JP2012217770A - 画像処理装置、その処理方法及びプログラム - Google Patents
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Abstract
対象物体が表示されたボディマーク上に、異なる形状で撮像された当該対象物体における注目領域を合成して表示できるようにした技術を提供する。
【解決手段】
画像処理装置は、第1の形状の対象物体を表すボディマーク上に該対象物体における注目領域の位置を表示する。ここで、画像処理装置は、第1の形状とは異なる第2の形状の対象物体の画像を取得する画像取得手段と、第2の形状の対象物体における注目領域の位置を、第1の形状の前記対象物体における対応位置に変換する変換手段と、当該変換された注目領域の位置をボディマーク上に表示する合成手段とを具備する。
【選択図】 図1
Description
図1は、本発明の一実施の形態に係わる画像処理装置を配して構成した画像処理システムの構成の一例を示す図である。
画像処理装置10は、まず、3次元画像取得部18において、データサーバ34から伏臥位時の乳房のMRI画像80を取得する。なお、本実施形態においては、MRI画像80内から乳房の表面81が伏臥位時の乳房の形状として予め抽出されているものとする。また、本実施形態においては、乳頭82、乳房上端(不図示)、乳房下端(不図示)、乳房左端(不図示)、乳房右端(不図示)を伏臥位時の乳房の特徴点とする。これら特徴点の位置XIk Prone(1≦Ik≦IIn)も、伏臥位のMRI画像80から予め抽出されているものとする。これら伏臥位時の乳房の形状や、特徴点に関する情報は、MRI画像80の取得時にデータサーバ34から同時に取得される。なお、Ikは特徴点それぞれに予め割り振られたインデックスを示し、Inは特徴点の数(本実施形態においては、「5」)を示す。
画像処理装置10は、断層画像取得部12において、第1の画像撮像装置31から画像処理装置10へと逐次入力される超音波断層画像60を取得する。
画像処理装置10は、位置姿勢取得部13において、位置姿勢計測装置32から画像処理装置10へと逐次入力されるプローブ40の位置姿勢データを取得する。
画像処理装置10は、形状データ算出部14において、仰臥位時の乳房の形状を取得する。具体的には、操作者がプローブ40の先端の中央部41を仰臥位時の乳房の表面51の複数箇所に接触させた瞬間の位置座標ベクトルを取得する。仰臥位時の乳房の形状は、これらの位置座標ベクトル群として表現されるものとする。
画像処理装置10は、物理変換規則算出部19において、伏臥位時の乳房の形状を、仰臥位時の乳房の形状と略一致するように変換させるための物理変換規則を算出する。
画像処理装置10は、ボディマーク取得部11において、第1の画像撮像装置31から乳房の概略形状を表すボディマーク70を取得する。本実施形態においては、乳頭72、乳房上端73、乳房下端74、乳房内端75、乳房外端76をボディマーク70の特徴点とする。これら特徴点の位置XIk Bodymark(1≦Ik≦In)は、予め抽出されており、ボディマーク取得部11において、ボディマーク70とともに第1の画像撮像装置31から取得されるものとする。なお、これらの特徴点は、ボディマーク座標系94(ボディマークを含む平面をXY平面とし、それと直交する軸をZ軸として定義した座標系)で表されるものとし、本実施形態においては、XY平面上のみに存在するものとする。
画像処理装置10は、ボディマーク変換規則算出部15において、特徴点の位置の算出処理を行なう。より具体的には、伏臥位時の乳房の特徴点の位置XIk Prone(1≦Ik≦In)を、S105の処理で算出された物理変換規則に基づいて、仰臥位時の乳房の特徴点の位置XIk Supine(1≦Ik≦In)に変換する。
画像処理装置10は、ボディマーク変換規則算出部15において、仰臥位時の乳房の形状を、ボディマーク70の形状と略一致するように変換させるためのボディマーク変換規則を算出する。具体的には、仰臥位時の乳房の特徴点の位置XIk Supineと、ボディマーク70の特徴点の位置XIk Bodymarkとを対応するように変換させるためのボディマーク変換規則を算出する。ボディマーク変換規則の算出には、例えば、特許文献1に開示されている手法を用いれば良い。ボディマーク変換規則は、特徴点の位置の変換時において、仰臥位時の乳房上の各点が、ボディマーク座標系94におけるXY平面上の対応位置まで移動する際の移動量を表す3次元変位ベクトル群で表現される。
画像処理装置10は、注目領域取得部21において、データサーバ34から画像処理装置10へ入力される伏臥位時の病変領域87の形状データを取得する。本実施形態においては、伏臥位時の病変領域87を、伏臥位時の乳房のMRI画像80と同じ大きさのラベル画像として取得し、ILesion Prone(x,y,z)と表記する。ここで、ILesion Prone(x,y,z)は、MRI画像座標系95における位置座標ベクトルXProne(x,y,z)が病変領域を表すか否かを表す1か0のいずれかの値を持つスカラ関数である。
画像処理装置10は、変換領域算出部20において、ボディマーク座標系94における病変領域77を算出する。すなわち、ILesion Prone(x,y,z)=1となる位置座標ベクトルXVk Prone(1≦Vk≦Vn)それぞれを、物理変換規則とボディマーク変換規則とを用いて変換する。これにより、ボディマーク座標系94における位置座標ベクトルXVk Bodymarkを算出する。なお、VNは、伏臥位時の病変領域87を構成する画素の個数である。その後、位置座標ベクトルXVk Bodymarkで表される領域を、ボディマーク座標系94における病変領域77として設定する。
画像処理装置10は、断層画像取得部12において、第1の画像撮像装置31から画像処理装置10へと逐次入力される超音波断層画像60を取得する。
画像処理装置10は、位置姿勢取得部13において、位置姿勢計測装置32から画像処理装置10へと逐次入力されるセンサ座標系92におけるプローブ40の位置姿勢データを取得する。
画像処理装置10は、プローブマーク算出部16において、プローブマークの算出を行なう。より具体的には、超音波断層画像60内のプローブ先端の左端部68及び右端部69の位置を、ボディマーク変換規則に基づいて、ボディマーク座標系94におけるプローブ先端の左端部78及び右端部79の位置に変換する。そして、左端部78の位置と右端部99の位置とを結ぶ線分をプローブマーク71とする。
画像処理装置10は、画像合成部17において、ボディマーク70上に、病変領域77とプローブマーク71とを合成して表示する。そして、S111の処理で取得された超音波断層画像60上の所定の位置に当該ボディマーク70を重畳表示する。
画像処理装置10は、処理を終了するか否かの判定を行なう。例えば、操作者が、マウス等を介して、表示部(不図示)上に配置された終了ボタンをクリックするなどした場合に処理を終了すると判定する。処理を終了すると判定した場合、画像処理装置10は、この処理を終了し、そうでなければ、再度、S111の処理に戻り、新たに取得される超音波断層画像60及びプローブ40の位置姿勢データに対して上記同様の処理を行なう。
次に、実施形態2について説明する。実施形態2においては、実施形態1で説明した処理に加えて、伏臥位時に撮像された病変領域の形状に対して物理変換を施さずに、ボディマークへの正規化変換(ボディマーク変換)のみを実施して当該病変領域をボディマーク上に表示する場合について説明する。すなわち、実施形態2に係わる合成後の表示では、実施形態1で説明した病変領域とともに、伏臥位時に撮像された病変領域が合成して表示される(図8参照)。以下、実施形態2に係わる画像処理装置について、実施形態1との相違部分について重点的に説明する。
画像処理装置10は、第2のボディマーク変換規則算出部23において、伏臥位時の乳房の形状を、ボディマーク70の形状と略一致するように変換させるための第2のボディマーク変換規則を算出する。より具体的には、S107の処理で算出された伏臥位時の乳房の特徴点の位置XIk Proneと、ボディマーク70の特徴点の位置XIk Bodymarkとが対応するように変換する規則を算出する。第2のボディマーク変換規則の算出には、例えば、特許文献1に開示されている手法を用いれば良い。第2のボディマーク変換規則は、特徴点の位置の変換時において、伏臥位時の乳房上の各点が、ボディマーク座標系94におけるXY平面上の対応位置まで移動する際の移動量を表す3次元変位ベクトル群で表現される。
画像処理装置10は、第2の変換領域算出部22において、ボディマーク座標系94における伏臥位時の病変領域103の形状を算出する。この処理においては、まず、ILesion Prone(x,y,z)=1となる位置座標ベクトルXVk Prone(1≦Vk≦Vn)それぞれを、第2のボディマーク変換規則を用いて変換する。そして、ボディマーク座標系94における位置座標ベクトルX’Vk Bodymarkを算出する。最後に、位置座標ベクトルX’Vk Bodymarkで表される領域を、ボディマーク座標系94における病変領域103として設定する。
画像処理装置10は、画像合成部17において、実施形態1と同様に、ボディマーク70上に、病変領域77とプローブマーク71とを合成して表示する。その上で、伏臥位時の病変領域103と伏臥位マーク101(例えば、伏臥位(Prone)の頭文字であるPの文字)とを併せて表示する。更に、病変領域77に仰臥位マーク102(例えば、仰臥位(Supine)の頭文字であるSの文字)を併せて表示しても良い。その後、S111の処理で取得された超音波断層画像60上に、当該ボディマーク70を重畳表示する。
次に、実施形態3について説明する。実施形態3においては、仰臥位用のボディマークと伏臥位用のボディマークとを両方表示する場合について説明する。以下、実施形態3に係わる画像処理装置について、実施形態1及び2との相違部分についてのみ説明する。
画像処理装置10は、第2のボディマーク変換規則算出部23において、伏臥位用のボディマーク110について、上述した実施形態2の図9で説明したS201と同様の処理を実施する。これにより、伏臥位時の乳房の形状を、伏臥位用のボディマーク110の形状と略一致するように変換させるための第2のボディマーク変換規則が算出される。
画像処理装置10は、第2のプローブマーク算出部24において、第2のプローブマークの算出を行なう。より具体的には、超音波断層画像60内のプローブ先端の左端部68及び右端部69の位置を、物理変換規則と第2のボディマーク変換規則とに基づいて、ボディマーク座標系96におけるプローブ先端の左端部118及び右端部119の位置に変換する。実施形態3においては、伏臥位から仰臥位への物理変換規則を、仰臥位から伏臥位への物理変換規則に変換して用いる。そして、左端部118及び右端部119の位置を結ぶ線分をプローブマーク111とする。
画像処理装置10は、画像合成部17において、図13に示すように、仰臥位用のボディマーク70と伏臥位用のボディマーク110との両方のボディマークを並べて表示する。具体的には、仰臥位用のボディマーク70上に、病変領域77とプローブマーク71とを表示する。また、仰臥位用のボディマーク70であることを表す情報(例えば仰臥位(Supine)の頭文字であるSの文字からなる仰臥位マーク121)も併せて表示する。
上述した実施形態3では、仰臥位と伏臥位との両方のボディマークを(並べて)表示する場合について説明したが、これに限られない。例えば、伏臥位用のボディマーク110のみを表示しても良いし、また、仰臥位用と伏臥位用のボディマークを操作者の指示に応じて切り替えて表示するようにしても良い。
上述した実施形態3では、図13に示すように、仰臥位マーク121や伏臥位マーク116をPやSの文字で表す場合について説明したが、これに限られない。仰臥位マーク121や伏臥位マーク116は、仰臥位を表すのか伏臥位を表すのかを識別できる情報であれば何でも良く、例えば、図14に示すような、丸印(乳頭を表す領域)の中に黒丸や罰の印を描いた記号で示すようにしても良い。
上述した実施形態1〜3では、人体の乳房を対象物体とする場合を例に挙げて説明したが、これに限られず、対象物体は、どのような部位であっても良い。
上述した実施形態1〜3では、プローブ40を用いて仰臥位時の乳房の表面51の形状の計測を行なう場合(S104参照)について説明したが、これに限られない。例えば、レンジセンサ等の形状計測装置を用いて仰臥位時の乳房の表面51の形状を計測しても良い。
上述した実施形態1〜3では、乳房の概略形状を表す2次元のボディマークを用いる場合(図4参照)について説明したが、これに限られない、例えば、乳房の概略形状を表す3次元のボディマークを用いても良い。3次元のボディマークを用いる場合には、ボディマーク上の特徴点は、XY平面上以外にも存在することになる。
上述した実施形態1〜3では、第1の形状は、重力方向に対して仰向け(仰臥位)の乳房の形状を指し、第2の形状は、重力方向に対してうつ伏せ(伏臥位)の乳房の形状を指す場合について説明したが、これに限られない。例えば、第1及び第2の形状は、側位、立位及び座位をも含めた任意の状態時の対象物体の形状であっても良い。
上述した実施形態1〜3では、第2の画像撮像装置33としてMRI装置を用いる場合について説明したが、これに限られない。例えば、X線CT装置、光音響トモグラフィ装置、OCT(Optical Coherence Tomograph)装置、PET/SPECT、3次元超音波装置などを第2の画像撮像装置として用いても良い。すなわち、3次元で画像を取得でき、且つ、第1の画像撮像装置31により撮像された対象物体(乳房)の形状と異なる形状の対象物体を撮像できるのであれば、どのような装置であっても良い。
上述した実施形態1〜3では、ボディマーク上に、プローブマークを合成して表示する場合について説明したが、プローブマークは、必ずしも表示する必要はない。
上述した実施形態1〜3では、ボディマーク上の対応する位置に、所定の形状を有する病変領域(注目領域)を合成して表示する場合について説明したが、これに限られない。例えば、注目領域の位置のみをボディマーク上に合成して表示するようにしても良い。
本発明は、例えば、システム、装置、方法、プログラム若しくは記憶媒体等としての実施態様を採ることもできる。具体的には、複数の機器から構成されるシステムに適用してもよいし、また、一つの機器からなる装置に適用してもよい。
本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア(プログラム)を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ(又はCPUやMPU等)がプログラムを読み出して実行する処理である。
Claims (9)
- 第1の形状の対象物体を表すボディマーク上に該対象物体における注目領域の位置を表示する画像処理装置であって、
前記第1の形状とは異なる第2の形状の前記対象物体の画像を取得する画像取得手段と、
前記第2の形状の前記対象物体における注目領域の位置を、前記第1の形状の前記対象物体における対応位置に変換する変換手段と、
前記変換された注目領域の位置を前記ボディマーク上に表示する合成手段と
を具備することを特徴とする画像処理装置。 - 前記変換手段は、
前記第1の形状及び前記第2の形状における前記対象物体の形状に基づいて、前記第2の形状の前記対象物体における前記注目領域の位置及び形状を、前記第1の形状の前記対象物体における対応する位置及び形状に変換する物理変換手段と、
前記第2の形状の前記対象物体における前記注目領域の位置及び形状と、前記ボディマークの形状とに基づいて、前記物理変換手段により変換された注目領域の位置及び形状を、前記ボディマーク上の位置及び形状に変換するボディマーク変換手段と
を具備し、
前記合成手段は、
前記ボディマーク変換手段により変換された前記ボディマーク上の位置に当該変換された形状を有する注目領域を表示する
ことを特徴とする請求項1記載の画像処理装置。 - 前記変換手段は、
前記第2の形状の前記対象物体における前記注目領域の位置及び形状を、前記ボディマーク上の位置及び形状に変換する第2のボディマーク変換手段
を具備し、
前記合成手段は、
前記第2のボディマーク変換手段により変換された前記ボディマーク上の位置に当該変換された形状を有する注目領域を更に表示する
ことを特徴とする請求項2記載の画像処理装置。 - 前記変換手段は、
前記第2の形状の前記対象物体における前記注目領域の位置及び形状を、当該第2の形状の対象物体を表す第2のボディマーク上の位置及び形状に変換する第2のボディマーク変換手段
を具備し、
前記合成手段は、
前記ボディマーク変換手段により変換された前記ボディマーク上の位置への当該変換された形状を有する注目領域の表示と、前記第2のボディマーク変換手段により変換された前記第2のボディマーク上の位置への当該変換された形状を有する注目領域の表示との少なくともいずれかを行なう
ことを特徴とする請求項2記載の画像処理装置。 - 前記第1の形状の対象物体は、プローブから超音波信号を送受信することにより撮像されており、
前記第1の形状の対象物体の撮像が行なわれたときの前記プローブの位置を表すプローブマークを算出するプローブマーク算出手段
を更に具備し、
前記合成手段は、
前記ボディマーク上に、前記プローブマークを更に表示する
ことを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の画像処理装置。 - 前記第1の形状の対象物体は、プローブから超音波信号を送受信することにより撮像されており、
前記第1の形状の対象物体の撮像が行なわれたときの前記プローブの位置を表すプローブマークを算出するプローブマーク算出手段と、
前記第1の形状及び前記第2の形状における前記対象物体の形状に基づいて、前記プローブマークの位置を前記第2の形状の前記対象物体における対応する位置に変換した第2のプローブマークを算出する第2のプローブマーク算出手段と
を更に具備し、
前記合成手段は、
前記第2のボディマーク上に、前記第2のプローブマークを更に表示する
ことを特徴とする請求項4記載の画像処理装置。 - 前記合成手段は、
前記第1の形状の対象物体における注目領域と、前記第2の形状の対象物体における注目領域とを識別する情報を更に表示する
ことを特徴とする請求項3又は4記載の画像処理装置。 - 第1の形状の対象物体を表すボディマーク上に該対象物体における注目領域の位置を表示する画像処理装置の処理方法であって、
画像取得手段が、前記第1の形状とは異なる第2の形状の前記対象物体の画像を取得する工程と、
変換手段が、前記第2の形状の前記対象物体における注目領域の位置を、前記第1の形状の前記対象物体における対応位置に変換する工程と、
合成手段が、前記変換された注目領域の位置を前記ボディマーク上に表示する工程と
を含むことを特徴とする処理方法。 - コンピュータを、請求項1から7のいずれか1項に記載の画像処理装置として機能させるためのプログラム。
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