ＭＲ）信号を受信し、その受信された磁気共鳴信号に基づいて、撮像領域についてスライス画像などの画像を再構成する。
【０００４】
この磁気共鳴イメージング装置においては、被検体において神経線維束などのファイバーが走行する方向などの情報を得るために、拡散テンソルイメージング（ＤＴＩ：Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ Ｔｅｎｓｏｒ Ｉｍａｇｉｎｇ）法によって、被検体の頭部についてスキャンを実施し、ＤＴＩデータセットを生成する。たとえば、Ｔ２イメージとＡＤＣ（Ａｐｐａｒｅｍｔ Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎａｌ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）イメージとを含むＤＴＩ画像を有するように、このＤＴＩデータセットを生成する。ここでは、神経線維束と、腫瘍との位置関係を明確にし、手術計画を適確に実行するために、上記のように得られたＤＴＩ画像から、腫瘍を示す図形を正確にセグメンテーション（ｓｅｇｍｅｎｔａｔｉｏｎ）した後に、その腫瘍を示す図形がセグメンテーションされた抽出画像を用いて、フュージョン表示が実施される。たとえば、ＤＴＩ画像を、アンアイソトロピック・ディフュージョン・フィルター（Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ ｆｉｌｔｅｒ）を用いて、ノイズ除去した後に（たとえば、非特許文献１参照）、腫瘍を示す図形を、たとえば、ファスト・マーチング・レベル・セット（Ｆａｓｔ Ｍａｒｃｈｉｎｇ Ｌｅｖｅｌ Ｓｅｔ）法（たとえば、非特許文献２参照）にてセグメンテーションし、その腫瘍を示す図形がセグメンテーションされた抽出画像を用いて、フュージョン表示が実施される。
【０００５】
しかし、上記にて得られるＤＴＩ画像においては、腫瘍と、ＣＳＦで満たされる脳室とのそれぞれを示す図形が、ほぼ同じ画素値であるために、腫瘍と脳室とが近接あるいは接触している際には、腫瘍と脳室とを示す複数の図形のそれぞれが連結された状態で、そのＤＴＩ画像からセグメンテーションされる場合がある。よって、その抽出画像を用いてフュージョン表示を実施する際には、腫瘍を示す図形の他に、脳室などの別の図形が、その抽出画像に含まれることになるために、そのフュージョン表示された画像を観察しても、神経線維束と、腫瘍との位置関係を明確に把握して、手術計画を適確に実行することが、困難な場合があった。
【０００６】
このため、ＤＴＩ画像について画像処理を実施することによって、上記の不具合を解消する方法が提案されている。
【０００７】
具体的には、予め、たとえば、ＦＬＡＩＲ（ｆｌｕｉｄ ａｔｔｅｎｕａｔｅｄ ＩＲ）法のようなパルスシーケンスで、頭部についてスキャンを実施することによって、脳室と腫瘍との間でコントラストが生ずる画像を生成し、脳室のみに対応する画素の位置情報を取得した後に、上記のようにして得たＤＴＩ画像において脳室に対応する画素部分をマスクする画像処理を実施することによって、腫瘍のみが抽出された抽出画像を生成する方法が提案されている（たとえば、非特許文献３参照）。
【０００８】
また、この他に、上記のように互いに連結された複数の図形を含む連結図形を有するＤＴＩ画像について、セグメンテーション処理を実施し、その連結図形を選択的に抽出した後に、モルフォロジ（Ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ）演算におけるイロージョン（Ｅｒｏｓｉｏｎ（収縮））処理とディレーション（Ｄｉｌａｔｉｏｎ（拡張））処理とを順次実施することによって、その連結図形を、腫瘍と脳室との各図形へ分離する。そして、その後、その分離された図形を有する画像から、腫瘍を示す図形のみを、セグメンテーションする（たとえば、非特許文献４参照）。
【０００９】
【非特許文献１】Ｇ．Ｇｅｒｉｇ ｅｔ．ａｌ，ＩＥＥＥ ｔｒａｎｓ Ｍｅｄ．Ｉｍａｇｉｎｇ，１１（２），２２１−２３２（１９９２）
【非特許文献２】Ｊ．Ａ．Ｓｅｔｈｉａｎ，Ｌｅｖｅｌ ｓｅｔ ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ ｆａｓｔ ｍａｒｃｈｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ，Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｐｒｅｓｓ（１９９９）
【非特許文献３】Ｓ．Ｓａｒａｓｗａｔｈｙ ｅｔ．ａｌ，ＩＳＭＲＭ ２００６，ｐ．１６０９
【非特許文献４】鳥脇他、画像情報処理（１），ｐ７３−７６，コロナ社，２００５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、前者においては、ＤＴＩ画像を生成するためのスキャンの実施以外に、別途、ＦＬＡＩＲ法のようなパルスシーケンスでのスキャンを実施する必要があるために、スキャン時間が全体で長くなり、効率的に診断することが困難な場合がある。
【００１１】
また、後者においては、モルフォロジ演算におけるイロージョン処理とディレーション処理との実施によって、ＤＴＩ画像における腫瘍のトポロジー（ｔｏｐｏｌｏｇｙ）の一部が失われる場合がある。つまり、ＤＴＩ画像における腫瘍の形状と、イロージョン処理とディレーション処理を実施した後の画像における腫瘍の形状とが相違する場合がある。このため、腫瘍のみを適確にセグメンテーションすることが容易ではない場合があり、効率的に診断することが困難な場合がある。
【００１２】
このように、上記のＤＴＩ画像における腫瘍と脳室とのように複数の図形が互いに連結された連結図形を有する原画像から、抽出対象である一の図形を、適正に、かつ、効率的に抽出して、抽出画像を得ることは、困難であった。
【００１３】
したがって、本発明は、互いに連結された複数の図形を有する原画像から、一の図形を、適正に、かつ、効率的に抽出可能である、画像処理装置，画像処理方法，磁気共鳴イメージング装置，および，プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を達成するために、本発明は、第１の図形と前記第１の図形に連結された第２の図形とを含む連結図形を有する原画像について画像処理を実施することによって、前記第１の図形が抽出された抽出画像を生成する画像処理装置であって、前記原画像についてセグメンテーション処理を実施することによって、前記原画像において前記連結図形が選択的に抽出された第１の画像を得る第１画像処理部と、前記第１画像処理部によって得られた前記第１の画像に含まれる前記連結図形において前記第１の図形と前記第２の図形とを分離するように、モルフォロジ演算におけるイロージョン処理とディレーション処理とを順次実施することによって、前記連結図形において前記第２の図形から分離された第３の図形と前記第１の図形から分離された第４の図形とを含む第２の画像を得る第２画像処理部と、前記第２画像処理部によって得られた前記第２の画像において前記第３の図形を選択的に抽出するようにセグメンテーション処理をすることによって、第３の画像を得る第３画像処理部と、前記第１画像処理部によって得られた前記第１の画像と、前記第３画像処理部によって得られた前記第３の画像とを差分処理することによって、第４の画像を得る第４画像処理部と、前記第４画像処理部によって得られた前記第４の画像に含まれる図形において、当該図形の大きさが基準値以上か否かを判断し、前記基準値以上であるときには前記第４の画像から当該図形を除去し、前記基準値未満であるときには前記第４の画像に当該図形を残すように前記第４の画像について処理することによって、第５の画像を得る第５画像処理部と、前記第３画像処理部によって得られた前記第３画像と、前記第５画像処理部によって得られた前記第５の画像とを加算処理することによって、前記抽出画像を得る第６画像処理部とを有する。
【００１５】
好ましくは、前記原画像において前記第１の図形に対応するように関心領域を設定する関心領域設定部を有し、前記第３画像処理部は、前記関心領域設定部によって前記原画像にて前記関心領域が設定された位置情報に基づいて、前記第２の画像において前記第３の図形を前記第１の図形に対応するように選択的に抽出する。
【００１６】
好ましくは、前記関心領域設定部は、オペレータからの指令に基づいて前記関心領域を設定する。
【００１７】
好ましくは、前記第６画像処理部によって得られた抽出画像についてセグメンテーション処理を実施する第７画像処理部を有する。
【００１８】
好ましくは、磁気共鳴信号に基づいて生成された画像を、前記原画像とする。
【００１９】
好ましくは、拡散テンソルイメージング法により被検体において腫瘍と前記腫瘍の近傍にある脳室とを含む撮像領域についてスキャンを実施することによって得られた前記磁気共鳴信号に基づいて生成された画像を、前記原画像とし、当該原画像において、前記第１の図形が前記腫瘍に対応しており、前記第２の図形が前記脳室に対応している。
【００２０】
また、上記課題を達成するために、本発明は、第１の図形と前記第１の図形に連結された第２の図形とを含む連結図形を有する原画像について画像処理を実施することによって、前記第１の図形が抽出された抽出画像を生成する画像処理方法であって、前記原画像についてセグメンテーション処理を実施することによって、前記原画像において前記連結図形が選択的に抽出された第１の画像を得る第１画像処理ステップと、前記第１画像処理ステップによって得られた前記第１の画像に含まれる前記連結図形において前記第１の図形と前記第２の図形とを分離するように、モルフォロジ演算におけるイロージョン処理とディレーション処理とを順次実施することによって、前記連結図形において前記第２の図形から分離された第３の図形と前記第１の図形から分離された第４の図形とを含む第２の画像を得る第２画像処理ステップと、前記第２画像処理ステップによって得られた前記第２の画像において前記第３の図形を選択的に抽出するようにセグメンテーション処理をすることによって、第３の画像を得る第３画像処理ステップと、前記第１画像処理ステップによって得られた前記第１の画像と、前記第３画像処理ステップによって得られた前記第３の画像とを差分処理することによって、第４の画像を得る第４画像処理ステップと、前記第４画像処理ステップによって得られた前記第４の画像に含まれる図形において、当該図形の大きさが基準値以上か否かを判断し、前記基準値以上であるときには前記第４の画像から当該図形を除去し、前記基準値未満であるときには前記第４の画像に当該図形を残すように前記第４の画像について処理することによって、第５の画像を得る第５画像処理ステップと、前記第３画像処理ステップによって得られた前記第３画像と、前記第５画像処理ステップによって得られた前記第５の画像とを加算処理することによって、前記抽出画像を得る第６画像処理ステップとを有する。
【００２１】
好ましくは、前記原画像において前記第１の図形に対応するように関心領域を設定する関心領域設定ステップを有し、前記第３画像処理ステップにおいては、前記関心領域設定ステップによって前記原画像にて前記関心領域が設定された位置情報に基づいて、前記第２の画像において前記第３の図形を前記第１の図形に対応するように選択的に抽出する。
【００２２】
好ましくは、前記関心領域設定ステップにおいては、オペレータからの指令に基づいて前記関心領域を設定する。
【００２３】
好ましくは、前記第６画像処理ステップによって得られた抽出画像についてセグメンテーション処理を実施する第７画像処理ステップを有する。
【００２４】
好ましくは、磁気共鳴信号に基づいて生成された画像を、前記原画像とする。
【００２５】
好ましくは、拡散テンソルイメージング法により被検体において腫瘍と前記腫瘍の近傍にある脳室とを含む撮像領域についてスキャンを実施することによって得られた前記磁気共鳴信号に基づいて生成された画像を、前記原画像とし、当該原画像において、前記第１の図形が前記腫瘍に対応しており、前記第２の図形が前記脳室に対応している。
【００２６】
また、上記課題を達成するために、本発明は、被検体の撮像領域についてスキャンを実施することによって得られる磁気共鳴信号に基づいて、第１の図形と前記第１の図形に連結された第２の図形とを含む連結図形を有する原画像を生成した後に、前記原画像について画像処理を実施することによって、前記第１の図形が抽出された抽出画像を生成する磁気共鳴イメージング装置であって、前記原画像についてセグメンテーション処理を実施することによって、前記原画像において前記連結図形が選択的に抽出された第１の画像を得る第１画像処理部と、前記第１画像処理部によって得られた前記第１の画像に含まれる前記連結図形において前記第１の図形と前記第２の図形とを分離するように、モルフォロジ演算におけるイロージョン処理とディレーション処理とを順次実施することによって、前記連結図形において前記第２の図形から分離された第３の図形と前記第１の図形から分離された第４の図形とを含む第２の画像を得る第２画像処理部と、前記第２画像処理部によって得られた前記第２の画像において前記第３の図形を選択的に抽出するようにセグメンテーション処理をすることによって、第３の画像を得る第３画像処理部と、前記第１画像処理部によって得られた前記第１の画像と、前記第３画像処理部によって得られた前記第３の画像とを差分処理することによって、第４の画像を得る第４画像処理部と、前記第４画像処理部によって得られた前記第４の画像に含まれる図形において、当該図形の大きさが基準値以上か否かを判断し、前記基準値以上であるときには前記第４の画像から当該図形を除去し、前記基準値未満であるときには前記第４の画像に当該図形を残すように前記第４の画像について処理することによって、第５の画像を得る第５画像処理部と、前記第３画像処理部によって得られた前記第３画像と、前記第５画像処理部によって得られた前記第５の画像とを加算処理することによって、前記抽出画像を得る第６画像処理部とを有する。
【００２７】
好ましくは、前記原画像において前記第１の図形に対応するように関心領域を設定する関心領域設定部を有し、前記第３画像処理部は、前記関心領域設定部によって前記原画像にて前記関心領域が設定された位置情報に基づいて、前記第２の画像において前記第３の図形を前記第１の図形に対応するように選択的に抽出する。
【００２８】
好ましくは、前記関心領域設定部は、オペレータからの指令に基づいて前記関心領域を設定する。
【００２９】
好ましくは、前記第６画像処理部によって得られた抽出画像についてセグメンテーション処理を実施する第７画像処理部を有する。
【００３０】
好ましくは、拡散テンソルイメージング法により被検体において腫瘍と前記腫瘍の近傍にある脳室とを含む撮像領域についてスキャンを実施することによって得られた前記磁気共鳴信号に基づいて、前記原画像を生成し、当該原画像において、前記第１の図形が前記腫瘍に対応しており、前記第２の図形が前記脳室に対応している。
【００３１】
また、上記課題を達成するために、本発明は、第１の図形と前記第１の図形に連結された第２の図形とを含む連結図形を有する原画像について画像処理を実施させることによって、前記第１の図形が抽出された抽出画像をコンピュータに生成させるプログラムであって、前記原画像についてセグメンテーション処理を実施することによって、前記原画像において前記連結図形が選択的に抽出された第１の画像を得る第１画像処理ステップと、前記第１画像処理ステップによって得られた前記第１の画像に含まれる前記連結図形において前記第１の図形と前記第２の図形とを分離するように、モルフォロジ演算におけるイロージョン処理とディレーション処理とを順次実施することによって、前記連結図形において前記第２の図形から分離された第３の図形と前記第１の図形から分離された第４の図形とを含む第２の画像を得る第２画像処理ステップと、前記第２画像処理ステップによって得られた前記第２の画像において前記第３の図形を選択的に抽出するようにセグメンテーション処理をすることによって、第３の画像を得る第３画像処理ステップと、前記第１画像処理ステップによって得られた前記第１の画像と、前記第３画像処理ステップによって得られた前記第３の画像とを差分処理することによって、第４の画像を得る第４画像処理ステップと、前記第４画像処理ステップによって得られた前記第４の画像に含まれる図形において、当該図形の大きさが基準値以上か否かを判断し、前記基準値以上であるときには前記第４の画像から当該図形を除去し、前記基準値未満であるときには前記第４の画像に当該図形を残すように前記第４の画像について処理することによって、第５の画像を得る第５画像処理ステップと、前記第３画像処理ステップによって得られた前記第３画像と、前記第５画像処理ステップによって得られた前記第５の画像とを加算処理することによって、前記抽出画像を得る第６画像処理ステップとを、前記コンピュータに実施させる。
【発明の効果】
【００３２】
以上のように、本発明によれば、互いに連結された複数の図形を有する原画像から、一の図形を、適正に、かつ、効率的に抽出可能である、画像処理装置，画像処理方法，磁気共鳴イメージング装置，および，プログラムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下より、本発明にかかる実施形態の一例について図面を参照して説明する。
【００３４】
（装置構成）
図１は、本発明にかかる実施形態において、磁気共鳴イメージング装置１の構成を示す構成図である。
【００３５】
図１に示すように、本実施形態の磁気共鳴イメージング装置１は、スキャン部２と、操作コンソール部３とを有しており、静磁場空間においてスキャン部２が被検体の撮像領域へＲＦパルスを送信し、そのＲＦパルスが送信された撮像領域にて発生する磁気共鳴信号を得るスキャンを実施した後に、そのスキャンの実施によって得られた磁気共鳴信号に基づいて、その撮像領域についての画像を操作コンソール部３が生成する。
【００３６】
スキャン部２について説明する。
【００３７】
スキャン部２は、図１に示すように、静磁場マグネット部１２と、勾配コイル部１３と、ＲＦコイル部１４と、クレードル１５と、ＲＦ駆動部２２と、勾配駆動部２３と、データ収集部２４とを有しており、被検体ＳＵにおいて発生する磁気共鳴信号を得るスキャンを実施する。スキャン部２は、静磁場が形成された撮像空間Ｂ内において、被検体ＳＵにて撮像する撮像領域を収容した後に、その被検体ＳＵの撮像領域におけるスピンを励起するように被検体ＳＵにＲＦパルスを送信すると共に、そのＲＦパルスが送信された被検体ＳＵに勾配パルスを送信することによって、被検体ＳＵにおいて発生する磁気共鳴信号を得る。
【００３８】
スキャン部２の各構成要素について、順次、説明する。
【００３９】
静磁場マグネット部１２は、たとえば、超伝導磁石（図示なし）により構成されており、被検体ＳＵが収容される撮像空間Ｂに静磁場を形成する。ここでは、静磁場マグネット部１２は、クレードル１５に載置される被検体ＳＵの体軸方向（ｚ方向）に沿うように静磁場を形成する。なお、静磁場マグネット部１２は、一対の永久磁石により構成されていてもよい。
【００４０】
勾配コイル部１３は、静磁場が形成された撮像空間Ｂに勾配磁場を形成し、ＲＦコイル部１４が受信する磁気共鳴信号に空間位置情報を付加する。ここでは、勾配コイル部１３は、静磁場方向に沿ったｚ方向と、ｘ方向と、ｙ方向との互いに直交する３軸方向に対応するように３系統からなる。これらは、撮像条件に応じて、周波数エンコード方向と位相エンコード方向とスライス選択方向とのそれぞれに勾配磁場を形成するように、勾配パルスを送信する。具体的には、勾配コイル部１３は、被検体ＳＵのスライス選択方向に勾配磁場を印加し、ＲＦコイル部１４がＲＦパルスを送信することによって励起させる被検体ＳＵのスライスを選択する。また、勾配コイル部１３は、被検体ＳＵの位相エンコード方向に勾配磁場を印加し、ＲＦパルスにより励起されたスライスからの磁気共鳴信号を位相エンコードする。そして、勾配コイル部１３は、被検体ＳＵの周波数エンコード方向に勾配磁場を印加し、ＲＦパルスにより励起されたスライスからの磁気共鳴信号を周波数エンコードする。
【００４１】
ＲＦコイル部１４は、静磁場マグネット部１２によって静磁場が形成される撮像空間Ｂ内において、電磁波であるＲＦパルスを被検体ＳＵの撮像領域に送信して高周波磁場を形成し、被検体ＳＵの撮像領域におけるプロトンのスピンを励起する。そして、ＲＦコイル部１４は、その励起された被検体ＳＵの撮像領域内のプロトンから発生する電磁波を磁気共鳴信号として受信する。本実施形態においては、ＲＦコイル部１４は、図１に示すように、第１ＲＦコイル１４ａと、第２ＲＦコイル１４ｂとを有しており、たとえば、第１ＲＦコイル１４ａが、ＲＦパルスを送信する一方で、第２ＲＦコイル１４ｂが磁気共鳴信号を受信する。
【００４２】
クレードル１５は、被検体ＳＵを載置するテーブルを有する。クレードル１５は、制御部３０からの制御信号に基づいて、撮像空間Ｂの内部と外部との間においてテーブルを移動する。
【００４３】
ＲＦ駆動部２２は、ＲＦコイル部１４を駆動させて撮像空間Ｂ内にＲＦパルスを送信させて、撮像空間Ｂに高周波磁場を形成させる。ＲＦ駆動部２２は、制御部３０からの制御信号に基づいて、ゲート変調器（図示なし）を用いてＲＦ発振器（図示なし）からの信号を所定のタイミングおよび所定の包絡線の信号に変調した後に、そのゲート変調器により変調された信号を、ＲＦ電力増幅器（図示なし）によって増幅してＲＦコイル部１４に出力し、ＲＦパルスを送信させる。
【００４４】
勾配駆動部２３は、制御部３０からの制御信号に基づいて、勾配コイル部１３を駆動させ、静磁場が形成されている撮像空間Ｂ内に、勾配磁場を発生させる。勾配駆動部２３は、３系統の勾配コイル部１３に対応して３系統の駆動回路（図示なし）を有する。
【００４５】
データ収集部２４は、制御部３０からの制御信号に基づいて、ＲＦコイル部１４が受信する磁気共鳴信号を収集する。ここでは、データ収集部２４は、ＲＦコイル部１４が受信する磁気共鳴信号をＲＦ駆動部２２のＲＦ発振器（図示なし）の出力を参照信号として位相検波器（図示なし）が位相検波する。その後、Ａ／Ｄ変換器（図示なし）を用いて、このアナログ信号である磁気共鳴信号をデジタル信号に変換して出力する。
【００４６】
操作コンソール部３について説明する。
【００４７】
操作コンソール部３は、図１に示すように、制御部３０と、データ処理部３１と、操作部３２と、表示部３３と、記憶部３４とを有する。
【００４８】
操作コンソール部３の各構成要素について、順次、説明する。
【００４９】
制御部３０は、コンピュータと、コンピュータに所定のデータ処理を実行させるプログラムを記憶するメモリとを有しており、各部を制御する。ここでは、制御部３０は、操作部３２からの操作データが入力され、その操作部３２から入力される操作データに基づいて、ＲＦ駆動部２２と勾配駆動部２３とデータ収集部２４とのそれぞれに制御信号を出力し、所定のスキャンを実行させる。そして、これと共に、データ処理部３１と表示部３３と記憶部３４とへ、制御信号を出力し、制御を行う。
【００５０】
データ処理部３１は、コンピュータと、そのコンピュータを用いて所定のデータ処理を実行するプログラムを記憶するメモリとを有しており、制御部３０からの制御信号に基づいて、データ処理を実施する。具体的には、データ処理部３１は、スキャン部２が被検体の撮像領域についてスキャンを実施することによって得た磁気共鳴信号に基づいて、その撮像領域について画像を生成した後に、その生成した画像を表示部３３に出力する。
【００５１】
本実施形態においては、データ処理部３１は、拡散テンソルイメージング（ＤＴＩ）法によって、被検体において、腫瘍と、その腫瘍の近傍にある脳室とを含む頭部を撮像領域として、スキャン部２がスキャンを実施して得た磁気共鳴信号に基づいて、ＤＴＩ画像を生成する。このＤＴＩ画像においては、腫瘍を示す第１の図形と、その腫瘍に近接した脳室を示す第２の図形とが、互いに同様な画素値であるために、互いに連結された連結図形を含むように表示される。この後、このＤＴＩ画像を原画像として画像処理を実施することによって、腫瘍を示す第１の図形が抽出された抽出画像を生成する。そして、データ処理部３１は、神経線維束と腫瘍との位置関係を明確にするようにフュージョン表示を実施するためのフュージョン画像を、この腫瘍を示す第１の図形が抽出されている抽出画像を用いて生成する。
【００５２】
図２は、本発明にかかる実施形態において、データ処理部３１の要部を示すブロック図である。図３は、本発明にかかる実施形態において、データ処理部３１を構成する各部が実行する画像処理の内容を説明するために、各部にて画像処理が実行された後の画像を、概念的に示す図である。図４は、本発明にかかる実施形態において、図３に続いて、データ処理部３１を構成する各部が実行する画像処理の内容を説明するために、各部にて画像処理が実行された後の画像を、概念的に示す図である。
【００５３】
図２に示すように、データ処理部３１は、画像生成部３０１と、第１画像処理部３１１と、第２画像処理部３１２と、第３画像処理部３１３と、第４画像処理部３１４と、第５画像処理部３１５と、第６画像処理部３１６と、第７画像処理部３１７と、関心領域設定部３２１とを有している。ここでは、各部は、プログラムによってコンピュータが下記のように機能されることにより構成されており、互いに連結された複数の図形を含む連結図形を有する原画像について画像処理を実施して、その連結図形において抽出対象とした図形を抽出することによって、当該抽出対象とした図形を含む抽出画像を生成する。たとえば、腫瘍を示す図形を抽出することによって、この抽出画像を生成する。
【００５４】
データ処理部３１の各部について説明する。
【００５５】
データ処理部３１の画像生成部３０１は、スキャン部２がスキャンを実行することによって得られた磁気共鳴信号をローデータとし、被検体ＳＵの撮像領域についての画像をデジタル画像として生成する。本実施形態においては、上記のように、ＤＴＩ法によって被検体の頭部についてスキャンを実施して得られた磁気共鳴信号に基づいて、ＤＴＩデータセットを生成する。たとえば、ＤＴＩデータセットとして、Ｔ２イメージと、ＡＤＣイメージとを含むＤＴＩ画像を生成する。詳細については後述するが、このＤＴＩ画像においては、腫瘍と、その腫瘍に近接した脳室とを示す複数の図形が含まれ、その複数の図形が近接すると共に、両者が同様な画素値であるために、両者が互いに連結された連結図形が示される。そして、このＤＴＩ画像は、表示部３３の表示画面において表示され、その表示された原画像を観察したオペレータによって、連結図形から抽出させる、腫瘍を示す図形に対応して関心領域を設定するように、その関心領域の位置情報が、操作部３２に入力される。その後、このＤＴＩ画像の連結図形においては、関心領域設定部３２１によって関心領域が、腫瘍を示す図形に対応するように設定される。
【００５６】
図３（ａ）は、画像生成部３０１が生成し、各部にて画像処理が実施される原画像ＩＧを、下記における各部の画像処理を説明するために、概念的に示した図である。
【００５７】
図３（ａ）に示すように、この画像生成部３０１が生成する原画像ＩＧにおいては、第１の図形Ｆ１と、その第１の図形Ｆ１に近接した第２の図形Ｆ２との複数の図形が含まれており、その第１の図形Ｆ１と第２の図形Ｆ２とが、連結部ＩＴで互いに連結された連結図形ＦＲとして表示される。そして、図３（ａ）に示すように、この原画像ＩＧにおいては、複数の図形が連結された連結図形ＦＲにおいて、抽出対象とされる第１の図形Ｆ１に対応するように、関心領域設定部３２１によって関心領域が設定されて、その関心領域を示す関心領域表示画像ＲＯＩが表示される。この後、この原画像ＩＧは、第１画像処理部３１１と、第２画像処理部３１２と、第３画像処理部３１３と、第４画像処理部３１４と、第５画像処理部３１５と、第６画像処理部３１６と、第７画像処理部３１７とのそれぞれによって、画像処理が、順次、実施されて、第１の図形Ｆ１が抽出される。
【００５８】
データ処理部３１の第１画像処理部３１１は、画像生成部３０１によって連結図形を含むように生成されたＤＴＩ画像を原画像とし、その原画像についてセグメンテーション処理を実施することによって、その原画像において連結図形が選択的に抽出された第１の画像を得る。詳細については後述するが、本実施形態においては、上記にてＤＴＩ画像として得たＴ２イメージとＡＤＣイメージとのいずれか一方について、たとえば、ファスト・マーチング・レベル・セット法にてセグメンテーション処理する。具体的には、このＤＴＩ画像の連結図形において、腫瘍を示す第１の図形に対応するように、関心領域設定部３２１によって関心領域が設定された画素について、画素値の平均値、標準偏差などを、腫瘍の特徴量として算出した後に、その腫瘍の特徴量に基づいて、セグメンテーション処理を実行する。ここでは、腫瘍と脳室とのそれぞれを示す各図形が、ほぼ同じ画素値であるために、腫瘍と脳室とが近接あるいは接触している際には、腫瘍と脳室とを示す複数の図形のそれぞれが連結された連結図形として、そのＤＴＩ画像からセグメンテーションされる。すなわち、このセグメンテーション処理の結果、そのＤＴＩ画像にて含まれる連結図形が選択的に抽出されることによって、その連結図形に対応する画素値を１とし、その連結図形以外に対応する画素値を０とする２値化された画像が、第１の画像として得られる。
【００５９】
なお、セグメンテーション処理は、上記のファスト・マーチング・レベル・セット法の他、リジョン・グローイング（Ｒｅｇｉｏｎ Ｇｒｏｗｉｎｇ）法、アクティブ・カンター・モデル（Ａｃｔｉｖｅ Ｃｏｎｔｏｕｒ Ｍｏｄｅｌ）法など他のセグメンテーション手法を適用してもよい。
【００６０】
図３（ｂ）は、第１画像処理部３１１が原画像ＩＧについて画像処理を実施することによって得る第１の画像Ｉ１を、概念的に示した図である。
【００６１】
図３（ｂ）に示すように、第１の画像Ｉ１においては、図３（ａ）に示した原画像ＩＧにて含まれる連結図形ＦＲが選択的に抽出され、抽出された連結図形ＦＲに対応する画素値を１とし、その連結図形以外に対応する画素値を０とした画像として得られる（図中では、画素値が１のとき、「黒」で表示し、画素値が０のとき、「白」で表示している）。
【００６２】
このように、第１画像処理部３１１は、原画像ＩＧについてセグメンテーション処理を実施して、その原画像ＩＧから連結図形ＦＲを選択的に抽出することによって、第１の画像Ｉ１を得る。
【００６３】
データ処理部３１の第２画像処理部３１２は、第１画像処理部３１１にて得られた第１の画像に含まれる連結図形において、互いに連結された第１の図形と第２の図形とを分離するように、モルフォロジ演算におけるイロージョン処理とディレーション処理とを順次実施する。これによって、第２画像処理部３１２は、その連結図形において第１の図形に対応しており、かつ、第２の図形から分離された第３の図形と、第２の図形に対応しており、かつ、第１の図形から分離された第４の図形とを含む第２の画像を生成する。すなわち、モルフォロジ演算におけるオープニング処理を実行して、ミンコフスキー和とミンコフスキー差とを順次求めることによって、複数の図形が連結された連結図形において、その連結された図形を互いに分離する。詳細については後述するが、本実施形態においては、第１の画像にて含まれる連結図形において、腫瘍に対応する第１の図形と、脳室に対応する第２の図形とのそれぞれを、第３の図形と第４の図形とのそれぞれに分離した画像を、第２の画像として得る。
【００６４】
図３（ｃ）と図３（ｄ）とのそれぞれは、第２画像処理部３１２が第１の画像Ｉ１について、イロージョン処理とディレーション処理とを、順次、画像処理として実施することによって得られる画像Ｉ２ａ，Ｉ２のそれぞれを、概念的に示した図である。
【００６５】
図３（ｃ）に示すように、図３（ｂ）に示した第１の画像Ｉ１についてイロージョン処理を実行することによって、第１の画像Ｉ１に含まれる連結図形ＩＲを収縮させて、連結図形ＩＲにおける第１図形Ｆ１と第２図形Ｆ２とのそれぞれを、第３図形Ｆ３と第４図形Ｆ４とのそれぞれに分離する。
【００６６】
具体的には、このイロージョン処理を実施する際には、第１の画像Ｉ１の画素において一の画素を注目画素とした後に、その注目画素と、その注目画素に近接する近接画素とにおいて、画素値が１つでも０である場合には、その注目画素の画素値を０とする処理を、各画素のそれぞれについて順次実施し、第１画像Ｉ１の大きさを収縮させる。すなわち、その注目画素と、その近接画素とを包含するような近傍パターンを、順次、注目画素として注目した各画素に移動し、その近傍パターン内における画素の画素値において、画素値が１つでも０である場合には、その注目画素の画素値を０にするように、演算処理を実施する。ここでは、第２画像処理部３１２は、オペレータによって操作部３２に入力されたイロージョン処理の処理回数に対応するように、上記のイロージョン処理を実行する。これにより、図３（ｂ）と図３（ｃ）とを比較して判るように、第１画像Ｉ１の連結図形ＦＲにおいて含まれる、第１図形Ｆ１と第２図形Ｆ２とのそれぞれが分離される。つまり、この連結図形ＦＲにおいては、第１図形Ｆ１と第２図形Ｆ２とのそれぞれの間の連結部ＩＴが消失して、第３図形Ｆ３と第４図形Ｆ４とに分離される。そして、さらに、これと共に、第１図形Ｆ１と第２図形Ｆ２との形状の周辺にて、凸状に突き出た突起部ＦＣ１，ＦＣ２が消失する。
【００６７】
図５は、本発明にかかる実施形態において、イロージョン処理を実施する際に用いる近傍パターンを示す図である。
【００６８】
図５（ａ）に示すように、たとえば、第１の画像Ｉ１が３次元画像である際には、この近傍パターンとして、３次元の各方向にて注目画素に近傍する６個の画素を包含するような、６近傍パターンを用いる。なお、図５（ｂ）に示すように、近傍の１８個の画素を包含する１８近傍パターンや、図５（ｃ）に示すように、近傍の２６個の画素を包含する２６近傍パターンなどを用いてもよい。また、たとえば、第１の画像Ｉ１が２次元画像である際には、この近傍パターンとして、注目画素を中心とした２次元の面にて注目画素の周囲を囲うように近傍する８個の画素を包含するような、８近傍パターンなどを用いる。
【００６９】
上記のようにイロージョン処理を実施した後には、図３（ｃ）に示したイロージョン処理後の画像Ｉ２ａについて、ディレーション処理を実行することによって拡張させて、図３（ｄ）に示すように、第２の画像Ｉ２を得る。
【００７０】
具体的には、このディレーション処理を実施する際には、第１の画像Ｉ１を構成する各画素において一の画素を注目画素として注目した後に、その注目画素と、その注目画素に近接する近接画素とにおいて、画素値が１つでも１である場合には、その注目画素の画素値を１とする処理を、各画素のそれぞれについて順次実施し、第１の画像Ｉ１の大きさへ拡張する。すなわち、その注目画素と、その近接画素とを包含するような近傍パターンを、順次、注目画素として注目させた各画素に移動し、その近傍パターン内における画素の画素値にて画素値が１つでも１である場合には、その注目画素の画素値を１とするように、演算処理を実施する。たとえば、図５に示したように、イロージョン処理にて用いた近傍パターンと同じ近傍パターンを用いて、このディレーション処理を実行する。また、ここでは、第２画像処理部３１２は、オペレータによって操作部３２に入力されたイロージョン処理の処理回数と同じ処理回数でディレーション処理を実行する。これにより、図３（ｄ）に示すように、上記にて収縮されている第３図形Ｆ３と第４図形Ｆ４とのそれぞれが分離された状態で、その大きさが第１の画像Ｉ１と同様に拡張され、第１図形Ｆ１に対応する第３図形Ｆ３と、第２図形Ｆ２に対応する第４図形Ｆ４とを含むように、第２の画像Ｉ２が生成される。
【００７１】
このように、第２画像処理部３１２は、第１の画像Ｉ１について、モルフォロジ演算におけるイロージョン処理とディレーション処理とを順次実施して、その第１の画像Ｉ１に含まれる連結図形ＦＲにおいて、互いに連結されている複数の図形Ｆ１，Ｆ２を分離することによって、互いに分離された複数の図形Ｆ３，Ｆ４を含む第２の画像Ｉ２を得る。
【００７２】
データ処理部３１の第３画像処理部３１３は、第２画像処理部３１２によって得られた第２の画像において、連結図形にて抽出対象とされている第１の図形に対応する第３の図形を、選択的に抽出するように、その第２の画像についてセグメンテーション処理を実施することによって、第３の画像を得る。本実施形態においては、たとえば、リジョン・グローイング法を用いてセグメンテーション処理を実行する。つまり、第３画像処理部３１３は、関心領域設定部３２１によって原画像であるＤＴＩ画像にて関心領域が設定された位置情報に基づいて、第２の画像において第３の図形を第１の図形に対応するように選択的に抽出する。具体的には、原画像であるＤＴＩ画像に含まれる連結画像において、腫瘍を示す第１の図形に対応するように関心領域が設定された際には、この設定された関心領域の位置情報に基づいて、その設定された関心領域に対応する第３の図形と、これに近接する脳室に対応する第４の図形とを含む第２の画像から、腫瘍に対応する第３の図形をセグメンテーションすることによって、第３の画像を得る。
【００７３】
図４（ｅ）は、第３画像処理部３１３が第２の画像Ｉ２について画像処理を実施することによって得る第３の画像Ｉ３を、概念的に示した図である。
【００７４】
図４（ｅ）に示すように、図３（ｄ）に示した第２の画像Ｉ２について、第３の図形Ｆ３を選択的に抽出するようにセグメンテーション処理を実施することによって、第３の画像Ｉ３を得る。ここでは、上記したように、原画像ＩＧにて関心領域ＲＯＩが設定された位置情報に基づいて、第２の画像Ｉ２において第３の図形Ｆ３を、第１の図形Ｆ１に対応するように、選択的に抽出して、第３の画像Ｉ３を得る。この第３の画像Ｉ３においては、上記したモルフォロジ演算におけるイロージョン処理とディレーション処理とによって、第１の図形Ｆ１にてトポロジーの一部が失われた第３の図形Ｆ３が抽出される。このため、後述する第４画像処理部３１４と第５画像処理部３１５と第６画像処理部３１６とのそれぞれが、順次、画像処理を実行することによって、この失われたトポロジーを復元する。
【００７５】
このように、第３画像処理部３１３は、第２の画像Ｉ２についてセグメンテーション処理を実施して、連結図形ＦＲにて抽出対象とされている図形Ｆ１に対応する図形Ｆ３を、その第２の画像Ｉ２から選択的に抽出することによって、第３の画像Ｉ３を得る。
【００７６】
データ処理部３１の第４画像処理部３１４は、第１画像処理部３１１によって得られた第１の画像と、第３画像処理部３１３によって得られた第３の画像とを差分処理することによって、第４の画像を得る。
【００７７】
図４（ｆ）は、第４画像処理部３１４が第３の画像Ｉ３について画像処理を実施することによって得る第４の画像Ｉ４を、概念的に示した図である。
【００７８】
図４（ｆ）に示すように、第４の画像Ｉ４を得る際においては、図３（ｂ）に示す第１の画像Ｉ１と、図４（ｅ）に示す第３の画像Ｉ３とにおいて、互いに対応する位置の各画素の画素値について差分処理を実施して、各画素の差分値を算出し、各画素位置に対応するように配置することによって、第４の画像Ｉ４を生成する。つまり、トポロジーが消失されていない第１図形Ｆ１を含む第１の画像Ｉ１と、トポロジーが消失された第３図形Ｆ３とを含む第３の画像Ｉ３とのそれぞれについて画素値を互いに差分することによって、第３の画像Ｉ３において消失されたトポロジーの情報を含む第４の画像Ｉ４を生成する。このため、ここで生成する第４の画像Ｉ４においては、前述の第１図形Ｆ１と第２図形Ｆ２との形状の周辺にて凸状に突き出た突起部ＦＣ１，ＦＣ２のそれぞれを有する複数の図形Ｆａ，Ｆｂが含まれる。
【００７９】
このようにして、第４画像処理部３１４は、第１の画像Ｉ１と第３の画像Ｉ３との間において差分処理を実施することによって、第４の画像Ｉ４を得る。
【００８０】
データ処理部３１の第５画像処理部３１５は、第４画像処理部３１４によって得られた第４の画像に含まれる図形を、当該図形の大きさに基づいて第４画像から除去する処理を実行することによって、第５の画像を得る。ここでは、第５画像処理部３１５は、第４画像処理部３１４によって得られた第４の画像に含まれる図形において、当該図形の大きさが基準値以上か否かを判断し、基準値以上であるときには第４の画像から当該図形を除去し、基準値未満であるときには第４の画像に当該図形を残すように第４の画像について処理することによって、第５の画像を得る。詳細については後述するが、この第５の画像は、失われたトポロジーの情報を示す画像として得られる。
【００８１】
図４（ｇ）は、第５画像処理部３１５が第４の画像Ｉ４について画像処理を実施することによって得る第５の画像Ｉ５を、概念的に示した図である。
【００８２】
図４（ｇ）に示すように、第５の画像Ｉ５を得る際においては、図４（ｆ）に示す第４の画像Ｉ４にて含まれる複数の図形Ｆａ，Ｆｂのそれぞれについて、面積を算出した後に、その算出した面積の値に基づいて、第４画像Ｉ４に含まれる図形を除去する処理を実行する。たとえば、近接する画素において画素値が１である画素が連続的に並んでいる部分を図形と判断し、その図形を構成する画素数を、図形の面積として算出する。そして、その第４の画像Ｉ４に含まれる複数の図形において、図形の面積が、予め定めた基準値以上か否かを判断する。そして、その図形の面積が基準値以上であるときには、第４の画像Ｉ４から、その面積が基準値以上である図形を除去し、基準値未満であるときには、第４の画像Ｉ４に、その面積が基準値以下である図形を残すように、第４の画像Ｉ４について処理を実施して、第５の画像Ｉ５を得る。つまり、面積の値が、予め定めた基準値よりも小さいときには、その図形が、失われたトポロジーを示す図形であると判断し、失われたトポロジーの情報を示す画像として、第５の画像Ｉ５を得る。ここでは、図４（ｇ）に示すように、第１の図形Ｆ１にて消失された図形Ｆａが残り、第２の図形Ｆ２に対応する図形Ｆｂが除去される。
【００８３】
このように、第５画像処理部３１５は、第４の画像Ｉ４に含まれる図形において、各図形の大きさが基準値以上か否かを判断し、基準値以上であるときには第４の画像Ｉ４から当該図形を除去し、基準値未満であるときには第４の画像Ｉ４に当該図形を残す処理を実施することによって、第５の画像Ｉ５を得る。
【００８４】
データ処理部３１の第６画像処理部３１６は、第３画像処理部３１３によって得られた第３の画像と、第５画像処理部３１５によって得られた第５の画像とを加算処理することによって、ＤＴＩ画像において腫瘍を示す第１の図形が抽出された抽出画像を得る。
【００８５】
図４（ｈ）は、第６画像処理部３１６が第５の画像Ｉ５について画像処理を実施することによって得る抽出画像ＩＥを、概念的に示した図である。
【００８６】
図４（ｈ）に示すように、この抽出画像ＩＥを得る際においては、図４（ｅ）に示す第３の画像Ｉ３と、図４（ｇ）に示す第５の画像Ｉ５とにおいて、互いに対応する画素の画素値について、それぞれ加算するように演算処理を実行することによって、それぞれの画素の加算値を算出して、抽出画像ＩＥを得る。すなわち、第１の図形Ｆ１のトポロジーの一部が失われた第３の図形Ｆ３を含む第３の画像Ｉ３に、その失われたトポロジーを示す図形を含む第５の画像Ｉ５を加算することによって、トポロジーが失われていない第１の図形Ｆ１が抽出された抽出画像ＩＥが生成される。これにより、図４（ｈ）に示すように、原画像ＩＧから第１の図形Ｆ１が抽出された抽出画像ＩＥが得られる。
【００８７】
このように、第６画像処理部３１６は、第３画像Ｉ３と第５の画像Ｉ５との間において加算処理を実施することによって、抽出画像ＩＥを得る。
【００８８】
データ処理部３１の第７画像処理部３１７は、第６画像処理部３１６によって得られた抽出画像についてセグメンテーション処理を実施する。詳細については後述するが、本実施形態においては、上記にて得た抽出画像について、たとえば、ファスト・マーチング・レベル・セット法にてセグメンテーション処理する。
【００８９】
データ処理部３１の関心領域設定部３２１は、画像生成部３０１によって原画像として生成されたＤＴＩ画像において、腫瘍を示す第１の図形に対応するように、関心領域を設定する。ここでは、関心領域設定部３２１は、操作部３２に入力されたオペレータからの指令に基づいて、この関心領域を設定する。
【００９０】
操作コンソール部３の他の構成要素について説明する。
【００９１】
操作部３２は、キーボードやポインティングデバイスなどの操作デバイスにより構成されている。操作部３２は、オペレータによって操作データが入力され、その操作データを制御部３０，データ処理部３１，表示部３３，記憶部３４に出力する。本実施形態においては、操作部３２は、上記のデータ処理部３１における第２画像処理部３１２において実行されるイロージョン処理およびディレーション処理の処理回数がオペレータによって入力され、そのイロージョン処理およびディレーション処理の処理回数を操作する操作データを、データ処理部３１へ出力する。また、操作部３２は、上記のデータ処理部３１における関心領域設定部３２１において設定される関心領域の位置がオペレータによって入力されて、その関心領域をＤＴＩ画像において設定させる操作データを、データ処理部３１へ出力する。
【００９２】
表示部３３は、ＣＲＴなどの表示デバイスによって構成されており、制御部３０からの制御信号に基づいて、表示画面に画像を表示する。たとえば、表示部３３は、オペレータによって操作部３２に操作データが入力される入力項目を示す入力画像を表示画面に複数表示する。また、表示部３３は、被検体ＳＵからの磁気共鳴信号に基づいてデータ処理部３１にて生成される被検体ＳＵの撮像領域についての画像のデータを受け、表示画面にその画像を表示する。本実施形態においては、表示部３３は、データ処理部３１によって生成された抽出画像に基づいて生成されたフュージョン画像について表示を行う。
【００９３】
記憶部３４は、メモリにより構成されており、各種データを記憶している。記憶部３４は、その記憶されたデータが必要に応じて、制御部３０、データ処理部３１，表示部３３によってアクセスされる。
【００９４】
（動作）
以下より、上記の本発明にかかる実施形態の磁気共鳴イメージング装置１が被検体ＳＵの撮像領域について画像を生成する際の動作について説明する。ここでは、下記ステップをコンピュータに実施させるプログラムを用いて、本動作が実行される。
【００９５】
図６は、本発明にかかる実施形態において、原画像について画像処理を実行し、抽出画像を生成する際の動作を示すフロー図である。また、図７は、本発明にかかる実施形態において、原画像について画像処理を実行し、抽出画像を生成する際の各ステップにて順次得られる画像を示す図である。そして、図８は、本発明にかかる実施形態において、図７に続いて、原画像について画像処理を実行し、抽出画像を生成する際の各ステップにて順次得られる画像を示す図である。
【００９６】
まず、図６に示すように、被検体の撮像領域についてスキャンを実施することによって、その撮像領域についての画像を、画像処理が施される原画像ＩＧとして生成し表示する（Ｓ１１）。
【００９７】
ここでは、たとえば、被検体の頭部における脳のように、拡散異方性構造を含む３次元領域を撮像領域として、静磁場が形成された撮像空間Ｂにおいて、スキャン部２が、ＤＴＩ法によって、その撮像領域についてスキャンを実施し、その撮像領域についての磁気共鳴信号を収集する。そして、その収集した磁気共鳴信号に基づいて、操作コンソール部３のデータ処理部３１における画像生成部３０１が、その撮像領域についての画像を再構成する。その後、その生成した画像を、表示部３３が、表示画面に表示する。
【００９８】
本実施形態においては、３次元領域である撮像領域において撮影するスライスとスライス枚数とを設定した後に、たとえば、スピンエコー（Ｓｐｉｎ Ｅｃｈｏ）法において、再収束パルスである１８０°パルスを挟んで、等しい大きさのＭＰＧ（Ｍｏｔｉｏｎ Ｐｒｏｂｉｎｇ Ｇｒａｄｉｅｎｔ）が対称に、たとえば、６通りの方向に印加されるように配置されたパルスシーケンスと、そのＭＰＧが配置されていないパルスシーケンスとのそれぞれに対応するように、その撮像領域についてスキャンを実施する。これにより、ＭＰＧの配置の組み合わせに対応するように、各スライスについての磁気共鳴信号が収集される。
【００９９】
そして、その収集した磁気共鳴信号に基づいて、たとえば、Ｔ２イメージと、ＡＤＣイメージとのＤＴＩ画像を、原画像として生成する。ここでは、アンアイソトロピック・ディフュージョン・フィルターを用いて、ノイズ除去処理を施した後に、アイソトロピック（Ｉｓｏｔｏｒｏｐｉｃ）なボクセル（ｖｏｘｅｌ）になるように、スライス方向に、線形補間処理を施す。これにより、たとえば、スライス枚数を、２．５倍にする。その後、その生成したＤＴＩ画像を、後述するステップにて画像処理が実施される原画像ＩＧとして、表示部３３が表示画面に表示する。
【０１００】
図７（ａ）は、本ステップにて生成され、後述するステップにて画像処理が実施される原画像ＩＧを示す図である。
【０１０１】
図７（ａ）に示すように、ＤＴＩ画像である原画像ＩＧにおいては、腫瘍を示す第１の図形Ｆ１と、その腫瘍に近接した脳室を示す第２の図形Ｆ２とが含まれる。ここでは、その第１の図形Ｆ１と第２の図形Ｆ２とのような複数の図形が近接すると共に同様な画素値であるために、連結部ＩＴにて互いに連結された連結図形ＦＲが、この原画像ＩＧにおいて表示される。
【０１０２】
つぎに、図６に示すように、原画像に含まれる連結図形から抽出させる対象である第１の図形に、関心領域を設定する（Ｓ２１）。
【０１０３】
ここでは、上記のように表示された原画像を観察したオペレータによって、連結図形において抽出させる第１の図形に対応するように、関心領域の位置情報が、ポインティングデバイスなどを用いて操作部３２に入力される。その後、この原画像の連結図形においては、関心領域設定部３２１が、その第１の図形に対応するように関心領域を設定する。
【０１０４】
図７（ｂ）は、本ステップにおいて原画像ＩＧに関心領域が設定された様子を示す図である。
【０１０５】
図７（ｂ）に示すように、表示されている原画像ＩＧにて第１の図形Ｆ１と第２の図形Ｆ２とが連結部ＩＴで連結されている連結図形ＦＲにおいて、腫瘍に相当する第１の図形Ｆ１に対応するように、関心領域ＲＯＩが設定される。そして、その設定された関心領域ＲＯＩを示す画像が、原画像ＩＧに重畳されて表示される。
【０１０６】
つぎに、図６に示すように、原画像についてセグメンテーション処理を実施し、原画像に含まれる連結図形がセグメンテーションされた第１の画像を得る（Ｓ３１）。
【０１０７】
ここでは、原画像について第１画像処理部３１１が画像処理としてセグメンテーション処理を実施することによって、第１の画像を得る。
【０１０８】
図７（ｃ）は、本ステップにおいて得られる第１の画像Ｉ１を示す図である。
【０１０９】
図７（ｃ）に示すように、第１の画像Ｉ１を得る際においては、図７（ａ）に示した原画像ＩＧから連結図形ＦＲを選択的に抽出する。
【０１１０】
本実施形態においては、原画像ＩＧであるＤＴＩ画像として得たＴ２イメージとＡＤＣイメージとのいずれか一方について、たとえば、ファスト・マーチング・レベル・セット法にて、このセグメンテーション処理を実行する。つまり、前述の図７（ａ）に示したように、原画像ＩＧにおいて、抽出対象である腫瘍を示す第１の図形Ｆ１に対応するように設定された関心領域ＲＯＩに対応する画素について、画素値の平均値、標準偏差などを、その抽出させる腫瘍の図形の特徴量として算出する。その後、その腫瘍の特徴量に基づいて、図形をセグメンテーションする。
【０１１１】
ここでは、上記したように、腫瘍を示す第１の図形Ｆ１と、脳室を示す第２の図形Ｆ２とが、ほぼ同じ画素値で生成され、その腫瘍と脳室とが近接しているために、図７（ｃ）に示すように、第１の図形Ｆ１と第２の図形Ｆ２とが互いに連結された連結図形ＦＲが、この原画像ＩＧからセグメンテーションされる。
【０１１２】
この結果、その抽出された連結図形ＦＲに対応する画素の画素値を１とし、その連結図形ＦＲ以外に対応する画素の画素値を０とするように、バイナリデータで構成されたデジタル画像データとして、この第１の画像Ｉ１が得られる。
【０１１３】
つぎに、図６に示すように、第１の画像についてモルフォロジ演算におけるイロージョン処理とディレーション処理とを順次実施し、第１の画像に含まれる連結図形が分離された第２の画像を得る（Ｓ４１）。
【０１１４】
ここでは、第１の画像に含まれる連結図形において、互いに連結された第１の図形と第２の図形とを分離するように、モルフォロジ演算におけるイロージョン処理とディレーション処理とを、第２画像処理部３１２が順次実施する。そして、これにより、その連結図形において第２の図形から分離された第３の図形と、第１の図形から分離された第４の図形とを含む第２の画像が得られる。つまり、モルフォロジ演算におけるオープニング処理を実行することによって、腫瘍に対応する第１の図形と、脳室に対応する第２の図形とが連結された連結図形を分離し、第３の図形と第４の図形とのそれぞれを含む第２の画像として得る。たとえば、本ステップにおける画像処理前後の画像を観察したオペレータによって、本処理の処理回数を指定する指令が操作部３２に入力され、その入力された指令に対応するように、随時、本処理が実行される。
【０１１５】
図７（ｄ）は、本ステップにおいて、イロージョン処理が実行されることによって得られる画像Ｉ２ａを示す図である。
【０１１６】
図７（ｄ）に示すように、図７（ｃ）に示した第１の画像Ｉ１についてイロージョン処理を実行することによって、第１の画像Ｉ１に含まれる連結図形ＩＲを収縮させる。ここでは、オペレータによって操作部３２に入力されたイロージョン処理の処理回数に対応するように、このイロージョン処理を実行する。これにより、連結図形ＩＲにおいて互いに連結されている第１図形Ｆ１と第２図形Ｆ２とのそれぞれを、第３図形Ｆ３と第４図形とのそれぞれに分離する。
【０１１７】
つまり、連結図形ＦＲにおいて、腫瘍を示す第１図形Ｆ１と、脳室を示す第２図形Ｆ２とのそれぞれの間にある連結部ＩＴが消失されて、腫瘍に対応する第３図形Ｆ３と、脳室に対応する第４図形Ｆ４とのそれぞれに分離される。そして、これと共に、図７（ｃ）に示すように、第１図形Ｆ１の形状の周辺にて、凸状に突き出た突起部ＦＣが消失されて、図７（ｄ）に示すように、円形部のみが残った形状で、第３図形Ｆ３が形成される。
【０１１８】
図７（ｅ）は、本ステップにおいて、ディレーション処理が実行されることによって得られる第２の画像Ｉ２を示す図である。
【０１１９】
図７（ｅ）に示すように、図７（ｄ）に示したイロージョン処理後の画像Ｉ２ａについて、ディレーション処理を実行することによって、イロージョン処理後の画像Ｉ２ａを拡張させて、第２の画像Ｉ２を得る。ここでは、オペレータによって操作部３２に入力されたイロージョン処理の処理回数と同じ処理回数でディレーション処理を実行する。これにより、それぞれが分離された状態で、収縮された図形の大きさが、第１画像Ｉ１におけるものと同様な大きさに拡張され、第１図形Ｆ１に対応する第３図形Ｆ３と、第２図形Ｆ２に対応する第４図形Ｆ４とを含むように、第２の画像Ｉ２が生成される。
【０１２０】
ここでは、この生成される第２の画像Ｉ２においては、腫瘍に対応する第３図形Ｆ３と、脳室に対応する第４図形Ｆ４とが、互いに分離されているが、第３図形Ｆ３と第４図形Ｆ４とのそれぞれは、第１の画像Ｉ１にて腫瘍に対応する第１図形Ｆ１と脳室に対応する第２図形Ｆ２と比較すると、モフォロジーの一部が消失されている。
【０１２１】
つぎに、図６に示すように、第２の画像についてセグメンテーション処理を実施し、第２の画像に含まれる第３の図形が抽出された第３の画像を得る（Ｓ５１）。
【０１２２】
ここでは、第２の画像において第３の図形を選択的に抽出するように、第３画像処理部３１３が第２の画像についてセグメンテーション処理を実施し、第３の画像を得る。
【０１２３】
図８（ｆ）は、本ステップにおいて得られる第３の画像Ｉ３を示す図である。
【０１２４】
図８（ｆ）に示すように、第３の画像Ｉ３を得る際においては、図７（ｅ）に示した第２の画像Ｉ２について、第３の図形Ｆ３を選択的に抽出する。
【０１２５】
本実施形態においては、たとえば、リジョン・グローイング法を用いてセグメンテーション処理を実行し、この第３の図形Ｆ３を抽出する。すなわち、前述のステップにて、図７（ｂ）に示すように、原画像ＩＧにおける連結画像ＦＲにおいて腫瘍を示す第１の図形Ｆ１に対応するように設定された関心領域ＲＯＩの位置情報に基づいて、図７（ｅ）に示す第２の画像Ｉ２から、腫瘍に対応する第３の図形Ｆ３をセグメンテーションする。これにより、図８（ｆ）に示すように、第３の図形Ｆ３が選択的に抽出された第３の画像Ｉ３が得られる。
【０１２６】
この生成される第３の画像Ｉ３においては、腫瘍に対応する第３図形Ｆ３が第２の画像Ｉ２から適確に抽出されているが、第３図形Ｆ３は、第１の画像Ｉ１にて腫瘍に対応する第１図形Ｆ１と比較すると、モフォロジーの一部が消失されている。
【０１２７】
つぎに、図６に示すように、第１の画像と第３の画像との間にて差分処理を実施することによって、第４の画像を得る（Ｓ６１）。
【０１２８】
ここでは、上記ステップにて得た第１の画像と第３の画像との間において、第４画像処理部３１４が、差分処理を実施して第４の画像を得る。
【０１２９】
図８（ｇ）は、本ステップにおいて得られる第４の画像Ｉ４を示す図である。
【０１３０】
図８（ｇ）に示すように、この第４の画像Ｉ４を得る際においては、図７（ｃ）に示す第１の画像Ｉ１と、図８（ｆ）に示す第３の画像Ｉ３とにおいて、互いに対応する位置の各画素の画素値について差分処理を実施して、各画素の差分値を算出し、各画素位置に対応するように、その差分値で各画素を構成させる。
【０１３１】
このように、トポロジーが消失されていない第１図形Ｆ１を含む第１の画像Ｉ１と、トポロジーの一部が消失された第３図形Ｆ３とを含む第３の画像Ｉ３とにおいて、互いに対応する画素の画素値を差分することによって、第４の画像Ｉ４を生成しているので、この第４の画像Ｉ４においては、第３の画像Ｉ３において腫瘍に対応する第３の図形Ｆ３にて消失されたトポロジーの情報が含まれる。すなわち、第４の画像Ｉ４においては、前述の第１図形Ｆ１の周辺にて凸状に突き出た突起部ＦＣが、第３の画像Ｉ３にて消失されたトポロジーの情報として含まれる。
【０１３２】
つぎに、図６に示すように、第４の画像に含まれる図形を、その図形の大きさに基づいて第４画像から除去する処理を実行することによって、第５の画像を得る（Ｓ７１）。
【０１３３】
ここでは、第４の画像を構成する複数の図形を、各図形の大きさに基づいて、第４画像から除去する処理を、第５画像処理部３１５が実行することによって、第５の画像を得る。
【０１３４】
図８（ｈ）は、本ステップにおいて得られる第５の画像Ｉ５を示す図である
【０１３５】
図８（ｈ）に示すように、第５の画像Ｉ５を得る際においては、まず、図８（ｇ）に示す第４の画像Ｉ４にて含まれる複数の図形Ｆａ，Ｆｂのそれぞれについて、面積を算出する。たとえば、近接する画素において画素値が１である画素が連続的に並んでいる部分を図形と判断し、その図形を構成する画素数を、図形の面積として算出する。
【０１３６】
その後、その算出した面積の値に基づいて、第４画像Ｉ４に含まれる図形を除去する処理を実行する。具体的には、第４の画像Ｉ４を構成する複数の図形において、算出された図形の面積が基準値以上か否かを判断する。そして、その図形の面積が、基準値以上であるときには第４の画像Ｉ４から、その図形を除去する。一方で、その図形の面積が、基準値未満であるときには、第４の画像Ｉ４に、その図形を残す。このようにすることによって、第５の画像Ｉ５を得る。つまり、面積の値が、予め定めた基準値よりも小さいときには、その図形が、失われたトポロジーを示す図形であると判断し、失われたトポロジーの情報を示すものであるとして、第５の画像Ｉ５を得る。
【０１３７】
つぎに、図６に示すように、第３の画像と第５の画像とについて、加算処理を実施することによって、抽出画像を得る（Ｓ８１）。
【０１３８】
ここでは、第３の画像と第５の画像とを、第６画像処理部３１６が加算処理することによって、原画像において腫瘍を示す第１の図形が抽出された抽出画像を得る。
【０１３９】
図８（ｉ）は、本ステップにおいて得られる抽出画像ＩＥを示す図である
【０１４０】
図８（ｉ）に示すように、この抽出画像ＩＥを得る際においては、図８（ｆ）に示す第３の画像Ｉ３と、図８（ｈ）に示す第５の画像Ｉ５とにおいて、互いに対応する画素の画素値について、それぞれ加算するように演算処理を実行し、それぞれの画素の加算値を算出する。つまり、第１の図形Ｆ１のトポロジーの一部が失われた第３の図形Ｆ３を含む第３の画像Ｉ３に、その失われたトポロジーを示す図形を含む第５の画像Ｉ５を加算する。このために、ここでは、トポロジーが失われていない第１の図形Ｆ１が復元された抽出画像ＩＥが生成される。
【０１４１】
つぎに、図６に示すように、抽出画像についてセグメンテーション処理を実施する（Ｓ９１）。
【０１４２】
ここでは、上記にて得られた抽出画像について、第７画像処理部３１７がセグメンテーション処理を実施する。
【０１４３】
本実施形態においては、復元された第１の図形Ｆ１に対応する画素について、画素値の平均値および標準偏差を算出し直すことによって、抽出画像について、たとえば、ファスト・マーチング・レベル・セット法にてセグメンテーション処理する。これにより、腫瘍と脳室とのように複数の図形が互いに連結された連結図形を有する原画像から、腫瘍のような抽出対象である一の図形が、適正に、かつ、効率的に、抽出されて、抽出画像が得られる。
【０１４４】
そして、上記のように各画像処理を実施することによって得た抽出画像を用いることによって、神経線維束と腫瘍とを示すフュージョン画像を表示する。ここでは、腫瘍を示す一の図形が、適正に、かつ、効率的に、抽出されて、抽出画像が得られているために、このフュージョン表示によって、神経線維束と腫瘍との位置関係が明確にされるため、手術計画が適確に実行される。
【０１４５】
以上のように、本実施形態においては、モルフォロジ演算におけるイロージョン処理とディレーション処理とを順次実施することによって、原画像であるＤＴＩ画像において、腫瘍と脳室とのそれぞれを示す互いに連結された複数の図形を分離可能であり、この分離の際に、抽出対象である腫瘍を示す図形においてトポロジーの一部が失われた場合であっても、上記の各画像処理を実行することによって、その失われたトポロジーの一部が復元される。このため、本実施形態は、複数の図形が互いに連結された連結図形を有する原画像から、抽出対象である一の図形が抽出された抽出画像を、適正に、かつ、効率的に得ることができる。したがって、本実施形態は、適正に抽出対象が抽出された抽出画像を用いて、神経線維束と腫瘍とを表示するフュージョン表示を、適確に実施することが可能であるので、神経線維束と腫瘍との位置関係を明確に把握可能であって、手術計画を効率的に実行することができる。特に、本実施形態においては、ＤＴＩ画像を得るためのスキャンの実施以外に、スキャンを実施する必要がないので、本効果を顕在化させることができる。
【０１４６】
なお、上記の実施形態において、磁気共鳴イメージング装置１は、本発明の磁気共鳴イメージング装置に相当する。また、上記の実施形態において、データ処理部３１は、本発明の画像処理装置に相当する。また、上記の実施形態において、第１画像処理部３１１は、本発明の第１画像処理部に相当する。また、上記の実施形態において、第２画像処理部３１２は、本発明の第２画像処理部に相当する。また、上記の実施形態において、第３画像処理部３１３は、本発明の第３画像処理部に相当する。また、上記の実施形態において、第４画像処理部３１４は、本発明の第４画像処理部に相当する。また、上記の実施形態において、第５画像処理部３１５は、本発明の第５画像処理部に相当する。また、上記の実施形態において、第６画像処理部３１６は、本発明の第６画像処理部に相当する。また、上記の実施形態において、第７画像処理部３１７は、本発明の第７画像処理部に相当する。また、上記の実施形態において、関心領域設定部３２１は、本発明の関心領域設定部に相当する。
【０１４７】
また、本発明の実施に際しては、上記した実施形態に限定されるものではなく、各発明特定事項を、置換または組み合わせするなど、種々の変形例を採用することができる。
【０１４８】
たとえば、本実施形態においては、モルフォロジ演算におけるイロージョン処理とディレーション処理とを実行する処理回数が、オペレータによって入力された指令に基づいて設定され実行される場合について示しているが、これに限定されない。たとえば、所定の基準を予め定めて、本処理回数を自動設定するように構成してもよい。
【０１４９】
また、磁気共鳴信号に基づいて被検体の頭部について生成されたＤＴＩ画像を原画像として、本実施形態における画像処理を実施しているが、これに限定されない。たとえば、被検体の他の部位について生成された画像について適用してもよい。また、Ｘ線ＣＴ装置にてスキャンが実施されることで得られた投影データや、超音波画像診断装置でのスキャンの実施にて得たエコー信号などを、ローデータとして生成された画像について、適用してもよい。
【０１５０】
また、抽出画像を得た後に、再度、その抽出画像についてセグメンテーション処理を実行する場合について示しているが、これに限定されない。たとえば、抽出画像についてセグメンテーション処理を実行しなくてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１５１】
【図１】図１は、本発明にかかる実施形態において、磁気共鳴イメージング装置１の構成を示す構成図である。
【図２】図２は、本発明にかかる実施形態において、データ処理部３１の要部を示すブロック図である。
【図３】図３は、本発明にかかる実施形態において、データ処理部３１を構成する各部が実行する画像処理の内容を説明するために、各部にて画像処理が実行された後の画像を、概念的に示す図である。
【図４】図４は、本発明にかかる実施形態において、図３に続いて、データ処理部３１を構成する各部が実行する画像処理の内容を説明するために、各部にて画像処理が実行された後の画像を、概念的に示す図である。
【図５】図５は、本発明にかかる実施形態において、イロージョン処理を実施する際に用いる近傍パターンを示す図である。
【図６】図６は、本発明にかかる実施形態において、原画像について画像処理を実行し、抽出画像を生成する際の動作を示すフロー図である。
【図７】図７は、本発明にかかる実施形態において、原画像について画像処理を実行し、抽出画像を生成する際の各ステップにて順次得られる画像を示す図である。
【図８】図８は、本発明にかかる実施形態において、図７に続いて、原画像について画像処理を実行し、抽出画像を生成する際の各ステップにて順次得られる画像を示す図である。
【符号の説明】
【０１５２】
１：磁気共鳴イメージング装置（磁気共鳴イメージング装置）、
２：スキャン部、
３：操作コンソール部、
１２：静磁場マグネット部、
１３：勾配コイル部、
１４：ＲＦコイル部、
１４ａ：第１ＲＦコイル、
１４ｂ：第２ＲＦコイル、
１５：クレードル、
２２：ＲＦ駆動部、
２３：勾配駆動部、
２４：データ収集部、
３０：制御部、
３１：データ処理部（画像処理装置）、
３２：操作部、
３３：表示部、
３４：記憶部、
３０１：画像生成部、
３１１：第１画像処理部（第１画像処理部）、
３１２：第２画像処理部（第２画像処理部）、
３１３：第３画像処理部（第３画像処理部）、
３１４：第４画像処理部（第４画像処理部）、
３１５：第５画像処理部（第５画像処理部）、
３１６：第６画像処理部（第６画像処理部）、
３１７：第７画像処理部（第７画像処理部）、
３２１：関心領域設定部（関心領域設定部）、
Ｂ：撮像空間
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像処理装置，画像処理方法，磁気共鳴イメージング装置，および，プログラムに関する。特に、互いに連結された複数の図形を有する連結図形を含むように得られた原画像について、画像処理を実施することによって、その複数の図形において抽出対象とした図形が抽出された抽出画像を生成する、画像処理装置，画像処理方法，磁気共鳴イメージング装置，および，プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ：Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ Ｉｍａｇｉｎｇ）装置などのイメージング装置は、被検体の画像をイメージングして、画面に表示する装置であり、特に、医療用途において多く利用されている。
【０００３】
磁気共鳴イメージング装置においては、静磁場が形成された撮像空間内に被検体の撮像領域を収容することによって、その撮像領域におけるプロトン（ｐｒｏｔｏｎ）のスピンを、その静磁場の方向へ整列させて、磁化ベクトルを発生させる。そして、共鳴周波数のＲＦパルスを照射することによって、核磁気共鳴現象を発生させることにより、スピンをフリップさせ、そのプロトンの磁化ベクトルを変化させる。その後、そのフリップされたプロトンが元の磁化ベクトルの状態に戻る際に発生する磁気共鳴（ＭＲ）信号を受信し、その受信された磁気共鳴信号に基づいて、撮像領域についてスライス画像などの画像を再構成する。
【０００４】
この磁気共鳴イメージング装置においては、被検体において神経線維束などのファイバーが走行する方向などの情報を得るために、拡散テンソルイメージング（ＤＴＩ：Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ Ｔｅｎｓｏｒ Ｉｍａｇｉｎｇ）法によって、被検体の頭部についてスキャンを実施し、ＤＴＩデータセットを生成する。たとえば、Ｔ２イメージとＡＤＣ（Ａｐｐａｒｅｍｔ Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎａｌ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）イメージとを含むＤＴＩ画像を有するように、このＤＴＩデータセットを生成する。ここでは、神経線維束と、腫瘍との位置関係を明確にし、手術計画を適確に実行するために、上記のように得られたＤＴＩ画像から、腫瘍を示す図形を正確にセグメンテーション（ｓｅｇｍｅｎｔａｔｉｏｎ）した後に、その腫瘍を示す図形がセグメンテーションされた抽出画像を用いて、フュージョン表示が実施される。たとえば、ＤＴＩ画像を、アンアイソトロピック・ディフュージョン・フィルター（Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ ｆｉｌｔｅｒ）を用いて、ノイズ除去した後に（たとえば、非特許文献１参照）、腫瘍を示す図形を、たとえば、ファスト・マーチング・レベル・セット（Ｆａｓｔ Ｍａｒｃｈｉｎｇ Ｌｅｖｅｌ Ｓｅｔ）法（たとえば、非特許文献２参照）にてセグメンテーションし、その腫瘍を示す図形がセグメンテーションされた抽出画像を用いて、フュージョン表示が実施される。
【０００５】
しかし、上記にて得られるＤＴＩ画像においては、腫瘍と、ＣＳＦで満たされる脳室とのそれぞれを示す図形が、ほぼ同じ画素値であるために、腫瘍と脳室とが近接あるいは接触している際には、腫瘍と脳室とを示す複数の図形のそれぞれが連結された状態で、そのＤＴＩ画像からセグメンテーションされる場合がある。よって、その抽出画像を用いてフュージョン表示を実施する際には、腫瘍を示す図形の他に、脳室などの別の図形が、その抽出画像に含まれることになるために、そのフュージョン表示された画像を観察しても、神経線維束と、腫瘍との位置関係を明確に把握して、手術計画を適確に実行することが、困難な場合があった。
【０００６】
このため、ＤＴＩ画像について画像処理を実施することによって、上記の不具合を解消する方法が提案されている。
【０００７】
具体的には、予め、たとえば、ＦＬＡＩＲ（ｆｌｕｉｄ ａｔｔｅｎｕａｔｅｄ ＩＲ）法のようなパルスシーケンスで、頭部についてスキャンを実施することによって、脳室と腫瘍との間でコントラストが生ずる画像を生成し、脳室のみに対応する画素の位置情報を取得した後に、上記のようにして得たＤＴＩ画像において脳室に対応する画素部分をマスクする画像処理を実施することによって、腫瘍のみが抽出された抽出画像を生成する方法が提案されている（たとえば、非特許文献３参照）。
【０００８】
また、この他に、上記のように互いに連結された複数の図形を含む連結図形を有するＤＴＩ画像について、セグメンテーション処理を実施し、その連結図形を選択的に抽出した後に、モルフォロジ（Ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ）演算におけるイロージョン（Ｅｒｏｓｉｏｎ（収縮））処理とディレーション（Ｄｉｌａｔｉｏｎ（拡張））処理とを順次実施することによって、その連結図形を、腫瘍と脳室との各図形へ分離する。そして、その後、その分離された図形を有する画像から、腫瘍を示す図形のみを、セグメンテーションする（たとえば、非特許文献４参照）。
【０００９】
【非特許文献１】Ｇ．Ｇｅｒｉｇ ｅｔ．ａｌ，ＩＥＥＥ ｔｒａｎｓ Ｍｅｄ．Ｉｍａｇｉｎｇ，１１（２），２２１−２３２（１９９２）
【非特許文献２】Ｊ．Ａ．Ｓｅｔｈｉａｎ，Ｌｅｖｅｌ ｓｅｔ ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ ｆａｓｔ ｍａｒｃｈｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ，Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｐｒｅｓｓ（１９９９）
【非特許文献３】Ｓ．Ｓａｒａｓｗａｔｈｙ ｅｔ．ａｌ，ＩＳＭＲＭ ２００６，ｐ．１６０９
【非特許文献４】鳥脇他、画像情報処理（１），ｐ７３−７６，コロナ社，２００５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、前者においては、ＤＴＩ画像を生成するためのスキャンの実施以外に、別途、ＦＬＡＩＲ法のようなパルスシーケンスでのスキャンを実施する必要があるために、スキャン時間が全体で長くなり、効率的に診断することが困難な場合がある。
【００１１】
また、後者においては、モルフォロジ演算におけるイロージョン処理とディレーション処理との実施によって、ＤＴＩ画像における腫瘍のトポロジー（ｔｏｐｏｌｏｇｙ）の一部が失われる場合がある。つまり、ＤＴＩ画像における腫瘍の形状と、イロージョン処理とディレーション処理を実施した後の画像における腫瘍の形状とが相違する場合がある。このため、腫瘍のみを適確にセグメンテーションすることが容易ではない場合があり、効率的に診断することが困難な場合がある。
【００１２】
このように、上記のＤＴＩ画像における腫瘍と脳室とのように複数の図形が互いに連結された連結図形を有する原画像から、抽出対象である一の図形を、適正に、かつ、効率的に抽出して、抽出画像を得ることは、困難であった。
【００１３】
したがって、本発明は、互いに連結された複数の図形を有する原画像から、一の図形を、適正に、かつ、効率的に抽出可能である、画像処理装置，画像処理方法，磁気共鳴イメージング装置，および，プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を達成するために、本発明は、第１の図形と前記第１の図形に連結された第２の図形とを含む連結図形を有する原画像について画像処理を実施することによって、前記第１の図形が抽出された抽出画像を生成する画像処理装置であって、前記原画像についてセグメンテーション処理を実施することによって、前記原画像において前記連結図形が選択的に抽出された第１の画像を得る第１画像処理部と、前記第１画像処理部によって得られた前記第１の画像に含まれる前記連結図形において前記第１の図形と前記第２の図形とを分離するように、モルフォロジ演算におけるイロージョン処理とディレーション処理とを順次実施することによって、前記連結図形において前記第２の図形から分離された第３の図形と前記第１の図形から分離された第４の図形とを含む第２の画像を得る第２画像処理部と、前記第２画像処理部によって得られた前記第２の画像において前記第３の図形を選択的に抽出するようにセグメンテーション処理をすることによって、第３の画像を得る第３画像処理部と、前記第１画像処理部によって得られた前記第１の画像と、前記第３画像処理部によって得られた前記第３の画像とを差分処理することによって、第４の画像を得る第４画像処理部と、前記第４画像処理部によって得られた前記第４の画像に含まれる図形において、当該図形の大きさが基準値以上か否かを判断し、前記基準値以上であるときには前記第４の画像から当該図形を除去し、前記基準値未満であるときには前記第４の画像に当該図形を残すように前記第４の画像について処理することによって、第５の画像を得る第５画像処理部と、前記第３画像処理部によって得られた前記第３画像と、前記第５画像処理部によって得られた前記第５の画像とを加算処理することによって、前記抽出画像を得る第６画像処理部とを有する。
【００１５】
好ましくは、前記原画像において前記第１の図形に対応するように関心領域を設定する関心領域設定部を有し、前記第３画像処理部は、前記関心領域設定部によって前記原画像にて前記関心領域が設定された位置情報に基づいて、前記第２の画像において前記第３の図形を前記第１の図形に対応するように選択的に抽出する。
【００１６】
好ましくは、前記関心領域設定部は、オペレータからの指令に基づいて前記関心領域を設定する。
【００１７】
好ましくは、前記第６画像処理部によって得られた抽出画像についてセグメンテーション処理を実施する第７画像処理部を有する。
【００１８】
好ましくは、磁気共鳴信号に基づいて生成された画像を、前記原画像とする。
【００１９】
好ましくは、拡散テンソルイメージング法により被検体において腫瘍と前記腫瘍の近傍にある脳室とを含む撮像領域についてスキャンを実施することによって得られた前記磁気共鳴信号に基づいて生成された画像を、前記原画像とし、当該原画像において、前記第１の図形が前記腫瘍に対応しており、前記第２の図形が前記脳室に対応している。
【００２０】
また、上記課題を達成するために、本発明は、第１の図形と前記第１の図形に連結された第２の図形とを含む連結図形を有する原画像について画像処理を実施することによって、前記第１の図形が抽出された抽出画像を生成する画像処理方法であって、前記原画像についてセグメンテーション処理を実施することによって、前記原画像において前記連結図形が選択的に抽出された第１の画像を得る第１画像処理ステップと、前記第１画像処理ステップによって得られた前記第１の画像に含まれる前記連結図形において前記第１の図形と前記第２の図形とを分離するように、モルフォロジ演算におけるイロージョン処理とディレーション処理とを順次実施することによって、前記連結図形において前記第２の図形から分離された第３の図形と前記第１の図形から分離された第４の図形とを含む第２の画像を得る第２画像処理ステップと、前記第２画像処理ステップによって得られた前記第２の画像において前記第３の図形を選択的に抽出するようにセグメンテーション処理をすることによって、第３の画像を得る第３画像処理ステップと、前記第１画像処理ステップによって得られた前記第１の画像と、前記第３画像処理ステップによって得られた前記第３の画像とを差分処理することによって、第４の画像を得る第４画像処理ステップと、前記第４画像処理ステップによって得られた前記第４の画像に含まれる図形において、当該図形の大きさが基準値以上か否かを判断し、前記基準値以上であるときには前記第４の画像から当該図形を除去し、前記基準値未満であるときには前記第４の画像に当該図形を残すように前記第４の画像について処理することによって、第５の画像を得る第５画像処理ステップと、前記第３画像処理ステップによって得られた前記第３画像と、前記第５画像処理ステップによって得られた前記第５の画像とを加算処理することによって、前記抽出画像を得る第６画像処理ステップとを有する。
【００２１】
好ましくは、前記原画像において前記第１の図形に対応するように関心領域を設定する関心領域設定ステップを有し、前記第３画像処理ステップにおいては、前記関心領域設定ステップによって前記原画像にて前記関心領域が設定された位置情報に基づいて、前記第２の画像において前記第３の図形を前記第１の図形に対応するように選択的に抽出する。
【００２２】
好ましくは、前記関心領域設定ステップにおいては、オペレータからの指令に基づいて前記関心領域を設定する。
【００２３】
好ましくは、前記第６画像処理ステップによって得られた抽出画像についてセグメンテーション処理を実施する第７画像処理ステップを有する。
【００２４】
好ましくは、磁気共鳴信号に基づいて生成された画像を、前記原画像とする。
【００２５】
好ましくは、拡散テンソルイメージング法により被検体において腫瘍と前記腫瘍の近傍にある脳室とを含む撮像領域についてスキャンを実施することによって得られた前記磁気共鳴信号に基づいて生成された画像を、前記原画像とし、当該原画像において、前記第１の図形が前記腫瘍に対応しており、前記第２の図形が前記脳室に対応している。
【００２６】
また、上記課題を達成するために、本発明は、被検体の撮像領域についてスキャンを実施することによって得られる磁気共鳴信号に基づいて、第１の図形と前記第１の図形に連結された第２の図形とを含む連結図形を有する原画像を生成した後に、前記原画像について画像処理を実施することによって、前記第１の図形が抽出された抽出画像を生成する磁気共鳴イメージング装置であって、前記原画像についてセグメンテーション処理を実施することによって、前記原画像において前記連結図形が選択的に抽出された第１の画像を得る第１画像処理部と、前記第１画像処理部によって得られた前記第１の画像に含まれる前記連結図形において前記第１の図形と前記第２の図形とを分離するように、モルフォロジ演算におけるイロージョン処理とディレーション処理とを順次実施することによって、前記連結図形において前記第２の図形から分離された第３の図形と前記第１の図形から分離された第４の図形とを含む第２の画像を得る第２画像処理部と、前記第２画像処理部によって得られた前記第２の画像において前記第３の図形を選択的に抽出するようにセグメンテーション処理をすることによって、第３の画像を得る第３画像処理部と、前記第１画像処理部によって得られた前記第１の画像と、前記第３画像処理部によって得られた前記第３の画像とを差分処理することによって、第４の画像を得る第４画像処理部と、前記第４画像処理部によって得られた前記第４の画像に含まれる図形において、当該図形の大きさが基準値以上か否かを判断し、前記基準値以上であるときには前記第４の画像から当該図形を除去し、前記基準値未満であるときには前記第４の画像に当該図形を残すように前記第４の画像について処理することによって、第５の画像を得る第５画像処理部と、前記第３画像処理部によって得られた前記第３画像と、前記第５画像処理部によって得られた前記第５の画像とを加算処理することによって、前記抽出画像を得る第６画像処理部とを有する。
【００２７】
好ましくは、前記原画像において前記第１の図形に対応するように関心領域を設定する関心領域設定部を有し、前記第３画像処理部は、前記関心領域設定部によって前記原画像にて前記関心領域が設定された位置情報に基づいて、前記第２の画像において前記第３の図形を前記第１の図形に対応するように選択的に抽出する。
【００２８】
好ましくは、前記関心領域設定部は、オペレータからの指令に基づいて前記関心領域を設定する。
【００２９】
好ましくは、前記第６画像処理部によって得られた抽出画像についてセグメンテーション処理を実施する第７画像処理部を有する。
【００３０】
好ましくは、拡散テンソルイメージング法により被検体において腫瘍と前記腫瘍の近傍にある脳室とを含む撮像領域についてスキャンを実施することによって得られた前記磁気共鳴信号に基づいて、前記原画像を生成し、当該原画像において、前記第１の図形が前記腫瘍に対応しており、前記第２の図形が前記脳室に対応している。
【００３１】
また、上記課題を達成するために、本発明は、第１の図形と前記第１の図形に連結された第２の図形とを含む連結図形を有する原画像について画像処理を実施させることによって、前記第１の図形が抽出された抽出画像をコンピュータに生成させるプログラムであって、前記原画像についてセグメンテーション処理を実施することによって、前記原画像において前記連結図形が選択的に抽出された第１の画像を得る第１画像処理ステップと、前記第１画像処理ステップによって得られた前記第１の画像に含まれる前記連結図形において前記第１の図形と前記第２の図形とを分離するように、モルフォロジ演算におけるイロージョン処理とディレーション処理とを順次実施することによって、前記連結図形において前記第２の図形から分離された第３の図形と前記第１の図形から分離された第４の図形とを含む第２の画像を得る第２画像処理ステップと、前記第２画像処理ステップによって得られた前記第２の画像において前記第３の図形を選択的に抽出するようにセグメンテーション処理をすることによって、第３の画像を得る第３画像処理ステップと、前記第１画像処理ステップによって得られた前記第１の画像と、前記第３画像処理ステップによって得られた前記第３の画像とを差分処理することによって、第４の画像を得る第４画像処理ステップと、前記第４画像処理ステップによって得られた前記第４の画像に含まれる図形において、当該図形の大きさが基準値以上か否かを判断し、前記基準値以上であるときには前記第４の画像から当該図形を除去し、前記基準値未満であるときには前記第４の画像に当該図形を残すように前記第４の画像について処理することによって、第５の画像を得る第５画像処理ステップと、前記第３画像処理ステップによって得られた前記第３画像と、前記第５画像処理ステップによって得られた前記第５の画像とを加算処理することによって、前記抽出画像を得る第６画像処理ステップとを、前記コンピュータに実施させる。
【発明の効果】
【００３２】
以上のように、本発明によれば、互いに連結された複数の図形を有する原画像から、一の図形を、適正に、かつ、効率的に抽出可能である、画像処理装置，画像処理方法，磁気共鳴イメージング装置，および，プログラムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下より、本発明にかかる実施形態の一例について図面を参照して説明する。
【００３４】
（装置構成）
図１は、本発明にかかる実施形態において、磁気共鳴イメージング装置１の構成を示す構成図である。
【００３５】
図１に示すように、本実施形態の磁気共鳴イメージング装置１は、スキャン部２と、操作コンソール部３とを有しており、静磁場空間においてスキャン部２が被検体の撮像領域へＲＦパルスを送信し、そのＲＦパルスが送信された撮像領域にて発生する磁気共鳴信号を得るスキャンを実施した後に、そのスキャンの実施によって得られた磁気共鳴信号に基づいて、その撮像領域についての画像を操作コンソール部３が生成する。
【００３６】
スキャン部２について説明する。
【００３７】
スキャン部２は、図１に示すように、静磁場マグネット部１２と、勾配コイル部１３と、ＲＦコイル部１４と、クレードル１５と、ＲＦ駆動部２２と、勾配駆動部２３と、データ収集部２４とを有しており、被検体ＳＵにおいて発生する磁気共鳴信号を得るスキャンを実施する。スキャン部２は、静磁場が形成された撮像空間Ｂ内において、被検体ＳＵにて撮像する撮像領域を収容した後に、その被検体ＳＵの撮像領域におけるスピンを励起するように被検体ＳＵにＲＦパルスを送信すると共に、そのＲＦパルスが送信された被検体ＳＵに勾配パルスを送信することによって、被検体ＳＵにおいて発生する磁気共鳴信号を得る。
【００３８】
スキャン部２の各構成要素について、順次、説明する。
【００３９】
静磁場マグネット部１２は、たとえば、超伝導磁石（図示なし）により構成されており、被検体ＳＵが収容される撮像空間Ｂに静磁場を形成する。ここでは、静磁場マグネット部１２は、クレードル１５に載置される被検体ＳＵの体軸方向（ｚ方向）に沿うように静磁場を形成する。なお、静磁場マグネット部１２は、一対の永久磁石により構成されていてもよい。
【００４０】
勾配コイル部１３は、静磁場が形成された撮像空間Ｂに勾配磁場を形成し、ＲＦコイル部１４が受信する磁気共鳴信号に空間位置情報を付加する。ここでは、勾配コイル部１３は、静磁場方向に沿ったｚ方向と、ｘ方向と、ｙ方向との互いに直交する３軸方向に対応するように３系統からなる。これらは、撮像条件に応じて、周波数エンコード方向と位相エンコード方向とスライス選択方向とのそれぞれに勾配磁場を形成するように、勾配パルスを送信する。具体的には、勾配コイル部１３は、被検体ＳＵのスライス選択方向に勾配磁場を印加し、ＲＦコイル部１４がＲＦパルスを送信することによって励起させる被検体ＳＵのスライスを選択する。また、勾配コイル部１３は、被検体ＳＵの位相エンコード方向に勾配磁場を印加し、ＲＦパルスにより励起されたスライスからの磁気共鳴信号を位相エンコードする。そして、勾配コイル部１３は、被検体ＳＵの周波数エンコード方向に勾配磁場を印加し、ＲＦパルスにより励起されたスライスからの磁気共鳴信号を周波数エンコードする。
【００４１】
ＲＦコイル部１４は、静磁場マグネット部１２によって静磁場が形成される撮像空間Ｂ内において、電磁波であるＲＦパルスを被検体ＳＵの撮像領域に送信して高周波磁場を形成し、被検体ＳＵの撮像領域におけるプロトンのスピンを励起する。そして、ＲＦコイル部１４は、その励起された被検体ＳＵの撮像領域内のプロトンから発生する電磁波を磁気共鳴信号として受信する。本実施形態においては、ＲＦコイル部１４は、図１に示すように、第１ＲＦコイル１４ａと、第２ＲＦコイル１４ｂとを有しており、たとえば、第１ＲＦコイル１４ａが、ＲＦパルスを送信する一方で、第２ＲＦコイル１４ｂが磁気共鳴信号を受信する。
【００４２】
クレードル１５は、被検体ＳＵを載置するテーブルを有する。クレードル１５は、制御部３０からの制御信号に基づいて、撮像空間Ｂの内部と外部との間においてテーブルを移動する。
【００４３】
ＲＦ駆動部２２は、ＲＦコイル部１４を駆動させて撮像空間Ｂ内にＲＦパルスを送信させて、撮像空間Ｂに高周波磁場を形成させる。ＲＦ駆動部２２は、制御部３０からの制御信号に基づいて、ゲート変調器（図示なし）を用いてＲＦ発振器（図示なし）からの信号を所定のタイミングおよび所定の包絡線の信号に変調した後に、そのゲート変調器により変調された信号を、ＲＦ電力増幅器（図示なし）によって増幅してＲＦコイル部１４に出力し、ＲＦパルスを送信させる。
【００４４】
勾配駆動部２３は、制御部３０からの制御信号に基づいて、勾配コイル部１３を駆動させ、静磁場が形成されている撮像空間Ｂ内に、勾配磁場を発生させる。勾配駆動部２３は、３系統の勾配コイル部１３に対応して３系統の駆動回路（図示なし）を有する。
【００４５】
データ収集部２４は、制御部３０からの制御信号に基づいて、ＲＦコイル部１４が受信する磁気共鳴信号を収集する。ここでは、データ収集部２４は、ＲＦコイル部１４が受信する磁気共鳴信号をＲＦ駆動部２２のＲＦ発振器（図示なし）の出力を参照信号として位相検波器（図示なし）が位相検波する。その後、Ａ／Ｄ変換器（図示なし）を用いて、このアナログ信号である磁気共鳴信号をデジタル信号に変換して出力する。
【００４６】
操作コンソール部３について説明する。
【００４７】
操作コンソール部３は、図１に示すように、制御部３０と、データ処理部３１と、操作部３２と、表示部３３と、記憶部３４とを有する。
【００４８】
操作コンソール部３の各構成要素について、順次、説明する。
【００４９】
制御部３０は、コンピュータと、コンピュータに所定のデータ処理を実行させるプログラムを記憶するメモリとを有しており、各部を制御する。ここでは、制御部３０は、操作部３２からの操作データが入力され、その操作部３２から入力される操作データに基づいて、ＲＦ駆動部２２と勾配駆動部２３とデータ収集部２４とのそれぞれに制御信号を出力し、所定のスキャンを実行させる。そして、これと共に、データ処理部３１と表示部３３と記憶部３４とへ、制御信号を出力し、制御を行う。
【００５０】
データ処理部３１は、コンピュータと、そのコンピュータを用いて所定のデータ処理を実行するプログラムを記憶するメモリとを有しており、制御部３０からの制御信号に基づいて、データ処理を実施する。具体的には、データ処理部３１は、スキャン部２が被検体の撮像領域についてスキャンを実施することによって得た磁気共鳴信号に基づいて、その撮像領域について画像を生成した後に、その生成した画像を表示部３３に出力する。
【００５１】
本実施形態においては、データ処理部３１は、拡散テンソルイメージング（ＤＴＩ）法によって、被検体において、腫瘍と、その腫瘍の近傍にある脳室とを含む頭部を撮像領域として、スキャン部２がスキャンを実施して得た磁気共鳴信号に基づいて、ＤＴＩ画像を生成する。このＤＴＩ画像においては、腫瘍を示す第１の図形と、その腫瘍に近接した脳室を示す第２の図形とが、互いに同様な画素値であるために、互いに連結された連結図形を含むように表示される。この後、このＤＴＩ画像を原画像として画像処理を実施することによって、腫瘍を示す第１の図形が抽出された抽出画像を生成する。そして、データ処理部３１は、神経線維束と腫瘍との位置関係を明確にするようにフュージョン表示を実施するためのフュージョン画像を、この腫瘍を示す第１の図形が抽出されている抽出画像を用いて生成する。
【００５２】
図２は、本発明にかかる実施形態において、データ処理部３１の要部を示すブロック図である。図３は、本発明にかかる実施形態において、データ処理部３１を構成する各部が実行する画像処理の内容を説明するために、各部にて画像処理が実行された後の画像を、概念的に示す図である。図４は、本発明にかかる実施形態において、図３に続いて、データ処理部３１を構成する各部が実行する画像処理の内容を説明するために、各部にて画像処理が実行された後の画像を、概念的に示す図である。
【００５３】
図２に示すように、データ処理部３１は、画像生成部３０１と、第１画像処理部３１１と、第２画像処理部３１２と、第３画像処理部３１３と、第４画像処理部３１４と、第５画像処理部３１５と、第６画像処理部３１６と、第７画像処理部３１７と、関心領域設定部３２１とを有している。ここでは、各部は、プログラムによってコンピュータが下記のように機能されることにより構成されており、互いに連結された複数の図形を含む連結図形を有する原画像について画像処理を実施して、その連結図形において抽出対象とした図形を抽出することによって、当該抽出対象とした図形を含む抽出画像を生成する。たとえば、腫瘍を示す図形を抽出することによって、この抽出画像を生成する。
【００５４】
データ処理部３１の各部について説明する。
【００５５】
データ処理部３１の画像生成部３０１は、スキャン部２がスキャンを実行することによって得られた磁気共鳴信号をローデータとし、被検体ＳＵの撮像領域についての画像をデジタル画像として生成する。本実施形態においては、上記のように、ＤＴＩ法によって被検体の頭部についてスキャンを実施して得られた磁気共鳴信号に基づいて、ＤＴＩデータセットを生成する。たとえば、ＤＴＩデータセットとして、Ｔ２イメージと、ＡＤＣイメージとを含むＤＴＩ画像を生成する。詳細については後述するが、このＤＴＩ画像においては、腫瘍と、その腫瘍に近接した脳室とを示す複数の図形が含まれ、その複数の図形が近接すると共に、両者が同様な画素値であるために、両者が互いに連結された連結図形が示される。そして、このＤＴＩ画像は、表示部３３の表示画面において表示され、その表示された原画像を観察したオペレータによって、連結図形から抽出させる、腫瘍を示す図形に対応して関心領域を設定するように、その関心領域の位置情報が、操作部３２に入力される。その後、このＤＴＩ画像の連結図形においては、関心領域設定部３２１によって関心領域が、腫瘍を示す図形に対応するように設定される。
【００５６】
図３（ａ）は、画像生成部３０１が生成し、各部にて画像処理が実施される原画像ＩＧを、下記における各部の画像処理を説明するために、概念的に示した図である。
【００５７】
図３（ａ）に示すように、この画像生成部３０１が生成する原画像ＩＧにおいては、第１の図形Ｆ１と、その第１の図形Ｆ１に近接した第２の図形Ｆ２との複数の図形が含まれており、その第１の図形Ｆ１と第２の図形Ｆ２とが、連結部ＩＴで互いに連結された連結図形ＦＲとして表示される。そして、図３（ａ）に示すように、この原画像ＩＧにおいては、複数の図形が連結された連結図形ＦＲにおいて、抽出対象とされる第１の図形Ｆ１に対応するように、関心領域設定部３２１によって関心領域が設定されて、その関心領域を示す関心領域表示画像ＲＯＩが表示される。この後、この原画像ＩＧは、第１画像処理部３１１と、第２画像処理部３１２と、第３画像処理部３１３と、第４画像処理部３１４と、第５画像処理部３１５と、第６画像処理部３１６と、第７画像処理部３１７とのそれぞれによって、画像処理が、順次、実施されて、第１の図形Ｆ１が抽出される。
【００５８】
データ処理部３１の第１画像処理部３１１は、画像生成部３０１によって連結図形を含むように生成されたＤＴＩ画像を原画像とし、その原画像についてセグメンテーション処理を実施することによって、その原画像において連結図形が選択的に抽出された第１の画像を得る。詳細については後述するが、本実施形態においては、上記にてＤＴＩ画像として得たＴ２イメージとＡＤＣイメージとのいずれか一方について、たとえば、ファスト・マーチング・レベル・セット法にてセグメンテーション処理する。具体的には、このＤＴＩ画像の連結図形において、腫瘍を示す第１の図形に対応するように、関心領域設定部３２１によって関心領域が設定された画素について、画素値の平均値、標準偏差などを、腫瘍の特徴量として算出した後に、その腫瘍の特徴量に基づいて、セグメンテーション処理を実行する。ここでは、腫瘍と脳室とのそれぞれを示す各図形が、ほぼ同じ画素値であるために、腫瘍と脳室とが近接あるいは接触している際には、腫瘍と脳室とを示す複数の図形のそれぞれが連結された連結図形として、そのＤＴＩ画像からセグメンテーションされる。すなわち、このセグメンテーション処理の結果、そのＤＴＩ画像にて含まれる連結図形が選択的に抽出されることによって、その連結図形に対応する画素値を１とし、その連結図形以外に対応する画素値を０とする２値化された画像が、第１の画像として得られる。
【００５９】
なお、セグメンテーション処理は、上記のファスト・マーチング・レベル・セット法の他、リジョン・グローイング（Ｒｅｇｉｏｎ Ｇｒｏｗｉｎｇ）法、アクティブ・カンター・モデル（Ａｃｔｉｖｅ Ｃｏｎｔｏｕｒ Ｍｏｄｅｌ）法など他のセグメンテーション手法を適用してもよい。
【００６０】
図３（ｂ）は、第１画像処理部３１１が原画像ＩＧについて画像処理を実施することによって得る第１の画像Ｉ１を、概念的に示した図である。
【００６１】
図３（ｂ）に示すように、第１の画像Ｉ１においては、図３（ａ）に示した原画像ＩＧにて含まれる連結図形ＦＲが選択的に抽出され、抽出された連結図形ＦＲに対応する画素値を１とし、その連結図形以外に対応する画素値を０とした画像として得られる（図中では、画素値が１のとき、「黒」で表示し、画素値が０のとき、「白」で表示している）。
【００６２】
このように、第１画像処理部３１１は、原画像ＩＧについてセグメンテーション処理を実施して、その原画像ＩＧから連結図形ＦＲを選択的に抽出することによって、第１の画像Ｉ１を得る。
【００６３】
データ処理部３１の第２画像処理部３１２は、第１画像処理部３１１にて得られた第１の画像に含まれる連結図形において、互いに連結された第１の図形と第２の図形とを分離するように、モルフォロジ演算におけるイロージョン処理とディレーション処理とを順次実施する。これによって、第２画像処理部３１２は、その連結図形において第１の図形に対応しており、かつ、第２の図形から分離された第３の図形と、第２の図形に対応しており、かつ、第１の図形から分離された第４の図形とを含む第２の画像を生成する。すなわち、モルフォロジ演算におけるオープニング処理を実行して、ミンコフスキー和とミンコフスキー差とを順次求めることによって、複数の図形が連結された連結図形において、その連結された図形を互いに分離する。詳細については後述するが、本実施形態においては、第１の画像にて含まれる連結図形において、腫瘍に対応する第１の図形と、脳室に対応する第２の図形とのそれぞれを、第３の図形と第４の図形とのそれぞれに分離した画像を、第２の画像として得る。
【００６４】
図３（ｃ）と図３（ｄ）とのそれぞれは、第２画像処理部３１２が第１の画像Ｉ１について、イロージョン処理とディレーション処理とを、順次、画像処理として実施することによって得られる画像Ｉ２ａ，Ｉ２のそれぞれを、概念的に示した図である。
【００６５】
図３（ｃ）に示すように、図３（ｂ）に示した第１の画像Ｉ１についてイロージョン処理を実行することによって、第１の画像Ｉ１に含まれる連結図形ＩＲを収縮させて、連結図形ＩＲにおける第１図形Ｆ１と第２図形Ｆ２とのそれぞれを、第３図形Ｆ３と第４図形Ｆ４とのそれぞれに分離する。
【００６６】
具体的には、このイロージョン処理を実施する際には、第１の画像Ｉ１の画素において一の画素を注目画素とした後に、その注目画素と、その注目画素に近接する近接画素とにおいて、画素値が１つでも０である場合には、その注目画素の画素値を０とする処理を、各画素のそれぞれについて順次実施し、第１画像Ｉ１の大きさを収縮させる。すなわち、その注目画素と、その近接画素とを包含するような近傍パターンを、順次、注目画素として注目した各画素に移動し、その近傍パターン内における画素の画素値において、画素値が１つでも０である場合には、その注目画素の画素値を０にするように、演算処理を実施する。ここでは、第２画像処理部３１２は、オペレータによって操作部３２に入力されたイロージョン処理の処理回数に対応するように、上記のイロージョン処理を実行する。これにより、図３（ｂ）と図３（ｃ）とを比較して判るように、第１画像Ｉ１の連結図形ＦＲにおいて含まれる、第１図形Ｆ１と第２図形Ｆ２とのそれぞれが分離される。つまり、この連結図形ＦＲにおいては、第１図形Ｆ１と第２図形Ｆ２とのそれぞれの間の連結部ＩＴが消失して、第３図形Ｆ３と第４図形Ｆ４とに分離される。そして、さらに、これと共に、第１図形Ｆ１と第２図形Ｆ２との形状の周辺にて、凸状に突き出た突起部ＦＣ１，ＦＣ２が消失する。
【００６７】
図５は、本発明にかかる実施形態において、イロージョン処理を実施する際に用いる近傍パターンを示す図である。
【００６８】
図５（ａ）に示すように、たとえば、第１の画像Ｉ１が３次元画像である際には、この近傍パターンとして、３次元の各方向にて注目画素に近傍する６個の画素を包含するような、６近傍パターンを用いる。なお、図５（ｂ）に示すように、近傍の１８個の画素を包含する１８近傍パターンや、図５（ｃ）に示すように、近傍の２６個の画素を包含する２６近傍パターンなどを用いてもよい。また、たとえば、第１の画像Ｉ１が２次元画像である際には、この近傍パターンとして、注目画素を中心とした２次元の面にて注目画素の周囲を囲うように近傍する８個の画素を包含するような、８近傍パターンなどを用いる。
【００６９】
上記のようにイロージョン処理を実施した後には、図３（ｃ）に示したイロージョン処理後の画像Ｉ２ａについて、ディレーション処理を実行することによって拡張させて、図３（ｄ）に示すように、第２の画像Ｉ２を得る。
【００７０】
具体的には、このディレーション処理を実施する際には、第１の画像Ｉ１を構成する各画素において一の画素を注目画素として注目した後に、その注目画素と、その注目画素に近接する近接画素とにおいて、画素値が１つでも１である場合には、その注目画素の画素値を１とする処理を、各画素のそれぞれについて順次実施し、第１の画像Ｉ１の大きさへ拡張する。すなわち、その注目画素と、その近接画素とを包含するような近傍パターンを、順次、注目画素として注目させた各画素に移動し、その近傍パターン内における画素の画素値にて画素値が１つでも１である場合には、その注目画素の画素値を１とするように、演算処理を実施する。たとえば、図５に示したように、イロージョン処理にて用いた近傍パターンと同じ近傍パターンを用いて、このディレーション処理を実行する。また、ここでは、第２画像処理部３１２は、オペレータによって操作部３２に入力されたイロージョン処理の処理回数と同じ処理回数でディレーション処理を実行する。これにより、図３（ｄ）に示すように、上記にて収縮されている第３図形Ｆ３と第４図形Ｆ４とのそれぞれが分離された状態で、その大きさが第１の画像Ｉ１と同様に拡張され、第１図形Ｆ１に対応する第３図形Ｆ３と、第２図形Ｆ２に対応する第４図形Ｆ４とを含むように、第２の画像Ｉ２が生成される。
【００７１】
このように、第２画像処理部３１２は、第１の画像Ｉ１について、モルフォロジ演算におけるイロージョン処理とディレーション処理とを順次実施して、その第１の画像Ｉ１に含まれる連結図形ＦＲにおいて、互いに連結されている複数の図形Ｆ１，Ｆ２を分離することによって、互いに分離された複数の図形Ｆ３，Ｆ４を含む第２の画像Ｉ２を得る。
【００７２】
データ処理部３１の第３画像処理部３１３は、第２画像処理部３１２によって得られた第２の画像において、連結図形にて抽出対象とされている第１の図形に対応する第３の図形を、選択的に抽出するように、その第２の画像についてセグメンテーション処理を実施することによって、第３の画像を得る。本実施形態においては、たとえば、リジョン・グローイング法を用いてセグメンテーション処理を実行する。つまり、第３画像処理部３１３は、関心領域設定部３２１によって原画像であるＤＴＩ画像にて関心領域が設定された位置情報に基づいて、第２の画像において第３の図形を第１の図形に対応するように選択的に抽出する。具体的には、原画像であるＤＴＩ画像に含まれる連結画像において、腫瘍を示す第１の図形に対応するように関心領域が設定された際には、この設定された関心領域の位置情報に基づいて、その設定された関心領域に対応する第３の図形と、これに近接する脳室に対応する第４の図形とを含む第２の画像から、腫瘍に対応する第３の図形をセグメンテーションすることによって、第３の画像を得る。
【００７３】
図４（ｅ）は、第３画像処理部３１３が第２の画像Ｉ２について画像処理を実施することによって得る第３の画像Ｉ３を、概念的に示した図である。
【００７４】
図４（ｅ）に示すように、図３（ｄ）に示した第２の画像Ｉ２について、第３の図形Ｆ３を選択的に抽出するようにセグメンテーション処理を実施することによって、第３の画像Ｉ３を得る。ここでは、上記したように、原画像ＩＧにて関心領域ＲＯＩが設定された位置情報に基づいて、第２の画像Ｉ２において第３の図形Ｆ３を、第１の図形Ｆ１に対応するように、選択的に抽出して、第３の画像Ｉ３を得る。この第３の画像Ｉ３においては、上記したモルフォロジ演算におけるイロージョン処理とディレーション処理とによって、第１の図形Ｆ１にてトポロジーの一部が失われた第３の図形Ｆ３が抽出される。このため、後述する第４画像処理部３１４と第５画像処理部３１５と第６画像処理部３１６とのそれぞれが、順次、画像処理を実行することによって、この失われたトポロジーを復元する。
【００７５】
このように、第３画像処理部３１３は、第２の画像Ｉ２についてセグメンテーション処理を実施して、連結図形ＦＲにて抽出対象とされている図形Ｆ１に対応する図形Ｆ３を、その第２の画像Ｉ２から選択的に抽出することによって、第３の画像Ｉ３を得る。
【００７６】
データ処理部３１の第４画像処理部３１４は、第１画像処理部３１１によって得られた第１の画像と、第３画像処理部３１３によって得られた第３の画像とを差分処理することによって、第４の画像を得る。
【００７７】
図４（ｆ）は、第４画像処理部３１４が第３の画像Ｉ３について画像処理を実施することによって得る第４の画像Ｉ４を、概念的に示した図である。
【００７８】
図４（ｆ）に示すように、第４の画像Ｉ４を得る際においては、図３（ｂ）に示す第１の画像Ｉ１と、図４（ｅ）に示す第３の画像Ｉ３とにおいて、互いに対応する位置の各画素の画素値について差分処理を実施して、各画素の差分値を算出し、各画素位置に対応するように配置することによって、第４の画像Ｉ４を生成する。つまり、トポロジーが消失されていない第１図形Ｆ１を含む第１の画像Ｉ１と、トポロジーが消失された第３図形Ｆ３とを含む第３の画像Ｉ３とのそれぞれについて画素値を互いに差分することによって、第３の画像Ｉ３において消失されたトポロジーの情報を含む第４の画像Ｉ４を生成する。このため、ここで生成する第４の画像Ｉ４においては、前述の第１図形Ｆ１と第２図形Ｆ２との形状の周辺にて凸状に突き出た突起部ＦＣ１，ＦＣ２のそれぞれを有する複数の図形Ｆａ，Ｆｂが含まれる。
【００７９】
このようにして、第４画像処理部３１４は、第１の画像Ｉ１と第３の画像Ｉ３との間において差分処理を実施することによって、第４の画像Ｉ４を得る。
【００８０】
データ処理部３１の第５画像処理部３１５は、第４画像処理部３１４によって得られた第４の画像に含まれる図形を、当該図形の大きさに基づいて第４画像から除去する処理を実行することによって、第５の画像を得る。ここでは、第５画像処理部３１５は、第４画像処理部３１４によって得られた第４の画像に含まれる図形において、当該図形の大きさが基準値以上か否かを判断し、基準値以上であるときには第４の画像から当該図形を除去し、基準値未満であるときには第４の画像に当該図形を残すように第４の画像について処理することによって、第５の画像を得る。詳細については後述するが、この第５の画像は、失われたトポロジーの情報を示す画像として得られる。
【００８１】
図４（ｇ）は、第５画像処理部３１５が第４の画像Ｉ４について画像処理を実施することによって得る第５の画像Ｉ５を、概念的に示した図である。
【００８２】
図４（ｇ）に示すように、第５の画像Ｉ５を得る際においては、図４（ｆ）に示す第４の画像Ｉ４にて含まれる複数の図形Ｆａ，Ｆｂのそれぞれについて、面積を算出した後に、その算出した面積の値に基づいて、第４画像Ｉ４に含まれる図形を除去する処理を実行する。たとえば、近接する画素において画素値が１である画素が連続的に並んでいる部分を図形と判断し、その図形を構成する画素数を、図形の面積として算出する。そして、その第４の画像Ｉ４に含まれる複数の図形において、図形の面積が、予め定めた基準値以上か否かを判断する。そして、その図形の面積が基準値以上であるときには、第４の画像Ｉ４から、その面積が基準値以上である図形を除去し、基準値未満であるときには、第４の画像Ｉ４に、その面積が基準値以下である図形を残すように、第４の画像Ｉ４について処理を実施して、第５の画像Ｉ５を得る。つまり、面積の値が、予め定めた基準値よりも小さいときには、その図形が、失われたトポロジーを示す図形であると判断し、失われたトポロジーの情報を示す画像として、第５の画像Ｉ５を得る。ここでは、図４（ｇ）に示すように、第１の図形Ｆ１にて消失された図形Ｆａが残り、第２の図形Ｆ２に対応する図形Ｆｂが除去される。
【００８３】
このように、第５画像処理部３１５は、第４の画像Ｉ４に含まれる図形において、各図形の大きさが基準値以上か否かを判断し、基準値以上であるときには第４の画像Ｉ４から当該図形を除去し、基準値未満であるときには第４の画像Ｉ４に当該図形を残す処理を実施することによって、第５の画像Ｉ５を得る。
【００８４】
データ処理部３１の第６画像処理部３１６は、第３画像処理部３１３によって得られた第３の画像と、第５画像処理部３１５によって得られた第５の画像とを加算処理することによって、ＤＴＩ画像において腫瘍を示す第１の図形が抽出された抽出画像を得る。
【００８５】
図４（ｈ）は、第６画像処理部３１６が第５の画像Ｉ５について画像処理を実施することによって得る抽出画像ＩＥを、概念的に示した図である。
【００８６】
図４（ｈ）に示すように、この抽出画像ＩＥを得る際においては、図４（ｅ）に示す第３の画像Ｉ３と、図４（ｇ）に示す第５の画像Ｉ５とにおいて、互いに対応する画素の画素値について、それぞれ加算するように演算処理を実行することによって、それぞれの画素の加算値を算出して、抽出画像ＩＥを得る。すなわち、第１の図形Ｆ１のトポロジーの一部が失われた第３の図形Ｆ３を含む第３の画像Ｉ３に、その失われたトポロジーを示す図形を含む第５の画像Ｉ５を加算することによって、トポロジーが失われていない第１の図形Ｆ１が抽出された抽出画像ＩＥが生成される。これにより、図４（ｈ）に示すように、原画像ＩＧから第１の図形Ｆ１が抽出された抽出画像ＩＥが得られる。
【００８７】
このように、第６画像処理部３１６は、第３画像Ｉ３と第５の画像Ｉ５との間において加算処理を実施することによって、抽出画像ＩＥを得る。
【００８８】
データ処理部３１の第７画像処理部３１７は、第６画像処理部３１６によって得られた抽出画像についてセグメンテーション処理を実施する。詳細については後述するが、本実施形態においては、上記にて得た抽出画像について、たとえば、ファスト・マーチング・レベル・セット法にてセグメンテーション処理する。
【００８９】
データ処理部３１の関心領域設定部３２１は、画像生成部３０１によって原画像として生成されたＤＴＩ画像において、腫瘍を示す第１の図形に対応するように、関心領域を設定する。ここでは、関心領域設定部３２１は、操作部３２に入力されたオペレータからの指令に基づいて、この関心領域を設定する。
【００９０】
操作コンソール部３の他の構成要素について説明する。
【００９１】
操作部３２は、キーボードやポインティングデバイスなどの操作デバイスにより構成されている。操作部３２は、オペレータによって操作データが入力され、その操作データを制御部３０，データ処理部３１，表示部３３，記憶部３４に出力する。本実施形態においては、操作部３２は、上記のデータ処理部３１における第２画像処理部３１２において実行されるイロージョン処理およびディレーション処理の処理回数がオペレータによって入力され、そのイロージョン処理およびディレーション処理の処理回数を操作する操作データを、データ処理部３１へ出力する。また、操作部３２は、上記のデータ処理部３１における関心領域設定部３２１において設定される関心領域の位置がオペレータによって入力されて、その関心領域をＤＴＩ画像において設定させる操作データを、データ処理部３１へ出力する。
【００９２】
表示部３３は、ＣＲＴなどの表示デバイスによって構成されており、制御部３０からの制御信号に基づいて、表示画面に画像を表示する。たとえば、表示部３３は、オペレータによって操作部３２に操作データが入力される入力項目を示す入力画像を表示画面に複数表示する。また、表示部３３は、被検体ＳＵからの磁気共鳴信号に基づいてデータ処理部３１にて生成される被検体ＳＵの撮像領域についての画像のデータを受け、表示画面にその画像を表示する。本実施形態においては、表示部３３は、データ処理部３１によって生成された抽出画像に基づいて生成されたフュージョン画像について表示を行う。
【００９３】
記憶部３４は、メモリにより構成されており、各種データを記憶している。記憶部３４は、その記憶されたデータが必要に応じて、制御部３０、データ処理部３１，表示部３３によってアクセスされる。
【００９４】
（動作）
以下より、上記の本発明にかかる実施形態の磁気共鳴イメージング装置１が被検体ＳＵの撮像領域について画像を生成する際の動作について説明する。ここでは、下記ステップをコンピュータに実施させるプログラムを用いて、本動作が実行される。
【００９５】
図６は、本発明にかかる実施形態において、原画像について画像処理を実行し、抽出画像を生成する際の動作を示すフロー図である。また、図７は、本発明にかかる実施形態において、原画像について画像処理を実行し、抽出画像を生成する際の各ステップにて順次得られる画像を示す図である。そして、図８は、本発明にかかる実施形態において、図７に続いて、原画像について画像処理を実行し、抽出画像を生成する際の各ステップにて順次得られる画像を示す図である。
【００９６】
まず、図６に示すように、被検体の撮像領域についてスキャンを実施することによって、その撮像領域についての画像を、画像処理が施される原画像ＩＧとして生成し表示する（Ｓ１１）。
【００９７】
ここでは、たとえば、被検体の頭部における脳のように、拡散異方性構造を含む３次元領域を撮像領域として、静磁場が形成された撮像空間Ｂにおいて、スキャン部２が、ＤＴＩ法によって、その撮像領域についてスキャンを実施し、その撮像領域についての磁気共鳴信号を収集する。そして、その収集した磁気共鳴信号に基づいて、操作コンソール部３のデータ処理部３１における画像生成部３０１が、その撮像領域についての画像を再構成する。その後、その生成した画像を、表示部３３が、表示画面に表示する。
【００９８】
本実施形態においては、３次元領域である撮像領域において撮影するスライスとスライス枚数とを設定した後に、たとえば、スピンエコー（Ｓｐｉｎ Ｅｃｈｏ）法において、再収束パルスである１８０°パルスを挟んで、等しい大きさのＭＰＧ（Ｍｏｔｉｏｎ Ｐｒｏｂｉｎｇ Ｇｒａｄｉｅｎｔ）が対称に、たとえば、６通りの方向に印加されるように配置されたパルスシーケンスと、そのＭＰＧが配置されていないパルスシーケンスとのそれぞれに対応するように、その撮像領域についてスキャンを実施する。これにより、ＭＰＧの配置の組み合わせに対応するように、各スライスについての磁気共鳴信号が収集される。
【００９９】
そして、その収集した磁気共鳴信号に基づいて、たとえば、Ｔ２イメージと、ＡＤＣイメージとのＤＴＩ画像を、原画像として生成する。ここでは、アンアイソトロピック・ディフュージョン・フィルターを用いて、ノイズ除去処理を施した後に、アイソトロピック（Ｉｓｏｔｏｒｏｐｉｃ）なボクセル（ｖｏｘｅｌ）になるように、スライス方向に、線形補間処理を施す。これにより、たとえば、スライス枚数を、２．５倍にする。その後、その生成したＤＴＩ画像を、後述するステップにて画像処理が実施される原画像ＩＧとして、表示部３３が表示画面に表示する。
【０１００】
図７（ａ）は、本ステップにて生成され、後述するステップにて画像処理が実施される原画像ＩＧを示す図である。
【０１０１】
図７（ａ）に示すように、ＤＴＩ画像である原画像ＩＧにおいては、腫瘍を示す第１の図形Ｆ１と、その腫瘍に近接した脳室を示す第２の図形Ｆ２とが含まれる。ここでは、その第１の図形Ｆ１と第２の図形Ｆ２とのような複数の図形が近接すると共に同様な画素値であるために、連結部ＩＴにて互いに連結された連結図形ＦＲが、この原画像ＩＧにおいて表示される。
【０１０２】
つぎに、図６に示すように、原画像に含まれる連結図形から抽出させる対象である第１の図形に、関心領域を設定する（Ｓ２１）。
【０１０３】
ここでは、上記のように表示された原画像を観察したオペレータによって、連結図形において抽出させる第１の図形に対応するように、関心領域の位置情報が、ポインティングデバイスなどを用いて操作部３２に入力される。その後、この原画像の連結図形においては、関心領域設定部３２１が、その第１の図形に対応するように関心領域を設定する。
【０１０４】
図７（ｂ）は、本ステップにおいて原画像ＩＧに関心領域が設定された様子を示す図である。
【０１０５】
図７（ｂ）に示すように、表示されている原画像ＩＧにて第１の図形Ｆ１と第２の図形Ｆ２とが連結部ＩＴで連結されている連結図形ＦＲにおいて、腫瘍に相当する第１の図形Ｆ１に対応するように、関心領域ＲＯＩが設定される。そして、その設定された関心領域ＲＯＩを示す画像が、原画像ＩＧに重畳されて表示される。
【０１０６】
つぎに、図６に示すように、原画像についてセグメンテーション処理を実施し、原画像に含まれる連結図形がセグメンテーションされた第１の画像を得る（Ｓ３１）。
【０１０７】
ここでは、原画像について第１画像処理部３１１が画像処理としてセグメンテーション処理を実施することによって、第１の画像を得る。
【０１０８】
図７（ｃ）は、本ステップにおいて得られる第１の画像Ｉ１を示す図である。
【０１０９】
図７（ｃ）に示すように、第１の画像Ｉ１を得る際においては、図７（ａ）に示した原画像ＩＧから連結図形ＦＲを選択的に抽出する。
【０１１０】
本実施形態においては、原画像ＩＧであるＤＴＩ画像として得たＴ２イメージとＡＤＣイメージとのいずれか一方について、たとえば、ファスト・マーチング・レベル・セット法にて、このセグメンテーション処理を実行する。つまり、前述の図７（ａ）に示したように、原画像ＩＧにおいて、抽出対象である腫瘍を示す第１の図形Ｆ１に対応するように設定された関心領域ＲＯＩに対応する画素について、画素値の平均値、標準偏差などを、その抽出させる腫瘍の図形の特徴量として算出する。その後、その腫瘍の特徴量に基づいて、図形をセグメンテーションする。
【０１１１】
ここでは、上記したように、腫瘍を示す第１の図形Ｆ１と、脳室を示す第２の図形Ｆ２とが、ほぼ同じ画素値で生成され、その腫瘍と脳室とが近接しているために、図７（ｃ）に示すように、第１の図形Ｆ１と第２の図形Ｆ２とが互いに連結された連結図形ＦＲが、この原画像ＩＧからセグメンテーションされる。
【０１１２】
この結果、その抽出された連結図形ＦＲに対応する画素の画素値を１とし、その連結図形ＦＲ以外に対応する画素の画素値を０とするように、バイナリデータで構成されたデジタル画像データとして、この第１の画像Ｉ１が得られる。
【０１１３】
つぎに、図６に示すように、第１の画像についてモルフォロジ演算におけるイロージョン処理とディレーション処理とを順次実施し、第１の画像に含まれる連結図形が分離された第２の画像を得る（Ｓ４１）。
【０１１４】
ここでは、第１の画像に含まれる連結図形において、互いに連結された第１の図形と第２の図形とを分離するように、モルフォロジ演算におけるイロージョン処理とディレーション処理とを、第２画像処理部３１２が順次実施する。そして、これにより、その連結図形において第２の図形から分離された第３の図形と、第１の図形から分離された第４の図形とを含む第２の画像が得られる。つまり、モルフォロジ演算におけるオープニング処理を実行することによって、腫瘍に対応する第１の図形と、脳室に対応する第２の図形とが連結された連結図形を分離し、第３の図形と第４の図形とのそれぞれを含む第２の画像として得る。たとえば、本ステップにおける画像処理前後の画像を観察したオペレータによって、本処理の処理回数を指定する指令が操作部３２に入力され、その入力された指令に対応するように、随時、本処理が実行される。
【０１１５】
図７（ｄ）は、本ステップにおいて、イロージョン処理が実行されることによって得られる画像Ｉ２ａを示す図である。
【０１１６】
図７（ｄ）に示すように、図７（ｃ）に示した第１の画像Ｉ１についてイロージョン処理を実行することによって、第１の画像Ｉ１に含まれる連結図形ＩＲを収縮させる。ここでは、オペレータによって操作部３２に入力されたイロージョン処理の処理回数に対応するように、このイロージョン処理を実行する。これにより、連結図形ＩＲにおいて互いに連結されている第１図形Ｆ１と第２図形Ｆ２とのそれぞれを、第３図形Ｆ３と第４図形とのそれぞれに分離する。
【０１１７】
つまり、連結図形ＦＲにおいて、腫瘍を示す第１図形Ｆ１と、脳室を示す第２図形Ｆ２とのそれぞれの間にある連結部ＩＴが消失されて、腫瘍に対応する第３図形Ｆ３と、脳室に対応する第４図形Ｆ４とのそれぞれに分離される。そして、これと共に、図７（ｃ）に示すように、第１図形Ｆ１の形状の周辺にて、凸状に突き出た突起部ＦＣが消失されて、図７（ｄ）に示すように、円形部のみが残った形状で、第３図形Ｆ３が形成される。
【０１１８】
図７（ｅ）は、本ステップにおいて、ディレーション処理が実行されることによって得られる第２の画像Ｉ２を示す図である。
【０１１９】
図７（ｅ）に示すように、図７（ｄ）に示したイロージョン処理後の画像Ｉ２ａについて、ディレーション処理を実行することによって、イロージョン処理後の画像Ｉ２ａを拡張させて、第２の画像Ｉ２を得る。ここでは、オペレータによって操作部３２に入力されたイロージョン処理の処理回数と同じ処理回数でディレーション処理を実行する。これにより、それぞれが分離された状態で、収縮された図形の大きさが、第１画像Ｉ１におけるものと同様な大きさに拡張され、第１図形Ｆ１に対応する第３図形Ｆ３と、第２図形Ｆ２に対応する第４図形Ｆ４とを含むように、第２の画像Ｉ２が生成される。
【０１２０】
ここでは、この生成される第２の画像Ｉ２においては、腫瘍に対応する第３図形Ｆ３と、脳室に対応する第４図形Ｆ４とが、互いに分離されているが、第３図形Ｆ３と第４図形Ｆ４とのそれぞれは、第１の画像Ｉ１にて腫瘍に対応する第１図形Ｆ１と脳室に対応する第２図形Ｆ２と比較すると、モフォロジーの一部が消失されている。
【０１２１】
つぎに、図６に示すように、第２の画像についてセグメンテーション処理を実施し、第２の画像に含まれる第３の図形が抽出された第３の画像を得る（Ｓ５１）。
【０１２２】
ここでは、第２の画像において第３の図形を選択的に抽出するように、第３画像処理部３１３が第２の画像についてセグメンテーション処理を実施し、第３の画像を得る。
【０１２３】
図８（ｆ）は、本ステップにおいて得られる第３の画像Ｉ３を示す図である。
【０１２４】
図８（ｆ）に示すように、第３の画像Ｉ３を得る際においては、図７（ｅ）に示した第２の画像Ｉ２について、第３の図形Ｆ３を選択的に抽出する。
【０１２５】
本実施形態においては、たとえば、リジョン・グローイング法を用いてセグメンテーション処理を実行し、この第３の図形Ｆ３を抽出する。すなわち、前述のステップにて、図７（ｂ）に示すように、原画像ＩＧにおける連結画像ＦＲにおいて腫瘍を示す第１の図形Ｆ１に対応するように設定された関心領域ＲＯＩの位置情報に基づいて、図７（ｅ）に示す第２の画像Ｉ２から、腫瘍に対応する第３の図形Ｆ３をセグメンテーションする。これにより、図８（ｆ）に示すように、第３の図形Ｆ３が選択的に抽出された第３の画像Ｉ３が得られる。
【０１２６】
この生成される第３の画像Ｉ３においては、腫瘍に対応する第３図形Ｆ３が第２の画像Ｉ２から適確に抽出されているが、第３図形Ｆ３は、第１の画像Ｉ１にて腫瘍に対応する第１図形Ｆ１と比較すると、モフォロジーの一部が消失されている。
【０１２７】
つぎに、図６に示すように、第１の画像と第３の画像との間にて差分処理を実施することによって、第４の画像を得る（Ｓ６１）。
【０１２８】
ここでは、上記ステップにて得た第１の画像と第３の画像との間において、第４画像処理部３１４が、差分処理を実施して第４の画像を得る。
【０１２９】
図８（ｇ）は、本ステップにおいて得られる第４の画像Ｉ４を示す図である。
【０１３０】
図８（ｇ）に示すように、この第４の画像Ｉ４を得る際においては、図７（ｃ）に示す第１の画像Ｉ１と、図８（ｆ）に示す第３の画像Ｉ３とにおいて、互いに対応する位置の各画素の画素値について差分処理を実施して、各画素の差分値を算出し、各画素位置に対応するように、その差分値で各画素を構成させる。
【０１３１】
このように、トポロジーが消失されていない第１図形Ｆ１を含む第１の画像Ｉ１と、トポロジーの一部が消失された第３図形Ｆ３とを含む第３の画像Ｉ３とにおいて、互いに対応する画素の画素値を差分することによって、第４の画像Ｉ４を生成しているので、この第４の画像Ｉ４においては、第３の画像Ｉ３において腫瘍に対応する第３の図形Ｆ３にて消失されたトポロジーの情報が含まれる。すなわち、第４の画像Ｉ４においては、前述の第１図形Ｆ１の周辺にて凸状に突き出た突起部ＦＣが、第３の画像Ｉ３にて消失されたトポロジーの情報として含まれる。
【０１３２】
つぎに、図６に示すように、第４の画像に含まれる図形を、その図形の大きさに基づいて第４画像から除去する処理を実行することによって、第５の画像を得る（Ｓ７１）。
【０１３３】
ここでは、第４の画像を構成する複数の図形を、各図形の大きさに基づいて、第４画像から除去する処理を、第５画像処理部３１５が実行することによって、第５の画像を得る。
【０１３４】
図８（ｈ）は、本ステップにおいて得られる第５の画像Ｉ５を示す図である
【０１３５】
図８（ｈ）に示すように、第５の画像Ｉ５を得る際においては、まず、図８（ｇ）に示す第４の画像Ｉ４にて含まれる複数の図形Ｆａ，Ｆｂのそれぞれについて、面積を算出する。たとえば、近接する画素において画素値が１である画素が連続的に並んでいる部分を図形と判断し、その図形を構成する画素数を、図形の面積として算出する。
【０１３６】
その後、その算出した面積の値に基づいて、第４画像Ｉ４に含まれる図形を除去する処理を実行する。具体的には、第４の画像Ｉ４を構成する複数の図形において、算出された図形の面積が基準値以上か否かを判断する。そして、その図形の面積が、基準値以上であるときには第４の画像Ｉ４から、その図形を除去する。一方で、その図形の面積が、基準値未満であるときには、第４の画像Ｉ４に、その図形を残す。このようにすることによって、第５の画像Ｉ５を得る。つまり、面積の値が、予め定めた基準値よりも小さいときには、その図形が、失われたトポロジーを示す図形であると判断し、失われたトポロジーの情報を示すものであるとして、第５の画像Ｉ５を得る。
【０１３７】
つぎに、図６に示すように、第３の画像と第５の画像とについて、加算処理を実施することによって、抽出画像を得る（Ｓ８１）。
【０１３８】
ここでは、第３の画像と第５の画像とを、第６画像処理部３１６が加算処理することによって、原画像において腫瘍を示す第１の図形が抽出された抽出画像を得る。
【０１３９】
図８（ｉ）は、本ステップにおいて得られる抽出画像ＩＥを示す図である
【０１４０】
図８（ｉ）に示すように、この抽出画像ＩＥを得る際においては、図８（ｆ）に示す第３の画像Ｉ３と、図８（ｈ）に示す第５の画像Ｉ５とにおいて、互いに対応する画素の画素値について、それぞれ加算するように演算処理を実行し、それぞれの画素の加算値を算出する。つまり、第１の図形Ｆ１のトポロジーの一部が失われた第３の図形Ｆ３を含む第３の画像Ｉ３に、その失われたトポロジーを示す図形を含む第５の画像Ｉ５を加算する。このために、ここでは、トポロジーが失われていない第１の図形Ｆ１が復元された抽出画像ＩＥが生成される。
【０１４１】
つぎに、図６に示すように、抽出画像についてセグメンテーション処理を実施する（Ｓ９１）。
【０１４２】
ここでは、上記にて得られた抽出画像について、第７画像処理部３１７がセグメンテーション処理を実施する。
【０１４３】
本実施形態においては、復元された第１の図形Ｆ１に対応する画素について、画素値の平均値および標準偏差を算出し直すことによって、抽出画像について、たとえば、ファスト・マーチング・レベル・セット法にてセグメンテーション処理する。これにより、腫瘍と脳室とのように複数の図形が互いに連結された連結図形を有する原画像から、腫瘍のような抽出対象である一の図形が、適正に、かつ、効率的に、抽出されて、抽出画像が得られる。
【０１４４】
そして、上記のように各画像処理を実施することによって得た抽出画像を用いることによって、神経線維束と腫瘍とを示すフュージョン画像を表示する。ここでは、腫瘍を示す一の図形が、適正に、かつ、効率的に、抽出されて、抽出画像が得られているために、このフュージョン表示によって、神経線維束と腫瘍との位置関係が明確にされるため、手術計画が適確に実行される。
【０１４５】
以上のように、本実施形態においては、モルフォロジ演算におけるイロージョン処理とディレーション処理とを順次実施することによって、原画像であるＤＴＩ画像において、腫瘍と脳室とのそれぞれを示す互いに連結された複数の図形を分離可能であり、この分離の際に、抽出対象である腫瘍を示す図形においてトポロジーの一部が失われた場合であっても、上記の各画像処理を実行することによって、その失われたトポロジーの一部が復元される。このため、本実施形態は、複数の図形が互いに連結された連結図形を有する原画像から、抽出対象である一の図形が抽出された抽出画像を、適正に、かつ、効率的に得ることができる。したがって、本実施形態は、適正に抽出対象が抽出された抽出画像を用いて、神経線維束と腫瘍とを表示するフュージョン表示を、適確に実施することが可能であるので、神経線維束と腫瘍との位置関係を明確に把握可能であって、手術計画を効率的に実行することができる。特に、本実施形態においては、ＤＴＩ画像を得るためのスキャンの実施以外に、スキャンを実施する必要がないので、本効果を顕在化させることができる。
【０１４６】
なお、上記の実施形態において、磁気共鳴イメージング装置１は、本発明の磁気共鳴イメージング装置に相当する。また、上記の実施形態において、データ処理部３１は、本発明の画像処理装置に相当する。また、上記の実施形態において、第１画像処理部３１１は、本発明の第１画像処理部に相当する。また、上記の実施形態において、第２画像処理部３１２は、本発明の第２画像処理部に相当する。また、上記の実施形態において、第３画像処理部３１３は、本発明の第３画像処理部に相当する。また、上記の実施形態において、第４画像処理部３１４は、本発明の第４画像処理部に相当する。また、上記の実施形態において、第５画像処理部３１５は、本発明の第５画像処理部に相当する。また、上記の実施形態において、第６画像処理部３１６は、本発明の第６画像処理部に相当する。また、上記の実施形態において、第７画像処理部３１７は、本発明の第７画像処理部に相当する。また、上記の実施形態において、関心領域設定部３２１は、本発明の関心領域設定部に相当する。
【０１４７】
また、本発明の実施に際しては、上記した実施形態に限定されるものではなく、各発明特定事項を、置換または組み合わせするなど、種々の変形例を採用することができる。
【０１４８】
たとえば、本実施形態においては、モルフォロジ演算におけるイロージョン処理とディレーション処理とを実行する処理回数が、オペレータによって入力された指令に基づいて設定され実行される場合について示しているが、これに限定されない。たとえば、所定の基準を予め定めて、本処理回数を自動設定するように構成してもよい。
【０１４９】
また、磁気共鳴信号に基づいて被検体の頭部について生成されたＤＴＩ画像を原画像として、本実施形態における画像処理を実施しているが、これに限定されない。たとえば、被検体の他の部位について生成された画像について適用してもよい。また、Ｘ線ＣＴ装置にてスキャンが実施されることで得られた投影データや、超音波画像診断装置でのスキャンの実施にて得たエコー信号などを、ローデータとして生成された画像について、適用してもよい。
【０１５０】
また、抽出画像を得た後に、再度、その抽出画像についてセグメンテーション処理を実行する場合について示しているが、これに限定されない。たとえば、抽出画像についてセグメンテーション処理を実行しなくてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１５１】
【図１】図１は、本発明にかかる実施形態において、磁気共鳴イメージング装置１の構成を示す構成図である。
【図２】図２は、本発明にかかる実施形態において、データ処理部３１の要部を示すブロック図である。
【図３】図３は、本発明にかかる実施形態において、データ処理部３１を構成する各部が実行する画像処理の内容を説明するために、各部にて画像処理が実行された後の画像を、概念的に示す図である。
【図４】図４は、本発明にかかる実施形態において、図３に続いて、データ処理部３１を構成する各部が実行する画像処理の内容を説明するために、各部にて画像処理が実行された後の画像を、概念的に示す図である。
【図５】図５は、本発明にかかる実施形態において、イロージョン処理を実施する際に用いる近傍パターンを示す図である。
【図６】図６は、本発明にかかる実施形態において、原画像について画像処理を実行し、抽出画像を生成する際の動作を示すフロー図である。
【図７】図７は、本発明にかかる実施形態において、原画像について画像処理を実行し、抽出画像を生成する際の各ステップにて順次得られる画像を示す図である。
【図８】図８は、本発明にかかる実施形態において、図７に続いて、原画像について画像処理を実行し、抽出画像を生成する際の各ステップにて順次得られる画像を示す図である。
【符号の説明】
【０１５２】
１：磁気共鳴イメージング装置（磁気共鳴イメージング装置）、
２：スキャン部、
３：操作コンソール部、
１２：静磁場マグネット部、
１３：勾配コイル部、
１４：ＲＦコイル部、
１４ａ：第１ＲＦコイル、
１４ｂ：第２ＲＦコイル、
１５：クレードル、
２２：ＲＦ駆動部、
２３：勾配駆動部、
２４：データ収集部、
３０：制御部、
３１：データ処理部（画像処理装置）、
３２：操作部、
３３：表示部、
３４：記憶部、
３０１：画像生成部、
３１１：第１画像処理部（第１画像処理部）、
３１２：第２画像処理部（第２画像処理部）、
３１３：第３画像処理部（第３画像処理部）、
３１４：第４画像処理部（第４画像処理部）、
３１５：第５画像処理部（第５画像処理部）、
３１６：第６画像処理部（第６画像処理部）、
３１７：第７画像処理部（第７画像処理部）、
３２１：関心領域設定部（関心領域設定部）、
Ｂ：撮像空間
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の図形と前記第１の図形に連結された第２の図形とを含む連結図形を有する原画像について画像処理を実施することによって、前記第１の図形が抽出された抽出画像を生成する画像処理装置であって、
前記原画像についてセグメンテーション処理を実施することによって、前記原画像において前記連結図形が選択的に抽出された第１の画像を得る第１画像処理部と、
前記第１画像処理部によって得られた前記第１の画像に含まれる前記連結図形において前記第１の図形と前記第２の図形とを分離するように、モルフォロジ演算におけるイロージョン処理とディレーション処理とを順次実施することによって、前記連結図形において前記第２の図形から分離された第３の図形と前記第１の図形から分離された第４の図形とを含む第２の画像を得る第２画像処理部と、
前記第２画像処理部によって得られた前記第２の画像において前記第３の図形を選択的に抽出するようにセグメンテーション処理をすることによって、第３の画像を得る第３画像処理部と、
前記第１画像処理部によって得られた前記第１の画像と、前記第３画像処理部によって得られた前記第３の画像とを差分処理することによって、第４の画像を得る第４画像処理部と、
前記第４画像処理部によって得られた前記第４の画像に含まれる図形において、当該図形の大きさが基準値以上か否かを判断し、前記基準値以上であるときには前記第４の画像から当該図形を除去し、前記基準値未満であるときには前記第４の画像に当該図形を残すように前記第４の画像について処理することによって、第５の画像を得る第５画像処理部と、
前記第３画像処理部によって得られた前記第３画像と、前記第５画像処理部によって得られた前記第５の画像とを加算処理することによって、前記抽出画像を得る第６画像処理部と
を有する
画像処理装置。
【請求項２】
前記原画像において前記第１の図形に対応するように関心領域を設定する関心領域設定部
を有し、
前記第３画像処理部は、前記関心領域設定部によって前記原画像にて前記関心領域が設定された位置情報に基づいて、前記第２の画像において前記第３の図形を前記第１の図形に対応するように選択的に抽出する、
請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記関心領域設定部は、オペレータからの指令に基づいて前記関心領域を設定する、
請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記第６画像処理部によって得られた抽出画像についてセグメンテーション処理を実施する第７画像処理部
を有する、
請求項１から３のいずれかに記載の画像処理装置。
【請求項５】
磁気共鳴信号に基づいて生成された画像を、前記原画像とする、
請求項１から４のいずれかに記載の画像処理装置。
【請求項６】
拡散テンソルイメージング法により被検体において腫瘍と前記腫瘍の近傍にある脳室とを含む撮像領域についてスキャンを実施することによって得られた前記磁気共鳴信号に基づいて生成された画像を、前記原画像とし、当該原画像において、前記第１の図形が前記腫瘍に対応しており、前記第２の図形が前記脳室に対応している、
請求項５に記載の画像処理装置。
【請求項７】
第１の図形と前記第１の図形に連結された第２の図形とを含む連結図形を有する原画像について画像処理を実施することによって、前記第１の図形が抽出された抽出画像を生成する画像処理方法であって、
前記原画像についてセグメンテーション処理を実施することによって、前記原画像において前記連結図形が選択的に抽出された第１の画像を得る第１画像処理ステップと、
前記第１画像処理ステップによって得られた前記第１の画像に含まれる前記連結図形において前記第１の図形と前記第２の図形とを分離するように、モルフォロジ演算におけるイロージョン処理とディレーション処理とを順次実施することによって、前記連結図形において前記第２の図形から分離された第３の図形と前記第１の図形から分離された第４の図形とを含む第２の画像を得る第２画像処理ステップと、
前記第２画像処理ステップによって得られた前記第２の画像において前記第３の図形を選択的に抽出するようにセグメンテーション処理をすることによって、第３の画像を得る第３画像処理ステップと、
前記第１画像処理ステップによって得られた前記第１の画像と、前記第３画像処理ステップによって得られた前記第３の画像とを差分処理することによって、第４の画像を得る第４画像処理ステップと、
前記第４画像処理ステップによって得られた前記第４の画像に含まれる図形において、当該図形の大きさが基準値以上か否かを判断し、前記基準値以上であるときには前記第４の画像から当該図形を除去し、前記基準値未満であるときには前記第４の画像に当該図形を残すように前記第４の画像について処理することによって、第５の画像を得る第５画像処理ステップと、
前記第３画像処理ステップによって得られた前記第３画像と、前記第５画像処理ステップによって得られた前記第５の画像とを加算処理することによって、前記抽出画像を得る第６画像処理ステップと
を有する
画像処理方法。
【請求項８】
前記原画像において前記第１の図形に対応するように関心領域を設定する関心領域設定ステップ
を有し、
前記第３画像処理ステップにおいては、前記関心領域設定ステップによって前記原画像にて前記関心領域が設定された位置情報に基づいて、前記第２の画像において前記第３の図形を前記第１の図形に対応するように選択的に抽出する、
請求項７に記載の画像処理方法。
【請求項９】
前記関心領域設定ステップにおいては、オペレータからの指令に基づいて前記関心領域を設定する、
請求項８に記載の画像処理方法。
【請求項１０】
前記第６画像処理ステップによって得られた抽出画像についてセグメンテーション処理を実施する第７画像処理ステップ
を有する、
請求項７から９のいずれかに記載の画像処理方法。
【請求項１１】
磁気共鳴信号に基づいて生成された画像を、前記原画像とする、
請求項７から１０のいずれかに記載の画像処理方法。
【請求項１２】
拡散テンソルイメージング法により被検体において腫瘍と前記腫瘍の近傍にある脳室とを含む撮像領域についてスキャンを実施することによって得られた前記磁気共鳴信号に基づいて生成された画像を、前記原画像とし、当該原画像において、前記第１の図形が前記腫瘍に対応しており、前記第２の図形が前記脳室に対応している、
請求項１１に記載の画像処理方法。
【請求項１３】
被検体の撮像領域についてスキャンを実施することによって得られる磁気共鳴信号に基づいて、第１の図形と前記第１の図形に連結された第２の図形とを含む連結図形を有する原画像を生成した後に、前記原画像について画像処理を実施することによって、前記第１の図形が抽出された抽出画像を生成する磁気共鳴イメージング装置であって、
前記原画像についてセグメンテーション処理を実施することによって、前記原画像において前記連結図形が選択的に抽出された第１の画像を得る第１画像処理部と、
前記第１画像処理部によって得られた前記第１の画像に含まれる前記連結図形において前記第１の図形と前記第２の図形とを分離するように、モルフォロジ演算におけるイロージョン処理とディレーション処理とを順次実施することによって、前記連結図形において前記第２の図形から分離された第３の図形と前記第１の図形から分離された第４の図形とを含む第２の画像を得る第２画像処理部と、
前記第２画像処理部によって得られた前記第２の画像において前記第３の図形を選択的に抽出するようにセグメンテーション処理をすることによって、第３の画像を得る第３画像処理部と、
前記第１画像処理部によって得られた前記第１の画像と、前記第３画像処理部によって得られた前記第３の画像とを差分処理することによって、第４の画像を得る第４画像処理部と、
前記第４画像処理部によって得られた前記第４の画像に含まれる図形において、当該図形の大きさが基準値以上か否かを判断し、前記基準値以上であるときには前記第４の画像から当該図形を除去し、前記基準値未満であるときには前記第４の画像に当該図形を残すように前記第４の画像について処理することによって、第５の画像を得る第５画像処理部と、
前記第３画像処理部によって得られた前記第３画像と、前記第５画像処理部によって得られた前記第５の画像とを加算処理することによって、前記抽出画像を得る第６画像処理部と
を有する
磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１４】
前記原画像において前記第１の図形に対応するように関心領域を設定する関心領域設定部
を有し、
前記第３画像処理部は、前記関心領域設定部によって前記原画像にて前記関心領域が設定された位置情報に基づいて、前記第２の画像において前記第３の図形を前記第１の図形に対応するように選択的に抽出する、
請求項１３に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１５】
前記関心領域設定部は、オペレータからの指令に基づいて前記関心領域を設定する、
請求項１４に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１６】
前記第６画像処理部によって得られた抽出画像についてセグメンテーション処理を実施する第７画像処理部
を有する、
請求項１３から１５のいずれかに記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１７】
拡散テンソルイメージング法により被検体において腫瘍と前記腫瘍の近傍にある脳室とを含む撮像領域についてスキャンを実施することによって得られた前記磁気共鳴信号に基づいて、前記原画像を生成し、当該原画像において、前記第１の図形が前記腫瘍に対応しており、前記第２の図形が前記脳室に対応している、
請求項１３から１６のいずれかに記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１８】
第１の図形と前記第１の図形に連結された第２の図形とを含む連結図形を有する原画像について画像処理を実施させることによって、前記第１の図形が抽出された抽出画像をコンピュータに生成させるプログラムであって、
前記原画像についてセグメンテーション処理を実施することによって、前記原画像において前記連結図形が選択的に抽出された第１の画像を得る第１画像処理ステップと、
前記第１画像処理ステップによって得られた前記第１の画像に含まれる前記連結図形において前記第１の図形と前記第２の図形とを分離するように、モルフォロジ演算におけるイロージョン処理とディレーション処理とを順次実施することによって、前記連結図形において前記第２の図形から分離された第３の図形と前記第１の図形から分離された第４の図形とを含む第２の画像を得る第２画像処理ステップと、
前記第２画像処理ステップによって得られた前記第２の画像において前記第３の図形を選択的に抽出するようにセグメンテーション処理をすることによって、第３の画像を得る第３画像処理ステップと、
前記第１画像処理ステップによって得られた前記第１の画像と、前記第３画像処理ステップによって得られた前記第３の画像とを差分処理することによって、第４の画像を得る第４画像処理ステップと、
前記第４画像処理ステップによって得られた前記第４の画像に含まれる図形において、当該図形の大きさが基準値以上か否かを判断し、前記基準値以上であるときには前記第４の画像から当該図形を除去し、前記基準値未満であるときには前記第４の画像に当該図形を残すように前記第４の画像について処理することによって、第５の画像を得る第５画像処理ステップと、
前記第３画像処理ステップによって得られた前記第３画像と、前記第５画像処理ステップによって得られた前記第５の画像とを加算処理することによって、前記抽出画像を得る第６画像処理ステップと
を、前記コンピュータに実施させる
プログラム。
【請求項１】
第１の図形と前記第１の図形に連結された第２の図形とを含む連結図形を有する原画像について画像処理を実施することによって、前記第１の図形が抽出された抽出画像を生成する画像処理装置であって、
前記原画像についてセグメンテーション処理を実施することによって、前記原画像において前記連結図形が選択的に抽出された第１の画像を得る第１画像処理部と、
前記第１画像処理部によって得られた前記第１の画像に含まれる前記連結図形において前記第１の図形と前記第２の図形とを分離するように、モルフォロジ演算におけるイロージョン処理とディレーション処理とを順次実施することによって、前記連結図形において前記第２の図形から分離された第３の図形と前記第１の図形から分離された第４の図形とを含む第２の画像を得る第２画像処理部と、
前記第２画像処理部によって得られた前記第２の画像において前記第３の図形を選択的に抽出するようにセグメンテーション処理をすることによって、第３の画像を得る第３画像処理部と、
前記第１画像処理部によって得られた前記第１の画像と、前記第３画像処理部によって得られた前記第３の画像とを差分処理することによって、第４の画像を得る第４画像処理部と、
前記第４画像処理部によって得られた前記第４の画像に含まれる図形において、当該図形の大きさが基準値以上か否かを判断し、前記基準値以上であるときには前記第４の画像から当該図形を除去し、前記基準値未満であるときには前記第４の画像に当該図形を残すように前記第４の画像について処理することによって、第５の画像を得る第５画像処理部と、
前記第３画像処理部によって得られた前記第３画像と、前記第５画像処理部によって得られた前記第５の画像とを加算処理することによって、前記抽出画像を得る第６画像処理部と
を有する
画像処理装置。
【請求項２】
前記原画像において前記第１の図形に対応するように関心領域を設定する関心領域設定部
を有し、
前記第３画像処理部は、前記関心領域設定部によって前記原画像にて前記関心領域が設定された位置情報に基づいて、前記第２の画像において前記第３の図形を前記第１の図形に対応するように選択的に抽出する、
請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記関心領域設定部は、オペレータからの指令に基づいて前記関心領域を設定する、
請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記第６画像処理部によって得られた抽出画像についてセグメンテーション処理を実施する第７画像処理部
を有する、
請求項１から３のいずれかに記載の画像処理装置。
【請求項５】
磁気共鳴信号に基づいて生成された画像を、前記原画像とする、
請求項１から４のいずれかに記載の画像処理装置。
【請求項６】
拡散テンソルイメージング法により被検体において腫瘍と前記腫瘍の近傍にある脳室とを含む撮像領域についてスキャンを実施することによって得られた前記磁気共鳴信号に基づいて生成された画像を、前記原画像とし、当該原画像において、前記第１の図形が前記腫瘍に対応しており、前記第２の図形が前記脳室に対応している、
請求項５に記載の画像処理装置。
【請求項７】
第１の図形と前記第１の図形に連結された第２の図形とを含む連結図形を有する原画像について画像処理を実施することによって、前記第１の図形が抽出された抽出画像を生成する画像処理方法であって、
前記原画像についてセグメンテーション処理を実施することによって、前記原画像において前記連結図形が選択的に抽出された第１の画像を得る第１画像処理ステップと、
前記第１画像処理ステップによって得られた前記第１の画像に含まれる前記連結図形において前記第１の図形と前記第２の図形とを分離するように、モルフォロジ演算におけるイロージョン処理とディレーション処理とを順次実施することによって、前記連結図形において前記第２の図形から分離された第３の図形と前記第１の図形から分離された第４の図形とを含む第２の画像を得る第２画像処理ステップと、
前記第２画像処理ステップによって得られた前記第２の画像において前記第３の図形を選択的に抽出するようにセグメンテーション処理をすることによって、第３の画像を得る第３画像処理ステップと、
前記第１画像処理ステップによって得られた前記第１の画像と、前記第３画像処理ステップによって得られた前記第３の画像とを差分処理することによって、第４の画像を得る第４画像処理ステップと、
前記第４画像処理ステップによって得られた前記第４の画像に含まれる図形において、当該図形の大きさが基準値以上か否かを判断し、前記基準値以上であるときには前記第４の画像から当該図形を除去し、前記基準値未満であるときには前記第４の画像に当該図形を残すように前記第４の画像について処理することによって、第５の画像を得る第５画像処理ステップと、
前記第３画像処理ステップによって得られた前記第３画像と、前記第５画像処理ステップによって得られた前記第５の画像とを加算処理することによって、前記抽出画像を得る第６画像処理ステップと
を有する
画像処理方法。
【請求項８】
前記原画像において前記第１の図形に対応するように関心領域を設定する関心領域設定ステップ
を有し、
前記第３画像処理ステップにおいては、前記関心領域設定ステップによって前記原画像にて前記関心領域が設定された位置情報に基づいて、前記第２の画像において前記第３の図形を前記第１の図形に対応するように選択的に抽出する、
請求項７に記載の画像処理方法。
【請求項９】
前記関心領域設定ステップにおいては、オペレータからの指令に基づいて前記関心領域を設定する、
請求項８に記載の画像処理方法。
【請求項１０】
前記第６画像処理ステップによって得られた抽出画像についてセグメンテーション処理を実施する第７画像処理ステップ
を有する、
請求項７から９のいずれかに記載の画像処理方法。
【請求項１１】
磁気共鳴信号に基づいて生成された画像を、前記原画像とする、
請求項７から１０のいずれかに記載の画像処理方法。
【請求項１２】
拡散テンソルイメージング法により被検体において腫瘍と前記腫瘍の近傍にある脳室とを含む撮像領域についてスキャンを実施することによって得られた前記磁気共鳴信号に基づいて生成された画像を、前記原画像とし、当該原画像において、前記第１の図形が前記腫瘍に対応しており、前記第２の図形が前記脳室に対応している、
請求項１１に記載の画像処理方法。
【請求項１３】
被検体の撮像領域についてスキャンを実施することによって得られる磁気共鳴信号に基づいて、第１の図形と前記第１の図形に連結された第２の図形とを含む連結図形を有する原画像を生成した後に、前記原画像について画像処理を実施することによって、前記第１の図形が抽出された抽出画像を生成する磁気共鳴イメージング装置であって、
前記原画像についてセグメンテーション処理を実施することによって、前記原画像において前記連結図形が選択的に抽出された第１の画像を得る第１画像処理部と、
前記第１画像処理部によって得られた前記第１の画像に含まれる前記連結図形において前記第１の図形と前記第２の図形とを分離するように、モルフォロジ演算におけるイロージョン処理とディレーション処理とを順次実施することによって、前記連結図形において前記第２の図形から分離された第３の図形と前記第１の図形から分離された第４の図形とを含む第２の画像を得る第２画像処理部と、
前記第２画像処理部によって得られた前記第２の画像において前記第３の図形を選択的に抽出するようにセグメンテーション処理をすることによって、第３の画像を得る第３画像処理部と、
前記第１画像処理部によって得られた前記第１の画像と、前記第３画像処理部によって得られた前記第３の画像とを差分処理することによって、第４の画像を得る第４画像処理部と、
前記第４画像処理部によって得られた前記第４の画像に含まれる図形において、当該図形の大きさが基準値以上か否かを判断し、前記基準値以上であるときには前記第４の画像から当該図形を除去し、前記基準値未満であるときには前記第４の画像に当該図形を残すように前記第４の画像について処理することによって、第５の画像を得る第５画像処理部と、
前記第３画像処理部によって得られた前記第３画像と、前記第５画像処理部によって得られた前記第５の画像とを加算処理することによって、前記抽出画像を得る第６画像処理部と
を有する
磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１４】
前記原画像において前記第１の図形に対応するように関心領域を設定する関心領域設定部
を有し、
前記第３画像処理部は、前記関心領域設定部によって前記原画像にて前記関心領域が設定された位置情報に基づいて、前記第２の画像において前記第３の図形を前記第１の図形に対応するように選択的に抽出する、
請求項１３に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１５】
前記関心領域設定部は、オペレータからの指令に基づいて前記関心領域を設定する、
請求項１４に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１６】
前記第６画像処理部によって得られた抽出画像についてセグメンテーション処理を実施する第７画像処理部
を有する、
請求項１３から１５のいずれかに記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１７】
拡散テンソルイメージング法により被検体において腫瘍と前記腫瘍の近傍にある脳室とを含む撮像領域についてスキャンを実施することによって得られた前記磁気共鳴信号に基づいて、前記原画像を生成し、当該原画像において、前記第１の図形が前記腫瘍に対応しており、前記第２の図形が前記脳室に対応している、
請求項１３から１６のいずれかに記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１８】
第１の図形と前記第１の図形に連結された第２の図形とを含む連結図形を有する原画像について画像処理を実施させることによって、前記第１の図形が抽出された抽出画像をコンピュータに生成させるプログラムであって、
前記原画像についてセグメンテーション処理を実施することによって、前記原画像において前記連結図形が選択的に抽出された第１の画像を得る第１画像処理ステップと、
前記第１画像処理ステップによって得られた前記第１の画像に含まれる前記連結図形において前記第１の図形と前記第２の図形とを分離するように、モルフォロジ演算におけるイロージョン処理とディレーション処理とを順次実施することによって、前記連結図形において前記第２の図形から分離された第３の図形と前記第１の図形から分離された第４の図形とを含む第２の画像を得る第２画像処理ステップと、
前記第２画像処理ステップによって得られた前記第２の画像において前記第３の図形を選択的に抽出するようにセグメンテーション処理をすることによって、第３の画像を得る第３画像処理ステップと、
前記第１画像処理ステップによって得られた前記第１の画像と、前記第３画像処理ステップによって得られた前記第３の画像とを差分処理することによって、第４の画像を得る第４画像処理ステップと、
前記第４画像処理ステップによって得られた前記第４の画像に含まれる図形において、当該図形の大きさが基準値以上か否かを判断し、前記基準値以上であるときには前記第４の画像から当該図形を除去し、前記基準値未満であるときには前記第４の画像に当該図形を残すように前記第４の画像について処理することによって、第５の画像を得る第５画像処理ステップと、
前記第３画像処理ステップによって得られた前記第３画像と、前記第５画像処理ステップによって得られた前記第５の画像とを加算処理することによって、前記抽出画像を得る第６画像処理ステップと
を、前記コンピュータに実施させる
プログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００８−１８３０２２（Ｐ２００８−１８３０２２Ａ）
【公開日】平成２０年８月１４日（２００８．８．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１６４６４（Ｐ２００７−１６４６４）
【出願日】平成１９年１月２６日（２００７．１．２６）
【出願人】（３０００１９２３８）ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー (1,125)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年８月１４日（２００８．８．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１月２６日（２００７．１．２６）
【出願人】（３０００１９２３８）ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー (1,125)
【Ｆターム（参考）】
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