磁共振成像装置、图像处理装置以及图像处理方法

专利名称：磁共振成像装置、图像处理装置以及图像处理方法
技术领域：
本实施方式涉及磁共振成像装置、图像处理装置以及图像处理方法。
背景技术：
以往，磁共振成像(MRI :Magnetic Resonance Imaging)装置不仅在形态图像诊 断中在功能图像诊断中也被广泛利用。具体而言，MRI装置通过被称为fMRI (functional Magnetic Resonance Imaging 功能磁共振成像)的方法，可以提供使脑活动图像化的 fMRI图像(例如，参照(社团)日本图像医疗系统工业会编辑“医用图像·放射线设备手 册”名古屋美术印刷株式会社平成13年、p. 176-177)。在此，fMRI 法是利用 BOLD (Blood Oxygenation LevelDependent 血氧水平依赖) 效果，生成使脑的活跃区域图像化的fMRI图像的方法。以下，针对BOLD效果进行说明。在通过运动或刺激而被活跃化的脑的活跃区域 中，血流量增加的同时，通过从活跃区域的毛细血管向神经细胞供给氧，从而与氧结合的血 色素(hemoglobin)(氧化血色素)被还原形成还原血色素。在此，对于血流的增加，由于神 经细胞的氧耗费量的增加程度低，因此在活跃区域中，静脉血的氧化血色素的量相对增加。 另外，氧化血色素与还原血色素相比难于磁化。即，所谓BOLD效果是表示“在脑的活跃区域 中磁化率减少，磁共振信号的强度变化”的现象的一种效果。因此，通过隔着作为安静期间的休息(Rest)，对被检测体连续重复执行用于使运 动区、视觉区、听觉区、语言区、感觉区等活跃化的工作(Task)生成MRI图像(磁共振图 像)，通过比较工作时的图像与休息时的图像，可以确定脑功能活跃部位。另外，通过在执 行内容不同的工作时的图像之间进行比较，从而可以确定在各工作中共同地被活跃化的部 位、通过各工作独特地被活跃化的部位。作为用于确定脑功能活跃部位的图像解析的一例，可以举出以下处理。首先，求出 休息时的所有图像的平均图像以及工作时的所有图像的平均图像，进行用于针对两平均图 像根据差分值与两总体平均的标准误差判定优势差的“t检定”，制成“t值图像”作为fMRI 图像。并且，通过计算线性相关系数，求出fMRI原图像的像素值与参照函数之间的相关系 数，从而制成相关系数图像作为fMRI图像。在此，休息与工作的执行间隔的设定被设计(design)为对每个规定的间隔所配 置的组块(block)。具体而言，如图11所示，休息与工作之间的执行间隔的设定成为沿着时 间序列排列表示用于安静的休息时组块与用于脑活跃的工作时组块的定型组块的设计形 状，被称为组块·设置(setting)。另外，图11为用于说明组块·设置的图。
组块·设置通过医生等操作者将休息时组块以及工作时组块的个数、休息以及工 作的重复次数等数值与工作的种类一起作为参数(parameter)输入来执行。例如，如图11 所示，各参数的输入通过使用以TR(Itepetition Time 重复时间)为一个单位的时相(相 位(phase))来进行。并且，组块·设置在休息时以及工作时的图像收集后进行的图像解析 时被使用。 但是，现状常常是，根据给予被检测体的刺激，脑从刺激起至活跃为止需要一定的 时间。然而，上述以往技术存在如下课题由于使用除了收集开始紧接之后的数据的在 所有工作时与所有休息时所收集到的数据生成fMRI图像，因此即使参照fMRI图像也无法 解读随着时间变化的脑功能活跃部位的状态。对此，本发明是为了解决上述以往技术的课题而完成的，其目的在于提供能够解 读随着时间变化的脑功能活跃部位的状态的磁共振成像装置、图像处理装置以及图像处理 方法。

发明内容
根据本发明的一实施方式提供一种磁共振成像装置，其特征在于，包括功能图像 生成部，根据收集来自隔开安静期间执行课题的被检测体的磁共振信号所生成的磁共振图 像，生成功能诊断用的磁共振图像即功能图像；图像生成控制部，控制上述功能图像生成 部，以便通过在沿着时间序列多次重复上述安静期间以及执行上述课题的课题执行期间的 收集期间，将沿着时间序列所生成的多个磁共振图像分割成每个规定的时相的图像群，并 统计处理该分割后的各图像群，来生成沿着时间序列的多个功能图像；显示控制部，进行控 制以便在规定的显示部上显示通过上述图像生成控制部的控制所生成的沿着上述时间序 列的多个功能图像。根据本发明的另外的实施方式提供一种图像处理装置，其特征在于，包括功能图 像生成部，根据收集来自隔开安静期间执行课题的被检测体的磁共振信号所生成的磁共振 图像，生成功能诊断用的磁共振图像即功能图像；图像生成控制部，控制上述功能图像生成 部，以便通过在沿着时间序列多次重复上述安静期间以及执行上述课题的课题执行期间的 收集期间，将沿着时间序列所生成的多个磁共振图像分割成每个规定的时相的图像群，并 统计处理该分割后的各图像群，来生成沿着时间序列的多个功能图像；显示控制部，进行控 制以便在规定的显示部上显示通过上述图像生成控制部的控制所生成的沿着上述时间序 列的多个功能图像。根据本发明的另外的实施方式提供一种图像处理装置，其特征在于，包括功能图 像生成部，根据沿着时间序列所生成的多个医用图像生成功能诊断用的医用图像即功能图 像；图像生成控制部，控制上述功能图像生成部，以便通过将沿着上述时间序列所生成的多 个医用图像分割成每个规定时相的图像群，并统计处理该分割后的各图像群，来生成沿着 时间序列的多个功能图像；显示控制部，进行控制以便在规定的显示部上显示通过上述图 像生成控制部的控制所生成的沿着上述时间序列的多个功能图像。根据本发明的另外的实施方式提供一种图像处理方法，其特征在于功能图像生 成部根据收集来自隔开安静期间执行课题的被检测体的磁共振信号所生成的磁共振图像，生成功能诊断用的磁共振图像即功能图像，图像生成控制部控制上述功能图像生成部，以 便通过在沿着时间序列多次重复上述安静期间以及执行上述课题的课题执行期间的收集 期间，将沿着时间序列所生成的多个磁共振图像分割成每个规定的时相的图像群，并统计 处理该分割后的各图像群，来生成沿着时间序列的多个功能图像，显示控制部进行控制，以 便在规定的显示部上显示通过上述图像生成控制部的控制所生成的沿着上述时间序列的 多个功能图像。根据本发明的另外的实施方式提供一种图像处理方法，其特征在于功能图像生 成部根据沿着时间序列所生成的多个医用图像，生成功能诊断用的医用图像即功能图像， 图像生成控制部控制上述功能图像生成部，以便通过将沿着上述时间序列所生成的多个医 用图像分割成每个规定的时相的图像群，并统计处理该分割后的各图像群，来生成沿着时 间序列多个功能图像，显示控制部进行控制，以便在规定的显示部上显示通过上述图像生 成控制部的控制所生成的沿着上述时间序列的多个功能图像。


图1为用于说明本实施方式中的MRI装置的结构的图。图2A以及2B为用于说明本实施方式中的组块·设置的图。图3为用于说明以往的fMRI图像生成处理的图。图4、5、6A以及6B为用于说明本实施方式中的功能图像生成部的图。图7为用于说明本实施方式中的MRI装置的处理的流程图。图8A以及8B为用于说明第一变形例的图。图9A以及9B为用于说明第二变形例的图。图10为用于说明第三变形例的图。图11为用于说明组块·设置的图。
具体实施例方式以下参照附图详细说明磁共振成像装置的实施方式。另外，以下，将磁共振成像装 置(Magnetic Resonance Imaging)记载为“MRI装置”。另外，以下，针对通过MRI装置摄 像患者的脑功能诊断用的磁共振图像(fMRI图像)的情况进行说明。首先，针对本实施方式的MRI装置的结构进行说明。图1为用于说本实施方式中 的MRI装置的结构的图。如图1所示，本实施方式中的MRI装置100具有架台部10、倾斜磁 场电源20、RF发送部30、RF接收部40、序列(sequence)控制部50、床部60、床控制部70、 计算机系统(system) 80。架台部10是对静磁场中放置的患者P照射高频磁场，由此检测从患者P产生的 磁共振信号的装置，具有静磁场磁铁11、倾斜磁场线圈(coil) 12、发送接收用RF(RadiC) Frequency)线圈 13。静磁场磁铁11例如为形成为中空的圆筒形状，在内部的空间内产生均勻的静磁 场的超导磁铁。另外，静磁场磁铁11也可以是在开放(open)式MRI装置100中，作为产生 均勻的静磁场的超导磁铁。
0032]倾斜磁场线圈12是形成为中空的圆筒形状的线圈，被配置在静磁场磁铁11的内侧。倾斜磁场线圈12将与互相正交的X、Y、Z各轴对应的3个线圈进行组合而形成。在本 实施方式中，这3个线圈从后述的倾斜磁场电源20独立接受电流供给，在X、Y、Z各轴上，Z 轴方向的磁场对于距倾斜磁场中心的距离，产生线性变化的倾斜磁场。另外，由倾斜磁场线圈12产生的Χ、Υ、Ζ各轴的倾斜磁场例如与切片(slice)选择 用倾斜磁场Gs、相位编码(encode)用倾斜磁场Ge以及读出(read out)用倾斜磁场Gr分 别对应。切片选择用倾斜磁场Gs为了任意决定摄像断面而被利用。相位编码用倾斜磁场 Ge为了对应于空间位置使磁共振信号的相位变化而被利用。读出用倾斜磁场Gr为了对应 于空间位置使磁共振信号的频率变化而被利用。如图1所示，发送接收用RF线圈13被配置在倾斜磁场线圈12的内侧，通过从后 述的RF发送部30供给高频脉冲(pulse)产生高频磁场，并将所产生的高频磁场发送至患 者P，同时在高频磁场的影响下接收从患者P产生的磁共振信号。具体而言，在本实施方式中，发送接收用RF线圈13为了摄像fMRI图像，而被安装 在患者P的头部，从而将高频磁场发送至患者P的头部，同时接收从患者P的头部产生的磁 共振信号。倾斜磁场电源20向倾斜磁场线圈12供给电流。RF发送部30将与拉莫尔(Larmor) 频率对应的高频脉冲发送至发送接收用RF线圈13。RF接收部40通过使从发送接收用RF 线圈13输出的磁共振信号数字(digital)化生成原始数据(data)。序列控制部50通过根据从计算机系统80发送的序列信息，驱动倾斜磁场电源20、 RF发送部30以及RF接收部40，从而进行扫描(scan)患者P时的控制。并且，序列控制部 50对患者P进行扫描后的结果，当从RF接收部40发送原始数据后，将所接收到的原始数据 转送至计算机系统80。另外，所谓“序列信息”是倾斜磁场电源20向倾斜磁场线圈12供给的电源的强度 或供给电源的定时(timing)、RF发送部30向发送接收用RF线圈13发送的高频脉冲的强 度或发送高频脉冲的定时、RF接收部40检测NMR信号的定时等，定义用于进行扫描的步骤 的信息。床部60具备载置患者P的床板61，在后述的床控制部70的控制下，在载置患者P 的状态下向倾斜磁场线圈12的空洞(摄像口)内插入床板61。通常，床部60被设置为长 度方向与静磁场磁铁11的中心轴方向平行。在此，患者P摄像fMRI图像时，隔着作为安静期间的休息(Rest)连续重复执行用 于使运动区、视觉区、听觉区、语言区、感觉区等活跃化的工作(Task)。因此，在床部60中设 置刺激发生装置62。刺激发生装置62为产生用于患者P执行各种工作的刺激的装置，例 如，对患者P的眼睛给光，从而产生使视觉区活跃的刺激的装置。S卩，如图1所示，对载置在床板61上的患者P安装头部摄影用的发送接收用RF线 圈13，刺激发生装置62被配置在患者P的视线方向。床控制部70驱动床部60，从而向长度方向以及上下方向移动床板61。计算机系统80进行MRI装置100的整体控制、数据收集、图像重建等，具有接口 (interface)部81、数据处理部82、存储部83、输入部84、显示部85以及控制部86。接口部81控制在与序列控制部50之间交换的各种信号的输入输出。例如，接口 部81对序列控制部50发送序列信息，并从序列控制部50接收原始数据。
另外，由接口部81所接收到的原始数据作为根据由倾斜磁场线圈12所产生的 切片选择用倾斜磁场Gs、相位编码用倾斜磁场Ge以及读出用倾斜磁场Gr与SE(Slice Encode)方向、PE (Phase Encode)方向以及RO (Read Out)方向的空间频率的信息对应的傅 立叶(Fourier)空间的数据(k空间数据)被存储到存储部83。另外，接口部81将经由后述的输入部84输入的床移动要求发送至床控制部70，床 控制部70根据接收到的床移动要求使床部60驱动。另外，接口部81将从后述的刺激控制部86a发送的刺激产生控制信号发送至刺激 发生装置62，刺激发生装置62根据接收到的刺激产生控制信号，产生刺激。另外，在本实施 方式中，针对经由后述的计算机系统80进行刺激产生控制的情况进行说明，但是本发明并 不仅限定于此，也可以例如经由用于操作刺激发生装置62的专用控制台(console)进行刺 激产生控制。数据处理部82为通过对由存储部83作为k空间数据所存储的傅立叶空间的数据 实施后处理即傅立叶变换等的重建，来生成图像数据的处理部，具有图像生成部82a与功 能图像生成部82b。具体而言，图像生成部82a通过对傅立叶空间的数据进行傅立叶变换， 生成表示患者P内的形态信息的磁共振图像。另外，功能图像生成部82b使用图像生成部 82a生成的磁共振图像，生成表示患者P的脑功能信息的磁共振图像(fMRI图像)。另外， 针对数据处理部82，后面进行详细叙述。存储部83对每一位患者P存储通过对从接口部81转送的傅立叶空间的数据、傅 立叶空间的数据进行傅立叶变换由图像生成部82a所生成的磁共振图像、通过对磁共振图 像进行统计处理由功能图像生成部82b所生成的fMRI图像等。输入部84具有用于由操作者受理各种指示、信息输入的鼠标(mouse)或跟踪球 (trackball)等定位设备(pointing device)、模式(mode)切换开关(switch)等选择设备 (device)或键盘(keyboard)等输入设备。显示部85为由操作者所参照的监视器(monitor)，在控制部86进行的控制下，向 操作者显示磁共振图像等各种信息，显示用于经由输入部84由操作者受理指令(command) 的 GUI (Graphical UserInterface 图形用户界面)。控制部86 具有 CPU (Central Processing Unit 中央处理器)、存储器(memory) 等，进行MRI装置100的整体控制。例如，控制部86通过根据在设计经由输入部84从操作 者那里输入的摄像条件与组块 设置时设定的参数，生成序列信息，并将生成的序列信息发 送至序列控制部50，来执行患者P的扫描。另外，控制部86控制由数据处理部82进行的图 像的重建。另外，控制部86控制显示部85以及第二显示部62中的画面显示。另外，控制 部86也进行刺激发生装置63中的刺激产生的控制。另外，针对控制部86，后面进行详细叙 述。在此，本实施方式的MRI装置100使用收集来自执行工作的患者P的磁共振信号 所生成的磁共振图像生成fMRI图像，但是主要的特征在于通过以下详细说明的本实施方 式的控制部86对数据处理部82的控制，能够解读随着时间变化的脑功能活跃部位的状态。 以下，针对该主要特征使用图1、图2A以及图2B、图3、图4、图5、图6A以及图6B进行说明。 另外，图2A以及图2B为用于说明本实施方式的组块 设置的图，图3为用于说明以往fMRI 图像生成处理的图，图4、图5、图6A以及图6B为用于说明本实施方式的功能图像生成部的
如图1所示，本实施方式的控制部86具有刺激控制部86a、图像生成控制部86b、 显示控制部86c。这些各控制部根据由医师等操作者经由输入部84输入的摄像条件与组 块·设置执行各种控制处理。在此，重新对组块·设置进行说明。在摄像fMRI图像时，隔着安静期间(休息 Rest)重复用于使脑功能活跃的各种课题(工作Task)。在此，休息与工作之间的执行间 隔的设定被设计为对每个规定的间隔所配置的组块，由于成为这些组块沿着时间序列排列 的设计形状因此被称为组块·设置。具体而言，如图2A所示，组块·设置将以TR(Itepetition Time 重复时间)为一 个单位的相位(Phase)作为设定用的参数来使用。并且，组块·设置通过操作者输入相位 数来设定。即，操作者将休息时组块以及工作时组块的个数、休息以及工作的重复次数与工 作的种类一起通过输入相位数进行图2A所示的组块·设置。例如，在将TR设定为“1000msec”时，在图2A所示的组块 设置中，由操作者设定 重复执行8次3秒钟的休息与3秒钟的工作后，执行1次3秒钟的休息。另外，图2A所示 的“10”是“Initail offset”的省略，是在摄像fMRI图像时，在开始执行休息以及工作之 前设定的期间。首先，在本实施方式的组块·设置中，设定生成fMRI图像所使用的数据区域。例 如，在图2A所示的组块 设置中，将重复执行8次3秒钟的休息与3秒钟的工作的区间设定 为为了生成fMRI图像所使用的磁共振图像的数据区域。另外，虽然未图示，但是在组块 设 置中，针对每个休息或工作期间，也可以进行如下设定不使用把在各相位下生成的所有磁 共振图像使用于fMRI图像生成用的信息、在各时相下生成的共振图像的一部分，把根据只 使用的磁共振图像来生成fMRI图像的信息作为使用信息。然后，在本实施方式的组块·设置中，以下所说明的设定通过操作者来执行。艮口， 操作者进行将在数据区域中所生成的多个磁共振图像分割成每个规定的时相的图像群的 设定。具体而言，操作者进行如下设定以沿着时间序列连续包含休息以及工作中的磁共振 图像的方式，将在数据区域中生成的多个磁共振图像分割成被分开的图像群。更具体而言，在本实施方式的组块 设置中，由操作者来设定用于通过统计处理生 成fMRI图像的基本组块。例如，在图2A所示的组块 设置中，将在沿着时间序列毗邻的休 息以及工作的各1次的执行期间(6秒钟)所生成的沿着时间序列的多个磁共振图像设定 为为了通过统计处理生成fMRI图像所使用的基本组块。然后，在本实施方式中，例如，如图2B所示，操作者将每个基本统计处理组块的2 个组块设定为统计处理组块。即，在如图2B所示的组块·设置中，将在沿着时间序列连续 的“休息、工作、休息、工作”的12秒钟内所生成的沿着时间序列的多个磁共振图像设定为 用于生成一个fMRI图像的统计处理组块。其结果，在沿着时间序列重复8次休息以及工作的期间沿着时间序列所生成的多 个磁共振图像以连续包含休息以及工作中的磁共振图像的方式被分割成被分开的4个图 像群。因此，在图2B所示的组块·设置中被设定为通过分别统计处理被分割成4个的图 像群，生成fMRI图像。然后，操作者输入上述组块·设置的同时，输入设定fMRI图像的摄像协议
10(protocol)(例如，用于通过Field-Echo EPI方法进行摄像的摄像协议)作为摄像条件。 输入设定的摄像条件以及组块·设置被存储到存储部83，控制部86当受理来自操作者的 图像摄像的开始要求后，根据存储部83中存储的摄像条件与组块 设置，生成序列信息，并 将生成的序列信息发送至序列控制部50。由此，MRI装置100执行用于生成患者P的fMRI 图像的扫描。然后，图1所示的刺激控制部86a以与通过开始用于生成fMRI图像的扫描的同 时，发送基于存储部83中存储的组块·设置的刺激产生控制信号，在每个设定的期间产生 与组块·设置的工作对应的刺激的方式控制刺激发生装置62。然后，图1所示的图像生成控制部86b以根据所分割的图像群生成fMRI图像，从 而生成沿着时间序列的多个fMRI图像(动态fMRI图像)的方式控制数据处理部82的图 像生成部82a以及功能图像生成部82b。具体而言，图像生成部82a通过图像生成控制部86b的控制，根据存储部83存储 的傅立叶空间的数据生成磁共振图像，并将生成的磁共振图像与时间序列信息(例如，以 TR为一个单位的组块信息或使用信息)对应地存储到存储部83。然后，功能图像生成部82b通过图像生成控制部86b的控制，将休息时以及工作执 行时的磁共振图像与时间序列信息一起读出从而生成fMRI图像，并存储到存储部83。在此，在说明通过图像生成控制部86b的控制本实施方式的功能图像生成部82b 执行的fMRI图像生成处理之前，重新针对以往fMRI图像生成处理使用图3进行说明。在 以往fMRI图像生成处理中，如图3所示，功能图像生成部82b首先为了减少由摄像时的患 者P的活动产生的伪影(artifact)，进行由于对沿着时间序列的各磁共振图像活动校正所 引起的再配置。然后，如图3所示，功能图像生成部82b对再配置的各磁共振图像进行用于对 标准脑坐标系的空间标准化、提高S/N(signal/n0ise)比的平滑化以及时间轴上的滤波 (filter)处理。另外，对标准脑坐标系的空间标准化处理是为了将一张张脑的磁共振图像 (水平断面图像)作为在标准化的脑图谱上前后方向、左右方向以及上下方向3个方向各自 的投影图来提示所进行的处理，原来，是因不知晓通过刺激脑活跃的区域的信息而执行的 处理。但是，现在，由于已经收集到通过刺激使脑活跃化的区域的信息，因此对标准脑坐标 系的空间标准化处理并不是必须的处理。此后，功能图像生成部82b参照与磁共振图像对应的组块 设置的信息，如图3所 示，通过执行统计学处理，生成描绘出脑功能活跃化部位的fMRI图像。例如，在以往fMRI 图像生成处理中，功能图像生成部82b根据休息时的所有磁共振图像生成休息时的平均图 像，并生成工作执行时的所有磁共振图像工作时的平均图像。另外，在上述使用信息中，设 定有不使用的相位时，功能图像生成部82b根据休息时的不使用的相位以外的相位的磁共 振图像生成休息时的平均图像，并根据工作执行时的不使用的相位以外的相位的磁共振图 像生成工作时的平均图像。然后，功能图像生成部82b进行用于针对两平均图像根据差分值与两总体平均值 的标准误差判定优势差的“t检定”，生成“t值图像”作为fMRI原图像。然后，功能图像生 成部82b通过计算线性相关系数，求出fMRI原图像的像素值与参照函数之间的相关系数， 从而生成相关系数图像作为fMRI图像。
与此相对，本实施方式的功能图像生成部82b在统计处理沿着时间序列变化的休 息时以及工作执行时的磁共振图像的信号强度时，如图4所示，由于将毗邻的休息以及工 作作为基本组块，并将毗邻的2个基本组块设定为统计处理组块，因此通过图像生成控制 部86b的控制，作为统计学处理执行以下处理。S卩，本实施方式的功能图像生成部82b通过基于所设定的统计处理组块的图像生 成控制部86b的控制，根据统计处理组块的休息时的所有磁共振图像生成休息时的平均图 像，并生成统计处理组块的工作执行时的所有磁共振图像工作时的平均图像。另外，在上述 使用信息中，当设定有不使用的相位时，本实施方式的功能图像生成部82b也根据统计处 理组块的休息时的不使用的相位以外的相位的磁共振图像生成休息时的平均图像，并根据 统计处理组块的工作执行时的不使用的相位以外的相位的磁共振图像生成工作时的平均 图像。并且，本实施方式的功能图像生成部82b针对统计处理组块的两平均图像进行“t 检定”，生成“t值图像”作为统计处理组块的fMRI原图像。并且，功能图像生成部82b通过 计算线性相关系数，求出fMRI原图像的像素值与参照函数之间的相关系数，从而生成相关 系数图像作为统计处理组块的fMRI图像。由此，本实施方式的功能图像生成部82b生成各统计处理组块各自中的fMRI图 像。即，本实施方式的功能图像生成部82b通过图像生成控制部86b的控制，如图4所示， 在1次fMRI图像摄像执行期间，生成沿着时间序列的多个fMRI图像(动态图像(dynamic) fMRI图像)。具体而言，本实施方式的功能图像生成部82b通过生成统计处理各自组块中的 fMRI图像，如图5所示，生成表示患者P的脑的VOI (Volume of Interest 关心体积)或 ROI (region of interest 关心区域)中的像素值变化为“ 10、20、25、15”的动态fMRI图像。返回到图1，显示控制部86c以在显示部85的监视器上显示通过图像生成控制部 86b的控制功能图像生成部82b生成的沿着时间序列的多个fMRI图像(动态fMRI图像) 的方式进行控制。在此，本实施方式的功能图像生成部82b也可以通过图像生成控制部86b的控制， 通过在各动态fMRI图像中，去除具有成为根据最大像素值计算的阈值以下的像素值的像 素，校正各动态fMRI图像。例如，如图6A所示，构成统计处理组块的fMRI图像的像素的最 大像素值为“25”，通过操作者预先设定的设定值为“5%”时，图像生成控制部86b将阈值设 定为“25X0.05 = 1.25”。然后，功能图像生成部82b通过图像生成控制部86b的控制，如 图6A所示，通过去除像素值“1. 25”以下的像素，校正统计处理组块的fMRI图像。然后，显 示控制部86c以在显示部85的监视器上显示通过功能图像生成部82b校正的动态fMRI图 像的方式进行控制。或者，本实施方式的功能图像生成部82b也可以通过图像生成控制部86b的控制， 如图6B所示，生成在沿着时间序列使色调变化后重叠了沿着时间序列的多个fMRI图像各 个的重叠图像。此时，显示控制部86c以将通过功能图像生成部82b生成的重叠图像与表 示与各色条对应的时间序列信息的色调条(bar) —起显示在显示部85的监视器上的方式 进行控制。
其次，使用图7，针对本实施方式的MRI装置100的处理进行说明。图7为用于说 明本实施方式的MRI装置的处理的流程图。如图7所示，本实施方式的MRI装置100当由操作者经由输入部84将指定了数 据区域以及统计处理组块的组块·设置与fMRI图像的摄像条件一起受理后(步骤(st印) SlOl为肯定)，刺激控制部86a根据组块 设置，执行刺激产生控制(步骤S102)。S卩，刺激 控制部86a以通过发送基于组块·设置的刺激产生控制信号，针对每个设定的期间产生与 组块·设置的工作对应的刺激的方式控制刺激发生装置62。然后，图像生成部82a通过图像生成控制部86b的控制，生成数据区域的沿着时间 序列多个磁共振图像(步骤S103)。然后，功能图像生成部82b通过图像生成控制部86b的控制，根据统计处理组块的 各磁共振图像(图像群)，生成每个统计处理组块的fMRI图像(步骤S104)。即，功能图像 生成部82b通过图像生成控制部86b的控制，通过生成每个统计处理组块的fMRI图像，生 成沿着时间序列的多个fMRI图像(动态图像fMRI图像)。此后，显示控制部86c以在显示部85的监视器上显示功能图像生成部82b生成的 沿着时间序列的多个fMRI图像的方式进行控制(步骤S105)，并结束处理。另外，进行使用图6A所说明的fMRI图像的校正处理以及/或使用图6B所说明的 重叠图像的生成处理时，这些处理在图7中的步骤S104的处理之后，在步骤S105的处理之 前执行。如上所述，在本实施方式中，当设定将沿着时间序列多次重复休息以及工作的期 间沿着时间序列所生成的多个磁共振图像分割成将沿着时间序列毗邻的休息时以及工作 执行时作为基本组块来分开的图像群的统计处理组块时，图像生成控制部86b以通过对每 个统计处理组块统计处理图像生成部82a生成的沿着时间序列的多个磁共振图像，生成各 统计处理组块的fMRI图像的方式控制功能图像生成部82b。然后，显示控制部86c以在显 示部85的监视器上显示功能图像生成部82b生成的统计处理组块的fMRI图像的方式进行 控制。因此，在本实施方式中，即使在刺激之后到脑活跃为止需要一定的时间的情况下， 也可以在沿着时间序列多次重复休息以及工作的同一期间，沿着时间序列多次生成并显示 fMRI图像，如上述的主要特征那样，能够解读随着时间变化的脑功能活跃部位的状况。但是，如上所述，本实施方式的MRI装置100通过使用组块·设置，将在数据区域 中生成的多个磁共振图像分割成以沿着时间序列连续包含休息时以及工作执行时的磁共 振图像的方式所分开的图像群，从而生成动态fMRI图像。但是，图像群的分割设定方法并 不限定于使用图2所说明的分割设定方法。因此，以下，针对图像群的分割设定方法的3个 变形例，使用图8A以及图8B、图9A以及图9B、图10进行说明。另外，8A以及图8B为用于 说明第一变形例的图，图9A以及图9B为用于说明第二变形例的图，图10为用于说明第三 变形例的图。在第一变形例中，如图8A所示，将基本组块设定为组块 设置中所用的参数即“以 TR为一个单位的相位”。然后，在第一变形例中，例如图8B所示，将每4个相位设定为统计 处理组块。即，在图8B所示的组块·设置中，必须在以连续包含休息时生成的磁共振图像 与工作执行时生成的磁共振图像的方式调整相位数之后设定统计处理组块。
其结果，在第一变形例中，通过以与本实施方式中所说明的图像群的分割设定方 法相比比较细的粒度分割在数据区域中生成的多个磁共振图像，可以生成并显示时间分辨 率高的动态fMRI图像，并能够更详细地解读随着时间变化的脑功能活跃部位的状态。另外，在第二变形例中，与图2A—样，将在沿着时间序列毗邻的休息以及工作的 各一次执行期间所生成的磁共振图像设定为基本组块。然后，在第二变形例中，如图8A所 示，与图2B —样，将每个基本组块的2个组块设定为统计处理组块。但是，在第二变形例中，如图8B所示，在处于前后的各统计处理组块中，以共有同 一基本组块的方式重复设定统计处理组块。即，在第二变形例中，将在数据区域中生成的多 个磁共振图像分割成以沿着时间序列连续包含且重复包含在休息时以及工作执行时所生 成的磁共振图像的方式所分开的图像群。其结果，在第二实施方式中，由于根据重复的磁共振图像生成沿着时间序列的多 个fMRI图像各个，因此可以将各fMRI图像中描绘出的脑活跃区域作为准确反映了位于时 间轴前的fMRI图像的生成源即磁共振图像的信息，并能够准确解读随着时间变化的脑功 能活跃部位的状态。另外，在第三实施方式中，在数据区域中所生成的多个磁共振图像中，依照从工作 执行开始的经过时间，将各工作执行期间的多个磁共振图像分割成多个图像群。由此，功能 图像生成部82b通过图像生成控制部86b的控制，使用依照从工作执行开始的经过时间将 各工作执行期间的多个磁共振图像分割的多个图像群，生成沿着时间序列的多个fMRI图像。例如，在第三实施方式中，如图10所示，将各工作执行期间分割成第1统计处理组 块、第2统计处理组块以及第3统计处理组块3个。假设工作执行期间为30秒钟时，则第 1统计处理组块成为从工作开始时到开始工作经过了 10秒的时刻为止的期间。另外，第2 统计处理组块成为从开始工作经过了 10秒的时刻到开始工作经过了 20秒的时刻为止的期 间。另外，第3统计处理组块成为从开始工作经过了 20秒的时刻到开始工作经过了 30秒 的时刻为止的期间。然后，如图10所示，功能图像生成部82b对重复8次的工作执行时的第1统计处 理组块的所有磁共振图像与重复8次的休息时的多个磁共振图像(例如，从休息开始时到 休息开始后经过了 10秒的时刻为止的多个磁共振图像)进行统计处理。由此，如图10所 示，功能图像生成部82b生成第1统计处理组块的fMRI图像。另外，如图10所示，功能图像生成部82b对重复8次的工作执行时的第2统计处理 组块的所有磁共振图像与重复8次的休息时的多个磁共振图像(例如，从休息开始后经过 了 10秒的时刻到休息开始后经过了 20秒的时刻为止的多个磁共振图像)进行统计处理。 由此，如图10所示，功能图像生成部82b生成第2统计处理组块的fMRI图像。另外，如图10所示，功能图像生成部82b对重复8次的工作执行时的第3统计处理 组块的所有磁共振图像与重复8次的休息时的多个磁共振图像(例如，从休息开始后经过 了 20秒的时刻到休息开始后经过了 30秒的时刻为止的多个磁共振图像)进行统计处理。 由此，如图10所示，功能图像生成部82b生成第3统计处理组块的fMRI图像。在根据所有工作执行时的磁共振图像生成的fMRI图像中，例如，如图10所示，描 绘出通过执行工作而活跃化的所有区域。另一方面，在第三变形例中，可以生成并显示沿着时间序列详细描绘出工作执行时的脑活跃化区域的状态的fMRI图像。其结果，在第三变形 例中，能够详细解读在工作执行期间随着时间变化的脑功能活跃部位的状态。在此，在上述中，针对以与工作执行时的各统计处理组块的期间对应的方式设定 成为统计对象的休息时的多个磁共振图像的情况进行了说明。但是，如果与各统计处理组 块的磁共振图像数相同，则任意设定在第三变形例中成为统计对象的休息时的多个磁共振 图像的情况也可以。另外，在上述实施方式以及变形例中，针对在基于组块·设置的刺激产生结束后， 生成数据区域的磁共振图像，生成显示每个统计处理组块的动态fMRI图像的情况进行了 说明，但是本实施方式并不仅限于此，在进行基于组块·设置的刺激产生的期间，每生成统 计处理组块的磁共振图像就依次生成显示动态fMRI图像的情况也可以。即，通过后处理生 成显示动态fMRI图像的情况也可以，实时生成显示动态fMRI图像的情况也可以。具体而言，实时生成显示动态fMRI图像时，MRI装置100在开始刺激产生之后，根 据收集到的傅立叶空间的数据依次生成磁共振图像。并且，MRI装置100每生成统计处理 组块的磁共振图像群就生成fMRI图像，并依次显示所生成的fMRI图像。另外，在上述实施方式以及变形例中，针对通过将磁共振图像作为对象设定统计 处理组块，从而设定用于生成动态fMRI图像的图像群的情况进行了说明。但是，本实施方 式也能够应用于通过将为了生成磁共振图像所使用的傅立叶空间的数据作为对象设定统 计处理组块，设定用于生成动态fMRI图像的图像群的情况。另外，在上述实施方式以及变形例中，针对MRI装置100生成以及显示动态fMRI 图像的情况进行了说明。但是，上述实施方式以及变形例也可以应用于独立于MRI装置100 而设置的图像处理装置通过使用MRI装置100生成的磁共振图像，生成以及显示动态fMRI 图像的情况。另外，上述图像处理装置生成以及显示的图像并不仅限于动态fMRI图像。例如， 上述图像处理装置也可以应用于根据沿着时间序列所生成的多个磁共振图像生成表示血 流动态的灌流(Perfusion)图像的情况。另外，上述图像处理装置也可以应用于根据沿着 时间序列所生成的多个X射线CT (Computed Tomography)图像等生成灌流图像的情况。S卩，上述图像处理装置通过将沿着时间序列所生成的多个医用图像分割成每个规 定的时相的图像群，并统计处理该分割后的各图像群，从而生成以及显示沿着时间序列的 多个灌流图像。由此，能够解读随着时间变化的血流动态的状态。
1权利要求
一种磁共振成像装置，其特征在于包括功能图像生成部，根据收集来自隔开安静期间执行课题的被检测体的磁共振信号所生成的磁共振图像，生成功能诊断用的磁共振图像即功能图像；图像生成控制部，控制上述功能图像生成部，以便通过在沿着时间序列多次重复上述安静期间以及执行上述课题的课题执行期间的收集期间，将沿着时间序列所生成的多个磁共振图像分割成每个规定的时相的图像群，并统计处理该分割后的各图像群，来生成沿着时间序列的多个功能图像；显示控制部，进行控制以便在规定的显示部上显示通过上述图像生成控制部的控制所生成的沿着上述时间序列的多个功能图像。
2.根据权利要求1所述的磁共振成像装置，其特征在于上述图像生成控制部控制上述功能图像生成部，以便通过在上述收集期间将沿着时 间序列所生成的多个磁共振图像分割成以沿着时间序列连续包含上述安静期间以及上述 课题执行期间的磁共振图像的方式所分开的图像群，生成沿着上述时间序列的多个功能图像。
3.根据权利要求2所述的磁共振成像装置，其特征在于上述图像生成控制部控制上述功能图像生成部，以便通过在上述收集期间将沿着时间 序列所生成的多个磁共振图像分割成以沿着时间序列毗邻的安静期间以及课题执行期间 为基本单位的图像群，生成沿着上述时间序列的多个功能图像。
4.根据权利要求2所述的磁共振成像装置，其特征在于上述图像生成控制部控制上述功能图像生成部，以便通过在上述收集期间将沿着时间 序列所生成的多个磁共振图像分割成以设定上述安静期间以及上述课题执行期间时所使 用的时相单位为基本单位的图像群，生成沿着上述时间序列的多个功能图像。
5.根据权利要求2所述的磁共振成像装置，其特征在于上述图像生成控制部控制上述功能图像生成部，以便通过在上述收集期间将沿着时间 序列所生成的多个磁共振图像分割成以沿着时间序列连续包含且重复包含上述安静期间 以及上述课题执行期间的磁共振图像的方式所分开的图像群，生成沿着上述时间序列的多 个功能图像。
6.根据权利要求1所述的磁共振成像装置，其特征在于上述图像生成控制部控制上述功能图像生成部，以便通过在上述收集期间沿着时间序 列所生成的多个磁共振图像中，按照从课题执行开始的经过时间，将各课题执行期间的多 个磁共振图像分割成多个图像群，生成沿着上述时间序列的多个功能图像。
7.根据权利要求1所述的磁共振成像装置，其特征在于上述图像生成控制部控制上述功能图像生成部，以便生成在沿着时间序列使色调变化 后重叠了沿着上述时间序列的多个功能图像的每一个的重叠图像；上述显示控制部进行控制，以便在上述规定的显示部上显示通过上述图像生成控制部 的控制所生成的上述重叠图像。
8.根据权利要求2所述的磁共振成像装置，其特征在于上述图像生成控制部控制上述功能图像生成部，以便生成在沿着时间序列使色调变化 后重叠了沿着上述时间序列的多个功能图像的每一个的重叠图像；上述显示控制部进行控制，以便在上述规定的显示部上显示通过上述图像生成控制部 的控制所生成的上述重叠图像。
9.根据权利要求6所述的磁共振成像装置，其特征在于上述图像生成控制部控制上述功能图像生成部，以便生成在沿着时间序列使色调变化 后重叠了沿着上述时间序列的多个功能图像的每一个的重叠图像；上述显示控制部进行控制，以便在上述规定的显示部上显示通过上述图像生成控制部 的控制所生成的上述重叠图像。
10.根据权利要求1所述的磁共振成像装置，其特征在于上述图像生成控制部控制上述功能图像生成部，以便通过在沿着上述时间序列的多 个功能图像的每一个中，去除具有根据最大像素值计算的成为规定阈值以下的像素值的像 素，来校正沿着上述时间序列的多个功能图像的每一个。
11.根据权利要求2所述的磁共振成像装置，其特征在于上述图像生成控制部控制上述功能图像生成部，以便通过在沿着上述时间序列的多 个功能图像的每一个中，去除具有根据最大像素值计算的成为规定阈值以下的像素值的像 素，来校正沿着上述时间序列的多个功能图像的每一个。
12.根据权利要求6所述的磁共振成像装置，其特征在于上述图像生成控制部控制上述功能图像生成部，以便通过在沿着上述时间序列的多 个功能图像的每一个中，去除具有根据最大像素值计算的成为规定阈值以下的像素值的像 素，来校正沿着上述时间序列的多个功能图像的每一个。
13.根据权利要求7所述的磁共振成像装置，其特征在于上述图像生成控制部控制上述功能图像生成部，以便通过在沿着上述时间序列的多 个功能图像的每一个中，去除具有根据最大像素值计算的成为规定阈值以下的像素值的像 素，来校正沿着上述时间序列的多个功能图像的每一个。
14.根据权利要求8所述的磁共振成像装置，其特征在于上述图像生成控制部控制上述功能图像生成部，以便通过在沿着上述时间序列的多 个功能图像的每一个中，去除具有根据最大像素值计算的成为规定阈值以下的像素值的像 素，来校正沿着上述时间序列的多个功能图像的每一个。
15.根据权利要求9所述的磁共振成像装置，其特征在于上述图像生成控制部控制上述功能图像生成部，以便通过在沿着上述时间序列的多 个功能图像的每一个中，去除具有根据最大像素值计算的成为规定阈值以下的像素值的像 素，来校正沿着上述时间序列的多个功能图像的每一个。
16.一种图像处理装置，其特征在于包括功能图像生成部，根据收集来自隔开安静期间执行课题的被检测体的磁共振信号所生 成的磁共振图像，生成功能诊断用的磁共振图像即功能图像；图像生成控制部，控制上述功能图像生成部，以便通过在沿着时间序列多次重复上述 安静期间以及执行上述课题的课题执行期间的收集期间，将沿着时间序列所生成的多个磁 共振图像分割成每个规定的时相的图像群，并统计处理该分割后的各图像群，来生成沿着 时间序列的多个功能图像；显示控制部，进行控制以便在规定的显示部上显示通过上述图像生成控制部的控制所生成的沿着上述时间序列的多个功能图像。
17.一种图像处理装置，其特征在于包括功能图像生成部，根据沿着时间序列所生成的多个医用图像生成功能诊断用的医用图 像即功能图像；图像生成控制部，控制上述功能图像生成部，以便通过将沿着上述时间序列所生成的 多个医用图像分割成每个规定时相的图像群，并统计处理该分割后的各图像群，来生成沿 着时间序列的多个功能图像；显示控制部，进行控制以便在规定的显示部上显示通过上述图像生成控制部的控制所 生成的沿着上述时间序列的多个功能图像。
18.一种图像处理方法，其特征在于功能图像生成部根据收集来自隔开安静期间执行课题的被检测体的磁共振信号所生 成的磁共振图像，生成功能诊断用的磁共振图像即功能图像，图像生成控制部控制上述功能图像生成部，以便通过在沿着时间序列多次重复上述安 静期间以及执行上述课题的课题执行期间的收集期间，将沿着时间序列所生成的多个磁共 振图像分割成每个规定的时相的图像群，并统计处理该分割后的各图像群，来生成沿着时 间序列的多个功能图像，显示控制部进行控制，以便在规定的显示部上显示通过上述图像生成控制部的控制所 生成的沿着上述时间序列的多个功能图像。
19.一种图像处理方法，其特征在于功能图像生成部根据沿着时间序列所生成的多个医用图像，生成功能诊断用的医用图 像即功能图像，图像生成控制部控制上述功能图像生成部，以便通过将沿着上述时间序列所生成的多 个医用图像分割成每个规定的时相的图像群，并统计处理该分割后的各图像群，来生成沿 着时间序列多个功能图像，显示控制部进行控制，以便在规定的显示部上显示通过上述图像生成控制部的控制所 生成的沿着上述时间序列的多个功能图像。
全文摘要
本发明提供一种磁共振成像装置、图像处理装置及其方法。实施方式的磁共振成像装置具备功能图像生成部、图像生成控制部、显示控制部。功能图像生成部根据收集来自隔开安静期间执行课题的被检测体的磁共振信号所生成的磁共振图像，生成功能诊断用的磁共振图像即功能图像。图像生成控制部控制功能图像生成部，以便通过在沿着时间序列多次重复安静期间以及执行课题的课题执行期间的收集期间，将沿着时间序列所生成的多个磁共振图像分割成每个规定的时相的图像群，并统计处理该分割后的各图像群，来生成沿着时间序列的多个功能图像。显示控制部进行控制以便在规定的显示部上显示通过图像生成控制部的控制所生成的沿着时间序列的多个功能图像。
文档编号A61B5/055GK101953688SQ20101022950
公开日2011年1月26日 申请日期2010年7月9日 优先权日2009年7月10日
发明者山形仁, 杉山敦子 申请人:株式会社东芝;东芝医疗系统株式会社