JP2006158701A

JP2006158701A - 医用画像処理装置

Info

Publication number: JP2006158701A
Application number: JP2004355329A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Goto; 良洋後藤; Fumitaka Takahashi; 文隆高橋
Original assignee: Hitachi Medical Corp
Current assignee: Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Priority date: 2004-12-08
Filing date: 2004-12-08
Publication date: 2006-06-22

Abstract

【課題】二枚の医用画像をマーカなしでも滑らかに接合できる医用画像処理装置を提供することを目的とする。
【解決手段】
二枚の医用画像を取得し（Ｓ２１）、その二枚の医用画像それぞれに含まれる第一重複領域及び第二重複領域の濃度情報に基づいて、取得された第一医用画像と第二医用画像との位置合わせ処理の精度パラメータを設定する設定手段（Ｓ２２乃至Ｓ２６）と、その設定手段により設定された精度パラメータによって第一医用画像と第二医用画像との位置合わせ処理を行い（Ｓ２７）、第一重複領域及び第二重複領域を貼り合わせて第一医用画像と第二医用画像とを接合して長尺画像を生成する（Ｓ２８）。
【選択図】図２

Description

本発明は医用画像処理装置に係り、特に被検体を体軸方向に２回撮影した医用画像を接合する技術に関する。

長尺撮影は、広い範囲を撮影する技術である。特許文献１には、図７に示すように、検出器を撮影位置Ａ及び撮影位置Ｂに部分的に重複させて２枚並べて、しかもマーカ７２を一緒に撮影していた。そして、撮影後にマーカ７２を頼りに二枚の医用画像７０，７１を接合させていた。
特開２００３−１２６０７１号公報

しかし、特許文献１では、各撮影位置の画像をマーカで位置合わせすることが必須であり、その位置合わせの煩雑さを解消したいとの要求に応えるものではなかった。

本発明は、操作性を向上し、かつ滑らかに医用画像を接合できる医用画像処理装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明に係る医用画像処理装置は、第一重複領域を含む被検体の第一の部位で撮影した第一医用画像を取得し、前記被検体の体軸方向の位置が前記第一の部位と異なりかつ前記第一重複領域と重なる第二重複領域を有する第二の部位で撮影した第二医用画像を取得する取得手段と、前記第一重複領域及び第二重複領域の濃度情報に基づいて、前記取得された第一医用画像と第二医用画像との位置合わせ処理の精度パラメータを設定する設定手段と、前記設定手段により設定された精度パラメータによって第一医用画像と第二医用画像との位置合わせ処理を行い、前記第一重複領域及び第二重複領域を貼り合わせて前記第一医用画像と第二医用画像とを接合して長尺画像を生成する生成手段と、を備える。

また、前記設定手段は、前記第一重複領域と前記第二重複領域とを重み付け加算した重複領域の濃度情報に基づいて前記取得された第一医用画像と第二医用画像との位置合わせ処理の精度パラメータを設定する。

また、前記重み付け加算は、前記第一重複領域及び前記第二重複領域のそれぞれについて前記第一医用画像又は前記第二医用画像からの距離に応じて行う。

本発明によれば、二枚の医用画像を濃度情報に基づいて位置合わせすることにより、操作性を向上し、かつ滑らかに医用画像を接合できる医用画像処理装置を提供することができる。

以下、添付図面に従って本発明に係る医用画像処理装置の好ましい実施の形態について詳説する。なお、発明の実施の形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。

［第一の実施形態］
図１は、本発明の一実施の形態に係る医用画像処理システム１の構成を示すハードウェア構成図である。

図１の医用画像処理システム１は、Ｘ線装置や核医学装置などの医用画像撮影装置２と、医用画像撮影装置２が撮影して得た医用画像を格納するデータベース３と、医用画像の接合処理を行なう医用画像処理装置１０とを備え、医用画像撮影装置２と、データベース３と、医用画像処理装置１０とは、ＬＡＮ４等のネットワークにより互いに接続される。

医用画像処理装置１０は、主として各構成要素の動作を制御する中央処理装置（ＣＰＵ）１１と、装置の制御プログラムが格納されたり、プログラム実行時の作業領域となったりする主メモリ１２と、オペレーティングシステム（ＯＳ）、周辺機器のデバイスドライブ、医用画像の接合処理を行うためのプログラムを含む各種アプリケーションソフト等が格納される磁気ディスク１３と、表示用データを一時記憶する表示メモリ１４と、この表示メモリ１４からのデータに基づいて画像を表示するＣＲＴモニタや液晶モニタ等のモニタ１５と、キーボード１６と、位置座標入力装置としてのマウス１７と、マウス１７の状態を検出してモニタ１５上のマウスポインタの位置やマウス１７の状態等の信号をＣＰＵ１１に出力するコントローラ１８と、上記各構成要素を接続する共通バス１９とを備える。

本実施の形態においては、医用画像処理装置１０は、ＬＡＮ４を介してデータベース３から医用画像を読み出すが、医用画像処理装置１０に接続された記憶装置、例えばＦＤＤ、ＣＤ−ＲＷドライブ、ＭＯドライブ、ＺＩＰドライブ等から医用画像を読み込んでも良い。また、ＬＡＮ４を経由して医用画像撮影装置２から直接医用画像を取得してもよい。

次に図２乃至図５に基づいて医用画像処理システム１による画像接合処理について説明する。ここで、図２は第一の実施形態に係る画像接合処理の手順を示すフローチャートである。図３は、重複領域の濃度相関を用いた位置合わせ処理を示す模式図である。図４（ａ）は接合処理をする前の、接合領域の長さ（Ｙ１+Ｙ２）を示す模式図、図４（ｂ）は二つの画像のライン４０ａと４０ｂ上の濃度の不連続を示す模式図、図４（ｃ）は接合領域を介して二枚の医用画像を連続させた状態を示す模式図である。図５は、濃度加算の割合の一例を示す模式図である。

図３に示す画像接合処理は、被検体の体軸方向に沿って撮影した二枚の医用画像を接合し長尺撮影画像を生成するための処理である。具体的には、被検体が立った状態でＸ線撮影装置を用いて１回目の撮影を行い医用画像３０を生成する。その後、Ｘ線撮影装置のフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）を体軸方向（上下方向）に沿って移動させ２回目の撮影を行い医用画像３１を生成する。ＦＰＤを移動させる際に、医用画像３０の一部（以下「重複領域３０ａ」という。）と医用画像３１の一部（以下「重複領域３１ａ」という。）とが重なるように被検体の一部を重複して撮影する。そして、医用画像処理装置１０により医用画像３０と医用画像３１とを接合処理して長尺撮影画像を生成する。以下図２のステップ順に説明する。

（ステップ２１）
二枚の医用画像３０と３１との重なり部情報、例えば重複領域の上下方向の長さ等、は撮影時に分かり、付帯情報として記録媒体、例えば磁気ディスク１３に格納されている。そこで医用画像３０，３１とともに付帯情報を読み込む（Ｓ２１）。

（ステップ２２）
位置合わせの要求精度に応じて、位置合わせ処理の繰り返し回数を設定する（Ｓ２２）。高、中、低のそれぞれの精度に応じて、たとえば、４，３，２回の繰り返し回数とする。これは、操作者が選べるようにしてもよい。

（ステップ２３）
重複領域の画像濃度情報を用いて、図３に示すように上下方向の濃度の相関最大位置△Ｙを決定する（Ｓ２３）。例えば、Ｓ２２で位置合わせをしたときに対応する重複領域３０ａ、３１ａの画素毎の濃度値を引き算をして、絶対値の和を算出する。更に、絶対値の和を重複領域３０ａ、３１ａの総面積で割り相関値を求める。この処理を数１式に示す。

［数１］
相関値＝（Σ｜重複領域の各画素の濃度値の差｜）／Ｓ
（Ｓ：重複領域の総面積）
この相関値が最も小さい場所を相関最大位置として求める。

（ステップ２４）
ステップ２３と同様にして、図３に示すように左右方向の相関最大位置△Ｘを決定する（Ｓ２４）。

（ステップ２５）
ステップ２３同様にして、図３に示すように角度Θ方向に画像を回転させて、角度Θ方向の相関最大角度△Θを決定する（Ｓ２５）。数式１と同様の処理を行い相関値が最も小さい角度を決定することにより求める。

（ステップ２６）
Ｓ２２で決定した繰り返し回数だけＳ２３からＳ２５までの処理を実行したか否かをチェックする（Ｓ２６）。そして、Ｙｅｓならばステップ２７へ進む。ＮＯならＳ２３に戻る。

（ステップ２７）
Ｓ２３乃至Ｓ２５で求めた相関の最も高い位置に合わせるために変位量△Ｘ、ΔＹ分の平行処理と、△Θ分の回転処理を行なう（Ｓ２７）。その結果、図４（ｃ）に示すように、接合領域３２を介して医用画像３０と医用画像３１とを連続させることができる。

（ステップ２８）
接合領域３２の濃度合成処理をする（Ｓ２８）。画像の重複領域３０ａ、３０ｂでは一方の画像の濃度Ｃ１と他方の画像の濃度Ｃ２とは、一般的に不連続である。そのため、医用画像３０に含まれるライン４０ａの濃度Ｃ１と医用画像３１に含まれるライン４１ｂの濃度Ｃ２とを連続させると不連続点が生じる。そこで、重複領域３０ａ、３１ａの濃度値に基づいて接合領域３２の濃度合成処理を行ない、より滑らかに医用画像３０と３１とを接合する。重複領域３０ａ、３１ａの上下方向の中心付近に原点０を選び、原点０からの距離Ｙに対して加算の割合ｒを変える。

数２式及び図５（a）に線形関数を用いて接合後の濃度Ｃを求める例を示す。

［数２］
ｒＹ１＝（Ｘ１−Ｘ）／（Ｘ１−Ｘ２）
ｒＹ２＝１．０−ｒＹ１
接合後の濃度Ｃ（Ｘ）＝Ｃ１*ｒＹ１＋Ｃ２*ｒＹ２
として計算する。

また、上記した線形関数に代えて、非線形関数や図５（ｂ）に示すスプライン関数を用いてもよい。

［第二の実施の形態］
上記第一の実施形態においては、位置合わせ処理の精度に応じて繰り返し処理の回数を設定したが、第２の実施の形態においては、相関値と所望する値とを比較する。以下、図６の各ステップに沿って説明する。

（ステップ６１）
Ｓ２１と同様、二枚の医用画像３０、３１及び重なり部情報を読み込む（Ｓ６１）。

（ステップ６２乃至ステップ６４）
Ｓ２３及びＳ２５と同様に、重複領域３０ａ、３０ｂの画像濃度情報を用いて、上下方向の相関最大位置△Ｙ、左右方向の相関最大位置ΔＸ、角度方向の相関最大位置Θを決定する（Ｓ６２乃至Ｓ６４）。

（ステップ６５）
Ｓ６２乃至Ｓ６４で求めた相関最大位置ΔＹ、△Ｘ、Θを所望する値と比較する（Ｓ６５）。所望する値よりも小さい場合には、位置合わせ処理が正常にできたことを意味し、Ｓ６６へ進む。所望する値よりも大きい場合には、位置合わせ処理がまだ不十分であると判断しステップＳ６２へ戻り、位置合わせ処理を再度行なう。

（ステップ６６）
Ｓ６２乃至Ｓ６４で求めた相関最大位置ΔＹ、ΔＸを変位量とする平行移動及び角度Θ方向に画像を回転処理する（Ｓ６６）。

（ステップ６７）
Ｓ２８と同様、濃度合成処理を行なう（Ｓ６７）。

上記実施の形態では医用画像３０，３１に基づいて「濃度相関」を計算して位置合わせ処理をしたが、医用画像３０，３１に広域強調処理等をした後に濃度相関を計算しても良い。

医用画像処理システムのハードウェア構成を示すブロック図第一の実施形態に係る画像接合処理の手順を示すフローチャート重複領域の濃度相関を用いた位置合わせ処理を示す模式図図４（ａ）は接合処理をする前の、接合領域の長さ（Ｙ１+Ｙ２）を示す模式図、図４（ｂ）は二つの画像のライン４０aと４０ｂ上の濃度の不連続を示す模式図、図４（ｃ）は接合領域を介して二枚の医用画像を連続させた状態を示す模式図。濃度加算の割合の一例を示す模式図第二の実施形態に係る画像接合処理の手順を示すフローチャート先行技術を示す模式図

符号の説明

１…医用画像表示システム、２…医用画像撮影装置、４…ＬＡＮ、１０…医用画像処理装置、１１…ＣＰＵ、１２…主メモリ、１３…磁気ディスク、１４…表示メモリ、１５…モニタ、１６…キーボード、１７…マウス、１８…コントローラ、１９…共通バス、３０…1回目に撮影した医用画像、３１…下に平行移動して２回目に撮影した医用画像、３２…長尺撮影画像における接合領域

Claims

第一重複領域を含む被検体の第一の部位で撮影した第一医用画像を取得し、前記被検体の体軸方向の位置が前記第一の部位と異なりかつ前記第一重複領域と重なる第二重複領域を有する第二の部位で撮影した第二医用画像を取得する取得手段と、
前記第一重複領域及び第二重複領域の濃度情報に基づいて、前記取得された第一医用画像と第二医用画像との位置合わせ処理の精度パラメータを設定する設定手段と、
前記設定手段により設定された精度パラメータによって第一医用画像と第二医用画像との位置合わせ処理を行い、前記第一重複領域及び第二重複領域を貼り合わせて前記第一医用画像と第二医用画像とを接合して長尺画像を生成する生成手段と、
を備えることを特徴とする医用画像処理装置。
前記設定手段は、前記第一重複領域と前記第二重複領域とを重み付け加算した重複領域の濃度情報に基づいて前記取得された第一医用画像と第二医用画像との位置合わせ処理の精度パラメータを設定する、
ことを特徴とする請求項１に記載の医用画像処理装置。
前記重み付け加算は、前記第一重複領域及び前記第二重複領域のそれぞれについて前記第一医用画像又は前記第二医用画像からの距離に応じて行う、
ことを特徴とする請求項２に記載の医用画像処理装置。