JP2015217039A - 画像処理装置、方法およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】より多くの３次元の画像において、ランドマークの位置をより正確かつ安定的に決定することができる画像処理装置、方法およびプログラムを提供する。【解決手段】同じ患者の同じランドマークが共通して撮影された、撮影条件の異なる複数の３次元画像のそれぞれにおいて、ランドマークを検出し、ランドマークが検出された複数の３次元画像上の複数の位置座標から１つの代表位置を求め、算出された代表位置を、各３次元画像におけるランドマークの位置として記憶する。【選択図】図１

Description

本発明は、３次元の医用画像において解剖学的ランドマークの位置を正確かつ安定的に決定するための画像処理装置、方法およびプログラムに関するものである。

医療分野においては、複数の３次元画像間で同じ関心部分が撮影された箇所を見比べる必要がある場合がある。例えば、ＣＴ（Computed Tomography）検査の後にＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）検査を行い、それらの検査で得られた画像を見比べる場合がある。また、ＭＲＩ検査では１度に複数の撮影条件で撮影を行うことが多い。例えば、前立腺がんの検査では、Ｔ１強調画像、Ｔ２強調画像、Ｔ１強調脂肪抑制画像などの複数のＭＲＩ画像を撮影したりする。また、経過を観察する場合には、異なる時期に行われた検査で撮影された画像を見比べる必要がある。

画像を観察するためのディスプレイには、３次元画像の一部（例えば、ある特定の断面）ずつしか表示できないので、関心部分を観察するためには、その部分を含む断面の画像が表示されるように、表示すべき断面の位置を指定するため、スクロールなどの操作を医師自身が行う必要がある。特に、複数の画像間で同じ関心部分が撮影された箇所を見比べる場合には、この操作を各々の画像に対して行う必要があり、手間がかかる。

このような操作を支援するための技術として、３次元画像間の位置合わせの目印となるランドマークを画像解析により検出し、その検出結果を使って画像間の自動位置合わせを行う技術が知られている（例えば、特許文献１）。

米国特許第７５９９５３９号明細書

このようなランドマークの検出を実現するための技術として、画像中の特定のパターンを検出する技術が種々知られている。その多くは、画像において検出したい対象に共通して見られる特徴を手がかりに検出を行うものである。

しかしながら、ＣＴ画像とＭＲＩ画像とでは同じランドマークでも描出のされ方が異なり、ＭＲＩ画像の中でもＴ１強調画像、Ｔ２強調画像など撮影条件が異なれば描出のされ方も異なる。このため、検出したい対象のみに特異的に見られる共通の特徴を見出しにくく、従って、多くの３次元画像の全てに対し高精度でランドマークを検出することは極めて難しい。

本発明は、上記事情に鑑み、より多くの３次元画像において、ランドマークの位置をより正確かつ安定的に決定することができる画像処理装置、方法およびプログラムを提供することを目的とするものである。特に、ＭＲＩ検査で撮影された撮影条件の異なる複数の３次元画像に対して、ランドマークの位置をより正確かつ安定的に決定することができる画像処理装置、方法およびプログラムを提供することを目的とするものである。

本発明の画像処理装置は、同じ患者の同じランドマークが共通して撮影された、撮影条件の異なる複数の３次元画像のそれぞれにおいてランドマークを検出するランドマーク検出部と、ランドマークが検出された複数の３次元画像上の複数の位置座標から１つの代表位置を求める代表位置算出部と、その算出された代表位置を各３次元画像におけるランドマークの位置として記憶するランドマーク記憶部とを備えたことを特徴とする。

このとき、ランドマーク検出部は、患者の解剖学的特徴を表す点をランドマークとして検出することができる。解剖学的特徴を表す点としては、患者が恒常的に備える不変な特徴を表す点を検出することが好ましい。例えば、特定の骨の突起部や中心点、特定の血管の分岐点等を検出することができる。

また、撮影条件とは、撮影を行うために必要な各種設定事項であり、例えば、撮影装置の種類、撮影装置の設定に関する各種パラメータ、造影剤を使用した撮影の場合にはその使用する造影剤の種類などが挙げられる。

また、本発明の画像処理装置において、ランドマーク記憶部は、上記算出された代表位置を、複数の３次元画像に含まれ、かつ、ランドマークが検出されなかった３次元画像における上記ランドマークの位置として記憶するものであってもよい。

また、本発明の画像処理装置において、代表位置算出部は、ランドマークが検出された複数の３次元画像上の複数の位置座標を平均した座標の位置を１つの代表位置として求めるものであってもよい。

また、本発明の画像処理装置は、ランドマークが検出された複数の３次元画像上の複数の位置座標の各々について確信度を求める確信度算出部を備え、代表位置算出部は、ランドマークが検出された各３次元画像上の位置座標に確信度に応じた重みを付けて平均した座標の位置を１つの代表位置として求めるものであってもよい。

また、本発明の画像処理装置は、ランドマークが検出された複数の３次元画像上の複数の位置座標の各々について確信度を求める確信度算出部を備え、代表位置算出部は、ランドマークが検出された複数の３次元画像上の複数の位置座標のうち確信度が最も高いものを１つの代表位置として求めるものであってもよい。

また、本発明の画像処理装置において、代表位置算出部は、複数の３次元画像の固有座標系の間で相違がある場合に、複数の３次元画像の固有座標系との間で変換が可能な１つの共通座標系を設定し、ランドマークが検出された各３次元画像の固有座標系における位置座標を共通座標系の位置座標に変換し、変換後の前記ランドマークの複数の位置座標から１つの代表位置を求め、共通座標系上で算出された代表位置を各固有座標系の位置座標に変換するものであり、ランドマーク記憶部は、各固有座標系の位置座標に変換後の代表位置をその各固有座標系の３次元画像における上記ランドマークの位置として記憶するものであってもよい。

本発明の画像処理方法は、同じ患者の同じランドマークが共通して撮影された、撮影条件の異なる複数の３次元画像のそれぞれにおいて、ランドマークを検出するステップと、ランドマークが検出された複数の３次元画像上の複数の位置座標から１つの代表位置を求めるステップと、算出された代表位置を、各３次元画像におけるランドマークの位置として記憶するステップとを含むことを特徴とする。

また、本発明の画像処理方法において、代表位置を記憶するステップは、上記算出された代表位置を、複数の３次元画像に含まれ、かつ、ランドマークが検出されなかった３次元画像における上記ランドマークの位置として記憶するステップであってもよい。

本発明の画像処理プログラムは、コンピュータを、同じ患者の同じランドマークが共通して撮影された、撮影条件の異なる複数の３次元画像のそれぞれにおいて（、は装置と合わせてください）ランドマークを検出するランドマーク検出部と、ランドマークが検出された複数の３次元画像上の複数の位置座標から１つの代表位置を求める代表位置算出部と、算出された代表位置を、各３次元画像におけるランドマークの位置として記憶するランドマーク記憶部として機能させるためのものである。

また、本発明の画像処理プログラムにおいて、ランドマーク記憶部は、上記算出された代表位置を、複数の３次元画像に含まれ、かつ、ランドマークが検出されなかった３次元画像における上記ランドマークの位置として記憶するものであってもよい。

また、上記画像処理プログラムは、通常、複数のプログラムモジュールからなり、上記各部の機能は、それぞれ、一または複数のプログラムモジュールにより実現される。これらのプログラムモジュール群は、ＣＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤなどの記録メディアに記録され、またはサーバコンピュータに付属するストレージやネットワークストレージにダウンロード可能な状態で記録されて、ユーザに提供される。

本発明の画像処理装置、方法およびプログラムによれば、同じ患者の同じランドマークが共通して撮影された、撮影条件の異なる複数の３次元画像のそれぞれにおいて、ランドマークを検出し、ランドマークが検出された複数の３次元画像上の複数の位置座標から１つの代表位置を求め、その算出された代表位置を、各３次元画像におけるランドマークの位置として記憶するようにしているので、たとえ一部の３次元画像においてランドマークの誤検出や検出漏れが発生したとしても、同じランドマークが撮影された複数の３次元画像におけるランドマークの検出結果に基づいて求められたランドマークの代表位置を各３次元画像におけるランドマークの位置として決定することができ、複数の３次元画像のそれぞれにおいて、ランドマークの位置をより正確かつ安定的に決定することができる、という効果が得られる。

本発明の一実施の形態に係る画像処理システムの概略構成を示す図 クライアント端末に実装された機能を示すブロック図 代表位置算出部により行われる処理の具体例を示す図（その１） 代表位置算出部により行われる処理の具体例を示す図（その２） 代表位置算出部により行われる処理の具体例を示す図（その３） 代表位置算出部により行われる処理の具体例を示す図（その４） クライアント端末により行われる全体的な処理の流れを示すフローチャート クライアント端末により行われる処理の流れを示すフローチャート ランドマークの代表位置を用いた画像間のレジストレーション処理を説明するための図

以下、図面を参照して、本発明の一実施の形態について説明する。図１は、画像処理システム１の概略構成を示す図である。図に示すように、このシステム１は、モダリティ１０と、画像管理サーバ２０と、クライアント端末３０などにより構成され、画像処理システム１を構成する各構成要素はネットワーク９を介して接続されている。なお、本実施形態では、クライアント端末３０により本発明の画像処理装置の各部が構成されている。

モダリティ１０は、患者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次元の画像データ（３次元画像）を生成し、ＤＩＣＯＭ（Digital Imaging and Communication in Medicine）規格のファイルとして保存・出力する装置であり、具体的には、ＣＴ装置（Computed Tomography）、ＭＲＩ装置（Magnetic Resonance Imaging）等である。なお、３次元画像は、所定のスライス間隔やスライス厚によるスライス画像の集合体として構成され、１つの３次元画像を構成する複数のスライス画像は１つのシリーズとして保存・出力される。

画像管理サーバ２０は、モダリティ１０等の外部の記憶装置から画像データを集めて記憶し、クライアント端末３０からの要求に応じて、画像データを要求元のクライアント端末３０に送信するコンピュータであり、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、メモリ、画像管理ソフトウェアがインストールされたハードディスク、ストレージ等を備えている。

クライアント端末３０は、画像処理プログラム等のソフトウェアがコンピュータにロードされて実行されることにより実現する。図１に示すように、クライアント端末３０は、ＣＰＵ２およびメモリ３を備え、さらに、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）等のストレージ４を備えている。また、クライアント端末３０には、ディスプレイ等の表示装置５と、マウス、キーボード等の入力装置６が接続されている。

画像処理プログラムとそのプログラムが参照するデータは、ストレージ４に記憶され、起動時にメモリ３にロードされる。画像処理プログラムは、ＣＰＵ２に実行させる処理として、画像取得処理と、ランドマーク検出処理と、確信度算出処理と、代表位置算出処理と、ランドマーク記憶処理とを規定している。そして、プログラムの規定にしたがって、ＣＰＵ２が上記各処理を実行することにより、コンピュータは、図２に示すように、画像取得部３１と、ランドマーク検出部３２と、確信度算出部３３と、代表位置算出部３４と、ランドマーク記憶部３５として機能する。ここで、図２は、クライアント端末３０に実装された機能をブロック化して模式的に表したものである。

画像取得部３１は、画像管理サーバ２０から、ランドマーク検出の対象画像として、同じ患者の同じランドマークが共通して撮影された、撮影条件の異なる複数の３次元画像を取得するものである。ＤＩＣＯＭ規格においては、同じ患者の同じ検査で取得された複数の３次元画像には同じ参照フレームＵＩＤが割り当てられ、割り当てられた参照フレームＵＩＤが同じである複数の３次元画像は、撮影日時、撮影範囲の大きさ等が略同一であることから、画像取得部３１は、たとえば同じ参照フレームＵＩＤが割り当てられた複数の３次元画像をランドマーク検出の対象画像として取得することができる。これにより、たとえば一回のＭＲＩ検査で取得されたＴ１強調画像、Ｔ２強調画像、Ｔ１強調脂肪抑制画像などの複数のＭＲＩ画像をランドマーク検出の対象画像として取得することができる。

ランドマーク検出部３２は、上記取得された複数の３次元画像のそれぞれにおいて、それらの画像に共通して撮影された所定のランドマークを自動で検出するものである。ランドマークの検出は、検出対象のランドマークに対応するテンプレート画像を対象画像上で走査させながら対象画像上の各位置における類似度を算出し、最大（もしくは、しきい値以上）の類似度をとる位置を検出するテンプレートマッチング手法により行うことができる。また、ランドマークの検出は、ＡｄａＢｏｏｓｔ等の機械学習アルゴリズムにより、検出対象のランドマークを識別可能に作成した識別器を対象画像上で走査させながら対象画像上の各位置における識別器のスコアを算出し、最大（もしくは、しきい値以上）のスコアをとる位置を検出する機械学習法により行うこともできる。

確信度算出部３３は、上記ランドマークが検出された複数の３次元画像上の複数の位置座標の各々について、その検出結果が正しいことの確信度を求めるものである。たとえば、ランドマーク検出部３２において、画像上の各位置におけるテンプレート画像との類似度または識別器のスコアが算出されている場合、確信度算出部３３は、その類似度またはスコアに基づいて確信度を求めることができる。このとき、確信度は、類似度またはスコアが高いほど大きい値をとるようにすることができる。

代表位置算出部３４は、ランドマークが検出された複数の３次元画像上の複数の位置座標から１つの代表位置を求めるものである。代表位置算出部３４は、複数の３次元画像において検出された全てのランドマークの位置座標が１つの統一された座標系の座標値として記憶されている場合には、（１）それらの複数の位置座標を平均した座標の位置、（２）それらの複数の位置座標のうち上記求められた確信度が最も高い位置座標の位置、（３）ランドマークが検出された各３次元画像上の位置座標にその位置座標について上記求められた確信度に応じた重みを付けて平均した座標の位置、のいずれかを代表位置として求める。

このとき、代表位置算出部３４は、ランドマークが検出された各位置座標についてその位置座標が明らかな検出ミスであるか否かを判断し、検出ミスと判断された位置座標は除外し、残りの複数の位置座標から上記（１）〜（３）のいずれかの位置を求め、それを代表位置とすることができる。この検出ミスか否かの判断は、ランドマークが検出された全ての位置座標を平均した座標の位置から一定距離以上離れた位置座標を検出ミスと判断することにより行うことができる。

一方、複数の３次元画像のそれぞれにその３次元画像に固有の座標系（固有座標系）が設定され、それらの固有座標系の間で相違があり、かつ、各３次元画像において検出されたランドマークの位置が、その３次元画像固有の座標系の座標値として記憶されている場合には、代表位置算出部３４は、複数の３次元画像の固有座標系との間で変換が可能な１つの共通座標系を設定し、ランドマークが検出された各３次元画像の固有座標系における位置座標を共通座標系の位置座標に変換し、その変換後のランドマークの複数の位置座標から上記（１）〜（３）のいずれかの位置を代表位置として求め、その共通座標系における代表位置を各固有座標系の位置座標に変換し、変換後の各位置座標をそれぞれの３次元画像におけるランドマークの代表位置とする。このとき、各３次元画像の固有座標系としては、その撮像領域の一隅を原点とした座標系を設定することができ、共通座標系としては、患者における所定の基準点を原点とした座標系を設定することができる。

ランドマーク記憶部３５は、代表位置算出部３４により算出された代表位置を、各３次元画像におけるランドマークの位置として記憶するものである。ランドマーク記憶部３５は、複数の３次元画像が１つの統一された座標系により規定されている場合は、各ランドマークについて、共通の座標系における１つの代表位置を、各３次元画像におけるランドマークの位置として記憶する。一方、複数の３次元画像の固有座標系の間で相違がある場合には、共通の座標系における１つの代表位置に対応する各３次元画像の固有座標系における座標位置を、その３次元画像におけるランドマークの位置として記憶する。このとき、ランドマーク記憶部３５は、ランドマークが検出されていない３次元画像や、検出ミスと判断された３次元画像に対しても同様に、代表位置算出部３４により算出された代表位置を、その各３次元画像におけるランドマークの位置として記憶するものである。

次に、図３〜６を参照して、代表位置算出部３４により行われる処理をより具体的に説明する。図３では、複数の３次元画像ａ，ｂ，ｃ，…，ｍからなる画像群（グループＡ）において、ランドマーク１の位置を検出する場合を例示している。ここでは、３次元画像ａ，ｂ，ｃ，…，ｍのそれぞれにおいて、表Ｔ１１に示すような、ランドマークの検出結果が得られているものとする。すなわち、３次元画像ａにおいてはその固有座標系における座標１（ａ）でランドマーク１が検出され、３次元画像ｂにおいてはその固有座標系における座標１（ｂ）でランドマーク１が検出され、３次元画像ｃにおいてはその固有座標系における座標１（ｃ）でランドマーク１が検出され、…、３次元画像ｍにおいてはランドマーク１が検出されていないものとする。

代表位置算出部３４は、まず、３次元画像ａ，ｂ，ｃ，…，ｍの各固有座標系を共通座標系に変換する第１の変換関数を得、それらの第１の変換関数を用いて、表Ｔ１１の各座標１(ａ)，１(ｂ)，…を共通座標系の位置座標に変換し、表Ｔ１２に示すような、変換後の座標１(ａ')，１(ｂ')，１(ｃ')，…を求める。ここで、３次元画像ａ，ｂ，ｃ，…，ｍの各固有座標系を共通座標系に変換する第１の変換関数は、ＤＩＣＯＭ規格により定義され、それぞれの３次元画像に付与されている、画像の方向（Image Orientation）および位置（Image Position）の情報を用いて求めることができる。なお、この画像の方向（Image Orientation）および位置（Image Position）の情報は、患者を基準に定義された座標系に関係して規定されたものである。

次いで、代表位置算出部３４は、変換後の座標１(ａ')，１(ｂ')，…のうち、それらの座標１(ａ')，１(ｂ')，１(ｃ')，…を平均した座標の位置から一定距離以上離れた座標を検出ミスと判断し選別する。表Ｔ１３では、座標１(ａ')が検出ミスと判断された場合を例示している。そして、代表位置算出部３４は、検出ミスと判断された座標１(ａ')を除外した残りの各座標１(ｂ')，１(ｃ')，…に、その座標について確信度算出部３３により予め求められた確信度を重みとして加重平均した座標の位置を、表Ｔ１４に示すように、グループＡ全体におけるランドマーク１の代表位置１Ａ'として求める。

最後に、代表位置算出部３４は、共通座標系を３次元画像ａ，ｂ，ｃ，…，ｍの各固有座標系に変換する第２の変換関数（上記第１の変換関数の逆変換）を用いて、共通座標系において算出されたランドマークの代表位置１Ａ'を、それぞれの３次元画像ａ，ｂ，ｃ，…，ｍにおける固有座標系の位置座標に変換し、表Ｔ１５に示すような、３次元画像ａ，ｂ，ｃ，…，ｍのそれぞれにおけるランドマークの代表位置１Ａ(ａ)，１Ａ(ｂ)，１Ａ(ｃ)，…，１Ａ(ｍ)を求める。

図４では、複数の３次元画像ａ，ｂ，ｃ，…，ｍからなる画像群（グループＡ）において、複数のランドマーク１，２，…，Ｎの位置を検出する場合を例示している。ここでは、３次元画像ａ，ｂ，ｃ，…，ｍのそれぞれにおいて、表Ｔ２１に示すような、ランドマークの検出結果が得られているものとする。また、それらの全てのランドマークの位置座標は１つの統一された座標系の座標値により規定されているものとする。代表位置算出部３４は、まず、ランドマークｉ（ｉ＝１，２，…，Ｎ）ごとに、そのランドマークｉが検出された３次元画像ａ，ｂ，ｃ，…，ｍ上の各座標ｉ(ａ)，ｉ(ｂ)，…，ｉ(ｍ)のうち、それらの座標ｉ(ａ)，ｉ(ｂ)，…，ｉ(ｍ)を平均した座標の位置から一定距離以上離れた座標を検出ミスと判断し選別する。表Ｔ２２では、座標２(ａ)と座標３(ｃ)が検出ミスと判断された場合を例示している。そして、代表位置算出部３４は、ランドマークｉごとに、そのランドマークｉが検出された３次元画像ａ，ｂ，ｃ，…，ｍ上の各座標ｉ(ａ)，ｉ(ｂ)，…，ｉ(ｍ)のうち、上記検出ミスと判断された座標２(ａ)および座標３(ｃ)を除外した残りの複数の座標を平均し、その平均された座標の位置を、表Ｔ２３に示すように、グループＡに属する全ての３次元画像ａ，ｂ，ｃ，…，ｍにおけるランドマークｉの代表位置ｉＡとする。

図５でも、複数の３次元画像ａ，ｂ，ｃ，…，ｍからなる画像群（グループＡ）において、複数のランドマーク１，２，…，Ｎの位置を検出する場合を例示している。ここでは、３次元画像ａ，ｂ，ｃ，…，ｍのそれぞれにおいて、表Ｔ３１に示すような、ランドマークの検出結果が得られているものとする。また、それらの全てのランドマークの位置座標は１つの統一された座標系の座標値により規定されているものとする。代表位置算出部３４は、まず、ランドマークｉ（ｉ＝１，２，…，Ｎ）ごとに、そのランドマークｉが検出された３次元画像ａ，ｂ，ｃ，…，ｍ上の各座標ｉ(ａ)，ｉ(ｂ)，…，ｉ(ｍ)のうち確信度算出部３３により予め求められた確信度が最も高い座標を特定する。表Ｔ３２では、ランドマーク１については座標１（ｍ）が、ランドマーク２については座標２（ａ）が、ランドマーク３については座標３（ａ）が、…、ランドマークｍについては座標ｍ（ｃ）が、それぞれ確信度が最も高い座標として特定された場合を例示している。そして、代表位置算出部３４は、表Ｔ３３に示すように、確信度が最も高い座標として特定された座標の位置を、グループＡに属する全ての３次元画像ａ，ｂ，ｃ，…，ｍにおけるそのランドマークｉの代表位置ｉＡとする。

また、図６の表Ｔ４１に示すように、複数の３次元画像ａ，ｂ，ｃ，…，ｍのそれぞれにおいて検出されたランドマークの位置が、その３次元画像固有の座標系の座標値として規定され、表Ｔ４２に示すように、それらの各固有座標系に対する共通座標系の位置（オフセット△）が予め求められている場合、代表位置算出部３４は、３次元画像ｊ（ｊ＝ａ，ｂ，…，ｍ）ごとに、その３次元画像において検出されたランドマークの座標１（ｊ），２（ｊ），…，Ｎ（ｊ）のそれぞれにオフセット△ｊを加算して、表Ｔ４３に示すような、その各座標の共通座標系における座標１（ｊ'），２（ｊ'），…，Ｎ（ｊ'）を求める。その後、引き続き共通座標系において各ランドマーク１，２，…，Ｎの代表位置を求め、さらに、その代表位置に対応する各３次元画像の固有座標系における位置を求める。

次に、クライアント端末３０により行われる処理の流れを、図７および図８に示すフローチャートを参照して説明する。図７は、クライアント端末３０により行われる全体的な処理の流れを示すフローチャートであり、図８は、図７のステップＳ４において行われる処理の流れを示すフローチャートである。図７に示すように、まず、画像取得部３１が、画像管理サーバ２０から、ランドマーク検出の対象画像として、同じ患者の同じランドマークが共通して撮影された、撮影条件の異なる複数の３次元画像を取得する（Ｓ１）。たとえば同じ参照フレームＵＩＤが割り当てられた複数の３次元画像をランドマーク検出の対象画像として取得する。次いで、ランドマーク検出部３２が、その取得された複数の３次元画像のそれぞれにおいて、それらの画像に共通して撮影された所定のランドマークを、テンプレートマッチング手法、機械学習手法等により自動で検出する（Ｓ２）。次いで、確信度算出部３３が、そのランドマークが検出された複数の３次元画像上の複数の位置座標の各々について、その検出結果が正しいことの確信度を求める（Ｓ３）。

次いで、代表位置算出部３４が、ランドマークが検出された複数の３次元画像上の複数の位置座標から１つの代表位置を求める（Ｓ４）。このステップＳ４においては、図８に示すように、まず、複数の３次元画像の固有座標系の間で相違があるか否かを判別し（Ｓ４１）、相違が無いと判別された場合は（Ｓ４１：ＮＯ）、上記ステップＳ２においてランドマークが検出された複数の３次元画像上の複数の位置座標から上記（１）〜（３）のいずれかの位置を求め、各３次元画像におけるランドマークの代表位置とする（Ｓ４２）。一方、ステップＳ４１において、複数の３次元画像の固有座標系の間で相違があると判別された場合は（Ｓ４１：ＹＥＳ）、上記ステップＳ２においてランドマークが検出された各３次元画像の固有座標系における位置座標を共通座標系の位置座標に変換し（Ｓ４３）、その変換後のランドマークの複数の位置座標から上記（１）〜（３）のいずれかの位置を代表位置として求め（Ｓ４４）、さらに、共通座標系において算出されたランドマークの代表位置を各３次元画像の固有座標系における位置座標に変換し、変換後の各位置座標をその３次元画像におけるランドマークの代表位置とする（Ｓ４５）。その後、図７に戻り、ランドマーク記憶部３５が、ステップＳ４２またはステップＳ４５において算出された各３次元画像におけるランドマークの代表位置を記憶し（Ｓ５）、処理を終了する。

以上の構成により、本実施形態の画像処理システム１によれば、ランドマーク検出部３２が、同じ患者の同じランドマークが共通して撮影された、撮影条件の異なる複数の３次元画像のそれぞれにおいてランドマークを検出し、代表位置算出部３４が、ランドマークが検出された複数の３次元画像上の複数の位置座標から１つの代表位置を求め、ランドマーク記憶部３５が、その算出された代表位置を各３次元画像におけるランドマークの位置として記憶するようにしているので、たとえ一部の３次元画像においてランドマークの誤検出や検出漏れが発生したとしても、同じランドマークが撮影された複数の３次元画像におけるランドマークの検出結果に基づいて算出されたランドマークの代表位置を各３次元画像におけるランドマークの位置として検出することができ、ランドマークをより正確かつ安定的に検出することができる、という効果が得られる。

また、本実施形態により決定された各３次元画像におけるランドマークの位置は、画像において目的とする領域のセグメンテーションを行う場合や、経時画像間で剛体または非剛体レジストレーションを行う場合等に利用することができる。たとえば、領域のセグメンテーションを行う場合には、ランドマークの位置をシード点または初期値として利用することができ、画像間のレジストレーションを行う場合には、両画像における同じランドマークの位置が一致するように一方の画像を空間的に変形させる変換関数を、初期位置合わせの変換関数として利用することができる。また、ランドマークの位置に基づいて画像に撮影された部位（頭部、胸部、腹部など）を認識することもできる。

ここで、図９を参照して、本実施形態により決定された各３次元画像におけるランドマークの位置を利用した、画像間のレジストレーション処理について説明する。３次元画像１ａ，１ｂが属するグループＡにおいて、表Ｔ５１および表Ｔ５２に示すように、共通座標系における各ランドマークの代表位置ｉＡ'（ｉ＝１，２，…，Ｎ）と、その各代表位置ｉＡ'に対応する、各３次元画像１ａ，１ｂの固有座標系における位置座標ｉＡ（１ａ），ｉＡ（１ｂ）が求められており、３次元画像２ａ，２ｂが属するグループＢにおいても、同様に、表Ｔ６１および表Ｔ６２に示すように、共通座標系における各ランドマークｉＢ'（ｉ＝１，２，…，Ｎ）と、その各代表位置ｉＢ'に対応する、各３次元画像２ａ，２ｂの固有座標系における位置座標ｉＢ（２ａ）、ｉＢ（２ｂ）が求められている場合において、グループＡに属する３次元画像１ｂとグループＢに属する３次元画像２ｂ間のレジストレーションを行う場合には、３次元画像１ｂにおけるランドマーク１，２，…，Ｎの位置を座標１Ａ（１ｂ），２Ａ（１ｂ），…，ＮＡ（１ｂ）であると決定し、３次元画像２ｂにおけるランドマーク１，２，…，Ｎの位置を座標１Ｂ（１ｂ），２Ｂ（１ｂ），…，ＮＢ（１ｂ）であると決定した上で、両画像における同じランドマーク１，２，…，Ｎの位置が一致するように一方の画像を空間的に変形させる変換関数を求め、その変換関数によりレジストレーションを行うことができる。

なお、上記実施の形態では、クライアント端末３０が、確信度算出部３３を画像取得機能や確信度算出機能を備えたものである場合について説明したが、それらの機能は必ずしも必要ではなく、必要に応じて備えるとよい。

１ 画像処理システム
２ ＣＰＵ
３ メモリ
４ ストレージ
５ 表示装置
６ 入力装置
１０ モダリティ
２０ 画像管理サーバ
３０ クライアント端末
３１ 画像取得部
３２ ランドマーク検出部
３３ 確信度算出部
３４ 代表位置算出部
３５ ランドマーク記憶部

Claims (10)

1. 同じ患者の同じランドマークが共通して撮影された、撮影条件の異なる複数の３次元画像のそれぞれにおいて前記ランドマークを検出するランドマーク検出部と、
   前記ランドマークが検出された前記複数の３次元画像上の複数の位置座標から１つの代表位置を求める代表位置算出部と、
   前記算出された代表位置を前記各３次元画像における前記ランドマークの位置として記憶するランドマーク記憶部と
   を備える画像処理装置。
2. 前記ランドマーク記憶部が、前記算出された代表位置を、前記複数の３次元画像に含まれ、かつ、前記ランドマークが検出されなかった３次元画像における前記ランドマークの位置として記憶するものである請求項１記載の画像処理装置。
3. 前記代表位置算出部が、前記ランドマークが検出された前記複数の３次元画像上の複数の位置座標を平均した座標の位置を前記１つの代表位置として求めるものであることを特徴とする請求項１または２記載の画像処理装置。
4. 前記ランドマークが検出された前記複数の３次元画像上の複数の位置座標の各々について確信度を求める確信度算出部を備え、
   前記代表位置算出部が、前記ランドマークが検出された前記各３次元画像上の位置座標に当該位置座標について前記求められた確信度に応じた重みを付けて平均した座標の位置を前記１つの代表位置として求めるものであることを特徴とする請求項１または２記載の画像処理装置。
5. 前記ランドマークが検出された前記複数の３次元画像上の複数の位置座標の各々について確信度を求める確信度算出部を備え、
   前記代表位置算出部が、前記ランドマークが検出された前記複数の３次元画像上の複数の位置座標のうち前記求められた確信度が最も高いものを前記１つの代表位置として求めるものであることを特徴とする請求項１または２記載の画像処理装置。
6. 前記代表位置算出部が、前記複数の３次元画像の固有座標系の間で相違がある場合に、前記複数の３次元画像の固有座標系との間で変換が可能な１つの共通座標系を設定し、前記ランドマークが検出された前記各３次元画像の固有座標系における位置座標を前記共通座標系の位置座標に変換し、該変換後の前記ランドマークの複数の位置座標から１つの代表位置を求め、該共通座標系上で算出された代表位置を前記各固有座標系の位置座標に変換するものであり、
   前記ランドマーク記憶部が、前記各固有座標系の位置座標に変換後の前記代表位置を当該各固有座標系の３次元画像における前記ランドマークの位置として記憶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項記載の画像処理装置。
7. 同じ患者の同じランドマークが共通して撮影された、撮影条件の異なる複数の３次元画像のそれぞれにおいて前記ランドマークを検出するステップと、
   前記ランドマークが検出された前記複数の３次元画像上の複数の位置座標から１つの代表位置を求めるステップと、
   前記算出された代表位置を前記各３次元画像における前記ランドマークの位置として記憶するステップと
   を含む画像処理方法。
8. 前記代表位置を記憶するステップが、前記算出された代表位置を、前記複数の３次元画像に含まれ、かつ、前記ランドマークが検出されなかった３次元画像における前記ランドマークの位置として記憶するステップである請求項７記載の画像処理方法。
9. コンピュータを、
   同じ患者の同じランドマークが共通して撮影された、撮影条件の異なる複数の３次元画像のそれぞれにおいて前記ランドマークを検出するランドマーク検出部と、
   前記ランドマークが検出された前記複数の３次元画像上の複数の位置座標から１つの代表位置を求める代表位置算出部と、
   前記算出された代表位置を前記各３次元画像における前記ランドマークの位置として記憶するランドマーク記憶部として機能させるための画像処理プログラム。
10. 前記記憶部が、前記患者が撮影された、前記算出された代表位置を、前記複数の３次元画像に含まれ、かつ、前記ランドマークが検出されなかった３次元画像における前記ランドマークの位置として記憶するものである請求項９記載の画像処理プログラム。