特許 6529811 磁気共鳴イメージング装置及び画像処理装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6529811

(24)【登録日】2019年5月24日

(45)【発行日】2019年6月12日

(54)【発明の名称】磁気共鳴イメージング装置及び画像処理装置

(51)【国際特許分類】

   A61B 5/055 20060101AFI20190531BHJP

【ＦＩ】

   A61B5/055 380

   A61B5/055 376

【請求項の数】13

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2015-87096(P2015-87096)

(22)【出願日】2015年4月21日

(65)【公開番号】特開2015-208681(P2015-208681A)

(43)【公開日】2015年11月24日

【審査請求日】2018年3月20日

(31)【優先権主張番号】14/120,073

(32)【優先日】2014年4月23日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】594164542

【氏名又は名称】キヤノンメディカルシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001771

【氏名又は名称】特許業務法人虎ノ門知的財産事務所

(72)【発明者】

【氏名】アイミン・ルー

(72)【発明者】

【氏名】宮崎 美津恵

【審査官】 亀澤 智博

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭６１−１８７８５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−２１５３５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００７−５３２２５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−０００５２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−０９３４１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２６３２８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００７／００５３５５４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２００８−１４２３６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 Haacke, E.M. et al.，Susceptibility-Weighted Imaging: Technical Aspects and Clinical Applications, Part 1，Am. J. Neuroradiol. (AJNR)，米国，２００９年 １月，30，19-30

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６１Ｂ ５／０５５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ＵＴＥ（Ｕｌｔｒａｓｈｏｒｔ Ｅｃｈｏ Ｔｉｍｅ）撮像を行って位相画像及び強度画像を収集するシーケンス制御部と、
前記位相画像に対して第１の色相の色系列を割り当てた画像と、前記強度画像に対して前記第１の色相とは異なる色相である第２の色相の色系列を割り当てた画像とを合成して、位相及び強度の情報を失うことなく、強度の情報及び位相の情報が視覚化された合成画像を生成する、画像生成部と、
を備える磁気共鳴イメージング装置。

【請求項2】

前記第２の色相は、前記第１の色相と、表色系において異なる位置に配置される色相である、請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。

【請求項3】

前記第２の色相は、前記第１の色相と、マンセル表色系における主要１０色相のうち互いに異なる主要１０色相に属する、請求項２に記載の磁気共鳴イメージング装置。

【請求項4】

前記第１の色相はシアンであり、前記第２の色相はマゼンタであり、又は前記第１の色相はマゼンタであり、前記第２の色相はシアンである、請求項３に記載の磁気共鳴イメージング装置。

【請求項5】

前記合成画像を表示する表示部を更に備え、
前記表示部は、前記位相画像及び前記強度画像のうち少なくとも１つの画像を、前記合成画像と同時に又は別個に表示する、請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。

【請求項6】

ユーザからの入力を受け付ける入力部を更に備え、
前記画像生成部は、前記入力に基づいて、前記第１の色相の色系列を割り当てた画像、又は前記第２の色相の色系列を割り当てた画像のダイナミックレンジを制御する、請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。

【請求項7】

ユーザからの入力を受け付ける入力部を更に備え、
前記画像生成部は、前記入力に基づいて、前記第１の色相の色系列を割り当てた画像、又は前記第２の色相の色系列を割り当てた画像の明度、彩度若しくは輝度を制御する、請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。

【請求項8】

ユーザからの入力を受け付ける入力部を更に備え、
前記画像生成部は、前記入力に基づいて、前記第１の色相若しくは前記第２の色相を制御する、請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。

【請求項9】

前記画像生成部は、第１のスケール係数に基づいて前記位相画像に対して、前記第１の色相の色系列を割り当て、第２のスケール係数に基づいて前記強度画像に対して前記第２の色相の色系列を割り当てることにより、前記合成画像を生成する、
請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。

【請求項10】

ユーザから前記第１のスケール係数及び前記第２のスケール係数の入力を受け付ける入力部を更に備え、
前記画像生成部は、前記入力部で受け付けた入力結果に基づいて、前記合成画像を生成する、請求項９に記載の磁気共鳴イメージング装置。

【請求項11】

生成された前記合成画像を表示する表示部と、
前記表示部に表示された結果に基づいて、ユーザから入力を受け付ける入力部とを更に備え、
前記画像生成部は、前記入力部で受け付けた入力結果に基づいて、更に合成画像を生成する、請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。

【請求項12】

ＵＴＥ（Ｕｌｔｒａｓｈｏｒｔ Ｅｃｈｏ Ｔｉｍｅ）撮像を行って位相画像及び強度画像を収集するシーケンス制御部と、
前記位相画像に対して第１の色合いの色系列を割り当てた画像と、前記強度画像に対して前記第１の色合いと非類似である第２の色合いの色系列を割り当てた画像とを合成して、位相及び強度の情報を失うことなく、強度の情報及び位相の情報が視覚化された合成画像を生成する画像生成部と、
を備える磁気共鳴イメージング装置。

【請求項13】

ＵＴＥ撮像を行うことにより収集された位相画像及び強度画像を取得し、
前記位相画像に対して第１の色相の色系列を割り当てた画像と、前記強度画像に対して前記第１の色相とは異なる色相である第２の色相の色系列を割り当てた画像とを合成して、位相及び強度の情報を失うことなく、強度の情報及び位相の情報が視覚化された合成画像を生成する画像生成部
を備える画像処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

実施形態は、磁気共鳴イメージング装置及び画像処理装置に関する。

【背景技術】

【0002】

磁気共鳴イメージングでは、近年、ＳＷＩ（Ｓｕｓｃｅｐｔｉｂｉｌｉｔｙ−Ｗｅｉｇｈｔｅｄ Ｉｍａｇｉｎｇ）撮像法が開発され、強度画像のコントラストを高めるために、位相画像が用いられた。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0003】

【非特許文献1】E.M. Haacke et.al , "Susceptibility-Weighted Imaging: Technical Aspects and Clinical Applications, Part 1", American Journal of Neuroradiology, vol. 30, p19-30, 2009

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

実施形態が解決しようとする課題は、強度情報と位相情報とを同時に可視化することができる磁気共鳴イメージング装置及び画像処理装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0005】

実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置は、シーケンス制御部と、画像生成部とを備える。シーケンス制御部は、ＵＴＥ（Ｕｌｔｒａｓｈｏｒｔ Ｅｃｈｏ Ｔｉｍｅ）撮像を行って位相画像及び強度画像を収集する。画像生成部は、前記位相画像に対して第１の色相の色系列を割り当てた画像と、前記強度画像に対して前記第１の色相とは異なる色相である第２の色相の色系列を割り当てた画像とを合成して、位相及び強度の情報を失うことなく、強度の情報及び位相の情報が視覚化された合成画像を生成する。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】図１は、実施形態に係るＭＲＩシステムの概略ブロック図である。

【図2】図２は、図１のＭＲＩシステムの一部を示すブロック図である。

【図3】図３は、実施形態に係るＵＩ（Ｕｓｅｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）の概略図である。

【図4】図４は、実施形態に係る強度画像と位相画像との合成プロセスに係るフローチャートである。

【図5】図５は、実施形態に係る位相画像の生成プロセスに係るフローチャートである。

【図6A】図６Ａは、実施形態に係る強度画像の一例である。

【図6B】図６Ｂは、実施形態に係る位相画像の一例である。

【図6C】図６Ｃは、実施形態に係る合成画像の一例である。

【図7】図７は、実施形態に係る膝領域の強度画像、位相画像、及び合成画像の例である。

【図8】図８は、実施形態に係る肺領域の強度画像、位相画像、及び合成画像の例である。

【発明を実施するための形態】

【0007】

以下、添付図面を用いて、実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置について説明する。

【0008】

図１は、実施形態に係るＭＲＩシステムの概略ブロック図である。図１に示すＭＲＩシステムは、ガントリ１０（概略断面で示す）と、これに接続された各種の関連システム構成要素とを有する。少なくともガントリ１０は、通常はシールドルーム内に配置される。図１に示すＭＲＩシステムは、実質的に同軸の円筒形に配置された静磁場Ｂ_０磁石１２と、Ｇｘ、Ｇｙ、Ｇｚ傾斜磁場コイル１４と、大型の全身用ＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）コイル（ＷＢＣ：Ｗｈｏｌｅ Ｂｏｄｙ Ｃｏｉｌ）１６とを有する。この円筒形に配置される要素の横軸に沿って、患者寝台１１によって支持された患者（被検体）９の頭部を実質的に取り囲むように、イメージングボリューム１８が示される。１以上のより小型のアレイＲＦコイル１９を、イメージングボリューム１８内で患者９の頭部に、より近接して結合してもよい。当業者には明らかなように、表面コイル等のように、全身用コイルと比較して小さいコイルやアレイコイルは、特定の身体部分（例えば、腕、肩、肘、手首、膝、脚、胸、背骨等）に合わせて設計されることが多い。以後、そのような小型のＲＦコイルを、アレイコイル（ＡＣ：Ａｒｒａｙ Ｃｏｉｌ）またはフェーズドアレイコイル（ＰＡＣ：Ｐｈａｓｅｄ Ａｒｒａｙ Ｃｏｉｌ）と呼ぶ。これらは、ＲＦ信号をイメージングボリューム１８内に送信するよう構成された少なくとも１つのコイルと、イメージングボリューム１８において、上記の例における患者の頭部等の被検体からのＲＦ信号を受信するよう構成された複数の受信コイルとを含んでもよい。

【0009】

システム制御部２２は、ディスプレイ２４、キーボード２６、及びプリンタ２８に接続された入出力ポートを有する。当然のことながら、ディスプレイ２４は、制御入力もできるようにタッチスクリーンタイプのものであってもよく、マウス等の入出力装置を設けてもよい。

【0010】

システム制御部２２はシーケンス制御部３０に接続され、シーケンス制御部３０は、Ｇｘ、Ｇｙ、Ｇｚ傾斜磁場コイルドライバ３２、ならびにＲＦ送信機３４及び送受信スイッチ（Ｔ/Ｒ）３６（同じＲＦコイルが送信と受信の両方に使用される場合）を制御する。シーケンス制御部３０は、ＭＲＩイメージング（核磁気共鳴（ＮＭＲ：Ｎｕｃｌｅａｒ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）イメージングとしても知られている）技術を実装するための適切なマップ／ＭＲＩデータ収集プログラムコード構造３８を含み、そのような技術にはパラレルイメージングも含まれ得る。以下に説明するように、シーケンス制御部３０は、診断ＭＲＩ画像を得るためのタグ画像及びコントロール画像を得るために、対応する所定のタグパルスシーケンス及び所定のコントロールパルスシーケンスを適用するように構成されてもよい。また、シーケンス制御部３０は、ＥＰＩイメージングやパラレルイメージング用に構成されてもよい。さらに、シーケンス制御部３０により、１回以上の準備スキャン（プリスキャン）シーケンス、及びメインスキャンＭＲ画像（診断ＭＲＩ画像）を取得するためのスキャンシーケンスを容易にできる。

【0011】

ＭＲＩシステムは、ディスプレイ２４に送られる処理画像データを作成するために、入力をＭＲＩデータプロセッサ４２に送るＲＦ受信機４０を有する。また、ＭＲＩデータプロセッサ４２は、前に生成されたＭＲデータ、画像（例えば、強度画像や位相画像）やマップ、システム構成パラメータ（マップ／ＭＲＩ画像メモリ）４６、画像再構成プログラムコード構造／強度位相画像合成器４４及び、プログラム記憶装置（画像再構成／強度画像と位相画像の合成のための記憶されたプログラムコード構造）５０にアクセスするように構成される。

【0012】

また図１に、プログラム記憶装置５０の一般的な説明を示す。プログラム記憶装置５０では、（例えば、コントロール画像及びタグ画像の画像再構成のため、以下に説明するような差分画像等の生成のため、選択されたＭＲＩ画像特性のシミュレーションのため、ＭＲＩの後処理のための）格納されたプログラムコード構造が、ＭＲＩシステムの各種データ処理構成要素へアクセス可能な非一時的コンピュータ可読記憶媒体に格納される。当業者には明らかなように、プログラム記憶装置５０をセグメント化して、少なくとも一部分を、ＭＲＩシステムの処理コンピュータのうち、通常操作においてそのような格納されたプログラムコード構造を最優先で必要とする別のコンピュータに直接接続してもよい（すなわち、システム制御部２２に普通に格納したり直接接続するのではなく）。

【0013】

実際に、当業者には明らかなように、図１は、後述する例示的実施形態を実現するために修正された典型的なＭＲＩシステムの、非常に高度な概略図を示したものである。システム構成要素は様々な論理集合の「ボックス」に分割することができ、通常、多数のデジタル信号プロセッサ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ：ＤＳＰ）と、マイクロプロセッサと、専用処理回路（例えば、高速ＡＤ変換用、高速フーリエ変換用、アレイ処理用等）とを含む。これらのプロセッサの各々は、通常、クロック制御された「状態マシン」であり、物理データ処理回路は、クロックサイクル（または、所定数のクロックサイクル）毎に、ある物理状態から別の物理状態に移る。

【0014】

処理回路（例えば、ＣＰＵ、レジスタ、バッファ、演算装置）の物理状態が、操作過程でクロックサイクルに応じて徐々に変化するだけでなく、関連データ記憶媒体の物理状態（例えば、磁気記憶媒体内のビット記憶場所）も、このようなシステムの操作過程において、ある状態から別の状態に変換される。例えば、画像再構成処理や、時として以下に説明するようなコントロール画像及びタグ画像からの差分画像生成の終了時に、物理的記憶媒体内のコンピュータ可読でアクセス可能なデータ値の記憶場所の配列は、ある初期状態（例えば、全て一様に「０」値、または全て「１」値）から新しい状態に変換され、そのような配列における物理的場所の物理状態は、最小値と最大値との間で変化して、実世界の物理的事象及び物理的条件（例えば、イメージングボリューム空間内の内部物理構造）を表す。当業者には明らかなように、命令レジスタに順次読み込まれたＭＲＩシステムの１つ以上のＣＰＵによって実行されたときに、ＭＲＩシステム内で特定のシーケンスの動作状態を引き起こし遷移させる特定構造のコンピュータ制御プログラムコードと同様に、そのような格納データ値の配列は物理的構造を表し構成する。

【0015】

シーケンス制御部３０が収集するＭＲデータは、例えば複素数データであり、強度情報及び位相情報を含む。ここで、位相画像と強度画像とでは、組織に関して得られる情報が異なる。位相画像と強度画像とは個別に見ることができるが、余分な位相画像の量が増えると、放射線医に余分な手間がかかる。その結果として、血流定量化や磁化率強調画像（Ｓｕｓｃｅｐｔｉｂｉｌｉｔｙ−Ｗｅｉｇｈｔｅｄ Ｉｍａｇｉｎｇ：ＳＷＩ）等の数少ない適用例を除いて、位相画像から入手できる情報の多くが臨床診断において使用されない。

【0016】

ＳＷＩは、最近開発された技術であり、位相情報を用いて強度画像におけるコントラストを強調する。ＳＷＩは、強度画像と位相画像とを組み合わせることにより、放射線医が位相情報を入手しやすいようにするものであり、特に神経画像領域において重要な適用例がある。ＳＷＩは、対象の特徴が強調されるように、位相情報を用いて強度画像をスケーリングする（例えば、拡大する）。ＳＷＩは、通常、長いエコー時間（ＴＥ：Ｅｃｈｏｉｎｇ Ｔｉｍｅ）（例えば、１．５Ｔで４０〜８０ｍｓ、３Ｔで２０ｍｓ）でグラディエントエコー画像を収集して、組織間の局所的な磁化率の変化に対して感度が高い磁化率強調強度画像を生成する。ＳＷＩは、血管や鉄分等の適用対象の所望の位相コントラストを得るために、長いＴＥで用いられる。

【0017】

しかし、ＳＷＩでは、強度と位相を合成した画像において、強度画像よりも高いコントラスト等を得ることができるが、コントラストの起因（すなわち、コントラストの原因が強度画像にあるのか、それとも位相画像にあるのか）等、非常に有用となり得る情報の一部が、画像合成のプロセスの間に失われる。

【0018】

さらに、組織間の局所的な磁化率の変化に対して感度をもたせるために、ＳＷＩでは比較的長いエコー時間（１．５Ｔで４０〜８０ｍｓ、３Ｔで２０ｍｓ）が用いられるので、ＳＷＩ信号が計測される際には、短いＴ２信号、すなわち短いＴ２＊信号は存在しない。さらに、ＳＷＩでは、画像において好ましくないネガティブコントラストを生じる場合があり、また、ボクセル内のディフェージングによる信号欠落に影響されやすい場合もある。

【0019】

また、いくつかの適用例では、超短エコー時間（例えば、０．１ｍｓ）で収集した画像において、大きな位相のばらつきが最近報告されている。

【0020】

実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置は、強度画像と位相画像のいずれの情報も失うことなく、強度情報と位相情報との両方を同時に可視化する。具体的には、シーケンス制御部３０は、撮像シーケンスを実行して、位相画像及び強度画像を収集する。ＭＲＩデータプロセッサ４２に含まれる画像生成部は、位相画像に対して第１の色相の色系列を割り当てた画像と、強度画像に対して第１の色相とは異なる色相である第２の色相の色系列を割り当てた画像とを合成して、合成画像を生成する。後述するが、このことにより、ＭＲＩデータプロセッサ４２に含まれる画像生成部は、あらゆるＴＥ（すなわち、長いＴＥや超短ＴＥに限定されない）で収集される位相画像と強度画像の両方を可視化でき、また、元の位相情報及び強度情報を失うことなく、強度画像と位相画像の可視化を同時に単純化し容易にすることができる。

【0021】

ここで、第２の色相は、例えば、第１の色相と、表色系において異なる位置に配置される色相である。表色系の一例としては、例えば、色彩を、色相、明度、彩度のいわゆる色の３属性によって定量的に表現するマンセル表色系がある。この表色系では、色の特定の波長が際立っていることによる色の様相の相違である「色相（ｈｕｅ）」を、例えば、赤（Ｒ）、黄赤（ＹＲ）、黄（Ｙ）、黄緑（ＧＹ）、緑（Ｇ）、青緑（ＢＧ）、青（Ｂ）、紫青（ＰＢ）、紫（Ｐ）、赤紫（ＲＰ）のように、主要１０色相に分類して色相環を形成する。

【0022】

すなわち、表色系において異なる位置に配置される具体例としては、例えば、第２の色相が、第１の色相と、マンセル表色系における主要１０色相のうち互いに異なる主要１０色相に属する例が挙げられる。一例として、第１の色相はシアンであり、第２の色相はマゼンタであり、又は第１の色相はマゼンタであり、第２の色相はシアンである。

【0023】

また、色相環として、異なる色相環、例えば、日本色研配色体系（ＰＣＣＳ：Ｐｒａｃｔｉｃａｌ Ｃｏｌｏｒ Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｓ Ｓｙｓｔｅｍ）における２４色色相環で色相を定義してもよい。

【0024】

また、ＭＲＩデータプロセッサ４２に含まれる画像生成部は、その他の表色系、例えば、ＣＩＥ表色系、ＲＧＢ表色系、ＸＹＺ表色系、ＣＩＥＬＵＶ色空間等において、位相画像に割り当てられた色系列と、強度画像に割り当てられた色系列が、離れた色となるように、色系列を割り当ててもよい。

【0025】

また、強度画像に割り当てられる色系列と、位相画像に割り当てられる色系列が、異なる色相の色系列である場合について説明したが、実施形態は、これらの色系列が、異なる（色の３属性としての狭義の意味の）色相である場合に限られない。すなわち、これらの色系列が、異なる色合いであってもよい。例えば、ＭＲＩデータプロセッサ４２に含まれる画像生成部は、位相画像に対して第１の色合いの色系列を割り当てた画像と、強度画像に対して、第１の色合いと非類似である第２の色合いの色系列を割り当てた画像とを合成して、合成画像を生成してもよい。例えば、ＭＲＩデータプロセッサ４２に含まれる画像生成部は、第１の色合いとして、「赤」、第２の色合いとして、「青」を選択してもよい。また、例えば、ＭＲＩデータプロセッサ４２に含まれる画像生成部は、第１の色合いとして、「ｉｖｏｒｙ」、第２の色合いとして、「ｄａｒｋｓｌａｔｅｂｌｕｅ」を選択してもよい。

【0026】

また、別の例として、ＭＲＩデータプロセッサ４２に含まれる画像生成部は、位相画像に対して第１の原色を含む色系列を割り当てた画像と、強度画像に対して、第１の原色とは異なる第２の原色を含む色系列を割り当てた画像とを合成して、合成画像を生成する。

【0027】

ここで、原色の組とは、残りの２つの色を混ぜても、その色を作ることができないような色の組である。モニターディスプレイや、プロジェクターを用いた投影など、光を重ねて色を生成する加法混合の場合、例えば、原色の組として、光の三原色（赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ））が選ばれる。もっとも、他の組、例えば、オレンジ、緑、紫を３原色として選択することも妨げられない。また、必要に応じて、ｓＲＧＢ等その他の色空間を採用してもよい。

【0028】

また、顔料や絵の具、カラ―印刷のように、物体光＝入射光-補色となるような減法混合の場合、例えば、原色の組として、シアン（Ｃ），マゼンタ（Ｍ），イエロー（Ｙ）が選ばれる。また、ＭＲＩデータプロセッサ４２に含まれる画像生成部は、例えば、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ），イエロー（Ｙ）の各成分に、必要に応じて、黒（Ｋ）の成分を適宜加えても良い。

【0029】

このように、位相画像及び強度画像それぞれに異なる色系列を割り当て、それらの画像を合成してカラ―画像を生成することで、もともとの位相及び強度の情報を失うことなく、強度及び位相画像を同時に、視覚化を容易にすることができる。この結果、強度画像のみが臨床に用いられている現在の標準的な医療現場の現状と比較して、強度及び位相画像の両方を用いた診断が可能になる。実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置は、合成画像を表示する表示部（一例として、ディスプレイ２４）を更に備え、表示部は、位相画像及び強度画像のうち少なくとも１つの画像を、合成画像と同時に又は別個に表示する。

【0030】

そして、実施形態において、シーケンス制御部３０は、ＵＴＥ（Ｕｌｔｒａｓｈｏｒｔ Ｅｃｈｏ Ｔｉｍｅ）撮像を行って位相画像及び強度画像を収集することが好適である。

【0031】

例えば、最近、数種類の組織にＵＴＥ（またはゼロＴＥ）撮像を適用して収集した画像において、位相コントラストが際立つことが報告されている。例えば、膝のイメージング適用例と肺のイメージング適用例の両方において重要な高いコントラストが、超短エコー時間で取得した位相画像から得られることが、最近発見された。この情報を用いて、超短ＴＥシーケンスやゼロＴＥシーケンスで収集した強度画像に対して、重要な情報を加えることができる。ＵＴＥ（超短ＵＴ）撮像においては、位相画像は、正確な診断を実現するのに役立ち得る付加的な情報となりうる。

【0032】

実施形態による画像再構成及び処理により、従来技術と比べていくつかの利点が得られる。利点として挙げられることとして、例えば以下のようなことがある。多くの従来の臨床現場において、主に強度情報のみが用いられる一方で、実施形態が提供するＭＲイメージングの臨床診断のための便利でフレキシブルな技術及びシステムでは、強度情報と位相情報の両方を同時に用い、合成後も強度画像と位相画像のいずれの情報も失うことがない。

【0033】

また、超短ＴＥ（ＵＴＥ）でＭＲイメージングする場合でも、位相画像において存在が確認できる組織の構造及び特性に関する付加的な重要情報が使用できる。また、筋骨格のイメージングにおいて、強度画像または位相画像を単独で取得するよりも、脂肪／水の画素をより良く可視化することができ、よりはっきりとした画像コントラスト及び詳細が得られる。

【0034】

例えば、ＵＴＥ撮像を用いない通常のエコータイム（ＴＥ）でＭＲイメージングをした場合においては、上述した付加的な重要情報を含む位相画像を得ることができない。すなわち、エコータイム（ＴＥ）が長い場合は、位相が回転してしまう結果、十分な信号雑音強度のある信号を収集することができない。しかしながら、エコータイムが極めて小さいＵＴＥ撮像を行うことにより、通常は見ることができない信号を見ることができる。ここで、ＵＴＥ撮像を行う方法としては、例えば、時間軸方向に対して対称的でないパルスであるハーフパルスを印加し、ｋ空間の中心から放射状（ｒａｄｉａｌ）にサンプリングする方法があるが、実施形態はこれに限られず、例えばハーフパルスを用いず、ＵＴＥ撮像を行っても良い。

【0035】

ＵＴＥ撮像における位相画像の特徴として、例えば、骨と筋肉とにおける位相画像の信号値の値が挙げられる。例えば、骨におけるプロトンは、筋肉におけるプロトンに比べて動いていない（ソリッドである）ため、位相画像における信号強度としては、ほとんど値を持たず、例えば、低い信号値の信号となっている。換言すると、骨の位相画像は、脂肪抑制画像に類似した画像となる。これに対して、筋肉におけるプロトンは、骨におけるプロトンと比べて、動いているため、位相画像における信号強度としては、高い信号値の信号となっている。

【0036】

このように、実施形態に係るイメージングシーケンスを実行することで、ＭＲＩデータプロセッサ４２に含まれる画像生成部は、一度の撮像で、通常の強度画像と、脂肪抑制に類似する画像と、互いに異なる性質を持った二つの種類の画像を得ることができる。

【0037】

また、骨の部分で位相画像の信号強度がほとんど値をもたない（ブラック）になることから、例えば骨と筋肉の境界を、通常の強度画像を用いるより、より容易に判別することができる。これにより、例えば筋肉と骨の境界でがんが浸潤している場合などへの、診断への応用が考えられる。

【0038】

また、ＳＷＩと比較して、ＵＴＥ撮像を行う方法は、ポジティブ・コントラストの撮像方法であり、また、ＴＥ時間が短く、従って撮像時間が短いという利点がある。

【0039】

実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置のＵＩ（Ｕｓｅｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）としては、様々なものが考えられる。例えば、ＭＲＩデータプロセッサ４２に含まれる画像生成部は、個々の色表示チャネル毎にカラースケール及びコントラストを個別に調整して所望の合成画像コントラストを実現してもよい。また、例えば、強度情報または位相情報を強調または抑制するツールが提供されてもよい。さらに、例えばＳＷＩなどの技術とは対照的に、実施形態により、常にポジティブコントラストが得られるようにしてもよく、また、長いＴＥ時間を必要としなくてもよい。

【0040】

また、ＭＲＩデータプロセッサ４２に含まれる画像生成部は、合成画像に占める強度画像データと位相画像データとの割合を適宜調整する機能を含んでもよい。合成画像は、組織評価の改良に用いることができる。組織評価のために、別個の強度画像と位相画像から入手できる全情報を用いてもよい。

【0041】

ＭＲＩデータプロセッサ４２に含まれる画像生成部は、様々な方法を用いて、強度画像と位相画像を生成することができる。例えば、ＭＲＩデータプロセッサ４２に含まれる画像生成部は、２πの不定性を取り除くために位相接続した、実際の位相画像を用いて、またはＳＷＩのようにハイパスフィルター処理された位相画像を用いて、位相画像を生成してもよい。この時、位相画像の画素値は、複素数値を取る再構成ＭＲ画像の画素の、虚部をＩとし、実部をＲとすると、ｔａｎ^−１（Ｉ／Ｒ）と算出することができる。そして、強度画像（ここでは、例えば、強度ＭＲ画像の各画素が、複素数値を取る再構成ＭＲ画像の画素の実数部と虚数部の２乗和の平方根に基づく）と位相画像を、異なる色の表示チャネルに対する入力として用いることにより制御可能に合成して、合成カラー画像データを生成する。そして、生成された合成カラ―画像データは、可視化のためディスプレイ画面に表示される。ＭＲＩデータプロセッサ４２に含まれる画像生成部は、例えば、個々の色表示チャネル毎に、相対的表示画素強度（輝度）、カラースケール、コントラスト等をフレキシブルに調整（すなわち、「チューニング」）して、所望の画像コントラストが得られるように、例えば、強度情報または位相情報が強調または抑制されるように、またはある組織の特徴が強調されるように、個別のカラースケールバー等を設けてもよい。

【0042】

図２は、図１のＭＲＩシステムの一部を示すブロック図２００である。ブロック図２００は、例えばＭＲＩデータプロセッサ４２に対応する。また、強度画像生成部２１２、位相画像生成部２１０、画像合成器２０８等の処理は、一例として、ＭＲＩデータプロセッサ４２に含まれる画像生成部の処理に対応する。画像生成部２０２は、メモリ２０４に格納されたＭＲＩスキャンからのｋ空間データを入力として受け取る。画像生成部２０２に含まれる位相画像生成部２１０及び強度画像生成部２１２は、メモリ２０４からｋ空間データを受け取って、それぞれ位相画像及び強度画像を生成する。画像合成器２０８は、位相画像生成部２１０及び強度画像生成部２１２からそれぞれ位相画像及び強度画像を受け取って、合成画像を生成する。画像合成器２０８は、合成画像をディスプレイ２０６に表示する。

【0043】

メモリ２０４に格納されるｋ空間データは、被検体の任意の部位のＭＲＩスキャンから収集されてもよい。また、メモリ２０４は、図１に示すマップ／ＭＲＩ画像メモリ４６を含んでもよい。

【0044】

画像生成部２０２は、位相画像生成部２１０及び強度画像生成部２１２を有し、位相画像生成部２１０及び強度画像生成部２１２はそれぞれ、メモリ２０４から得たｋ空間データから強度画像と位相画像を生成する。

【0045】

画像合成器２０８は、入力として、位相画像生成部２１０から位相画像を受け取り、また強度画像生成部２１２から強度画像を受け取り、これらの入力画像を合成して、操作者（例えば、放射線医）に表示する合成画像とする。

【0046】

画像合成器２０８における強度画像と位相画像の合成は、入力部２１４から受け取ったリアルタイムの操作者による入力と、構成メモリ２１６に格納された予め構成された設定との一方または両方に基づいてもよいし、これらの一方または両方により制御されてもよい。また、入力部２１４は、例えば図１のキーボード２６等を含んでもよい。

【0047】

操作者による入力及び予め構成された設定により、色制御部２１８、スケール制御部２２０、コントラスト制御部２２１、及び輝度制御部２２２のうち１以上を動作させてもよい。色制御部２１８は、入力された強度画像と位相画像のうち少なくとも一方に対する色（または、色相）の割り当てを制御するように動作してもよい。スケール制御部２２０は、合成画像に対する各入力画像のダイナミックレンジ等の寄与を制御する。コントラスト制御部２２１は、強度画像と位相画像とのコントラストを制御する。輝度制御部２２２は、合成画像の輝度を制御する。コントラスト制御部２２１と輝度制御部２２２のそれぞれを、強度画像と位相画像について個別に調整できるようにしてもよい。また、図示していないが、画像生成部２０２は、合成画像の明度を制御する明度制御部や、合成画像の彩度を制御する彩度制御部を有してもよい。

【0048】

実施形態によっては、ブロック図２００は、独立型コンピュータシステム（例えば、図１に示すＭＲＩシステムの一部ではないコンピュータシステム）であってもよい。この独立型コンピュータシステムは、先に実行したＭＲＩスキャンに基づく格納された複素数値ＭＲ画像データにアクセスしてもよく、または、そのようなメモリ内の複素数値ＭＲ画像データから先に生成された別個の強度画像と位相画像にもアクセスしてもよい。これら格納されたデータに基づき、コンピュータシステムは、表示される合成画像を生成する。

【0049】

一実施形態によると、被検体のスキャンに続き、デフォルト設定または予め構成された設定に従い、最初に合成画像が表示される。次に、操作者は、最適な合成画像（特に、臨床対象の特徴が明瞭に見えたり、強度画像だけのときや位相画像だけのときよりもはっきりと見分けることができるような合成画像）を得るために、画像合成において制御可能なパラメータを調整してもよい。

【0050】

一実施形態によると、ＩｍａｇｅＪ（ｈｔｔｐ：／／ｉｍａｇｅｊ．ｎｉｈ．ｇｏｖ／ｉｊ／）等のツールが、合成画像を形成するために用いられる。例えば、ＩｍａｇｅＪを使用する場合、強度画像データをシアン色表示チャネルに割り当て、位相画像データをマゼンタ色表示チャネルに割り当ててもよい。シアン色表示チャネル及びマゼンタ色表示チャネルからの入力を用いて合成表示画像を生成するように、ＩｍａｇｅＪを構成してもよい。マゼンタ色表示チャネル及びシアン色表示チャネルが、現在好まれている。しかし、当業者には明らかなように、他の色チャネルの割り当てを用いてもよく、また、特定の解剖学的組織や状況に合わせて色チャネルの割り当てを最適化してもよい。

【0051】

図３は、実施形態に係るＵＩ（Ｕｓｅｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）３００の概略図である。一実施形態によると、ＵＩ３００は、合成画像を表示する表示領域３０２を有してもよい。実施形態によっては、表示領域３０２は、ユーザの選択に基づき、別個の強度画像と位相画像を表示してもよく、別個の強度画像と位相画像及び合成画像を表示してもよく、合成画像及び強度画像と位相画像のうち一方を表示してもよく、または合成画像のみを表示してもよい。

【0052】

画像スケール制御インタフェース３０４、色選択インタフェース３０６、コントラスト制御インタフェース３０８、及び輝度制御インタフェース３１０を操作者が操作して、表示領域３０２に表示される合成画像の諸相を調整してもよい。一実施形態によると、（画像）スケール制御インタフェース３０４、色選択インタフェース３０６、コントラスト制御インタフェース３０８、及び輝度制御インタフェース３１０の操作により、操作者（例えば、ユーザまたは放射線医）は、スケール制御部２２０、色制御部２１８、コントラスト制御部２２１、及び輝度制御部２２２のそれぞれへ入力を行うことができる。スケール制御インタフェース３０４、色選択インタフェース３０６、コントラスト制御インタフェース３０８、及び輝度制御インタフェース３１０のそれぞれは、例えば、スライダ、調整可能ダイヤル、メニュー、プルダウンメニュー、テキスト入力領域、操作者の入力に基づいて操作されて対応する値の変化を表示することができる任意の他のＵＩ要素のうち１以上を含んでもよい。また、図示されていないが、ＵＩ３００は、明度を制御する明度制御インタフェースや、彩度を制御する彩度制御インタフェースを含んでも良い。

【0053】

一例として、実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置は、ユーザからの入力を受け付ける入力部２１４を更に備える。この時、画像生成部２０２は、入力部２１４が受け付けた入力に基づいて、第１の色相（位相画像に割り当てる色相）若しくは第２の色相（強度画像に割り当てる色相）を制御する。例えば、ユーザから、色選択インタフェース３０６を通じて、第１の色相として、「シアン」を、第２の色相として、「マゼンタ」を設定するような入力を受け付けると、画像生成部２０２は、第１の色相として、「シアン」を、第２の色相として、「マゼンタ」を設定する。

【0054】

また、別の例として、画像生成部２０２は、入力部２１４が受け付けた入力に基づいて、第１の色相の色系列を割り当てた画像、又は第２の色相の色系列を割り当てた画像の明度、彩度若しくは輝度を制御する。また、同様に、画像生成部２０２は、入力部２１４が受け付けた入力に基づいて、第１の色相の色系列を割り当てた画像、又は第２の色相の色系列を割り当てた画像のダイナミックレンジを制御する。例えば、ユーザから、コントラスト制御インタフェース３０８、輝度制御インタフェース３１０、スケール制御インタフェース３０４、又は図示されていない彩度制御インタフェースや明度制御インタフェース等を通じて、位相画像、（あるいは強度画像、合成画像）の明度（あるいは彩度、輝度）を上昇させる旨の入力を受け付けると、画像生成部２０２は、位相画像（強度画像、合成画像）の明度（彩度、輝度）が上昇するように、位相画像（強度画像、合成画像）の明度（彩度、輝度）を制御する。また、例えば、ユーザから、例えばスケール制御インタフェース３０４を通じて、位相画像（強度画像、合成画像）の明度（彩度、輝度）のダイナミックレンジに関する入力を受け付けると、画像生成部２０２は、入力部２１４が受け付けた入力に基づいて設定を行うことで、位相画像（強度画像、合成画像）に対して色系列を割り当てた画像の明度（彩度、輝度）に関するダイナミックレンジを制御する。ここで、ダイナミックレンジに関する入力を受け付けるとは、具体的には、例えば、位相画像（強度画像、合成画像）の明度（彩度、輝度）の最小値、最大値、又は最小値及び最大値に関する入力を受け付けることを言う。

【0055】

更に、格納されたプロフィール３１２についての選択オプションとして、色表示チャネルのダイナミックレンジまたは輝度のいずれかに対して初期値を設定したり、色表示チャネルに対してスケーリング係数を設定したりする等、１以上の先に格納された設定プロフィールを選択できるようにしてもよい。実施形態によっては、所定の組織や診断特性を対象にして格納したプロフィールは、その後の選択及び使用のために格納してもよい。

【0056】

図４は、実施形態に係る強度画像と位相画像との合成プロセス４００に係るフローチャートである。一実施形態によると、合成プロセス４００を実行する際に、操作４０４〜４１８は、その１以上を実行しなくてもよく、図示されている以外の順番で実行されてもよい。強度画像と位相画像を合成して、例えば上述のＵＩ３００に合成画像を表示するために、合成プロセス４００を実行してもよい。

【0057】

操作４０２でシステム制御部２２が合成プロセス４００を開始した後、操作４０４において、システム制御部２２は、撮像に向けたＭＲＩシステム及び被検体の準備完了を受け付ける。準備は、被検体の位置合わせ、コイルの構成、プリスキャン等を含んでもよい。

【0058】

操作４０６において、シーケンス制御部３０は、撮像及びデータ収集を行い、この結果、磁気応答測定値を用いてｋ空間にデータが充填される。シーケンス制御部３０は、撮像において、２Ｄ／３Ｄフィールドエコー（Field Echo：ＦＥ）、高速フィールドエコー（Fast Field Echo：ＦＦＥ）、平衡定常自由歳差運動（Balanced Steady-State Free Precession：ｂＳＳＦＰ）、ＵＴＥ撮像（Ultrashort Echo Time：ＵＴＥ）等の、しかしこれらに限定されない、所定のイメージングパルスシーケンスを実行してもよい。実施形態によると、測定されたｋ空間データは、フーリエ変換適用後に複素数画像データとして格納される。フーリエ変換の前に、グリッディングを行ってもよい。実施形態によっては、３直交軸上の実際のｋ空間軌道が測定され、渦電流等、傾斜磁場システムの不完全性を補正するために使用される。

【0059】

操作４０８において、ＭＲＩデータプロセッサ４２に含まれる画像生成部２０２は、ｋ空間データから強度画像の生成を行う。本明細書で述べる強度画像は、実数部と虚数部を組み合わせたものであり、フーリエ変換を適用した後の各画像画素における複素数データ点に対して√（Ｒ^２＋Ｉ^２）（ここで、Ｒは実数成分、Ｉは虚数成分）として計算される。また、任意の適切な再構成技術を用いて、強度画像を形成してもよい。一実施形態によると、強度画像は従来方法で生成される。

【0060】

操作４１０において、画像生成部２０２は、ｋ空間データから位相画像の生成を行う。位相画像は、フーリエ変換した後の各画像画素における複素数データ点に対してｔａｎ^−１（Ｉ／Ｒ）として計算される。また、位相は、複素数の複素引数として知られている。位相画像再構成は、任意の適切な再構成技術に従って実行してもよい。実施形態によっては、位相画像は、磁場不均一性と位相折り返しを取り除いた後で、再構成される。後述の図５は、一実施形態による位相画像を形成する技術を示す。

【0061】

操作４１２において、例えば、画像生成部２０２は、操作４０８で生成された強度画像と、操作４１０で生成された位相画像を基に、合成画像を生成する。合成画像は、一実施形態によると、第１の色表示チャネル上で受信した位相画像と、第２の色表示チャネル上で受信した強度画像とを合成することにより得られる、合成カラー画像である。対応する強度画像と位相画像を、異なる色表示チャネルへの入力として用いて（例えば、シアンのチャネルを強度画像に割り当て、マゼンタのチャネルを位相画像に割り当てる）、合成カラー画像を生成してもよい。色表示チャネルの割り当ては、当然ながら、フレキシブルであり、操作者により制御される。色表示チャネルは、ＣＭＹＫ、ＲＧＢ（これらに限定されない）等の色モデルのそれぞれのチャネルを有してもよい。第１の色表示チャネルと第２の色表示チャネルとで異なる色とするのが好ましいが、実施形態によっては、第１の色表示チャネルと第２の色表示チャネルが同じ色を表示してもよい。例えば、第１の表示チャネルと第２の表示チャネルの両方を、グレースケール等の単色用に構成してもよい。しかし、同一色が第１の表示チャネルと第２の表示チャネルに割り当てられると、操作者は、合成画像において、強度画像に起因する諸相と位相画像に起因する諸相とを区別できなくなることがある。

【0062】

換言すると、画像生成部２０２は、第１のスケール係数に基づいて位相画像に対して、第１の色相の色系列を割り当て、第２のスケール係数に基づいて強度画像に対して第２の色相の色系列を割り当てることにより、合成画像を生成する。

【0063】

ここで、スケール係数は、色表示チャネルにおける色と画像との対応関係を表す係数である。例えば、「マゼンタ」という色は、１６進表記で、「＃ＥＣ００８Ｃ」に対応し、ＲＧＢ表記で「２５５、０、２５５」に対応し、ＣＭＹＫ表記で「０、１００、０、０」、マンセル値の表記で「５ＲＰ ５／１４」に対応する。スケール係数は、画像の信号値と、信号値の対応関係を示す識別子である。例えば、画像生成部２０２は、第１のスケール係数として、信号値が「０．１」の値に対して、「５ＲＰ １／１４」の色、すなわち、色相が「５ＲＰ」（マゼンタ）であり、明度が「１」であり、彩度が「１４」である色を割り当てる。また、例えば、画像生成部２０２は、第１のスケール係数として、信号値が「０．２」の値に対して、「５ＲＰ ２／１４」の色、すなわち、色相が「５ＲＰ」（マゼンタ）であり、明度が「２」であり、彩度が「１４」である色を割り当てる。また、スケール係数の例はこれに限られず、例えば異なる信号値に対して、異なる彩度や輝度を割り当てても良い。

【0064】

スケール係数の別の例として、例えば、画像生成部２０２は、第１のスケール係数として、信号値が「０」の値に対して、ＲＧＢ表記で、「２５５、０、２５５」の色を割り当てる。また、画像生成部２０２は、第１のスケール係数として、信号値が「０．５」の値に対して、ＲＧＢ表記で、「２５５、１２２、１２３」の色を割り当てる。また、画像生成部２０２は、第１のスケール係数として、信号値が「１．０」の値に対して、ＲＧＢ表記で、「２５５、２５５、０」の色を割り当てる。このようにして、画像生成部２０２は、画像の異なる信号値に対して、異なる色を割り当てる。

【0065】

変形例として、実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置は、ユーザから第１のスケール係数及び第２のスケール係数の入力を受け付ける入力部を更に備え、画像生成部２０２は、当該入力部で受け付けた入力結果に基づいて、合成画像を生成してもよい。ここで、入力部の例としては、例えば図１におけるキーボード２６等であり、また入力部は、図２の入力部２１４のように画像生成部２０２の中に組み込まれても良い。

【0066】

個々の色表示チャネル毎にカラースケール（例えば、比率）やコントラスト（例えば、ダイナミックレンジ）を別々に（すなわち、独立して）調整して、例えば、ある種類の組織の強度情報または位相情報を強調し、または抑制するように、合成画像コントラストを実現してもよい。実施形態によっては、輝度等、合成カラー画像に影響を及ぼす他のパラメータを設定してもよい。さらに、色表示チャネルは、独立して設定してもよく、または、１対として設定してもよい。例えば、合成画像が２つの色表示チャネルに基づく一実施形態において、第１のチャネルのスケーリングを第１の割合（例えば、６０％）に調整することにより、自動的に第２のチャネルのスケーリング（例えば、４０％）を調整することができる。

【0067】

所望の合成画像コントラストを実現するために、個々の色表示チャネル毎のダイナミックレンジとコントラストを独立して調整することができる。例えば、操作者は、最適なコントラストを実現するために、強度画像と位相画像の一方または両方のダイナミックレンジを調整してもよい。同様に、強度画像と位相画像の一方または両方の輝度を、独立して調整することができる。

【0068】

色の合成は、線形伸張やヒストグラム平坦化等の標準的な色合成技術を含む、任意の色合成技術に基づいてもよい。他の色合成技術として、例えば、画素単位で（すなわち、合成画像の画素毎に）、対応する画素を加算し、画素間の差分を取り、または他の合成技術を用いてもよい。

【0069】

操作４１４において、表示部（例えば、図１のディスプレイ２４や図２のディスプレイ２０６）は、診断のために合成画像を表示する。表示部は、例えば、形成された合成画像だけ、または、形成された合成画像及び強度画像と位相画像の一方または両方を、操作者または放射線医が見るために、ＵＩ３００等のＵＩに表示してもよい。

【0070】

操作４１６において、システム制御部２２は、合成画像は最適であるとユーザが入力したか否かをもとに移行の処理を変化させてもよい。合成画像が最適であるとユーザが入力していない場合（操作４１６否定）、すなわち合成画像が満足できるものでない場合、システム制御部２２は、操作４１８において、合成画像を改善するための１以上のユーザ入力を再受け付けする。システム制御部２２は、受け付けた入力データをＭＲＩデータプロセッサ４２に送信する。ＭＲＩデータプロセッサ４２は、システム制御部２２が受け付けた入力データを基に、操作４１２に戻り、新たな合成画像を生成する。換言すると、実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置は、生成された合成画像を表示する表示部（例えばディスプレイ２４）と、表示部に表示された結果に基づいて、ユーザから入力を受け付ける入力部（例えばキーボード２６）とを更に備え、画像生成部２０２は、入力部２１４で受け付けた入力結果に基づいて、更に合成画像を生成する。

【0071】

操作４１２〜４１６は、強度画像と位相画像がユーザ制御部の影響を受ける度に、繰り返してもよい。実施形態によっては、操作４１８において、ユーザは、画像スケール制御インタフェース３０４、色選択インタフェース３０６、コントラスト制御インタフェース３０８、及び輝度制御インタフェース３１０のうち１以上を操作して、強度画像と位相画像の合成を制御してもよい。

【0072】

ユーザ制御部はＵＩ３００内に設けてもよく、そうすることによって、操作者が組織の特徴を容易に評価し可視化することができる。所望の合成画像コントラストを実現するために、合成カラー画像と、個々の色表示チャネル毎のカラースケール及びコントラストを調整するツールとを表示するよう、ＵＩを構成してもよい。また、実施形態によっては、ＵＩが、強度画像と位相画像の少なくとも一方を表示できるようにしてもよい。ＵＩは、各特徴がより良く可視化できるように色制御のスケールを含んでもよい。ＵＩは、対象とする組織の特徴について所望のコントラストが得られるように、位相と強度の両方のダイナミックレンジを制御するためのバーを含む。例えば、強度チャネル及び位相チャネルのダイナミックレンジが適切であると、骨の種類の違いだけでなく、骨密度の違いも見ることができる場合がある。ＵＩの例を図３に示す。

【0073】

操作４１６において、操作者にとって合成画像が満足できるものであれば（操作４１６肯定）、合成プロセス４００は終了する。一実施形態によると、合成画像が満足できるものか否かの判定は、操作者が、合成画像において、特定の臨床診断的様相を視覚的に見分けられるか否かに基づく。例えば、別個の強度画像と位相画像のいずれにおいても明瞭性が不十分で視覚的に見分けることのできない特定の臨床的様相が、合成画像において見分けられる場合がある。例を図６及び図７に示す。実施形態によっては、合成画像が満足できるものか否かの判定を自動化してもよい。例えば、画像内に明確な臨床的特徴を視覚的に示すことができる自動画像解析に基づいて、判定してもよい。

【0074】

図５は、実施形態に係る位相画像の生成プロセス５００に係るフローチャートである。一実施形態によると、生成プロセス５００を実行する際に、操作５０４〜５０８は、その１以上を実行しなくてもよく、図示されている以外の順番で実行されてもよい。画像生成部２０２は、例えば、上述の合成プロセス４００で使用する位相画像を生成するため、生成プロセス５００を実行してもよい。

【0075】

操作５０２でプロセスを開始した後、操作５０４において、１以上の低分解能画像が生成される。一実施形態によると、例えば、画像再構成の前に同じｋ空間データをローパスフィルタ処理して低分解能画像を再構成することにより、位相画像を生成することができる。

【0076】

操作５０６において、低分解能の位相画像の複素共役に、高分解能画像を乗算する。次に、結果として得られた画像の位相、すなわちｅｘｐ（ｉ＊（Φ_ｈ−Φ_ｌ））から、所望の位相画像が生成される。ここで、Φ_ｈは強度画像と同時に取得される最大分解能画像の位相を表し、Φ_ｌは低分解能画像の位相を表す。

【0077】

操作５０８において、合成で用いる位相画像が、操作５０６における計算に基づき取得される。

【0078】

次に、実施形態に係る強度画像、位相画像、及び合成画像の特徴について説明する。

【0079】

図６Ａは、実施形態に係る強度画像の一例である。図６Ａは、例えば強度画像生成部２１２が生成した、異なる組織である組織Ａ，組織Ｂ，組織Ｃが描出された強度画像の一例を示している。例えば、組織Ａが第１の筋肉組織、組織Ｂが第２の筋肉組織であり、組織Ｃが骨であるような場合を想定している。図６Ａでは、組織Ａ（第１の筋肉組織）と組織Ｃ（骨）が同じような信号輝度で描出されている。一方で、組織Ｂ（第２の筋肉組織）は、組織Ａ（第１の筋肉組織）及び組織Ｃ（骨）よりも明るく描出される。したがって、ユーザは、強度画像においては、組織Ｂと組織Ａ（又は組織Ｂと組織Ｃ）を区別できるが、組織Ａと組織Ｃを区別することが困難である。

【0080】

図６Ｂは、実施形態に係る位相画像の一例である。すでに述べたように、ＵＴＥ撮像を行った時、筋肉と骨は、位相画像において異なる信号強度の振る舞いを有する。例えば、骨におけるプロトンは、筋肉におけるプロトンに比べて動きが少ないため、位相画像における信号強度としては、ほとんど値を持たず、「ブラック」な（暗い）信号となる。これに対して、筋肉におけるプロトンは、骨におけるプロトンと比べて、動いているため、位相画像における信号強度としては、「ホワイト」な（明るい）信号となっている。この結果、図６Ｂに示すように、位相画像においては、組織Ｃ（骨）の信号値が、組織Ａ及び組織Ｂ（筋肉）の信号値より、低下する。これにより、画像生成部２０２は、脂肪抑制画像に類似した画像を得ることができる。

【0081】

図６Ｃは、実施形態に係る合成画像の一例である。強度画像及び位相画像のブレンド比を適宜調整することにより、例えば図６Ｃのように、画像生成部２０２は、組織Ａ，組織Ｂ，組織Ｃを明瞭に区別することのできる画像を生成することができる。具体的には、強度画像では、組織Ａ及び組織Ｃと、組織Ｂとの間で信号強度に第１のコントラストが生じた。また、位相画像では、組織Ａ及び組織Ｂと、組織Ｃとの間で信号強度に第２のコントラストが生じた。合成画像では、合成条件を適宜変えることにより、画像生成部２０２は、第１のコントラスト及び第２のコントラストの両方が保存された画像を生成することができ、診断に役立てることができる。

【0082】

図７と図８は、それぞれ実施形態により形成された膝のＭＲＩスキャンと肺のＭＲＩスキャンを示す。東芝Ｖａｎｔａｇｅ Ｔｉｔａｎ ３Ｔスキャナ（日本、大田原市）でスポイルドグラディエントエコーモードにて実行する３ＤラジアルＵＴＥシーケンスを用いて、イメージング実験を行った。共通の収集パラメータとして、ＦＡ＝５°、等価の読み出しマトリクス４２４＊４２４、ＡＤＣピッチ時間＝４μｓ、ＴＥ／ＴＲ＝０．１９ｍｓ／５．０ｍｓとした。膝のイメージングについて、６分２４秒で７６８００本の放射状ラインをサンプリングし、画像分解能は等方的に０．６３ｍｍであった。肺のイメージングについて、７分２４秒で３８４００本の放射状ラインを呼吸ゲート法でサンプリングし、画像分解能は等方的に１．１８ｍｍであった。造影剤は投与しなかった。

【0083】

図７は、実施形態に係る膝領域の強度画像６０２、位相画像６０４、及び合成画像６０６の例である。全ての画像において、膝関節軟骨が極めて詳細に描写されている。

【0084】

図７の左列は、強度画像６０２を示している。強度画像６０２では、筋肉よりも脂肪信号の方が僅かに明るい。軟骨の可視化は、脂肪信号によって不明瞭になる（矢印６１０で示された部位を参照）。

【0085】

図７の中央の列は、位相画像６０４を示している。相対的にコントラストが弱いにもかかわらず、位相画像６０４では、脂肪信号（暗色）と水信号（グレー）の違いがはっきりと見られ、より良く可視化された構造的特徴も見られる（６１２等の短い矢印で示された部位を参照）。

【0086】

図７の右列は、合成画像６０６を示している。モノクロで示されているが、画像生成部２０２は、合成画像６０６を、カラ―画像として生成する。例えば、８００Ｍ，８０１Ｍ，８０２Ｍ，８０３Ｍ，８０４Ｍ，８０５Ｍ，８０６Ｍ及び８０７Ｍで示される領域は、「マゼンタ」で着色されている。また、例えば、８００Ｃ，８０１Ｃ，８０２Ｃ，８０３Ｃ，８０４Ｃ及び８０５Ｃで示される領域は、「シアン」で着色されている。合成画像６０６により、強度画像６０２と位相画像６０４の両方の詳細を、より簡単に（例えば、より良く、すなわち、より明瞭に）同時に見ることができる。例えば、脂肪が支配的なボクセルと水が支配的なボクセルの識別が向上し、これにより、強度画像６０２と比べ、軟骨（例えば、矢印６１０で示された部位）及び滑液（例えば、長い矢印６１４で示された部位）をより良く可視化できる。例えば、ボックス６３０で示される領域では、位相画像６０４において高コントラスト領域であるので、合成画像６０６において、強度画像６０２のみでは見ることのできなかった微小な構造が正確に描出されている。

【0087】

図８は、実施形態に係る肺領域の強度画像７０２、位相画像７０４、及び合成画像７０６の例である。

【0088】

図８の左列は、強度画像７０２を示している。強度画像７０２には、超短ＴＥを用いたことにより、肺実質、大きな裂溝（例えば、強度画像７０２内の矢印７１０で示された部位）、及び血管が描写されている。

【0089】

図８の中央の列は、位相画像７０４を示している。位相画像７０４は非常に異なるコントラストを示し、強度画像７０２に対する補足情報が得られる。一部の血管壁は、その内部の血液信号が暗く見えるために、明瞭に可視化される。気道は、おそらく輪状軟骨等の組織があるため、ポジティブコントラストで示されている。また、位相画像７０４では、肺実質が非常に良く可視化されている。位相画像７０４には、ネガティブコントラストで大きな裂溝が見える（例えば、位相画像７０４内の矢印７１０で示された部位）。

【0090】

図８の右列は、合成画像７０６を示している。モノクロで示されているが、画像生成部２０２は、合成画像７０６を、カラ―画像として生成する。例えば、９００Ｍ，９０１Ｍ及び９０２Ｍで示される領域は、「マゼンタ」で着色されている。また、例えば、９００Ｃ，９０１Ｃ，９０２Ｃで示される領域は、「シアン」で着色されている。

【0091】

合成画像７０６でも、強度画像７０２と位相画像７０４の両方の詳細が見える。例えば、ボックス７３０で囲まれた領域では、位相画像７０４において高コントラスト領域であるので、合成画像７０６において、強度画像７０２のみによっては見えなかった微小な構造が正確に描出されている。また、肺実質が容易に可視化され（例えば、合成画像７０６内の矢印７１０で示された部位）、異なる位相挙動の血管が異なる色で示されている。

【0092】

ＵＴＥシーケンスで収集された人体の膝画像と肺画像において、顕著な位相差があることが確認された。この位相差により、組織の特徴を入手するうえでの重要な情報が得られる。強度画像と位相画像を融合して合成画像を得ることにより、強度情報と位相情報を同時に容易に可視化でき、臨床現場においてＭＲ位相情報の利用範囲を広げることができる。

【0093】

上記の実施形態では、合成画像の生成を、磁気共鳴イメージング装置で行う場合について説明した。しかし、上記の合成画像の生成は、例えば、画像処理装置によって行われてもよい。かかる画像処理装置は、ＵＴＥ撮像を行うことにより収集された位相画像及び強度画像を取得し、位相画像に対して第１の色相の色系列を割り当てた画像と、強度画像に対して第１の色相とは異なる色相である第２の色相の色系列を割り当てた画像とを合成して、合成画像を生成してもよい。

【0094】

以上述べた少なくとも一つの実施形態によれば、強度情報と位相情報を同時に可視化することができる。

【0095】

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

【符号の説明】

【0096】

３０ シーケンス制御部
２０２ 画像生成部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図6C】

【図7】

【図8】