JP2007152118A - 対象の２つの医用画像データセットの位置正しい関連付け方法 - Google Patents

Abstract

【課題】対象の２つの医用画像データセットを位置正しく関連付けする。
【解決手段】対象（４，６）の２つの医用画像データセット（２ａ，２ｂ）の位置正しく関連付けるために、
ａ）両画像データセット（２ａ，２ｂ）において、それぞれ、対象（４，６）に関して対応する少なくとも２つの部分範囲（３４ａ〜３４ｃ）が選択され、
ｂ）各部分範囲（３４ａ〜３４ｃ）において、両画像データセット（２ａ，２ｂ）の位置偏差（ｄ₁，ｄ₂，α）のための局所的尺度（Δ_a，Δ_b，Δ_c）が求められ、
ｃ）局所的限界値（Ｇ_a，Ｇ_b，Ｇ_c）を上回る局所的尺度（Δ_a，Δ_b，Δ_c）を有する各部分範囲（３４ａ〜３４ｃ）について、両画像データセット（２ａ，２ｂ）の部分範囲（３４ａ〜３４ｃ）が互いに剛体移動（３６，３８）される。
【選択図】図３

Description

本発明は、対象の２つの医用画像データセットの位置正しい関連付け方法に関する。

医用画像化は、一般に患者、例えば生きている人間または動物の内部画像を作成するために用いられている。この場合、狙いは患者の内部の特定の対象を画像として表示することにある。このような対象は例えば患者の内部器官、骨構造または組織構造である。対象の画像は、今日では一般に画像データセットとして記憶される。なぜならば、全ての画像化が一般にディジタルで行なわれるからである。以下において述べる方法はもちろんアナログ画像にも相応に適用可能である。この方法は２Ｄ画像にも３Ｄ画像データセットにも使用可能である。

しばしば、一患者の同一対象から多数の画像データセットが作成される。対象の撮像は、例えば、異なる時点で、例えば診断時と治療時とにおいて、すなわち多くの日もしくは週を隔てて行なわれる。画像データは、２つの異なる医用モダリティ、すなわち画像化装置によっても得られる。多くの医用画像化法が一般的に多数の画像データセットを必要とする。例えば、患者の血管系表示のために、２つの３Ｄ−ＣＴ撮影画像つまり３Ｄ−ＣＴ画像データセットが、あるときは患者内造影剤ありで作成され、そしてあるときは患者内造影剤なしで作成される。続いて、両画像データセットが互いに減算される。理想的な場合、両画像データセットは患者の造影剤を満たされた血管によってのみ異なる。差形成後には血管が唯一の画像として残る。

一般的に２つの医用画像データセットを有効に互いに比較可能にするためには、これらは互いに位置正しく関連付けされなければならない。これは、両画像データセットにおいて表示される対象の位置座標が両者で等しいということであり、したがって換言するならば描出された対象が完全に等しいということである。その場合にのみ上述の例において両画像データセットの正確な減算を行なうことができる。

位置正しい関連付けはレジストレーションとも呼ばれる。患者の２つの画像データセットのレジストレーションにおいては次の問題が発生する。
Ａ）描出すべき人間もしくは対象が両画像データセットの作成間の時間内に動くことがある。この場合に、画像データセット内に描出された対象はたいてい並進移動もしくは回転している。
Ｂ）対象は唯一の画像データセットの作成中に動くことがある。この場合に対象は、例えばゆがんで現われたり、ずれて現われたり、あるいはばらばらになって現われたりする。
Ｃ）組織、骨または器官の相互の相対的な位置は変化し得る。患者が、例えば頭部画像化時に顎を開いた場合に、頭蓋骨に対する顎骨の相対的位置は変化する。周辺の組織も移動される。

これらの全ての作用が不満足なレジストレーションを生じる。なぜならば表示された対象の位置および／または構造が両データセットにおいて互いに相違するからである。

問題を解決するために、これまで種々の試みが知られている。最も簡単な場合、例えば画像内容の大部分について位置正しい一致が達成されるまでの間、両画像データセットが互いに相対的に剛体移動される。剛体移動は、この関連においては、画像内容の並進移動および回転だけが行なわれ、伸張、湾曲などの画像内容の変形は行なわれないことを意味する。しかしながら、このような剛体移動によっては、Ａ）による動きしか、したがって対象の全体的な動きしか、両画像データセット間において補償することができない。

走査経過において断層ごとに得られる３Ｄ画像データセットの場合、患者が例えば走査途中に動いたときに、しばしばＢ）にしたがって障害が発生する。その際、画像内容は走査の更なる進行においてずれる。このために、画像データセットの各断層つまり各断層画像を個別に２次元もしくは３次元にて他の画像データセットの対応する断層画像によりレジストレーションすることは知られている（例えば、非特許文献１参照）。

これまで述べた方法のいずれによっても、Ｃ）による上述の相対的移動を画像データセット間で補償することは不可能である。というのは、これまで述べた方法は画像指向にて働くからである。しかしながら、これは、例えば描出された対象に直接に合わせることによって、すなわち描出された患者の各骨を個別にレジストレーションすることによって成功する。

しかしながら、この方法はセグメンテーションを必要とし、したがって個々の各骨の個別的な識別、すなわちそれ自体個別には剛体であってしかし移動可能である各患者部分つまり対象の個別的な識別を必要とする。これらの各対象は、単独では変形不可能であり、したがって正確に剛体レジストレーションによって関連付けられる（例えば、非特許文献１参照）。この場合に、著しい費用または使用者介入を必要とするセグメンテーション自体が問題である。画像化におけるアーチファクトが骨のこのように正確なセグメンテーションを不可能にさえする。歯インプラントにおいて散乱する放射によって、ＣＴ撮影時に例えばその周辺における画像情報が目立たなくされるので、顎骨と頭骨とがもはや区別できなくなる。それゆえ、個々の骨部分の全てのセグメンテーションを行なって、これらをそれぞれ個別的に相互にレジストレーションすることはしばしば一般的に不可能である。

ちょうど今述べた解決策は、点Ａ）〜Ｃ）に記載した問題に対して任意に互いに組み合わせ可能でないことが問題である。Ｂ）による動きの補償のための個々の断層のレジストレーションは、例えば骨のセグメンテーション（動きＣ））と調和させることはできない。なぜならば、断層の異なるレジストレーション後には、骨が、例えば画像データにおいて変形させられているか、あるいはもはや正しい関連付けで表示されていないので、断層位置はもはや明確であるはずがない。

これに対して、先ず、骨セグメンテーションがＣ）の補償のために行なわれ、例えば両画像データセットにおける個別断層画像が互いに相対的に移動される場合、これはもはや断層ごとに動きＢ）の補償のためにレジストレーションを行なうことができない。
ｖａｎ Ｓｔｒａｔｅｎ ｅｔ ａｌ．，"Ｒｅｍｏｖａｌ ｏｆ ｂｏｎｅ ｉｎ ＣＴ ａｎｇｉｏｇｒａｐｈｙ ｏｆ ｔｈｅ ｃｅｒｖｉｃａｌ ａｒｔｅｒｉｅｓ ｂｙ ｐｉｅｃｅｗｉｓｅ ｍａｔｃｈｅｄ ｍａｓｋ ｂｏｎｅ ｅｌｉｍｉｎａｔｉｏｎ"，Ｍｅｄ．Ｐｈｙｓ．３１（１０），Ｏｃｔｏｂｅｒ ２００４）

したがって、本発明の課題は、対象の２つの医用画像データセットの位置正しい関連付けの改善された方法を提供することにある。

この課題は、対象の２つの医用画像データセットを位置正しく関連付けるために、ａ）両画像データセットにおいて、それぞれ、対象に関して対応する少なくとも２つの部分範囲が選択されることによって解決される。この範囲は一般に自動的に選択される。範囲が決められるのではなく、範囲がいわばそれ自体でまさにまだ満足でないレジストレーション範囲（下記参照）によって決まる。そこから、レジストレーションされていない個々の範囲は、記入等をされるのではなくて、誤り偏差Δ（下記参照）によって自動的に求められる。発見された範囲は、そのうち一部が正しくレジストレーションされることを期待しつつ、ディジッドに、したがって剛体的に新たにレジストレーションされるのに対して、そのうちの他の部分はまたしても依然として誤ってレジストレーションされていることがある。この方法は全ての範囲が正しくレジストレーションされるまで何回も続けて実行される。対象に関して対応する部分範囲とは、換言するならば、対象の互いに対応する眺め、切り抜き、細部などを含む画像データセットのそれぞれの範囲のことである。方法ステップｂ）では、各部分範囲において、両画像データセットの位置偏差のための局所的尺度が求められる。局所的尺度とは、換言するならば、各部分範囲について、両画像データセットにおけるこの部分範囲がどのくらい良好に互いに位置正しく関連付けられているかを指定する特性量である。例えば０の局所的尺度は、両画像データセットがピクセルごとに（もしくは３Ｄの場合ボクセルごとに）表示された対象の同じ点に対応し、したがってこの点をそれぞれ表示もしくは描出することを意味する。

方法ステップｃ）では、局所的限界値を上回る局所的尺度を有する各部分範囲について、両画像データセットの部分範囲が互いに剛体移動される。したがって、換言するならば、画像内容の位置正しい一致がまだ満足できず、このことが例えば局所的限界値を下回っていることを意味する場合、両画像データセットの位置関連付けはその部分範囲において訂正されなければならない。それゆえ、画像データの対応する部分範囲は互いに相対的に剛体移動される。

本発明は、位置正しい関連付けつまりレジストレーションを、剛体レジストレーションだけによって、つまり画像データセット（つまり画像内容）の変形のない剛体移動だけによって相互に行なうという着想に基づいている。更に、本発明は次のような認識、すなわち、両画像データセットの全体としての剛体レジストレーションはこれまで常に画像データセットの一部に対して最善な結果を生じるが、画像データセットの他の範囲は不正確にもしくは不十分にレジストレーションされるという認識に基づいている。

したがって、本発明は、更に、なおも画像データセットの一部のみ、すなわちまだ満足にレジストレーションされていない特定の部分範囲のみをマーキングもしくは選択し、これらの部分範囲を後続のステップにおいて別々に、したがって単独に相互に剛体レジストレーションするという構想に基づいている。この場合、残りの画像内容は変化されない位置関連付けにとどまり、したがって一緒に移動されない。それゆえ、既に十分に位置正しく関連付けされている第１の個所つまり画像データ範囲が第２の画像範囲のマッチングのために画像内容全体の移動によって再び一緒に移動させられ、それによって第２の個所における位置関連付けは確かに改善されるが、しかし第１の個所における位置関連付けは再び悪化させられる。

そこで、本発明によれば、両画像データセットにおいてそれぞれ少なくとも２つの部分範囲が選択される。部分範囲における画像データセットの移動は一般に互いに無関係に行なわれ、各部分範囲は個別に剛体移動される。

それぞれの部分範囲においてのみ、両画像データセットの位置偏差のための局所的尺度が求められる。したがって、各部分範囲において、当該部分範囲が既に満足にレジストレーションされているかどうか、もしくは当該部分範囲がどの程度良好にレジストレーションされているかが決定される。

部分範囲の形成は種々のステップにおいて種々に行なうことができ、したがって部分範囲は何回も新たに選択することができる。個々の部分範囲における剛体移動は、一般にそこにおける局所的尺度が最小になるまで、したがってその部分範囲にとって最適な局所的関連付けが達成されるまで行なわれる。例えば、このために歩進的または連続的な移動中に局所的尺度は常に監視され、もしくは連続的にまたは常に繰り返し新たに形成される。

したがって、本発明による方法においては、画像データ内における骨またはその他の構造のセグメンテーションは必要でない。セグメンテーションが困難である例えば骨のような範囲も正しくレジストレーションすることができる。

断層画像に基づく３Ｄ画像データの場合、同様に個々の断層画像の相互のいかなるレジストレーションも必要でない。剛体移動は、変形のある移動とちがって２Ｄの場合にも３Ｄの場合にも特に簡単に迅速に、すなわち少ない計算費用で実行することができる。

部分範囲への分割によって、まだ十分にもしくは満足にレジストレーションされていない画像部分だけが更に処理される。したがって、両画像データセット間で一度見つけ出されたレジストレーションは、既に正しく関連付けされた部分範囲についてはもはや失われない。

本発明による方法によって、２つの医用データセットの作成期間中における対象の上述の全ての動きＡ）〜Ｃ）を補正することができる。

実際に剛体対象であり、かつ２つの画像データセットの取得間に並進運動および回転運動（剛体運動）のみが起こり得る骨については特に、本発明による方法は特別に良好な位置正しい関連付けを生じる。なぜならば、画像内容の単なる剛体移動は画像内容のいかなる変形も行なわず、これは骨の場合まさに無意味である。なぜならば骨は現実には変形し得ないからである。

変形レジストレーションの場合、とりわけ変形アルゴリズムで計算によりデータ集合を処理することができるようにするために、しばしば画像データセットにおける分解能低減が行なわれる。本発明による方法は、全分解能もしくは全データ集合における全画像データセットに適用可能であり、データ削減は必要でない。なぜならば、上述の如き剛体移動は記憶領域に関しても計算能力に関しても相応のハードウェアに高い要求をしないからである。

局所的尺度に加えて両画像データセット全体の相互の位置偏差のための総合尺度が求められる。方法ステップａ）〜ｃ）は、総合尺度が総合限界値よりも小さくなるまで、したがって換言するならば両画像データセット全体が所望どおりレジストレーションされるまで、何度も繰り返される。所望どおりとは、例えば総合尺度が予め定めた総合限界値以下に低下することを意味する。

そのようにして、実際に全ての画像データセットが所望の尺度内にて位置正しく互いに関連付けられることが達成される。不手際な範囲分割によらなければ、部分範囲は確かにレジストレーションされるが、画像全体は所望どおりにレジストレーションされない。

両画像データセット全体は互いに剛体移動可能である。これも一般に、両画像データセット全体のできるだけ良好な一致が達成されるまで、したがって総合尺度が最小になるまで実行される。少なくとも大まかに位置正しい関連付けを前もって画像範囲の大部分について達成するために、この種の方法ステップは、方法の開始時に、したがってなおも部分範囲の形成前に行なわれるとよい。

場合によっては、あと僅かなまたは小さい部分範囲のみを形成し、この部分範囲をなおも互いに移動するだけでよい。したがって、それは、既に大まかに位置正しく関連付けした画像データセットの微調整に相当する。

画像データセットの相互の位置正しい関連付けの尺度として単独または組み合わせで多くの可能性が考えられ得る。

例えば、総合尺度および／または局所的尺度は、両画像データセットの対応する画素の差であってよい。差形成によって、総合尺度および／または局所的尺度として、理想的に一致する対応する画像データセットについては各画素（ピクセルまたはボクセル）に値０を有する画像が生じる。例えば画素ごとに差画像が生じる。この種の差画像は、例えば画面に、０のピクセル値が平均グレー値で示され、そして正の値が暗く、負の値が明るく示されるように表示される。理想的に一致する画像データセットについては一様なグレー画像が生じる。両画像の偏差は、特に簡単に人間の目によって、それから相違する明るいまたは暗い個所として把握される。

しかし、尺度は、平均値、分散などのような統計量の形で純粋に数値的に求められ、そして評価されてもよい。

剛体レジストレーション、したがって画像データセットの剛体移動の評価のためにも多くの可能性が与えられている。

画像データセットの剛体移動は、例えば相互情報アルゴリズム（Ｍｕｔｕａｌ−Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ−Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ）または差の二乗和アルゴリズム（Ｓｕｍ−Ｏｆ−Ｓｑｕａｒｅｄ−Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓ−Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ）により行なわれるとよい。

特定の事例において、画像データセットもしくは部分範囲にまたしても下位範囲が存在してよく、下位範囲は意図的に一致しないようにするとよい。例えば血管系は、造影剤撮影において第１の画像データセットとして存在するが、しかし同一患者の造影剤なしの通常のＣＴ画像においては見えない。したがって、第１の画像内の血管系は意図的にＣＴ画像内に対応物を持っていない。

したがって、総合尺度および／または局所的尺度は、画像データセットまたは部分範囲の下位範囲について求められるとよい。下位範囲は、例えば意図的に一致させない構造を除いた画像データセットまたは部分範囲の全成分である。

したがって、意図的に一致させ得ない範囲は、総合尺度または局所的尺度の形成から除外されるとよい。この種の範囲は、例えばそうしなければ、例えば理想的には同一の重なりの場合に０の値を生じるべきである局所的一致の尺度に悪影響を及ぼす。

下位範囲として、画像データセットまたは部分範囲の次のような範囲、すなわち描出された対象の特定の対象構造に割り当てられている範囲が選択されるとよい。

上述したこととは違って、下位範囲は更に狭く、すなわち画像データセットの特定範囲が除去されると共に、とりわけ画像データセットの関心のある下位範囲のみが特に観察されように選ばれる。これらの範囲は一致させられるべきである。

したがって、本発明による方法が、例えば実際に良好に認識可能な対象のみを画像データセットの下位範囲としてレジストレーションすることが達成される。特に、これは、対象構造が骨および／またはその周辺である場合に有意義である。既に上述したように、対象構造としての骨のために特に良好な剛体レジストレーションが骨の剛性の物理学的性質に基づいて可能である。周辺組織などは例えば尺度形成時に考慮されない。

付加的に、描出された対象に関する予備知識が方法実施のために使用されるとよい。例えば、描出された対象の剛体的に関連する対象構造に属している画像データセットの複数の部分範囲が互いに関連して剛体移動されるとよい。例えば、２Ｄ画像においては、互いに隔離した２つの部分範囲に、３次元的に関連する剛体対象が描出され得る。それゆえ、外見上隔離した両画像内容の共通な移動だけは、２つの撮影間で実際に起こり得る対象の動きに相当する。

例えば、顎骨のようにＵ字形の骨の断面を表示する２Ｄ画像における２つの部分範囲は、互いに関連して移動され、従って３次元的には互いに剛体移動される。なぜならば、これらは同じ本当の剛体対象に属しているからである。

本発明の更なる説明のために図面の実施例を参照する。それぞれ原理図で、
図１ａは患者の頭の第１のＣＴ画像を示し、図１ｂ患者が移動した後の時点で撮影された同一患者の第２のＣＴ画像を示し、
図２は図１のレジストレーションされていないＸ線画像の差画像を示し、
図３は図１のＸ線画像の全剛体移動後の図２による画像および部分範囲の形成を示し、
図４は第１の部分範囲における移動後の図２による画像を示し、
図５は第２の部分範囲における移動後の図２による画像を示し、
図６は血管系およびモーションアーチファクトを有する図２による本当の差画像を示し、
図７は本発明による方法による補正後の図６による画像を示す。

患者のＸ線透視であるＸ線画像と違って、ＣＴ画像は患者の断層表示である。実例においては、実際に撮影されたアキシャル画像が観察されるのではなく、サジタル方向もしくはコロナル方向への再編成画像が観察される。

図１ａは、第１の時点で図示されていない患者から撮影された第１のＣＴ画像２ａを示す。ＣＴ画像２ａ内には患者の頭蓋４および下顎６が見える。図１ｂは、後の時点で撮影された同一患者のＣＴ画像２ｂを示す。ＣＴ画像２ａ，２ｂは、患者を矢印１０の方向に断層ごとに撮像する３Ｄコンピュータ断層撮影の範囲内で作成された。

患者は、両Ｘ線画像の撮影２ａ，２ｂ間に、Ｘ線装置に対して相対的に種々の運動を行なった。そのために患者はＸ線画像２ｂ内に異なった位置に現われるか、もしくはこれとは別の表示に現われる。患者は頭全体を両Ｘ線画像２ａ，２ｂの作成間に距離ｄ₁だけ矢印８の方向に移動した。これは先に言及した動きＡ）に相当する。更に、患者は、下顎６を頭蓋４に対して相対的に角度αだけ上に傾けた。これは前述のＣ）による動きに相当する。

矢印１０の方向におけるＣＴ画像の作成中に、患者は距離ｄ₂だけ矢印８とは逆方向に移動した。それによって、ＣＴ画像２ｂにおいては，頭蓋４の下部１２ａが上部１２ｂよりも早い時点で描出され、したがってずらされて描出される。

したがって、Ｘ線画像２ｂは、Ｘ線画像２ａに比べて、患者の全ての動きＡ）、画像撮影中の動きＢ）および構造変化Ｃ）を有する。

Ｘ線画像２ａ，２ｂに表示されている対象は、図において斜線で示された平均グレーの背景（グレー値０）の前の白色（グレー値１２８）として現われる。

次に、図示されていない医師が両Ｘ線画像２ａ，２ｂを評価もしくは比較する。このために医師は、場合によっては起こり得る変化を簡単に見つけ出すことができるように、画像内容をできるだけ完全に等しく表示するであろう。Ｘ線画像２ａ，２ｂの位置正しい関連付けを行なうために両画像が互いに減算される。

図２は、画素ごとにＣＴ画像２ａがＣＴ画像２ｂから減算されたサブトラクション画像（減算画像）１６を示す。範囲１８においては、ＣＴ画像２ａ，２ｂのグレー値が一致し、そのために差画像はそこではグレー値０を有し、これは差画像１８において再び平均グレーの一色に相当する。（範囲１８よりも明るい）範囲２０はＣＴ画像２ｂに由来する。なぜならば、ＣＴ画像２ｂにおける頭蓋４および下顎６は、対応する範囲において、Ｘ線画像２ａ内の周囲２２（グレー値０）よりも高いグレー値１２８を有するからである。

ＣＴ画像２ａからは、またもや頭蓋４および下顎６が暗い範囲２４（グレー値−１２８）としてとどまっている。なぜならば、ＣＴ画像２ｂ内の周辺２６（グレー値０）から大きな明るさ値（グレー値１２８）が減算され、このことが図２の範囲２４の明るさ値−１２８を生じるからである（黒っぽく陰影線によって示されている）。ただ範囲２８にだけ、ＣＴ画像２ａ，２ｂの下顎６の部分的重なりが起こり、そのためにそこで同様に減算値０が生じ、したがって範囲１８と同じように平均グレー値が生じる。

位置正しい関連付けに関するＣＴ画像２ａ，２ｂの一致のための偏差尺度Δとして、図２において、全ての画素のグレー値差の絶対値の総計Δ＝Σ｜グレー値
ａ−グレー値ｂ｜が形成される。これは図２の例においては例えば１００の値を生じる。

両ＣＴ画像２ａ，２ｂの位置関連付けのために最大で総合限界値Ｇ＝１０を有する偏差が許容されるので、レジストレーション、すなわちＣＴ画像２ａ，２ｂ相互の画像内容の相対移動が必要である。

このためにＣＴ画像２ｂ全体がＣＴ画像２ａに対して矢印３０の方向に移動される。続いて図２に関連して既に説明したように新しいサブトラクション画像３２が作成され、このサブトラクション画像３２が図３に示されている。頭蓋４の下部１２ａが、今やＸ線画像２ａ，２ｂ間において一致させられ、そのために差画像３２においてもはや現われなくなる。ＣＴ画像２ａの頭蓋４の残りに対して移動されたＣＴ画像２ｂの上部１２ｂならびに角度αだけ互いに下顎６の移動された範囲だけがなおも認識することができる。

ＣＴ画像２ａ，２ｂの画像内容の更なる剛体移動は、確かにこの場合に一致を生じるが、しかしながら下部１２ａもその間に一致位置から外へ移動される。これは望ましくない。

したがって、ＣＴ画像２ａ，２ｂは相応の部分範囲３４ａ〜３４ｃに分割される。各部分範囲は患者の同じ対象構造に対応する。例えば、部分範囲３４ａは両ＣＴ画像２ａ，２ｂにおいてそれぞれ頭蓋４の上部１２ｂを含む。部分範囲３４ｃはそれぞれ下顎６を含む。

これらの各部分範囲について、前述の規則にしたがった相応の偏差尺度Δ_a〜Δ_cが求められる。部分範囲３４ｂにおいては両ＣＴ画像２ａ，２ｂが同一に一致しているので、尺度はΔ_b＝０である。これに対して、部分範囲３４ａ，３４ｃについては、それぞれ偏差Δ_a＝３０，Δ_c＝４０が存在し、したがって同様に偏差がなおも許容限界値Ｇ_a＝Ｇ_b＝Ｇ_c＝１０を上回っている。

したがって、更なるステップにおいて、両ＣＴ画像２ａ，２ｂにおける部分範囲３４ｃが剛体的に回転点３６に関して角度αだけ相対的に回転させられる。このようにして両ＣＴ画像２ａ，２ｂの下顎６が一致状態に達する。その結果、ここでも図２における手法に応じて差画像が作成される。この差画像が図４に示されている。部分範囲３４ｃも今や正しくレジストレーションされ、すなわち偏差尺度がΔ_c＝０となる。他の２つの部分範囲３４ａ，３４ｂは変化しないでとどまり、したがってそれらの偏差尺度も変化しないでとどまる。

最終的なステップにおいて、今やなおも部分範囲３４ａのレジストレーションが行なわれる。このステップでは、ＣＴ画像２ａ，２ｂの対応する部分範囲が矢印３８の方向へ相対的に剛体移動される。

図５は、均一にグレー値０を有する平均グレーである最終的なサブトラクション画像４０を示す。偏差尺度はΔ＝０であり、すなわちＣＴ画像２ａ，２ｂは相応に行なわれた演算によって互いに位置正しく関連付けられている。

医師は今やＣＴ画像を簡単に互いに比較することができる。このように位置正しく互いに関連付けしたＣＴ画像２ａ，２ｂに対して、今や更なる画像処理演算を施すことができる。

これまでの原理例と違って、図６は、Ｘ線透視表示（ＭＩＰ＝Ｍａｘｉｍｕｍ Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ、最大値投影表示）で、造影剤を投与された患者の実際の差画像５０を示す。この場合に図１の第１のＣＴ画像２ａに応じて患者の撮影画像が作成された。付加的に、図１の第２のＣＴ画像２ｂに応じて、造影剤の投与のもとでＣＴ画像が作成される。造影剤はＣＴ画像内に患者の血管５２を出現させる。

しかしながら、図示されていない患者は、この撮影と造影剤なしの対応する基準画像の撮影との間において、図１に示されているように、顎関節５４を動かしたので、顎関節５４が差画像５０の相応の作成時に消えずに、図６におけるように見える。血管系５２もいずれにせよ消えない。なぜならば、血管系５２は第１のＸ線画像内には対応する対応物を有していないからである。図６の結果は望ましくない。

図７は、差画像５０と同じ初期画像、すなわち同じＣＴ画像に対して作成されたが、しかし本発明による方法により作成された差画像５６をＸ線透視表示で示す。対応する範囲ごとのレジストレーションによって、顎関節５４も、両初期ＣＴ画像において、つまり造影剤有りおよび造影剤無しで作成された両初期ＣＴ画像において、位置正しく関連付けられるので、顎関節５４も差画像５６において消える。患者の血管５２は、もちろん、後においても前と同じままであるが、しかし、図６において顎関節５４によって覆い隠されていた範囲も見ることができる。

この医用方法の場合、第２のＣＴ画像の血管系５２に対応する対応物が第１のＣＴ画像に見当たらないので、図６および図７においては、相応の局所的尺度および総合尺度Ｇが、下位範囲５８、つまり血管系５２のない画像全体においてのみ形成される。

患者の頭の第１のＣＴ画像（ａ）および患者が移動した後の時点で撮影された同一患者の第２のＣＴ画像（ｂ）を示す図 図１のレジストレーションされていないＸ線画像の差画像を示す図 図１のＸ線画像の全剛体移動後の図２による画像および部分範囲の形成を示す図 第１の部分範囲における移動後の図２による画像を示す図 第２の部分範囲における移動後の図２による画像を示す図 血管系およびモーションアーチファクトを有する図２による本当の差画像を示す図 本発明による方法による補正後の図６による画像を示す図

符号の説明

２ａ 画像データセット
２ｂ 画像データセット
４ 頭蓋
６ 下顎
８ 矢印
１０ 矢印
１２ａ 下部
１２ｂ 上部
１６ サブトラクション画像
１８ 範囲
２０ 範囲
２２ 周辺
２４ 範囲
２６ 周辺
２８ 範囲
３０ 矢印
３２ サブトラクション画像
３４ａ 部分範囲
３４ｂ 部分範囲
３４ｃ 部分範囲
３６ 回転点
３８ 矢印
４０ サブトラクション画像
５０ 差画像
５２ 血管系
５４ 顎関節
５６ 差画像
５８ 下位範囲

Claims (9)

1. 対象（４，６）の２つの医用画像データセット（２ａ，２ｂ）を位置正しく関連付けるために、
   ａ）両画像データセット（２ａ，２ｂ）において、それぞれ、対象（４，６）に関して対応する少なくとも２つの部分範囲（３４ａ〜３４ｃ）が選択され、
   ｂ）各部分範囲（３４ａ〜３４ｃ）において、両画像データセット（２ａ，２ｂ）の位置偏差（ｄ₁，ｄ₂，α）のための局所的尺度（Δ_a，Δ_b，Δ_c）が求められ、
   ｃ）局所的限界値（Ｇ_a，Ｇ_b，Ｇ_c）を上回る局所的尺度（Δ_a，Δ_b，Δ_c）を有する各部分範囲（３４ａ〜３４ｃ）について、両画像データセット（２ａ，２ｂ）の部分範囲（３４ａ〜３４ｃ）が互いに剛体移動（３６，３８）される
   ことを特徴とする対象の２つの医用画像データセットの位置正しい関連付け方法。
2. 両画像データセット（２ａ，２ｂ）の位置偏差（ｄ₁，ｄ₂，α）のための総合尺度（Δ）が求められ、総合尺度（Δ）が総合限界値（Ｇ）よりも小さくなるまで方法ステップａ）〜ｃ）が繰り返されることを特徴とする請求項１記載の方法。
3. 両画像データセット（２ａ，２ｂ）が互いに剛体移動（３０）されることを特徴とする請求項２記載の方法。
4. 総合尺度（Δ）および／または局所的尺度（Δ_a，Δ_b，Δ_c）は、両画像データセット（２ａ，２ｂ）の対応する画素の差であることを特徴とする請求項１乃至３の１つに記載の方法。
5. 画像データセット（２ａ，２ｂ）の剛体移動（３０，３６，３８）は、相互情報アルゴリズムまたは差の二乗和アルゴリズムにより行なわれることを特徴とする請求項１乃至４の１つに記載の方法。
6. 総合尺度（Δ）および／または局所的尺度（Δ_a，Δ_b，Δ_c）は、画像データセット（２ａ，２ｂ）または部分範囲（３４ａ〜３４ｃ）の下位範囲（５８）について求められることを特徴とする請求項１乃至５の１つに記載の方法。
7. 下位範囲（５８）として、画像データセット（２ａ，２ｂ）または部分範囲（３４ａ〜３４ｃ）の次のような範囲、すなわち描出された対象の特定の対象構造（４，６）に割り当てられている範囲が選択されることを特徴とする請求項６記載の方法。
8. 対象構造（４，６）は骨および／またはその周辺であることを特徴とする請求項７記載の方法。
9. 描出された対象（４，６）の剛体的に関連する対象構造（６）に属している画像データセット（２ａ，２ｂ）の複数の部分範囲（３４ａ〜３４ｃ）が互いに関連して剛体移動されることを特徴とする請求項１乃至８の１つに記載の方法。

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