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画像処理システム、装置、方法及び医用画像診断装置
説明

画像処理システム、装置、方法及び医用画像診断装置

【課題】時相の異なる複数の画像を重畳させた際にも、容易に観察することができる画像処理システム、装置及び方法を提供すること。
【解決手段】実施形態に係る画像処理装置は、抽出部は、時相の異なる複数の3次元画像データそれぞれに含まれる同一の関心領域を抽出する。そして、位置決定部は、抽出部によって抽出された複数の3次元画像データそれぞれの関心領域を被検体における略同一位置にて重畳させるための位置を、当該3次元画像データに含まれる特徴点に基づいて決定する。そして、表示制御部は、抽出部によって抽出された複数の3次元画像データの関心領域それぞれを、異なる表示形式に変更し、位置決定部により決定された位置にて重畳させた重畳画像を表示させる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明の実施形態は、画像処理システム、装置、方法及び医用画像診断装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、立体視用メガネ等の専用機器を用いて、2つの視点から撮影された2視差画像を立体視可能なモニタが実用化されている。また、近年、レンチキュラーレンズ等の光線制御子を用いて、複数の視点から撮影された多視差画像(例えば、9視差画像)を裸眼にて立体視可能なモニタが実用化されている。なお、立体視可能なモニタにて表示される2視差画像や9視差画像は、1視点から撮影された画像の奥行き情報を推定し、推定した情報を用いた画像処理により生成される場合もある。
【0003】
一方、X線CT(Computed Tomography)装置やMRI(Magnetic Resonance Imaging)装置、超音波診断装置等の医用画像診断装置では、3次元の医用画像データ(以下、ボリュームデータ)を生成可能な装置が実用化されている。従来、かかる医用画像診断装置により生成されたボリュームデータは、種々の画像処理により2次元画像とされ、汎用モニタ上にて2次元表示される。例えば、医用画像診断装置により生成されたボリュームデータは、ボリュームレンダリング処理により3次元の情報を反映した2次元画像とされ、汎用モニタ上にて2次元表示される。しかしながら、従来技術では、時相の異なる複数の画像を重畳させた際に、観察し難くなる場合があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2005−86414号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明が解決しようとする課題は、時相の異なる複数の画像を重畳させた際にも、容易に観察することができる画像処理システム、装置、方法及び医用画像診断装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
実施形態の画像処理システムは、抽出手段と、位置決定手段と、表示制御手段とを備える。抽出手段は、時相の異なる複数の3次元画像データそれぞれに含まれる同一の関心領域を抽出する。位置決定手段は、前記抽出手段によって抽出された複数の3次元画像データそれぞれの関心領域を被検体における略同一位置にて重畳させるための位置を、当該3次元画像データに含まれる特徴点に基づいて決定する。表示制御手段は、前記抽出手段によって抽出された複数の3次元画像データの関心領域それぞれを、異なる表示形式に変更し、前記位置決定手段により決定された位置にて重畳させた重畳画像を表示させる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1】図1は、第1の実施形態に係る画像処理システムの構成例を説明するための図である。
【図2A】図2Aは、2視差画像により立体表示を行なう立体表示モニタの一例を説明するための図である。
【図2B】図2Bは、2視差画像により立体表示を行なう立体表示モニタの一例を説明するための図である。
【図3】図3は、9視差画像により立体表示を行なう立体表示モニタの一例を説明するための図である。
【図4】図4は、第1の実施形態に係るワークステーションの構成例を説明するための図である。
【図5】図5は、図4に示すレンダリング処理部の構成例を説明するための図である。
【図6】図6は、第1の実施形態に係るボリュームレンダリング処理の一例を説明するための図である。
【図7】図7は、第1の実施形態に係る制御部の構成例を説明するための図である。
【図8】図8は、第1の実施形態に係る抽出部による処理の一例を説明するための図である。
【図9】図9は、第1の実施形態に係る位置決定部による処理の一例を説明するための図である。
【図10】図10は、第1の実施形態に係る表示制御部による処理の一例を説明するための図である。
【図11】図11は、第1の実施形態に係るワークステーションによる処理の手順を示すフローチャートである。
【図12】図12は、第2の実施形態に係る3つ以上の時相の3次元画像データの例を示す図である。
【図13】図13は、第2の実施形態に係る表示制御部による処理の第1の例を説明するための図である。
【図14】図14は、第2の実施形態に係る表示制御部による処理の第2の例を説明するための図である。
【図15】図15は、第3の実施形態に係る抽出部による処理の一例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下、添付図面を参照して、画像処理システム、装置、方法及び医用画像診断装置の実施形態を詳細に説明する。なお、以下では、画像処理装置としての機能を有するワークステーションを含む画像処理システムを実施形態として説明する。ここで、以下の実施形態で用いる用語について説明すると、「視差画像群」とは、ボリュームデータに対して、所定の視差角ずつ視点位置を移動させてボリュームレンダリング処理を行なうことで生成された画像群のことである。すなわち、「視差画像群」は、「視点位置」が異なる複数の「視差画像」から構成される。また、「視差角」とは、「視差画像群」を生成するために設定された各視点位置のうち隣接する視点位置とボリュームデータによって表される空間内の所定位置(例えば、空間の中心)とにより定まる角度のことである。また、「視差数」とは、立体表示モニタにて立体視されるために必要となる「視差画像」の数のことである。また、以下で記載する「9視差画像」とは、9つの「視差画像」から構成される「視差画像群」のことである。また、以下で記載する「2視差画像」とは、2つの「視差画像」から構成される「視差画像群」のことである。
【0009】
(第1の実施形態)
まず、第1の実施形態に係る画像処理システムの構成例について説明する。図1は、第1の実施形態に係る画像処理システムの構成例を説明するための図である。
【0010】
図1に示すように、第1の実施形態に係る画像処理システム1は、医用画像診断装置110と、画像保管装置120と、ワークステーション130と、端末装置140とを有する。図1に例示する各装置は、例えば、病院内に設置された院内LAN(Local Area Network)2により、直接的、又は間接的に相互に通信可能な状態となっている。例えば、画像処理システム1にPACS(Picture Archiving and Communication System)が導入されている場合、各装置は、DICOM(Digital Imaging and Communications in Medicine)規格に則って、医用画像等を相互に送受信する。
【0011】
かかる画像処理システム1は、医用画像診断装置110により生成された3次元の医用画像データであるボリュームデータから視差画像群を生成し、この視差画像群を立体視可能なモニタに表示することで、病院内に勤務する医師や検査技師に立体視可能な医用画像を提供する。具体的には、第1の実施形態においては、ワークステーション130が、ボリュームデータに対して種々の画像処理を行ない、視差画像群を生成する。また、ワークステーション130及び端末装置140が、立体視可能なモニタを有し、ワークステーション130にて生成された視差画像群をこのモニタに表示する。また、画像保管装置120は、医用画像診断装置110にて生成されたボリュームデータや、ワークステーション130にて生成された視差画像群を保管する。すなわち、ワークステーション130や端末装置140は、この画像保管装置120からボリュームデータや視差画像群を取得し、これを処理したり、モニタに表示したりする。以下、各装置を順に説明する。
【0012】
医用画像診断装置110は、X線診断装置、X線CT(Computed Tomography)装置、MRI(Magnetic Resonance Imaging)装置、超音波診断装置、SPECT(Single Photon Emission Computed Tomography)装置、PET(Positron Emission computed Tomography)装置、SPECT装置とX線CT装置とが一体化されたSPECT−CT装置、PET装置とX線CT装置とが一体化されたPET−CT装置、又はこれらの装置群等である。また、第1の実施形態に係る医用画像診断装置110は、3次元の医用画像データ(ボリュームデータ)を生成可能である。
【0013】
具体的には、第1の実施形態に係る医用画像診断装置110は、被検体を撮影することによりボリュームデータを生成する。例えば、医用画像診断装置110は、被検体を撮影することにより投影データやMR信号等のデータを収集し、収集したデータから、被検体の体軸方向に沿った複数のアキシャル面の医用画像データを再構成することで、ボリュームデータを生成する。例えば、医用画像診断装置110は、500枚のアキシャル面の医用画像データを再構成する。この500枚のアキシャル面の医用画像データ群が、ボリュームデータである。なお、医用画像診断装置110により撮影された被検体の投影データやMR信号等自体をボリュームデータとしても良い。
【0014】
また、第1の実施形態に係る医用画像診断装置110は、生成したボリュームデータを画像保管装置120に送信する。なお、医用画像診断装置110は、ボリュームデータを画像保管装置120に送信する際に、付帯情報として、例えば、患者を識別する患者ID、検査を識別する検査ID、医用画像診断装置110を識別する装置ID、医用画像診断装置110による1回の撮影を識別するシリーズID等を送信する。
【0015】
画像保管装置120は、医用画像を保管するデータベースである。具体的には、第1の実施形態に係る画像保管装置120は、医用画像診断装置110から送信されたボリュームデータを記憶部に格納し、これを保管する。また、第1の実施形態においては、ワークステーション130が、ボリュームデータから視差画像群を生成し、生成した視差画像群を画像保管装置120に送信する。このため、画像保管装置120は、ワークステーション130から送信された視差画像群を記憶部に格納し、これを保管する。なお、本実施形態は、大容量の画像を保管可能なワークステーション130を用いることで、図1に例示するワークステーション130と画像保管装置120とが統合される場合であっても良い。すなわち、本実施形態は、ワークステーション130そのものにボリュームデータもしくは視差画像群を記憶させる場合であっても良い。
【0016】
なお、第1の実施形態において、画像保管装置120に保管されたボリュームデータや視差画像群は、患者ID、検査ID、装置ID、シリーズID等と対応付けて保管される。このため、ワークステーション130や端末装置140は、患者ID、検査ID、装置ID、シリーズID等を用いた検索を行なうことで、必要なボリュームデータや視差画像群を画像保管装置120から取得する。
【0017】
ワークステーション130は、医用画像に対して画像処理を行なう画像処理装置である。具体的には、第1の実施形態に係るワークステーション130は、画像保管装置120から取得したボリュームデータに対して種々のレンダリング処理を行ない、視差画像群を生成する。視差画像群とは、複数の視点から撮影された複数の視差画像のことであり、例えば、9視差画像を裸眼にて立体視可能なモニタにて表示される視差画像群とは、視点位置が異なる9つの視差画像のことである。
【0018】
また、第1の実施形態に係るワークステーション130は、表示部として、立体視可能なモニタ(以下、立体表示モニタ)を有する。ワークステーション130は、視差画像群を生成し、生成した視差画像群を立体表示モニタに表示する。この結果、ワークステーション130の操作者は、立体表示モニタに表示された立体視可能な医用画像を確認しながら、視差画像群生成のための操作を行なうことができる。
【0019】
また、ワークステーション130は、生成した視差画像群を画像保管装置120に送信する。なお、ワークステーション130は、視差画像群を画像保管装置120に送信する際に、付帯情報として、例えば、患者ID、検査ID、装置ID、シリーズID等を送信する。また、視差画像群を画像保管装置120に送信する際に送信される付帯情報としては、視差画像群に関する付帯情報も挙げられる。視差画像群に関する付帯情報としては、視差画像の枚数(例えば、「9」)や、視差画像の解像度(例えば、「466×350画素」)等がある。
【0020】
端末装置140は、病院内に勤務する医師や検査技師に医用画像を閲覧させるための装置である。例えば、端末装置140は、病院内に勤務する医師や検査技師により操作されるPC(Personal Computer)やタブレット式PC、PDA(Personal Digital Assistant)、携帯電話等である。具体的には、第1の実施形態に係る端末装置140は、表示部として立体表示モニタを有する。また、端末装置140は、画像保管装置120から視差画像群を取得し、取得した視差画像群を立体表示モニタに表示する。この結果、観察者である医師や検査技師は、立体視可能な医用画像を閲覧することができる。
【0021】
ここで、ワークステーション130や端末装置140が有する立体表示モニタについて説明する。現在最も普及している一般的な汎用モニタは、2次元画像を2次元で表示するものであり、2次元画像を立体表示することができない。仮に、観察者が汎用モニタにて立体視を要望する場合、汎用モニタに対して画像を出力する装置は、平行法や交差法により観察者が立体視可能な2視差画像を並列表示させる必要がある。又は、汎用モニタに対して画像を出力する装置は、例えば、左目用の部分に赤色のセロハンが取り付けられ、右目用の部分に青色のセロハンが取り付けられたメガネを用いて余色法により観察者が立体視可能な画像を表示する必要がある。
【0022】
一方、立体表示モニタとしては、立体視用メガネ等の専用機器を用いることで、2視差画像(両眼視差画像とも称する)を立体視可能とするものがある。
【0023】
図2A及び図2Bは、2視差画像により立体表示を行なう立体表示モニタの一例を説明するための図である。図2A及び図2Bに示す一例は、シャッター方式により立体表示を行なう立体表示モニタであり、モニタを観察する観察者が装着する立体視用メガネとしてシャッターメガネが用いられる。かかる立体表示モニタは、モニタにて2視差画像を交互に出射する。例えば、図2Aに示すモニタは、左目用の画像と右目用の画像を、120Hzにて交互に出射する。ここで、モニタには、図2Aに示すように、赤外線出射部が設置され、赤外線出射部は、画像が切り替わるタイミングに合わせて赤外線の出射を制御する。
【0024】
また、赤外線出射部から出射された赤外線は、図2Aに示すシャッターメガネの赤外線受光部により受光される。シャッターメガネの左右それぞれの枠には、シャッターが取り付けられており、シャッターメガネは、赤外線受光部が赤外線を受光したタイミングに合わせて左右のシャッターそれぞれの透過状態及び遮光状態を交互に切り替える。以下、シャッターにおける透過状態及び遮光状態の切り替え処理について説明する。
【0025】
各シャッターは、図2Bに示すように、入射側の偏光板と出射側の偏光板とを有し、更に、入射側の偏光板と出射側の偏光板との間に液晶層を有する。また、入射側の偏光板と出射側の偏光板とは、図2Bに示すように、互いに直交している。ここで、図2Bに示すように、電圧が印加されていない「OFF」の状態では、入射側の偏光板を通った光は、液晶層の作用により90度回転し、出射側の偏光板を透過する。すなわち、電圧が印加されていないシャッターは、透過状態となる。
【0026】
一方、図2Bに示すように、電圧が印加された「ON」の状態では、液晶層の液晶分子による偏光回転作用が消失するため、入射側の偏光板を通った光は、出射側の偏光板で遮られてしまう。すなわち、電圧が印加されたシャッターは、遮光状態となる。
【0027】
そこで、例えば、赤外線出射部は、モニタ上に左目用の画像が表示されている期間、赤外線を出射する。そして、赤外線受光部は、赤外線を受光している期間、左目のシャッターに電圧を印加せず、右目のシャッターに電圧を印加させる。これにより、図2Aに示すように、右目のシャッターが遮光状態となり、左目のシャッターが透過状態となるため、観察者の左目に左目用の画像が入射する。一方、赤外線出射部は、モニタ上に右目用の画像が表示されている期間、赤外線の出射を停止する。そして、赤外線受光部は、赤外線が受光されない期間、右目のシャッターに電圧を印加せず、左目のシャッターに電圧を印加させる。これにより、左目のシャッターが遮光状態となり、右目のシャッターが透過状態であるため、観察者の右目に右目用の画像が入射する。このように、図2A及び図2Bに示す立体表示モニタは、モニタに表示される画像とシャッターの状態を連動させて切り替えることで、観察者が立体視可能な画像を表示させる。なお、2視差画像を立体視可能な立体表示モニタとしては、上記のシャッター方式以外にも、偏光メガネ方式を採用したモニタも知られている。
【0028】
更に、近年実用化された立体表示モニタとしては、レンチキュラーレンズ等の光線制御子を用いることで、例えば、9視差画像等の多視差画像を観察者が裸眼にて立体視可能とするものがある。かかる立体表示モニタは、両眼視差による立体視を可能とし、更に、観察者の視点移動に合わせて観察される映像も変化する運動視差による立体視も可能とする。
【0029】
図3は、9視差画像により立体表示を行なう立体表示モニタの一例を説明するための図である。図3に示す立体表示モニタには、液晶パネル等の平面状の表示面200の前面に、光線制御子が配置される。例えば、図3に示す立体表示モニタには、光線制御子として、光学開口が垂直方向に延びる垂直レンチキュラーシート201が表示面200の前面に貼り付けられている。
【0030】
表示面200には、図3に示すように、縦横比が3:1であり、縦方向にサブ画素である赤(R)、緑(G)、青(B)の3つが配置された画素202がマトリクス状に配置される。図3に示す立体表示モニタは、9つの画像により構成される9視差画像を、所定フォーマット(例えば格子状)に配置した中間画像に変換したうえで、表示面200に出力する。すなわち、図3に示す立体表示モニタは、9視差画像にて同一位置にある9つの画素それぞれを、9列の画素202に割り振って出力させる。9列の画素202は、視点位置の異なる9つの画像を同時に表示する単位画素群203となる。
【0031】
表示面200において単位画素群203として同時に出力された9視差画像は、例えば、LED(Light Emitting Diode)バックライトにより平行光として放射され、更に、垂直レンチキュラーシート201により、多方向に放射される。9視差画像の各画素の光が多方向に放射されることにより、観察者の右目及び左目に入射する光は、観察者の位置(視点の位置)に連動して変化する。すなわち、観察者の見る角度により、右目に入射する視差画像と左目に入射する視差画像とは、視差角が異なる。これにより、観察者は、例えば、図3に示す9つの位置それぞれにおいて、撮影対象を立体的に視認できる。また、観察者は、例えば、図3に示す「5」の位置において、撮影対象に対して正対した状態で立体的に視認できるとともに、図3に示す「5」以外それぞれの位置において、撮影対象の向きを変化させた状態で立体的に視認できる。なお、図3に示す立体表示モニタは、あくまでも一例である。9視差画像を表示する立体表示モニタは、図3に示すように、「RRR・・・、GGG・・・、BBB・・・」の横ストライプ液晶である場合であっても良いし、「RGBRGB・・・」の縦ストライプ液晶である場合であっても良い。また、図3に示す立体表示モニタは、図3に示すように、レンチキュラーシートが垂直となる縦レンズ方式である場合であっても良いし、レンチキュラーシートが斜めとなる斜めレンズ方式である場合であっても良い。
【0032】
ここまで、第1の実施形態に係る画像処理システム1の構成例について簡単に説明した。なお、上述した画像処理システム1は、PACSが導入されている場合にその適用が限られるものではない。例えば、画像処理システム1は、医用画像が添付された電子カルテを管理する電子カルテシステムが導入されている場合にも、同様に適用される。この場合、画像保管装置120は、電子カルテを保管するデータベースである。また、例えば、画像処理システム1は、HIS(Hospital Information System)、RIS(Radiology Information System)が導入されている場合にも、同様に適用される。また、画像処理システム1は、上述した構成例に限られるものではない。各装置が有する機能やその分担は、運用の形態に応じて適宜変更されてよい。
【0033】
次に、第1の実施形態に係るワークステーションの構成例について図4を用いて説明する。図4は、第1の実施形態に係るワークステーションの構成例を説明するための図である。なお、以下において、「視差画像群」とは、ボリュームデータに対してボリュームレンダリング処理を行なうことで生成された立体視用の画像群のことである。また、「視差画像」とは、「視差画像群」を構成する個々の画像のことである。すなわち、「視差画像群」は、視点位置が異なる複数の「視差画像」から構成される。
【0034】
第1の実施形態に係るワークステーション130は、画像処理等に適した高性能なコンピュータであり、図4に示すように、入力部131と、表示部132と、通信部133と、記憶部134と、制御部135と、レンダリング処理部136とを有する。なお、以下では、ワークステーション130が画像処理等に適した高性能なコンピュータである場合を用いて説明するが、これに限定されるものではなく、任意の情報処理装置であって良い。例えば、任意のパーソナルコンピュータであっても良い。
【0035】
入力部131は、マウス、キーボード、トラックボール等であり、ワークステーション130に対する各種操作の入力を操作者から受け付ける。具体的には、第1の実施形態に係る入力部131は、レンダリング処理の対象となるボリュームデータを画像保管装置120から取得するための情報の入力を受け付ける。例えば、入力部131は、患者ID、検査ID、装置ID、シリーズID等の入力を受け付ける。また、第1の実施形態に係る入力部131は、レンダリング処理に関する条件(以下、レンダリング条件)の入力を受け付ける。
【0036】
表示部132は、立体表示モニタとしての液晶パネル等であり、各種情報を表示する。具体的には、第1の実施形態に係る表示部132は、操作者から各種操作を受け付けるためのGUI(Graphical User Interface)や、視差画像群等を表示する。通信部133は、NIC(Network Interface Card)等であり、他の装置との間で通信を行う。
【0037】
記憶部134は、ハードディスク、半導体メモリ素子等であり、各種情報を記憶する。具体的には、第1の実施形態に係る記憶部134は、通信部133を介して画像保管装置120から取得したボリュームデータを記憶する。また、第1の実施形態に係る記憶部134は、レンダリング処理中のボリュームデータや、レンダリング処理により生成された視差画像群、及び、2次元表示用の画像等を記憶する。
【0038】
制御部135は、CPU(Central Processing Unit)やMPU(Micro Processing Unit)等の電子回路、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)やFPGA(Field Programmable Gate Array)等の集積回路であり、ワークステーション130の全体制御を行なう。
【0039】
例えば、第1の実施形態に係る制御部135は、表示部132に対するGUIの表示や視差画像群の表示を制御する。また、例えば、制御部135は、画像保管装置120との間で通信部133を介して行なわれるボリュームデータや視差画像群の送受信を制御する。また、例えば、制御部135は、レンダリング処理部136によるレンダリング処理を制御する。また、例えば、制御部135は、ボリュームデータの記憶部134からの読み込みや、視差画像群の記憶部134への格納を制御する。
【0040】
レンダリング処理部136は、制御部135による制御の下、画像保管装置120から取得したボリュームデータに対して種々のレンダリング処理を行ない、視差画像群を生成する。なお、レンダリング処理部136の処理については、後に詳述する。
【0041】
レンダリング処理部136は、制御部135による制御の下、画像保管装置120から取得したボリュームデータに対して種々のレンダリング処理を行ない、視差画像群を生成する。具体的には、第1の実施形態に係るレンダリング処理部136は、記憶部134からボリュームデータを読み込み、このボリュームデータに対して、まず前処理を行なう。次に、レンダリング処理部136は、前処理後のボリュームデータに対してボリュームレンダリング処理を行ない、視差画像群を生成する。続いて、レンダリング処理部136は、各種情報(目盛り、患者名、検査項目等)が描出された2次元画像を生成し、これを視差画像群それぞれに対して重畳することで、出力用の2次元画像を生成する。そして、レンダリング処理部136は、生成した視差画像群や出力用の2次元画像を記憶部134に格納する。なお、第1の実施形態において、レンダリング処理とは、ボリュームデータに対して行なう画像処理全体のことであり、ボリュームレンダリング処理とは、レンダリング処理の内、3次元の情報を反映した2次元画像を生成する処理のことである。レンダリング処理により生成される医用画像とは、例えば、視差画像が該当する。
【0042】
図5は、図4に示すレンダリング処理部の構成例を説明するための図である。図5に示すように、レンダリング処理部136は、前処理部1361と、3次元画像処理部1362と、2次元画像処理部1363とを有する。前処理部1361が、ボリュームデータに対する前処理を行い、3次元画像処理部1362が、前処理後のボリュームデータから視差画像群を生成し、2次元画像処理部1363が、視差画像群に各種情報が重畳された出力用の2次元画像を生成する。以下、各部を順に説明する。
【0043】
前処理部1361は、ボリュームデータに対してレンダリング処理を行なう際に、種々の前処理を行なう処理部であり、画像補正処理部1361aと、3次元物体フュージョン部1361eと、3次元物体表示領域設定部1361fとを有する。
【0044】
画像補正処理部1361aは、2種類のボリュームデータを1つのボリュームデータとして処理する際に画像補正処理を行なう処理部であり、図5に示すように、歪み補正処理部1361b、体動補正処理部1361c及び画像間位置合わせ処理部1361dを有する。例えば、画像補正処理部1361aは、PET−CT装置により生成されたPET画像のボリュームデータとX線CT画像のボリュームデータとを1つのボリュームデータとして処理する際に画像補正処理を行なう。或いは、画像補正処理部1361aは、MRI装置により生成されたT1強調画像のボリュームデータとT2強調画像のボリュームデータとを1つのボリュームデータとして処理する際に画像補正処理を行なう。
【0045】
また、歪み補正処理部1361bは、個々のボリュームデータにおいて、医用画像診断装置110によるデータ収集時の収集条件に起因するデータの歪みを補正する。また、体動補正処理部1361cは、個々のボリュームデータを生成するために用いられたデータの収集時期における被検体の体動に起因する移動を補正する。また、画像間位置合わせ処理部1361dは、歪み補正処理部1361b及び体動補正処理部1361cによる補正処理が行なわれた2つのボリュームデータ間で、例えば、相互相関法等を用いた位置合わせ(Registration)を行なう。
【0046】
3次元物体フュージョン部1361eは、画像間位置合わせ処理部1361dにより位置合わせが行なわれた複数のボリュームデータをフュージョンさせる。なお、画像補正処理部1361a及び3次元物体フュージョン部1361eの処理は、単一のボリュームデータに対してレンダリング処理を行なう場合、省略される。
【0047】
3次元物体表示領域設定部1361fは、操作者により指定された表示対象臓器に対応する表示領域を設定する処理部であり、セグメンテーション処理部1361gを有する。セグメンテーション処理部1361gは、操作者により指定された心臓、肺、血管等の臓器を、例えば、ボリュームデータの画素値(ボクセル値)に基づく領域拡張法により抽出する処理部である。
【0048】
なお、セグメンテーション処理部1361gは、操作者により表示対象臓器が指定されなかった場合、セグメンテーション処理を行なわない。また、セグメンテーション処理部1361gは、操作者により表示対象臓器が複数指定された場合、該当する複数の臓器を抽出する。また、セグメンテーション処理部1361gの処理は、レンダリング画像を参照した操作者の微調整要求により再度実行される場合もある。
【0049】
3次元画像処理部1362は、前処理部1361が処理を行なった前処理後のボリュームデータに対してボリュームレンダリング処理を行なう。ボリュームレンダリング処理を行なう処理部として、3次元画像処理部1362は、投影方法設定部1362aと、3次元幾何変換処理部1362bと、3次元物体アピアランス処理部1362fと、3次元仮想空間レンダリング部1362kとを有する。
【0050】
投影方法設定部1362aは、視差画像群を生成するための投影方法を決定する。例えば、投影方法設定部1362aは、ボリュームレンダリング処理を平行投影法により実行するか、透視投影法により実行するかを決定する。
【0051】
3次元幾何変換処理部1362bは、ボリュームレンダリング処理が実行されるボリュームデータを3次元幾何学的に変換するための情報を決定する処理部であり、平行移動処理部1362c、回転処理部1362d及び拡大縮小処理部1362eを有する。平行移動処理部1362cは、ボリュームレンダリング処理を行なう際の視点位置が平行移動された場合に、ボリュームデータを平行移動させる移動量を決定する処理部であり、回転処理部1362dは、ボリュームレンダリング処理を行なう際の視点位置が回転移動された場合に、ボリュームデータを回転移動させる移動量を決定する処理部である。また、拡大縮小処理部1362eは、視差画像群の拡大や縮小が要求された場合に、ボリュームデータの拡大率や縮小率を決定する処理部である。
【0052】
3次元物体アピアランス処理部1362fは、3次元物体色彩処理部1362g、3次元物体不透明度処理部1362h、3次元物体材質処理部1362i及び3次元仮想空間光源処理部1362jを有する。3次元物体アピアランス処理部1362fは、これらの処理部により、例えば、操作者の要求に応じて、表示される視差画像群の表示状態を決定する処理を行なう。
【0053】
3次元物体色彩処理部1362gは、ボリュームデータにてセグメンテーションされた各領域に対して着色される色彩を決定する処理部である。3次元物体不透明度処理部1362hは、ボリュームデータにてセグメンテーションされた各領域を構成する各ボクセルの不透過度(Opacity)を決定する処理部である。なお、ボリュームデータにおいて不透過度が「100%」とされた領域の後方の領域は、視差画像群において描出されないこととなる。また、ボリュームデータにおいて不透過度が「0%」とされた領域は、視差画像群において描出されないこととなる。
【0054】
3次元物体材質処理部1362iは、ボリュームデータにてセグメンテーションされた各領域の材質を決定することで、この領域が描出される際の質感を調整する処理部である。3次元仮想空間光源処理部1362jは、ボリュームデータに対してボリュームレンダリング処理を行なう際に、3次元仮想空間に設置する仮想光源の位置や、仮想光源の種類を決定する処理部である。仮想光源の種類としては、無限遠から平行な光線を照射する光源や、視点から放射状の光線を照射する光源等が挙げられる。
【0055】
3次元仮想空間レンダリング部1362kは、ボリュームデータに対してボリュームレンダリング処理を行ない、視差画像群を生成する。また、3次元仮想空間レンダリング部1362kは、ボリュームレンダリング処理を行なう際、必要に応じて、投影方法設定部1362a、3次元幾何変換処理部1362b、3次元物体アピアランス処理部1362fにより決定された各種情報を用いる。
【0056】
ここで、3次元仮想空間レンダリング部1362kによるボリュームレンダリング処理は、レンダリング条件に従って行なわれることになる。例えば、レンダリング条件は、「平行投影法」又は「透視投影法」である。また、例えば、レンダリング条件は、「基準の視点位置及び視差角」である。また、例えば、レンダリング条件は、「視点位置の平行移動」、「視点位置の回転移動」、「視差画像群の拡大」、「視差画像群の縮小」である。また、例えば、レンダリング条件は、「着色される色彩」、「透過度」、「質感」、「仮想光源の位置」、「仮想光源の種類」である。このようなレンダリング条件は、入力部131を介して操作者から受け付ける場合や、初期設定される場合が考えられる。いずれの場合も、3次元仮想空間レンダリング部1362kは、制御部135からレンダリング条件を受け付け、このレンダリング条件に従って、ボリュームデータに対するボリュームレンダリング処理を行なう。また、このとき、上述した投影方法設定部1362a、3次元幾何変換処理部1362b、3次元物体アピアランス処理部1362fが、このレンダリング条件に従って必要な各種情報を決定するので、3次元仮想空間レンダリング部1362kは、決定されたこれらの各種情報を用いて視差画像群を生成する。
【0057】
図6は、第1の実施形態に係るボリュームレンダリング処理の一例を説明するための図である。例えば、3次元仮想空間レンダリング部1362kが、図6の「9視差画像生成方式(1)」に示すように、レンダリング条件として、平行投影法を受け付け、更に、基準の視点位置(5)と視差角「1度」とを受け付けたとする。かかる場合、3次元仮想空間レンダリング部1362kは、視差角が「1度」おきとなるように、視点の位置を(1)〜(9)に平行移動して、平行投影法により視差角(視線方向間の角度)が1度ずつ異なる9つの視差画像を生成する。なお、平行投影法を行なう場合、3次元仮想空間レンダリング部1362kは、視線方向に沿って無限遠から平行な光線を照射する光源を設定する。
【0058】
或いは、3次元仮想空間レンダリング部1362kが、図6の「9視差画像生成方式(2)」に示すように、レンダリング条件として、透視投影法を受け付け、更に、基準の視点位置(5)と視差角「1度」とを受け付けたとする。かかる場合、3次元仮想空間レンダリング部1362kは、ボリュームデータの中心(重心)を中心に視差角が「1度」おきとなるように、視点の位置を(1)〜(9)に回転移動して、透視投影法により視差角が1度ずつ異なる9つの視差画像を生成する。なお、透視投影法を行なう場合、3次元仮想空間レンダリング部1362kは、視線方向を中心に光を3次元的に放射状に照射する点光源や面光源を各視点にて設定する。また、透視投影法を行なう場合、レンダリング条件によっては、視点(1)〜(9)は、平行移動される場合であってもよい。
【0059】
なお、3次元仮想空間レンダリング部1362kは、表示されるボリュームレンダリング画像の縦方向に対しては、視線方向を中心に光を2次元的に放射状に照射し、表示されるボリュームレンダリング画像の横方向に対しては、視線方向に沿って無限遠から平行な光線を照射する光源を設定することで、平行投影法と透視投影法とを併用したボリュームレンダリング処理を行なってもよい。
【0060】
このようにして生成された9つの視差画像が、視差画像群である。第1の実施形態において、9つの視差画像は、例えば制御部135により所定フォーマット(例えば格子状)に配置した中間画像に変換され、立体表示モニタとしての表示部132に出力される。すると、ワークステーション130の操作者は、立体表示モニタに表示された立体視可能な医用画像を確認しながら、視差画像群生成のための操作を行なうことができる。
【0061】
なお、図6の例では、レンダリング条件として、投影方法、基準の視点位置及び視差角を受け付けた場合を説明したが、レンダリング条件として、他の条件を受け付けた場合も同様に、3次元仮想空間レンダリング部1362kは、それぞれのレンダリング条件を反映しつつ、視差画像群を生成する。
【0062】
また、3次元仮想空間レンダリング部1362kは、ボリュームレンダリングだけでなく、任意の平面(例えば、アキシャル面、サジタル面、コロナル面など)の平面画像を再構成する。例えば、3次元仮想空間レンダリング部1362kは、断面再構成法(MPR:Multi Planer Reconstruction)を行なってボリュームデータからMPR画像を再構成する。なお、3次元仮想空間レンダリング部1362kは、「Curved MPR」を行なう機能や、「Intensity Projection」を行なう機能も有する。
【0063】
続いて、3次元画像処理部1362がボリュームデータから生成した視差画像群は、アンダーレイ(Underlay)とされる。そして、各種情報(目盛り、患者名、検査項目等)が描出されたオーバーレイ(Overlay)がアンダーレイに対して重畳されることで、出力用の2次元画像とされる。2次元画像処理部1363は、オーバーレイ及びアンダーレイに対して画像処理を行なうことで、出力用の2次元画像を生成する処理部であり、図5に示すように、2次元物体描画部1363a、2次元幾何変換処理部1363b及び輝度調整部1363cを有する。例えば、2次元画像処理部1363は、出力用の2次元画像の生成処理に要する負荷を軽減するために、9枚の視差画像(アンダーレイ)のそれぞれに対して1枚のオーバーレイを重畳することで、出力用の2次元画像を9枚、生成する。
【0064】
2次元物体描画部1363aは、オーバーレイに描出される各種情報を描画する処理部であり、2次元幾何変換処理部1363bは、オーバーレイに描出される各種情報の位置を平行移動処理又は回転移動処理したり、オーバーレイに描出される各種情報の拡大処理又は縮小処理したりする処理部である。
【0065】
また、輝度調整部1363cは、輝度変換処理を行なう処理部であり、例えば、出力先の立体表示モニタの諧調や、ウィンドウ幅(WW:Window Width)、ウィンドウレベル(WL:Window Level)等の画像処理用のパラメータに応じて、オーバーレイ及びアンダーレイの輝度を調整する処理部である。
【0066】
このようにして生成された出力用の2次元画像は、例えば制御部135により一旦記憶部134に格納され、その後、通信部133を介して画像保管装置120に送信される。例えば、端末装置140が、画像保管装置120からこの出力用の2次元画像を取得し、所定フォーマット(例えば格子状)に配置した中間画像に変換した上で立体表示モニタに表示すると、観察者である医師や検査技師は、各種情報(目盛り、患者名、検査項目等)が描出された状態で、立体視可能な医用画像を閲覧することができる。
【0067】
以上、第1の実施形態に係る画像処理システム1及びワークステーション130の構成について説明した。かかる構成のもと、第1の実施形態に係るワークステーション130は、以下、詳細に説明する制御部135の処理により、時相の異なる複数の画像を重畳させた際にも、容易に観察することを可能とするように構成されている。具体的には、第1の実施形態に係るワークステーション130は、時相の異なる複数の3次元画像それぞれに含まれる関心領域を、それぞれ異なる表示形式にて表示させる。
【0068】
ここで、時相が異なる複数の3次元画像を重畳させ、観察する際の問題点について説明する。例えば、立体視可能なモニタにて3次元画像を表示させた場合、関心部位をより詳細に観察することができ、診断精度の向上などが期待される。一例を挙げると、抗がん剤や放射線治療による腫瘍の治療効果を判定する場合においても、腫瘍を立体的に観察して治療効果を判定することができる。しかしながら、治療前後の3次元画像を別々に表示しても腫瘍の縮小具合などは把握し難い。そこで、治療前後の3次元画像を重畳させて腫瘍の大きさや形態などの変化を観察しようとした場合に、単に重畳させただけでは、腫瘍が重なるだけで、腫瘍の大きさや形態などの変化を観察することは困難である。第1の実施形態に係るワークステーション130は、このような場合であっても、腫瘍の大きさや形態などの変化を容易に観察することを可能にする。
【0069】
図7は、第1の実施形態に係る制御部135の構成例を説明するための図である。図7に示すように、制御部135は、抽出部1351と、位置決定部1352と、表示制御部1353とを有する。抽出部1351は、時相の異なる複数の3次元画像データそれぞれに含まれる同一の関心領域を抽出する。具体的には、抽出部1351は、記憶部134によって記憶された時相の異なる複数のボリュームデータから、腫瘍などの関心領域をそれぞれ抽出する。例えば、抽出部1351は、領域拡張法や、閾値法や、CAD(Computer Assisted Diagnosis)などを用いて関心領域を抽出する。
【0070】
図8は、第1の実施形態に係る抽出部1351による処理の一例を説明するための図である。図8においては、X線CT装置により撮像された肝臓癌の治療前及び治療後のボリュームデータからそれぞれ関心領域を抽出する場合について示す。また、図8においては、関心領域を模式的(球)に示しているが、実際には、関心領域それぞれが固有の形態を有している。例えば、抽出部1351は、CT値を用いた領域拡張法により、図8の(A)の<治療前>のボリュームデータの領域300内に位置する病変部位を関心領域として抽出する。すなわち、抽出部1351は、図8の(B)に示すように、領域300内に示すROI(Region Of Interest)1を抽出する。
【0071】
同様に、抽出部1351は、CT値を用いた領域拡張法などにより、図8の(A)の<治療後>のボリュームデータの領域301内に位置する病変部位を関心領域として抽出する。すなわち、抽出部1351は、図8の(B)に示すように、領域301内に示すROI2を抽出する。なお、上記した例では、領域拡張法を用いた関心領域の抽出を説明したが、これはあくまでも一例であり、閾値法や、CAD、或いは、解析用のアプリケーションを用いることで関心領域を抽出してもよい。また、上記した例では、X線CT装置によって撮像された3次元画像データを用いる場合について説明したが、これはあくまでも一例であり、他のモダリティによって撮像された3次元画像データを用いる場合であってもよい。かかる場合には、モダリティごとに異なる抽出方法を利用することも可能である。
【0072】
ここで、操作者は、抽出部1351によって自動で抽出された関心領域を自由に修正させることが可能である。例えば、図8に示すように、抽出部1351によってROI1及びROI2が抽出された後、操作者は、治療前及び治療後それぞれの画像上でカーソルを操作し、所望する領域をROIとして設定しなおすことが可能である。或いは、仮に、抽出部1351によってROIが抽出されなかった場合に、操作者がROIを設定することも可能である。上述した操作者によるROIの設定は、抽出部1351によって抽出されたROI全体を設定しなおすことも可能であるし、抽出部1351によって抽出されたROIを部分的に修正することも可能である。
【0073】
図7に戻って、位置決定部1352は、抽出部1351によって抽出された複数の3次元画像データそれぞれの関心領域を被検体における略同一位置にて重畳させるための位置を、当該3次元画像データに含まれる特徴点に基づいて決定する。具体的には、位置決定部1352は、ボリュームデータに含まれる特徴点を3次元的に位置合わせすることで、関心領域を重畳させるための位置を決定する。
【0074】
図9は、第1の実施形態に係る位置決定部1352による処理の一例を説明するための図である。図9においては、図8に示す肝臓癌の治療前及び治療後のボリュームデータの位置合わせを実行する場合ついて示す。例えば、位置決定部1352は、非線形のワーピング(warping)処理により、<治療前>のボリュームデータと<治療後>のボリュームデータとの位置合わせを実行する。
【0075】
一例を挙げると、位置決定部1352は、図9の<治療前>及び<治療後>に示すように、各ボリュームデータに3軸(x軸、y軸、z軸)からなる直交座標を設定する。そして、位置決定部1352は、各ボリュームデータを任意の小領域に分割し、分割した小領域ごとに非線形の位置合わせを実行する。ここで、位置決定部1352によって実行される非線形のワーピング処理による位置合わせは、<治療前>のボリュームデータを、<治療後>のボリュームデータに合わせるように変形させる場合であってもよいし、逆に、<治療後>のボリュームデータを、<治療前>のボリュームデータに合わせるように変形させる場合であってもよい。
【0076】
また、位置決定部1352は、上述した非線形のワーピング処理に加えて、平行移動や回転などの線形の位置合わせを実行することも可能である。例えば、位置決定部1352は、<治療前>及び<治療後>のボリュームデータに描出された脊椎や、肋骨などを抽出し、抽出した脊椎や、肋骨などを3次元的に重ね合わせることで、<治療前>及び<治療後>のボリュームデータの位置を合わせる。
【0077】
第1の実施形態に係るワークステーション130は、上述した位置決定部1352の処理により、撮影時の呼吸量や、撮影体位などによる2つのボリュームデータ間の位置ずれを補正することで、<治療前>及び<治療後>のボリュームデータそれぞれに含まれる関心領域を正確に重畳させる。なお、上記した例では、ボリュームデータ全体を用いる場合について説明したが、これはあくまでも一例であり、ボリュームデータの一部分を用いて位置を合わせる場合であってもよい。また、第1の実施形態に係るワークステーション130は、線形の位置合わせと非線形ワーピングによる位置合わせを、適宜、組み合わせて実行することが可能である。
【0078】
図7に戻って、表示制御部1353は、抽出部1351によって抽出された複数の3次元画像データの関心領域それぞれを、異なる表示形式に変更し、位置決定部1352により決定された位置にて重畳させた重畳画像を表示させる。具体的には、表示制御部1353は、まず、レンダリング処理部136に、位置決定部1352によって位置が合わせられたボリュームデータそれぞれに対して、関心領域を含むように、かつ、同一の視線方向からレンダリング処理を実行させることで、時相ごとの視差画像群を生成させる。そして、表示制御部1353は、関心領域の色や、表示形態を視差画像群の間で異なるように変更する。その後、表示制御部1353は、視差画像群をそれぞれ異なるレイヤーにて表示させる。
【0079】
図10は、第1の実施形態に係る表示制御部1353による処理の一例を説明するための図である。図10においては、図8に示す肝臓癌の<治療前>及び<治療後>のボリュームデータから生成された視差画像群を重畳させた場合について示す。例えば、表示制御部1353は、図10に示すように、位置決定部1352によって位置が合わせられた<治療後>のボリュームデータから全体を描出した視差画像群を生成させる。そして、表示制御部1353は、位置決定部1352によって位置が合わせられた<治療前>のボリュームデータから領域301に相当する領域の視差画像群を生成させ、ROI1及びROI2を異なる色で表現した画像を表示させる。
【0080】
一例を挙げると、表示制御部1353は、<治療後>のボリュームデータに含まれるROI2を「赤」とし、<治療前>のボリュームデータに含まれるROI1の色を「青」として表示させる。ここで、表示制御部1353は、複数の3次元画像データの関心領域それぞれについて、所定の領域のみを表示させる。例えば、表示制御部1353は、図10に示すように、重畳させた際に、外側になるROI1の一部を表示しないようにすることで、内側のROI2を露出させた画像を表示させる。なお、図10においては、ROI1の1/8の領域を表示させないようにしているが、この領域は任意に設定することができ、例えば、ROI1の1/4を表示させないようにしてもよい。また、表示させない部分は、操作者が任意に変更することができる。例えば、操作者が、画像上でカーソルを操作することで、表示させない部分を任意に変更することができる。換言すると、操作者は、ROI2の任意の位置を露出させることが可能である。また、表示制御部1353は、色に加えて、ROIの不透過度をそれぞれ変更させることも可能である。
【0081】
さらに、表示制御部1353は、各時相のボリュームデータの体積を比較して、体積の変化量に基づいて色や立体量を変化させたROIを表示させることも可能である。例えば、表示制御部1353は、<治療後>のボリュームデータに含まれるROI2の体積が、<治療前>のボリュームデータに含まれるROI1の体積から「20%」以上減少していた場合にはROI1の色を「黄色」で、「40%」以上減少していた場合には、「緑」で表現した画像を表示させる。また、表示制御部1353は、<治療後>のボリュームデータに含まれるROI2の体積が、<治療前>のボリュームデータに含まれるROI1の体積よりも「20%」以上増加していた場合にはROI2の色を「青」で、「40%」以上増加していた場合には、「紫」で表現した画像を表示させる。すなわち、表示制御部1353は、<治療前>と<治療後>でROIがどの程度変化しているかが一目でわかるような画像を表示する。また、表示制御部1353は、例えば,腫瘍が縮小していたら奥に,拡大していたら手前に表示するように立体量を変化させて表示することが可能である。なお、ROIの体積が同一(或いは、その差が所定の閾値以内)であった場合には、表示制御部1353は、色つけないROIを表示させる。
【0082】
表示制御部1353は、上述した表示を任意に組み合わせて表示させることが可能である。従って、第1の実施形態に係るワークステーション130は、ROIの変化を一目で認識させることができ、抗がん剤や放射線治療の治療効果の判定を容易に行わせることを可能にする。
【0083】
なお、色の設定は、操作者により任意に決定することができる。例えば、ROIの色を時系列の順に予め設定しておくこともできる。また、表示制御部1353によって表示部132に表示されたROIの色は、入力部131を介して自由に変更することも可能である。例えば、表示部132に表示された関心領域の重なり具合が不明瞭な場合、色を自由に変更することができる。また、表示制御部1353は、色の濃淡、コントラスト、明度なども変更するように設定することが可能である。
【0084】
次に、図11を用いて、第1の実施形態に係るワークステーション130の処理について説明する。図11は、第1の実施形態に係るワークステーション130による処理の手順を示すフローチャートである。図11に示すように、第1の実施形態に係るワークステーション130においては、時相の異なる複数の画像を重畳して表示するためのコマンドが実行されると、抽出部1351は、時相の異なる複数の3次元画像データから関心領域を抽出する(ステップS101)。
【0085】
そして、位置決定部1352は、抽出部1351によって抽出された関心領域を重畳させるための位置をボリュームデータに含まれる特徴点に基づいて決定する(ステップS102)。その後、表示制御部1353は、関心領域の色を画像ごとに変更して(ステップS103)、画像を異なるレイヤーにて表示させることで重畳させた重畳画像を表示部132に表示させる(ステップS104)。
【0086】
上述したように、第1の実施形態によれば、抽出部1351は、時相の異なる複数の3次元画像データそれぞれに含まれる同一の関心領域を抽出する。そして、位置決定部1352は、抽出部1351によって抽出された複数の3次元画像データそれぞれの関心領域を略同一位置にて重畳させるための位置を、当該3次元画像データに含まれる特徴点に基づいて決定する。そして、表示制御部1353は、抽出部1351によって抽出された複数の3次元画像データの関心領域それぞれを、異なる表示形式に変更し、位置決定部1352により決定された位置にて重畳させた重畳画像を表示させる。従って、第1の実施形態に係るワークステーション130は、異なる時相で撮像された3次元画像データに含まれる関心領域それぞれを同一画面上で識別可能に表示することができ、時相の異なる複数の画像を重畳させた際にも、容易に観察することを可能にする。
【0087】
また、第1の実施形態によれば、表示制御部1353は、複数の3次元画像データの関心領域それぞれについて、所定の領域のみを表示させる。従って、第1の実施形態に係るワークステーション130は、内側に位置する関心領域を確実に視認させることができ、時相の異なる複数の画像を重畳させた際にも、より容易に観察することを可能にする。
【0088】
(第2の実施形態)
上記した第1の実施形態では、2つの時相の3次元画像データを重畳する場合について説明した。第2の実施形態では、3つ以上の時相の3次元画像データを重畳する場合について説明する。なお、第2の実施形態では、図7に示す第1の実施形態に係る制御部135と同一の構成を有する。そこで、第2の実施形態においては、3つ以上の時相の3次元画像データを重畳して表示させる制御部を表示制御部1353aとして説明する。すなわち、表示制御部1353aは、図7に示す表示制御部1353に新たな処理が追加されたものである。
【0089】
表示制御部1353aは、3つ以上の時相の3次元画像データに含まれる関心領域をそれぞれ異なる表示形式で表示させる。具体的には、表示制御部1353aは、3つ以上の時相のボリュームデータから抽出部1351によって抽出された関心領域をそれぞれ異なる色で表示させる。図12は、第2の実施形態に係る3つ以上の時相の3次元画像データの例を示す図である。図12においては、時相の異なる肝臓のパーフュージョン(Perfusion)画像を示している。また、図12においては、X線CT装置及びMRI装置によって撮像されたパーフュージョンを示す。
【0090】
例えば、第2の実施形態に係る制御部135は、図12に示すように、T1、T2、T3及びT4の4つの時相を含む3次元画像データを以下に記すように表示させる。まず、抽出部1351は、T1、T2、T3及びT4のボリュームデータから関心領域をそれぞれ抽出する。例えば、抽出部1351は、T1のボリュームデータからROI3を抽出し、T2のボリュームデータからROI4を抽出し、T3のボリュームデータからROI5を抽出し、T4のボリュームデータからROI6を抽出する。
【0091】
そして、位置決定部1352は、T1、T2、T3及びT4のボリュームデータそれぞれに含まれる特徴点に基づいて、非線形のワーピング処理を実行することで、ボリュームデータの位置合わせを実行する。例えば、位置決定部1352は、T4のボリュームデータに合わせるように、T1、T2及びT3のボリュームデータそれぞれを変形させる。
【0092】
その後、表示制御部1353aは、位置決定部1352によって位置合わせが実行されたボリュームデータそれぞれに対して、関心領域を含むように、かつ、同一の視線方向からレンダリング処理を実行した視差画像群を生成させる。そして、表示制御部1353aは、関心領域の色が視差画像群間で異なるように変更する。その後、表示制御部1353aは、視差画像群をそれぞれ異なるレイヤーにて表示させる。
【0093】
図13は、第2の実施形態に係る表示制御部1353aによる処理の第1の例を説明するための図である。図13においては、図12に示すT1、T2、T3及びT4のボリュームデータから生成された視差画像群を重畳させた場合について示す。例えば、表示制御部1353aは、T1、T2、T3及びT4のボリュームデータに含まれるROI3〜6を時系列の順に設定された色で表示し、体積が大きくなるにつれて表示させない領域が大きくなるように表示させる。
【0094】
図13を用いて説明すると、例えば、表示制御部1353aは、ROI3を「紫」で表示させ、ROI5を「青」で表示させ、ROI4を「橙」で表示させ、ROI6を「赤」で表示させる。ここで、表示制御部1353aは、図13に示すように、すべてのROIについて、その一部が露出するように各ROIの一部を表示させないようにした画像を表示させる。その結果、表示制御部1353aによって表示されるROI3〜6は、図13に示すように、すべての時相におけるROIの変化を容易に把握することができるように表示部132に表示されることとなる。
【0095】
また、表示制御部1353aは、3つ以上の時相の3次元画像データに含まれる関心領域の中から、体積の差が最大となる2つの関心領域のみを表示させることも可能である。図14は、第2の実施形態に係る表示制御部1353aによる処理の第2の例を説明するための図である。例えば、表示制御部1353aは、図14に示すように、ROI3〜6のなかから体積の差が最大となるROI3とROI6とを抽出し、抽出した2つのROIの色を変化させ、ROI3の一部を表示させないようにした重畳画像を表示部132に表示させる。
【0096】
上記した第2の実施形態によれば、表示制御部1353aは、3つ以上の時相の3次元画像データに含まれる関心領域をそれぞれ識別可能に表示させる。従って、第2の実施形態に係るワークステーション130は、系時的に連続するデータを用いた関心領域を容易に観察することを可能にする。例えば、4Dデータを用いて腫瘍の移動量を観察することで腫瘍の癒着具合を判定することも可能となる。
【0097】
(第3の実施形態)
上記した第1及び第2の実施形態では、X線CT画像におけるCT値に基づいた領域拡張法により関心領域を抽出する場合について説明した。第3の実施形態では、機能画像により得られる情報から関心領域を抽出する場合について説明する。なお、第3の実施形態では、図7に示す第1の実施形態に係る制御部135と同一の構成を有する。そこで、第3の実施形態においては、機能画像により得られる情報から関心領域を抽出する制御部を抽出部1351aとして説明する。すなわち、抽出部1351aは、図7に示す抽出部1351に新たな処理が追加されたものである。
【0098】
抽出部1351aは、機能画像と形態画像とから得られる情報に基づいて関心領域を抽出する。以下では、PET画像とCT画像とを用いて関心領域を抽出する場合について説明する。図15は、第3の実施形態に係る抽出部1351aによる処理の一例を説明するための図である。図15においては、PET−CT装置により撮像された3次元画像データ(CT画像、PET画像)を用いて関心領域を抽出する場合について示す。
【0099】
例えば、抽出部1351aは、図15に示すように、記憶部134によって記憶されたある1時相における3次元のCT画像及び3次元のPET画像からフュージョン(fusion)画像を生成させる。そして、抽出部1351aは、生成させたフュージョン画像から3次元のCT画像における腫瘍の位置を抽出する。同様に、抽出部1351aは、異なる時相の3次元画像データに関してもPET画像とCT画像とをフュージョンさせることにより、3次元のCT画像における腫瘍の位置を抽出する。
【0100】
上記したような、PET画像を用いた関心領域の抽出は、時相の異なる3次元のCT画像を重畳させる場合だけでなく、時相が異なる3次元のフュージョン画像を重畳させる場合にも実行させることができる。時相が異なる3次元のフュージョン画像を重畳させた場合には、腫瘍が悪性であるか否かが判定できるだけでなく、悪性腫瘍の転移の様子を空間的に把握することを可能にする。
【0101】
なお、上述した例では、PET画像を用いる場合について説明したが、実施形態はこれに限定されるものではなく、例えば、MR画像や、パーフュージョン画像を用いる場合であってもよい。
【0102】
上記した第3の実施形態によれば、抽出部1351aは、3次元のPET画像を用いて関心領域を抽出する。従って、第3の実施形態に係るワークステーション130は、関心領域を正確に抽出することを可能にする。
【0103】
(第4の実施形態)
さて、これまで第1、第2及び第3の実施形態について説明したが、上述した第1、第2及び第3の実施形態以外にも、種々の異なる形態にて実施されてよいものである。
【0104】
上述した実施形態では、関心領域が1つである場合について説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、例えば、関心領域を複数設定する場合であってもよい。
【0105】
上述した実施形態においては、腫瘍(肝臓癌)を関心部位とする場合について説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、例えば、造影剤により信号が特異的に増加する領域などを関心部位として用いる場合であってもよい。
【0106】
上述した実施形態においては、位置を合わせるための特徴点として、脊椎や肋骨を用いる場合について説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、例えば、抽出部1351によって抽出された関心領域の重心を特徴点として用いる場合であってもよい。かかる場合には、抽出部1351によって抽出された関心領域の重心同士を重ね合わせることで、関心領域を重畳させる。例えば、抽出部1351によって抽出された関心領域の体積の差が大きい場合に、関心領域の重心を用いて位置合わせすることで、処理を高速化させることが可能となる。
【0107】
上記実施形態においては、ROIを異なる色で表現して、重畳させた画像を表示する場合について説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、例えば、ROIごとに不透過度を変化させる場合であってもよい。
【0108】
例えば、表示制御部1353は、体積が大きい関心領域の不透過度を「50%」、色を「赤」とし、体積が小さい関心領域の不透過度を「100%」、色を「青」として表示させる。図10を用いて説明すると、表示制御部1353は、治療前のボリュームデータに含まれるROI1の体積「T1」と、治療後のボリュームデータに含まれるROI2の体積「T2」とを比較して、「T1−T2>0」であることから、ROI1を「不透過度:50%」、「色:赤」で表示させ、ROI2を「不透過度:100%」、「色:青」で表示させる。
【0109】
上述したように画像の不透過度を関心領域ごとに変更させて表示することで、第1の実施形態に係るワークステーション130は、関心領域の全体像を把握させることができ、時相の異なる複数の画像を重畳させた際にも、より容易に観察することを可能にする。
【0110】
上述した実施形態においては、治療前の画像と治療後の画像それぞれに腫瘍が描出されている場合について説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、例えば、現時点の画像に腫瘍が描出された場合に、過去の画像と比較する場合であってもよい。例えば、操作者が、現時点の画像及び過去の画像に関心領域を設定し、重畳した画像を表示させることで、腫瘍の転移状況などを表示させることが可能となる。
【0111】
上記した実施形態では、関心領域を含む領域のみを重畳させる場合ついて説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、例えば、画像全体を重畳させる場合であってもよい。
【0112】
上述した実施形態においては、固有の形態を有する関心領域をそのまま重畳させる場合について説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、例えば、関心領域の形態を変形させて重畳させる場合であってもよい。例えば、固有の形態を有する関心領域それぞれを標準の形態に変形させた後に重畳させてもよい。ここで、標準の形態としては、例えば、球や、立方体、直方体などである。一例を挙げると、表示制御部1353は、抽出部1351によって抽出された時相の異なる複数の関心領域それぞれを、各関心領域の体積に相当する大きさの球や、立方体、直方体などに変形させた後、重畳させて表示する。
【0113】
これにより、腫瘍の内部が壊死することで腫瘍全体の体積が縮小しているが、変化量が直感的に分かりにくい場合などに、関心部位を体積に応じた大きさの球や、立法体、直方体などに変形させて重畳させることで、変化量をより直感的に把握することを可能にする。
【0114】
上記実施形態においては、ワークステーション130が、3次元画像を重畳して表示する場合について説明した。しかしながら、実施形態がこれに限定されるものではなく、例えば、医用画像診断装置110が3次元画像を重畳して表示する場合であってもよい。また、医用画像診断装置110又はワークステーション130が3次元画像を重畳して、端末装置140が、画像を表示する場合であってもよい。
【0115】
また、上記実施形態においては、端末装置140は、画像保管装置120から取得した医用画像等を表示等するものとして説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、例えば、端末装置140は、医用画像診断装置110又はワークステーション130に直接接続される場合であってもよい。
【0116】
また、上記実施形態においては、ワークステーション130は、画像保管装置120からボリュームデータを取得し、このボリュームデータから3次元画像を重畳して表示する場合について説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、例えば、ワークステーション130は、医用画像診断装置110からボリュームデータを取得し、このボリュームデータから3次元画像を重畳して表示する場合であってもよい。
【0117】
上述した実施形態においては、端末装置140が、画像保管装置120から画像を取得して表示する場合について説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、例えば、端末装置140が、医用画像診断装置110から画像を取得して表示する場合であってもよい。
【0118】
以上説明したとおり、実施形態によれば、本実施形態の画像処理システム、装置、方法及び医用画像診断装置は、時相の異なる複数の画像を重畳させた際にも、容易に観察することを可能にする。
【0119】
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】
【0120】
110 医用画像診断装置
120 画像保管装置
130 ワークステーション
135 制御部
1351、1351a 抽出部
1352 位置決定部
1353、1353a 表示制御部
140 端末装置

【特許請求の範囲】
【請求項1】
時相の異なる複数の3次元画像データそれぞれに含まれる同一の関心領域を抽出する抽出手段と、
前記抽出手段によって抽出された複数の3次元画像データそれぞれの関心領域を被検体における略同一位置にて重畳させるための位置を、当該3次元画像データに含まれる特徴点に基づいて決定する位置決定手段と、
前記抽出手段によって抽出された複数の3次元画像データの関心領域それぞれを、異なる表示形式に変更し、前記位置決定手段により決定された位置にて重畳させた重畳画像を表示させる表示制御手段と、
を備えたことを特徴とする画像処理システム。
【請求項2】
前記表示制御手段は、前記複数の3次元画像データの関心領域それぞれについて、所定の領域のみを表示させることを特徴とする請求項1に記載の画像処理システム。
【請求項3】
前記表示制御手段は、前記複数の3次元画像データの関心領域それぞれの不透過度を変更することを特徴とする請求項1に記載の画像処理システム。
【請求項4】
前記位置決定手段は、前記抽出手段によって抽出された複数の3次元画像データそれぞれの関心領域における重心を前記特徴点として用いることを特徴とする請求項1又は2に記載の画像処理システム。
【請求項5】
時相の異なる複数の3次元画像データそれぞれに含まれる同一の関心領域を抽出する抽出手段と、
前記抽出手段によって抽出された複数の3次元画像データそれぞれの関心領域を被検体における略同一位置にて重畳させるための位置を、当該3次元画像データに含まれる特徴点に基づいて決定する位置決定手段と、
前記抽出手段によって抽出された複数の3次元画像データの関心領域それぞれを、異なる表示形式に変更し、前記位置決定手段により決定された位置にて重畳させた重畳画像を表示させる表示制御手段と、
を備えたことを特徴とする画像処理装置。
【請求項6】
時相の異なる複数の3次元画像データそれぞれに含まれる同一の関心領域を抽出する抽出工程と、
前記抽出工程によって抽出された複数の3次元画像データそれぞれの関心領域を被検体における略同一位置にて重畳させるための位置を、当該3次元画像データに含まれる特徴点に基づいて決定する位置決定工程と、
前記抽出工程によって抽出された複数の3次元画像データの関心領域それぞれを、異なる表示形式に変更し、前記位置決定工程により決定された位置にて重畳させた重畳画像を表示させる表示制御工程と、
を含んだことを特徴とする画像処理方法。
【請求項7】
時相の異なる複数の3次元画像データそれぞれに含まれる同一の関心領域を抽出する抽出手段と、
前記抽出手段によって抽出された複数の3次元画像データそれぞれの関心領域を被検体における略同一位置にて重畳させるための位置を、当該3次元画像データに含まれる特徴点に基づいて決定する位置決定手段と、
前記抽出手段によって抽出された複数の3次元画像データの関心領域それぞれを、異なる表示形式に変更し、前記位置決定手段により決定された位置にて重畳させた重畳画像を表示させる表示制御手段と、
を備えたことを特徴とする医用画像診断装置。

【図1】
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【図2A】
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【図2B】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図11】
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【図15】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【図12】
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【図13】
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【図14】
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【公開番号】特開2013−39360(P2013−39360A)
【公開日】平成25年2月28日(2013.2.28)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2012−161512(P2012−161512)
【出願日】平成24年7月20日(2012.7.20)
【出願人】(000003078)株式会社東芝 (54,554)
【出願人】(594164542)東芝メディカルシステムズ株式会社 (4,066)
【Fターム(参考)】