JP2013172820A - Ｘ線ｃｔ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】投影データの取得中における観察対象の位置関係に応じて、投影データの取得に係る動作を制御可能なＸ線ＣＴ装置を提供する。
【解決手段】Ｘ線撮影部は、生体の可動部位をＸ線でスキャンして投影データを取得する。再構成処理部は、投影データに再構成処理を施して、可動部位の画像データを、投影データの取得に同期した所定のタイミングごとに生成する。抽出部は、画像データから可動部位の表層を抽出する。外観撮影部は、可動部位を撮影して外観画像を取得する。解析部は、一つの外観画像の指定を受けて、当該外観画像と生成された画像データのそれぞれから抽出された表層とを遂次比較して、当該外観画像と形状が実質的に一致する表層が抽出された画像データのスキャンタイミングを特定し、このスキャンタイミングに基づき、Ｘ線撮影部による、投影データの取得を停止させる、または、投影条件を変更させる。
【選択図】図１Ｂ

Description

本発明の実施形態は、Ｘ線ＣＴ装置の技術に関する。

Ｘ線ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置は、Ｘ線を利用して被検体をスキャンし、収集されたデータをコンピュータにより処理することで、被検体の内部を画像化する装置である。

具体的には、Ｘ線ＣＴ装置は、被検体に対してＸ線を異なる方向から複数回曝射し、被検体を透過したＸ線をＸ線検出器にて検出して複数の検出データを収集する。収集された検出データはデータ収集部によりＡ／Ｄ変換された後、コンソール装置に送信される。コンソール装置は、当該検出データに前処理等を施し投影データを作成する。そして、コンソール装置は、投影データに基づく再構成処理を行い、断層画像データ、或いは複数の断層画像データに基づくボリュームデータを作成する。ボリュームデータは、被検体の三次元領域に対応するＣＴ値の三次元分布を表すデータセットである。

また、Ｘ線ＣＴ装置には、単位時間に高精細（高解像度）且つ広範囲に画像の撮影を可能とするマルチスライスＸ線ＣＴ装置が含まれる。このマルチスライスＸ線ＣＴ装置は、シングルスライスＸ線ＣＴ装置で用いられている検出器として、検出素子が体軸方向にｍ列、体軸方向と直交する方向にｎ列、つまりｍ行ｎ列に配列された構造の２次元検出器を用いる。

このようなマルチスライスＸ線ＣＴ装置は、検出器が大きくなるほど（構成する検出素子の数が増えるほど）、一度の撮影でより広い領域の投影データを取得することが可能である。即ち、このような検出器を備えたマルチスライスＸ線ＣＴ装置を用いて経時的に撮影を行うことで、所定部位のボリュームデータを、高いフレームレートで生成することができる（以降では、「Ｄｙｎａｍｉｃ Ｖｏｌｕｍｅスキャン」と呼ぶ場合がある）。これにより、操作者は、単位時間内における所定部位の動きを、三次元画像により評価することが可能となる。

特開２０１０−２８４３０１号公報

一方で、関節等のように、複数の部位により構成される可動部位を観察対象として、その動きを撮影する場合、観察対象の各部位が、操作者によりあらかじめ決められた位置関係となったときに、自動でスキャンの動作を制御してほしいという要望がある。具体的には、例えば、患者が腕の関節を曲げたときに、関節を構成する各部位が所定の位置関係（例えば、患者の反応があったときの位置関係）となった場合に、より細かい動作を観察できるように、装置が自動で投影データの取得条件を変更することが望まれている。また、別の一例として、患者が腕の関節を曲げたときに、関節を構成する各部位が所定の位置関係となった場合に、装置が自動で投影データの取得（即ち、スキャン）を停止することが望まれている。

この発明の実施形態は、投影データの取得中における観察対象の位置関係に応じて、投影データの取得に係る動作を制御可能なＸ線ＣＴ装置を提供することを目的とする。

この実施形態の第１の態様は、Ｘ線撮影部と、再構成処理部と、抽出部と、外観撮影部と、解析部とを備えたＸ線ＣＴ装置である。Ｘ線撮影部は、生体の可動部位をＸ線でスキャンして投影データを取得する。再構成処理部は、投影データに再構成処理を施して、可動部位の画像データを、投影データの取得に同期した所定のタイミングごとに生成する。抽出部は、画像データから可動部位の表層を抽出する。外観撮影部は、可動部位を撮影して外観画像を取得する。解析部は、一つの外観画像の指定を受けて、当該外観画像と生成された画像データのそれぞれから抽出された表層とを遂次比較して、当該外観画像と形状が実質的に一致する表層が抽出された画像データのスキャンタイミングを特定し、このスキャンタイミングに基づき、Ｘ線撮影部による、投影データの取得を停止させる、または、投影条件を変更させる。
また、この実施形態の第２の態様は、Ｘ線撮影部と、タイミング指定部と、再構成処理部と、抽出部と、解析部とを備えたＸ線ＣＴ装置である。Ｘ線撮影部は、少なくとも２つ以上の部位により構成される生体の可動部位をＸ線でスキャンして投影データを取得する。タイミング指定部は、投影データが取得された時間内の第１のタイミングを指定する。再構成処理部は、投影データに再構成処理を施して、可動部位の画像データを所定のタイミングごとに生成する。抽出部は、画像データから可動部位を構成する各部位を抽出する。解析部は、指定を受けて、第１のタイミング以降の第２のタイミングと第１のタイミングとの間で、それぞれの画像データから抽出された可動部位を構成する各部位の位置関係を遂次比較し、当該位置関係の変化量が所定量以上となる第２のタイミングに基づき、Ｘ線撮影部による、投影データの取得を停止させる、または、投影条件を変更させる。
また、この実施形態の第３の態様は、Ｘ線撮影部と、再構成処理部と、抽出部と、外観撮影部と、解析部とを備えたＸ線ＣＴ装置である。Ｘ線撮影部は、生体の可動部位をＸ線でスキャンして投影データを取得する。再構成処理部は、投影データに再構成処理を施して、可動部位の画像データを、投影データの取得に同期した所定のタイミングごとに生成する。抽出部は、画像データから可動部位の表層を抽出する。外観撮影部は、可動部位の外観の動きを外観画像として撮影する。解析部は、一つの外観画像の指定を受けて、当該外観画像と生成された画像データのそれぞれから抽出された表層とを遂次比較して、当該外観画像と形状が実質的に一致する表層抽出された画像データのスキャンタイミングを特定し、当該スキャンタイミングに対応する画像データに対して、他のタイミングと識別するための情報を付帯する。
また、この実施形態の第４の態様は、Ｘ線撮影部と、タイミング指定部と、再構成処理部と、抽出部と、解析部とを備えたＸ線ＣＴ装置である。Ｘ線撮影部は、少なくとも２つ以上の部位により構成される生体の可動部位をＸ線でスキャンして投影データを取得する。タイミング指定部は、投影データが取得された時間内の第１のタイミングを指定する。再構成処理部は、投影データに再構成処理を施して、可動部位の画像データを所定のタイミングごとに生成する。抽出部は、画像データから可動部位を構成する各部位を抽出する。解析部は、指定を受けて、第１のタイミング以降の第２のタイミングと第１のタイミングとの間で、それぞれの画像データから抽出された可動部位を構成する各部位の位置関係を遂次比較し、当該位置関係の変化量が所定量以上となる第２のタイミングに対応する画像データに対して、他のタイミングと識別するための情報を付帯することを特徴とする。

本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置のブロック図である。 画像処理ユニットの詳細な構成を示したブロック図である。 被検体の表層に基づく形状の解析について説明するための図である。 被検体の表層に基づく形状の解析について説明するための図である。 被検体の表層に基づく形状の解析について説明するための図である。 被検体の表層に基づく形状の解析について説明するための図である。 第１の実施形態に係る医用画像処理装置の一連の動作を示したフローチャートである。 第２及び第３の実施形態に係る医用画像処理装置の一連の動作を示したフローチャートである。 第１の実施形態における、位置関係の解析に係る動作を示したフローチャートである。 第２の実施形態における、位置関係の解析に係る動作を示したフローチャートである。 骨の位置関係の解析について説明するための図である。 骨の位置関係の解析について説明するための図である。 骨の位置関係の解析について説明するための図である。 骨の位置関係の解析について説明するための図である。 骨の位置関係の解析について説明するための図である。 骨の位置関係の解析について説明するための図である。

（第１の実施形態）
第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の構成について、図１Ａ及び図１Ｂを参照しながら説明する。図１Ａに示すように、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、外部機器５１と連動して動作し、Ｘ線撮影部５００と、投影データ記憶部１３と、再構成処理部１４と、画像データ記憶部１０と、画像処理ユニット２０と、表示制御部３０と、Ｕ／Ｉ４０とを含んで構成されている。また、Ｕ／Ｉ４０は、表示部４０１と、操作部４０２とを含んで構成されたユーザーインタフェースである。

（Ｘ線撮影部５００）
Ｘ線撮影部５００は、ガントリ１と、高電圧装置７と、Ｘ線コントローラ８と、ガントリ／寝台コントローラ９とを含んで構成される。ガントリ１は、回転リング２と、Ｘ線源（Ｘ線発生部）３と、Ｘ線フィルタ４と、Ｘ線検出器５と、データ収集部１１と、前処理部１２と、スキャン制御部５０１とを含んで構成される。Ｘ線検出器５は、アレイタイプのＸ線検出器である。即ち、Ｘ線検出器５には、チャンネル方向にｍ行、及びスライス方向にｎ列のマトリックス状に検出素子が配列されている。

Ｘ線源３とＸ線検出器５は、回転リング２上に設置され、スライド式寝台６の上に横になった被検体（図示せず）を挟んで対向配置されている。Ｘ線検出器５を構成する各検出素子に各チャンネルが対応付けられている。Ｘ線源３はＸ線フィルタ４を介して被検体に対峙される。Ｘ線コントローラ８からトリガ信号が供給されると、高電圧装置７はＸ線源３を駆動する。高電圧装置７は、トリガ信号を受信するタイミングでＸ線源３に高電圧を印加する。これにより、Ｘ線がＸ線源３で発生され、ガントリ／寝台コントローラ９は、ガントリ１の回転リング２の回転と、スライド式寝台６のスライドを同期的に制御する。

スキャン制御部５０１は、全システムの制御中心を構成し、あらかじめ指定された投影データの取得条件（以降では、「スキャン条件」と呼ぶ場合がある）に基づき、Ｘ線コントローラ８、ガントリ／寝台コントローラ９、スライド式寝台６を制御する。即ち、スキャン制御部５０１は、Ｘ線源３からＸ線を照射している間、被検体の周囲の所定の経路に沿って回転リング２を回転させる。なお、投影データの解像度や分解能は、あらかじめ決められたスキャン条件に基づき決定される。換言すると、要求される解像度や分解能に応じて、スキャン条件があらかじめ決定され、スキャン制御部５０１は、このスキャン条件に基づき各部の動作を制御することになる。このスキャン条件に応じて生成される投影データの分解能（即ち、フレームレート）や解像度により、後述する再構成処理部１４により、再構成される画像データのフレームレートや解像度の最大が決まる。

また、スキャン制御部５０１は、画像処理ユニット２０の位置解析部２１２より、スキャン条件の変更、または、投影データの取得に係る処理（即ち、以降では「スキャン」と呼ぶ場合がある）の停止が指示される。画像処理ユニット２０及び位置解析部２１２については後述する。スキャン条件の変更が指示されると、スキャン制御部５０１は、指示を受ける前のスキャン条件とは異なる、あらかじめ決められた他のスキャン条件に変更する。これにより、例えば、指示を受ける前は分解能や解像度を低くして粗いレベルの投影データを取得し、指示を受けた後には、指示を受ける前よりも分解能や解像度を高くして投影データを取得する。これにより、指示を受けるまでは粗いレベルで投影データを取得し、指示を受けた後の動作（即ち、注目したい部分の動作）については、より細かい動作を観察することが可能なレベルで投影データを取得することが可能となる。なお、指示を受ける前の投影データは、後述する画像処理ユニット２０による解析処理が実行可能な分解能及び解像度を実現していればよい。即ち、この条件を満たしていれば、そのスキャン条件は、指示を受けた後のスキャン条件よりも分解能及び解像度を低く設定してもよい。

また、スキャンの停止が指示されると、スキャン制御部５０１は、Ｘ線コントローラ８、ガントリ／寝台コントローラ９、スライド式寝台６を制御して撮影を停止する。これにより、この指示をトリガとして、スキャン制御部５０１が自動でスキャンを停止することが可能となる。

Ｘ線検出器５を構成する検出素子は、被検体がＸ線源３と検出素子の間に介在する場合、及び、介在しない場合の双方において、Ｘ線源３が発生するＸ線の強度を測定することができる。したがって、各検出素子は、少なくとも１つのＸ線強度を測定し、この強度に対応するアナログ出力信号を出力する。各検出素子からの出力信号は、データ収集部１１により、時分割で列ごとに区別して読出される（つまり、遂次収集される）。

データ収集部１１は、積分アンプと、Ａ／Ｄ変換器とを含んで構成されている。データ収集部１１に含まれる各検出素子からの電気信号は、共通の積分アンプを経由して時分割された後、Ａ／Ｄ変換器によりディジタルデータに変換される。データ収集部１１は、ディジタルデータに変換された検出素子からの信号を前処理部１２に出力する。

前処理部１２は、データ収集部１１から送られてくるディジタルデータに対して感度補正等の処理を施して投影データとする。前処理部１２は、この投影データを、その生成元であるディジタルデータの読出し元である列と対応付けて投影データ記憶部１３に記憶させる。投影データ記憶部１３は、取得された投影データを記憶するための記憶部である。

なお、前処理部１２は、スキャン制御部５０１からスキャン条件の変更が指示されたときに、このタイミングを示す識別情報（以降では、「通知フラグ」と呼ぶ）を投影データに付帯してもよい。これにより、後段で動作する再構成処理部１４は、この通知フラグに基づいて、投影データ中における、スキャン条件が変更されたタイミングを特定することが可能となる。

（外部機器５１）
外部機器５１は、外観撮影部５１１と、タイミング指定部５１２とのうちの少なくともいずれかにより構成されている。外観撮影部５１１は、被検体の外観を撮影するカメラ等で構成されている。また、タイミング指定部５１２は、Ｘ線撮影部５００による撮影が行われた一連の時間幅の中から所望のタイミングの指定を受けて、このタイミングを示す情報を投影データに付帯する。

本実施形態では、外部機器５１として外観撮影部５１１を用いる。なお、タイミング指定部５１２の詳細については、以降の実施形態で説明する。外観撮影部５１１は、Ｘ線撮影部５００と同じ部位の外観を再影可能な、あらかじめ決められた位置に配置されており、この位置から被検体の外観を撮影することで、被検体の外観を示す画像を取得する。以降では、この画像を外観画像と呼ぶ。なお、詳細は後述するが、Ｘ線撮影部５００による撮影の実施時、具体的には、画像処理ユニット２０による解析処理の実行時に外観画像が取得されていればよい。そのため、外観撮影部５１１による外観画像の取得は、Ｘ線撮影部５００による撮影と並行して行ってもよいし、Ｘ線撮影部５００による撮影の事前に行っておいてもよい。

外観撮影部５１１は、取得された外観画像を、表示制御部３０を介して表示部４０１に表示させる。表示制御部３０については後述する。これにより操作者は、表示部４０１に表示された外観画像を確認し、操作部４０２を介して所望のタイミングに対応する外観画像を指定することが可能となる。

外観撮影部５１１は、操作部４０２を介して、操作者により指定された、所定のタイミングに対応する外観画像を示す情報を受ける。外観撮影部５１１は、この情報に対応する外観画像を位置解析部２１２に出力する。位置解析部２１２については後述する。なお、このとき外観撮影部５１１は、外観画像とあわせて、被検体に対する自身の位置を示す位置情報を位置解析部２１２に通知してもよい。これにより、位置解析部２１２は、外観画像の撮影位置を認識することが可能となる。以降では、外観撮影部５１１は、外観画像の出力とあわせて、この位置情報を位置解析部２１２に通知するものとして説明する。なお、この位置情報は、位置解析部２１２によって、外観画像と、後述する外形オブジェクトとを比較する際に、外形オブジェクトを投影するための視点の位置を特定するために用いられる。

（再構成処理部１４）
再構成処理部１４は、投影データ記憶部１３に記憶された投影データを読み出す。再構成処理部１４は、例えばＦｅｌｄｋａｍｐ法と呼ばれる再構成アルゴリズムを利用して、読出した投影データを逆投影して画像データ（断層画像データやボリュームデータ）を生成する。断層画像データの再構成には、たとえば、２次元フーリエ変換法、コンボリューション・バックプロジェクション法等、任意の方法を採用することができる。ボリュームデータは、再構成された複数の断層画像データを補間処理することにより作成される。ボリュームデータの再構成には、たとえば、コーンビーム再構成法、マルチスライス再構成法、拡大再構成法等、任意の方法を採用することができる。上述のように多列のＸ線検出器を用いたボリュームスキャンにより、広範囲のボリュームデータを再構成することができる。また、ＣＴ透視を行う場合には、検出データの収集レートを短くしているため、再構成処理部１４による再構成時間が短縮される。従って、スキャンに対応したリアルタイムの画像データを作成することができる。以降では、ボリュームデータを「画像データ」と呼ぶ。

このようにして、再構成処理部１４は、あらかじめ決められた再構成条件に基づき、読み出された投影データに対して再構成処理を施して、この再構成条件に基づくタイミングごとに（即ち、所定のボリュームレートで）、画像データ（即ち、ボリュームデータ）を生成する。なお、画像データの再構成を行うタイミングは、投影データを取得するタイミング（即ち、投影データの取得に係る分解能）に同期している。厳密には、投影データから画像データを生成するための、投影データを取得したタイミングと、そのタイミングに対応する投影データに基づく画像データが再構成されたタイミングとはタイムラグが存在する。しなしながら、この再構成に係る処理は、被検体の動き（例えば、腕や足を動かす動作）に比べて高速であり、本実施形態に係る医用画像処理装置では、このタイムラグは無視できるレベルである。なお、このタイムラグを考慮する場合には、再構成された画像データに基づく処理（例えば、後述する位置解析部２１２の処理）の実行タイミングを、このタイムラグに基づき調整すればよい。

なお、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、再構成された画像データを解析することで、観察対象を構成する各部位の位置及び向きや、それらの相対的な位置関係（以降では、これを総じて単に「位置関係」と呼ぶ）を把握する。そのため、再構成処理部１４は、解析用の画像データを、表示用の画像データとは別に再構成する。具体的には、再構成処理部１４は、Ｘ線撮影部５００による投影データの取得に係る処理と並行して、取得された投影データを投影データ記憶部１３から遂次読み出す。再構成処理部１４は、この読み出された投影データに対して、解析用にあらかじめ決定された再構成条件に基づき再構成処理を施すことで、この再構成条件に基づくタイミングごとに解析用の画像データを生成する。再構成処理部１４は、このタイミングごとに生成された解析用の画像データを画像データ記憶部１０に記憶させる。なお、このときの再構成条件に基づき生成された画像データが「第１の画像データ」に相当する。

また、再構成処理部１４は、投影データ記憶部１３から投影データを読み出して、表示用にあらかじめ決定された再構成条件に基づき再構成処理を施すことで、この再構成条件に基づくタイミングごとに表示用の画像データを生成する。なお、投影データの取得中にスキャン条件が変更された場合には、再構成処理部１４は、スキャン条件の変更前と変更後とで、再構成条件を変更して表示用の画像データを再構成してもよい。この場合は、再構成処理部１４は、投影データ中に付帯された通知フラグに基づき、スキャン条件が変更されたタイミングを特定すればよい。このように動作させることで、再構成処理部１４は、スキャン条件が変更された後の画像データのボリュームレートや解像度を、変更前よりも高くして、その画像データを再構成することが可能となる。なお、以降では、表示用の再構成条件に基づき生成された画像データを「第２の画像データ」と呼ぶ場合がある。再構成処理部１４は、このタイミングごとに生成された表示用の画像データを画像データ記憶部１０に記憶させる。

なお、表示用の画像データについては、必ずしも投影データの取得に係る処理と並行して動作させる必要は無い。例えば、再構成処理部１４は、一連の投影データが取得された後に、表示用の画像データを再構成してもよい。

また、第１の画像データは、後述する画像処理ユニット２０による解析処理が実行可能な再構成条件であればよい。即ち、この条件を満たしていれば、例えば、第１の画像データのボリュームレートは、表示用の画像データを生成する際のボリュームレートより低くてもよい。また、第１の画像データの解像度は、表示用の画像データの解像度より低くてもよい。このように動作させることで、解析時の処理負荷を軽減することが可能となる。

（画像処理ユニット２０）
画像処理ユニット２０は、構造抽出部２１と、画像処理部２２と、画像記憶部２３とを含んで構成されている。

（構造抽出部２１）
構造抽出部２１は、オブジェクト抽出部２１１と、位置解析部２１２とを含んで構成されている。構造抽出部２１は、再構成処理部１４によりタイミングごとに遂次生成されて画像データ記憶部１０に記憶された解析用の画像データを、画像データ記憶部１０から遂次読み出す。このとき、再構成処理部１４による動作と、構造抽出部２１に解析用の画像データの読み出しに係る動作とは同期させてもよい。構造抽出部２１は、読み出されたタイミングごとの第１の画像データをオブジェクト抽出部２１１に遂次出力し、その第１の画像データからのオブジェクトの抽出を指示する。

オブジェクト抽出部２１１は、タイミングごとの第１の画像データを構造抽出部２１から遂次受ける。本実施形態に係るオブジェクト抽出部２１１は、この第１の画像データ中のボクセルデータに基づき、被検体の表層を検出し、検出された表層により形成される領域のオブジェクトを抽出する。このオブジェクトが、被検体の外形の形状を示している。以降では、このオブジェクトを外形オブジェクトと呼ぶ場合がある。ここで、図２Ａ及び図２Ｂを参照する。図２Ａ及び図２Ｂは、被検体の表層に基づく形状の解析について説明するための図である。図２Ａ及び図２Ｂは、上腕と下腕との間の関節部分を示しており、それぞれが異なるタイミングに対応している。図２ＡにおけるＭ１１〜Ｍ１３は、骨の部分を示しており、Ｍ２１ａは、外形オブジェクトを示している。また、図２ＢにおけるＭ１１〜Ｍ１３は、骨の部分を示しており、図２ＡにおけるＭ１１〜Ｍ１３に対応している。また、図２ＢにおけるＭ２１ｂは、図２Ａとは異なるタイミングにおける外形オブジェクトを示しており、関節の動きにより、外形オブジェクトＭ２１ａとは異なる形状を示している。なお、以降では、外形オブジェクトＭ２１ａ及びＭ２１ｂについて、特にタイミングを特定しない場合には、単に「外形オブジェクトＭ２１」と記載する。なお、オブジェクト抽出部２１１が、「抽出部」に相当する。

オブジェクト抽出部２１１は、タイミングごとの第１の画像データそれぞれについて抽出された（即ち、タイミングごとに抽出された）外形オブジェクトを示す情報（例えば、オブジェクトの形状、位置、及び大きさを示す情報）を、対応するタイミングを示す情報と関連付けて位置解析部２１２に出力する。

位置解析部２１２は、オブジェクト抽出部２１１から、タイミングごとに抽出された外形オブジェクトを示す情報を遂次受ける。位置解析部２１２は、この情報を基に、各タイミング間における外形の形状の変化を解析する。また、位置解析部２１２は、外観撮影部５１１から、所望のタイミングで、所定のタイミングに対応する外観画像と撮影位置を示す情報とを受ける。外観画像を受けると、位置解析部２１２は、この外観画像と形状が一致する外形オブジェクトを特定し、その外形オブジェクトに対応するタイミングを基準として、Ｘ線撮影部５００の投影データの取得に係る動作を制御するタイミングを特定する。以下に、その具体的な方法の一例について説明する。

位置解析部２１２は、撮影位置を示す情報を受けると、この情報を基に、被検体に対する外観撮影部５１１の位置を特定する。位置解析部２１２は、タイミングごとに遂次受ける外形オブジェクトそれぞれについて、特定された位置から見た形状を示す情報（以降では、「形状情報」と呼ぶ）を抽出する。この形状を抽出する方法の具体的な一例として、位置解析部２１２は、特定された位置を視点として各外形オブジェクトを投影し、その射影を、形状情報として抽出すればよい。なお、この処理は、後述する画像処理部２２に実行させる構成としてもよい。ここで、図２Ｃを参照する。図２Ｃは、タイミングごとの外形オブジェクトＭ２１（例えば、Ｍ２１ａ及びＭ２１ｂ）の形状情報を、線により模式的に示した図である。図２ＣにおけるＰ２１は、外形オブジェクトＭ２１の形状情報を示している。Ｐ２１１は、形状情報Ｐ２１において、上腕に対応する部分（以降では、「上腕部分」と呼ぶ）を示している。なお、本来はタイミングごとにＰ２１１に相当する部分が抽出されるが、図２Ｃの例では、説明をわかりやすくするために、上腕部分Ｐ２１１の位置及び向きが変わっていないものとして、各タイミングについて共通で示している。また、Ｐ２１２ａ〜Ｐ２１２ｄは、下腕に対応する部分（以降では、「下腕部分」と呼ぶ）を示しており、それぞれが異なるタイミングに対応している。

位置解析部２１２は、タイミングごとに抽出された形状情報と外観画像との間で形状を比較し、その差（例えば、双方の間で重複しない部分のピクセル数）を変化量として算出する。また、別の方法として、位置解析部２１２は、例えば、上腕に対応する部分と下腕に対応する部分のそれぞれから軸を抽出し、この軸の位置関係（例えば、角度や距離）を基に変化量を求めてもよい。

変化量を算出したら、位置解析部２１２は、算出された変化量が、あらかじめ決められた量（以降では、「所定量」と呼ぶ）以上か否かを判断する。この所定量は、例えば、観察対象の一連の動きのうち、外観画像を基点として着目したい可動範囲に基づき、あらかじめ決定しておけばよい。これにより、位置解析部２１２は、外形オブジェクトＭ２１の形状が外観画像と一致する一のタイミングから、所定量だけ観察対象の形状が変化した他のタイミングを検知する。即ち、一のタイミングを基準として他のタイミングが検知される。

位置解析部２１２は、一のタイミングを基準として他のタイミングを検知すると、スキャン制御部５０１に、スキャン条件の変更、または、スキャンの停止を指示する。この指示を受けて、スキャン制御部５０１は、指示された動作（即ち、スキャン条件の変更、または、スキャンの停止）を実行する。なお、スキャン条件の変更、及び、スキャンの停止のいずれを指示するかは、検知されたタイミング（換言すると、そのタイミングに対応する位置関係）を示す情報に、あらかじめ関連付けておくとよい。図２Ｄを参照しながら説明する。図２Ｄは、位置解析部２１２により検出された、この一のタイミング及び他のタイミングについて説明するための図であり、上腕部分Ｐ２１１と下腕部分Ｐ２１２との位置関係を示している。

図２Ｄの例では、説明をわかりやすくするために、上腕部分Ｐ２１１の位置及び向きが変わっていないものとして、タイミングごとの下腕部分Ｐ２１２の位置及び向きの変化を示している。図２Ｄにおける、Ｐ２１２ｅ〜Ｐ２１２ｈは、異なるタイミングそれぞれに対応する下腕部分Ｐ２１２を示している。具体的には、図２Ｄにおける、下腕部分Ｐ２１２ｅは、スキャンが開始されるタイミングに対応している。また、下腕部分Ｐ２１２ｇは、外観画像を受けるタイミングを示しており、下腕部分Ｐ２１２ｈは、一のタイミングを基準として形状の変化量が所定量（この例の説明では、「第１の所定量」と呼ぶ）となるタイミングを示しており、このタイミングを示す情報は、スキャン条件を変更する動作に関連付けられている。また、下腕部分Ｐ２１２ｆは、変化量が、下腕部分Ｐ２１２ｈの場合とは異なる所定量（この例の説明では、「第２の所定量」と呼ぶ）となるタイミングを示しており、このタイミングを示す情報は、スキャンを停止する動作に関連付けられている。

下腕部分Ｐ２１２ｅに対応するタイミングから、位置解析部２１２は、Ｘ線撮影部５００による撮影と並行して、オブジェクト抽出部２１１から、所定のタイミングごとに、第１の画像データから抽出された外形オブジェクトＭ２１を示す情報を遂次受ける。なお、この時点では、位置解析部２１２は、上述した解析に係る処理を開始していなくてもよい。

位置解析部２１２は、下腕部分Ｐ２１２ｈに対応するタイミングで、外観撮影部５１１から外観画像を受ける。外観画像を受けると、位置解析部２１２は、前述した他のタイミングを検知するための解析処理を開始する。具体的には、位置解析部２１２は、この外観画像と外形オブジェクトＭ２１の形状情報Ｐ２１との間で形状を比較して変化量を遂次算出し、この算出された変化量が所定量（即ち、第１の所定量または第２の所定量）以上か否かを判断する。

下腕部分Ｐ２１２ｈに対応するタイミングになると、この変化量が第１の所定量に達する。位置解析部２１２は、これを検知して、スキャン制御部５０１に、スキャン条件の変更を指示する。これにより、Ｘ線ＣＴ装置は、下腕部分Ｐ２１２ｈに対応するタイミングまでは、分解能及び解像度の低いスキャン条件で粗い投影データを取得し、このタイミング以降は、分解能及び解像度の高いスキャン条件で、細かい動作が観察可能な投影データを取得するといった動作の切り替えが可能となる。

また、下腕部分Ｐ２１２ｆに対応するタイミングになると、この変化量が第２の所定量に達する。位置解析部２１２は、これを検知して、スキャン制御部５０１に、スキャンの停止を指示する。この指示を受けて、スキャン制御部５０１は、投影データの取得に係る動作（即ち、スキャン）を停止する。このように動作させることで、操作者がスキャンの停止を指示しなくても、変化量が第２の所定量以上となったタイミングで、Ｘ線ＣＴ装置自体にスキャンを停止させることが可能となる。

表示用に再構成された第２の画像データが画像データ記憶部１０に記憶されると、構造抽出部２１は、これを読み出して画像処理部２２に転送する。なお、解析用に生成された第１の画像データを表示用にも用いるように動作させてもよい。この場合には、位置解析部２１２は、解析用に既に読み出している画像データを画像処理部２２に転送すればよい。

（画像処理部２２）
画像処理部２２は、所定のタイミングごとに再構成された一連の画像データを構造抽出部２１から受ける。画像処理部２２は、あらかじめ決められた画像処理条件に基づき、タイミングごとの画像データそれぞれに対して画像処理を施すことで医用画像をそれぞれ生成する。画像処理部２２は、生成された医用画像と、生成元の画像データに対応するタイミングを示す情報と関連付けて画像記憶部２３に記憶させる。画像記憶部２３は、医用画像を記憶するための記憶部である。

（表示制御部３０）
一連のタイミングについて医用画像が生成されると、表示制御部３０は、画像記憶部２３に記憶された一連の医用画像を読み出す。表示制御部３０は、読み出された各医用画像に付帯されたタイミングを示す情報を参照し、これらの一連の医用画像をタイミングの順に並べて動画を生成する。表示制御部３０は、生成された動画を表示部４０１に表示させる。

次に、図３を参照しながら、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の、投影データの取得に係る一連の動作について説明する。図３は、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置における、投影データの取得に係る一連の動作を示したフローチャートである。

（ステップＳ１０）
Ｘ線コントローラ８からトリガ信号が供給されると、高電圧装置７はＸ線源３を駆動する。高電圧装置７は、トリガ信号を受信するタイミングでＸ線源３に高電圧を印加する。これにより、Ｘ線がＸ線源３で発生され、ガントリ／寝台コントローラ９は、ガントリ１の回転リング２の回転と、スライド式寝台６のスライドを同期的に制御する。

Ｘ線検出器５を構成する検出素子は、被検体がＸ線源３と検出素子の間に介在する場合、及び、介在しない場合の双方において、Ｘ線源３が発生するＸ線の強度を測定することができる。したがって、各検出素子は、少なくとも１つのＸ線強度を測定し、この強度に対応するアナログ出力信号を出力する。各検出素子からの出力信号は、データ収集部１１により、時分割で列ごとに区別して読出される（つまり、遂次収集される）。

データ収集部１１は、積分アンプと、Ａ／Ｄ変換器とを含んで構成されている。データ収集部１１に含まれる各検出素子からの電気信号は、共通の積分アンプを経由して時分割された後、Ａ／Ｄ変換器によりディジタルデータに変換される。データ収集部１１は、ディジタルデータに変換された検出素子５２からの信号を前処理部１２に出力する。

前処理部１２は、データ収集部１１から送られてくるディジタルデータに対して感度補正等の処理を施して投影データとする。前処理部１２は、この投影データを、その生成元であるディジタルデータの読出し元である列と対応付けて投影データ記憶部１３に記憶させる。

また、外観撮影部５１１は、あらかじめ決められた位置から被検体の外観を撮影することで、被検体の外観を示す外観画像を取得する。外観撮影部５１１は、取得された外観画像を、表示制御部３０を介して表示部４０１に表示させる。表示制御部３０については後述する。これにより操作者は、表示部４０１に表示された外観画像を確認し、操作部４０２を介して所望のタイミングに対応する外観画像を指定することが可能となる。

（ステップＳ１１）
再構成処理部１４は、Ｘ線撮影部５００による投影データの取得に係る処理と並行して、取得された投影データを投影データ記憶部１３から遂次読み出す。再構成処理部１４は、この読み出された投影データに対して、解析用にあらかじめ決定された再構成条件に基づき再構成処理を施すことで、この再構成条件に基づくタイミングごとに解析用の画像データを生成する。再構成処理部１４は、このタイミングごとに生成された解析用の画像データを画像データ記憶部１０に記憶させる。

（ステップＳ２２１）
構造抽出部２１は、再構成処理部１４によりタイミングごとに遂次生成されて画像データ記憶部１０に記憶された解析用の画像データを、画像データ記憶部１０から遂次読み出す。このとき、再構成処理部１４による動作と、構造抽出部２１に解析用の画像データの読み出しに係る動作とは同期させてもよい。構造抽出部２１は、読み出されたタイミングごとの第１の画像データをオブジェクト抽出部２１１に遂次出力し、その第１の画像データからのオブジェクトの抽出を指示する。

オブジェクト抽出部２１１は、タイミングごとの第１の画像データを構造抽出部２１から遂次受ける。本実施形態に係るオブジェクト抽出部２１１は、この第１の画像データ中のボクセルデータに基づき、被検体の表層を検出し、検出された表層により形成される領域のオブジェクトを抽出する。このオブジェクトが、被検体の外形の形状を示している。以降では、このオブジェクトを外形オブジェクトと呼ぶ場合がある。ここで、図２Ａ及び図２Ｂを参照する。図２Ａ及び図２Ｂは、被検体の表層に基づく形状の解析について説明するための図である。図２Ａ及び図２Ｂは、上腕と下腕との間の関節部分を示しており、それぞれが異なるタイミングに対応している。図２ＡにおけるＭ１１〜Ｍ１３は、骨の部分を示しており、Ｍ２１ａは、外形オブジェクトを示している。また、図２ＢにおけるＭ１１〜Ｍ１３は、骨の部分を示しており、図２ＡにおけるＭ１１〜Ｍ１３に対応している。また、図２ＢにおけるＭ２１ｂは、図２Ａとは異なるタイミングにおける外形オブジェクトを示しており、関節の動きにより、外形オブジェクトＭ２１ａとは異なる形状を示している。

オブジェクト抽出部２１１は、タイミングごとの第１の画像データそれぞれについて抽出された（即ち、タイミングごとに抽出された）外形オブジェクトを示す情報（例えば、オブジェクトの形状、位置、及び大きさを示す情報）を、対応するタイミングを示す情報と関連付けて位置解析部２１２に出力する。

（ステップＳ２２２）
外観撮影部５１１は、所望のタイミングで、操作部４０２を介して、操作者により指定された、所定のタイミングに対応する外観画像を示す情報を受ける（ステップＳ２２２、Ｙ）。外観撮影部５１１は、この情報に対応する外観画像を位置解析部２１２に出力する。なお、本実施形態に係る医用画像処理装置は、外観画像を示す情報の指定を受けるまでは（ステップＳ２２２、Ｎ）、撮影終了が指示されない限り（ステップＳ１３、Ｎ）、上述した一連の動作を継続する。

（ステップＳ２２３）
位置解析部２１２は、オブジェクト抽出部２１１から、タイミングごとに抽出された外形オブジェクトを示す情報を遂次受ける。位置解析部２１２は、この情報を基に、各タイミング間における外形の形状の変化を解析する。また、位置解析部２１２は、外観撮影部５１１から、所望のタイミングで、所定のタイミングに対応する外観画像と撮影位置を示す情報とを受ける。外観画像を受けると、位置解析部２１２は、この外観画像と形状が一致する外形オブジェクトを特定し、その外形オブジェクトに対応するタイミングを基準として、Ｘ線撮影部５００の投影データの取得に係る動作を制御するタイミングを特定する。以下に、その具体的な方法の一例について説明する。

位置解析部２１２は、撮影位置を示す情報を受けると、この情報を基に、被検体に対する外観撮影部５１１の位置を特定する。位置解析部２１２は、タイミングごとに遂次受ける外形オブジェクトそれぞれについて、特定された位置から見た形状を示す情報（以降では、「形状情報」と呼ぶ）を抽出する。この形状を抽出する方法の具体的な一例として、位置解析部２１２は、特定された位置を視点として各外形オブジェクトを投影し、その射影を、形状情報として抽出すればよい。なお、この処理は、後述する画像処理部２２に実行させる構成としてもよい。ここで、図２Ｃを参照する。図２Ｃは、タイミングごとの外形オブジェクトＭ２１（例えば、Ｍ２１ａ及びＭ２１ｂ）の形状情報を、線により模式的に示した図である。図２ＣにおけるＰ２１は、外形オブジェクトＭ２１の形状情報を示している。Ｐ２１１は、形状情報Ｐ２１において、上腕に対応する部分（以降では、「上腕部分」と呼ぶ）を示している。なお、本来はタイミングごとにＰ２１１に相当する部分が抽出されるが、図２Ｃの例では、説明をわかりやすくするために、上腕部分Ｐ２１１の位置及び向きが変わっていないものとして、各タイミングについて共通で示している。また、Ｐ２１２ａ〜Ｐ２１２ｄは、下腕に対応する部分（以降では、「下腕部分」と呼ぶ）を示しており、それぞれが異なるタイミングに対応している。

位置解析部２１２は、タイミングごとに抽出された形状情報と外観画像との間で形状を比較し、その差（例えば、双方の間で重複しない部分のピクセル数）を変化量として算出する。また、別の方法として、位置解析部２１２は、例えば、上腕に対応する部分と下腕に対応する部分のそれぞれから軸を抽出し、この軸の位置関係（例えば、角度や距離）を基に変化量を求めてもよい。

（ステップＳ２２４）
変化量を算出したら、位置解析部２１２は、算出された変化量が、あらかじめ決められた量（以降では、「所定量」と呼ぶ）以上か否かを判断する。この所定量は、例えば、観察対象の一連の動きのうち、外観画像を基点として着目したい可動範囲に基づき、あらかじめ決定しておけばよい。これにより、位置解析部２１２は、外形オブジェクトＭ２１の形状が外観画像と一致する一のタイミングから、所定量だけ観察対象の形状が変化した他のタイミングを検知する。即ち、一のタイミングを基準として他のタイミングが検知される。

（ステップＳ２２５）
位置解析部２１２は、一のタイミングを基準として他のタイミングを検知すると（ステップＳ２２４、Ｙ）、スキャン制御部５０１に、スキャン条件の変更、または、スキャンの停止を指示する。この指示を受けて、スキャン制御部５０１は、指示された動作（即ち、スキャン条件の変更、または、スキャンの停止）を実行する。なお、他のタイミングが検知されない間は（ステップＳ２２４、Ｎ）、位置解析部２１２は、スキャン制御部５０１への指示は行わず、次処理に遷移する。

（ステップＳ１３）
なお、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、操作者により撮影の終了が指示されない限り、上述した一連の処理を実行する（ステップＳ１３、Ｎ）。操作者により撮影の終了が指示されると（ステップＳ１３、Ｙ）、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、投影データの取得に係る処理を終了するとともに、これを制御するための解析処理を終了する。

以上のように、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、関節などのような可動部位を構成する少なくとも２つ以上の部位の位置関係の変化を、被検体の外形の形状変化により解析する。そのうえで、Ｘ線ＣＴ装置は、あらかじめ指定された外観画像に対して、この外形の形状の変化量が所定量以上となったタイミングを検知し、このタイミングに基づき投影データの取得に係る動作を制御する（即ち、スキャン条件を変更する、または、スキャンを停止する）。これにより、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、２つ以上の部位の位置関係が所定の条件を満たしたときに、操作者を介することなく、Ｘ線ＣＴ装置自体が自動で投影データの取得に係る動作を制御することが可能となる。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態に係る医用画像表示装置ついて説明する。第１の実施形態に係る医用画像表示装置では、外部機器５１として外観撮影部５１１を用いて外観画像を取得し、所定のタイミングに対応する外観画像を基準として、投影データの取得に係る処理を制御するタイミングを特定していた。本実施形態に係る医用画像表示装置では、外部機器５１としてタイミング指定部５１２を用いて、Ｘ線撮影部５００による撮影が行われた一連のタイミング中から所望のタイミングの指定を受けて、このタイミングを基準として投影データの取得に係る処理を制御するタイミングを特定する。以下に、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置について、第１の実施形態とは異なる部分に着目して説明する。

タイミング指定部５１２は、Ｘ線撮影部５００による撮影が行われた一連のタイミング中から所望のタイミングの指定を受けて、このタイミングを示す情報を投影データに付帯する。具体的な一例として、タイミング指定部５１２は、例えば、被検体の声を検知するマイクから、被検体の反応（例えば、被検体による発声）が検知されたときに、これを示す通知を受ける。このマイクから通知を受けると、タイミング指定部５１２は、その通知を受けたタイミングを示す情報（以降では、「通知フラグ」と呼ぶ）を、Ｘ線撮影部５００により取得された投影データに付帯する。また、マイクに限らず、例えば、カメラや心拍計などのような被検体の反応を監視する機器から、被検体から所定の反応が検知された場合に、これを示す通知を受けて動作してもよい。また、タイミング指定部５１２は、このタイミングの指定を、操作部４０２を介して操作者から受けてもよい。例えば、Ｘ線撮影部５００による撮影中に、操作者は、所望のタイミングで操作部４０２を介してタイミング指定部５１２に指示を出す。タイミング指定部５１２は、操作部４０２から操作者による指示を受けて、この指示を受けたタイミングを示す通知フラグを投影データに付帯すればよい。また、スキャン制御部５０１が、Ｘ線撮影部５００による撮影とあわせて、タイミング指定部５１２を制御する構成としてもよい。

本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、再構成された画像データを解析することで、観察対象を構成する各部位の位置及び向きや、それらの相対的な位置関係（以降では、これを総じて単に「位置関係」と呼ぶ）を把握する。そのため、再構成処理部１４は、解析用の画像データを、表示用の画像データとは別に再構成する。具体的には、再構成処理部１４は、Ｘ線撮影部５００による投影データの取得に係る処理と並行して、取得された投影データを投影データ記憶部１３から遂次読み出す。再構成処理部１４は、この読み出された投影データに対して、解析用にあらかじめ決定された再構成条件に基づき再構成処理を施すことで、この再構成条件に基づくタイミングごとに解析用の画像データを生成する。

本実施形態では、解析用の画像データを再構成するための再構成条件は、投影データ中から被検体の表層（即ち、皮膚）を抽出可能に構成されている。具体的には、この再構成条件は、再構成の対象とするＣＴ値の範囲を、表層が抽出できるレベルに調整されている。これにより、この画像データは、表層を抽出可能に再構成される。また、再構成処理部１４は、投影データに付帯された通知フラグが示すタイミングを含むタイミングについて画像データを再構成する場合には、その画像データに対して、他の画像データと識別するための識別情報（即ち、通知フラグ）を付帯する。なお、このときの再構成条件に基づき生成された画像データが「第１の画像データ」に相当する。再構成処理部１４は、このタイミングごとに生成された画像データを画像データ記憶部１０に記憶させる。このような、画像データから被検体の表層を抽出することで、抽出された表層を基に、被検体の外形を認識することが可能となる。本実施形態では、このように再構成された被検体の表層を基に、時系列に沿った被検体の外形の形状変化を解析し、その外形の形状が所定の条件を満たすか否かにより、投影データの取得に係る動作を制御するタイミングを特定する。

なお、本実施形態に係る再構成処理部１４の、表示用の画像データの再構成に係る処理は、第１の実施形態に係る再構成処理部１４の動作と同様である。即ち、再構成処理部１４は、投影データ記憶部１３から投影データを読み出して、表示用にあらかじめ決定された再構成条件に基づき再構成処理を施すことで、この再構成条件に基づくタイミングごとに表示用の画像データを生成する。なお、以降では、表示用の再構成条件に基づき生成された画像データを「第２の画像データ」と呼ぶ場合がある。再構成処理部１４は、このタイミングごとに生成された表示用の画像データを画像データ記憶部１０に記憶させる。

なお、表示用の画像データについては、必ずしも投影データの取得に係る処理と並行して動作させる必要は無い。例えば、再構成処理部１４は、一連の投影データが取得された後に、表示用の画像データを再構成してもよい。この動作についても、第１の実施形態と同様である。

構造抽出部２１は、再構成処理部１４によりタイミングごとに遂次生成されて画像データ記憶部１０に記憶された解析用の画像データを、画像データ記憶部１０から遂次読み出す。このとき、再構成処理部１４による動作と、構造抽出部２１に解析用の画像データの読み出しに係る動作とは同期させてもよい。構造抽出部２１は、読み出されたタイミングごとの第１の画像データをオブジェクト抽出部２１１に遂次出力し、その第１の画像データからのオブジェクトの抽出を指示する。この構造抽出部２１の動作は、第１の実施形態と同様である。

オブジェクト抽出部２１１は、タイミングごとの第１の画像データを構造抽出部２１から遂次受ける。本実施形態に係るオブジェクト抽出部２１１は、この第１の画像データ中のボクセルデータに基づき、被検体の表層を検出し、検出された表層により形成される領域のオブジェクトを抽出する。このオブジェクトが、被検体の外形の形状を示している。また、オブジェクト抽出部２１１は、第１の画像データに通知フラグが付帯されている場合には、その画像データから抽出された外形オブジェクトＭ２１を示す情報に、この通知フラグを関連付ける。オブジェクト抽出部２１１は、タイミングごとの第１の画像データそれぞれについて抽出された外形オブジェクトＭ２１を示す情報を、対応するタイミングを示す情報と関連付けて位置解析部２１２に出力する。

位置解析部２１２は、オブジェクト抽出部２１１から、タイミングごとに抽出された外形オブジェクトを示す情報を遂次受ける。位置解析部２１２は、この情報を基に、時系列に沿った外形の形状の変化を解析する。位置解析部２１２は、遂次受ける外形オブジェクトの中から通知フラグが付帯された外形オブジェクトを特定し、その外形オブジェクトに対応するタイミングを基準として、Ｘ線撮影部５００の投影データの取得に係る動作を制御するタイミングを特定する。以下に、その具体的な方法の一例について説明する。

位置解析部２１２は、タイミングごとに遂次受ける外形オブジェクトそれぞれについて、通知フラグが付帯されているか否かを確認し、通知フラグが付帯された外形オブジェクトを検出する。通知フラグが付帯されたる外形オブジェクトを検出すると、位置解析部２１２は、この外形オブジェクトを基準となるオブジェクトを特定する。なお、以降では、この基準となる外形オブジェクトを「基準オブジェクト」と呼ぶ場合がある。

基準オブジェクトを特定したら、位置解析部２１２は、この基準オブジェクトと、遂次受けるタイミングごとの外形オブジェクトとの間で比較を行い、オブジェクト間の変化量をタイミングごとに算出する。具体的には、位置解析部２１２は、双方のオブジェクトの形状を比較し、その差（例えば、オブジェクト間で重複しない部分のピクセル数）を変化量として算出する。また、別の方法として、位置解析部２１２は、例えば、上腕と下腕のそれぞれから軸を抽出し、この軸の位置関係（例えば、角度や距離）を基に変化量を求めてもよい。

変化量を算出したら、位置解析部２１２は、算出された変化量が、あらかじめ決められた量（以降では、「所定量」と呼ぶ）以上か否かを判断する。この所定量は、例えば、観察対象の一連の動きのうち、基準オブジェクトに対応するタイミングを基点として着目したい可動範囲に基づき、あらかじめ決定しておけばよい。これにより、位置解析部２１２は、外形オブジェクトＭ２１の形状が、基準オブジェクトと一致する一のタイミングから、所定量だけ変化した他のタイミングを検知する。即ち、一のタイミングを基準として他のタイミングが検知される。

位置解析部２１２は、一のタイミングを基準として他のタイミングを検知すると、スキャン制御部５０１に、スキャン条件の変更、または、スキャンの停止を指示する。この指示を受けて、スキャン制御部５０１は、指示された動作（即ち、スキャン条件の変更、または、スキャンの停止）を実行する。なお、スキャン条件の変更、及び、スキャンの停止のいずれを指示するかは、検知されたタイミング（換言すると、そのタイミングに対応する位置関係）を示す情報に、あらかじめ関連付けておくとよい。

なお、以降の動作は第１の実施形態と同様である。即ち、表示用に再構成された第２の画像データが画像データ記憶部１０に記憶されると、構造抽出部２１は、これを読み出して画像処理部２２に転送する。なお、解析用に生成された第１の画像データを表示用にも用いるように動作させてもよい。この場合には、位置解析部２１２は、解析用に既に読み出している画像データを画像処理部２２に転送すればよい。画像処理部２２は、これらの画像データに対して画像処理を施して医用画像を生成し、これを対応するタイミングを示す情報と関連付けて画像記憶部２３に記憶させる。表示制御部３０は、これらの医用画像を画像記憶部２３から読み出し、時系列に沿って並べて動画として表示部４０１に表示させる。

次に、図４Ａ及び図４Ｂを参照しながら、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の一連の動作について説明する。図４Ａは、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置における、投影データの取得に係る一連の動作を示したフローチャートである。また、図４Ｂは、本実施形態における、位置関係の解析に係る動作を示したフローチャートである。なお、図４Ｂに示すフローチャートは、図４ＡにおけるステップＳ２０の処理に相当する。

（ステップＳ１０）
Ｘ線コントローラ８からトリガ信号が供給されると、高電圧装置７はＸ線源３を駆動する。高電圧装置７は、トリガ信号を受信するタイミングでＸ線源３に高電圧を印加する。これにより、Ｘ線がＸ線源３で発生され、ガントリ／寝台コントローラ９は、ガントリ１の回転リング２の回転と、スライド式寝台６のスライドを同期的に制御する。

Ｘ線検出器５を構成する検出素子は、被検体がＸ線源３と検出素子の間に介在する場合、及び、介在しない場合の双方において、Ｘ線源３が発生するＸ線の強度を測定することができる。したがって、各検出素子は、少なくとも１つのＸ線強度を測定し、この強度に対応するアナログ出力信号を出力する。各検出素子からの出力信号は、データ収集部１１により、時分割で列ごとに区別して読出される（つまり、遂次収集される）。

データ収集部１１は、積分アンプと、Ａ／Ｄ変換器とを含んで構成されている。データ収集部１１に含まれる各検出素子からの電気信号は、共通の積分アンプを経由して時分割された後、Ａ／Ｄ変換器によりディジタルデータに変換される。データ収集部１１は、ディジタルデータに変換された検出素子５２からの信号を前処理部１２に出力する。

前処理部１２は、データ収集部１１から送られてくるディジタルデータに対して感度補正等の処理を施して投影データとする。前処理部１２は、この投影データを、その生成元であるディジタルデータの読出し元である列と対応付けて投影データ記憶部１３に記憶させる。

（ステップＳ１１）
再構成処理部１４は、Ｘ線撮影部５００による投影データの取得に係る処理と並行して、取得された投影データを投影データ記憶部１３から遂次読み出す。再構成処理部１４は、この読み出された投影データに対して、解析用にあらかじめ決定された再構成条件に基づき再構成処理を施すことで、この再構成条件に基づくタイミングごとに解析用の画像データを生成する。再構成処理部１４は、このタイミングごとに生成された解析用の画像データを画像データ記憶部１０に記憶させる。

（ステップＳ１２）
また、タイミング指定部５１２は、Ｘ線撮影部５００による撮影が行われた一連のタイミング中から所望のタイミングの指定を受けて、このタイミングを示す情報を投影データに付帯する（ステップＳ１２、Ｙ）。具体的な一例として、タイミング指定部５１２は、例えば、被検体の声を検知するマイクから、被検体の反応（例えば、被検体による発声）が検知されたときに、これを示す通知を受ける。このマイクから通知を受けると、タイミング指定部５１２は、その通知を受けたタイミングを示す通知フラグを、Ｘ線撮影部５００により取得された投影データに付帯する。また、マイクに限らず、例えば、カメラや心拍計などのような被検体の反応を監視する機器から、被検体から所定の反応が検知された場合に、これを示す通知を受けて動作してもよい。また、タイミング指定部５１２は、このタイミングの指定を、操作部４０２を介して操作者から受けてもよい。例えば、Ｘ線撮影部５００による撮影中に、操作者は、所望のタイミングで操作部４０２を介してタイミング指定部５１２に指示を出す。タイミング指定部５１２は、操作部４０２から操作者による指示を受けて、この指示を受けたタイミングを示す通知フラグを投影データに付帯すればよい。

また、再構成処理部１４は、投影データに付帯された通知フラグが示すタイミングを含むタイミングについて画像データを再構成する場合には、その画像データに対して、他の画像データと識別するための識別情報（即ち、通知フラグ）を付帯する。

なお、本実施形態に係る医用画像処理装置は、上記した所望のタイミングの指定を受けるまでは（ステップＳ１２、Ｎ）、撮影終了が指示されない限り（ステップＳ１３、Ｎ）、上述した一連の動作を継続する。

（ステップＳ２０１）
ここで、図４Ｂを参照する。構造抽出部２１は、再構成処理部１４によりタイミングごとに遂次生成されて画像データ記憶部１０に記憶された解析用の画像データを、画像データ記憶部１０から遂次読み出す。このとき、再構成処理部１４による動作と、構造抽出部２１に解析用の画像データの読み出しに係る動作とは同期させてもよい。構造抽出部２１は、読み出されたタイミングごとの第１の画像データをオブジェクト抽出部２１１に遂次出力し、その第１の画像データからのオブジェクトの抽出を指示する。この構造抽出部２１の動作は、第１の実施形態と同様である。

オブジェクト抽出部２１１は、タイミングごとの第１の画像データを構造抽出部２１から遂次受ける。本実施形態に係るオブジェクト抽出部２１１は、この第１の画像データ中のボクセルデータに基づき、被検体の表層を検出し、検出された表層により形成される領域のオブジェクトを抽出する。このオブジェクトが、被検体の外形の形状を示している。また、オブジェクト抽出部２１１は、第１の画像データに通知フラグが付帯されている場合には、その画像データから抽出された外形オブジェクトＭ２１を示す情報に、この通知フラグを関連付ける。オブジェクト抽出部２１１は、タイミングごとの第１の画像データそれぞれについて抽出された外形オブジェクトＭ２１を示す情報を、対応するタイミングを示す情報と関連付けて位置解析部２１２に出力する。

（ステップＳ２０２）
位置解析部２１２は、オブジェクト抽出部２１１から、タイミングごとに抽出された外形オブジェクトを示す情報を遂次受ける。位置解析部２１２は、この情報を基に、時系列に沿った外形の形状の変化を解析する。位置解析部２１２は、遂次受ける外形オブジェクトの中から通知フラグが付帯された外形オブジェクトを特定し、その外形オブジェクトに対応するタイミングを基準として、Ｘ線撮影部５００の投影データの取得に係る動作を制御するタイミングを特定する。以下に、その具体的な方法の一例について説明する。

位置解析部２１２は、タイミングごとに遂次受ける外形オブジェクトそれぞれについて、通知フラグが付帯されているか否かを確認し、通知フラグが付帯された外形オブジェクトを検出する。通知フラグが付帯されたる外形オブジェクトを検出すると、位置解析部２１２は、この外形オブジェクトを基準となるオブジェクトを特定する。なお、以降では、この基準となる外形オブジェクトを「基準オブジェクト」と呼ぶ場合がある。

基準オブジェクトを特定したら、位置解析部２１２は、この基準オブジェクトと、遂次受けるタイミングごとの外形オブジェクトとの間で比較を行い、オブジェクト間の変化量をタイミングごとに算出する。具体的には、位置解析部２１２は、双方のオブジェクトの形状を比較し、その差（例えば、オブジェクト間で重複しない部分のピクセル数）を変化量として算出する。また、別の方法として、位置解析部２１２は、例えば、上腕と下腕のそれぞれから軸を抽出し、この軸の位置関係（例えば、角度や距離）を基に変化量を求めてもよい。

（ステップＳ３１）
ここで、図４Ａを参照する。変化量を算出したら、位置解析部２１２は、算出された変化量が、あらかじめ決められた量（以降では、「所定量」と呼ぶ）以上か否かを判断する。この所定量は、例えば、観察対象の一連の動きのうち、基準オブジェクトに対応するタイミングを基点として着目したい可動範囲に基づき、あらかじめ決定しておけばよい。これにより、位置解析部２１２は、外形オブジェクトＭ２１の形状が、基準オブジェクトと一致する一のタイミングから、所定量だけ変化した他のタイミングを検知する。即ち、一のタイミングを基準として他のタイミングが検知される。

（ステップＳ３２）
位置解析部２１２は、一のタイミングを基準として他のタイミングを検知すると（ステップＳ３１、Ｙ）、スキャン制御部５０１に、スキャン条件の変更、または、スキャンの停止を指示する。スキャン制御部５０１に、スキャン条件の変更、または、スキャンの停止を指示する。この指示を受けて、スキャン制御部５０１は、指示された動作（即ち、スキャン条件の変更、または、スキャンの停止）を実行する。なお、他のタイミングが検知されない間は（ステップＳ３１、Ｎ）、位置解析部２１２は、スキャン制御部５０１への指示は行わず、次処理に遷移する。

（ステップＳ１３）
なお、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、操作者により撮影の終了が指示されない限り、上述した一連の処理を実行する（ステップＳ１３、Ｎ）。操作者により撮影の終了が指示されると（ステップＳ１３、Ｙ）、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、投影データの取得に係る処理を終了するとともに、これを制御するための解析処理を終了する。

以上のように、本実施形態に係る医用画像処理装置は、関節などのような可動部位を構成する少なくとも２つ以上の部位の位置関係の変化を、被検体の外形の形状変化により解析する。また、この医用画像処理装置は、外部機器５１としてタイミング指定部５１２を用いて、Ｘ線撮影部５００による撮影が行われた一連の時間幅の中から所望のタイミングの指定を受けて、このタイミングに対応する外形の形状を基準とする。そのうえで、医用画像処理装置は、この基準に対する、変化量が所定量以上となったタイミングを検知し、このタイミングに基づき投影データの取得に係る動作を制御する（即ち、スキャン条件を変更する、または、スキャンを停止する）。これにより、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、２つ以上の部位の位置関係が所定の条件を満たしたときに、操作者を介することなく、Ｘ線ＣＴ装置自体が自動で投影データの取得に係る動作を制御することが可能となる。

（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態に係る医用画像表示装置ついて説明する。第２の実施形態に係る医用画像表示装置では、被検体の外形、即ち、外形オブジェクトＭ２１の形状変化に基づき、投影データの取得に係る処理を制御するタイミングを特定していた。本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置では、骨のオブジェクトの位置関係に基づき、投影データの取得に係る処理を制御するタイミングを特定する。以下に、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置について、第２の実施形態とは異なる部分に着目して説明する。

本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、再構成された画像データを解析することで、観察対象を構成する各部位の位置及び向きや、それらの相対的な位置関係（以降では、これを総じて単に「位置関係」と呼ぶ）を把握する。そのため、再構成処理部１４は、解析用の画像データを、表示用の画像データとは別に再構成する。具体的には、再構成処理部１４は、Ｘ線撮影部５００による投影データの取得に係る処理と並行して、取得された投影データを投影データ記憶部１３から遂次読み出す。再構成処理部１４は、この読み出された投影データに対して、解析用にあらかじめ決定された再構成条件に基づき再構成処理を施すことで、この再構成条件に基づくタイミングごとに解析用の画像データを生成する。

本実施形態では、解析用の画像データを再構成するための再構成条件は、投影データ中から被検体中の骨を抽出可能に構成されている。即ち、この画像データは、骨を抽出可能に再構成される。なお、この骨には軟骨も含まれる。また、このときの再構成条件に基づき生成された画像データが「第１の画像データ」に相当する。再構成処理部１４は、このタイミングごとに生成された画像データを画像データ記憶部１０に記憶させる。本実施形態では、このように再構成された被検体の各部位の骨を基に、時系列に沿った骨の位置関係を解析し、その位置関係が所定の条件を満たすか否かにより、投影データの取得に係る動作を制御するタイミングを特定する。

なお、本実施形態に係る再構成処理部１４の、表示用の画像データの再構成に係る処理は、第１の実施形態に係る再構成処理部１４の動作と同様である。即ち、再構成処理部１４は、投影データ記憶部１３から投影データを読み出して、表示用にあらかじめ決定された再構成条件に基づき再構成処理を施すことで、この再構成条件に基づくタイミングごとに表示用の画像データを生成する。なお、以降では、表示用の再構成条件に基づき生成された画像データを「第２の画像データ」と呼ぶ場合がある。再構成処理部１４は、このタイミングごとに生成された表示用の画像データを画像データ記憶部１０に記憶させる。

なお、表示用の画像データについては、必ずしも投影データの取得に係る処理と並行して動作させる必要は無い。例えば、再構成処理部１４は、一連の投影データが取得された後に、表示用の画像データを再構成してもよい。この動作についても、第１の実施形態と同様である。

構造抽出部２１は、再構成処理部１４によりタイミングごとに遂次生成されて画像データ記憶部１０に記憶された解析用の画像データを、画像データ記憶部１０から遂次読み出す。このとき、再構成処理部１４による動作と、構造抽出部２１に解析用の画像データの読み出しに係る動作とは同期させてもよい。構造抽出部２１は、読み出されたタイミングごとの第１の画像データをオブジェクト抽出部２１１に遂次出力し、その第１の画像データからのオブジェクトの抽出を指示する。この構造抽出部２１の動作は、第２の実施形態と同様である。

オブジェクト抽出部２１１は、タイミングごとの第１の画像データを構造抽出部２１から遂次受ける。本実施形態に係るオブジェクト抽出部２１１は、この第１の画像データ中のボクセルデータに基づき骨の部分をオブジェクトとして抽出する。ここで、図５Ａを参照する。図５Ａは、骨の位置関係の解析について説明するための図であり、腕部を形成する骨のオブジェクトが抽出された場合の一例を示している。図５Ａに示すように、オブジェクト抽出部２１１は、第１の画像データから、腕部を形成する骨のオブジェクトＭ１１、Ｍ１２、及びＭ１３を抽出する。このように、オブジェクト抽出部２１１は、タイミングごとの第１の画像データそれぞれについて、骨のオブジェクトを抽出する。また、オブジェクト抽出部２１１は、第１の画像データに通知フラグが付帯されている場合には、その画像データから抽出された骨のオブジェクトを示す情報に、この通知フラグを関連付ける。オブジェクト抽出部２１１は、タイミングごとの第１の画像データそれぞれについて抽出された（即ち、タイミングごとに抽出された）骨のオブジェクトを示す情報（例えば、オブジェクトの形状、位置、及び大きさを示す情報）を、対応するタイミングを示す情報と関連付けて位置解析部２１２に出力する。

位置解析部２１２は、オブジェクト抽出部２１１から、骨のオブジェクトを示す情報をタイミングごとに遂次受ける。位置解析部２１２は、この情報を基に、時系列に沿った骨の位置関係の変化を解析する。位置解析部２１２は、遂次受ける骨のオブジェクトを示す情報の中から通知フラグが付帯された外形オブジェクトを特定し、その外形オブジェクトに対応するタイミングを基準として、Ｘ線撮影部５００の投影データの取得に係る動作を制御するタイミングを特定する。

位置解析部２１２は、タイミングごとに遂次受ける骨のオブジェクトを示す情報それぞれについて、通知フラグが付帯されているか否かを確認し、通知フラグが付帯された骨のオブジェクトを示す情報を検出する。通知フラグが付帯されたる骨のオブジェクトを示す情報を検出すると、位置解析部２１２は、この骨のオブジェクトの位置関係を特定し、特定された骨のオブジェクトの位置関係を基準位置関係とする。位置関係の特定方法については、以下に具体的に説明する。

位置解析部２１２は、まず、骨のオブジェクトＭ１１、Ｍ１２、及びＭ１３の中から、位置関係の解析に用いる、少なくとも２以上のオブジェクト（即ち、解析対象のオブジェクト）を特定する。具体的には、例えば、位置解析部２１２は、あらかじめ知られている生体を構成する各部の生体情報（例えば、上腕及び下腕を構成する骨の位置関係を示す情報）を記憶しておき、この生体情報に基づきオブジェクトを特定する。また、別の方法として、位置解析部２１２は、観察対象とするオブジェクトの形状を示す情報をあらかじめ記憶しておき、この形状に一致するオブジェクトを、解析対象のオブジェクトとして特定する。以降では、位置解析部２１２は、オブジェクトＭ１１及びＭ１３を特定したものとして説明する。

解析対象のオブジェクトＭ１１及びＭ１３を特定すると、位置解析部２１２は、これらそれぞれから、少なくとも３点の形状的に特長のある部分（以降では、「形状特徴」と呼ぶ）を抽出する。例えば、図５Ａに示すように、位置解析部２１２は、オブジェクトＭ１１から、形状特徴Ｍ１１１、Ｍ１１２、及びＭ１１３を抽出する。また、位置解析部２１２は、オブジェクトＭ１３から、形状特徴Ｍ１３１、Ｍ１３２、及びＭ１３３を抽出する。

次に、位置解析部２１２は、抽出された３点の形状特徴を示す部分（即ち、点）により、各オブジェクトの位置及び向きを模擬的に把握するための平面を形成し、形状特徴の抽出元であるオブジェクトと関連付ける。ここで、図５Ｂを参照する。図５Ｂは、骨の位置関係の解析について説明するための図であり、オブジェクトＭ１１及びＭ１３のそれぞれから形成された形状特徴に基づき形成された平面を示している。図５Ｂに示すように、位置解析部２１２は、形状特徴Ｍ１１１、Ｍ１１２、及びＭ１１３により平面Ｐ１１を形成し、これをオブジェクトＭ１１と関連付ける。同様にして、位置解析部２１２は、形状特徴Ｍ１３１、Ｍ１３２、及びＭ１３３により平面Ｐ１３を形成し、これをオブジェクトＭ１３と関連付ける。

関節を動かした場合には、関節を構成する複数の骨それぞれの位置及び向きや、それらの相対的な位置関係（以降では、これを総じて単に「位置関係」と呼ぶ）は変化するが、各骨の形状及び大きさは変化しない。即ち、タイミングごとに抽出されたオブジェクトＭ１１及びＭ１３は、複数タイミング間で位置関係は変化するが、各オブジェクトの形状及び大きさは変化しない。これは、各オブジェクトの形状特徴に基づき抽出された平面Ｐ１１及びＰ１３についても同様である。本実施形態に係る位置解析部２１２は、この特性を利用して、平面Ｐ１１及びＰ１３それぞれの位置及び向きに基づき、オブジェクトＭ１１及びＭ１３の位置関係を認識する。なお、このように、各オブジェクトから平面を形成することで、そのオブジェクトの位置及び向きを把握するために複雑な形状解析を行う必要が無くなる。そのため、位置解析部２１２がオブジェクトＭ１１及びＭ１３の位置関係を認識するための処理負荷を軽減することが可能となる。

ここで、図５Ｃを参照する。図５Ｃは、骨の位置関係の解析について説明するための図であり、図５Ａ及び図５Ｂで示されたオブジェクトＭ１１及びＭ１３の位置関係を平面Ｐ１１及びＰ１３で表した一例である。位置解析部２１２は、例えば、平面Ｐ１１及びＰ１３の成す角度に基づき、オブジェクトＭ１１及びＭ１３の相対的な位置関係を特定する。また、位置解析部２１２は、角度に替えて、平面Ｐ１１及びＰ１３の間の距離に基づき、オブジェクトＭ１１及びＭ１３の相対的な位置関係を特定してもよい。なお、以降では、位置解析部２１２は、平面Ｐ１１及びＰ１３に基づき、オブジェクトＭ１１及びＭ１３の位置関係を特定するものとして説明する。

なお、位置解析部２１２は、オブジェクトＭ１１及びＭ１３の位置関係を特定可能であれば、上記で示した平面Ｐ１１及びＰ１３に基づく方法に限定はされない。例えば、オブジェクトＭ１１及びＭ１３それぞれの外形を基に、各オブジェクトの位置及び向きを特定し、双方の相対的な位置関係を特定してもよい。その場合は、位置解析部２１２は、３次元的な位置関係を特定する。また、２次元的な位置関係を特定すればよい場合には、少なくとも２点の形状特徴に基づく線を、オブジェクトＭ１１及びＭ１３それぞれについて抽出し、抽出された２つの線に基づき位置関係を特定してもよい。例えば、図２Ｃ及び図２Ｄに示すように、線Ｐ１１１は、形状特徴Ｍ１１１及びＭ１１３に基づき抽出される。また、線Ｐ１３１は、形状特徴Ｍ１３２及びＭ１３３に基づき抽出される。位置解析部２１２は、このようにして抽出された線Ｐ１１１及びＰ１１３により、オブジェクトＭ１１及びＭ１３の２次元的な位置関係を特定することができる。また、Ｍｕｔｕａｌ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎを使ってオブジェクトを構成するボクセルの画素値情報を基に、オブジェクト自体の位置合わせを行って、位置や方向を特定してもよい。例えば、画素値情報（濃淡を示す情報）の分布に基づきオ、ブジェクトの位置や向きを特定することができる。

このようにして、位置解析部２１２は、通知フラグが付帯されたる骨のオブジェクトを示す情報を検出したら、このときの骨の位置関係を基準位置関係として特定する。基準位置関係を特定したら、位置解析部２１２は、このタイミング以降の各時相、即ち、このタイミング以降に受ける各骨のオブジェクトを示す情報について、観察対象である骨のオブジェクトの位置関係を特定する。ここで、図５Ｄを参照する。図５Ｄは、骨の位置関係の解析について説明するための図であり、複数タイミングにおける平面Ｐ１１及びＰ１３の位置関係を表した一例である。なお、図５Ｄの例では、説明をわかりやすくするために、平面Ｐ１１（即ち、オブジェクトＭ１１）の位置及び向きが変わっていないものとして、タイミングごとの平面Ｐ１３の位置及び向きの変化を示している。図５Ｄにおける、Ｐ１３ａ〜Ｐ１３ｄは、異なるタイミングそれぞれに対応する平面Ｐ１３を示している。

各骨の位置関係を特定すると、位置解析部２１２は、タイミングごとに特定されたオブジェクトＭ１１及びＭ１３の位置関係を基準位置関係と比較し、位置関係の変化量をタイミングごとに遂次算出する。例えば、オブジェクトＭ１１及びＭ１３の位置関係を、平面Ｐ１１及びＰ１３の成す角度に基づき特定している場合には、基準位置関係と間の角度の差を変化量として算出すればよい。

変化量を算出したら、位置解析部２１２は、算出された変化量が、あらかじめ決められた量（以降では、「所定量」と呼ぶ）以上か否かを判断する。この所定量は、例えば、観察対象の一連の動きのうち、基準位置関係に対応するタイミングを基点として着目したい可動範囲に基づき、あらかじめ決定しておけばよい。これにより、位置解析部２１２は、オブジェクトＭ１１及びＭ１３の位置関係が、基準位置関係と一致する一のタイミングから、所定量だけ位置関係が変化した他のタイミングを検知する。即ち、一のタイミングを基準として他のタイミングが検知される。

位置解析部２１２は、一のタイミングを基準として他のタイミングを検知すると、スキャン制御部５０１に、スキャン条件の変更、または、スキャンの停止を指示する。この指示を受けて、スキャン制御部５０１は、指示された動作（即ち、スキャン条件の変更、または、スキャンの停止）を実行する。なお、スキャン条件の変更、及び、スキャンの停止のいずれを指示するかは、検知されたタイミング（換言すると、そのタイミングに対応する位置関係）を示す情報に、あらかじめ関連付けておくとよい。

なお、以降の動作は第２の実施形態と同様である。即ち、表示用に再構成された第２の画像データが画像データ記憶部１０に記憶されると、構造抽出部２１は、これを読み出して画像処理部２２に転送する。なお、解析用に生成された第１の画像データを表示用にも用いるように動作させてもよい。この場合には、位置解析部２１２は、解析用に既に読み出している画像データを画像処理部２２に転送すればよい。画像処理部２２は、これらの画像データに対して画像処理を施して医用画像を生成し、これを対応するタイミングを示す情報と関連付けて画像記憶部２３に記憶させる。表示制御部３０は、これらの医用画像を画像記憶部２３から読み出し、時系列に沿って並べて動画として表示部４０１に表示させる。

次に、図４Ａ及び図４Ｃを参照しながら、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の一連の動作について説明する。図４Ｃは、本実施形態における、位置関係の解析に係る動作を示したフローチャートである。なお、図４Ｃに示すフローチャートは、図４ＡにおけるステップＳ２０の処理に相当する。また、図４ＡにおけるステップＳ１１、Ｓ２０、Ｓ３１、及びＳ３２に係る処理以外は、第１の実施形態と同様である。そのため、第１の実施形態と異なるステップＳ１１、Ｓ２０（即ち、ステップＳ２０３及びＳ２０４）、Ｓ３１、及びＳ３２に係る処理に着目して説明する。

（ステップＳ１１）
本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、再構成された画像データを解析することで、観察対象を構成する各部位の位置及び向きや、それらの相対的な位置関係（以降では、これを総じて単に「位置関係」と呼ぶ）を把握する。そのため、再構成処理部１４は、解析用の画像データを、表示用の画像データとは別に再構成する。具体的には、再構成処理部１４は、Ｘ線撮影部５００による投影データの取得に係る処理と並行して、取得された投影データを投影データ記憶部１３から遂次読み出す。再構成処理部１４は、この読み出された投影データに対して、解析用にあらかじめ決定された再構成条件に基づき再構成処理を施すことで、この再構成条件に基づくタイミングごとに解析用の画像データを生成する。

本実施形態では、解析用の画像データを再構成するための再構成条件は、投影データ中から被検体中の骨を抽出可能に構成されている。即ち、この画像データは、骨を抽出可能に再構成される。なお、このときの再構成条件に基づき生成された画像データが「第１の画像データ」に相当する。再構成処理部１４は、このタイミングごとに生成された画像データを画像データ記憶部１０に記憶させる。

（ステップＳ１２）
また、タイミング指定部５１２は、Ｘ線撮影部５００による撮影が行われた一連のタイミング中から所望のタイミングの指定を受けて、このタイミングを示す情報を投影データに付帯する（ステップＳ１２、Ｙ）。具体的な一例として、タイミング指定部５１２は、例えば、被検体の声を検知するマイクから、被検体の反応（例えば、被検体による発声）が検知されたときに、これを示す通知を受ける。このマイクから通知を受けると、タイミング指定部５１２は、その通知を受けたタイミングを示す通知フラグを、Ｘ線撮影部５００により取得された投影データに付帯する。また、マイクに限らず、例えば、カメラや心拍計などのような被検体の反応を監視する機器から、被検体から所定の反応が検知された場合に、これを示す通知を受けて動作してもよい。また、タイミング指定部５１２は、このタイミングの指定を、操作部４０２を介して操作者から受けてもよい。例えば、Ｘ線撮影部５００による撮影中に、操作者は、所望のタイミングで操作部４０２を介してタイミング指定部５１２に指示を出す。タイミング指定部５１２は、操作部４０２から操作者による指示を受けて、この指示を受けたタイミングを示す通知フラグを投影データに付帯すればよい。

また、再構成処理部１４は、投影データに付帯された通知フラグが示すタイミングを含むタイミングについて画像データを再構成する場合には、その画像データに対して、他の画像データと識別するための識別情報（即ち、通知フラグ）を付帯する。

なお、本実施形態に係る医用画像処理装置は、上記した所望のタイミングの指定を受けるまでは（ステップＳ１２、Ｎ）、撮影終了が指示されない限り（ステップＳ１３、Ｎ）、上述した一連の動作を継続する。

（ステップＳ２０３）
ここで、図４Ｃを参照する。構造抽出部２１は、再構成処理部１４によりタイミングごとに遂次生成されて画像データ記憶部１０に記憶された解析用の画像データを、画像データ記憶部１０から遂次読み出す。このとき、再構成処理部１４による動作と、構造抽出部２１に解析用の画像データの読み出しに係る動作とは同期させてもよい。構造抽出部２１は、読み出されたタイミングごとの第１の画像データをオブジェクト抽出部２１１に遂次出力し、その第１の画像データからのオブジェクトの抽出を指示する。この構造抽出部２１の動作は、第２の実施形態と同様である。

オブジェクト抽出部２１１は、タイミングごとの第１の画像データを構造抽出部２１から遂次受ける。本実施形態に係るオブジェクト抽出部２１１は、この第１の画像データ中のボクセルデータに基づき骨の部分をオブジェクトとして抽出する。ここで、図５Ａを参照する。図５Ａは、骨の位置関係の解析について説明するための図であり、腕部を形成する骨のオブジェクトが抽出された場合の一例を示している。図５Ａに示すように、オブジェクト抽出部２１１は、第１の画像データから、腕部を形成する骨のオブジェクトＭ１１、Ｍ１２、及びＭ１３を抽出する。このように、オブジェクト抽出部２１１は、タイミングごとの第１の画像データそれぞれについて、骨のオブジェクトを抽出する。また、オブジェクト抽出部２１１は、第１の画像データに通知フラグが付帯されている場合には、その画像データから抽出された骨のオブジェクトを示す情報に、この通知フラグを関連付ける。オブジェクト抽出部２１１は、タイミングごとの第１の画像データそれぞれについて抽出された（即ち、タイミングごとに抽出された）骨のオブジェクトを示す情報（例えば、オブジェクトの形状、位置、及び大きさを示す情報）を、対応するタイミングを示す情報と関連付けて位置解析部２１２に出力する。

（ステップＳ２０４）
位置解析部２１２は、オブジェクト抽出部２１１から、骨のオブジェクトを示す情報をタイミングごとに遂次受ける。位置解析部２１２は、この情報を基に、時系列に沿った骨の位置関係の変化を解析する。位置解析部２１２は、遂次受ける骨のオブジェクトを示す情報の中から通知フラグが付帯された外形オブジェクトを特定し、その外形オブジェクトに対応するタイミングを基準として、Ｘ線撮影部５００の投影データの取得に係る動作を制御するタイミングを特定する。

位置解析部２１２は、タイミングごとに遂次受ける骨のオブジェクトを示す情報それぞれについて、通知フラグが付帯されているか否かを確認し、通知フラグが付帯された骨のオブジェクトを示す情報を検出する。通知フラグが付帯されたる骨のオブジェクトを示す情報を検出すると、位置解析部２１２は、この骨のオブジェクトの位置関係を特定し、特定された骨のオブジェクトの位置関係を基準位置関係とする。位置関係の特定方法については、以下に具体的に説明する。

位置解析部２１２は、まず、骨のオブジェクトＭ１１、Ｍ１２、及びＭ１３の中から、位置関係の解析に用いる、少なくとも２以上のオブジェクト（即ち、解析対象のオブジェクト）を特定する。具体的には、例えば、位置解析部２１２は、あらかじめ知られている生体を構成する各部の生体情報（例えば、上腕及び下腕を構成する骨の位置関係を示す情報）を記憶しておき、この生体情報に基づきオブジェクトを特定する。また、別の方法として、位置解析部２１２は、観察対象とするオブジェクトの形状を示す情報をあらかじめ記憶しておき、この形状に一致するオブジェクトを、解析対象のオブジェクトとして特定する。以降では、位置解析部２１２は、オブジェクトＭ１１及びＭ１３を特定したものとして説明する。

解析対象のオブジェクトＭ１１及びＭ１３を特定すると、位置解析部２１２は、これらそれぞれから、少なくとも３点の形状的に特長のある部分（以降では、「形状特徴」と呼ぶ）を抽出する。例えば、図５Ａに示すように、位置解析部２１２は、オブジェクトＭ１１から、形状特徴Ｍ１１１、Ｍ１１２、及びＭ１１３を抽出する。また、位置解析部２１２は、オブジェクトＭ１３から、形状特徴Ｍ１３１、Ｍ１３２、及びＭ１３３を抽出する。

次に、位置解析部２１２は、抽出された３点の形状特徴を示す部分（即ち、点）により、各オブジェクトの位置及び向きを模擬的に把握するための平面を形成し、形状特徴の抽出元であるオブジェクトと関連付ける。ここで、図５Ｂを参照する。図５Ｂは、骨の位置関係の解析について説明するための図であり、オブジェクトＭ１１及びＭ１３のそれぞれから形成された形状特徴に基づき形成された平面を示している。図５Ｂに示すように、位置解析部２１２は、形状特徴Ｍ１１１、Ｍ１１２、及びＭ１１３により平面Ｐ１１を形成し、これをオブジェクトＭ１１と関連付ける。同様にして、位置解析部２１２は、形状特徴Ｍ１３１、Ｍ１３２、及びＭ１３３により平面Ｐ１３を形成し、これをオブジェクトＭ１３と関連付ける。

関節を動かした場合には、関節を構成する複数の骨それぞれの位置及び向きや、それらの相対的な位置関係（以降では、これを総じて単に「位置関係」と呼ぶ）は変化するが、各骨の形状及び大きさは変化しない。即ち、タイミングごとに抽出されたオブジェクトＭ１１及びＭ１３は、複数タイミング間で位置関係は変化するが、各オブジェクトの形状及び大きさは変化しない。これは、各オブジェクトの形状特徴に基づき抽出された平面Ｐ１１及びＰ１３についても同様である。本実施形態に係る位置解析部２１２は、この特性を利用して、平面Ｐ１１及びＰ１３それぞれの位置及び向きに基づき、オブジェクトＭ１１及びＭ１３の位置関係を認識する。なお、このように、各オブジェクトから平面を形成することで、そのオブジェクトの位置及び向きを把握するために複雑な形状解析を行う必要が無くなる。そのため、位置解析部２１２がオブジェクトＭ１１及びＭ１３の位置関係を認識するための処理負荷を軽減することが可能となる。

ここで、図５Ｃを参照する。図５Ｃは、骨の位置関係の解析について説明するための図であり、図５Ａ及び図５Ｂで示されたオブジェクトＭ１１及びＭ１３の位置関係を平面Ｐ１１及びＰ１３で表した一例である。位置解析部２１２は、例えば、平面Ｐ１１及びＰ１３の成す角度に基づき、オブジェクトＭ１１及びＭ１３の相対的な位置関係を特定する。また、位置解析部２１２は、角度に替えて、平面Ｐ１１及びＰ１３の間の距離に基づき、オブジェクトＭ１１及びＭ１３の相対的な位置関係を特定してもよい。なお、以降では、位置解析部２１２は、平面Ｐ１１及びＰ１３に基づき、オブジェクトＭ１１及びＭ１３の位置関係を特定するものとして説明する。

このようにして、位置解析部２１２は、通知フラグが付帯されたる骨のオブジェクトを示す情報を検出したら、このときの骨の位置関係を基準位置関係として特定する。基準位置関係を特定したら、位置解析部２１２は、このタイミング以降の各時相、即ち、このタイミング以降に受ける各骨のオブジェクトを示す情報について、観察対象である骨のオブジェクトの位置関係を特定する。ここで、図５Ｄを参照する。図５Ｄは、骨の位置関係の解析について説明するための図であり、複数タイミングにおける平面Ｐ１１及びＰ１３の位置関係を表した一例である。なお、図５Ｄの例では、説明をわかりやすくするために、平面Ｐ１１（即ち、オブジェクトＭ１１）の位置及び向きが変わっていないものとして、タイミングごとの平面Ｐ１３の位置及び向きの変化を示している。図５Ｄにおける、Ｐ１３ａ〜Ｐ１３ｄは、異なるタイミングそれぞれに対応する平面Ｐ１３を示している。

各骨の位置関係を特定すると、位置解析部２１２は、タイミングごとに特定されたオブジェクトＭ１１及びＭ１３の位置関係を基準位置関係と比較し、位置関係の変化量をタイミングごとに遂次算出する。例えば、オブジェクトＭ１１及びＭ１３の位置関係を、平面Ｐ１１及びＰ１３の成す角度に基づき特定している場合には、基準位置関係と間の角度の差を変化量として算出すればよい。

（ステップＳ３１）
ここで、図４Ａを参照する。変化量を算出したら、位置解析部２１２は、算出された変化量が、あらかじめ決められた量（以降では、「所定量」と呼ぶ）以上か否かを判断する。この所定量は、例えば、観察対象の一連の動きのうち、基準位置関係に対応するタイミングを基点として着目したい可動範囲に基づき、あらかじめ決定しておけばよい。これにより、位置解析部２１２は、オブジェクトＭ１１及びＭ１３の位置関係が、基準位置関係と一致する一のタイミングから、所定量だけ位置関係が変化した他のタイミングを検知する。即ち、一のタイミングを基準として他のタイミングが検知される。

（ステップＳ３２）
位置解析部２１２は、一のタイミングを基準として他のタイミングを検知すると（ステップＳ３１、Ｙ）、スキャン制御部５０１に、スキャン条件の変更、または、スキャンの停止を指示する。この指示を受けて、スキャン制御部５０１は、指示された動作（即ち、スキャン条件の変更、または、スキャンの停止）を実行する。なお、他のタイミングが検知されない間は（ステップＳ３１、Ｎ）、位置解析部２１２は、スキャン制御部５０１への指示は行わず、次処理に遷移する。

（ステップＳ１３）
なお、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、操作者により撮影の終了が指示されない限り、上述した一連の処理を実行する（ステップＳ１３、Ｎ）。操作者により撮影の終了が指示されると（ステップＳ１３、Ｙ）、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、投影データの取得に係る処理を終了するとともに、これを制御するための解析処理を終了する。

以上のように、本実施形態に係る医用画像処理装置は、関節などのような可動部位を構成する少なくとも２つ以上の部位の位置関係の変化を、それらの部位に対応する骨のオブジェクトにより解析する。また、第２の実施形態と同様に、本実施形態に係る医用画像処理装置は、外部機器５１としてタイミング指定部５１２を用いて、Ｘ線撮影部５００による撮影が行われた一連のタイミング中から所望のタイミングの指定を受けて、このタイミングに対応する骨の位置関係を基準とする。そのうえで、医用画像処理装置は、この基準に対する、他のタイミングにおける骨の位置関係の変化量が所定量以上となったタイミングを検知し、このタイミングに基づき投影データの取得に係る動作を制御する（即ち、スキャン条件を変更する、または、スキャンを停止する）。これにより、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、２つ以上の部位の位置関係が所定の条件を満たしたときに、操作者を介することなく、Ｘ線ＣＴ装置自体が自動で投影データの取得に係る動作を制御することが可能となる。

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その均等の範囲に含まれる。

１ ガントリ
２ 回転リング
３ Ｘ線源
４ Ｘ線フィルタ
５ Ｘ線検出器
６ スライド式寝台
７ 高電圧装置
８ Ｘ線コントローラ
９ ガントリ／寝台コントローラ
１０ 画像データ記憶部
１１ データ収集部
１２ 前処理部
１３ 投影データ記憶部
１４ 再構成処理部
２０ 画像処理ユニット
２１ 構造抽出部
２１１ オブジェクト抽出部
２１２ 位置解析部
２２ 画像処理部
２３ 画像記憶部
３０ 表示制御部
４０ Ｕ／Ｉ
４０１ 表示部
４０２ 操作部
５００ Ｘ線撮影部
５０１ スキャン制御部
５１ 外部機器
５１１ 外観撮影部
５１２ タイミング指定部

Claims (13)

1. 生体の可動部位をＸ線でスキャンして投影データを取得するＸ線撮影部と、
   前記投影データに再構成処理を施して、前記可動部位の画像データを、前記投影データの取得に同期した所定のタイミングごとに生成する再構成処理部と、
   前記画像データから前記可動部位の表層を抽出する抽出部と、
   前記可動部位を撮影して外観画像を取得する外観撮影部と、
   一つの前記外観画像の指定を受けて、当該外観画像と生成された前記画像データのそれぞれから抽出された前記表層とを遂次比較して、当該外観画像と形状が実質的に一致する前記表層が抽出された前記画像データのスキャンタイミングを特定し、このスキャンタイミングに基づき、前記Ｘ線撮影部による、前記投影データの取得を停止させる、または、前記投影条件を変更させる解析部と、
   を備えたことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
2. 少なくとも２つ以上の部位により構成される生体の可動部位をＸ線でスキャンして投影データを取得するＸ線撮影部と、
   前記投影データが取得された時間内の第１のタイミングを指定するタイミング指定部と、
   前記投影データに再構成処理を施して、前記可動部位の画像データを所定のタイミングごとに生成する再構成処理部と、
   前記画像データから前記可動部位を構成する各部位を抽出する抽出部と、
   前記指定を受けて、前記第１のタイミング以降の第２のタイミングと前記第１のタイミングとの間で、それぞれの前記画像データから抽出された前記可動部位を構成する各部位の位置関係を遂次比較し、当該位置関係の変化量が所定量以上となる前記第２のタイミングに基づき、前記Ｘ線撮影部による、前記投影データの取得を停止させる、または、前記投影条件を変更させる解析部と、
   を備えたことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
3. 前記部位は骨であって、
   前記抽出部は、前記骨をそれぞれ抽出し、
   前記解析部は、抽出された前記骨の位置関係を、前記可動部位を構成する各部位の位置関係とすることを特徴とする請求項２に記載のＸ線ＣＴ装置。
4. 前記解析部は、抽出された前記可動部位を構成する各部位に対応する前記骨それぞれについて、３点以上の形状特徴で形成される面を形成し、形成された２つの前記面の位置関係を、前記可動部位を構成する各部位の位置関係とすることを特徴とする請求項３に記載のＸ線ＣＴ装置。
5. 前記解析部は、形成された２つの前記面の成す角度を基に前記変化量を算出することを特徴とする請求項４に記載のＸ線ＣＴ装置。
6. 前記解析部は、形成された２つの前記面の間の距離を基に前記変化量を算出することを特徴とする請求項４に記載のＸ線ＣＴ装置。
7. 前記解析部は、抽出された前記可動部位を構成する各部位に対応する前記骨それぞれについて、２点の形状特徴を結んで線を形成し、形成された２つの前記線の位置関係を、前記可動部位を構成する各部位の位置関係とすることを特徴とする請求項３に記載のＸ線ＣＴ装置。
8. 前記解析部は、抽出された前記可動部位を構成する各部位に対応する前記骨それぞれの外形に基づき、前記可動部位を構成する前記骨の位置関係を特定することを特徴とする請求項３に記載のＸ線ＣＴ装置。
9. 前記解析部は、抽出された前記可動部位を構成する各部位に対応する前記骨それぞれの濃淡を示す情報に基づき、前記可動部位を構成する前記骨の位置関係を特定することを特徴とする請求項３に記載のＸ線ＣＴ装置。
10. 前記抽出部は、前記可動部位を構成する各部位それぞれの表層に基づき、前記可動部位を構成する各部位を抽出することを特徴とする請求項２に記載のＸ線ＣＴ装置。
11. 前記抽出部は、再構成された前記部位それぞれの表層に基づき、前記可動部位を構成する各部位を含む領域を抽出し、
    前記解析部は、前記第１のタイミングと前記第２のタイミングとの間で、それぞれの画像データから抽出された前記領域の形状を遂次比較し、前記形状の変化量が所定量以上となる前記第２のタイミングに基づき、前記Ｘ線撮影部による、前記投影データの取得を停止させる、または、前記投影条件を変更させることを特徴とする請求項２に記載のＸ線ＣＴ装置。
12. 生体の可動部位をＸ線でスキャンして投影データを取得するＸ線撮影部と、
    前記投影データに再構成処理を施して、前記可動部位の画像データを、前記投影データの取得に同期した所定のタイミングごとに生成する再構成処理部と、
    前記画像データから前記可動部位の表層を抽出する抽出部と、
    前記可動部位の外観の動きを外観画像として撮影する外観撮影部と、
    一つの前記外観画像の指定を受けて、当該外観画像と生成された前記画像データのそれぞれから抽出された前記表層とを遂次比較して、当該外観画像と形状が実質的に一致する前記表層抽出された前記画像データのスキャンタイミングを特定し、当該スキャンタイミングに対応する前記画像データに対して、他のタイミングと識別するための情報を付帯する解析部と、
    を備えたことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
13. 少なくとも２つ以上の部位により構成される生体の可動部位をＸ線でスキャンして投影データを取得するＸ線撮影部と、
    前記投影データが取得された時間内の第１のタイミングを指定するタイミング指定部と、
    前記投影データに再構成処理を施して、前記可動部位の画像データを所定のタイミングごとに生成する再構成処理部と、
    前記画像データから前記可動部位を構成する各部位を抽出する抽出部と、
    前記指定を受けて、前記第１のタイミング以降の第２のタイミングと前記第１のタイミングとの間で、それぞれの前記画像データから抽出された前記可動部位を構成する各部位の位置関係を遂次比較し、当該位置関係の変化量が所定量以上となる前記第２のタイミングに対応する前記画像データに対して、他のタイミングと識別するための情報を付帯する解析部と、
    を備えたことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。

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