JP2014128648A - 画像処理装置及び画像処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】所定の事象の後で、観察部位に新たに発生した患部を識別可能に表示させることが可能な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】画像処理装置の差分データ生成部は、異なる時刻のそれぞれで被検体を撮影して取得された造影前および造影後の第１の画像データの差分を第２の画像データとして生成する。解析処理部は、時刻に応じた複数の第２の画像データから構造物を示す情報を除去することにより、第３の画像データをそれぞれ生成する。位置合わせ処理部は、第１〜第３の画像データのいずれかに像として表された被検体の形状特徴に基づき、異なるタイミングにおける複数の第３の画像データ間の位置合わせを行う。画像処理部は、位置合わせされた複数の第３の画像データ間の変化指標を求め、第４の画像データを生成する。表示制御部は、第４の画像データ間に基づく医用画像を表示部に表示させる。
【選択図】図２

Description

本発明の実施形態は、画像処理装置及び画像処理方法の技術に関する。

Ｘ線ＣＴ装置やＡｎｇｉｏ装置（Ｘ線撮影装置）のようなモダリティを用いてＣＢＶ（Ｃｅｒｅｂｒａｌ Ｂｌｏｏｄ Ｖｏｌｕｍｅ）等の血流量を算出する方法がある。一例において、連続的にスキャンしながら得られたＣＴ値のプロファイルを基にＣＢＶが算出される。他の例において、造影剤が注入される前に取得された非造影画像と、造影剤が注入された後に取得された造影画像とが用いられる。具体的には、この非造影画像と造影画像との差分から、骨やエアーのような非血管領域を除き、毛細血管を含む血管の画像が生成される。生成された画像は例えばカラーマップとして表示される。

この方法は、手技、治療または被検体に対する処置等の結果を判定するために用いられる。しかしながら、被検体の術前の状態に応じて異なる判断を下すべき場合がある。または手技等を受ける被検体の心理状態や体調などに応じて、血流速度等が変化する場合がある。その場合、手技等、所定の事象の前後で血流量を算出したとしても、その算出結果が、手技等の所定の事象によるものか否かの判断が困難となるおそれがある。例えば、所定の手技を行った後の検査結果に基づきＣＢＶを算出したとしても、その計測の結果として画像等に表れた部分が、その手技の後に発生したものか否かを、画像の閲覧者が判断できない場合がある。このような場合には、例えば、手技の前に既に発生していた患部等を、誤って新たに発生した患部と誤認してしまう可能性がある。

"Ｃ−Ａｒｍ ＣＴ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｏｆ Ｃｅｒｅｂｒａｌ Ｂｌｏｏｄ Ｖｏｌｕｍｅ：Ａｎ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ Ｓｔｕｄｙ ｉｎ Ｃａｎｉｎｅｓ"，ＡＪＮＲ，Ｖｏｌ．３０（９１７−９２２），２００９

この発明の実施形態は、所定の事象の後で、観察部位に新たに発生した患部を識別可能に表示させることが可能な医用画像処理装置及び画像処理方法を提供することを目的とする。

この実施形態は、差分データ生成部と、解析処理部と、位置合わせ処理部と、画像処理部と、表示部と、表示制御部とを備えた画像処理装置である。差分データ生成部は、異なる時刻のそれぞれで被検体を撮影して取得された造影前の第１の画像データと造影後の第１の画像データとの差分を第２の画像データとして生成する。解析処理部は、時刻に応じた複数の第２の画像データから構造物を示す情報を除去することにより、第３の画像データをそれぞれ生成する。位置合わせ処理部は、第１〜第３の画像データにおいて少なくともいずれかに像として表された被検体の形状特徴に基づき、異なるタイミングにおける複数の第３の画像データ間の位置合わせを行う。画像処理部は、位置合わせされた複数の第３の画像データ間の変化指標を求め、該変化指標に基づく第４の画像データを生成する。表示制御部は、第４の画像データ間に基づく医用画像を表示部に表示させる。

本実施形態に係る画像処理装置のブロック図である。 本実施形態に係る画像データの生成及び解析に係る処理の概略を説明するための図である。 本実施形態に係る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。

本実施形態に係る画像処理装置の構成について、図１を参照しながら説明する。図１に示すように、本実施形態に係る画像処理装置１００は、投影データ記憶部１０と、再構成処理部１１と、解析処理部１２と、画像データ記憶部２０と、位置合わせ処理部２１と、画像処理部２２と、表示制御部２３と、表示部２４とを含んで構成されている。図１に示すように、本実施形態に係る画像処理装置１００は、撮影部５００で取得された造影前の投影データ及び造影後の投影データを受ける。また画像処理装置１００は、当該投影データを基に、画像データを生成する。撮影部５００は、例えばＸ線ＣＴ装置やＡｎｇｉｏ装置（Ｘ線診断装置）のような所定のモダリティである。また画像データは、例えばボリュームデータである。

投影データ記憶部１０は、撮影部５００において異なる時刻それぞれで取得された投影データを受ける。この投影データには、例えば所定の事象（手技、治療または被検体に対する処置）の前に取得されたものと、所定の事象の後に取得されたものがある。またそれらの投影データは、造影前の投影データＤ１１ａ、Ｄ１２ａ、・・・と、造影後の投影データＤ１１ｂ、Ｄ１２ｂ、・・・とに分けられる。投影データ記憶部１０は、これらの投影データを、その取得にかかる検査、造影の前後、および当該取得された時刻に対応づけて記憶する。なお、以下において、所定の事象の前に取得された投影データと、所定の事象の後に取得された投影データとは、異なる検査によって取得されたものとして説明する。また、以下において、投影データＤ１１ａ及び投影データＤ１１ｂは、所定の事象の前における同一検査で取得された造影前及び造影後の投影データを示すものとして説明する。さらに、投影データＤ１２ａ及び投影データＤ１２ｂは、所定の事象の後における同一検査で取得された造影前及び造影後の投影データを示すものとして説明する。また、以下において、所定の事象を代表して、「手技」として説明する。したがって、以下において「手技」と記載されている場合、手技の他、治療および被検体に対する所定の処置のいずれかが含まれているものとする。

本実施形態に係る再構成処理部１１は、差分データ生成部１１１を備える。ここでは、まず再構成処理部１１の動作について説明し、その後、差分データ生成部１１１の動作について説明する。

再構成処理部１１は、取得にかかる検査、造影の前後および当該取得された時刻によって区別された投影データを、その区別ごとに投影データ記憶部１０から読み出す。一例として、手技前に取得された、造影前の投影データＤ１１ａと造影後の投影データＤ１１ｂとが読み出された場合について説明する。再構成処理部１１は、造影前の投影データＤ１１ａ及び造影後の投影データＤ１１ｂに再構成処理を施す。具体的には、再構成処理部１１は、例えば、Ｆｅｌｄｋａｍｐ法等の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。再構成処理部１１は、ボリュームデータを、３次元フーリエ変換法もしくはコンボリューション・バックプロジェクション法等、またはコーンビーム再構成法、マルチスライス再構成法もしくは逐次近似再構成法等、任意の方法により再構成を行うことが可能である。なお、以下において、造影前の投影データ（例えば、投影データＤ１１ａ、Ｄ１２ａ、・・・）に基づき再構成された画像データを、「造影前の画像データ」と記載する場合がある。同様に、造影後の投影データ（例えば、投影データＤ１１ｂ、Ｄ１２ｂ、・・・）に基づき再構成された画像データを、「造影後の画像データ」と記載する場合がある。なお、これらの造影前の画像データ及び造影後の画像データは、「第１の画像データ」の一例に該当する。

このようにして、再構成処理部１１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Ｄ１１ａ及び投影データＤ１１ｂに対して再構成処理を施して、手技前における、造影前の画像データＤ２１ａと造影後の画像データＤ２１ｂとを生成する。同様に、再構成処理部１１は、手技後に取得された、投影データＤ１２ａ及び投影データＤ１２ｂを読み出した場合には、これらに再構成処理を施して、手技後にかかる造影前の画像データＤ２２ａと造影後の画像データＤ２２ｂとを生成する。

なお、再構成処理部１１は、上記した再構成に係る処理を、操作者の指示に基づき行ってもよい。この場合、再構成処理部１１は、操作者から対象となる検査の指定を受けて、指定された検査に対応する投影データを読み出し、これを再構成する。

再構成処理部１１は、手技前に生成された造影前の画像データＤ２１ａと造影後の画像データＤ２１ｂとを関連付けて画像データ記憶部２０に記憶させる。また、再構成処理部１１は、この造影前の画像データＤ２１ａと造影後の画像データＤ２１ｂとを差分データ生成部１１１に出力する。差分データ生成部１１１は、これらの画像データの差分を生成する。

次に、図２を参照して、本実施形態に係る画像データの生成及び解析に係る処理を説明する。差分データ生成部１１１は、検査（例えば手技の前後）ごとに造影前の画像データと造影後の画像データとの差分を示す画像データを生成する。なお以下の説明において、この差分を示す画像データを「差分画像データ」と記載する場合がある。例えば、図２に示すように、再構成処理部１１は、手技前における、造影前の画像データＤ２１ａと造影後の画像データＤ２１ｂとの差分を求め、これらの差分を示す第１の差分画像データＤ２１を生成する。さらに再構成処理部１１は、手技後における、造影前の画像データＤ２２ａと造影後の画像データＤ２２ｂとの差分を求め、これらの差分を示す第１の差分画像データＤ２２を生成する。

なお、上記において、差分データ生成部１１１が再構成された画像データを基に差分画像データを生成する例について説明した。しかしながら、本実施形態はこの構成に限られない。例えば、差分データ生成部１１１は、造影前の投影データＤ１１ａ及び造影後の投影データＤ１１ｂの差分を求める。さらに再構成処理部１１が、差分を示す投影データを再構成する。この再構成処理により差分画像データが生成される。この場合、手技後における差分画像データも同様の手順で生成される。なお、上記のいずれかの方法により生成された差分画像データは、「第２の画像データ」の一例に該当する。

差分データ生成部１１１は、手技前の第１の差分画像データＤ２１ならびに、造影前の画像データＤ２１ａ及び造影後の画像データＤ２１ｂのうち、１つまたはその組み合わせを解析処理部１２に出力する。同様に手技後の第１の差分画像データＤ２２ならびに、造影前の画像データＤ２２ａ及び造影後の画像データＤ２２ｂのうち、１つまたはその組み合わせを解析処理部１２に出力する。以下の説明において、差分データ生成部１１１は、手技前にかかる第１の差分画像データＤ２１と造影前の画像データＤ２１ａとを解析処理部１２に出力したものとして、また手技後にかかる第１の差分画像データＤ２２と造影前の画像データＤ２２ａとを解析処理部１２に出力したものとして説明する。

解析処理部１２は、差分データ生成部１１１から第１の差分画像データＤ２１と造影前の画像データＤ２１ａとを受ける。解析処理部１２は、図２に示すように、造影前の画像データＤ２１ａから、ボクセル値の解析やセグメンテーション等の技術により血流が存在しない領域を特定する。血流が存在しない領域とは、例えばエアーに対応する領域や、通常血流が存在しない骨に対応する領域である。なお、以下の説明において、この特定された領域を「構造物を示す領域」と記載する場合がある。また、構造物を示す領域を特定可能であれば、解析対象となる画像データは、必ずしも造影前の画像データＤ２１ａに限られない。例えば、造影後の画像データＤ２１ｂが用いられてもよい。

解析処理部１２は、第１の差分画像データＤ２１におけるボクセルデータのうち、構造物を示す領域に対応するボクセルデータの値を０に設定する。なお本実施形態の記載における「ボクセルデータ」の表現にはその値を含んでいるが、説明上、特に数値を強調するときや他の処理の根拠にするとき等において「ボクセルデータの値」と記載する場合がある。このようにして、解析処理部１２は、第１の差分画像データＤ２１において特定された、構造物を示す領域を除去する。なお、構造物を示す領域が除去された差分画像データは、「第３の画像データ」の一例に該当する。
なお解析処理部１２は、第１の差分画像データＤ２１におけるボクセルデータのうち、動脈領域に対応するボクセルデータの値を元に構造物を示す領域が除去された差分画像データの値を正規化してもよい。なお、この場合、正規化された差分画像データが、「第３の画像データ」の一例に該当する。

なお、解析処理部１２は、第１の差分画像データＤ２１におけるボクセル値を加工することで、毛細血管のような微細な血管の部分が相対的に強調されるように第１の差分画像データＤ２１を加工してもよい。この血管の部分について換言すれば、観察対象となる部分であって血流の存在する部分と説明できる。具体例として、解析処理部１２は、第１の差分画像データＤ２１において、動脈（微細でない血管）を示す領域、すなわちボクセルデータの値が高い部分を０に設定する。これにより、解析処理部１２は第１の差分画像データＤ２１から動脈を示す領域を除去する。

解析処理部１２は、構造物を示す領域が除去された第１の差分画像データＤ２１を画像データ記憶部２０に記憶させる。なお第１の差分画像データＤ２１は、正規化や加工処理が施されたデータであってもよい。また、解析処理部１２は、第１の差分画像データＤ２１を、第１の差分画像データＤ２１の基となった、造影前の画像データＤ２１ａ及び造影後の画像データＤ２１ｂと関連付けて、画像データ記憶部２０に記憶させてもよい。
解析処理部１２は、第１の差分画像データＤ２１に適用した処理と同じ処理を、手技後にかかる投影データ等に基づいて作成された第１の差分画像データＤ２２に施す。

位置合わせ処理部２１は、比較対象として手技の前後それぞれに対応する差分画像データ（Ｄ２１，Ｄ２２）と、その差分画像データに対応する造影前の投影データ（Ｄ１１ａ、Ｄ１２ａ、・・・）とを読み出す。以下の説明において、位置合わせ処理部２１は、第１の差分画像データＤ２１及び第１の差分画像データＤ２２と、これらに対応する造影前の画像データＤ２１ａ及び画像データＤ２２ａを読み出したものとする。また、第１の差分画像データＤ２１及び造影前の画像データＤ２１ａは、上述の通り、所定の手技が行われる前の検査に対応する画像データを示し、第１の差分画像データＤ２２及び造影前の画像データＤ２２ａは、この手技が行われた後の検査に対応する画像データを示す。

位置合わせ処理部２１は、造影前の画像データＤ２１ａ及び画像データＤ２２ａのそれぞれに像として表された、被検体が動いても形状が変化しない構造物を抽出する。この形状が変化しない構造物とは、例えば骨等である。このような構造物は、例えば、ボクセルデータの評価（例えば、閾値処理）に基づきオブジェクトとして抽出される。位置合わせ処理部２１は、オブジェクトとして抽出された構造物の形状特徴に基づき、造影前の画像データＤ２１ａ及び画像データＤ２２ａの位置合わせを行う。位置合わせ処理部２１は、位置合わせがされた、これらの造影前の画像データＤ２１ａ及び画像データＤ２２ａの位置及び向きを示す情報を基に、それぞれに対応する第１の差分画像データＤ２１及び第１の差分画像データＤ２２の位置及び向きを調整する。これにより、第１の差分画像データＤ２１及びＤ２２の位置合わせが行われる。この位置合わせとは、第１の差分画像データＤ２１における固有の相対座標と、第１の差分画像データＤ２２における固有の相対座標とを、被検体における注目部位に基づいて合わせることを意味する。

位置合わせ処理部２１は、位置合わせが行われた、すなわち位置及び向きが調整された第１の差分画像データＤ２１及び第１の差分画像データＤ２２を画像処理部２２に出力する。

画像処理部２２は、位置合わせ処理部２１から、位置合わせが行われた第１の差分画像データＤ２１及び第１の差分画像データＤ２２を受ける。これらの画像データを受けると、画像処理部２２は、第１の差分画像データＤ２１及び第１の差分画像データＤ２２における一方または双方の画像データのボクセルデータを補正（規格化）する。この補正処理は例えば次のように行われる。すなわち画像処理部２２は、第１の差分画像データＤ２１及び第１の差分画像データＤ２２の間で、これらの画像データに示される被検体の同一部位中における同じ位置（解剖学的に同じ位置）のボクセル値が一致する（同じ値を示す）ように、所定のボクセルの補正を行う。
なお、このボクセルデータを補正するための基準とする領域は、治療などの影響を受けない部位（即ち、解剖学的位置）に対応する領域とするとよい。この補正のための基準となる領域は、例えば、操作部（不図示）を介して操作者（医師等）が指定してもよい。

また画像処理部２２は、それぞれの差分画像データに対して指定された領域のボクセルデータの値が同じになるような補正係数を算出する。画像処理部２２は、その補正係数に基づいて、例えば差分画像データの全ボクセルにかかるボクセル値を補正する。また、画像処理部２２は、解剖学的に同じと設定する位置を、第１の差分画像データＤ２１及び第１の差分画像データＤ２２、または、これらに対応する造影前の画像データＤ２１ａ及びＤ２２ａを基に特定してもよい。例えば、画像処理部２２は、この特定を、セグメンテーション等の技術や形状特徴の比較に基づき行ってもよい。なお、補正係数は、「補正ファクター」の一例に該当する。

上記のように、画像処理部２２が、第１の差分画像データＤ２１及び第１の差分画像データＤ２２の間で、同じ位置（領域）のボクセルのボクセル値データが一致するように、一方または双方の画像データのボクセルデータを補正する。
この補正は、補正された第１の差分画像データＤ２１と第１の差分画像データＤ２２との差分により求められる、後述の第２の差分画像データＤ３１の生成のために行われる。なお、第２の差分画像データＤ３１は、「第４の画像データ」の一例に該当する。具体的には、第２の差分画像データＤ３１を生成するときに、手技や治療等の影響を受けない部位（関心のない部位）が除去されていると、手技等を受けた部位に係る画像データが相対的に強調されるためである。したがって、上記補正により、治療の影響を受けない部位について、可能な限り差分により除去し、または当該部位が画像において目立たなくなるようにすることができる。なお、上記第１の差分画像データＤ２１と第１の差分画像データＤ２２との差分は、「変化指標」の一例に該当する。

そこで、画像処理部２２は、できるだけ広範囲に亘る補正係数を自動的に求めてもよい。治療などの影響を受ける領域は、限定された領域となることが多い。この前提に基づいて、画像処理部２２は、画像データにおける多くの治療の影響を受けない領域について、これらに共通する補正係数を統計的に求める。さらに、画像処理部２２は、これらの補正係数を適用して、第１の差分画像データＤ２１及び第１の差分画像データＤ２２の間で差引きした第２の差分画像データＤ３１（第４の画像データ）を求める。その結果、治療などの影響を受けない多くの領域が消えるか目立たなくなり、治療などの影響を受ける領域が相対的に強調される。

画像処理部２２による補正係数の算出にかかる第１の例および第２の例について説明する。第１の例において画像処理部２２は、第１の差分画像データＤ２１及び第１の差分画像データＤ２２の間でボクセルごとに、同じ位置（解剖学的に同じ位置）のボクセルデータまたは小領域が一致する（同じ値を示す）ように補正係数を算出する。あるいは第１の例において画像処理部２２は、複数のボクセル群からなる小領域ごとに、同じ位置のボクセルデータまたは小領域が一致するように補正係数を算出する。このときのボクセル値としては、小領域ごとの平均値が用いられる。そして、画像処理部２２は算出した各補正係数のヒストグラムを作成し、その最頻値を求める補正係数と決定する。決定された補正係数は、各領域に一律に適用される。もう一つの例である第２の例において画像処理部２２は、第１の差分画像データＤ２１と第１の差分画像データＤ２２を補正した結果、２つの画像の同じ位置（解剖学的に同じ位置）のボクセルデータあるいは小領域が一致する体積Ｈが最も多いように補正係数を同定する。これは以下の式を最大にするαを導出すればよい。

画像処理部２２は、演算子Ｈにおける、小領域ｉ（ｉ＝１〜Ｎ）ごとに、｛αＤ２１（ｘ、ｙ、ｚ）−Ｄ２２（ｘ、ｙ、ｚ）｝^２
の平均値をチェックする。チェックにより、平均値が±Δ（ヒストグラムのＢＩＮサイズ）の中に入っていれば一致していると判断され、カウントが１加算される。平均値が±Δ（ヒストグラムのＢＩＮサイズ）の中に入っていなければ、カウントされない。この場合の補正係数αは各領域共通の値である。画像処理部２２が、この演算を行うことにより、画像間でボクセル値が概ね一致する小領域の数を数えることができる。画像処理部２２は、小領域の数が最も多くなるような補正係数αを求めることで補正係数を決定することができる。

この自動補正係数（補正係数α）の算出は、手技・治療などの影響を受ける領域が限定的である前提のもとで行われる。しかしながら、この前提に当てはまらないこともあり得る。そのような場合として、補正係数αが１からあまりに大きくかけ離れてしまった状態が想定される。そのような状況に対応するため、画像処理部２２は、例えば補正係数αが０．６７〜１．５の範囲に入るか否か判断する。画像処理部２２は、補正係数αが当該範囲に入らないと判断したときは、操作者に報知（警告）する。報知は、例えば警告メッセージの表示、警告メッセージの音声出力等の手段により行われる。報知により、上記のような補正の基準となる領域を、操作により指定するように促すことができる。この構成では指定された領域に基づいて補正係数が求められる。

第１の差分画像データＤ２１及び第１の差分画像データＤ２２における各ボクセルのボクセル値が補正されると、図２に示すように、画像処理部２２は、これらの画像データの差分に基づく第２の差分画像データＤ３１を生成する。このようにして生成された第２の差分画像データＤ３１によれば、例えば第１の差分画像データＤ２１に対応する手技前の検査から、第１の差分画像データＤ２２に対応する手技後の検査の間に変化した部分（例えば、患部）を示すことができる。

画像処理部２２は、生成された第２の差分画像データＤ３１に対して、あらかじめ決められた画像処理条件に基づき画像処理を施すことで医用画像を生成する。例えば、画像処理部２２は、第２の差分画像データＤ３１を生成するために用いた、手技等の前後にかかる造影前の画像データＤ２１ａを読み出す。さらに画像処理部２２は、造影前の画像データＤ２１ａに第２の差分画像データＤ３１を重畳させて医用画像を生成してもよい。例えば、図２における画像データＤ３２は、造影前の画像データＤ２１ａに第２の差分画像データＤ３１を重畳させた画像データを模式的に示している。このようにして医用画像を生成することで、例えば、第１の差分画像データＤ２１に対応する検査から第１の差分画像データＤ２２に対応する検査の間に変化した部分が、被検体におけるどの部分に相当するかを識別することが可能となる。

また、画像処理部２２は、例えば、第２の差分画像データＤ３１を生成するために、手技等の前後にかかる第１の差分画像データＤ２１を読み出す。さらに画像処理部２２は、第１の差分画像データＤ２１に第２の差分画像データＤ３１を重畳させて医用画像を生成してもよい。このようにして画像処理部２２が画像を重畳させて医用画像を生成することで、例えば、画像の閲覧者に、第２の差分画像データＤ３１に表れた患部（例えば、梗塞）と、血管（例えば、動脈）との位置関係を容易に認識させることが可能となる。なお、このとき、第１の差分画像データＤ２１としては、ボクセルデータの補正により血管の部分が強調された画像データを用いてもよい。

また、画像処理部２２は、例えば、第２の差分画像データＤ３１を生成するために用いた手技等の前後にかかる造影後の画像データＤ２１ｂを読み出す。さらに画像処理部２２は、造影後の画像データＤ２１ｂに第２の差分画像データＤ３１を重畳させて医用画像を生成してもよい。この医用画像は、カラー表示されてもよい。画像処理部２２がこのようにして医用画像を生成することで、例えば、画像の閲覧者に、その検査における各部の血流量と、検査間で変化した部分（患部）とを比較させることが可能となる。

画像処理部２２は、以上のようにして生成された医用画像を表示制御部２３に出力する。表示制御部２３は、画像処理部２２から医用画像を受け、これを表示部２４に表示させる。

なお、画像データ記憶部２０には、表示部２４へ表示させる画像を生成するための画像データが記憶されていればよい。そのため、必ずしも、第１の差分画像データＤ２１、Ｄ２２、・・・とあわせて、造影前の画像データＤ２１ａ、Ｄ２２ａ、・・・及び造影後の画像データＤ２１ｂ、Ｄ２２ｂ、・・・を記憶させなくてもよい。例えば、上記医用画像の生成に差分画像データのみを用いる場合には、画像データ記憶部２０には、第１の差分画像データＤ２１、Ｄ２２、・・・のみを記憶させればよい。

次に、図３を参照しながら、本実施形態に係る画像処理装置１００の一連の動作について説明する。図３は、本実施形態に係る画像処理装置１００の一連の動作を示したフローチャートである。なお、この動作説明においては、上記画像処理装置１００で一例として設定した前提にしたがって説明する。

（ステップＳ１１）
投影データ記憶部１０は、撮影部５００で所定の事象の前後でそれぞれ取得された投影データ、即ち、造影前の投影データＤ１１ａ、Ｄ１２ａ、・・・と、造影後の投影データＤ１１ｂ、Ｄ１２ｂ、・・・とを記憶する。

再構成処理部１１は、取得にかかる検査、造影の前後および当該取得された時刻によって区別された投影データを、その区別ごとに投影データ記憶部１０から読み出す。再構成処理部１１は、例えば手技前の造影前の投影データＤ１１ａ及び造影後の投影データＤ１１ｂに再構成処理を施す。

再構成処理により、造影前の画像データＤ２１ａと造影後の画像データＤ２１ｂとが生成される。再構成処理部１１が、手技後の投影データＤ１２ａ及びＤ１２ｂを読み出した場合には、これらに再構成処理を施して、造影前の画像データＤ２２ａと造影後の画像データＤ２２ｂとを生成する。

再構成処理部１１は、画像データＤ２１ａと造影後の画像データＤ２１ｂ、及び画像データＤ２２ａと画像データＤ２２ｂとを関連付けて画像データ記憶部２０に記憶させる。

（ステップＳ１２）
また、差分データ生成部１１１は、ステップ１１において再構成処理部１１から出力された造影前の画像データと造影後の画像データとを受け、これらの画像データの差分を求める。

差分データ生成部１１１は、差分を求めることにより、例えば、造影前の画像データＤ２１ａと造影後の画像データＤ２１ｂとの差分を示す第１の差分画像データＤ２１を生成する（図２参照）。さらに造影前の画像データＤ２２ａと造影後の画像データＤ２２ｂとの差分を示す第１の差分画像データＤ２２を生成する。

なお、差分データ生成部１１１は、造影前後の投影データの差分を求めて、これを再構成することで差分画像データを生成してもよい。

（ステップＳ１３）
差分データ生成部１１１は、生成された第１の差分画像データＤ２１と、造影前の画像データＤ２１ａ及び造影後の画像データＤ２１ｂのうちの少なくともいずれかを解析処理部１２に出力する。例えば、差分データ生成部１１１は、第１の差分画像データＤ２１と造影前の画像データＤ２１ａとを解析処理部１２に出力する。同様に差分データ生成部１１１は、第１の差分画像データＤ２２と造影前の画像データＤ２２ａとを解析処理部１２に出力する。

解析処理部１２は、差分データ生成部１１１から第１の差分画像データＤ２１と造影前の画像データＤ２１ａとを受ける。解析処理部１２は、造影前の画像データＤ２１ａから、血流が存在しない領域を特定する（図２参照）。なお、構造物を示す領域が特定可能であれば、造影後の画像データＤ２１ｂが用いられてもよい。

解析処理部１２は、第１の差分画像データＤ２１におけるボクセルデータのうち、構造物を示す領域に対応するボクセルデータの値を０に設定する。このようにして、解析処理部１２は、第１の差分画像データＤ２１から特定された構造物を示す領域を除去する。

解析処理部１２は、第１の差分画像データＤ２１におけるボクセルデータのうち、動脈領域に対応するボクセルデータの値を基に構造物を示す領域が除去された差分画像データの値を正規化してもよい。

なお、解析処理部１２は、第１の差分画像データＤ２１における例えば動脈を示すようなボクセル値が高い部分を０に設定することで、毛細血管のような微細な血管の部分を相対的に強調させてもよい。

解析処理部１２は、構造物を示す領域が除去された第１の差分画像データＤ２１を画像データ記憶部２０に記憶させる。解析処理部１２は、同様の処理を第１の差分画像データＤ２２に対して施す。

（ステップＳ１４）
位置合わせ処理部２１は、第１の差分画像データＤ２１（手技前）及び第１の差分画像データＤ２２（手技後）と、これらに対応する造影前の画像データＤ２１ａ及び造影前の画像データＤ２２ａを読み出す。

位置合わせ処理部２１は、造影前の画像データＤ２１ａ及び画像データＤ２２ａのそれぞれに像として表された、被検体が動いても形状が変化しない構造物（骨等）を、閾値処理等により抽出する。位置合わせ処理部２１は、抽出された構造物の形状特徴に基づき、造影前の画像データＤ２１ａ及び画像データＤ２２ａの位置合わせを行う。位置合わせ処理部２１は、位置合わせがされたこれらの造影前の画像データＤ２１ａ及びＤ２２ａの位置及び向きを示す情報を基に、それぞれに対応する第１の差分画像データＤ２１及び第１の差分画像データＤ２２の位置及び向きを調整する。これにより、第１の差分画像データＤ２１及びＤ２２の位置合わせが行われる。

位置合わせ処理部２１は、位置合わせが行われた第１の差分画像データＤ２１及び第１の差分画像データＤ２２を画像処理部２２に出力する。

（ステップＳ１５）
画像処理部２２は、位置合わせ処理部２１から、位置合わせが行われた第１の差分画像データＤ２１及び第１の差分画像データＤ２２を受ける。画像処理部２２は、この第１の差分画像データＤ２１及び第１の差分画像データＤ２２の間で、被検体の同一部位中における同じ位置のボクセル値を一致させるように、一方または双方の画像データを補正する。なお、このボクセルデータを補正するための基準とする領域は、治療などの影響を受けない部位とされ、例えば、操作部（図示しない）を介して操作者により指定される。画像処理部２２は、それぞれの差分画像データに対して指定された領域のボクセルデータの値が同じになる補正係数を算出する。画像処理部２２は、その補正係数で差分画像データの各ボクセルを補正する。

また、上記した補正係数を自動的に求める方法として、上記した第１の例、又は第２の例を採用することができる。

（ステップＳ１６）
第１の差分画像データＤ２１及び第１の差分画像データＤ２２における各ボクセルが補正されると、画像処理部２２は、これらの画像データの差分を求めることにより第２の差分画像データＤ３１を生成する（図２参照）。

（ステップＳ１７）
画像処理部２２は、生成された第２の差分画像データＤ３１に対して、あらかじめ決められた画像処理条件に基づき画像処理を施すことで医用画像を生成する。例えば、画像処理部２２は、第２の差分画像データＤ３１を生成するために用いた手技等の前後にかかる造影前の画像データＤ２１ａを読み出す。画像処理部２２は、造影前の画像データＤ２１ａに第２の差分画像データＤ３１を重畳させて医用画像を生成してもよい。例えば、図２における第２の差分画像データＤ３２は、造影前の画像データＤ２１ａに第２の差分画像データＤ３１が重畳されることにより生成された画像データを模式的に示している。このようにして医用画像が生成されることにより、例えば、第１の差分画像データＤ２１に対応する検査（手技前）から第１の差分画像データＤ２２に対応する検査（手技後）の間に変化した部分が、被検体におけるどの部分に相当するかを画像の閲覧者に識別させることが可能となる。

また、画像処理部２２は、第１の差分画像データＤ２１に第２の差分画像データＤ３１を重畳させて医用画像を生成してもよい。なお、このとき、第１の差分画像データＤ２１としては、ボクセルデータの補正により血管の部分が強調された画像データを用いてもよい。

また、画像処理部２２は、造影前の画像データＤ２１ｂに第２の差分画像データＤ３１を重畳させてカラー表示された医用画像を生成してもよい。

画像処理部２２は、以上のようにして生成された医用画像を表示制御部２３に出力する。表示制御部２３は、画像処理部２２から医用画像を受け、これを表示部２４に表示させる。

以上のように、本実施形態に係る画像処理装置１００は、所定の事象の前後にかかる検査ごとに取得された造影前の画像データと造影後の画像データとの差分を示す差分画像データを生成する。さらに画像処理装置１００は、所定の事象の前後にかかる、各差分画像データの差分を生成し、この差分に基づく医用画像を表示部２４に表示させる。本実施形態に係る画像処理装置１００の構成によれば、手技等の所定の事象の前後で新たに発生した患部を、画像の閲覧者が識別できるように表示させることが可能となる。

（変形例）
上述の実施形態にかかる画像処理装置１００においては、手技等の前後にかかる第１の差分画像データ（Ｄ２１及びＤ２２；「第３の画像データ」の一例）の差分を求めることにより、第２の差分画像データＤ３１（「第４の画像データ」の一例）を生成する。しかしながら、この構成に限られず、例えば以下のような構成とすることも可能である。

手技前にかかる第１の差分画像データＤ２１及び手技後にかかる第１の差分画像データＤ２２における各ボクセルのボクセル値が補正されると、画像処理部２２は、第１の差分画像データＤ２２を第１の差分画像データＤ２１により除算する。具体例としては、以下の式による。なお、下記式におけるＰＢ（ｘ，ｙ，ｚ）は、手技前の第１の差分画像データＤ２１に対応する。また、ＰＡ（ｘ，ｙ，ｚ）は、手技後の第１の差分画像データＤ２２に対応する。

画像処理部２２は、これらの画像データの除算により第２の差分画像データＤ３１を生成する。なお、上記式におけるＰＢ（ｘ，ｙ，ｚ）の値が「０」に近くなる場合があり、その場合はＰＡ（ｘ，ｙ，ｚ）の値が大きくなりすぎるおそれがある。したがって、画像処理部２２は、ＰＢ（ｘ，ｙ，ｚ）の値が「０」に近くなる場合、ＰＢ（ｘ，ｙ，ｚ）に所定の定数を加算してから、第１の差分画像データＤ２２を第１の差分画像データＤ２１により除算する。具体例としては、以下の式による。なお、下記式において「ｋ」は当該定数を示す。

なお、上記第１の差分画像データＤ２１で第１の差分画像データＤ２２を除算した除算結果は、「変化指標」の一例に該当する。

本変形例における画像処理装置１００は、上記実施形態と同様に所定の事象の前後にかかる検査ごとに取得された造影前の画像データと造影後の画像データとの差分を示す差分画像データを生成する。さらに画像処理装置１００は、所定の事象の後の差分画像データを所定の事象の前の差分画像データで除算する。この変形例にかかる画像処理装置１００は、この除算に基づく医用画像を表示部２４に表示させる。本変形例における画像処理装置１００の構成においても、手技等の所定の事象の前後で新たに発生した患部を、画像の閲覧者が識別できるように表示させ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。

１０ 投影データ記憶部
１１ 再構成処理部
１２ 解析処理部
２０ 画像データ記憶部
２１ 位置合わせ処理部
２２ 画像処理部
２３ 表示制御部
２４ 表示部
１１１ 差分データ生成部
５００ 撮影部
Ｄ１１ａ、Ｄ１２ａ 造影前の投影データ
Ｄ１１ｂ、Ｄ１２ｂ 造影後の投影データ
Ｄ２１ａ、Ｄ２２ａ 造影前の画像データ
Ｄ２１ｂ、Ｄ２２ｂ 造影後の画像データ
Ｄ２１、Ｄ２２ 第１の差分画像データ
Ｄ３１、Ｄ３２ 第２の差分画像データ

Claims (19)

1. 異なる時刻それぞれで被検体を撮影して取得された造影前の第１の画像データと造影後の第１の画像データとの差分を第２の画像データとして生成する差分データ生成部と、
   前記時刻に応じた複数の前記第２の画像データから構造物を示す情報を除去することにより、第３の画像データをそれぞれ生成する解析処理部と、
   前記第１〜第３の画像データにおいて少なくともいずれかに像として表された前記被検体の形状特徴に基づき、複数の前記第３の画像データ間の位置合わせを行う位置合わせ処理部と、
   位置合わせされた複数の前記第３の画像データ間の変化指標を求め、該変化指標に基づく第４の画像データを生成する画像処理部と、
   表示部と、
   前記第４の画像データに基づく医用画像を前記表示部に表示させる表示制御部と、を備える
   ことを特徴とする画像処理装置。
2. 前記差分データ生成部は、
   所定の事象の前に取得された造影前の第１の画像データおよび造影後の第１の画像データに基づいて、前記第２の画像データを生成し、
   さらに前記所定の事象の後に取得された造影前の第１の画像データおよび造影後の第１の画像データに基づいて、前記第２の画像データを生成し、
   前記位置合わせ処理部は、
   前記所定の事象前に対応する前記第３の画像データと、前記所定の事象後に対応する前記第３の画像データとの位置合わせを行う
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
3. 前記所定の事象は、手技、治療または被検体に対する処置を含む
   ことを特徴とする請求項２に記載の画像処理装置。
4. 前記画像処理部は、前記変化指標として、位置合わせされた複数の前記第３の画像データ間の差分を求め、該差分に基づく前記第４の画像データを生成する
   ことを特徴とする請求項２に記載の画像処理装置。
5. 前記画像処理部は、前記所定の事象前に対応する前記第３の画像データを、前記所定の事象後に対応する前記第３の画像データで除算し、前記変化指標としての該除算の結果に基づく前記第４の画像データを生成する
   ことを特徴とする請求項２に記載の画像処理装置。
6. 前記画像処理部は、前記所定の事象前に対応する前記第３の画像データまたは前記所定の事象後に対応する前記第３の画像データに所定の定数を加算してから前記除算を行う
   ことを特徴とする請求項５に記載の画像処理装置。
7. 前記解析処理部は、前記造影前及び造影後の少なくともいずれかにおける前記第１の画像データから前記形状特徴を特定する
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
8. 前記解析処理部は、前記造影前の前記第１の画像データにおける骨に対応する領域あるいは空気に対応する領域から前記形状特徴を特定する
   ことを特徴とする請求項７に記載の画像処理装置。
9. 前記画像処理部は、複数の前記第３の画像データ間で、前記被検体における解剖学的に一致する領域のボクセル値が一致するように、前記第３の画像データに含まれるボクセル値を補正し、補正後の前記第３の画像データ間の前記変化指標を求める
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の画像処理装置。
10. 前記画像処理部は、複数の前記第３の画像データ間で、操作部から指定された領域を基準として、ボクセル値が一致するように、前記第３の画像データに含まれるボクセル値を補正し、補正後の前記第３の画像データ間の前記変化指標を求める
    ことを特徴とする請求項１または２に記載の画像処理装置。
11. 前記ボクセル値は、前記被検体における解剖学的に一致する領域におけるボクセル値の平均であって、
    前記画像処理部は、前記変化指標を求める前の複数の前記第３の画像データに基づき、複数の前記第３の画像データ間で、前記平均が一致する領域を最も多くさせるように、前記補正に用いる補正ファクターを算出する
    ことを特徴とする請求項９に記載の画像処理装置。
12. 前記画像処理部は、前記算出された補正ファクターが一定範囲を超えている場合、前記補正ファクターの算出を停止し、警告を出力する
    ことを特徴とする請求項１１に記載の画像処理装置。
13. 前記表示制御部は、前記造影前における前記第１の画像データと前記第４の画像データとに基づき前記医用画像を前記表示部に表示させる
    ことを特徴とする請求項２に記載の画像処理装置。
14. 前記表示制御部は、前記第２の画像データと前記第４の画像データとに基づき前記医用画像を前記表示部に表示させる
    ことを特徴とする請求項２に記載の画像処理装置。
15. 前記表示制御部は、前記造影後における前記第１の画像データと前記第４の画像データとに基づき前記医用画像を前記表示部に表示させる
    ことを特徴とする請求項２に記載の画像処理装置。
16. 前記表示制御部は、前記第１の画像データと、前記第４の画像データとを重畳させた前記医用画像を前記表示部に表示させる
    ことを特徴とする請求項１３または請求項１５に記載の画像処理装置。
17. 前記表示制御部は、前記第２の画像データと、前記第４の画像データとを重畳させた前記医用画像を前記表示部に表示させる
    ことを特徴とする請求項１４に記載の画像処理装置。
18. 異なる時刻のそれぞれで被検体を撮影して取得された造影前の第１の画像データと造影後の第１の画像データとの差分を第２の画像データとして生成する差分データ生成ステップと、
    前記時刻に応じた複数の前記第２の画像データから構造物を示す情報を除去することにより、第３の画像データをそれぞれ生成する解析処理ステップと、
    前記第１〜第３の画像データにおいて少なくともいずれかに像として表された前記被検体の形状特徴に基づき、複数の前記第３の画像データ間の位置合わせを行う位置合わせステップと、
    位置合わせされた複数の前記第３の画像データ間の変化指標を求め、該変化指標に基づく第４の画像データとして抽出する画像処理ステップと、
    前記第４の画像データに基づく医用画像を表示部に表示させる表示制御ステップと、を備えた
    ことを特徴とする画像処理方法。
19. 前記差分データ生成ステップにおいて、
    所定の事象の前に取得された造影前の第１の画像データおよび造影後の第１の画像データに基づいて、前記第２の画像データが生成され、
    さらに前記所定の事象の後に取得された造影前の第１の画像データおよび造影後の第１の画像データに基づいて、前記第２の画像データが生成され、
    前記位置合わせステップにおいて、
    前記所定の事象前に対応する前記第３の画像データと、前記所定の事象後に対応する前記第３の画像データとの位置合わせが行われる
    ことを特徴とする請求項１８に記載の画像処理方法。

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