JP2011135968A - 医用画像処理装置および方法、並びにプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】３次元医用画像を入力として、投影面上の投影画像を構成する複数の投影画素の各々と所与の視点とを結ぶ複数の視線の各々について、視線上の複数の探索点から所与の基準を満たす点の画素値を視線上の投影画素の画素値として選択することによって投影画像を生成する際に、視線上に所与の基準を満たす点が複数あった場合でも、選択された画素値を有する探索点の位置をより適切に特定する。
【解決手段】投影画像生成部３１ａが、視線上の投影画素の画素値に関する画素値選択基準を満たす画素値を有する候補点を選択し、候補点が複数存在する場合に、候補点のうち、投影画素の画素値として選択されるべき点の位置に関する位置選択基準を満たす位置にある点の画素値を選択する。これに先立って、ＭＩＰ処理条件設定受付部３１が位置選択基準を予め設定しておくようにした。
【選択図】図２

Description

本発明は、３次元医用画像から投影画像を生成する医用画像処理装置、方法、および、この方法をコンピュータに実行させるプログラムに関するものである。

従来、医療分野では、ＣＴ装置、ＭＲＩ装置、超音波診断装置（エコー）等で得られる３次元医用画像を所望の投影面に投影した投影画像の観察、診断が行われている。このような投影画像を得るために、３次元医用画像中に、任意の視点と投影面上の各投影画素とを通る視線に沿って複数の探索点を設定し、設定された複数の探索点の画素値に基づいて、視線毎に投影画素の画素値を求める画像処理が行われている。このような画像処理としては、例えば、視線毎に探索点の画素値の最大値を抽出して投影するＭＩＰ（Maximum Intensity Projection；最大値投影）処理や最小値を抽出して投影するＭｉｎＩＰ（Minimum Intensity Projection；最小値投影）処理等が知られている。

また、投影画像と任意の断面画像との連動表示を行う技術も提案されている。例えば、ＥＣＴ(Emission CT)装置で得られた複数の断層画像に対して、所望の投影面でのＭＩＰ処理を行うことによってＭＩＰ画像を生成するとともに、ＭＩＰ画像の各投影画素について、対応する視線上でその投影画素の画素値を有する断層画像上の画素の位置をメモリに記憶しておき、オペレータがマウス操作によってＭＩＰ画像上の所望の点を指定すると、指定された点の断層画像上の位置をメモリから取得し、その位置での断層画像を表示する（例えば、特許文献１）。

特開２００２−００６０４４号公報

しかしながら、特許文献１には、ある投影画素に対応する視線上に画素値が最大となる画素が複数あった場合にどの画素の位置をメモリに記憶しておくかについては何ら言及されていない。したがって、このような投影画素がオペレータによって指定されてしまうと、その投影画素に対応する断層画像上の位置が一意に定まらないので、オペレータの所望どおりの断層画像が表示されるとは限らない。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、３次元医用画像中の所与の視点と所与の投影面上の複数の投影画素の各々とを結ぶ複数の視線の各々について、その視線上の各点を探索し、所与の基準に基づいて、探索された点のうちの１つの点の画素値をその視線に対応する投影画素の画素値として選択する画像処理において、視線上に所与の基準を満たす点が複数あった場合でも、選択された画素値を有する探索点の位置をより適切に特定可能な医用画像処理装置および方法、並びにプログラムを提供することを目的とするものである。

本発明の医用画像処理装置は、３次元医用画像を所与の投影面に投影した投影画像を生成する装置であって、前記投影面上の前記投影画像を構成する複数の投影画素の各々と所与の視点とを結ぶ複数の視線の各々について、該視線上の複数の点から、該視線上の投影画素の画素値に関する画素値選択基準を満たす画素値を有する候補点を選択し、該候補点が複数存在する場合に、該候補点のうち、該投影画素の画素値として選択されるべき点の位置に関する位置選択基準を満たす位置にある点の画素値を前記視線上の投影画素の画素値として選択することによって、前記投影画像を生成する投影画像生成手段と、前記投影画像生成手段によって用いられる位置選択基準を設定する位置選択基準設定手段とを設けたことを特徴とする。

本発明の医用画像処理方法は、３次元医用画像を所与の投影面に投影した投影画像を生成する方法であって、前記投影面上の前記投影画像を構成する複数の投影画素の各々と所与の視点とを結ぶ複数の視線の各々について、該視線上の複数の点から、該視線上の投影画素の画素値に関する画素値選択基準を満たす画素値を有する候補点を選択し、該候補点が複数存在する場合に、該候補点のうち、該投影画素の画素値として選択されるべき点の位置に関する位置選択基準を満たす位置にある点の画素値を前記視線上の投影画素の画素値として選択することによって前記投影画像を生成するステップと、前記ステップに先立って、前記位置選択基準を設定するステップとを有することを特徴とする。

本発明の医用画像処理プログラムは、コンピュータに上記方法を実行させるためのものである。

本発明の「３次元医用画像」の具体例としては、ＣＴやＭＲＩ等のモダリティで被検体を所与のスキャン方向にスキャンすることによって取得された画像が挙げられる。

「所与の視点」は１つの視点とし、中心投影によって投影画像を生成してもよいし、「所与の視点」を投影画素と同数の視点（あるいは投影面から無限遠方にある１つの視点）とし、平行投影によって投影画像を生成してもよい。

「画素値選択基準」の具体例としては、前記視線上の複数の点の画素値のうち最大または最小のいずれか一方の値を有する点を前記候補点とするものが挙げられる。ここで、最大値を候補点とする投影画像生成法はＭＩＰ処理に相当し、最小値を候補点とする投影画像生成法はＭｉｎＩＰ処理に相当する。また、「画素値選択基準」の他の具体例としては、前記視線上の複数の点の画素値のうち最大または最小のいずれか一方の値から所与の許容範囲内にある値を有する点を前記候補点とするものが挙げられる。さらに、「画素値選択基準」は、前記視線上の各点の近傍の所与の探索区間内の画素値の積分値に関する基準であってもよい。この場合、「画素値選択基準」は、上記と同様に、積分値が最大または最小のいずれか一方の値となる点を前記候補点とするものや、積分値のうち最大または最小のいずれか一方の値から所与の許容範囲内にある積分値となる点を前記候補点とするものが考えられる。

「位置選択基準」の具体例としては、前記複数の候補点のうち、該候補点を通る視線上の視点から投影画素に向かう向きにおいて、最初または最後のいずれか一方に出現した点の画素値を前記視線上の投影画素の画素値として選択するものが挙げられる。

また、「位置選択基準」は、複数の位置選択基準からユーザによって選択された１つの位置選択基準が設定されるようにしてもよい。

本発明において、前記位置選択基準を満たす点の位置を、該位置選択基準を満たす点を通る視線上の投影画素と関連づけて記憶装置に記憶させるようにすることが好ましい。ここで、記憶装置に記憶された位置情報の利用例としては、前記投影画像中の任意の投影画素の指定を受け付け、該指定された投影画素と関連づけられた点の位置を前記記憶装置から取得し、前記３次元医用画像から、前記取得された位置を通る断面を表す１以上の断面画像を生成することが考えられる。さらに、前記断面画像上の前記取得された位置をユーザが識別可能な表示態様で前記断面画像とともに表示装置に表示させるようにしてもよい。

本発明によれば、所与の投影面上の複数の投影画素の各々と所与の視点とを結ぶ複数の視線の各々について、視線上の複数の点から画素値選択基準を満たす画素値を有する候補点を選択し、候補点が複数存在する場合に、候補点のうち位置選択基準を満たす位置にある点の画素値を視線上の投影画素の画素値として選択することによって、３次元医用画像から投影画像を生成することができるが、これに先立って、位置選択基準を設定するようにしたので、視線上に画素値選択基準を満たす点が複数あった場合でも、投影画素として選択された画素値を有する点の位置をより適切に特定することが可能になる。

本発明の実施の形態となる医用画像処理装置が導入された医用画像診断システムの概略構成図 本発明の実施形態における医用画像処理機能を実現する構成および処理の流れを模式的に示したブロック図 ３次元医用画像に対するＭＩＰ処理と断面画像の断面位置を模式的に表した図 ＭＩＰ処理における探索点毎の画素値を表したグラフの一例 ＭＩＰ処理の詳細な処理条件の設定の流れを表したフローチャートの一例 ＭＩＰ画像と断面画像の連動表示の一例を表した図 本発明の実施形態における医用画像診断システムを用いた画像処理の流れを表したフローチャート 本発明の実施の形態の変形例となる医用画像診断システムの概略構成図

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態となる医用画像処理装置が導入された医用画像診断システムについて説明する。

図１は、この医用画像診断システムの概要を示すハードウェア構成図である。図に示すように、このシステムでは、モダリティ１と、画像保管サーバ２と、画像処理ワークステーション３とが、ネットワーク９を経由して通信可能な状態で接続されている。

モダリティ１には、被検体の検査対象部位を撮影することにより、その部位を表す３次元医用画像の画像データを生成し、その画像データにＤＩＣＯＭ規格で規定された付帯情報を付加して、画像情報として出力する装置が含まれる。具体例としては、ＣＴ、ＭＲＩなどが挙げられる。本実施形態では、ＣＴで被検体の体軸方向にスキャンすることによって３次元画像データを生成する場合について説明する。

画像保管サーバ２は、モダリティ１で取得された医用画像データや画像処理ワークステーション３での画像処理によって生成された医用画像の画像データを画像データベースに保存・管理するコンピュータであり、大容量外部記憶装置やデータベース管理用ソフトウェア（たとえば、ＯＲＤＢ（Object Relational Database）管理ソフトウェア）を備えている。

画像処理ワークステーション３は、読影者からの要求に応じて、モダリティ１や画像保管サーバ２から取得した医用画像データに対して画像処理（画像解析を含む）を行い、生成された画像を表示するコンピュータであり、ＣＰＵ，主記憶装置、補助記憶装置、入出力インターフェース、通信インターフェース、入力装置（マウス、キーボード等）、表示装置（ディスプレイモニタ）、データバス等の周知のハードウェア構成を備え、周知のオペレーションシステム等がインストールされたものである。本発明の医用画像処理は、この画像処理ワークステーション３に実装されており、この処理は、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体からインストールされたプログラムを実行することによって実現される。また、プログラムは、インターネット等のネットワーク経由で接続されたサーバの記憶装置からダウンロードされた後にインストールされたものであってもよい。

画像データの格納形式やネットワーク９経由での各装置間の通信は、ＤＩＣＯＭ（Digital Imaging and Communications in Medicine）等のプロトコルに基づいている。

図２は、画像処理ワークステーション３の機能のうち、本発明の実施形態となる医用画像処理に関連する部分を示すブロック図である。図に示すように、本発明の実施形態となる医用画像処理は、ＭＩＰ処理部３１、ＭＩＰ処理条件設定受付部３２、投影画素指定受付部３３、指定位置取得部３４、断面画像生成部３５、表示制御部３６によって実現される。また、３次元医用画像Ｖ、ＭＩＰ処理対象領域Ｒ_MIP、視線方向VL_MIP、画素値選択基準Ｃ_Val、位置選択基準Ｃ_Pos、ＭＩＰ画像Ｉ_MIP、選択位置情報ZB_MIP、投影画素Ｐ_MIP、断面画像Ｉ_A, Ｉ_C, Ｉ_S, Ｉ_Oは、各々、上記各処理部によって、画像処理ワークステーション３の所定のメモリ領域に対して読み書きされるデータである。

ＭＩＰ処理部３１は、投影画像生成部３１ａと選択位置記憶部３１ｂとからなり、投影画像生成部３１ａが３次元医用画像Ｖを入力としてＭＩＰ処理を行ってＭＩＰ画像Ｉ_MIPを出力するとともに、選択位置記憶部３１ｂがＭＩＰ画像Ｉ_MIPの各画素の画素値として選択された３次元医用画像Ｖ中の画素の位置（選択位置情報ZB_MIP）を所定のメモリ領域に記憶させる。

図３は、３次元医用画像Ｖを立方体として模式的に表した例であり、上下方向が被検体の体軸方向、奥行き方向が被検体の前後方向、左右方向が被検体の左右方向を表している。この例では、投影画像生成部３１ａが、所与のＭＩＰ処理対象領域Ｒ_MIP（点Ｒ₁からＲ₈を頂点とする直方体の領域）を所与の視線方向VL_MIPに平行投影する場合、視線方向VL_MIPに垂直な投影面（図示省略）上の複数の投影画素の各々を通る視線方向VL_MIPの複数の視線の各々について、その視線上の複数の点（探索点）を探索し、所与の画素値選択基準Ｃ_Valを満たす探索点を候補点として仮選択し、所与の位置選択基準Ｃ_Posを満たす候補点の画素値をその視線上の投影画素の画素値として最終的に選択する。これにより、各視線上について最終的に選択された画素値を投影画素の画素値とするＭＩＰ画像Ｉ_MIPが生成される。その際、選択位置記憶部３１ｂは、最終的に選択された候補点の３次元医用画像Ｖ中における座標値を、対応する各投影画素に関連づけて選択位置情報ZB_MIPとして所定のメモリ領域に記憶させる。なお、ＭＩＰ処理対象領域Ｒ_MIP、視線方向VL_MIP、画素値選択基準Ｃ_Val、位置選択基準Ｃ_Posは、ＭＩＰ処理条件設定受付部３２から与えられる処理パラメータである。

画素値選択基準Ｃ_Valの第１の具体例としては、ある視線上の画素値が極大となる探索点（極大探索点）のうち、その視線上の探索点の画素値の最大値から所与の許容範囲内にある画素値を有する極大探索点を候補点として仮選択するという基準が挙げられる（以下、この基準を単独画素値基準と呼ぶ）。すなわち、極大探索点の集合を{x₁, x₂, x₃, ・・・x_k,・・・, x_n}とし、許容誤差をεとしてε=0のときの画素値の最大値をPV_maxとしたときに、投影画像生成部３１ａは、
PV_max-ε≦PV(x_k) (1)
を満たす点を候補点として仮選択する。なお、ある探索点が極大探索点かどうかは、その探索点と、その探索点を通る視線上でその探索点の前後の点との間での画素値の変化を求め、その探索点の前の点からその探索点に向かって画素値が大きくなり、その探索点からその後の点に向かって画素値が小さくなっていれば、その探索点は極大探索点と判断できる。

一方、位置選択基準Ｃ_Posの具体例としては、候補点のうち視線方向VL_MIPにおける視線の探索において最初（または最後）に出現した点をその視線上の投影画素値として最終的に選択するという基準が挙げられる。

図４は、ある視線上の各探索点における画素値の一例を表したグラフである。この視線上で画素値が最大となる点X₂に対して、点X₁, X₃, X₄が上式(2)を満たす極大探索点の場合、上式(2)を満たす極大探索点のうち最初に出現した点を最終的に選択するという位置選択基準であれば、点X₁が最終的に選択され、上式(2)を満たす極大探索点のうち最後に出現した点を最終的に選択するという位置選択基準であれば、点X₄が最終的に選択される。

また、画素値選択基準Ｃ_Valの第２の具体例としては、ある視線上の画素値が極大となる探索点（極大探索点）のうち、その点の近傍の所与の範囲の画素値の積分値が、各極大探索点における積分値の最大値から所与の許容範囲内にある極大探索点を候補点として仮選択するという基準が挙げられる（以下、この基準を積分値基準と呼ぶ）。すなわち、極大探索点の集合を{x₁, x₂, x₃, ・・・x_k,・・・, x_n}とし、積分範囲をx_k-s≦x_k≦x_k+s、許容誤差をεとしてε=0のときの積分の最大値をIV_maxとしたときに、投影画像生成部３１ａは、
IV_max-ε≦IV(x_k) (2)
となる点を候補点として仮選択する。

ここで、

であり、PV(x)は探索点xにおける画素値を表す。

図４を例にすると、許容範囲εの設定によっては、極大探索点X₁, X₂, X₃, X₄のうち上記積分値がその最大値から許容範囲εの範囲内にある点X₃のみが仮選択されることになる。一方、従来のＭＩＰ処理のように視線上の各探索点の画素値のみに着目すると、点X₂の画素値が最大画素値となるが、この例のように点X₂の周辺で画素値が急峻な変化をしている場合には点X₂はノイズを表す点であり、投影画素として最終的に選択される点として適切ではないこともある。このように、上記の積分値を用いた手法では、各点の周辺の画素値も考慮するので、その結果、点X₃が最終的に選択され、周辺の画素値も大きく信頼性の高い点を見つけることが可能になる。なお、上記式(2)を満たす極大探索点（候補点）が複数存在する場合には、例えば、上記の位置選択基準Ｃ_Posに基づいて投影画素に対応する点が候補点から最終的に選択される。

ＭＩＰ処理条件設定受付部３２は、ＭＩＰ処理部３１の処理パラメータである、ＭＩＰ処理対象領域Ｒ_MIP、視線方向VL_MIP、画素値選択基準Ｃ_Val、位置選択基準Ｃ_Posの設定操作を受け付けるユーザインターフェースである。ユーザは、画像処理ワークステーション３に表示されたこれらの処理パラメータの設定画面で、マウスやキーボード等の入力装置を操作して、各処理パラメータの設定を行い、ＭＩＰ処理条件設定受付部３２は、設定された各処理パラメータの値を所定のメモリ領域に格納する。図５は、処理パラメータの設定の流れを示したフローチャートの例である。図に示したように、ユーザはＭＩＰ処理対象領域Ｒ_MIP、視線方向VL_MIPの設定を行い（#11, #12）、画素値選択基準Ｃ_Valを設定し(#13)、積分値基準と設定された場合には(#14;積分値)、ユーザは許容範囲εおよび積分範囲sの設定を行い(#15)、単独画素値基準と設定された場合には(#14;単独画素値)、ユーザは許容範囲εの設定を行い(#16)、最後に、ユーザは位置選択基準Ｃ_Posの設定を行う(#17)。

投影画素指定受付部３３は、画像処理ワークステーション３のディスプレイに表示されたＭＩＰ画像Ｉ_MIP中の点（投影画素Ｐ_MIP）の指定を受け付けるユーザインターフェースである。具体的には、ユーザがマウス等のポインティングデバイスを操作して、表示されたＭＩＰ画像Ｉ_MIP中の所望の点をクリックすると、投影画素指定受付部３３は、ＭＩＰ画像Ｉ_MIPにおける指定された点（投影画素Ｐ_MIP）を特定する。ここで指定される投影画素Ｐ_MIPは、後述のＭＩＰ画像Ｉ_MIPと断面画像Ｉ_A, Ｉ_C, Ｉ_S, Ｉ_Oの連動表示の基準となる点である。

指定位置取得部３４は、選択位置情報ZB_MIPから、投影画素Ｐ_MIPに関連づけられた３次元医用画像Ｖ中の位置Ｐ_Vを取得する。

断面画像生成部３５は、３次元医用画像Ｖを入力として、ユーザによって設定された断面の傾き等の処理パラメータに基づき、３次元医用画像Ｖ中の位置Ｐ_Vを通るアキシャル断面画像Ｉ_A、コロナル断面画像Ｉ_C、サジタル断面画像Ｉ_S、任意の斜位断面画像Ｉ_Oを生成する。ここで、ＭＩＰ画像の処理対象領域Ｒ_MIP、視線方向VL_MIP、指定位置Ｐ_MIP（対応位置Ｐ_V）、および、各断面画像Ｉ_A, Ｉ_C, Ｉ_S, Ｉ_Oの位置関係の例は図３に模式的に示したとおりである。また、各断面画像の生成には、公知のＭＰＲ(Multi Planar Reconstruction)の手法を用いることができる。なお、生成する断面画像は、例えば、上記各断面画像の一部であってもよいし、複数の斜断面による斜位断面画像であってもよい。また、断面画像の生成のための処理パラメータは、設定ファイル等に定義されたものであってもよい。この場合は、断面画像生成部３５は、その設定ファイル等から上記処理パラメータを読み込む。

表示制御部３６は、図６に例示したように、画像処理ワークステーション３のディスプレイに、ＭＩＰ画像Ｉ_MIP、アキシャル断面画像Ｉ_A、コロナル断面画像Ｉ_C、サジタル断面画像Ｉ_S、任意の斜位断面画像Ｉ_Oを並べて表示させるとともに、ＭＩＰ画像Ｉ_MIP上の投影画素Ｐ_MIPの位置、各断面画像Ｉ_A, Ｉ_C, Ｉ_S, Ｉ_O上の投影画素Ｐ_MIPに対応する位置Ｐ_Vを識別するマーカーを重畳表示させる。なお、図６の各断面画像Ｉ_A, Ｉ_C, Ｉ_S, Ｉ_O上の直線は、各断面画像の断面位置を表している。

次に、本発明の実施形態となる医用画像処理を用いた画像診断の流れについて説明する。図７は、本発明の実施形態となる医用画像処理ソフトウェアの実行下でのユーザの操作や、演算処理、表示処理等の流れを示したフローチャートである。

まず、３次元医用画像Ｖの画像データが取得される(#1)。ここで、３次元医用画像データＶは、依頼元の診療科の医師からの検査オーダーに基づいてモダリティ１で撮影され、画像保管サーバ２に保管されたものである。ユーザは、画像処理ワークステーション３に実装された公知のオーダリングシステムの操作端末インターフェースを操作し、処理対象の３次元医用画像データＶの取得を要求する。この操作に応じて、画像処理ワークステーションは画像保管サーバ２に対して３次元医用画像データＶの検索要求を送信し、画像保管サーバ２は、データベース検索により、処理対象の３次元医用画像データＶを取得し、画像処理ワークステーション３に送信する。そして、画像処理ワークステーション３は、所定のハンギングプロトコルに基づいて、受信した３次元医用画像データＶから再構成された画像をディスプレイに表示させる(#2)。ここで、ユーザがディスプレイに表示されたユーザインターフェースからＭＩＰ処理を行うことを選択すると、本発明の実施形態となる医用画像処理ソフトウェアが起動される。

この医用画像処理ソフトウェアの実行下では、まず、ユーザがＭＩＰ処理の処理パラメータであるＭＩＰ処理対象領域Ｒ_MIP、視線方向VL_MIP、画素値選択基準Ｃ_Val、位置選択基準Ｃ_Posの設定操作を行い、ＭＩＰ処理条件設定受付部３２が各処理パラメータの設定内容を受け付ける(#3)。ＭＩＰ処理部３１では、投影画像生成部３１ａが、３次元医用画像データＶを入力として、ＭＩＰ処理条件設定受付部３２で受け付けられた各処理パラメータ（ＭＩＰ処理対象領域Ｒ_MIP、視線方向VL_MIP、画素値選択基準Ｃ_Val、位置選択基準Ｃ_Pos）に基づいて前述のＭＩＰ処理を実行し、ＭＩＰ画像Ｉ_MIPを生成するとともに、選択位置記憶部３１ｂが、ＭＩＰ画像Ｉ_MIPの各投影画素と、各投影画素の画素値として選択された３次元医用画像Ｖ中の画素の位置とを関連づけて、選択位置情報ZB_MIPとして所定のメモリ領域に記憶させる(#4)。表示制御部３６は、生成されたＭＩＰ画像Ｉ_MIPをディスプレイに表示させる(#5)。

ここで、ユーザがマウス等の操作により、ディスプレイに表示されたＭＩＰ画像Ｉ_MIP中の所望の点、すなわち、ＭＩＰ画像Ｉ_MIPと断面画像Ｉ_A, Ｉ_C, Ｉ_S, Ｉ_Oの連動表示の基準となる点の指定を行うと、投影画素指定受付部３３は、指定された投影画素Ｐ_MIPを特定する(#6)。指定位置取得部３４は、選択位置記憶部３１ｂによって記憶された選択位置情報ZB_MIPから、投影画素指定受付部３３によって特定された投影画素Ｐ_MIPに関連づけられた３次元医用画像Ｖ中の位置Ｐ_Vを取得する(#7)。

断面画像生成部３４は、３次元医用画像Ｖを入力として、所与の処理パラメータに基づき、３次元医用画像Ｖ中の位置Ｐ_Vを通るアキシャル断面画像Ｉ_A、コロナル断面画像Ｉ_C、サジタル断面画像Ｉ_S、任意の斜位断面画像Ｉ_Oを生成する(#8)。そして、表示制御部３６が、ＭＩＰ画像Ｉ_MIPに投影画素Ｐ_MIPを表すマーカーを重畳させるとともに、各断面画像Ｉ_A, Ｉ_C, Ｉ_S, Ｉ_Oに投影画素Ｐ_MIPに対応する位置Ｐ_Vを表すマーカーを重畳させて、各画像Ｉ_MIP, Ｉ_A, Ｉ_C, Ｉ_S, Ｉ_Oをディスプレイに表示させる(#9)。

以上のように、本発明の実施形態では、ＭＩＰ処理部３１の投影画像生成部３１ａが、所与の投影面上の複数の投影画素の各々と所与の視点とを結ぶ複数の視線の各々について、画素値選択基準Ｃ_Valを満たす画素値を有する候補点を仮選択し、候補点が複数存在する場合に、候補点のうち位置選択基準Ｃ_Posを満たす位置にある点の画素値を視線上の投影画素の画素値として最終的に選択することによって、３次元医用画像ＶからＭＩＰ画像Ｉ_MIPを生成するが、これに先立って、ＭＩＰ処理条件設定受付部３２が位置選択基準Ｃ_Posを設定するようにしたので、視線上に画素値選択基準Ｃ_Valを満たす点が複数あった場合でも、投影画素として選択された画素値を有する点の位置をより適切に特定することが可能になる。

そして、ＭＩＰ画像Ｉ_MIPの生成の際に、選択位置記憶部３１ｂが、位置選択基準Ｃ_Posを満たす点の位置とその点を通る視線上の投影画素とを関連づけた選択位置情報ZB_MIPをメモリに記憶させておき、投影画像指定受付部３３がユーザから連動表示の基準となる投影画素Ｐ_MIPの指定を受け付けると、指定位置取得部３４は、選択位置情報ZB_MIPに基づいて、投影画素Ｐ_MIPに対応する３次元医用画像Ｖ中の位置Ｐ_Vを特定し、断面画像生成部３５が、位置Ｐ_Vを通る断面画像Ｉ_A, Ｉ_C, Ｉ_S, Ｉ_Oを生成し、表示制御部３６が、ＭＩＰ画像Ｉ_MIPと断面画像Ｉ_A, Ｉ_C, Ｉ_S, Ｉ_Oの連動表示を行う。ここで表示される断面画像Ｉ_A, Ｉ_C, Ｉ_S, Ｉ_Oは、上記のＭＩＰ処理条件設定受付部３２で設定された位置選択基準Ｃ_Posに基づいて選択された適切な位置を通るものであるから、ユーザは、より適切な断面画像を読影することが可能になり、読影精度や効率の向上に資する。

なお、上記単独画素値基準によるＭＩＰ処理において、式(1)の許容誤差εに0を設定した場合、視線上で画素値が最大となる点のみが仮選択され、画素値が最大となる点が複数あった場合のみ、位置選択基準Ｃ_Posに基づいて選択位置情報ZB_MIPとして記憶される位置が最終的に選択されることになる。同様に、上記積分値基準によるＭＩＰ処理において、式(2)の許容誤差εに0を設定した場合、視線上で積分値が最大となる点のみが仮選択され、積分値が最大となる点が複数あった場合のみ、位置選択基準Ｃ_Posに基づいて選択位置情報ZB_MIPとして記憶される位置が最終的に選択されることになる。

上記実施形態において、ＭＩＰ処理部３１の投影画像生成部３１ａで行われる処理については、診断対象や目的に応じて様々な変形例が考えられる。例えば、動脈瘤を判断する場合には、アキシャル断面画像から骨領域を抽出し、抽出された骨領域をアキシャル断面画像から除去した画像（例えば、特開2008-043565号公報参照）に対して投影画像生成部３１ａによる処理を行うことが考えられる。

また、上記実施形態においてはＭＩＰ処理を例として説明を行ったが、本発明の医用画像処理をＭｉｎＩＰ処理に適用することも可能である。その場合、上記説明の画素値や積分値の大小関係を逆転させて読み替えればよい。さらに、ＭｉｎＩＰ処理についても、診断対象や目的に応じて様々な変形例が考えられる。例えば、腹痛で腸管外ガスが疑われる場合、腹部領域のアキシャル断面画像中の体表内領域に対してＭｉｎＩＰ処理を行うことが考えられる。具体的には、複数の検査シリーズの３次元医用画像の各々に含まれる複数のアキシャル断面画像に対して撮影部位の認識処理を行うことによって腹部領域を表す断面画像が含まれる検査シリーズの３次元医用画像を抽出し（例えば、特開2008-259682号公報参照）、抽出された検査シリーズの３次元医用画像に含まれるアキシャル断面画像の各々について、被検体の体表内を表す被検体領域と、被検体の体表外を表す非被写体領域とに分類し（例えば、特開2009-082463号公報参照）、各断面画像の被検体領域に対してＭｉｎＩＰ処理を行う。あるいは、上記の部位認識処理により腹部領域を表す断面画像のみを抽出し、その体表内領域に対してＭｉｎＩＰ処理を行うようにしてもよい。

上記実施形態やその変形例におけるＭＩＰ処理やＭｉｎＩＰ処理の詳細な処理条件については、撮影プロトコルや検査オーダーに基づいてユーザが手動操作によって設定してもよいし、画像処理ワークステーション３が自動的に設定するようにしてもよい。例えば、撮影部位や検査目的毎にＭＩＰ／ＭｉｎＩＰ処理の処理条件を定義した参照テーブルを画像処理ワークステーション３に設けておき、撮影プロトコルや検査オーダーの電子データ、または、３次元医用画像Ｖの付帯情報を解析することによって撮影部位や検査目的の情報を取得し、取得された情報を参照キーとして上記参照テーブルを検索することによって、その情報に合致する処理条件を取得、設定することが考えられる。あるいは、撮影プロトコルや検査オーダーに上記処理条件の情報自体を付加しておき、画像処理ワークステーション３がその処理条件の情報を取得して自動設定するようにしてもよい。

上記の実施形態および変形例はあくまでも例示であり、上記のすべての説明が本発明の技術的範囲を限定的に解釈するために利用されるべきものではない。

この他、上記の実施形態におけるシステム構成、処理フロー、モジュール構成等に対して、本発明の趣旨から逸脱しない範囲で様々な改変を行ったものも、本発明の技術的範囲に含まれる。

例えば、上記の実施形態では、図２に示された各処理が１台の画像処理ワークステーション３で行われるように説明したが、複数台のワークステーションに各処理を分散して協調処理するように構成してもよい。

また、上記の実施形態では、画像処理ワークステーション３が画像保管サーバ２から３次元医用画像データＶ自体を取得するようにシステムを構成していたが、３次元医用画像データＶは容量が大きく、画像保管サーバ２における保存コストが膨大になってしまうだけでなく、ネットワーク９を介して３次元医用画像データＶを転送する際には、ネットワークの負荷や通信コストも膨大になってしまう。したがって、実際の医療現場では、画像処理ワークステーション３が、３次元医用画像データＶを画像保管サーバ２から取得してＭＩＰ画像Ｉ_MIPと断面画像Ｉ_A, Ｉ_C, Ｉ_S, Ｉ_Oの生成や連動表示を行うという上記システム構成を実現することは困難な場合もある。そこで、図８に例示した、モダリティ１と、画像保管サーバ２と、画像処理ワークステーション３と、画像ビューア４とが、ネットワーク９を経由して通信可能な状態で接続された従来のＰＡＣＳ (Picture Archive and Communication Systems)に本発明の医用画像処理を実装することも考えられる。この場合、図２のＭＩＰ処理部３１、ＭＩＰ処理条件設定受付部３２、断面画像生成部３５を画像処理ワークステーション３に実装し、投影画素指定受付部３３、指定位置取得部３４、表示制御部３６を画像ビューア４に実装する。具体的には、画像処理ワークステーション３において、予めＭＩＰ画像Ｉ_MIPや選択位置情報ZB_MIP、断面画像（例えばＩ_A）を生成しておき、画像保管サーバ２に保管しておく。ここで、このシステムがＤＩＣＯＭに準拠して構成されている場合には、ＭＩＰ画像Ｉ_MIPと選択位置情報ZB_MIPとを１つのＤＩＣＯＭファイルとして取り扱うことができる。あるいは、選択位置情報ZB_MIPに対して識別コードを付与し、ＭＩＰ画像Ｉ_MIPの付随情報として、この識別コードを関連づけておいてもよい。そして、画像ビューア４は、画像保管サーバ２から読影対象のＭＩＰ画像Ｉ_MIPとともに選択位置情報ZB_MIPを取得して、ＭＩＰ画像Ｉ_MIPを画像ビューア４のディスプレイに表示する。ユーザがディスプレイに表示されたＭＩＰ画像Ｉ_MIP中の所望の投影画素Ｐ_MIPを指定する操作を行うと、画像ビューア４において、投影画素指定受付部３３が投影画素Ｐ_MIPの指定を受け付け、指定位置取得部３４が、指定された投影画素Ｐ_MIPに関連づけられた３次元医用画像Ｖ中の位置Ｐ_Vを、画像保管サーバ２から取得した選択位置情報ZB_MIPに基づいて特定する。画像ビューア４は、特定された位置Ｐ_Vにおける断面画像（例えばＩ_A）を画像保管サーバ２に要求して取得し、上記実施形態と同様の態様でディスプレイに表示させる。このように、本発明をＰＡＣＳ環境下に実装した場合でも、画像ビューア４が３次元医用画像データＶを予め取得しておくことなく、ＭＩＰ画像Ｉ_MIPと断面画像（例えばＩ_A）の連動表示が実現される。

１ モダリティ
２ 画像保管サーバ
３ 画像処理ワークステーション
４ 画像ビューア
９ ネットワーク
３１ ＭＩＰ処理部
３１ａ 投影画像生成部
３１ｂ 選択位置記憶部
３２ ＭＩＰ処理条件設定受付部
３３ 投影画素指定受付部
３４ 指定位置取得部
３５ 断面画像生成部
３６ 表示制御部

Claims (12)

1. ３次元医用画像を所与の投影面に投影した投影画像を生成する医用画像処理装置であって、
   前記投影面上の前記投影画像を構成する複数の投影画素の各々と所与の視点とを結ぶ複数の視線の各々について、該視線上の複数の点から、該視線上の投影画素の画素値に関する画素値選択基準を満たす画素値を有する候補点を選択し、該候補点が複数存在する場合に、該候補点のうち、該投影画素の画素値として選択されるべき点の位置に関する位置選択基準を満たす位置にある点の画素値を前記視線上の投影画素の画素値として選択することによって、前記投影画像を生成する投影画像生成手段と、
   前記投影画像生成手段によって用いられる位置選択基準を設定する位置選択基準設定手段とを備えたことを特徴とする医用画像処理装置。
2. 前記位置選択基準を満たす点の位置を、該位置選択基準を満たす点を通る視線上の投影画素と関連づけて記憶装置に記憶させる選択位置記憶手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の医用画像処理装置。
3. 前記投影画像中の任意の投影画素の指定を受け付ける投影画素指定受付手段と、
   該指定された投影画素と関連づけられた点の位置を前記記憶装置から取得する指定位置取得手段と、
   前記３次元医用画像から、前記取得された位置を通る断面を表す１以上の断面画像を生成する断面画像生成手段とをさらに備えたことを特徴とする請求項２に記載の医用画像処理装置。
4. 前記断面画像上の前記取得された位置をユーザが識別可能な表示態様で前記断面画像とともに表示装置に表示させる表示制御手段をさらに備えたことを特徴とする請求項３に記載の医用画像処理装置。
5. 前記位置選択基準設定手段は、複数の位置選択基準からユーザによって選択された１つの位置選択基準を設定するものであることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の医用画像処理装置。
6. 前記位置選択基準は、前記複数の候補点のうち、該候補点を通る視線上の視点から投影画素に向かう向きにおいて、最初または最後のいずれか一方に出現した点の画素値を前記視線上の投影画素の画素値として選択するものであることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の医用画像処理装置。
7. 前記画素値選択基準は、前記視線上の複数の点の画素値のうち最大または最小のいずれか一方の値を有する点を前記候補点とするものであることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の医用画像処理装置。
8. 前記画素値選択基準は、前記視線上の複数の点の画素値のうち最大または最小のいずれか一方の値から所与の許容範囲内にある値を有する点を前記候補点とするものであることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の医用画像処理装置。
9. 前記画素値選択基準は、前記視線上の各点の近傍の所与の探索区間内の画素値の積分値が、最大または最小のいずれか一方の値となる点を前記候補点とするものであることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の医用画像処理装置。
10. 前記画素値選択基準は、前記視線上の各点の近傍の所与の探索区間内の画素値の積分値が、最大または最小のいずれか一方の値から所与の許容範囲内にある値となる点を前記候補点とするものであることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の医用画像処理装置。
11. ３次元医用画像を所与の投影面に投影した投影画像を生成する医用画像処理方法であって、
    前記投影面上の前記投影画像を構成する複数の投影画素の各々と所与の視点とを結ぶ複数の視線の各々について、該視線上の複数の点から、該視線上の投影画素の画素値に関する画素値選択基準を満たす画素値を有する候補点を選択し、該候補点が複数存在する場合に、該候補点のうち、該投影画素の画素値として選択されるべき点の位置に関する位置選択基準を満たす位置にある点の画素値を前記視線上の投影画素の画素値として選択することによって前記投影画像を生成するステップと、
    前記ステップに先立って、前記位置選択基準を設定するステップとを有することを特徴とする医用画像処理方法。
12. コンピュータに、３次元医用画像を所与の投影面に投影した投影画像を生成させる医用画像処理プログラムであって、
    該コンピュータに、
    前記投影面上の前記投影画像を構成する複数の投影画素の各々と所与の視点とを結ぶ複数の視線の各々について、該視線上の複数の点から、該視線上の投影画素の画素値に関する画素値選択基準を満たす画素値を有する候補点を選択し、該候補点が複数存在する場合に、該候補点のうち、該投影画素の画素値として選択されるべき点の位置に関する位置選択基準を満たす位置にある点の画素値を前記視線上の投影画素の画素値として選択することによって前記投影画像を生成するステップと、
    前記ステップに先立って、前記位置選択基準を設定するステップとを実行させることを特徴とする医用画像処理プログラム。

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