画像処理装置、超音波診断装置、及び画像処理方法
【課題】互いに異なる時系列の画像データに含まれる同一部分を容易に比較可能とすること。
【解決手段】記憶部２６は、一定期間に亘る時系列の２次元又は３次元の第１画像データと第２画像データとを記憶する。注目部位設定部１２は、一定期間内の複数の時相の各々について、第１画像データに対して第１注目部位を、第２画像データに対して第１注目部位に解剖学的に略同一な第２注目部位を、ユーザからの指示又は画像処理により設定する。対応付け部１４は、複数の時相の各々について、設定された第１注目部位と第２注目部位とを対応付ける。位置合わせ部１６は、前記複数の時相の各々について、対応付けられた第１注目部位と第２注目部位との相対的な位置関係に従って第１画像データと第２画像データとを位置合わせする。
【解決手段】記憶部２６は、一定期間に亘る時系列の２次元又は３次元の第１画像データと第２画像データとを記憶する。注目部位設定部１２は、一定期間内の複数の時相の各々について、第１画像データに対して第１注目部位を、第２画像データに対して第１注目部位に解剖学的に略同一な第２注目部位を、ユーザからの指示又は画像処理により設定する。対応付け部１４は、複数の時相の各々について、設定された第１注目部位と第２注目部位とを対応付ける。位置合わせ部１６は、前記複数の時相の各々について、対応付けられた第１注目部位と第２注目部位との相対的な位置関係に従って第１画像データと第２画像データとを位置合わせする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、画像処理装置、超音波診断装置、及び画像処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、時系列のボリュームデータを収集可能なモダリティが登場している。例えば、超音波診断装置による３次元エコー検査や腹部の４次元エコー検査、あるいはＸ線コンピュータ断層撮影装置による心臓検査等がこれに該当する。このような互いに異なる時系列のボリュームデータをストレスエコー前後間や治療前後間の画像比較、又は異なるモダリティ間の画像比較に用いたいというニーズがある。しかし異なる時系列のボリュームデータに含まれる解剖学的な同一部位を動画像表示する技術はない。このため、ある時相においては同一部位が画像表示されていても、他の時相において同一部位が画像表示されないといった事態が発生してしまう。そのため、同一部位間の正確な比較が出来ない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
目的は、互いに異なる時系列の画像データに含まれる同一部分を容易に比較可能な画像処理装置、超音波診断装置、及び画像処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本実施形態に係る画像処理装置は、一定期間に亘る時系列の２次元又は３次元の第１画像データと第２画像データとを記憶する記憶部と、前記一定期間内の複数の時相の各々について、前記第１画像データに対して第１注目部位を、前記第２画像データに対して前記第１注目部位に解剖学的に略同一な第２注目部位を、ユーザからの指示又は画像処理により設定する設定部と、前記複数の時相の各々について、前記設定された第１注目部位と第２注目部位とを対応付ける対応付け部と、前記複数の時相の各々について、前記対応付けられた第１注目部位と第２注目部位との相対的な位置関係に従って前記第１画像データと前記第２画像データとを位置合わせする位置合わせ部と、を具備する。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】本実施形態に係る画像処理装置の構成を示す図。
【図２】図１の制御部の制御のもとに行われる画像処理の典型的な流れを示す図。
【図３】図２のステップＳ７〜Ｓ９において行なわれる、補間を利用した残りの時相θｊに関する設定処理、対応付け処理、及び位置合わせ処理を説明するための図。
【図４】図２のステップＳ７〜Ｓ９において行なわれる、自動認識（辞書機能）を利用した残りの時相θｊに関する設定処理、対応付け処理、及び位置合わせ処理を説明するための図。
【図５】図２のステップＳ７〜Ｓ９において行なわれる、トラッキング処理を利用した残りの時相θｊに関する設定処理、対応付け処理、及び位置合わせ処理を説明するための図。
【図６】図２のステップＳ１１において行われる、時系列の壁運動画像データと時系列のＣＴ画像データとの並列表示を説明するための図。
【図７】図１の表示部において行なわれる、時系列の３次元壁運動画像データと時系列の３次元冠動脈画像データとの重畳表示の一例を示す図。
【図８】図１の表示部において行なわれる、壁運動異常領域を通過する血管領域Ｒ３の強調表示の一例を示す図。
【図９】図１の表示部において行なわれる、多断面の時系列の壁運動画像データと多断面の時系列の冠動脈画像データとの重畳表示の一例を示す図。
【図１０】図１の表示部において行なわれる、時系列の３次元壁運動画像データと時系列のＸ線造影画像データとの重畳表示の一例を示す図。
【図１１】本実施形態の変形例に係る超音波診断装置の構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
以下、図面を参照しながら本実施形態に係わる画像処理装置、超音波診断装置、及び画像処理方法を説明する。画像処理装置は、周期的に運動する検査部位の動画像上での観察を支援するためのコンピュータ装置である。本実施形態に係る画像処理は、如何なる検査部位にも適用可能である。しかしながら以下の説明を具体的に行なうため、検査部位は、律動的に収縮と弛緩とを繰り返す心臓であるとする。
【０００７】
図１は、本実施形態に係る画像処理装置１の構成を示す図である。図１に示すように、画像処理装置１は、記憶部１０、注目部位設定部１２、対応付け部１４、位置合わせ部１６、表示画像生成部１８、表示部２０、入力部２２、ネットワークインターフェース部２４、及び制御部２６を有する。
【０００８】
記憶部１０は、同一の被検体の心臓に関する少なくとも２つの時系列の画像データを記憶している。画像データは、２次元の画像データや３次元の画像データ（ボリュームデータ）である。時系列の画像データとは、一定期間（１心周期以上）内の複数の時相に関する画像データの集合である。本実施形態に係る画像データは、超音波診断装置、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置（Ｘ線ＣＴ装置）、Ｘ線診断装置、磁気共鳴イメージング装置、及び核医学診断装置等の既存のどの医用画像診断装置により生成されたものでも構わない。以下、本実施形態においては、説明の簡単のため時系列の画像データは、ボリュームデータであるとする。また、時系列のボリュームデータは、２種類あるとし、一方の時系列のボリュームデータを第１ボリュームデータ、他方のボリュームデータを第２ボリュームデータと呼ぶことにする。記憶部１０は、各時系列のボリュームデータを各時相を表すコードに関連付けて記憶している。また、記憶部１０は、制御部２６により実行される画像処理プログラムを記憶している。
【０００９】
注目部位設定部１２は、一定期間の複数の時相の各々について、略同一時相に関する第１ボリュームデータと第２ボリュームデータとのそれぞれに対して解剖学的に同一な注目部位を設定する。換言すれば、注目部位設定部１２は、時系列の第１ボリュームデータに第１注目部位を、時系列の第２ボリュームデータに、第１注目部位に解剖学的に同一な第２注目部位を時相毎に設定する。各注目部位は、ユーザにより入力部２２を介してマニュアル指定されるとしても、画像処理により特定されるとしてもどちらでもよい。なお少なくとも１つの時相については、注目部位は、マニュアル指定により設定される。それ以外の残りの時相（一定期間内の時相のうちマニュアル指定がなされなかった時相）については、注目部位は、画像処理により設定される。
【００１０】
対応付け部１４は、特定時相の第１ボリュームデータの第１注目部位の位置と第２ボリュームデータの第２注目部位の位置とに従って、一定期間内の複数時相の各々について、第１ボリュームデータの第１注目部位と第２ボリュームデータの第２注目部位とを対応付ける。特定時相は、マニュアル指定により注目部位の設定が行なわれた時相である。対応付け処理は、対応付け処理対象の時相が特定時相であるのか、あるいは残りの時相（画像処理により注目部位の設定が行なわれていない時相）であるのかにより異なる。このように対応付け部１４は、時系列の第１ボリュームデータの第１注目部位と時系列の第２ボリュームデータの第２注目部位とを時相毎に対応付ける。
【００１１】
位置合わせ部１６は、対応付けがなされた各時相の第１ボリュームデータと第２ボリュームデータとを位置合わせする。すなわち位置合わせ部１６は、複数の時相の各々について、対応付けられた第１注目部位と第２注目部位との相対的な位置関係に従って、第１ボリュームデータと第２ボリュームデータとを位置合わせする。このように、位置合わせ部１６は、時系列の第１ボリュームデータに含まれる第１注目部位と、時系列の第２ボリュームデータに含まれる第２注目部位との相対的な位置関係に従って、時系列の第１ボリュームデータと時系列の第２ボリュームデータとを時相毎に位置合わせする。
【００１２】
画像生成部１８は、位置合わせ後の時系列の第１ボリュームデータに基づいて、第１注目部位に関する時系列の第１表示画像データを生成する。また、画像生成部１８は、位置合わせ後の時系列の第２ボリュームデータに基づいて、第２注目部位に関する時系列の第２表示画像データを生成する。
【００１３】
表示部２０は、時系列の第１表示画像データと時系列の第２表示画像データとを並列又は重畳して表示機器に動画表示する。表示機器としては、例えばＣＲＴディスプレイや、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、プラズマディスプレイ等が採用される。
【００１４】
入力部２２は、ユーザによる入力機器の操作に指示に従って、画像処理の開始指示や注目部位の指定指示等を行なう。入力機器としては、例えば、キーボード、マウス、各種ボタン、タッチキーパネル等が採用される。
【００１５】
ネットワークインターフェース部２４は、図示しない医用画像診断装置や画像サーバとネットワークを介して種々の画像データを送受信する。
【００１６】
制御部２６は、画像処理装置１の中枢として機能する。具体的には、制御部２６は、注目部位の時系列対応付け処理を実行するための画像処理プログラムを記憶部１０から読み出して自身が有するメモリ上に展開し、展開された画像処理プログラムに従って各部を制御する。
【００１７】
以下、本実施形態に係る画像処理装置１の動作を具体的に説明する。以下の動作説明を具体的に行なうため、第１ボリュームデータは、超音波診断装置により生成された壁運動情報に関するボリュームデータ（以下、壁運動ボリュームデータと呼ぶことにする）であるとする。壁運動ボリュームデータは周知のように以下のように生成される。まず、超音波診断装置は、まず超音波プローブを介して被検体の心臓を超音波で繰り返し３次元走査し、時系列の超音波ボリュームデータを生成する。次に超音波診断装置は、生成された時系列の超音波ボリュームデータ内から心筋領域を３次元スペックルトラッキングにより抽出する。それから超音波診断装置は、抽出された心筋領域を壁運動解析して壁運動情報を計算する。そして超音波診断装置は、計算された壁運動情報をボクセルに割当てることで、壁運動ボリュームデータを生成する。なお壁運動情報とは、例えば、心筋の所定方向に関する変位、変位率、歪み、歪み率、移動距離、速度、速度勾配等のパラメータである。壁運動ボリュームデータは、これら壁運動情報の空間分布を表している。
【００１８】
また、第２ボリュームデータは、Ｘ線ＣＴ装置により生成された冠動脈に関するボリュームデータ（以下、ＣＴボリュームデータと呼ぶことにする）であるとする。Ｘ線ＣＴ装置は、造影剤が注入された冠動脈をＸ線で繰り返しスキャンし、時系列のＣＴボリュームデータを生成する。
【００１９】
以下、説明の分かりやすさのため、初期時相を“θ１”、末期時相を“θｎ”（ただし、ｎは２以上の整数）と表記する。ｎは、初期時相θ１からｎ番目の時相と言う意味である。一般的に時系列の壁運動ボリュームデータと時系列のＣＴボリュームデータとの時間分解能は、異なっている。典型的には、時系列の壁運動ボリュームデータの方が時系列のＣＴボリュームデータに比して、時間分解能が高い。しかしながら本実施形態においては、説明の簡単のため、時間分解能は同一であるとする。
【００２０】
図２は、制御部２６の制御のもとに行われる画像処理の典型的な流れを示す図である。図２に示すように、ユーザにより入力部２２を介して画像処理の開始指示がなされると制御部２６は、一定期間内の時系列の壁運動ボリュームデータと時系列のＣＴボリュームデータとを記憶部１０から読み出す（ステップＳ１）。読み出された時系列の壁運動ボリュームデータと時系列のＣＴボリュームデータとは、制御部２６により注目部位設定部１２に供給される。
【００２１】
ステップＳ１が行われると制御部２６は、注目部位設定部１２に注目部位の設定処理を行なわせる（ステップＳ２）。ステップＳ２において注目部位設定部１２は、略同一の特定時相θｉ（１≦ｉ≦ｎ）に関する壁運動ボリュームデータとＣＴボリュームデータとに対して、解剖学的に略同一な注目部位をそれぞれ設定する。ここで壁運動ボリュームデータに設定される注目部位を壁運動注目部位と呼び、ＣＴボリュームデータに設定される注目部位をＣＴ注目部位と呼ぶことにする。
【００２２】
以下、ステップＳ２に関する設定処理について具体的に説明する。ステップＳ２においては、典型的には、ユーザによる入力部２２を介したマニュアル指定により注目部位が設定される。マニュアル指定は、表示部２０に表示されている表示画像上で行なわれる。例えば、壁運動ボリュームデータに基づく壁運動表示画像上で複数の特徴点が指定される。この壁運動表示画像の断面は、壁運動ボリュームデータの任意の断面に設定される。特徴点は、例えば、直線上にない複数点、例えば３点により指定される。例えば、心筋運動の異常を観察したい場合、特徴点は、心筋運動の異常部位に指定される。ユーザにより複数の特徴点が指定されると注目部位設定部１２は、指定された複数の特徴点を含む領域を壁運動注目部位に設定する。例えば、指定された複数の特徴点に囲まれた領域が壁運動注目部位に設定される。臨床的な関心領域が画像内の虚血領域や病変部位等の局所部位にある場合、複数の特徴点は比較的狭い範囲に設定される。臨床的な関心領域が画像内の比較的広い範囲に亘る場合、複数の特徴点は、この臨床的な関心領域の周を取り囲むように広い範囲に亘って設定される。この場合、注目部位は、画像において比較的広い領域に設定されることとなる。なお指定された特徴点が壁運動注目部位に設定されてもよい。次に、壁運動ボリュームデータ内に設定された複数の特徴点にそれぞれ対応する複数の対応点が、ユーザにより入力部２２を介して、ＣＴボリュームデータに基づくＣＴ表示画像上で指定される。このＣＴ表示画像の断面は、ＣＴボリュームデータ内の任意の断面に設定される。複数の対応点が指定されると注目部位設定部１２は、指定された複数の対応点を含む領域をＣＴ注目部位に設定する。設定された壁運動注目部位とＣＴ注目部位との位置は、特定時相θｉに関連付けられて対応付け部１４に供給させる。
【００２３】
特定時相θｉは、ユーザにより入力部２２を介して任意に指定可能である。例えば、時系列の壁運動ボリュームデータと時系列のＣＴボリュームデータとに心電図データが関連付けられている場合、この心電図を利用して特定時相θｉが指定されるとよい。例えば、表示部２０に表示されている心電図上で、ユーザにより入力部２２を介して時相θｉが指定される。時相θｉが指定されると制御部２６は、指定された時相θｉを特定時相θｉに設定する。このように心電図に同期して特定時相θｉを指定することにより、同一時相の検出をより正確に行なうことができる。心電図データが関連付けられていない場合、例えば、心臓弁の開閉タイミングや収縮末期、拡張末期等をユーザが動画像上で目視により確認し、入力部２２を介して特定時相θｉを指定してもよい。
【００２４】
ステップＳ２が行なわれると制御部２６は、対応付け部１４に対応付け処理を行なわせる（ステップＳ３）。ステップＳ３において対応付け部１４は、特定時相θｉに関する壁運動ボリュームデータとＣＴボリュームデータとに対してそれぞれ設定された注目部位同士を対応づける。対応付けられた壁運動注目部位の位置とＣＴ注目部位の位置とは、互いに関連付けられて記憶部１０に記憶される。
【００２５】
ステップＳ３が行なわれると制御部２６は、位置合わせ部１６に位置合わせ処理を行なわせる（ステップＳ４）。ステップＳ４において位置合わせ部１６は、互いに対応付けられた壁運動注目部位とＣＴ注目部位との相対的な位置関係に基づいて、特定時相θｉに関する位置合わせ情報を算出する。位置合わせ部１６は、算出された位置合わせ情報に従って、特定時相θｉに関する壁運動ボリュームデータとＣＴボリュームデータとを位置合わせする。位置合わせ情報は、例えば、壁運動注目部位とＣＴ注目部位との間の相対的位置、相対的方向、相対的縮尺である。換言すれば、壁運動注目部位とＣＴ注目部位とを結ぶベクトルである。より詳細には、位置合わせ情報は、壁運動ボリュームデータからＣＴボリュームデータへの座標変換式、あるいはＣＴボリュームデータから壁運動ボリュームデータへの座標変換式である。位置合わせ部１６は、算出された座標変換式を壁運動ボリュームデータ又はＣＴボリュームデータへ乗じることにより、壁運動ボリュームデータとＣＴボリュームデータとを位置合わせする。
【００２６】
ステップＳ４が行なわれると制御部２６は、他の時相についても注目部位をマニュアル指定により設定するか否かの指示を待機する（ステップＳ５）。他の時相についても注目部位を指定する旨の指示がユーザにより入力部２２を介してなされた場合（ステップＳ５：ＹＥＳ）、再びステップＳ２に戻る。このようにして、互いに異なる複数の特定時相θｉに関する壁運動注目部位とＣＴ注目部位とが繰り返し対応付けられ、位置合わせされる。複数の特定時相θｉは、時間的に離散的であっても連続的であってもどちらでもよい。
【００２７】
ステップＳ５において他の時相については注目部位を指定しない旨の指示がユーザにより入力部２２を介してなされた場合（ステップＳ５：ＮＯ）、制御部２６は、全時相θ１〜θｎにおいて位置合わせが行われたか否かを判定する（ステップＳ６）。全時相θ１〜θｎにおいて位置合わせが行われたと判定した場合（ステップＳ６：ＹＥＳ）、制御部２６は、ステップＳ１０に進む。
【００２８】
一方ステップＳ６において、位置合わせされていない時相（残りの時相θｊ（１≦ｊ≦ｎ、ｊ≠ｉ））があると判定した場合（ステップＳ６：ＮＯ）、制御部２６は、残りの時相θｊについての注目部位の設定処理を注目部位設定部１２に行なわせる（ステップＳ７）。ステップＳ７において注目部位設定部１２は、ステップＳ２において設定された特定時相θｉに関する壁運動ボリュームデータの壁運動注目部位の位置や形状に基づいて、残りの座標θｊに関する壁運動ボリュームデータに壁運動注目部位を設定する。同様にして、注目部位設定部１２は、特定時相θｉに関するＣＴボリュームデータのＣＴ注目部位の位置や形状に基づいて、残りの座標θｊに関するＣＴボリュームデータにＣＴ注目部位を設定する。
【００２９】
ステップＳ７が行なわれると制御部２６は、残りの時相θｊについての注目部位の対応付け処理を対応付け部１４に行なわせる（ステップＳ８）。ステップＳ８において対応付け部１４は、ステップＳ７において設定された壁運動注目部位とＣＴ注目部位との間の相対的な位置関係に基づいて、残りの時相θｊに関する壁運動注目部位とＣＴ注目部位とを対応付ける。
【００３０】
ステップＳ８が行なわれると制御部２６は、残りの時相θｊについての注目部位の位置合わせ処理を位置合わせ部１６に行なわせる（ステップＳ９）。ステップＳ９において位置合わせ部１６は、ステップＳ８において対応付けられた壁運動注目部位とＣＴ注目部位と間の相対的な位置関係に基づいて、時相θｊに関する壁運動ボリュームデータとＣＴボリュームデータとを位置合わせする。以下、ステップＳ６、Ｓ７、及びＳ８の処理について詳細に説明する。
【００３１】
ステップＳ６における設定処理、ステップＳ７における対応付け処理、及びステップＳ８における位置合わせ処理には様々な方法あり、大きく分けて３種類ある。以下、この３種類の方法についてそれぞれ説明する。
【００３２】
方法１：（補間又は補外）
図３は、補間を利用した残りの時相θｊに関する設定処理、対応付け処理、及び位置合わせ処理を説明するための図である。図３に示すように、具体的に時相θ１、θ２、及びθ３からなる時系列の壁運動ボリュームデータＷＶと時系列のＣＴボリュームデータＣＶとを例に挙げる。なお、時相θ１、θ２、及びθ３の時間の前後関係は、θ１→θ２→θ３であるとする。
【００３３】
ステップＳ２において、時相θ１に関する壁運動ボリュームデータＷＶ１中に壁運動注目部位ＰＷ１がマニュアル指定により設定され、時相θ１に関するＣＴボリュームデータＣＶ１中にＣＴ注目部位ＰＣ１がマニュアル指定により設定されたとする。ステップＳ３において、時相θ１における部位ＰＷ１と部位ＰＣ１とは、対応付け部１４により対応付けられる。対応付けられた部位同士（ＰＷ１，ＰＣ１）は、互いに関連付けられて記憶部１０に記憶される。ステップＳ４において部位ＰＷ１と部位ＰＣ１との相対的な位置関係に基づいて、部位ＰＷ１と部位ＰＣ１との位置合わせ情報（例えば、部位ＰＣ１から部位ＰＷ１へのベクトル（相対位置及び方向））が位置合わせ部１６により算出される。また時相θ３においても同様に、ステップＳ２において部位ＰＷ３と部位ＰＣ３とがマニュアル指定により設定され、ステップＳ３において部位ＰＷ３と部位ＰＣ３とが対応付け部１４により対応付けられる。そしてステップＳ４において部位ＰＷ３と部位ＰＣ３との位置合わせ情報（部位ＰＣ３から部位ＰＷ３へのベクトル）が位置合わせ部１６により算出される。
【００３４】
時相θ２（残りの時相）については、ステップＳ７において補間により注目部位が設定される。まず、壁運動注目部位ＰＷ１の位置、壁運動注目部位ＰＷ３の位置、及び時相θ１からθ３までの経過時間に基づいて、時相θ２における壁運動ボリュームデータＷＶ２の壁運動注目部位ＰＷ２の候補位置が補間により算出される。補間の方法は、線形補間であってもよいし、スプライン補間やラグランジュ補間に代表されるような高次の補間であってもよい。算出された候補位置には、注目部位設定部１２により壁運動注目部位ＰＷ２が設定される。同様に、時相θ２におけるＣＴボリュームデータＣＶ２のＣＴ注目部位ＰＣ２も注目部位設定部１２により設定される。なお、注目部位の候補位置の算出方法は、補間のみに限定されない。例えば、特定時相θ１における注目部位の位置と、時相θ１から時相θ２までの経過時間とに基づく補外により、残りの時相の注目部位の位置が算出されても良い。
【００３５】
次にステップＳ８において壁運動注目部位ＰＷ２とＣＴ注目部位ＰＣ２とが対応付け部１４により対応付けられる。対応付けられた部位同士（ＰＷ２，ＰＣ２）が記憶部１０により記憶される。そしてステップＳ９において、部位ＰＷ２と部位ＰＣ２との間のベクトルに基づいて、部位ＰＷ３から部位ＰＣ３への座標変換式が位置合わせ部１６により算出される。そして位置合わせ部１６は、算出された座標変換式を壁運動ボリュームデータＷＶ２に乗じ、壁運動ボリュームデータＷＶ２とＣＴボリュームデータＣＶ２とを位置合わせする。これによりステップＳ９が終了する。
【００３６】
このようにして時相θ２において注目部位が補間により設定され、対応付けられ、位置合わせされる。他の残りの時相についても同様の処理が行なわれる。これにより一定期間内の特定時相θｉ以外の全ての時相θｊについて壁運動ボリュームデータとＣＴボリュームデータとが位置合わせされる。
【００３７】
なお上記の説明においては、時系列の壁運動ボリュームデータと時系列のＣＴボリュームデータとは、時間分解能が同一であるとした。しかしながら本実施形態は、これに限定する必要はない。互いの時間分解能が異なる場合、不足している時相における注目部位の位置を補間又は補外により注目部位設定部１２により算出するとよい。
【００３８】
方法２：自動認識（辞書機能）
図４は、自動認識を利用した残りの時相θｊに関する設定処理、対応付け処理、及び位置合わせ処理を説明するための図である。なお、図４に示す記号の意味は、図３に示すものと同様である。ただし、図４においては、時相θ１においてのみ注目部位のマニュアル指定がなされたものとする。
【００３９】
この方法は、残りの時相θ２及びθ３の注目部位を自動認識により特定し、特定された注目部位に従って設定処理や、対応付け、位置合わせをする。この場合、時相毎に壁運動ボリュームデータＷＶとＣＴボリュームデータＣＶとのそれぞれについて注目部位が設定される。
【００４０】
具体的には、ステップＳ７において注目部位設定部１２は、時相θ１に関する壁運動注目部位ＰＷ１の画素値分布をテンプレートとして壁運動ボリュームデータＷＶ２をテンプレートマッチング処理し、時相θ２に関する壁運動注目部位ＰＷ２を自動認識により特定する。同様に注目部位設定部１２は、時相θ１に関するＣＴ注目部位ＰＣ１の画素値分布をテンプレートとしてＣＴボリュームデータＣＶ２をテンプレートマッチング処理し、時相θ２に関するＣＴ注目部位ＰＣ２を自動認識により特定する。例えば、時相θ１の壁運動ボリュームデータＷＶ１とＣＴボリュームデータＣＶ１とのそれぞれについて、心臓の弁輪部が注目部位として設定されたとする。この場合、時相θ２について、壁運動ボリュームデータＷＶ２とＣＴボリュームデータＣＶ２とのそれぞれにおいて弁輪部が特定される。壁運動ボリュームデータＷＶ２内の弁輪部は、注目部位設定部１２により壁運動注目部位ＰＷ２に設定される。ＣＴボリュームデータＣＶ２内の弁輪部は、注目部位設定部１２によりＣＴ注目部位ＰＣ２に設定される。
【００４１】
次にステップＳ８において壁運動注目部位ＰＷ２とＣＴ注目部位ＰＣ２とは、対応付け部１４により対応付けられる。そしてステップＳ９において、部位ＰＷ２と部位ＰＣ２との位置関係（部位ＰＣ２から部位ＰＷ２へのベクトル）に従って、壁運動ボリュームデータＷＶ２とＣＴボリュームデータＣＶ２とが位置合わせ部１６により位置合わせされる。
【００４２】
このようにして時相θ２において注目部位が自動認識を利用して設定され、対応付けられ、位置合わせされると、次の時相θ３について同様の処理が行なわれる。この処理は、一定期間内の特定時相θｉ以外の全ての時相θｊについて繰り返される。これにより全ての時相θｊについて壁運動ボリュームデータとＣＴボリュームデータとが位置合わせされる。
【００４３】
方法３：（トラッキング処理）
図５は、トラッキング処理（追跡処理）を利用した残りの時相θｊに関する設定処理、対応付け処理、及び位置合わせ処理を説明するための図である。なお、図５に示す記号の意味は、図３に示すものと同様である。ただし、図５においては、時相θ１においてのみ注目部位のマニュアル指定がなされたものとする。
【００４４】
この方法は、特定時相θ１において設定された注目部位を時系列のボリュームデータに亘ってトラッキングし、トラッキングされた注目部位に従って設定処理、対応付け処理、及び位置合わせ処理を行なう方法である。この場合、残りの時相θ２と時相θ３とにおいて注目部位が設定されてから、対応付け処理と位置合わせ処理が行なわれる。
【００４５】
具体的には、まずステップＳ７において注目部位設定部１２は、時相θ１に関する壁運動注目部位ＰＷ１の画素値分布をテンプレートとして壁運動ボリュームデータＷＶ２と壁運動ボリュームデータＷＶ３とをテンプレートマッチング処理し、壁運動注目部位ＰＷ２と壁運動注目部位ＰＷ３とをトラッキングにより特定する。同様に注目部位設定部１２は、時相θ１に関するＣＴ注目部位ＰＣ１の画素値分布をテンプレートとしてＣＴボリュームデータＣＶ２とＣＴボリュームデータＣＶ３とをテンプレートマッチング処理し、ＣＴ注目部位ＰＣ２とＣＴ注目部位ＰＣ３とをトラッキングにより特定する。特定された壁運動注目部位とＣＴ注目部位とは、注目部位設定部１２により注目部位に設定される。
【００４６】
次にステップＳ８において壁運動注目部位ＰＷ２とＣＴ注目部位ＰＣ２とは、対応付け部１４により対応付けられる。同様に壁運動注目部位ＰＷ３とＣＴ注目部位ＰＣ３とが対応付けられる。そしてステップＳ９において、部位ＰＣ２から部位ＰＷ２へのベクトルに従って壁運動ボリュームデータＷＶ２とＣＴボリュームデータＣＶ２とが位置合わせ部１６により位置合わせされる。同様に、部位ＰＣ３からＰＷ３へのベクトルに従って壁運動ボリュームデータＷＶ３とＣＴボリュームデータＣＶ３とが位置合わせ部１６により位置合わせされる。
【００４７】
このようにして、一定期間内の全ての残りの時相θｊについて注目部位がトラッキング処理を利用して設定される。それから各残りの時相θｊにおける注目部位同士が対応付けられ、各残りの時相θｊに関する壁運動ボリュームデータとＣＴボリュームデータとが位置合わせされる。
【００４８】
以上でステップＳ７、Ｓ８、及びＳ９の処理の説明を終了する。ステップＳ９が終了した時点において、時系列の壁運動ボリュームデータと時系列のＣＴボリュームデータとが時相毎に位置合わせされる。
【００４９】
一般的には、３次元画像の平行移動、回転、伸縮を決定するために、３点以上での位置合わせが行われる。この位置合わせには、最小自乗法等が利用される。
【００５０】
ステップＳ６において全ての時相θ１〜θｎにおいて位置合わせされたと判定した場合、又はステップＳ９が行なわれると制御部２６は、表示画像生成部１８に画像生成処理を行なわせる（ステップＳ１０）。ステップＳ１０において表示画像生成部１８は、位置合わせされた時系列の壁運動ボリュームデータを３次元画像処理して時系列の壁運動画像データを生成する。同様に、表示画像生成部１８は、位置合わせされた時系列のＣＴボリュームデータを３次元画像処理して時系列のＣＴ画像データを生成する。生成された時系列の壁運動画像データと時系列のＣＴ画像データとは、位置合わせされている。３次元画像処理としては、ＭＰＲ（multi planar reconstruction）処理やボリュームレンダリング、サーフェスレンダリング、ＭＩＰ（maximum intensity projection）、ＣＰＲ（curved planar reconstruction）処理、ＳＰＲ（streched CPR）処理等が挙げられる。
【００５１】
ステップＳ１０が行なわれると制御部２６は、表示部２０に表示処理を行なわせる（ステップＳ１１）。ステップＳ１１において表示部２０は、生成された時系列の壁運動画像データと時系列のＣＴ画像データとを動画表示する。表示方法としては、並列表示と重畳表示とに大別される。
【００５２】
図６は、時系列の壁運動画像データＷＩと時系列のＣＴ画像データＣＩとの並列表示を説明するための図である。図６に示すように、各時相θにおいて壁運動画像ＷＩデータの壁運動注目部位ＰＷとＣＴ画像データＣＩのＣＴ注目部位ＰＣとが位置合わせされている。従って、全ての時相θにおいて、壁運動注目部位ＰＷとＣＴ注目部位ＰＣとを画像上の同位置に表示することができる。これにより、従来のように、ある時相においては同一部位が表示されているが他の時相においては同一部位が表示されない、といった事態が発生することはない。
【００５３】
本実施形態に係る検査部位である心臓は、収縮と拡張とを繰り返しながら体内を激しく動く。また、特に超音波診断装置で心臓をスキャンする場合、操作者は、超音波プローブを動かしながらスキャンする。この場合、各時相において、ボリュームデータに含まれる心臓領域内の注目部位の画像上の位置が激しく変化する。
【００５４】
画像処理装置１は、時系列の壁運動ボリュームデータと時系列のＣＴボリュームデータとの注目部位同士を時相毎に対応付ける。そして画像処理装置１は、壁運動ボリュームデータとＣＴボリュームデータとの間の位置合わせ情報を時相毎に算出し、算出された位置合わせ情報に従って壁運動ボリュームデータとＣＴボリュームデータとを時相毎に位置あわせする。このように各時相において位置合わせすることで、画像処理装置１は、検査部位が激しく場合であっても、注目部位同士を高精度に位置合わせして動画表示することができる。そのためユーザは、壁運動動画像上の異常部位をＣＴ動画像上で確かめる、といったような比較読影を容易に行うことができる。すなわち、壁運動ボリュームデータとＣＴボリュームデータとの間で時系列的に位置合わせされた注目部位を観察することにより、注目部位の壁運動を正確に評価することができる。
【００５５】
なお、時系列の壁運動画像データ上の注目部位の大きさと、時系列のＣＴ画像データ上の注目部位の大きさとが異なる場合がある。この場合、表示部２０は、２つの注目部位の大きさを一致させるために、注目部位間の相対的な位置関係に従って、壁運動画像データの大きさ又はＣＴ画像データの大きさを時相毎に変化させる。具体的には、壁運動画像データ又はＣＴ画像データのピクセルサイズを拡大又は縮小する。
【００５６】
また、表示部２０は、観察の利便性向上のため、一方の表示画像データの表示断面を固定し、他方の表示画像データの表示断面を固定断面に追従させると良い。具体的には、まず表示部２０は、時系列の壁運動画像データの表示断面の位置を固定する。次に表示部２０は、固定された表示断面に解剖学上略同一な時系列のＣＴ画像データの表示断面の位置を、時系列の位置合わせ情報に従って時相毎に算出する。次に各時相において算出された表示断面の位置に従って、時系列のＣＴボリュームデータから時系列のＣＴ画像データを生成する。そして表示部２０は、生成された時系列のＣＴ画像データと時系列の壁運動画像データとを動画表示する。これにより、時系列の壁運動画像データの固定断面に、時系列のＣＴ画像データの表示断面を追従させることができる。
【００５７】
次に、本実施形態に係る時系列の第１表示画像データと時系列の第２表示画像データとの表示例を３つ説明する。一番目の表示例としては、時系列の３次元壁運動画像データと時系列の３次元冠動脈画像データとの重畳表示について説明する。なお、３次元壁運動画像データは、壁運動ボリュームデータをボリュームレンダリングすることにより生成された機能画像データである。３次元壁運動画像データには、壁運動の異常領域が含まれる。異常領域は、予め設定された閾値よりも大きい又は小さい壁運動情報を有するピクセルの集合である。３次元冠動脈画像データは、ＣＴボリュームデータをボリュームレンダリングすることにより生成された形態画像データである。３次元冠動脈画像データには、心臓領域が含まれる。心臓領域には、冠動脈領域が含まれる。
【００５８】
図７は、表示部２０による、時系列の３次元壁運動画像データと時系列の３次元冠動脈画像データとの重畳表示の一例を示す図である。図７に示すように、３次元冠動脈画像データに由来する心臓領域Ｒ１に３次元壁運動画像データに由来する壁運動異常領域Ｒ２が位置整合して重ねられる。これにより、壁運動の異常が心臓のどのあたりで発生しているのかを動画上で確認することができる。
【００５９】
壁運動の異常の一因として血管狭窄が知られている。そのため、表示部２０は、臨床上の利便性のため、壁運動異常領域Ｒ２を通過する血管領域を強調することができる。強調される血管領域は、ＣＴボリュームデータに由来する。例えば、図７の「＃１２」とラベリングされた血管領域Ｒ３は、解剖学的な位置関係において壁運動異常領域Ｒ２を通過している。この場合、血管領域Ｒ３に血管狭窄部位が含まれている可能性が高い。血管領域に狭窄部位が含まれているか否かを確認することが臨床上とても重要である。
【００６０】
図８は、壁運動異常領域を通過する血管領域Ｒ３の強調表示の一例を示す図である。図８に示すように表示部２０は、血管領域Ｒ３を強調表示するために、３次元冠動脈画像データに由来する血管領域Ｒ３の表示方法を変化させている。表示部２０は、血管領域Ｒ３の強調のため、他の血管領域とは異なる色で血管領域Ｒ３を表示するとよい。なお強調の方法はこれに限定されない。例えば表示部２０は、血管領域Ｒ３の明度や彩度を変化させたり、血管領域Ｒ３を点滅させたりしてもよい。このように壁運動異常領域Ｒ２を通過する血管領域Ｒ３が強調されることで、ユーザは、壁運動異常を引き起こす血管を容易に特定することができる。また、ユーザは、壁運動異常と冠動脈狭窄との一致を容易に確認することができる。このため、時系列の３次元冠動脈画像データと時系列の３次元壁運動画像データとの重畳表示は、虚血診断において非常に有効である。なお、この強調表示は、図７の重畳表示と同時に行なうことも可能である。
【００６１】
次に２番目の表示例として、多断面の時系列の壁運動画像データと多断面の時系列の冠動脈画像データとの重畳表示について説明する。壁運動画像データは、壁運動ボリュームデータをＭＰＲ処理することにより生成された機能画像データである。壁運動画像データには、壁運動の異常領域が含まれる。冠動脈画像データは、ＣＴボリュームデータをＭＰＲ処理することにより生成された形態画像データである。冠動脈画像データは、心臓領域と冠動脈領域とを含んでいる。
【００６２】
図９は、多断面の時系列の壁運動画像データと多断面の時系列の冠動脈画像データとの重畳表示の一例を示す図である。図９に示すように、各画像データの断面位置は、心臓領域Ｒ１の心尖部と中間部（乳頭筋レベル）と心基部とにそれぞれ設定される。なお心臓領域Ｒ１は、ＣＴボリュームデータから抽出される。心臓領域Ｒ１は、冠動脈領域Ｒ４、Ｒ５、及びＲ６を含んでいる。図９に示すように表示部２０は、心尖部に関する壁運動画像データと冠動脈画像データとの重畳画像データＧＩ１、中間部に関する壁運動画像データと冠動脈画像データとの重畳画像データＧＩ２、及び心基部に関する壁運動画像データと冠動脈画像データとの重畳画像データＧＩ３を並べて動画表示する。なお、各各画像データの断面位置は、ユーザにより入力部２２を介して変更可能である。
【００６３】
各重畳画像データＧＩには、冠動脈領域Ｒ４、Ｒ５、及びＲ６の一部が含まれている。これら冠動脈領域Ｒ４、Ｒ５、及びＲ６のうち、冠動脈狭窄の疑いがあるとＸ線ＣＴ装置により判断された冠動脈領域は色、明度、又は彩度等で強調して表示される。例えば図９に示すように、冠動脈領域Ｒ４が狭窄の疑いありと判断されたとする。この場合、表示部２０は、冠動脈領域Ｒ４を他の冠動脈領域Ｒ５及びＲ６とは異なる色等で表示する。他の強調表示例として、強調対象の冠動脈領域Ｒ４の周辺領域を強調して表示してもよい。周辺領域の範囲は、ユーザにより入力部２２を介して任意に設定可能である。
【００６４】
さらに表示部２０は、壁運動異常領域に含まれる冠動脈領域を強調してもよい。例えば、ユーザにより入力部２２を介して冠動脈領域が重畳画像データ上で指定（クリック）されることにより、指定された冠動脈領域を色等で強調して表示してもよい。このように壁運動異常領域を通過する血管領域が強調表示されることで、ユーザは、壁運動異常と冠動脈狭窄の一致を容易に確認することができる。
【００６５】
次に３番目の表示例として、時系列の３次元壁運動画像データと時系列のＸ線造影画像データとの重畳表示について説明する。３次元壁運動画像データは、壁運動ボリュームデータをボリュームレンダリングすることにより生成された機能画像データである。Ｘ線造影画像データは、造影剤が注入された被検体をＸ線診断装置によりＸ線撮影することにより生成された形態画像データである。
【００６６】
図１０は、時系列の３次元壁運動画像データと時系列のＸ線造影画像データとの重畳表示の一例を示す図である。図１０に示すように表示部２０は、心臓の表側に関する重畳画像データＧＩＯと裏側に関する重畳画像データＧＩＵとを並列表示する。重畳画像データＧＩＯのＸ線造影画像データＸＩＯと重畳画像データＧＩＵのＸ線造影画像データＸＩＵとは、同一の画像データである。重畳画像データＧＩＯの３次元壁運動画像データＷＩＯは、壁運動ボリュームデータを心臓領域の外側に設定された視点位置でボリュームレンダリングすることにより生成される。重畳画像データＧＩＵの３次元壁運動画像データＷＩＵは、壁運動ボリュームデータを心臓領域の内側に設定された視点位置でボリュームレンダリングすることにより生成される。このように心臓の表側の重畳画像データと裏側の重畳画像データとが並べて動画表示されることで、ユーザは、心臓の表側に異常があるのか裏側に異常があるのかを明瞭に把握することができる。
【００６７】
他の表示例としては、第１ボリュームデータをストレスエコー前において超音波診断装置により収集されたボリュームデータとし、第２ボリュームデータをストレスエコー後において超音波診断装置により収集されたボリュームデータであるとしてもよい。この場合の第１ボリュームデータと第２ボリュームデータとは、同一の検査部位に関するものであることをここに明言しておく。
【００６８】
かくして本実施形態によれば、互いに異なる時系列の画像データに含まれる同一部分を容易に比較可能な画像処理装置及び画像処理方法を提供することが可能となる。
【００６９】
（変形例）
本実施形態に係る画像処理装置１を超音波診断装置に搭載させてもよい。以下、このような超音波診断装置ついて説明する。なお以下の説明において、本実施形態と略同一の機能を有する構成要素については、同一符号を付し、必要な場合にのみ重複説明する。
【００７０】
図１１は、変形例に係る超音波診断装置５０は、超音波プローブ５１、送受信部５３、Ｂモード処理部５５、Ｂモード画像生成部５７、運動解析部５９、及び画像処理装置１を備える。
【００７１】
超音波プローブ５１は、送受信部５３からの駆動信号を受けて被検体の検査部位（心臓）に超音波を送波する。送波された超音波は、ビーム状に集束されている。送波された超音波は被検体の検査部位により反射される。反射された超音波は、超音波プローブにより受波される。超音波プローブ５１は、受波された超音波の強度に応じた電気信号（エコー信号）を生成する。超音波プローブ５１は、ケーブルを介して送受信部５３に接続されている。エコー信号は、送受信部５３に供給される。
【００７２】
送受信部５３は、超音波プローブ５１を介して被検体の検査部位を超音波で繰り返し走査する。具体的には、送受信部５３は、ビーム状の超音波を送波させるために、駆動信号を超音波プローブ５１に供給する。送受信部５３は、超音波プローブ５１からのエコー信号に遅延処理を施し、遅延処理の施されたエコー信号を加算する。遅延処理と加算処理とにより受信ビームを構成する電気信号（受信信号）が形成される。受信信号は、Ｂモード処理部５５に供給される。
【００７３】
Ｂモード処理部５５は、受信信号にＢモード処理を施す。具体的には、Ｂモード処理部５５は、受信信号に対数圧縮や包絡線検波処理を施す。対数圧縮や包絡線検波処理が施された受信信号は、Ｂモード信号と呼ばれている。Ｂモード信号は、Ｂモード画像生成部５７に供給される。
【００７４】
Ｂモード画像生成部５７は、Ｂモード信号に基づいて被検体に関する２次元又は３次元の時系列のＢモード画像データを生成する。時系列のＢモード画像データは、記憶部１０と運動解析部５９とに供給される。以下、説明を具体的に行うため、Ｂモード画像データは、３次元の画像データ、すなわちＢモードボリュームデータであるとする。
【００７５】
運動解析部５９は、時系列のＢモードボリュームデータを運動解析処理し、時系列の壁運動ボリュームデータを生成する。具体的には、運動解析部５９は、時系列のＢモードボリュームデータから心筋領域を３次元スペックルトラッキングにより抽出する。運動解析部５９は、抽出された心筋領域を壁運動解析して壁運動情報を計算する。そして運動解析部５９は、計算された壁運動情報をボクセルに割当てることで、壁運動ボリュームデータを生成する。なお壁運動情報とは、例えば、心筋の所定方向に関する変位、変位率、歪み、歪み率、移動距離、速度、速度勾配等のパラメータである。壁運動ボリュームデータは、記憶部１０に供給される。
【００７６】
超音波診断装置５０に含まれる画像処理装置１は、本実施形態に係る画像処理装置１と同様の構成を有している。すなわち、制御部２６は、記憶部２６に記憶されている画像処理プログラムに従って画像処理装置１内の各部を制御し、図３に示す処理を実行する。これにより、本実施形態と同様に、時系列の第１ボリュームデータと時系列の第２ボリュームデータとが時相毎に位置合わせされる。なお変形例において、第１ボリュームデータは、超音波検査においてリアルタイムに生成された壁運動ボリュームデータに設定されるとよい。第２ボリュームデータは、任意の医用画像診断装置により生成された２次元又は３次元の医用画像データに設定されるとよい。医用画像データとしては、例えば、超音波診断装置５０により生成されたボリュームデータや、Ｘ線ＣＴ装置により生成されたＣＴボリュームデータ、Ｘ線ＣＴ装置により生成されたＸ線造影画像データに設定されるとよい。これら２次元又は３次元の医用画像データは、記憶部１０に記憶されている。
【００７７】
以下に、超音波診断装置５０による動作例を簡単に説明する。なお第１ボリュームデータは壁運動ボリュームデータとし、第２ボリュームデータは、ＣＴボリュームデータであるとする。
【００７８】
注目部位設定部１２は、時系列の壁運動ボリュームデータに対して壁運動注目部位を、時系列のＣＴボリュームデータに対して壁運動注目部位に解剖学的に略同一なＣＴ注目部位を、ユーザからの指示又は画像処理により時相毎に設定する。対応付け部１４は、壁運動注目部位とＣＴ注目部位とを時相毎に対応付ける。位置合わせ部１６は、対応付けられた壁運動注目部位とＣＴ注目部位との相対的な位置関係に従って、時系列の壁運動ボリュームデータと時系列のＣＴボリュームデータとを時相毎に位置合わせする。表示画像生成部１８は、位置合わせされた時系列の壁運動ボリュームデータと時系列のＣＴボリュームデータとに基づいて、時系列の壁運動表示画像データと時系列のＣＴ表示画像データとをそれぞれ生成する。表示部２０は、壁運動表示画像データとＣＴ表示画像データとを並べて又は重ねて動画表示する。
【００７９】
上記構成により、変形例に係る超音波診断装置５０は、超音波検査においてリアルタイムに生成された時系列の画像データと、他の時系列の画像データとを時相毎に位置合わせすることができる。
【００８０】
かくして変形例によれば、互いに異なる時系列の画像データに含まれる同一部分を容易に比較可能な超音波診断装置及び画像処理方法を提供することが可能となる。
【００８１】
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。これら新規な実施形態は、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ともに、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】
【００８２】
１…画像処理装置、１０…記憶部、１２…注目部位設定部、１４…対応付け部、１６…位置合わせ部、１８…表示画像生成部、２０…表示部、２２…入力部、２４…ネットワークインターフェース部、２６…制御部
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、画像処理装置、超音波診断装置、及び画像処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、時系列のボリュームデータを収集可能なモダリティが登場している。例えば、超音波診断装置による３次元エコー検査や腹部の４次元エコー検査、あるいはＸ線コンピュータ断層撮影装置による心臓検査等がこれに該当する。このような互いに異なる時系列のボリュームデータをストレスエコー前後間や治療前後間の画像比較、又は異なるモダリティ間の画像比較に用いたいというニーズがある。しかし異なる時系列のボリュームデータに含まれる解剖学的な同一部位を動画像表示する技術はない。このため、ある時相においては同一部位が画像表示されていても、他の時相において同一部位が画像表示されないといった事態が発生してしまう。そのため、同一部位間の正確な比較が出来ない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
目的は、互いに異なる時系列の画像データに含まれる同一部分を容易に比較可能な画像処理装置、超音波診断装置、及び画像処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本実施形態に係る画像処理装置は、一定期間に亘る時系列の２次元又は３次元の第１画像データと第２画像データとを記憶する記憶部と、前記一定期間内の複数の時相の各々について、前記第１画像データに対して第１注目部位を、前記第２画像データに対して前記第１注目部位に解剖学的に略同一な第２注目部位を、ユーザからの指示又は画像処理により設定する設定部と、前記複数の時相の各々について、前記設定された第１注目部位と第２注目部位とを対応付ける対応付け部と、前記複数の時相の各々について、前記対応付けられた第１注目部位と第２注目部位との相対的な位置関係に従って前記第１画像データと前記第２画像データとを位置合わせする位置合わせ部と、を具備する。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】本実施形態に係る画像処理装置の構成を示す図。
【図２】図１の制御部の制御のもとに行われる画像処理の典型的な流れを示す図。
【図３】図２のステップＳ７〜Ｓ９において行なわれる、補間を利用した残りの時相θｊに関する設定処理、対応付け処理、及び位置合わせ処理を説明するための図。
【図４】図２のステップＳ７〜Ｓ９において行なわれる、自動認識（辞書機能）を利用した残りの時相θｊに関する設定処理、対応付け処理、及び位置合わせ処理を説明するための図。
【図５】図２のステップＳ７〜Ｓ９において行なわれる、トラッキング処理を利用した残りの時相θｊに関する設定処理、対応付け処理、及び位置合わせ処理を説明するための図。
【図６】図２のステップＳ１１において行われる、時系列の壁運動画像データと時系列のＣＴ画像データとの並列表示を説明するための図。
【図７】図１の表示部において行なわれる、時系列の３次元壁運動画像データと時系列の３次元冠動脈画像データとの重畳表示の一例を示す図。
【図８】図１の表示部において行なわれる、壁運動異常領域を通過する血管領域Ｒ３の強調表示の一例を示す図。
【図９】図１の表示部において行なわれる、多断面の時系列の壁運動画像データと多断面の時系列の冠動脈画像データとの重畳表示の一例を示す図。
【図１０】図１の表示部において行なわれる、時系列の３次元壁運動画像データと時系列のＸ線造影画像データとの重畳表示の一例を示す図。
【図１１】本実施形態の変形例に係る超音波診断装置の構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
以下、図面を参照しながら本実施形態に係わる画像処理装置、超音波診断装置、及び画像処理方法を説明する。画像処理装置は、周期的に運動する検査部位の動画像上での観察を支援するためのコンピュータ装置である。本実施形態に係る画像処理は、如何なる検査部位にも適用可能である。しかしながら以下の説明を具体的に行なうため、検査部位は、律動的に収縮と弛緩とを繰り返す心臓であるとする。
【０００７】
図１は、本実施形態に係る画像処理装置１の構成を示す図である。図１に示すように、画像処理装置１は、記憶部１０、注目部位設定部１２、対応付け部１４、位置合わせ部１６、表示画像生成部１８、表示部２０、入力部２２、ネットワークインターフェース部２４、及び制御部２６を有する。
【０００８】
記憶部１０は、同一の被検体の心臓に関する少なくとも２つの時系列の画像データを記憶している。画像データは、２次元の画像データや３次元の画像データ（ボリュームデータ）である。時系列の画像データとは、一定期間（１心周期以上）内の複数の時相に関する画像データの集合である。本実施形態に係る画像データは、超音波診断装置、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置（Ｘ線ＣＴ装置）、Ｘ線診断装置、磁気共鳴イメージング装置、及び核医学診断装置等の既存のどの医用画像診断装置により生成されたものでも構わない。以下、本実施形態においては、説明の簡単のため時系列の画像データは、ボリュームデータであるとする。また、時系列のボリュームデータは、２種類あるとし、一方の時系列のボリュームデータを第１ボリュームデータ、他方のボリュームデータを第２ボリュームデータと呼ぶことにする。記憶部１０は、各時系列のボリュームデータを各時相を表すコードに関連付けて記憶している。また、記憶部１０は、制御部２６により実行される画像処理プログラムを記憶している。
【０００９】
注目部位設定部１２は、一定期間の複数の時相の各々について、略同一時相に関する第１ボリュームデータと第２ボリュームデータとのそれぞれに対して解剖学的に同一な注目部位を設定する。換言すれば、注目部位設定部１２は、時系列の第１ボリュームデータに第１注目部位を、時系列の第２ボリュームデータに、第１注目部位に解剖学的に同一な第２注目部位を時相毎に設定する。各注目部位は、ユーザにより入力部２２を介してマニュアル指定されるとしても、画像処理により特定されるとしてもどちらでもよい。なお少なくとも１つの時相については、注目部位は、マニュアル指定により設定される。それ以外の残りの時相（一定期間内の時相のうちマニュアル指定がなされなかった時相）については、注目部位は、画像処理により設定される。
【００１０】
対応付け部１４は、特定時相の第１ボリュームデータの第１注目部位の位置と第２ボリュームデータの第２注目部位の位置とに従って、一定期間内の複数時相の各々について、第１ボリュームデータの第１注目部位と第２ボリュームデータの第２注目部位とを対応付ける。特定時相は、マニュアル指定により注目部位の設定が行なわれた時相である。対応付け処理は、対応付け処理対象の時相が特定時相であるのか、あるいは残りの時相（画像処理により注目部位の設定が行なわれていない時相）であるのかにより異なる。このように対応付け部１４は、時系列の第１ボリュームデータの第１注目部位と時系列の第２ボリュームデータの第２注目部位とを時相毎に対応付ける。
【００１１】
位置合わせ部１６は、対応付けがなされた各時相の第１ボリュームデータと第２ボリュームデータとを位置合わせする。すなわち位置合わせ部１６は、複数の時相の各々について、対応付けられた第１注目部位と第２注目部位との相対的な位置関係に従って、第１ボリュームデータと第２ボリュームデータとを位置合わせする。このように、位置合わせ部１６は、時系列の第１ボリュームデータに含まれる第１注目部位と、時系列の第２ボリュームデータに含まれる第２注目部位との相対的な位置関係に従って、時系列の第１ボリュームデータと時系列の第２ボリュームデータとを時相毎に位置合わせする。
【００１２】
画像生成部１８は、位置合わせ後の時系列の第１ボリュームデータに基づいて、第１注目部位に関する時系列の第１表示画像データを生成する。また、画像生成部１８は、位置合わせ後の時系列の第２ボリュームデータに基づいて、第２注目部位に関する時系列の第２表示画像データを生成する。
【００１３】
表示部２０は、時系列の第１表示画像データと時系列の第２表示画像データとを並列又は重畳して表示機器に動画表示する。表示機器としては、例えばＣＲＴディスプレイや、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、プラズマディスプレイ等が採用される。
【００１４】
入力部２２は、ユーザによる入力機器の操作に指示に従って、画像処理の開始指示や注目部位の指定指示等を行なう。入力機器としては、例えば、キーボード、マウス、各種ボタン、タッチキーパネル等が採用される。
【００１５】
ネットワークインターフェース部２４は、図示しない医用画像診断装置や画像サーバとネットワークを介して種々の画像データを送受信する。
【００１６】
制御部２６は、画像処理装置１の中枢として機能する。具体的には、制御部２６は、注目部位の時系列対応付け処理を実行するための画像処理プログラムを記憶部１０から読み出して自身が有するメモリ上に展開し、展開された画像処理プログラムに従って各部を制御する。
【００１７】
以下、本実施形態に係る画像処理装置１の動作を具体的に説明する。以下の動作説明を具体的に行なうため、第１ボリュームデータは、超音波診断装置により生成された壁運動情報に関するボリュームデータ（以下、壁運動ボリュームデータと呼ぶことにする）であるとする。壁運動ボリュームデータは周知のように以下のように生成される。まず、超音波診断装置は、まず超音波プローブを介して被検体の心臓を超音波で繰り返し３次元走査し、時系列の超音波ボリュームデータを生成する。次に超音波診断装置は、生成された時系列の超音波ボリュームデータ内から心筋領域を３次元スペックルトラッキングにより抽出する。それから超音波診断装置は、抽出された心筋領域を壁運動解析して壁運動情報を計算する。そして超音波診断装置は、計算された壁運動情報をボクセルに割当てることで、壁運動ボリュームデータを生成する。なお壁運動情報とは、例えば、心筋の所定方向に関する変位、変位率、歪み、歪み率、移動距離、速度、速度勾配等のパラメータである。壁運動ボリュームデータは、これら壁運動情報の空間分布を表している。
【００１８】
また、第２ボリュームデータは、Ｘ線ＣＴ装置により生成された冠動脈に関するボリュームデータ（以下、ＣＴボリュームデータと呼ぶことにする）であるとする。Ｘ線ＣＴ装置は、造影剤が注入された冠動脈をＸ線で繰り返しスキャンし、時系列のＣＴボリュームデータを生成する。
【００１９】
以下、説明の分かりやすさのため、初期時相を“θ１”、末期時相を“θｎ”（ただし、ｎは２以上の整数）と表記する。ｎは、初期時相θ１からｎ番目の時相と言う意味である。一般的に時系列の壁運動ボリュームデータと時系列のＣＴボリュームデータとの時間分解能は、異なっている。典型的には、時系列の壁運動ボリュームデータの方が時系列のＣＴボリュームデータに比して、時間分解能が高い。しかしながら本実施形態においては、説明の簡単のため、時間分解能は同一であるとする。
【００２０】
図２は、制御部２６の制御のもとに行われる画像処理の典型的な流れを示す図である。図２に示すように、ユーザにより入力部２２を介して画像処理の開始指示がなされると制御部２６は、一定期間内の時系列の壁運動ボリュームデータと時系列のＣＴボリュームデータとを記憶部１０から読み出す（ステップＳ１）。読み出された時系列の壁運動ボリュームデータと時系列のＣＴボリュームデータとは、制御部２６により注目部位設定部１２に供給される。
【００２１】
ステップＳ１が行われると制御部２６は、注目部位設定部１２に注目部位の設定処理を行なわせる（ステップＳ２）。ステップＳ２において注目部位設定部１２は、略同一の特定時相θｉ（１≦ｉ≦ｎ）に関する壁運動ボリュームデータとＣＴボリュームデータとに対して、解剖学的に略同一な注目部位をそれぞれ設定する。ここで壁運動ボリュームデータに設定される注目部位を壁運動注目部位と呼び、ＣＴボリュームデータに設定される注目部位をＣＴ注目部位と呼ぶことにする。
【００２２】
以下、ステップＳ２に関する設定処理について具体的に説明する。ステップＳ２においては、典型的には、ユーザによる入力部２２を介したマニュアル指定により注目部位が設定される。マニュアル指定は、表示部２０に表示されている表示画像上で行なわれる。例えば、壁運動ボリュームデータに基づく壁運動表示画像上で複数の特徴点が指定される。この壁運動表示画像の断面は、壁運動ボリュームデータの任意の断面に設定される。特徴点は、例えば、直線上にない複数点、例えば３点により指定される。例えば、心筋運動の異常を観察したい場合、特徴点は、心筋運動の異常部位に指定される。ユーザにより複数の特徴点が指定されると注目部位設定部１２は、指定された複数の特徴点を含む領域を壁運動注目部位に設定する。例えば、指定された複数の特徴点に囲まれた領域が壁運動注目部位に設定される。臨床的な関心領域が画像内の虚血領域や病変部位等の局所部位にある場合、複数の特徴点は比較的狭い範囲に設定される。臨床的な関心領域が画像内の比較的広い範囲に亘る場合、複数の特徴点は、この臨床的な関心領域の周を取り囲むように広い範囲に亘って設定される。この場合、注目部位は、画像において比較的広い領域に設定されることとなる。なお指定された特徴点が壁運動注目部位に設定されてもよい。次に、壁運動ボリュームデータ内に設定された複数の特徴点にそれぞれ対応する複数の対応点が、ユーザにより入力部２２を介して、ＣＴボリュームデータに基づくＣＴ表示画像上で指定される。このＣＴ表示画像の断面は、ＣＴボリュームデータ内の任意の断面に設定される。複数の対応点が指定されると注目部位設定部１２は、指定された複数の対応点を含む領域をＣＴ注目部位に設定する。設定された壁運動注目部位とＣＴ注目部位との位置は、特定時相θｉに関連付けられて対応付け部１４に供給させる。
【００２３】
特定時相θｉは、ユーザにより入力部２２を介して任意に指定可能である。例えば、時系列の壁運動ボリュームデータと時系列のＣＴボリュームデータとに心電図データが関連付けられている場合、この心電図を利用して特定時相θｉが指定されるとよい。例えば、表示部２０に表示されている心電図上で、ユーザにより入力部２２を介して時相θｉが指定される。時相θｉが指定されると制御部２６は、指定された時相θｉを特定時相θｉに設定する。このように心電図に同期して特定時相θｉを指定することにより、同一時相の検出をより正確に行なうことができる。心電図データが関連付けられていない場合、例えば、心臓弁の開閉タイミングや収縮末期、拡張末期等をユーザが動画像上で目視により確認し、入力部２２を介して特定時相θｉを指定してもよい。
【００２４】
ステップＳ２が行なわれると制御部２６は、対応付け部１４に対応付け処理を行なわせる（ステップＳ３）。ステップＳ３において対応付け部１４は、特定時相θｉに関する壁運動ボリュームデータとＣＴボリュームデータとに対してそれぞれ設定された注目部位同士を対応づける。対応付けられた壁運動注目部位の位置とＣＴ注目部位の位置とは、互いに関連付けられて記憶部１０に記憶される。
【００２５】
ステップＳ３が行なわれると制御部２６は、位置合わせ部１６に位置合わせ処理を行なわせる（ステップＳ４）。ステップＳ４において位置合わせ部１６は、互いに対応付けられた壁運動注目部位とＣＴ注目部位との相対的な位置関係に基づいて、特定時相θｉに関する位置合わせ情報を算出する。位置合わせ部１６は、算出された位置合わせ情報に従って、特定時相θｉに関する壁運動ボリュームデータとＣＴボリュームデータとを位置合わせする。位置合わせ情報は、例えば、壁運動注目部位とＣＴ注目部位との間の相対的位置、相対的方向、相対的縮尺である。換言すれば、壁運動注目部位とＣＴ注目部位とを結ぶベクトルである。より詳細には、位置合わせ情報は、壁運動ボリュームデータからＣＴボリュームデータへの座標変換式、あるいはＣＴボリュームデータから壁運動ボリュームデータへの座標変換式である。位置合わせ部１６は、算出された座標変換式を壁運動ボリュームデータ又はＣＴボリュームデータへ乗じることにより、壁運動ボリュームデータとＣＴボリュームデータとを位置合わせする。
【００２６】
ステップＳ４が行なわれると制御部２６は、他の時相についても注目部位をマニュアル指定により設定するか否かの指示を待機する（ステップＳ５）。他の時相についても注目部位を指定する旨の指示がユーザにより入力部２２を介してなされた場合（ステップＳ５：ＹＥＳ）、再びステップＳ２に戻る。このようにして、互いに異なる複数の特定時相θｉに関する壁運動注目部位とＣＴ注目部位とが繰り返し対応付けられ、位置合わせされる。複数の特定時相θｉは、時間的に離散的であっても連続的であってもどちらでもよい。
【００２７】
ステップＳ５において他の時相については注目部位を指定しない旨の指示がユーザにより入力部２２を介してなされた場合（ステップＳ５：ＮＯ）、制御部２６は、全時相θ１〜θｎにおいて位置合わせが行われたか否かを判定する（ステップＳ６）。全時相θ１〜θｎにおいて位置合わせが行われたと判定した場合（ステップＳ６：ＹＥＳ）、制御部２６は、ステップＳ１０に進む。
【００２８】
一方ステップＳ６において、位置合わせされていない時相（残りの時相θｊ（１≦ｊ≦ｎ、ｊ≠ｉ））があると判定した場合（ステップＳ６：ＮＯ）、制御部２６は、残りの時相θｊについての注目部位の設定処理を注目部位設定部１２に行なわせる（ステップＳ７）。ステップＳ７において注目部位設定部１２は、ステップＳ２において設定された特定時相θｉに関する壁運動ボリュームデータの壁運動注目部位の位置や形状に基づいて、残りの座標θｊに関する壁運動ボリュームデータに壁運動注目部位を設定する。同様にして、注目部位設定部１２は、特定時相θｉに関するＣＴボリュームデータのＣＴ注目部位の位置や形状に基づいて、残りの座標θｊに関するＣＴボリュームデータにＣＴ注目部位を設定する。
【００２９】
ステップＳ７が行なわれると制御部２６は、残りの時相θｊについての注目部位の対応付け処理を対応付け部１４に行なわせる（ステップＳ８）。ステップＳ８において対応付け部１４は、ステップＳ７において設定された壁運動注目部位とＣＴ注目部位との間の相対的な位置関係に基づいて、残りの時相θｊに関する壁運動注目部位とＣＴ注目部位とを対応付ける。
【００３０】
ステップＳ８が行なわれると制御部２６は、残りの時相θｊについての注目部位の位置合わせ処理を位置合わせ部１６に行なわせる（ステップＳ９）。ステップＳ９において位置合わせ部１６は、ステップＳ８において対応付けられた壁運動注目部位とＣＴ注目部位と間の相対的な位置関係に基づいて、時相θｊに関する壁運動ボリュームデータとＣＴボリュームデータとを位置合わせする。以下、ステップＳ６、Ｓ７、及びＳ８の処理について詳細に説明する。
【００３１】
ステップＳ６における設定処理、ステップＳ７における対応付け処理、及びステップＳ８における位置合わせ処理には様々な方法あり、大きく分けて３種類ある。以下、この３種類の方法についてそれぞれ説明する。
【００３２】
方法１：（補間又は補外）
図３は、補間を利用した残りの時相θｊに関する設定処理、対応付け処理、及び位置合わせ処理を説明するための図である。図３に示すように、具体的に時相θ１、θ２、及びθ３からなる時系列の壁運動ボリュームデータＷＶと時系列のＣＴボリュームデータＣＶとを例に挙げる。なお、時相θ１、θ２、及びθ３の時間の前後関係は、θ１→θ２→θ３であるとする。
【００３３】
ステップＳ２において、時相θ１に関する壁運動ボリュームデータＷＶ１中に壁運動注目部位ＰＷ１がマニュアル指定により設定され、時相θ１に関するＣＴボリュームデータＣＶ１中にＣＴ注目部位ＰＣ１がマニュアル指定により設定されたとする。ステップＳ３において、時相θ１における部位ＰＷ１と部位ＰＣ１とは、対応付け部１４により対応付けられる。対応付けられた部位同士（ＰＷ１，ＰＣ１）は、互いに関連付けられて記憶部１０に記憶される。ステップＳ４において部位ＰＷ１と部位ＰＣ１との相対的な位置関係に基づいて、部位ＰＷ１と部位ＰＣ１との位置合わせ情報（例えば、部位ＰＣ１から部位ＰＷ１へのベクトル（相対位置及び方向））が位置合わせ部１６により算出される。また時相θ３においても同様に、ステップＳ２において部位ＰＷ３と部位ＰＣ３とがマニュアル指定により設定され、ステップＳ３において部位ＰＷ３と部位ＰＣ３とが対応付け部１４により対応付けられる。そしてステップＳ４において部位ＰＷ３と部位ＰＣ３との位置合わせ情報（部位ＰＣ３から部位ＰＷ３へのベクトル）が位置合わせ部１６により算出される。
【００３４】
時相θ２（残りの時相）については、ステップＳ７において補間により注目部位が設定される。まず、壁運動注目部位ＰＷ１の位置、壁運動注目部位ＰＷ３の位置、及び時相θ１からθ３までの経過時間に基づいて、時相θ２における壁運動ボリュームデータＷＶ２の壁運動注目部位ＰＷ２の候補位置が補間により算出される。補間の方法は、線形補間であってもよいし、スプライン補間やラグランジュ補間に代表されるような高次の補間であってもよい。算出された候補位置には、注目部位設定部１２により壁運動注目部位ＰＷ２が設定される。同様に、時相θ２におけるＣＴボリュームデータＣＶ２のＣＴ注目部位ＰＣ２も注目部位設定部１２により設定される。なお、注目部位の候補位置の算出方法は、補間のみに限定されない。例えば、特定時相θ１における注目部位の位置と、時相θ１から時相θ２までの経過時間とに基づく補外により、残りの時相の注目部位の位置が算出されても良い。
【００３５】
次にステップＳ８において壁運動注目部位ＰＷ２とＣＴ注目部位ＰＣ２とが対応付け部１４により対応付けられる。対応付けられた部位同士（ＰＷ２，ＰＣ２）が記憶部１０により記憶される。そしてステップＳ９において、部位ＰＷ２と部位ＰＣ２との間のベクトルに基づいて、部位ＰＷ３から部位ＰＣ３への座標変換式が位置合わせ部１６により算出される。そして位置合わせ部１６は、算出された座標変換式を壁運動ボリュームデータＷＶ２に乗じ、壁運動ボリュームデータＷＶ２とＣＴボリュームデータＣＶ２とを位置合わせする。これによりステップＳ９が終了する。
【００３６】
このようにして時相θ２において注目部位が補間により設定され、対応付けられ、位置合わせされる。他の残りの時相についても同様の処理が行なわれる。これにより一定期間内の特定時相θｉ以外の全ての時相θｊについて壁運動ボリュームデータとＣＴボリュームデータとが位置合わせされる。
【００３７】
なお上記の説明においては、時系列の壁運動ボリュームデータと時系列のＣＴボリュームデータとは、時間分解能が同一であるとした。しかしながら本実施形態は、これに限定する必要はない。互いの時間分解能が異なる場合、不足している時相における注目部位の位置を補間又は補外により注目部位設定部１２により算出するとよい。
【００３８】
方法２：自動認識（辞書機能）
図４は、自動認識を利用した残りの時相θｊに関する設定処理、対応付け処理、及び位置合わせ処理を説明するための図である。なお、図４に示す記号の意味は、図３に示すものと同様である。ただし、図４においては、時相θ１においてのみ注目部位のマニュアル指定がなされたものとする。
【００３９】
この方法は、残りの時相θ２及びθ３の注目部位を自動認識により特定し、特定された注目部位に従って設定処理や、対応付け、位置合わせをする。この場合、時相毎に壁運動ボリュームデータＷＶとＣＴボリュームデータＣＶとのそれぞれについて注目部位が設定される。
【００４０】
具体的には、ステップＳ７において注目部位設定部１２は、時相θ１に関する壁運動注目部位ＰＷ１の画素値分布をテンプレートとして壁運動ボリュームデータＷＶ２をテンプレートマッチング処理し、時相θ２に関する壁運動注目部位ＰＷ２を自動認識により特定する。同様に注目部位設定部１２は、時相θ１に関するＣＴ注目部位ＰＣ１の画素値分布をテンプレートとしてＣＴボリュームデータＣＶ２をテンプレートマッチング処理し、時相θ２に関するＣＴ注目部位ＰＣ２を自動認識により特定する。例えば、時相θ１の壁運動ボリュームデータＷＶ１とＣＴボリュームデータＣＶ１とのそれぞれについて、心臓の弁輪部が注目部位として設定されたとする。この場合、時相θ２について、壁運動ボリュームデータＷＶ２とＣＴボリュームデータＣＶ２とのそれぞれにおいて弁輪部が特定される。壁運動ボリュームデータＷＶ２内の弁輪部は、注目部位設定部１２により壁運動注目部位ＰＷ２に設定される。ＣＴボリュームデータＣＶ２内の弁輪部は、注目部位設定部１２によりＣＴ注目部位ＰＣ２に設定される。
【００４１】
次にステップＳ８において壁運動注目部位ＰＷ２とＣＴ注目部位ＰＣ２とは、対応付け部１４により対応付けられる。そしてステップＳ９において、部位ＰＷ２と部位ＰＣ２との位置関係（部位ＰＣ２から部位ＰＷ２へのベクトル）に従って、壁運動ボリュームデータＷＶ２とＣＴボリュームデータＣＶ２とが位置合わせ部１６により位置合わせされる。
【００４２】
このようにして時相θ２において注目部位が自動認識を利用して設定され、対応付けられ、位置合わせされると、次の時相θ３について同様の処理が行なわれる。この処理は、一定期間内の特定時相θｉ以外の全ての時相θｊについて繰り返される。これにより全ての時相θｊについて壁運動ボリュームデータとＣＴボリュームデータとが位置合わせされる。
【００４３】
方法３：（トラッキング処理）
図５は、トラッキング処理（追跡処理）を利用した残りの時相θｊに関する設定処理、対応付け処理、及び位置合わせ処理を説明するための図である。なお、図５に示す記号の意味は、図３に示すものと同様である。ただし、図５においては、時相θ１においてのみ注目部位のマニュアル指定がなされたものとする。
【００４４】
この方法は、特定時相θ１において設定された注目部位を時系列のボリュームデータに亘ってトラッキングし、トラッキングされた注目部位に従って設定処理、対応付け処理、及び位置合わせ処理を行なう方法である。この場合、残りの時相θ２と時相θ３とにおいて注目部位が設定されてから、対応付け処理と位置合わせ処理が行なわれる。
【００４５】
具体的には、まずステップＳ７において注目部位設定部１２は、時相θ１に関する壁運動注目部位ＰＷ１の画素値分布をテンプレートとして壁運動ボリュームデータＷＶ２と壁運動ボリュームデータＷＶ３とをテンプレートマッチング処理し、壁運動注目部位ＰＷ２と壁運動注目部位ＰＷ３とをトラッキングにより特定する。同様に注目部位設定部１２は、時相θ１に関するＣＴ注目部位ＰＣ１の画素値分布をテンプレートとしてＣＴボリュームデータＣＶ２とＣＴボリュームデータＣＶ３とをテンプレートマッチング処理し、ＣＴ注目部位ＰＣ２とＣＴ注目部位ＰＣ３とをトラッキングにより特定する。特定された壁運動注目部位とＣＴ注目部位とは、注目部位設定部１２により注目部位に設定される。
【００４６】
次にステップＳ８において壁運動注目部位ＰＷ２とＣＴ注目部位ＰＣ２とは、対応付け部１４により対応付けられる。同様に壁運動注目部位ＰＷ３とＣＴ注目部位ＰＣ３とが対応付けられる。そしてステップＳ９において、部位ＰＣ２から部位ＰＷ２へのベクトルに従って壁運動ボリュームデータＷＶ２とＣＴボリュームデータＣＶ２とが位置合わせ部１６により位置合わせされる。同様に、部位ＰＣ３からＰＷ３へのベクトルに従って壁運動ボリュームデータＷＶ３とＣＴボリュームデータＣＶ３とが位置合わせ部１６により位置合わせされる。
【００４７】
このようにして、一定期間内の全ての残りの時相θｊについて注目部位がトラッキング処理を利用して設定される。それから各残りの時相θｊにおける注目部位同士が対応付けられ、各残りの時相θｊに関する壁運動ボリュームデータとＣＴボリュームデータとが位置合わせされる。
【００４８】
以上でステップＳ７、Ｓ８、及びＳ９の処理の説明を終了する。ステップＳ９が終了した時点において、時系列の壁運動ボリュームデータと時系列のＣＴボリュームデータとが時相毎に位置合わせされる。
【００４９】
一般的には、３次元画像の平行移動、回転、伸縮を決定するために、３点以上での位置合わせが行われる。この位置合わせには、最小自乗法等が利用される。
【００５０】
ステップＳ６において全ての時相θ１〜θｎにおいて位置合わせされたと判定した場合、又はステップＳ９が行なわれると制御部２６は、表示画像生成部１８に画像生成処理を行なわせる（ステップＳ１０）。ステップＳ１０において表示画像生成部１８は、位置合わせされた時系列の壁運動ボリュームデータを３次元画像処理して時系列の壁運動画像データを生成する。同様に、表示画像生成部１８は、位置合わせされた時系列のＣＴボリュームデータを３次元画像処理して時系列のＣＴ画像データを生成する。生成された時系列の壁運動画像データと時系列のＣＴ画像データとは、位置合わせされている。３次元画像処理としては、ＭＰＲ（multi planar reconstruction）処理やボリュームレンダリング、サーフェスレンダリング、ＭＩＰ（maximum intensity projection）、ＣＰＲ（curved planar reconstruction）処理、ＳＰＲ（streched CPR）処理等が挙げられる。
【００５１】
ステップＳ１０が行なわれると制御部２６は、表示部２０に表示処理を行なわせる（ステップＳ１１）。ステップＳ１１において表示部２０は、生成された時系列の壁運動画像データと時系列のＣＴ画像データとを動画表示する。表示方法としては、並列表示と重畳表示とに大別される。
【００５２】
図６は、時系列の壁運動画像データＷＩと時系列のＣＴ画像データＣＩとの並列表示を説明するための図である。図６に示すように、各時相θにおいて壁運動画像ＷＩデータの壁運動注目部位ＰＷとＣＴ画像データＣＩのＣＴ注目部位ＰＣとが位置合わせされている。従って、全ての時相θにおいて、壁運動注目部位ＰＷとＣＴ注目部位ＰＣとを画像上の同位置に表示することができる。これにより、従来のように、ある時相においては同一部位が表示されているが他の時相においては同一部位が表示されない、といった事態が発生することはない。
【００５３】
本実施形態に係る検査部位である心臓は、収縮と拡張とを繰り返しながら体内を激しく動く。また、特に超音波診断装置で心臓をスキャンする場合、操作者は、超音波プローブを動かしながらスキャンする。この場合、各時相において、ボリュームデータに含まれる心臓領域内の注目部位の画像上の位置が激しく変化する。
【００５４】
画像処理装置１は、時系列の壁運動ボリュームデータと時系列のＣＴボリュームデータとの注目部位同士を時相毎に対応付ける。そして画像処理装置１は、壁運動ボリュームデータとＣＴボリュームデータとの間の位置合わせ情報を時相毎に算出し、算出された位置合わせ情報に従って壁運動ボリュームデータとＣＴボリュームデータとを時相毎に位置あわせする。このように各時相において位置合わせすることで、画像処理装置１は、検査部位が激しく場合であっても、注目部位同士を高精度に位置合わせして動画表示することができる。そのためユーザは、壁運動動画像上の異常部位をＣＴ動画像上で確かめる、といったような比較読影を容易に行うことができる。すなわち、壁運動ボリュームデータとＣＴボリュームデータとの間で時系列的に位置合わせされた注目部位を観察することにより、注目部位の壁運動を正確に評価することができる。
【００５５】
なお、時系列の壁運動画像データ上の注目部位の大きさと、時系列のＣＴ画像データ上の注目部位の大きさとが異なる場合がある。この場合、表示部２０は、２つの注目部位の大きさを一致させるために、注目部位間の相対的な位置関係に従って、壁運動画像データの大きさ又はＣＴ画像データの大きさを時相毎に変化させる。具体的には、壁運動画像データ又はＣＴ画像データのピクセルサイズを拡大又は縮小する。
【００５６】
また、表示部２０は、観察の利便性向上のため、一方の表示画像データの表示断面を固定し、他方の表示画像データの表示断面を固定断面に追従させると良い。具体的には、まず表示部２０は、時系列の壁運動画像データの表示断面の位置を固定する。次に表示部２０は、固定された表示断面に解剖学上略同一な時系列のＣＴ画像データの表示断面の位置を、時系列の位置合わせ情報に従って時相毎に算出する。次に各時相において算出された表示断面の位置に従って、時系列のＣＴボリュームデータから時系列のＣＴ画像データを生成する。そして表示部２０は、生成された時系列のＣＴ画像データと時系列の壁運動画像データとを動画表示する。これにより、時系列の壁運動画像データの固定断面に、時系列のＣＴ画像データの表示断面を追従させることができる。
【００５７】
次に、本実施形態に係る時系列の第１表示画像データと時系列の第２表示画像データとの表示例を３つ説明する。一番目の表示例としては、時系列の３次元壁運動画像データと時系列の３次元冠動脈画像データとの重畳表示について説明する。なお、３次元壁運動画像データは、壁運動ボリュームデータをボリュームレンダリングすることにより生成された機能画像データである。３次元壁運動画像データには、壁運動の異常領域が含まれる。異常領域は、予め設定された閾値よりも大きい又は小さい壁運動情報を有するピクセルの集合である。３次元冠動脈画像データは、ＣＴボリュームデータをボリュームレンダリングすることにより生成された形態画像データである。３次元冠動脈画像データには、心臓領域が含まれる。心臓領域には、冠動脈領域が含まれる。
【００５８】
図７は、表示部２０による、時系列の３次元壁運動画像データと時系列の３次元冠動脈画像データとの重畳表示の一例を示す図である。図７に示すように、３次元冠動脈画像データに由来する心臓領域Ｒ１に３次元壁運動画像データに由来する壁運動異常領域Ｒ２が位置整合して重ねられる。これにより、壁運動の異常が心臓のどのあたりで発生しているのかを動画上で確認することができる。
【００５９】
壁運動の異常の一因として血管狭窄が知られている。そのため、表示部２０は、臨床上の利便性のため、壁運動異常領域Ｒ２を通過する血管領域を強調することができる。強調される血管領域は、ＣＴボリュームデータに由来する。例えば、図７の「＃１２」とラベリングされた血管領域Ｒ３は、解剖学的な位置関係において壁運動異常領域Ｒ２を通過している。この場合、血管領域Ｒ３に血管狭窄部位が含まれている可能性が高い。血管領域に狭窄部位が含まれているか否かを確認することが臨床上とても重要である。
【００６０】
図８は、壁運動異常領域を通過する血管領域Ｒ３の強調表示の一例を示す図である。図８に示すように表示部２０は、血管領域Ｒ３を強調表示するために、３次元冠動脈画像データに由来する血管領域Ｒ３の表示方法を変化させている。表示部２０は、血管領域Ｒ３の強調のため、他の血管領域とは異なる色で血管領域Ｒ３を表示するとよい。なお強調の方法はこれに限定されない。例えば表示部２０は、血管領域Ｒ３の明度や彩度を変化させたり、血管領域Ｒ３を点滅させたりしてもよい。このように壁運動異常領域Ｒ２を通過する血管領域Ｒ３が強調されることで、ユーザは、壁運動異常を引き起こす血管を容易に特定することができる。また、ユーザは、壁運動異常と冠動脈狭窄との一致を容易に確認することができる。このため、時系列の３次元冠動脈画像データと時系列の３次元壁運動画像データとの重畳表示は、虚血診断において非常に有効である。なお、この強調表示は、図７の重畳表示と同時に行なうことも可能である。
【００６１】
次に２番目の表示例として、多断面の時系列の壁運動画像データと多断面の時系列の冠動脈画像データとの重畳表示について説明する。壁運動画像データは、壁運動ボリュームデータをＭＰＲ処理することにより生成された機能画像データである。壁運動画像データには、壁運動の異常領域が含まれる。冠動脈画像データは、ＣＴボリュームデータをＭＰＲ処理することにより生成された形態画像データである。冠動脈画像データは、心臓領域と冠動脈領域とを含んでいる。
【００６２】
図９は、多断面の時系列の壁運動画像データと多断面の時系列の冠動脈画像データとの重畳表示の一例を示す図である。図９に示すように、各画像データの断面位置は、心臓領域Ｒ１の心尖部と中間部（乳頭筋レベル）と心基部とにそれぞれ設定される。なお心臓領域Ｒ１は、ＣＴボリュームデータから抽出される。心臓領域Ｒ１は、冠動脈領域Ｒ４、Ｒ５、及びＲ６を含んでいる。図９に示すように表示部２０は、心尖部に関する壁運動画像データと冠動脈画像データとの重畳画像データＧＩ１、中間部に関する壁運動画像データと冠動脈画像データとの重畳画像データＧＩ２、及び心基部に関する壁運動画像データと冠動脈画像データとの重畳画像データＧＩ３を並べて動画表示する。なお、各各画像データの断面位置は、ユーザにより入力部２２を介して変更可能である。
【００６３】
各重畳画像データＧＩには、冠動脈領域Ｒ４、Ｒ５、及びＲ６の一部が含まれている。これら冠動脈領域Ｒ４、Ｒ５、及びＲ６のうち、冠動脈狭窄の疑いがあるとＸ線ＣＴ装置により判断された冠動脈領域は色、明度、又は彩度等で強調して表示される。例えば図９に示すように、冠動脈領域Ｒ４が狭窄の疑いありと判断されたとする。この場合、表示部２０は、冠動脈領域Ｒ４を他の冠動脈領域Ｒ５及びＲ６とは異なる色等で表示する。他の強調表示例として、強調対象の冠動脈領域Ｒ４の周辺領域を強調して表示してもよい。周辺領域の範囲は、ユーザにより入力部２２を介して任意に設定可能である。
【００６４】
さらに表示部２０は、壁運動異常領域に含まれる冠動脈領域を強調してもよい。例えば、ユーザにより入力部２２を介して冠動脈領域が重畳画像データ上で指定（クリック）されることにより、指定された冠動脈領域を色等で強調して表示してもよい。このように壁運動異常領域を通過する血管領域が強調表示されることで、ユーザは、壁運動異常と冠動脈狭窄の一致を容易に確認することができる。
【００６５】
次に３番目の表示例として、時系列の３次元壁運動画像データと時系列のＸ線造影画像データとの重畳表示について説明する。３次元壁運動画像データは、壁運動ボリュームデータをボリュームレンダリングすることにより生成された機能画像データである。Ｘ線造影画像データは、造影剤が注入された被検体をＸ線診断装置によりＸ線撮影することにより生成された形態画像データである。
【００６６】
図１０は、時系列の３次元壁運動画像データと時系列のＸ線造影画像データとの重畳表示の一例を示す図である。図１０に示すように表示部２０は、心臓の表側に関する重畳画像データＧＩＯと裏側に関する重畳画像データＧＩＵとを並列表示する。重畳画像データＧＩＯのＸ線造影画像データＸＩＯと重畳画像データＧＩＵのＸ線造影画像データＸＩＵとは、同一の画像データである。重畳画像データＧＩＯの３次元壁運動画像データＷＩＯは、壁運動ボリュームデータを心臓領域の外側に設定された視点位置でボリュームレンダリングすることにより生成される。重畳画像データＧＩＵの３次元壁運動画像データＷＩＵは、壁運動ボリュームデータを心臓領域の内側に設定された視点位置でボリュームレンダリングすることにより生成される。このように心臓の表側の重畳画像データと裏側の重畳画像データとが並べて動画表示されることで、ユーザは、心臓の表側に異常があるのか裏側に異常があるのかを明瞭に把握することができる。
【００６７】
他の表示例としては、第１ボリュームデータをストレスエコー前において超音波診断装置により収集されたボリュームデータとし、第２ボリュームデータをストレスエコー後において超音波診断装置により収集されたボリュームデータであるとしてもよい。この場合の第１ボリュームデータと第２ボリュームデータとは、同一の検査部位に関するものであることをここに明言しておく。
【００６８】
かくして本実施形態によれば、互いに異なる時系列の画像データに含まれる同一部分を容易に比較可能な画像処理装置及び画像処理方法を提供することが可能となる。
【００６９】
（変形例）
本実施形態に係る画像処理装置１を超音波診断装置に搭載させてもよい。以下、このような超音波診断装置ついて説明する。なお以下の説明において、本実施形態と略同一の機能を有する構成要素については、同一符号を付し、必要な場合にのみ重複説明する。
【００７０】
図１１は、変形例に係る超音波診断装置５０は、超音波プローブ５１、送受信部５３、Ｂモード処理部５５、Ｂモード画像生成部５７、運動解析部５９、及び画像処理装置１を備える。
【００７１】
超音波プローブ５１は、送受信部５３からの駆動信号を受けて被検体の検査部位（心臓）に超音波を送波する。送波された超音波は、ビーム状に集束されている。送波された超音波は被検体の検査部位により反射される。反射された超音波は、超音波プローブにより受波される。超音波プローブ５１は、受波された超音波の強度に応じた電気信号（エコー信号）を生成する。超音波プローブ５１は、ケーブルを介して送受信部５３に接続されている。エコー信号は、送受信部５３に供給される。
【００７２】
送受信部５３は、超音波プローブ５１を介して被検体の検査部位を超音波で繰り返し走査する。具体的には、送受信部５３は、ビーム状の超音波を送波させるために、駆動信号を超音波プローブ５１に供給する。送受信部５３は、超音波プローブ５１からのエコー信号に遅延処理を施し、遅延処理の施されたエコー信号を加算する。遅延処理と加算処理とにより受信ビームを構成する電気信号（受信信号）が形成される。受信信号は、Ｂモード処理部５５に供給される。
【００７３】
Ｂモード処理部５５は、受信信号にＢモード処理を施す。具体的には、Ｂモード処理部５５は、受信信号に対数圧縮や包絡線検波処理を施す。対数圧縮や包絡線検波処理が施された受信信号は、Ｂモード信号と呼ばれている。Ｂモード信号は、Ｂモード画像生成部５７に供給される。
【００７４】
Ｂモード画像生成部５７は、Ｂモード信号に基づいて被検体に関する２次元又は３次元の時系列のＢモード画像データを生成する。時系列のＢモード画像データは、記憶部１０と運動解析部５９とに供給される。以下、説明を具体的に行うため、Ｂモード画像データは、３次元の画像データ、すなわちＢモードボリュームデータであるとする。
【００７５】
運動解析部５９は、時系列のＢモードボリュームデータを運動解析処理し、時系列の壁運動ボリュームデータを生成する。具体的には、運動解析部５９は、時系列のＢモードボリュームデータから心筋領域を３次元スペックルトラッキングにより抽出する。運動解析部５９は、抽出された心筋領域を壁運動解析して壁運動情報を計算する。そして運動解析部５９は、計算された壁運動情報をボクセルに割当てることで、壁運動ボリュームデータを生成する。なお壁運動情報とは、例えば、心筋の所定方向に関する変位、変位率、歪み、歪み率、移動距離、速度、速度勾配等のパラメータである。壁運動ボリュームデータは、記憶部１０に供給される。
【００７６】
超音波診断装置５０に含まれる画像処理装置１は、本実施形態に係る画像処理装置１と同様の構成を有している。すなわち、制御部２６は、記憶部２６に記憶されている画像処理プログラムに従って画像処理装置１内の各部を制御し、図３に示す処理を実行する。これにより、本実施形態と同様に、時系列の第１ボリュームデータと時系列の第２ボリュームデータとが時相毎に位置合わせされる。なお変形例において、第１ボリュームデータは、超音波検査においてリアルタイムに生成された壁運動ボリュームデータに設定されるとよい。第２ボリュームデータは、任意の医用画像診断装置により生成された２次元又は３次元の医用画像データに設定されるとよい。医用画像データとしては、例えば、超音波診断装置５０により生成されたボリュームデータや、Ｘ線ＣＴ装置により生成されたＣＴボリュームデータ、Ｘ線ＣＴ装置により生成されたＸ線造影画像データに設定されるとよい。これら２次元又は３次元の医用画像データは、記憶部１０に記憶されている。
【００７７】
以下に、超音波診断装置５０による動作例を簡単に説明する。なお第１ボリュームデータは壁運動ボリュームデータとし、第２ボリュームデータは、ＣＴボリュームデータであるとする。
【００７８】
注目部位設定部１２は、時系列の壁運動ボリュームデータに対して壁運動注目部位を、時系列のＣＴボリュームデータに対して壁運動注目部位に解剖学的に略同一なＣＴ注目部位を、ユーザからの指示又は画像処理により時相毎に設定する。対応付け部１４は、壁運動注目部位とＣＴ注目部位とを時相毎に対応付ける。位置合わせ部１６は、対応付けられた壁運動注目部位とＣＴ注目部位との相対的な位置関係に従って、時系列の壁運動ボリュームデータと時系列のＣＴボリュームデータとを時相毎に位置合わせする。表示画像生成部１８は、位置合わせされた時系列の壁運動ボリュームデータと時系列のＣＴボリュームデータとに基づいて、時系列の壁運動表示画像データと時系列のＣＴ表示画像データとをそれぞれ生成する。表示部２０は、壁運動表示画像データとＣＴ表示画像データとを並べて又は重ねて動画表示する。
【００７９】
上記構成により、変形例に係る超音波診断装置５０は、超音波検査においてリアルタイムに生成された時系列の画像データと、他の時系列の画像データとを時相毎に位置合わせすることができる。
【００８０】
かくして変形例によれば、互いに異なる時系列の画像データに含まれる同一部分を容易に比較可能な超音波診断装置及び画像処理方法を提供することが可能となる。
【００８１】
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。これら新規な実施形態は、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ともに、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】
【００８２】
１…画像処理装置、１０…記憶部、１２…注目部位設定部、１４…対応付け部、１６…位置合わせ部、１８…表示画像生成部、２０…表示部、２２…入力部、２４…ネットワークインターフェース部、２６…制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一定期間に亘る時系列の２次元又は３次元の第１画像データと第２画像データとを記憶する記憶部と、
前記一定期間内の複数の時相の各々について、前記第１画像データに対して第１注目部位を、前記第２画像データに対して前記第１注目部位に解剖学的に略同一な第２注目部位を、ユーザからの指示又は画像処理により設定する設定部と、
前記複数の時相の各々について、前記設定された第１注目部位と第２注目部位とを対応付ける対応付け部と、
前記複数の時相の各々について、前記対応付けられた第１注目部位と第２注目部位との相対的な位置関係に従って前記第１画像データと前記第２画像データとを位置合わせする位置合わせ部と、
を具備する画像処理装置。
【請求項２】
前記位置合わせされた第１画像データと第２画像データとに基づいて、第１表示画像データと第２表示画像データとをそれぞれ生成する生成部と、
前記第１表示画像データと前記第２表示画像データとを動画表示する表示部と、
をさらに備える請求項１記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記表示部は、前記第１表示画像データと前記第２表示画像データとを並べて又は重ねて表示する、請求項２記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記第１画像データと前記第２画像データとは、ボリュームデータである、請求項１記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記第１画像データは、ストレスエコー前に超音波診断装置により収集されたボリュームデータであり、前記第２画像データは、ストレスエコー後に超音波診断装置により収集されたボリュームデータである、請求項１記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記第１画像データ又は前記第２画像データは、壁運動解析により算出された壁運動情報の空間分布に関するボリュームデータである、請求項１記載の画像処理装置。
【請求項７】
前記第１画像データ又は前記第２画像データは、Ｘ線診断装置により生成されたＸ線造影画像のデータである、請求項１記載の画像処理装置。
【請求項８】
前記第１表示画像データと前記第２表示画像データとの少なくとも一方は、ＭＰＲ処理により生成された画像及びボリュームレンダリングにより生成された画像の少なくとも一方である、請求項１記載の画像処理装置。
【請求項９】
前記複数の時相は、前記一定期間内の全時相である、請求項１記載の画像処理装置。
【請求項１０】
前記設定部は、前記複数の時相のうちの少なくとも１つの特定の時相について、ユーザからの指示に従って前記第１画像データに前記第１注目部位を設定し、前記第２画像データに前記第２注目部位を設定する、請求項１記載の画像処理装置。
【請求項１１】
前記特定の時相の前記第１注目部位及び前記第２注目部位は、ユーザにより前記第１画像データ及び前記第２画像データに複数の特徴点がそれぞれ指定されることにより設定される、請求項１０記載の画像処理装置。
【請求項１２】
前記設定部は、前記特定の時相における前記第１注目部位の位置と前記第２注目部位の位置とに従って、前記複数の時相のうちの前記特定の時相以外の残りの時相に関する前記第１注目部位と前記第２注目部位とを画像処理により設定する、請求項１０記載の画像処理装置。
【請求項１３】
前記対応付け部は、前記特定の時相に関する前記第１注目部位の位置と前記第２注目部位の位置とに従って、前記残りの時相に関する前記第１注目部位と前記第２注目部位とを対応付ける、請求項１２記載の画像処理装置。
【請求項１４】
前記画像処理は、補間、補外、自動認識、及びトラッキング処理の少なくとも１つである、請求項１記載の画像処理装置。
【請求項１５】
前記複数の時相の各々は、心電図上でユーザにより指定された時相に応じて設定される、請求項１記載の画像処理装置。
【請求項１６】
前記設定部は、前記第１画像データと前記第２画像データとの時間分解能とが異なる場合、不足している時相における第１注目部位の位置又は第２注目部位の位置を補間又は補外により算出する、請求項１記載の画像処理装置。
【請求項１７】
前記表示部は、前記第１画像データにおける前記第１注目部位と前記第２画像データにおける前記第２注目部位との間の相対的な位置関係に従って、前記第１表示画像データにおける前記第１注目部位の大きさと前記第２表示画像データにおける前記第２注目部位の大きさとを一致させる、請求項２記載の画像処理装置。
【請求項１８】
前記表示部は、前記第１表示画像データの第１表示断面を固定し、前記第２表示画像データの第２表示断面を前記第１表示断面に追従させて、前記第１表示画像データと前記第２表示画像データとを動画表示する、請求項２記載の画像処理装置。
【請求項１９】
前記第１表示画像データは、超音波診断装置により生成された壁運動ボリュームデータからボリュームレンダリングにより生成された機能画像データであり、
前記第２表示画像データは、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置により生成されたＣＴボリュームデータからボリュームレンダリングにより生成された形態画像データであり、
前記表示部は、前記形態画像データに前記機能画像データを重ねて表示する、
請求項２記載の画像処理装置。
【請求項２０】
前記表示部は、前記機能画像データに含まれる壁運動異常領域を前記形態画像データに重ねて表示する、請求項１９記載の画像処理装置。
【請求項２１】
前記表示部は、前記形態画像データに含まれ、且つ解剖学的に前記壁運動異常領域を通過する特定の血管領域を強調して表示する、請求項２０記載の画像処理装置。
【請求項２２】
前記表示部は、前記特定の血管領域を、前記形態画像データに含まれる他の血管領域とは異なる色、明度、又は彩度で表示する、請求項２１記載の画像処理装置。
【請求項２３】
前記表示部は、前記特定の血管領域を点滅させる、請求項２１記載の画像処理装置。
【請求項２４】
前記第１表示画像データは、超音波診断装置により生成された壁運動ボリュームデータからＭＰＲ処理により生成された多断面の機能画像データであり、
前記第２表示画像は、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置により生成されたＣＴボリュームデータからＭＰＲ処理により生成された多断面の形態画像データであり、
前記表示部は、前記多断面の形態画像データに前記多断面の機能画像データをそれぞれ重ねて表示する、
請求項２記載の画像処理装置。
【請求項２５】
前記多断面の機能画像データの断面位置と前記多断面の形態画像データの断面位置とは、心尖部、中間部、及び心基部に設定される、請求項２４記載の画像処理装置。
【請求項２６】
前記表示部は、前記心尖部に関する機能画像データと形態画像データとの重畳画像データ、前記中間部に関する機能画像データと形態画像データとの重畳画像データ、及び前記心基部データに関する機能画像データと形態画像データとの重畳画像データを並べて動画表示する、請求項２５記載の画像処理装置。
【請求項２７】
前記表示部は、前記形態画像データに含まれる血管領域のうちの特定の血管領域を強調して表示する、請求項２６記載の画像処理装置。
【請求項２８】
前記表示部は、前記形態画像データに含まれ、且つ解剖学的に前記壁運動異常領域を通過する特定の血管領域を強調して表示する、請求項２６記載の画像処理装置。
【請求項２９】
前記表示部は、前記形態画像データに含まれる血管領域のうちの特定の血管領域の周辺領域を強調して表示する、請求項２６記載の画像処理装置。
【請求項３０】
前記第１表示画像データは、超音波診断装置により生成された壁運動ボリュームデータからボリュームレンダリングにより生成された機能画像データであり、
前記第２表示画像データは、Ｘ線診断装置により生成されたＸ線造影画像データであり、
前記表示部は、前記機能画像データと前記Ｘ線造影画像データとの重畳画像データを動画表示する、
請求項２記載の画像処理装置。
【請求項３１】
前記機能画像データは、前記壁運動ボリュームデータを心臓領域の外側に設定された視点位置でボリュームレンダリングすることにより生成された第１機能画像データと、前記壁運動ボリュームデータを前記心臓領域の内側に設定された視点位置でボリュームレンダリングすることにより生成された第２機能画像データとを含み、
前記表示部は、前記第１機能画像データと前記Ｘ線造影画像データとの第１重畳画像データ、及び前記第２機能画像データと前記Ｘ線造影画像データとの第２重畳画像データを並べて動画表示する、
請求項２記載の画像処理装置。
【請求項３２】
同一検査部位に関する３次元の時系列の第１画像データと３次元の時系列の第２画像データとを記憶する記憶部と、
前記時系列の第１画像データに含まれる第１注目部位と、前記時系列の第２画像データに含まれ前記第１注目部位に解剖学的に略同一な第２注目部位との相対的な位置関係に従って、前記時系列の第１画像データと前記時系列の第２画像データとを時相毎に位置合わせする位置合わせ部と、
前記位置合わせされた時系列の第１画像データと時系列の第２画像データとを重ねて又は並べて動画表示する表示部と、
を具備する画像処理装置。
【請求項３３】
被検体の検査部位に超音波を送波し、前記被検体により反射された超音波を受波し、前記受波された超音波に応じたエコー信号を生成する超音波プローブと、
前記エコー信号に基づいて２次元又は３次元の時系列の超音波画像データを生成する生成部と、
前記被検体の前記検査部位に関し、医用画像診断装置により生成された２次元又は３次元の時系列の医用画像データを記憶する記憶部と、
前記時系列の超音波画像データに対して第１注目部位を、前記時系列の医用画像データに対して前記第１注目部位に解剖学的に略同一な第２注目部位を、ユーザからの指示又は画像処理により時相毎に設定する設定部と、
前記設定された第１注目部位と第２注目部位とを時相毎に対応付ける対応付け部と、
前記対応付けられた第１注目部位と第２注目部位との相対的な位置関係に従って前記時系列の超音波画像データと前記時系列の医用画像データとを時相毎に位置合わせする位置合わせ部と、
を具備する超音波診断装置。
【請求項３４】
前記時系列の超音波画像データは、壁運動解析により算出された壁運動情報の空間分布に関する、請求項３３記載の超音波診断装置。
【請求項３５】
２次元又は３次元の時系列の第１画像データに対して第１注目部位を、２次元又は３次元の時系列の第２画像データに対して前記第１注目部位に解剖学的に略同一な第２注目部位を、ユーザからの指示又は画像処理により時相毎に設定し、
前記設定された第１注目部位と第２注目部位とを時相毎に対応付け、
前記対応付けられた第１注目部位と第２注目部位との相対的な位置関係に従って、前記時系列の第１画像データと前記時系列の第２画像データとを時相毎に位置合わせする、
ことを具備する画像処理方法。
【請求項３６】
３次元の時系列の第１画像データに含まれる第１注目部位と、３次元の時系列の第２画像データに含まれ前記第１注目部位に解剖学的に略同一な第２注目部位との相対的な位置関係に従って、前記時系列の第１画像データと前記時系列の第２画像データとを時相毎に位置合わせし、
前記位置合わせされた時系列の第１画像データと時系列の第２画像データとを重ねて又は並べて表示する、
ことを具備する画像処理方法。
【請求項１】
一定期間に亘る時系列の２次元又は３次元の第１画像データと第２画像データとを記憶する記憶部と、
前記一定期間内の複数の時相の各々について、前記第１画像データに対して第１注目部位を、前記第２画像データに対して前記第１注目部位に解剖学的に略同一な第２注目部位を、ユーザからの指示又は画像処理により設定する設定部と、
前記複数の時相の各々について、前記設定された第１注目部位と第２注目部位とを対応付ける対応付け部と、
前記複数の時相の各々について、前記対応付けられた第１注目部位と第２注目部位との相対的な位置関係に従って前記第１画像データと前記第２画像データとを位置合わせする位置合わせ部と、
を具備する画像処理装置。
【請求項２】
前記位置合わせされた第１画像データと第２画像データとに基づいて、第１表示画像データと第２表示画像データとをそれぞれ生成する生成部と、
前記第１表示画像データと前記第２表示画像データとを動画表示する表示部と、
をさらに備える請求項１記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記表示部は、前記第１表示画像データと前記第２表示画像データとを並べて又は重ねて表示する、請求項２記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記第１画像データと前記第２画像データとは、ボリュームデータである、請求項１記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記第１画像データは、ストレスエコー前に超音波診断装置により収集されたボリュームデータであり、前記第２画像データは、ストレスエコー後に超音波診断装置により収集されたボリュームデータである、請求項１記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記第１画像データ又は前記第２画像データは、壁運動解析により算出された壁運動情報の空間分布に関するボリュームデータである、請求項１記載の画像処理装置。
【請求項７】
前記第１画像データ又は前記第２画像データは、Ｘ線診断装置により生成されたＸ線造影画像のデータである、請求項１記載の画像処理装置。
【請求項８】
前記第１表示画像データと前記第２表示画像データとの少なくとも一方は、ＭＰＲ処理により生成された画像及びボリュームレンダリングにより生成された画像の少なくとも一方である、請求項１記載の画像処理装置。
【請求項９】
前記複数の時相は、前記一定期間内の全時相である、請求項１記載の画像処理装置。
【請求項１０】
前記設定部は、前記複数の時相のうちの少なくとも１つの特定の時相について、ユーザからの指示に従って前記第１画像データに前記第１注目部位を設定し、前記第２画像データに前記第２注目部位を設定する、請求項１記載の画像処理装置。
【請求項１１】
前記特定の時相の前記第１注目部位及び前記第２注目部位は、ユーザにより前記第１画像データ及び前記第２画像データに複数の特徴点がそれぞれ指定されることにより設定される、請求項１０記載の画像処理装置。
【請求項１２】
前記設定部は、前記特定の時相における前記第１注目部位の位置と前記第２注目部位の位置とに従って、前記複数の時相のうちの前記特定の時相以外の残りの時相に関する前記第１注目部位と前記第２注目部位とを画像処理により設定する、請求項１０記載の画像処理装置。
【請求項１３】
前記対応付け部は、前記特定の時相に関する前記第１注目部位の位置と前記第２注目部位の位置とに従って、前記残りの時相に関する前記第１注目部位と前記第２注目部位とを対応付ける、請求項１２記載の画像処理装置。
【請求項１４】
前記画像処理は、補間、補外、自動認識、及びトラッキング処理の少なくとも１つである、請求項１記載の画像処理装置。
【請求項１５】
前記複数の時相の各々は、心電図上でユーザにより指定された時相に応じて設定される、請求項１記載の画像処理装置。
【請求項１６】
前記設定部は、前記第１画像データと前記第２画像データとの時間分解能とが異なる場合、不足している時相における第１注目部位の位置又は第２注目部位の位置を補間又は補外により算出する、請求項１記載の画像処理装置。
【請求項１７】
前記表示部は、前記第１画像データにおける前記第１注目部位と前記第２画像データにおける前記第２注目部位との間の相対的な位置関係に従って、前記第１表示画像データにおける前記第１注目部位の大きさと前記第２表示画像データにおける前記第２注目部位の大きさとを一致させる、請求項２記載の画像処理装置。
【請求項１８】
前記表示部は、前記第１表示画像データの第１表示断面を固定し、前記第２表示画像データの第２表示断面を前記第１表示断面に追従させて、前記第１表示画像データと前記第２表示画像データとを動画表示する、請求項２記載の画像処理装置。
【請求項１９】
前記第１表示画像データは、超音波診断装置により生成された壁運動ボリュームデータからボリュームレンダリングにより生成された機能画像データであり、
前記第２表示画像データは、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置により生成されたＣＴボリュームデータからボリュームレンダリングにより生成された形態画像データであり、
前記表示部は、前記形態画像データに前記機能画像データを重ねて表示する、
請求項２記載の画像処理装置。
【請求項２０】
前記表示部は、前記機能画像データに含まれる壁運動異常領域を前記形態画像データに重ねて表示する、請求項１９記載の画像処理装置。
【請求項２１】
前記表示部は、前記形態画像データに含まれ、且つ解剖学的に前記壁運動異常領域を通過する特定の血管領域を強調して表示する、請求項２０記載の画像処理装置。
【請求項２２】
前記表示部は、前記特定の血管領域を、前記形態画像データに含まれる他の血管領域とは異なる色、明度、又は彩度で表示する、請求項２１記載の画像処理装置。
【請求項２３】
前記表示部は、前記特定の血管領域を点滅させる、請求項２１記載の画像処理装置。
【請求項２４】
前記第１表示画像データは、超音波診断装置により生成された壁運動ボリュームデータからＭＰＲ処理により生成された多断面の機能画像データであり、
前記第２表示画像は、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置により生成されたＣＴボリュームデータからＭＰＲ処理により生成された多断面の形態画像データであり、
前記表示部は、前記多断面の形態画像データに前記多断面の機能画像データをそれぞれ重ねて表示する、
請求項２記載の画像処理装置。
【請求項２５】
前記多断面の機能画像データの断面位置と前記多断面の形態画像データの断面位置とは、心尖部、中間部、及び心基部に設定される、請求項２４記載の画像処理装置。
【請求項２６】
前記表示部は、前記心尖部に関する機能画像データと形態画像データとの重畳画像データ、前記中間部に関する機能画像データと形態画像データとの重畳画像データ、及び前記心基部データに関する機能画像データと形態画像データとの重畳画像データを並べて動画表示する、請求項２５記載の画像処理装置。
【請求項２７】
前記表示部は、前記形態画像データに含まれる血管領域のうちの特定の血管領域を強調して表示する、請求項２６記載の画像処理装置。
【請求項２８】
前記表示部は、前記形態画像データに含まれ、且つ解剖学的に前記壁運動異常領域を通過する特定の血管領域を強調して表示する、請求項２６記載の画像処理装置。
【請求項２９】
前記表示部は、前記形態画像データに含まれる血管領域のうちの特定の血管領域の周辺領域を強調して表示する、請求項２６記載の画像処理装置。
【請求項３０】
前記第１表示画像データは、超音波診断装置により生成された壁運動ボリュームデータからボリュームレンダリングにより生成された機能画像データであり、
前記第２表示画像データは、Ｘ線診断装置により生成されたＸ線造影画像データであり、
前記表示部は、前記機能画像データと前記Ｘ線造影画像データとの重畳画像データを動画表示する、
請求項２記載の画像処理装置。
【請求項３１】
前記機能画像データは、前記壁運動ボリュームデータを心臓領域の外側に設定された視点位置でボリュームレンダリングすることにより生成された第１機能画像データと、前記壁運動ボリュームデータを前記心臓領域の内側に設定された視点位置でボリュームレンダリングすることにより生成された第２機能画像データとを含み、
前記表示部は、前記第１機能画像データと前記Ｘ線造影画像データとの第１重畳画像データ、及び前記第２機能画像データと前記Ｘ線造影画像データとの第２重畳画像データを並べて動画表示する、
請求項２記載の画像処理装置。
【請求項３２】
同一検査部位に関する３次元の時系列の第１画像データと３次元の時系列の第２画像データとを記憶する記憶部と、
前記時系列の第１画像データに含まれる第１注目部位と、前記時系列の第２画像データに含まれ前記第１注目部位に解剖学的に略同一な第２注目部位との相対的な位置関係に従って、前記時系列の第１画像データと前記時系列の第２画像データとを時相毎に位置合わせする位置合わせ部と、
前記位置合わせされた時系列の第１画像データと時系列の第２画像データとを重ねて又は並べて動画表示する表示部と、
を具備する画像処理装置。
【請求項３３】
被検体の検査部位に超音波を送波し、前記被検体により反射された超音波を受波し、前記受波された超音波に応じたエコー信号を生成する超音波プローブと、
前記エコー信号に基づいて２次元又は３次元の時系列の超音波画像データを生成する生成部と、
前記被検体の前記検査部位に関し、医用画像診断装置により生成された２次元又は３次元の時系列の医用画像データを記憶する記憶部と、
前記時系列の超音波画像データに対して第１注目部位を、前記時系列の医用画像データに対して前記第１注目部位に解剖学的に略同一な第２注目部位を、ユーザからの指示又は画像処理により時相毎に設定する設定部と、
前記設定された第１注目部位と第２注目部位とを時相毎に対応付ける対応付け部と、
前記対応付けられた第１注目部位と第２注目部位との相対的な位置関係に従って前記時系列の超音波画像データと前記時系列の医用画像データとを時相毎に位置合わせする位置合わせ部と、
を具備する超音波診断装置。
【請求項３４】
前記時系列の超音波画像データは、壁運動解析により算出された壁運動情報の空間分布に関する、請求項３３記載の超音波診断装置。
【請求項３５】
２次元又は３次元の時系列の第１画像データに対して第１注目部位を、２次元又は３次元の時系列の第２画像データに対して前記第１注目部位に解剖学的に略同一な第２注目部位を、ユーザからの指示又は画像処理により時相毎に設定し、
前記設定された第１注目部位と第２注目部位とを時相毎に対応付け、
前記対応付けられた第１注目部位と第２注目部位との相対的な位置関係に従って、前記時系列の第１画像データと前記時系列の第２画像データとを時相毎に位置合わせする、
ことを具備する画像処理方法。
【請求項３６】
３次元の時系列の第１画像データに含まれる第１注目部位と、３次元の時系列の第２画像データに含まれ前記第１注目部位に解剖学的に略同一な第２注目部位との相対的な位置関係に従って、前記時系列の第１画像データと前記時系列の第２画像データとを時相毎に位置合わせし、
前記位置合わせされた時系列の第１画像データと時系列の第２画像データとを重ねて又は並べて表示する、
ことを具備する画像処理方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１１−１７７４９４（Ｐ２０１１−１７７４９４Ａ）
【公開日】平成２３年９月１５日（２０１１．９．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２９１３０７（Ｐ２０１０−２９１３０７）
【出願日】平成２２年１２月２７日（２０１０．１２．２７）
【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）】
【公開日】平成２３年９月１５日（２０１１．９．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月２７日（２０１０．１２．２７）
【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）】
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