JP2017023551A - 画像処理プログラム、画像処理装置及び画像処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 呼吸や心拍の影響で変形している肺の画像において、腫瘍で潰れた肺胞の影響により集束している箇所を医師が判断する際の負荷を軽減することを目的とする。【解決手段】 画像処理プログラムは、異なる時期に撮影された肺の画像の各画像間で同じ位置を示しているとする箇所が、時間の経過によって位置がどのように変化したかを比べて、複数の箇所における位置の変化が、所定の位置に向かっていると見做せる変化であれば、当該変化があったことを通知する、処理をコンピュータに実行させることを特徴とする。【選択図】図１６

Description

本発明は、画像処理プログラム、画像処理装置及び画像処理方法に関する。

医療の現場では、医師が、異なる時期に撮影されたＣＴ（Computed Tomography）画像を用いて、病気の箇所あるいは病気の疑いがある箇所を比較し、患者の病気の判断を行っている。

特開２０１３−１４１６０３号公報

ところで、肺に腫瘍（例えば腺癌）がある患者の場合、腫瘍により肺胞が潰され、その潰れた箇所に集束するように、血管などの周りの部位が移動する。ＣＴ画像においては、腫瘍の部分や血管の部分は白く表示されるが、肺は患者の呼吸や心拍の影響で変形することから、肺を撮影したＣＴ画像に基づいて腫瘍の有無や血管の移動の有無等を見つけることは、経験の高い医師でなければ難しい。

一つの側面では、呼吸や心拍の影響で変形している肺の画像において、腫瘍で潰れた肺胞の影響により集束している箇所を医師が判断する際の負荷を軽減することを目的とする。

一態様によれば、画像処理プログラムは、
異なる時期に撮影された肺の画像の各画像間で同じ位置を示しているとする箇所が、時間の経過によって位置がどのように変化したかを比べて、複数の箇所における位置の変化が、所定の位置に向かっていると見做せる変化であれば、当該変化があったことを通知する、処理をコンピュータに実行させることを特徴とする。

呼吸や心拍の影響で変形している肺の画像において、腫瘍で潰れた肺胞の影響により集束している箇所を医師が判断する際の負荷を軽減することができる。

ＣＴ画像撮影システムの一例を示す図である。 画像処理装置のハードウェア構成を示す図である。 画像処理装置における診断支援部の処理内容と、医療従事者の操作内容と、並列表示画面の表示内容との関係を示す図である。 画像処理装置における診断支援部の処理内容と、医療従事者の操作内容と、並列表示画面の表示内容との関係を示す図である。 画像ＤＢに格納される情報の一例を示す図である。 比較元ＣＴ画像に対する比較先ＣＴ画像の局所的な位置の変動の要因を示した図である。 腫瘍の変化に基づく位置の変動を更に詳細に説明するための図である。 代表ベクトルの算出処理及び対応領域の算出処理を説明するための図である。 非剛体変形の影響を含む代表ベクトルを用いて局所的位置合わせが行われた画像を示す図である。 第２のレジストレーション部の機能構成を示す図である。 集束領域判定部の処理内容を示す図である。 集束領域があると判定された場合の代表ベクトルの算出方法を示す図である。 集束領域がないと判定された場合の代表ベクトルの算出方法を示す図である。 非剛体変形の影響を排除した代表ベクトルを用いて局所的位置合わせを行うことで得た画像を示す図である。 画像加工部により実行される画像加工処理の具体例を説明するための図である。 第２のレジストレーション部により実行される処理の第１のフローチャートである。 集束領域判定処理のフローチャートである。 局所的位置合わせ処理のフローチャートである。 経時変化に基づく画像加工処理のフローチャートである。 画像処理装置における診断支援部の処理内容と、医療従事者の操作内容と、並列表示画面の表示内容との関係を示す第２の図である。 第２のレジストレーション部により実行される処理の第２のフローチャートである。 ＲＯＩ候補を用いて比較元ＣＴ画像を走査し、ＲＯＩを決定する処理を説明するための図である。 第２のレジストレーション部により実行される処理の第３のフローチャートである。 第２のレジストレーション部により実行される処理の第３のフローチャートである。 画像処理装置における診断支援部の処理内容と、医療従事者の操作内容と、並列表示画面の表示内容との関係を示す第３の図である。 表示制御部により拡大表示画面の画像の表示態様が変更される様子を示した図である。 表示制御部により実行される処理のフローチャートである。

以下、実施形態について添付の図面を参照しながら説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複した説明を省く。

［第１の実施形態］
はじめに、第１の実施形態に係る画像処理装置を含むＣＴ（Computed Tomography）画像撮影システムについて説明する。図１は、ＣＴ画像撮影システムの一例を示す図である。

ＣＴ画像撮影システム１００は、ＣＴ装置１１０と画像処理装置１２０と画像データベース（以下、データベースをＤＢと略す）１３０とを有する。ＣＴ装置１１０と画像処理装置１２０とは電気的に接続されており、両装置の間ではデータの送受信が行われる。また、画像処理装置１２０と画像ＤＢ１３０も電気的に接続されており、両装置の間においてもデータの送受信が行われる。

ＣＴ装置１１０は、放射線等を利用して患者の体内を走査し、コンピュータを用いて処理することで、患者のスライス画像であるＣＴ画像を生成する（以下、このような処理を"ＣＴ画像を撮影する"と称する）。ＣＴ装置１１０は、撮影したＣＴ画像を画像処理装置１２０に送信する。

画像処理装置１２０は、ＣＴ装置１１０において撮影されたＣＴ画像を、接続された画像ＤＢ１３０に格納する。また、画像処理装置１２０は、ＣＴ装置１１０において撮影されたＣＴ画像を処理し、医師等の医療従事者に対して表示する。なお、画像処理装置１２０は、インストールされた画像処理プログラムの一例である診断支援プログラムがコンピュータにより実行されることで診断支援部１４０として機能することで、これらの処理を行う。

画像ＤＢ１３０は、ＣＴ装置１１０において撮影されたＣＴ画像を、画像処理装置１２０を介して受信し、同じ時期に撮影された複数のＣＴ画像（撮像群）ごとにわけて格納する。

診断支援部１４０は、ＣＴ装置１１０において撮影され、画像ＤＢ１３０に格納されたＣＴ画像に基づいて、医療従事者が患者の診断を行う際に利用する機能である。診断支援部１４０は、例えば異なる時期に撮影されたＣＴ画像を、医療従事者が比べながら診断できるように並列に表示する。なお、以下では、並列に表示されたＣＴ画像のうち、一方（例えば所定期間経過前に撮影されたＣＴ画像）を"比較元ＣＴ画像"と称し、他方（例えば所定期間経過後に撮影されたＣＴ画像）を"比較先ＣＴ画像"と称する。

診断支援部１４０は、比較元ＣＴ画像内において医療従事者により指定された位置を含む所定領域（ＲＯＩ：Region of interest）の画像を拡大表示画面に拡大表示する。また、診断支援部１４０は、指定された位置を含む所定領域に対応する対応領域の画像を比較先ＣＴ画像より抽出し、拡大表示画面に拡大表示する。このように、診断支援部１４０によれば、指定された位置を含む所定領域の画像と、対応領域の画像とが自動的に拡大表示されるため、医療従事者にとっては、診断の負荷を軽減できるとともに、拡大表示する操作の手間を省くことができる。

なお、診断支援部１４０は、これらの処理を実行するために、第１のレジストレーション部１４１と、第２のレジストレーション部１４２と、表示制御部１４３とを有する。

第１のレジストレーション部１４１は、例えば、第１のレジストレーションプログラムがコンピュータにより実行されることで実現される。第１のレジストレーション部１４１は、異なる時期に撮影されたＣＴ画像を並列に表示する際に、各ＣＴ画像間の位置ずれをアフィン変換により補正することで、各ＣＴ画像間の大域的位置合わせを行う。

第２のレジストレーション部１４２は、例えば、第２のレジストレーションプログラムがコンピュータにより実行されることで実現される。第２のレジストレーション部１４２は、医療従事者により指定された位置を含む所定領域の画像が拡大表示された場合に、比較先ＣＴ画像において変換処理を行うことで局所的位置合わせを行い、比較先ＣＴ画像より、対応領域の画像を抽出する。

これにより、第２のレジストレーション部１４２では、対応領域の画像を表示制御部１４３に通知することができる。なお、変換処理には種々の処理が含まれるが、本実施形態において変換処理とは、平行移動を指すものとし、変換処理を行うことで比較先ＣＴ画像より抽出された対応領域の画像を、"局所的位置合わせが行われた画像"と称する。

更に、第２のレジストレーション部１４２は、医療従事者から画像加工の指示があった場合には、対応領域の画像について、腫瘍に関する医療従事者による適切な診断を促進するための画像加工処理を行う。

これにより、第２のレジストレーション部１４２では、画像加工処理が行われた対応領域の画像を表示制御部１４３に通知することができる。

表示制御部１４３は、例えば、表示プログラムがコンピュータにより実行されることで実現される。表示制御部１４３は、医療従事者により選択された比較元ＣＴ画像を表示するとともに、医療従事者により指定された位置を含む所定領域を拡大表示画面に拡大表示する。また、表示制御部１４３は、第２のレジストレーション部１４２により通知された、局所的位置合わせが行われた画像（画像加工処理が行われた場合にあっては、画像加工処理済みの画像）を拡大表示画面に拡大表示する。

次に、画像処理装置１２０のハードウェア構成について説明する。図２は、画像処理装置のハードウェア構成を示す図である。図２に示すように、画像処理装置１２０は、ＣＰＵ２０１、ＲＯＭ（Read Only Memory）２０２、ＲＡＭ（Random Access Memory）２０３を備える。また、画像処理装置１２０は、補助記憶部２０４、接続部２０５、表示部２０６、操作部２０７、ドライブ部２０８を備える。なお、画像処理装置１２０の各部は、バス２０９を介して相互に接続されている。

ＣＰＵ２０１は、補助記憶部２０４に格納された各種プログラム（例えば、第１のレジストレーションプログラム、第２のレジストレーションプログラム、表示プログラム等）を実行するコンピュータである。

ＲＯＭ２０２は不揮発性メモリである。ＲＯＭ２０２は、補助記憶部２０４に格納された各種プログラムをＣＰＵ２０１が実行するために必要な各種プログラム、データ等を格納する主記憶部として機能する。具体的には、ＢＩＯＳ（Basic Input/Output System）やＥＦＩ（Extensible Firmware Interface）等のブートプログラム等を格納する。

ＲＡＭ２０３は揮発性メモリであり、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）やＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）等を含む。ＲＡＭ２０３は、補助記憶部２０４に格納された各種プログラムがＣＰＵ２０１によって実行される際に展開される、作業領域を提供する主記憶部である。

補助記憶部２０４は、画像処理装置１２０にインストールされた各種プログラムや、各種プログラムが実行されることで生成されるデータ等を記録するコンピュータ読み取り可能な記憶装置である。

接続部２０５は、ＣＴ装置１１０及び画像ＤＢ１３０と接続され、ＣＴ装置１１０及び画像ＤＢ１３０との間で、データの送受信を行う。表示部２０６は、ＣＴ装置１１０において撮影され画像ＤＢ１３０に格納されたＣＴ画像を並列表示画面により表示する。操作部２０７は、医療従事者が画像処理装置１２０に対して行う各種操作を受け付ける。

ドライブ部２０８は記録媒体２１０をセットするためのデバイスである。ここでいう記録媒体２１０には、ＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク、光磁気ディスク等のように情報を光学的、電気的あるいは磁気的に記録する媒体が含まれる。また、記録媒体２１０には、ＲＯＭ、フラッシュメモリ等のように情報を電気的に記録する半導体メモリ等も含まれる。

なお、本実施形態において、補助記憶部２０４に格納される各種プログラムは、例えば、配布された記録媒体２１０がドライブ部２０８にセットされ、該記録媒体２１０に記録された各種プログラムがドライブ部２０８により読み出されることでインストールされる。あるいは、接続部２０５を介してネットワークからダウンロードされることでインストールされる。

次に、画像処理装置１２０の診断支援部１４０の処理内容と、診断支援部１４０により処理が実行される際の医療従事者の操作内容ならびに画像処理装置１２０の表示部２０６に表示される並列表示画面との関係について説明する。

図３及び図４は、画像処理装置における診断支援部の処理内容と、医療従事者の操作内容と、並列表示画面の表示内容との関係を示す図である。

画像処理装置１２０において診断支援部１４０が起動すると、表示制御部１４３による処理が開始され、表示部２０６には、図３に示すように異なる時期に撮影されたＣＴ画像を並列して表示させるための並列表示画面３００が表示される。並列表示画面３００が表示された状態で、医療従事者は、所定の患者について所定の時期に撮影された所定の部位（ここでは肺）の撮像群を比較元ＣＴ画像群として選択する。これにより、表示制御部１４３では、画像ＤＢ１３０より、選択された比較元ＣＴ画像群を読み出す。更に、選択された比較元ＣＴ画像群の中から、医療従事者により所定の比較元ＣＴ画像（ここではファイル名＝"ＩｍａｇｅＡ０１５"）が指定されると、表示制御部１４３は、指定された比較元ＣＴ画像を並列表示画面３００に表示する。

医療従事者は、指定した比較元ＣＴ画像と比較すべく、異なる時期に撮影された同一患者の同一部位の撮像群を比較先ＣＴ画像群として選択する。具体的には、患者ＩＤや撮影日時、撮影部位（ここでは肺）等を入力して選択する。これにより、表示制御部１４３は、入力された患者名、撮影日時、撮影部位等により特定される撮像群を比較先ＣＴ画像群として、画像ＤＢ１３０より読み出す。更に、表示制御部１４３は、読み出した比較先ＣＴ画像群の中から、並列表示画面３００に表示されている比較元ＣＴ画像に対応する比較先ＣＴ画像（ここではファイル名＝"ＩｍａｇｅＢ０１８"）を読み出し、並列表示画面３００に表示する。

このとき、診断支援部１４０では第１のレジストレーション部１４１が機能し、読み出したＣＴ画像に対して、回転や平行移動等のアフィン変換を用いて補正を行うことで大域的位置合わせを行う。ＣＴ画像全体に対して大域的位置合わせが行われることで、比較元ＣＴ画像と比較先ＣＴ画像との間の大域的な位置ずれが解消される。

大域的位置合わせが完了すると、図４に示すように、医療従事者は、表示された比較元ＣＴ画像において腫瘍部分Ｆの位置を指定する。これにより、表示制御部１４３は、指定された腫瘍部分Ｆの位置を含む所定領域（ＲＯＩ：Region of interest）４０１の画像を、比較元ＣＴ画像上の拡大表示画面に拡大表示する。また、このとき、医療従事者は、あわせて、画像加工を行うか否かを指示する。

所定領域（ＲＯＩ）４０１の画像が拡大表示されると、第２のレジストレーション部１４２では、比較先ＣＴ画像の一部の領域に対して局所的位置合わせを行う。これにより、第２のレジストレーション部１４２では、腫瘍部分Ｆに対応する腫瘍部分Ｆ'の位置を含む対応領域４０２の画像（局所的位置合わせが行われた画像）を抽出する。なお、第２のレジストレーション部１４２は、局所的位置合わせを行うにあたり集束判定（詳細は後述）を行う。

また、第２のレジストレーション部１４２は、局所的位置合わせが行われることで得た対応領域４０２の画像について、医療従事者により画像加工の指示があった場合に画像加工処理（詳細は後述）を行う。

また、第２のレジストレーション部１４２は、局所的位置合わせが行われることで得た対応領域４０２の画像（画像加工処理が実行されている場合にあっては、画像加工処理後の画像）を、表示制御部１４３に通知する。

表示制御部１４３は、第２のレジストレーション部１４２より通知された対応領域４０２の画像（画像加工処理が実行されている場合にあっては画像加工処理後の画像）を、比較先ＣＴ画像上の拡大表示画面に拡大表示する。これにより、局所的位置合わせが行われ、かつ、画像加工が行われた画像を表示することができる。

このように、画像処理装置１２０によれば、比較元ＣＴ画像において医療従事者により腫瘍部分Ｆの位置が指定された場合に、所定領域４０１の画像を拡大表示することができる。また、所定領域４０１の画像に基づいて、局所的位置合わせを行うことで比較先ＣＴ画像より対応領域４０２の画像を抽出し、腫瘍に関する医療従事者による適切な診断を促進するための画像加工を施したうえで、拡大表示画面に拡大表示することができる。

これにより、医療従事者は、異なる時期に撮影された撮像群に含まれる各ＣＴ画像間の対応領域を容易に把握することができるようになるとともに、腫瘍に関する適切な診断を行うことができるようになる。

次に、画像ＤＢ１３０について説明する。図５は、画像ＤＢに格納される情報の一例を示す図である。図５に示すように、画像ＤＢ１３０に格納される情報は患者ごとに分類されて管理されており、図５は患者ＩＤ＝"ｘｘｘ"の患者についての情報の一例を示している。

図５に示すように、患者の情報の項目には、"撮影日時"、"撮影部位"、"シリーズ名"、"撮像群"が含まれる。"撮影日時"には、ＣＴ画像を撮影した日時についての情報が格納される。"撮影部位"には、撮影対象の部位についての情報が格納される。"シリーズ名"には、撮影により得られた複数のＣＴ画像からなるシリーズを特定するためのシリーズ名が格納される。"撮像群"には、撮影により得られた複数のＣＴ画像（ファイル名）が格納される。

図５の例は、撮影日時＝"Ｈ２６．２．５"に撮影部位＝"肺"について撮影が行われることで得られた、ＩｍａｇｅＡ００１〜ＩｍａｇｅＡ０３０のＣＴ画像を含むシリーズ名＝"シリーズＡ"のシリーズが画像ＤＢ１３０に格納されていることを示している。また、撮影日時＝"Ｈ２６．８．３"に撮影部位＝"肺"について撮影が行われることで得られた、ＩｍａｇｅＢ００１〜ＩｍａｇｅＢ０３０のＣＴ画像を含むシリーズ名＝"シリーズＢ"のシリーズが画像ＤＢ１３０に格納されていることを示している。

なお、図５中の点線は、"ＩｍａｇｅＡ０１５"のＣＴ画像が比較元ＣＴ画像として医療従事者により選択されたことを示している。また、"ＩｍａｇｅＢ０１８"のＣＴ画像が比較先ＣＴ画像として医療従事者により選択されたことを示している。

次に、診断支援部１４０の各部について説明する。なお、以下では、主に第２のレジストレーション部１４２について説明する。

上述したとおり、大域的位置合わせが完了した時点では、比較元ＣＴ画像と比較先ＣＴ画像との間では全体的な位置の変動が補正されている一方で、局所的な位置の変動は残されている。このため、医療従事者により指定された腫瘍部分Ｆの位置を含む所定領域４０１に対応する対応領域４０２の画像を拡大表示するにあたり、第２のレジストレーション部１４２では、まず、比較元ＣＴ画像に対する比較先ＣＴ画像の局所的な位置の変動を求める。そして、求めた変動に応じて、比較先ＣＴ画像において平行移動による変換処理を行うことで、局所的位置合わせを行う。これにより、第２のレジストレーション部１４２は、対応領域４０２の画像を抽出することができる。

ここで、撮影部位＝"肺"の場合、局所的な位置の変動が生じる主な要因として、２つの要因（呼吸・心拍に基づくものと、腫瘍の変化（経時変化）に基づくもの）が挙げられる。図６は、比較元ＣＴ画像に対する比較先ＣＴ画像の局所的な位置の変動の要因を示した図である。

図６に示すように局所的な位置の変動が生じると、比較元ＣＴ画像における所定領域４０１と同じ座標を有する比較先ＣＴ画像上の領域には、例えば、画像６１０が表示されることになる。

図６において、比較元ＣＴ画像における所定領域４０１の画像６００と、所定領域４０１と同じ座標を有する比較先ＣＴ画像上の領域の画像６１０とを対比すると、局所的な位置の変動により、血管の位置や腫瘍の位置が大きくずれていることがわかる。図６において、太線は血管６０１〜６０３、６１１〜６１３を示しており、網掛け領域は腫瘍部分Ｆ、Ｆ'を示している。

なお、呼吸・心拍に基づく位置の変動とは、例えば、呼吸時の横隔膜の動きに伴う位置の変動をいう。患者が息を吐く場合と息を吸う場合とでは横隔膜の位置が変動するため、これに伴って肺の各部の位置が変動する。つまり、比較元ＣＴ画像と比較先ＣＴ画像との間には、撮影時の患者の呼吸の状態が完全に一致している場合を除き、呼吸・心拍に基づく局所的な位置の変動が含まれうる。

なお、呼吸・心拍に基づく位置の変動は、例えば身体全体に対して非剛体変形であるが、所定領域４０１が肺内の一部であることから、所定領域４０１全体が所定方向に平行移動するものである。したがって、剛体運動と見做すことができる。

一方、腫瘍の変化に基づく位置の変動とは、腺癌等のような悪性腫瘍が、肺胞を破壊しながら増殖し、肺胞が保っていた空気の分だけ肺胞の容積が減少することで生じる（つまり、腫瘍で生じた集束に伴う）位置の変動をいう。

第２のレジストレーション部１４２では、これら２つの要因に基づく位置の変動のうち、腫瘍の変化（経時変化）に基づく位置の変動分を差し引くことで、呼吸・心拍に基づく位置の変動分を抽出する。そして、第２のレジストレーション部１４２では、呼吸・心拍に基づく位置の変動分に基づいて局所的位置合わせを行う。

ここで、腫瘍の変化（経時変化）について図７を用いて更に詳説する。図７は、腫瘍の変化に基づく位置の変動を更に詳細に説明するための図である。

図７（ａ）は、腺癌等の悪性腫瘍が腫瘍中心点Ｏに示す位置に発生した直後の周辺組織の様子を示している。図７（ａ）に示すように、悪性腫瘍が発生した直後の状態では腫瘍中心点Ｏから気管支７１１の点Ｄ１までの距離及び血管７１２の点Ｃ１までの距離は、それぞれｒ１である。

図７（ｂ）は、悪性腫瘍が腫瘍周辺の肺胞を破壊しつつ増殖したことで、気管支７１１や血管７１２を含む周辺組織が腫瘍中心点Ｏに向かって移動した様子を示している。図７（ｂ）に示すように、周辺組織が腫瘍中心点Ｏに向かって移動したことで、腫瘍中心点Ｏから気管支７１１の点Ｄ２までの距離及び血管７１２の点Ｃ２までの距離は、それぞれｒ２（＜ｒ１）となる。

図７（ｃ）は、悪性腫瘍が腫瘍周辺の肺胞を更に破壊して増殖したことで、気管支７１１や血管７１２を含む周辺組織が更に腫瘍中心点Ｏに向かって移動した様子を示している。図７（ｃ）に示すように、周辺組織が腫瘍中心点Ｏに向かって移動したことで、腫瘍中心点Ｏから気管支７１１の点Ｄ３までの距離及び血管７１２の点Ｃ３までの距離は、それぞれｒ３（＜ｒ２）となる。

このように、腫瘍の変化に基づく（腫瘍で生じた集束に伴う）位置の変動は、周辺組織が腫瘍中心点Ｏに向かうという特性があり、非剛体変形と見做すことができる。

なお、図７に示すように、腫瘍周辺の組織は、腫瘍領域７０３の組織と、集束領域７０２の組織と、正常領域７０１の組織とに大別することができる。腫瘍領域７０３では、新たに出現した悪性腫瘍により破壊されるため、図７（ａ）において存在していた組織の一部が消失し、図７（ｃ）においては存在しない。一方、集束領域７０２では、図７（ａ）において存在していた組織が図７（ｃ）においても存在するが、対応する組織の位置は中心方向に変動していると見做すことができる（Ｂ１→Ｂ２→Ｂ３）。また、正常領域７０１では、図７（ａ）において存在していた組織が図７（ｃ）においても存在しており、対応する組織の位置（Ａ１→Ａ２→Ａ３）もほとんど変動していない。

以上、図６及び図７の説明から明らかなように、比較元ＣＴ画像と比較先ＣＴ画像との間の局所的な位置の変動の要因には、剛体運動と見做せる"呼吸・心拍に基づくもの"と非剛体変形となる"腫瘍の変化に基づくもの"とがある。また、"腫瘍の変化に基づくもの"の場合、腫瘍中心点Ｏに向かうという特性があり、その度合いに応じて、腫瘍周辺の組織を正常領域７０１、集束領域７０２、腫瘍領域７０３に大別することができる。

次に、比較先ＣＴ画像において、図６に示したような剛体運動と非剛体変形とが混在している領域について、第２のレジストレーション部１４２が局所的位置合わせを行う場合の問題点について図８及び図９を用いて説明する。

上述したとおり、比較先ＣＴ画像において局所的位置合わせを行うにあたり、第２のレジストレーション部１４２では、平行移動による変換処理を行う。つまり、非剛体を想定した変換処理ではなく剛体を想定した変換処理を行う。

ここで、平行移動による変換処理を行うにあたり、第２のレジストレーション部１４２は、所定領域４０１が比較先ＣＴ画像のどの位置に移動したか（所定領域４０１と対応領域４０２との位置関係）を示す代表ベクトルの算出を行う。

図８は、代表ベクトルの算出処理及び対応領域の算出処理を説明するための図である。このうち、図８（ａ）は、比較元ＣＴ画像の所定領域４０１に含まれる特徴点の位置と、該特徴点に対応する比較先ＣＴ画像中の特徴点の位置との差である対応ベクトル（黒矢印）を示したものである。なお、領域８００は、比較元ＣＴ画像の所定領域４０１に含まれる特徴点に対応する比較先ＣＴ画像中の特徴点が含まれる領域であって、代表ベクトルの算出に用いられる領域である。以下、比較先ＣＴ画像中の当該領域を代表ベクトル算出対象領域８００と称する。

ここで、第２のレジストレーション部１４２が、代表ベクトル算出対象領域８００に含まれるすべての対応ベクトルを用いて、代表ベクトル８１０を算出したとする。この場合、局所的位置合わせが行われた画像は、図８（ｂ）に示す処理を実行することにより抽出することができる。

図８（ｂ）は、代表ベクトル８１０を用いて平行移動による変換処理を行うことで、比較先ＣＴ画像より局所的位置合わせが行われた画像を抽出する様子を示したものである。図８（ｂ）に示すように、第２のレジストレーション部１４２では、比較元ＣＴ画像の所定領域４０１と同じ座標を有する比較先ＣＴ画像中の領域８０１を、代表ベクトル８１０に基づいて平行移動させることで領域８０２を求める。そして、比較先ＣＴ画像より領域８０２の画像を抽出することで、局所的位置合わせが行われた画像を抽出する。

しかしながら、このようにして抽出した画像は、剛体運動と非剛体変形とが混在している領域において、剛体運動のみが生じていると仮定して代表ベクトルを求め、仮定した剛体運動を相殺するように平行移動させることで得た画像に他ならない。つまり、非剛体変形分の影響も相殺するように平行移動させていることになる。

図８（ｃ）、図８（ｄ）を用いて更に詳説する。図８（ｃ）は、比較元ＣＴ画像の所定領域４０１に含まれる特徴点の位置と、該特徴点に対応する比較先ＣＴ画像中の特徴点の位置とを結ぶ対応ベクトルのうち、呼吸・心拍に基づく位置の変動分（剛体運動分）の対応ベクトルを示したものである。図８（ｃ）に示すように、剛体運動分の対応ベクトルは、いずれも同じ方向を向いており、また、いずれも同じ長さとなっている。なお、剛体運動分の対応ベクトルは、正常領域７０１及び集束領域７０２に存在する。ただし、腫瘍領域７０３には比較元ＣＴ画像の特徴点に対応する比較先ＣＴ画像の特徴点が存在しないため、対応ベクトルも存在しない。

一方、図８（ｄ）は、比較元ＣＴ画像の所定領域４０１に含まれる特徴点の位置と、該特徴点に対応する比較先ＣＴ画像中の特徴点の位置とを結ぶ対応ベクトルのうち、腫瘍の変化に基づく位置の変動分（非剛体変形分）の対応ベクトルを示したものである。図８（ｄ）に示すように、非剛体変形分の対応ベクトルは、集束領域７０２（ただし、腫瘍領域７０３は除く）内にのみ存在し、中心方向を向いていると見做すことができる。

このように剛体運動分の対応ベクトルと非剛体変形分の対応ベクトルとでは、ベクトルの長さ及び向きに違いがあり、存在する位置にも違いがある。

一方で、図８（ａ）に示した対応ベクトルは図８（ｃ）に示す対応ベクトルと図８（ｄ）に示す対応ベクトルとを足し合わせたものである。

つまり、図８（ａ）に示した対応ベクトルのうち集束領域７０２に相当する位置に存在する対応ベクトルには、剛体運動分の対応ベクトルと非剛体変形分の対応ベクトルとが混在していることになる。このため、集束領域７０２に相当する位置に存在する対応ベクトルを含めて代表ベクトル８１０を算出した場合、代表ベクトル８１０には、非剛体変形の影響が含まれることとなる。そして、このような代表ベクトル８１０により局所的位置合わせを行っても、精度の高い位置合わせを行うことはできない。

具体的な画像を用いて説明する。図９は、非剛体変形の影響を含む代表ベクトルを用いて局所的位置合わせが行われた画像を示す図である。なお、図９の例では、局所的位置合わせを行われた画像９００（比較先ＣＴ画像の領域８０２の画像）と、比較元ＣＴ画像における所定領域４０１の画像６００とを重ねて示している。

図９に示すように、画像９００に含まれる血管９０１〜９０３及び腫瘍部分Ｆ'の位置は、局所的位置合わせを行ったにも関わらず画像６００に含まれる血管６０１〜６０３及び腫瘍部分Ｆの位置に対してずれてしまっている。

以上のような剛体運動と非剛体変形とが混在している領域での代表ベクトル算出の際の問題点に鑑みて、本実施形態の第２のレジストレーション部１４２では、非剛体変形の影響を排除して代表ベクトルを求め、局所的位置合わせを行う。更に、本実施形態の第２のレジストレーション部１４２では、局所的位置合わせを行うことで得た対応領域４０２の画像に対して、画像加工処理を施すことで非剛体変形の影響（つまり、腫瘍の変化（経時変化）に基づく位置の変動分）を可視化して表示する。

以下、図１０を用いて、本実施形態の第２のレジストレーション部１４２の機能構成を説明し、図１１〜図１５を用いて、第２のレジストレーション部１４２を構成する各部の機能について説明する。更に、図１６〜図１９のフローチャートを用いて、第２のレジストレーション部１４２により実行される処理の詳細について説明する。

図１０は、第２のレジストレーション部の機能構成を示す図である。図１０に示すように、第２のレジストレーション部１４２は、領域識別部１００１と、対応ベクトル算出部１００２と、集束領域判定部１００３と、代表ベクトル算出部１００４と、位置合わせ部１００５と、画像加工部１００６とを有する。

領域識別部１００１は、医療従事者により指定された位置を含む所定領域４０１を識別する。具体的には、所定領域４０１の位置を特定する比較元ＣＴ画像上の座標を取得する。

対応ベクトル算出部１００２は、領域識別部１００１により識別された比較元ＣＴ画像の所定領域４０１より、特徴点を抽出する。また、対応ベクトル算出部１００２は、抽出した各特徴点に対応する比較先ＣＴ画像中の各特徴点を検索する。更に、対応ベクトル算出部１００２は、比較元ＣＴ画像より抽出した各特徴点の位置と、該各特徴点に対応する比較先ＣＴ画像中の各特徴点の位置との差に基づいて、対応ベクトルを算出する。

集束領域判定部１００３は、対応ベクトル算出部１００２において算出した対応ベクトルに基づいて、代表ベクトル算出対象領域８００に集束領域７０２が含まれているか否かを判定する。また、集束領域７０２が含まれていると判定した場合、集束領域判定部１００３は、正常領域７０１と集束領域７０２との境界位置を算出する。更に、集束領域判定部１００３は、集束領域７０２が含まれているか否かの判定結果と、正常領域７０１と集束領域７０２との境界位置の算出結果とを、代表ベクトル算出部１００４に通知する。

代表ベクトル算出部１００４は、対応ベクトル算出部１００２において算出された対応ベクトルに基づいて、代表ベクトル算出対象領域８００における代表ベクトルを算出する。代表ベクトル算出部１００４は、代表ベクトル算出対象領域８００に集束領域７０２が含まれていないと判定された場合には、代表ベクトル算出対象領域８００内の全ての対応ベクトル（ただし腫瘍領域は除く）を用いて代表ベクトルを算出する。一方、代表ベクトル算出対象領域８００に集束領域７０２が含まれていると判定された場合には、代表ベクトル算出対象領域８００内の対応ベクトルのうち、集束領域（及び腫瘍領域）に含まれる対応ベクトルを除く対応ベクトルを用いて代表ベクトルを算出する。

なお、本実施形態において、代表ベクトル算出部１００４は、対応ベクトルを用いて代表ベクトルを算出するにあたり、平均処理を行う。

位置合わせ部１００５は、代表ベクトル算出部１００４において算出された代表ベクトルに基づいて、所定領域４０１に対応する対応領域４０２の画像を比較先ＣＴ画像より抽出する。具体的には、位置合わせ部１００５は、所定領域４０１の位置を特定する座標を、比較先ＣＴ画像上において代表ベクトルを用いて移動させることで移動後の座標を算出する。更に、位置合わせ部１００５は、算出した移動後の座標により特定される領域（対応領域４０２）の画像を比較先ＣＴ画像より抽出することで、局所的位置合わせが行われた画像を取得する。

画像加工部１００６は、局所的位置合わせが行われることで得られた対応領域４０２の画像について、腫瘍の変化（経時変化）に基づく位置の変動分を可視化するための画像加工を行う。画像加工部１００６は、医療従事者による画像加工の指示があった場合に、対応領域４０２の画像に対して画像加工を行う。

具体的には、画像加工部１００６は、所定領域４０１の画像と対応領域４０２の画像との間で、各画素値の差分を算出することで、腫瘍の変化に基づく組織の変化を可視化する。また、画像加工部１００６は、所定領域４０１の画像と対応領域４０２の画像との間で、腫瘍の変化に基づく位置の変動を示すベクトルを算出することで、腫瘍の変化に基づく組織の移動方向及び移動量を可視化する。更に、画像加工部１００６は、算出したベクトルの対応領域４０２内の分布に基づいて、腫瘍の変化に基づく組織の変化の傾向を可視化する。

なお、画像加工部１００６は、画像加工を行った対応領域４０２の画像について、表示制御部１４３に通知する。これにより、表示制御部１４３では、局所的位置合わせにより得られた対応領域の画像に対して画像加工を施した画像を拡大表示画面に拡大表示することができる。

次に、図１０に示した第２のレジストレーション部１４２に含まれる各部のうち、集束領域判定部１００３、代表ベクトル算出部１００４、位置合わせ部１００５、画像加工部１００６の機能の具体例について説明する。

はじめに、集束領域判定部１００３の機能の具体例について説明する。図１１は、集束領域判定部の処理内容を示す図である。

図１１は、代表ベクトル算出対象領域８００の中心から辺縁までを、矩形枠状に所定の刻み幅の区画で区分けし、各区画の対応ベクトルに基づいて、代表ベクトル算出対象領域８００に集束領域７０２が含まれているか否かを判定する様子を示している。

なお、代表ベクトル算出対象領域８００の中心から辺縁までの距離をＲ、刻み幅をΔＲとする。また、ここでは矩形枠状に区分けする場合について説明するが、矩形枠状に区分けする代わりに円環状に区分けしてもよい。

集束領域判定部１００３は、Ｒ〜（Ｒ−ΔＲ）の範囲内の区画群１１０１（図１１の左端に示す代表ベクトル算出対象領域８００内のハッチング領域）に含まれる対応ベクトルを抽出する。更に、集束領域判定部１００３では、（Ｒ−ΔＲ）〜（Ｒ−ΔＲ×２）の範囲内の区画群１１０２（図１１の中央に示す代表ベクトル算出対象領域８００内のハッチング領域）に含まれる対応ベクトルを抽出する。

そして、集束領域判定部１００３では、抽出した対応ベクトルのうち、区画群１１０１の対応ベクトルと区画群１１０２の対応ベクトルとの間で隣接する対応ベクトル同士の差を算出し、差分ベクトルを求める。つまり、ここでいう差分ベクトルは、比較元ＣＴ画像と比較先ＣＴ画像との間での特徴点の位置の変化の差を示すものということができる。図１１の右端に示す代表ベクトル算出対象領域８００内の各ベクトルは、区画群１１０１の対応ベクトルと区画群１１０２の対応ベクトルとに基づいて算出した差分ベクトルの一例を示している。

集束領域判定部１００３は、このようにして求めた差分ベクトルが所定の閾値より大きい場合、当該差分ベクトルの方向を判定する。また、集束領域判定部１００３は、当該差分ベクトルの方向が代表ベクトル算出対象領域８００の中心方向に向かっていると見做せる（潰れこむ変化である）場合には、集束領域が含まれていると判定する。また、集束領域判定部１００３は、集束領域が含まれているとの判定に用いられた差分ベクトルを算出するための対応ベクトルが存在する２つの区画群の境界位置を、正常領域と集束領域との境界位置と判定する。

なお、図１１の説明から明らかなように、集束領域判定部１００３は、はじめに、代表ベクトル算出対象領域８００の最も外側に位置する区画群１１０１より抽出した対応ベクトルを用いて差分ベクトルを求める。これは、当該対応ベクトルが、腫瘍の変化に基づく位置の変動の影響を受けていない、呼吸・心拍に基づく位置の変動に伴う対応ベクトルと推定できるからである。

また、集束領域判定部１００３では隣接する対応ベクトル間の差を算出する。これは、隣接する対応ベクトル間では、呼吸・心拍に基づく位置の変動に大きな差異はなく、差を算出することで、呼吸・心拍に基づく位置の変動の影響を差し引くことができるからである。つまり、隣接する対応ベクトル間の差を算出することで求められる差分ベクトル（ただし、所定の閾値以上の大きさを有する差分ベクトル）は、腫瘍の変化に基づく位置の変動分の対応ベクトルを表しているということができる。

なお、集束領域判定部１００３が差分ベクトルの方向を判定するのは、集束領域における対応ベクトルは、腫瘍中心点Ｏの方向を向くという特性があるため、腫瘍の変化に基づく位置の変動であることを識別するのに有効だからである。

次に、代表ベクトル算出部１００４の機能の具体例について説明する。図１２は、集束領域があると判定された場合の代表ベクトルの算出方法を示す図である。

代表ベクトル算出部１００４は、代表ベクトル算出対象領域８００に集束領域７０２が含まれている場合、代表ベクトル算出対象領域８００において算出された各対応ベクトルのうち、集束領域７０２内に存在する対応ベクトルを除いて、代表ベクトルを求める。図１２（ａ）の例では、代表ベクトル算出対象領域８００において１５個の対応ベクトル（黒矢印）が算出されており、このうち、集束領域７０２内に存在する４個の対応ベクトルを除く、１１個の対応ベクトルを用いて代表ベクトルを算出する。

代表ベクトル１２００は、１１個の対応ベクトルを用いて算出した代表ベクトルを示している。このように、集束領域７０２内に存在する４個の対応ベクトルを除くことで、非剛体変形の影響（つまり、腫瘍の変化（経時変化）に基づく位置の変動分）を排除して代表ベクトルを求めることができる。

図１２（ｂ）は、代表ベクトル１２００を用いて平行移動による変換処理を行うことで、比較先ＣＴ画像より局所的位置合わせが行われた画像を抽出する様子を示したものである。図１２（ｂ）に示すように、第２のレジストレーション部１４２では、比較元ＣＴ画像の所定領域４０１に対応する比較先ＣＴ画像中の領域８０１を、代表ベクトル１２００に応じて平行移動させることで対応領域４０２を求めることができる。更に、比較先ＣＴ画像より対応領域４０２の画像を抽出することで、第２のレジストレーション部１４２では、局所的位置合わせが行われた画像を抽出することができる。

一方、図１３は、集束領域がないと判定された場合の代表ベクトルの算出方法を示す図である。代表ベクトル算出部１００４では、代表ベクトル算出対象領域８００に集束領域７０２が含まれていない場合、代表ベクトル算出対象領域８００において算出された各対応ベクトルを用いて代表ベクトルを求める。ただし、腫瘍領域７０３内に含まれる対応ベクトルは除くものとする。なお、腫瘍領域７０３内においては、特徴点の対応点が存在しないため、対応ベクトルは存在しないことから、腫瘍領域７０３内に存在する対応ベクトルを除くか否かに関わらず、算出される代表ベクトルは同じとなる。

図１３（ａ）の例では、代表ベクトル算出対象領域８００において１５個の対応ベクトル（黒矢印）が算出されており、代表ベクトル算出部１００４は、これらを用いて代表ベクトルを算出する。代表ベクトル１３００は、１５個の対応ベクトルを用いて算出した代表ベクトルを示している。このように、代表ベクトル算出対象領域８００内に集束領域７０２が含まれていない場合、非剛体変形の影響を受けることはないため、全ての対応ベクトルを用いて代表ベクトルを算出することができる。

図１３（ｂ）は、代表ベクトル１３００を用いて平行移動による変換処理を行うことで、比較先ＣＴ画像より局所的位置合わせが行われた画像を抽出する様子を示したものである。図１３（ｂ）に示すように、第２のレジストレーション部１４２は、比較元ＣＴ画像の所定領域４０１に対応する比較先ＣＴ画像中の領域８０１を、代表ベクトル１３００に応じて平行移動させることで対応領域４０２を求めることができる。更に、比較先ＣＴ画像より対応領域４０２の画像を抽出することで、第２のレジストレーション部１４２は、局所的位置合わせが行われた画像を抽出することができる。

ここで、非剛体変形の影響を排除した代表ベクトル１２００を用いて、位置合わせ部１００５が局所的位置合わせを行うことで得た画像について説明する。図１４は、非剛体変形の影響を排除した代表ベクトルを用いて局所的位置合わせを行うことで得た画像を示す図である。

なお、図１４の例は、非剛体変形の影響を排除した代表ベクトル１２００を用いて、位置合わせ部１００５が局所的位置合わせを行うことで得た対応領域４０２の画像１４００と、比較元ＣＴ画像の所定領域４０１の画像６００とを重ねて示している。

図１４に示すように、画像１４００に含まれる血管１４０１〜１４０３及び腫瘍部分Ｆ'の位置は、画像６００に含まれる血管６０１〜６０３及び腫瘍部分Ｆの位置と概ね同じである。つまり、画像１４００の場合、心拍・呼吸に基づく位置の変動が打ち消されている。一方で、血管１４０２、１４０３のうち、腫瘍部分Ｆ'の周辺に位置する血管は、画像６００に含まれる血管６０１〜６０３のうち、腫瘍部分Ｆの周辺に位置する血管に対して、位置がずれている。つまり、画像１４００の場合、腫瘍の変化に基づく位置の変動の影響は残されている。

続いて、位置合わせ部１００５が局所的位置合わせを行うことで得た対応領域４０２の画像に対して画像加工処理を行う画像加工部１００６の機能の具体例について説明する。図１５は、画像加工部により実行される画像加工処理の具体例を説明するための図である。図１５（ａ）は、画像加工部１００６が、所定領域４０１の画像６００と、対応領域４０２の画像１４００との間で、各画素値の差分を算出することで、腫瘍の変化に基づく組織の変化を可視化する様子を示したものである。

図１５（ａ）に示すように、対応領域４０２の画像１４００に含まれる腫瘍は、所定領域４０１の画像６００に含まれる腫瘍よりも増大しており、組織が消失することで腫瘍の内部には空洞が生じている。

画像加工部１００６は、所定領域４０１の画像６００の各画素の画素値と、対応領域４０２の画像１４００の各画素の画素値との差分を算出し、差分画像１５１０を生成することで、これらの変化を可視化する。

具体的には、画像加工部１００６は、差分画像１５１０の各画素のうち、差分値がプラスであって所定の閾値より大きい画素を、新たに出現した腫瘍を示す画素と判定し、例えば、赤色に着色する。また、差分画像１５１０の各画素のうち、差分値がマイナスであって所定の閾値未満の画素を、消失した組織を示す画素と判定し、例えば、青色に着色する。なお、差分画像１５１０の各画素のうち、差分値の絶対値が所定の閾値以下の画素は、変化のない画素と判定し、色の変更は行わない。

これにより、医療従事者が差分画像１５１０を見れば、腫瘍の変化に基づく組織の変化（出現、消失、変化なし）を容易に把握することができる。

図１５（ｂ−１）、（ｂ−２）は、画像加工部１００６が、腫瘍の変化に基づく位置の変動を示すベクトルを表示することで、腫瘍の変化に基づく組織の移動方向及び移動量を可視化した様子を示したものである。

このうち、図１５（ｂ−１）は、画像加工部１００６が、集束領域判定部１００３により算出された差分ベクトル（例えば、図１１で示した差分ベクトル）を取得し、画像１４００に重畳させた半透明のレイヤ上に表示した様子を示している。このように、差分ベクトルを、半透明のレイヤを介して画像１４００に重畳して表示することで、医療従事者は、腫瘍の変化に基づく組織の移動方向及び移動量を容易に把握することができる。

一方、図１５（ｂ−２）は、画像加工部１００６が、集束領域判定部１００３により算出された差分ベクトルを取得し、対応する区画群１１０２の位置を着色した半透明のレイヤを、画像１４００に重畳させた様子を示している。なお、画像加工部１００６は、半透明のレイヤ上において、差分ベクトルに対応する区画群１１０２の位置を、差分ベクトルの大きさに応じた濃淡度により着色するものとする。例えば、差分ベクトルの大きさが大きいほど、対応する区画の位置を濃い色で着色し、差分ベクトルの大きさが小さいほど、対応する区画の位置を淡い色で着色する。

これにより、医療従事者は、着色された区画の位置において、腫瘍の変化に基づく組織の移動が発生していることを把握することができる。また、医療従事者は、着色された色の濃淡に基づいて、腫瘍の変化に基づく組織の移動量の大小を把握することができる。

図１５（ｃ−１）、（ｃ−２）は、画像加工部１００６が、集束領域判定部１００３より取得した差分ベクトルの分布に基づいて、腫瘍の変化に基づく組織の変化の傾向を可視化した様子を示したものである。画像加工部１００６は、集束領域判定部１００３より取得した差分ベクトルについて、単位面積当たりの数を算出し、算出した数に応じた濃淡度で集束領域に対応する領域を着色した半透明のレイヤを、画像１４００に重畳させた様子を示している。

これにより、医療従事者は、着色された色の濃淡に基づいて、腫瘍の変化に基づく組織の変化の傾向（位置が大きく変化した組織が多いまたは少ない）を把握することができる。図１５（ｃ−１）は、図１５（ｃ−２）と比較して、単位面積当たりの差分ベクトルの数が多いため、集束領域７０２に対応する領域が、濃い色で着色された様子を示している。

図１５（ｃ−１）、（ｃ−２）に示す表示によれば、腺癌の可能性がある箇所が近傍に複数ある場合など、単に差分ベクトルを表示しただけでは、どこに集中しているのかが分かりにくくなっていたところ、どこに集中しているのかを容易に把握することができる。

次に、第２のレジストレーション部１４２により実行される処理の流れについて説明する。図１６は、第２のレジストレーション部により実行される処理の第１のフローチャートである。

ステップＳ１６０１において、領域識別部１００１は、比較元ＣＴ画像において医療従事者により指定された腫瘍部分Ｆの位置を中心とする所定領域（ＲＯＩ）４０１を識別する。

ステップＳ１６０２において、対応ベクトル算出部１００２は、領域識別部１００１により識別された比較元ＣＴ画像の所定領域４０１より、特徴点を抽出する。また、抽出した各特徴点に対応する比較先ＣＴ画像中の各特徴点を検索する。

ステップＳ１６０３において、集束領域判定部１００３は、比較先ＣＴ画像より検索された各特徴点を含む領域を代表ベクトル算出対象領域８００として抽出する。

ステップＳ１６０４において、対応ベクトル算出部１００２は、比較元ＣＴ画像より抽出した各特徴点の位置と、該特徴点に対応する比較先ＣＴ画像中の各特徴点の位置との差に基づいて、対応ベクトルを算出する。

ステップＳ１６０５において、集束領域判定部１００３は、算出された対応ベクトルに基づいて、代表ベクトル算出対象領域８００に集束領域７０２が含まれているか否かを判定する。また、集束領域７０２が含まれると判定した場合、集束領域判定部１００３は、正常領域７０１と集束領域７０２との境界位置を算出する。なお、ステップＳ１６０５の集束領域判定処理の詳細なフローチャートは後述する。

ステップＳ１６０６において、代表ベクトル算出部１００４は、集束領域判定処理（ステップＳ１６０５）の結果に基づいて、集束領域７０２の有無を判断する。ステップＳ１６０６において集束領域７０２が含まれていないと判断した場合には、ステップＳ１６０７に進む。ステップＳ１６０７において、代表ベクトル算出部１００４及び位置合わせ部１００５は、腺癌以外の腫瘍に応じた局所的位置合わせ処理を行う。

一方、ステップＳ１６０６において、集束領域７０２が含まれていると判断した場合には、ステップＳ１６０８に進む。ステップＳ１６０８において、代表ベクトル算出部１００４及び位置合わせ部１００５は、腺癌に応じた局所的位置合わせ処理を行う。

なお、ステップＳ１６０７及びステップＳ１６０８の局所的位置合わせ処理の詳細なフローチャートは後述する。

ステップＳ１６０９において、画像加工部１００６は、医療従事者より画像加工を行う旨の指示を受け付けていたか否かを判定する。画像加工を行う旨の指示を受け付けていない場合には、ステップＳ１６１１に進む。この場合、ステップＳ１６１１では、ステップＳ１６０７またはステップＳ１６０８において局所的位置合わせ処理が行われることで得られた対応領域４０２の画像が、表示制御部１４３に対して出力される。この結果、表示制御部１４３は、ステップＳ１６０７またはステップＳ１６０８において局所的位置合わせ処理が行われることで得られた（画像加工が行われていない）対応領域４０２の画像を拡大表示画面に拡大表示する。

一方、ステップＳ１６０９において、画像加工を行う旨の指示を受け付けていた場合には、ステップＳ１６１０に進む。ステップＳ１６１０において、画像加工部１００６は、経時変化に基づく画像加工処理を行う。その後、ステップＳ１６１１に進む。

この場合、ステップＳ１６１１では、局所的位置合わせ処理（ステップＳ１６０８）が行われることで得られた対応領域４０２の画像に対して、画像加工処理（ステップＳ１６１０）が施された画像（半透明のレイヤを含む）が、表示制御部１４３に出力される。この結果、表示制御部１４３は、ステップＳ１６０８において局所的位置合わせ処理が行われることで得られた画像に対して、画像加工処理が施された画像（半透明のレイヤを含む）を拡大表示画面に拡大表示する。なお、ステップＳ１６１０の経時変化に基づく画像加工処理の詳細なフローチャートは後述する。

次に、集束領域判定処理（ステップＳ１６０５）の詳細について説明する。図１７は、集束領域判定処理のフローチャートである。

ステップＳ１７０１において、集束領域判定部１００３は、代表ベクトル算出対象領域８００の中心（腫瘍中心点Ｏ）から辺縁までを、円環状または矩形枠状に刻み幅ΔＲで区分けする。ステップＳ１７０２において、集束領域判定部１００３は、カウンタｉに１を代入する。

ステップＳ１７０３において、集束領域判定部１００３は、（Ｒ−ΔＲ×（ｉ−１））〜（Ｒ−ΔＲ×ｉ）の範囲の区画群と、当該区画群の内側（腫瘍に近い側）に位置する（Ｒ−ΔＲ×ｉ）〜（Ｒ−ΔＲ×（ｉ＋１））の範囲の区画群とを抽出する。

ステップＳ１７０４において、集束領域判定部１００３は、抽出した各区画群に存在する対応ベクトルのうち、隣接する対応ベクトルの差を算出し、差分ベクトルを求める。

ステップＳ１７０５において、集束領域判定部１００３は、差分ベクトルの大きさが閾値以内であるか否かを判定する。ステップＳ１７０５において閾値以内であると判定した場合には、ステップＳ１７０６に進み、カウンタｉをインクリメントする。

ステップＳ１７０７において、集束領域判定部１００３は、ｉ≧Ｒ／ΔＲが成立するか否かを判定する。成立しないと判定した場合、集束領域判定部１００３では、更に内側（腫瘍に近い側）に区画群があると判定し、ステップＳ１７０３に戻る。

一方、ステップＳ１７０７において、ｉ≧Ｒ／ΔＲが成立すると判定した場合、集束領域判定部１００３では、全ての区画群について差分ベクトルを算出したと判定し、ステップＳ１７０８に進む。

ステップＳ１７０８において、集束領域判定部１００３は、代表ベクトル算出対象領域８００に集束領域７０２が含まれていないと判定し、集束領域判定処理を終了する。

一方、ステップＳ１７０５において差分ベクトルの大きさが閾値より大きいと判定した場合には、ステップＳ１７０９に進む。ステップＳ１７０９において、集束領域判定部１００３は、差分ベクトルの方向が代表ベクトル算出対象領域８００の中心方向を向かっていると見做せるか否かを判定する。

ステップＳ１７０９において、中心方向を向かっていると見做せないと判定した場合には、ステップＳ１７０６に進む。一方、ステップＳ１７０９において、中心方向を向かっていると見做せると判定した場合には、ステップＳ１７１０に進む。

ステップＳ１７１０において、集束領域判定部１００３は、代表ベクトル算出対象領域８００に集束領域７０２が含まれていると判定し、ステップＳ１７１１に進む。ステップＳ１７１１において、集束領域判定部１００３は、代表ベクトル算出対象領域８００の中心からの距離が（Ｒ−ΔＲ×ｉ）の位置を正常領域７０１と集束領域７０２との境界位置と判定し、集束領域判定処理を終了する。

次に、局所的位置合わせ処理（ステップＳ１６０７、Ｓ１６０８）の詳細について説明する。図１８は、局所的位置合わせ処理のフローチャートである。

このうち、図１８（ａ）は、局所的位置合わせ処理（腺癌以外）のフローチャートである。ステップＳ１８０１において、代表ベクトル算出部１００４は、代表ベクトル算出対象領域８００のうち、腫瘍領域７０３に対してマスクする。

ステップＳ１８０２において、代表ベクトル算出部１００４は、代表ベクトル算出対象領域８００に含まれる対応ベクトルのうち、ステップＳ１８０１においてマスクした腫瘍領域７０３以外の領域の対応ベクトルを用いて、代表ベクトルを算出する。

ステップＳ１８０３において、位置合わせ部１００５は、算出された代表ベクトルを用いて、比較先ＣＴ画像より、所定領域４０１に対応する対応領域４０２の画像を抽出する。これにより、局所的位置合わせが行われた画像を抽出することができる。

一方、図１８（ｂ）は、局所的位置合わせ（腺癌）のフローチャートである。ステップＳ１８１１において、代表ベクトル算出部１００４は、代表ベクトル算出対象領域８００のうち、腫瘍領域７０３を含む集束領域７０２に対してマスクする。

ステップＳ１８１２において、代表ベクトル算出部１００４は、代表ベクトル算出対象領域８００に含まれる対応ベクトルのうち、ステップＳ１８１１においてマスクした集束領域７０２以外の領域の対応ベクトルを用いて、代表ベクトルを算出する。

ステップＳ１８１３において、位置合わせ部１００５は、算出された代表ベクトルを用いて、比較先ＣＴ画像より、所定領域４０１に対応する対応領域４０２の画像１４００を抽出する。これにより、局所的位置合わせが行われた画像を抽出することができる。

このように、本実施形態における第２のレジストレーション部１４２は、差分ベクトルの大きさが閾値以内であり、正常領域７０１であると判定した場合には、それぞれの区画の対応ベクトルを用いて代表ベクトルを算出する。また、差分ベクトルの大きさが閾値より大きく、かつ中心方向を向いていることで集束領域７０２が含まれていると判定した場合には、集束領域７０２の区画と比べて腫瘍より遠い区画の対応ベクトルを用いて代表ベクトルを算出する。つまり、腫瘍部分から閾値以上離れた箇所の特徴点の対応ベクトルを用いて代表ベクトルを算出する。これにより、非剛体変形の影響を排除して代表ベクトルを算出することができるため、局所的位置合わせの精度を上げることができる。

次に、局所的位置合わせが行われることで得られた対応領域４０２の画像１４００について、経時変化に基づく画像加工処理（ステップＳ１６１０）を行う場合の処理の流れについて詳説する。

図１９は、経時変化に基づく画像加工処理のフローチャートである。ステップＳ１９０１において、画像加工部１００６は、組織の変化を可視化するための画像加工を行うか否かを決定する。並列表示画面３００において、医療従事者は、操作部２０７を介して、組織の変化を可視化するための画像加工を指示する操作（第１操作）が可能である。このため、画像加工部１００６では、医療従事者により第１操作が行われていたか否かを判定することで、組織の変化を可視化するための画像加工を行うか否かを決定する。

医療従事者により、第１操作が行われていなかったと判定した場合、画像加工部１００６はステップＳ１９０５に進む。一方、医療従事者により、第１操作が行われていたと判定した場合、画像加工部１００６はステップＳ１９０２に進む。

ステップＳ１９０２において、画像加工部１００６は、比較元ＣＴ画像の所定領域４０１の画像６００の各画素値と、比較先ＣＴ画像の対応領域４０２の画像１４００の各画素値との差分値を算出し、差分画像１５１０を生成する。

ステップＳ１９０３において、画像加工部１００６は、生成した差分画像１５１０に含まれる各画素の差分値に基づいて、差分画像１５１０を出現領域、消失領域、変化なし領域に分類する。

ステップＳ１９０４において、画像加工部１００６は、ステップＳ１９０３における分類結果に基づいて、比較先ＣＴ画像の対応領域４０２の画像１４００について色変換を行う。具体的には、画像加工部１００６は、比較先ＣＴ画像の対応領域４０２の画像１４００において、出現領域に対応する画素を所定の色（例えば、赤色）に変換する。また、画像加工部１００６は、比較先ＣＴ画像の対応領域４０２の画像１４００において、消失領域に対応する画素を所定の色（例えば、青色）に変換する。

ステップＳ１９０５において、画像加工部１００６は、組織の移動方向及び移動量を可視化するための画像加工を行うか否かを決定する。並列表示画面３００において、医療従事者は、操作部２０７を介して、組織の移動方向及び移動量を可視化するための画像加工を指示する操作（第２操作）が可能である。このため、画像加工部１００６では、医療従事者により第２操作が行われていたか否かを判定することで、組織の移動方向及び移動量を可視化するための画像加工を行うか否かを決定する。

医療従事者により、第２操作が行われていなかったと判定した場合、画像加工部１００６はステップＳ１９０７に進む。一方、医療従事者により、第２操作が行われていたと判定した場合、画像加工部１００６はステップＳ１９０６に進む。

ステップＳ１９０６において、画像加工部１００６は、集束領域判定部１００３により算出された差分ベクトルを取得する。また、画像加工部１００６は、対応領域４０２の画像１４００に重畳させる半透明のレイヤ上に、取得した差分ベクトルの画像を表示する。更に、画像加工部１００６は、差分ベクトルの画像を表示した半透明のレイヤを、対応領域４０２の画像１４００に重畳させる。

ステップＳ１９０７において、画像加工部１００６は、組織の変化の傾向を可視化するための画像加工を行うか否かを決定する。並列表示画面３００において、医療従事者は、操作部２０７を介して、組織の変化の傾向を可視化するための画像加工を指示する操作（第３操作）が可能である。このため、画像加工部１００６では、医療従事者により第３操作が行われていたか否かを判定することで、組織の変化の傾向を可視化するための画像加工を行うか否かを決定する。

医療従事者により、第３操作が行われていなかったと判定した場合、画像加工部１００６は経時変化に基づく画像加工処理を終了する。一方、医療従事者により、第３操作が行われていたと判定した場合、画像加工部１００６はステップＳ１９０８に進む。

ステップＳ１９０８において、画像加工部１００６は、集束領域判定部１００３により算出された差分ベクトルを取得する。また、画像加工部１００６は、取得した差分ベクトルについて、単位面積あたりの数を算出し、算出した数に応じた濃淡度を決定する。

ステップＳ１９０９において、画像加工部１００６は、対応領域４０２の画像１４００に重畳させる半透明のレイヤ上において、集束領域に対応する領域を、決定した濃淡度に基づく所定の色で着色する。更に、画像加工部１００６は、集束領域に対応する領域が着色された半透明のレイヤを、対応領域４０２の画像１４００に重畳させる。

以上の説明から明らかなように、本実施形態では、比較元ＣＴ画像において腫瘍部分を含む所定領域の画像が指定されると、比較先ＣＴ画像において、集束領域より離れた対応ベクトルを用いて平行移動による変換処理を行うことで、対応領域の画像を抽出する。これにより、非剛体変形の影響（腫瘍の変化（経時変化）に基づく位置の変動分）を排除した精度の高い局所的位置合わせを行うことが可能となる。

また、本実施形態では、局所的位置合わせが行われることで得られた対応領域の画像について、腫瘍の経時変化に基づく位置の変動分を可視化する画像加工を行う。

これにより、呼吸や心拍の影響で変形している場合であっても、腫瘍で潰れた肺胞の影響により集束している箇所を、医療従事者は容易に判断することができる。この結果、医療従事者が、比較先ＣＴ画像から判断する際の負荷を軽減することができる。

［第２の実施形態］
上記第１の実施形態における第２のレジストレーション部は、医療従事者が、比較元ＣＴ画像において腫瘍部分Ｆの位置を指定したことに応じて所定領域４０１を決定した。これに対して、第２の実施形態における第２のレジストレーション部は、比較元ＣＴ画像に対して、所定の大きさの領域をＲＯＩ候補として所定の走査幅で走査していき、それぞれの位置において、集束領域判定処理を実行する。また、第２の実施形態における第２のレジストレーション部は、集束領域があると判定した位置におけるＲＯＩ候補を、所定領域（ＲＯＩ）４０１に決定する。このように、第２の実施形態では、所定領域（ＲＯＩ）４０１を、集束領域の有無の判定結果に基づいて決定することで、医療従事者が比較元ＣＴ画像において腫瘍部分Ｆを指定する作業を行う必要がなくなる。この結果、医療従事者の診断時の負荷を軽減することができる。以下、第２の実施形態について、上記第１の実施形態との相違点を中心に説明する。

図２０は、画像処理装置における診断支援部の処理内容と、医療従事者の操作内容と、並列表示画面の表示内容との関係を示す図であり、上記第１の実施形態において示した図４（大域的位置合わせ以降の処理内容等を示す図）に対応する。

図２０に示すように、大域的位置合わせが完了すると、第２のレジストレーション部１４２は、画像加工を行うか否かの指示を医療従事者より受け付ける。また、第２のレジストレーション部１４２は、比較元ＣＴ画像に対して、所定の大きさのＲＯＩ候補２００１を所定の走査幅で走査していき、それぞれの位置で集束領域判定処理（ステップＳ１６０５）を実行する。そして、第２のレジストレーション部１４２は、集束領域があると判定した位置におけるＲＯＩ候補２００１により特定される領域を、所定領域（ＲＯＩ）４０１に決定する。

所定領域（ＲＯＩ）４０１を決定すると、第２のレジストレーション部１４２は、決定した所定領域４０１の画像に基づいて、比較先ＣＴ画像に対して局所的位置合わせ処理（ステップＳ１６０８）を行う。これにより、第２のレジストレーション部１４２では、腫瘍部分Ｆに対応する腫瘍部分Ｆ'の位置を含む対応領域４０２の画像（局所的位置合わせが行われた画像）を抽出する。

また、第２のレジストレーション部１４２は、局所的位置合わせを行うことで得られた対応領域４０２の画像について、経時変化に基づく画像加工処理（ステップＳ１６１０）を行う。更に、第２のレジストレーション部１４２は、比較元ＣＴ画像において決定した所定領域（ＲＯＩ）４０１の画像と、比較先ＣＴ画像より抽出した対応領域４０２の画像（画像が加工されている場合にあっては、加工後の画像）を表示制御部１４３に通知する。

表示制御部１４３は、第２のレジストレーション部１４２より通知された所定領域（ＲＯＩ）４０１の画像を、比較元ＣＴ画像上の拡大表示画面に拡大表示する。また、第２のレジストレーション部１４２より通知された対応領域４０２の画像を、比較先ＣＴ画像上の拡大表示画面に拡大表示する。これにより、局所的位置合わせが行われることで得られた対応領域４０２の画像に対して、画像加工を施した画像を表示することができる。

次に、第２の実施形態における第２のレジストレーション部１４２による処理の流れについて説明する。図２１は、第２のレジストレーション部により実行される処理の第２のフローチャートである。なお、図２１に示すフローチャートに含まれる各工程のうち、上記第１の実施形態において図１６を用いて説明したフローチャートに含まれる工程と同じ工程については、同じ符号を付すこととし、ここでは説明を省略する。

ステップＳ２１０１において、領域識別部１００１は、予め定められた大きさのＲＯＩ候補２００１を読み出し、比較元ＣＴ画像の所定位置に設定する。ここでは、比較元ＣＴ画像の走査開始位置（比較元ＣＴ画像の左上端位置）に設定する。

ステップＳ１６０２〜ステップＳ１６０５では、ステップＳ２１０１において設定した位置のＲＯＩ候補２００１により特定される領域の画像に基づいて、集束領域の有無を判定する。

ステップＳ２１０２において、代表ベクトル算出部１００４は、ステップＳ１６０２〜ステップＳ１６０５における処理の結果、集束領域がないと判定した場合にはステップＳ２１０５に進む。

ステップＳ２１０５において、領域識別部１００１は、ＲＯＩ候補２００１が比較元ＣＴ画像の終端位置（比較元ＣＴ画像の右下端位置）にあるか否かを判定する。ステップＳ２１０４において終端位置にないと判定した場合には、ステップＳ２１０１に戻る。

この場合、領域識別部１００１では、ＲＯＩ候補２００１を比較元ＣＴ画像上において所定の走査幅だけ移動させた位置に設定し、ステップＳ１６０１〜ステップＳ１６０５の処理を実行する。

このように、本実施形態における第２のレジストレーション部１４２は、比較元ＣＴ画像上において、所定の大きさのＲＯＩ候補を所定の走査幅で走査しながら、集束領域の有無を判定することで、所定領域（ＲＯＩ）４０１を検索する。

ステップＳ１６０２〜ステップＳ１６０５における処理の結果、集束領域があると判定した場合、代表ベクトル算出部１００４は、ステップＳ２１０２からステップＳ２１０３へと進む。

ステップＳ２１０３において、領域識別部１００１は、集束領域があると判定された位置におけるＲＯＩ候補２００１を、所定領域（ＲＯＩ）４０１として決定する。

ステップＳ１６０８では、ステップＳ２１０４において決定した所定領域（ＲＯＩ）４０１の画像に基づいて、局所的位置合わせ処理を行う。また、ステップＳ１６０９において、画像加工処理を行うと判定された場合には、ステップＳ１６１０において画像加工処理を行う。その後、所定領域（ＲＯＩ）４０１の画像と、対応領域の画像に対して画像加工処理が施された画像（半透明のレイヤを含む）とが、表示制御部１４３に対して出力され、ステップＳ２１０４に進む。

ステップＳ２１０４において、領域識別部１００１は、表示制御部１４３より次のＲＯＩの表示指示を受信したか否かを判定する。なお、並列表示画面３００において、医療従事者は、操作部２０７を介して、次のＲＯＩに進むことを指示する操作が可能であるとする。そして、医療従事者により次のＲＯＩに進むことを指示する操作が行われた場合、表示制御部１４３では、当該指示を領域識別部１００１に通知する。

ステップＳ２１０４において、次のＲＯＩの表示指示を受信したと判定した場合には、ステップＳ２１０５に進む。一方、次のＲＯＩの表示指示を受信しなかったと判定した場合には、第２のレジストレーション部１４２による処理を終了する。

このように、本実施形態における第２のレジストレーション部１４２では、所定の大きさのＲＯＩ候補を用いて、比較元ＣＴ画像に対して所定の走査幅で走査していく。そして、集束領域があると判定した位置において特定される領域を所定領域（ＲＯＩ）として、当該所定領域の画像に基づいて局所的位置合わせ処理を行い、対応領域の画像を抽出し画像加工処理を施す。

これにより、医療従事者が比較元ＣＴ画像において腫瘍部分Ｆを指定する作業が不要となり、医療従事者の診断時の負荷を軽減することができる。

［第３の実施形態］
上記第２の実施形態において第２のレジストレーション部は、比較元ＣＴ画像に対して、所定の大きさのＲＯＩ候補を、所定の走査幅で走査していくことで、所定領域（ＲＯＩ）４０１を決定した。

これに対して、第３の実施形態における第２のレジストレーション部は、比較元ＣＴ画像に対して走査するＲＯＩ候補の大きさ及び走査幅を変更しながら、所定領域（４０１）を決定する。なお、第３の実施形態における第２のレジストレーション部は、各ＲＯＩ候補を各走査幅で走査した際に、集束領域があると判定された位置により特定される領域のうち、例えば、差分ベクトルの数が所定の閾値以上となる領域を所定領域（４０１）として決定する。このように、第３の実施形態によれば、ＲＯＩ候補の大きさ及び走査幅を変更しながら走査することで、最適な所定領域（ＲＯＩ）を決定することができる。以下、第３の実施形態について、上記第２の実施形態との相違点を中心に説明する。

図２２は、ＲＯＩ候補を用いて比較元ＣＴ画像を走査し、ＲＯＩを決定する処理を説明するための図である。図２２（ａ−１）は、第２のレジストレーション部１４２が、比較元ＣＴ画像に対して、ＲＯＩ候補２００１＿１を走査していく様子を示している。なお、本実施形態において、画像処理装置１２０は、複数のＲＯＩ候補を補助記憶部２０４に格納しており、第２のレジストレーション部１４２は、順次、ＲＯＩ候補を読み出して、比較元ＣＴ画像に対して走査を行う。図２２（ａ−１）は、はじめに、ＲＯＩ候補２００１＿１が読み出されたことを示している。

図２２（ａ−２）は、ＲＯＩ候補２００１＿１による走査の結果、所定の位置において集束領域があると判定されることで、当該位置により特定される領域が所定領域（ＲＯＩ）４０１＿１と判定されたことを示している。また、図２２（ａ−３）は、ＲＯＩ候補２００１＿１による走査の結果、所定領域４０１＿１とは異なる位置において集束領域があると判定されることで、当該位置により特定される領域が所定領域（ＲＯＩ）４０１＿２と判定されたことを示している。

一方、図２２（ａ−４）は、ＲＯＩ候補２００１＿１による走査が完了した後、第２のレジストレーション部１４２が、ＲＯＩ候補２００１＿１とは異なる大きさのＲＯＩ候補２００１＿２を読み出したことを示している。第２のレジストレーション部１４２は、新たに読み出したＲＯＩ候補２００１＿２を用いて、比較元ＣＴ画像に対して走査を行う。

図２２（ａ−５）は、ＲＯＩ候補２００１＿２による走査の結果、所定の位置において集束領域があると判定されることで、当該位置により特定される領域が所定領域２２０１＿１と判定されたことを示している。また、図２２（ａ−６）は、ＲＯＩ候補２００１＿２による走査の結果、所定領域２２０１＿１とは異なる位置において集束領域があると判定されることで、当該位置により特定される領域が所定領域２２０１＿２と判定されたことを示している。

このように、それぞれのＲＯＩ候補（２００１＿１、２００１＿２、・・・）で走査を行うことで、複数の領域（４０１＿１、４０１＿２、２２０１＿１、２２０１＿２、・・・）が所定領域（ＲＯＩ）と判定されることになる。なお、図２２の例では、走査幅の変更については言及していないが、それぞれのＲＯＩ候補（２００１＿１、２００１＿２、・・・）で走査を行うにあたっては、走査幅を変えて走査を行うものとする。

第２のレジストレーション部１４２では、ＲＯＩと判定された複数の領域（４０１＿１、４０１＿２、２２０１＿１、２２０１＿２、・・・）のうち、所定の条件を満たす領域を、ＲＯＩとして決定する。

図２２（ｂ）の例は、複数の領域（４０１＿１、４０１＿２、２２０１＿１、２２０１＿２、・・・）のうち、所定領域４０１＿１、２２０１＿２を、ＲＯＩとして決定した様子を示している。これにより、本実施形態における第２のレジストレーション部１４２では、最適な位置における最適な大きさの領域を、ＲＯＩとして決定することが可能になる。

次に、第２の実施形態における第２のレジストレーション部１４２による処理の流れについて説明する。図２３及び図２４は、第２のレジストレーション部により実行される処理の第３のフローチャートである。

ステップＳ２３０１において、領域識別部１００１は、ＲＯＩ候補の大きさ及び走査幅として初期値を設定し、設定した大きさ及び走査幅のＲＯＩ候補を補助記憶部２０４より読み出す。

ステップＳ２１０１において、領域識別部１００１は、ステップＳ２３０１において読み出したＲＯＩ候補を、比較元ＣＴ画像の走査開始位置に設定する。

ステップＳ１６０２〜ステップＳ１６０５では、ステップＳ２１０１において設定された位置のＲＯＩ候補により特定される領域の画像に基づいて、集束領域の有無を判定する。

ステップＳ２１０２において、代表ベクトル算出部１００４は、ステップＳ１６０２〜ステップＳ１６０５における処理の結果、集束領域がないと判定した場合にはステップＳ２１０４に進む。

ステップＳ２１０４において、領域識別部１００１は、ＲＯＩ候補が比較元ＣＴ画像の終端位置（比較元ＣＴ画像の右下端位置）にあるか否かを判定する。ステップＳ２１０４において終端位置にないと判定した場合には、ステップＳ２１０１に戻る。

この場合、領域識別部１００１では、ＲＯＩ候補２００１を、比較元ＣＴ画像上において所定の走査幅（ここでは初期値分の走査幅）だけ移動させた位置に設定し、ステップＳ１６０１〜ステップＳ１６０５を再度実行する。

一方、ステップＳ１６０２〜ステップＳ１６０５における処理の結果、集束領域があると判定した場合には、代表ベクトル算出部１００４は、ステップＳ２１０２からステップＳ２３０２へと進む。

ステップＳ２３０２において、領域識別部１００１は、集束領域があると判定された位置により特定される領域の差分ベクトルの数をカウントし、差分ベクトルの数が所定の閾値以上あるか否かを判定する。

ステップＳ２３０２において、差分ベクトルの数が所定の閾値以上あると判定した場合、領域識別部１００１は、現在の位置のＲＯＩ候補により特定される領域を、所定領域（ＲＯＩ）と判定し、ステップＳ２３０３に進む。

ステップＳ２３０３において、領域識別部１００１は、現在の位置のＲＯＩ候補により特定される領域を、所定領域（ＲＯＩ）として保持する。

一方、ステップＳ２３０２において、差分ベクトルの数が所定の閾値未満であると判定した場合、領域識別部１００１は、現在の位置のＲＯＩ候補により特定される領域を、所定領域（ＲＯＩ）とは判定せず、直接、ステップＳ２１０４に進む。

なお、ステップＳ２１０４において、ＲＯＩ候補が比較元ＣＴ画像の終端位置にないと判定した場合の処理は、上述したとおりであるため、ここでは、ＲＯＩ候補が比較元ＣＴ画像の終端位置にあると判定した場合について説明する。

ステップＳ２１０４において、ＲＯＩ候補が比較元ＣＴ画像の終端位置にあると判定すると、ステップＳ２３０４に進む。ステップＳ２３０４において、領域識別部１００１は、補助記憶部２０４に格納されている複数のＲＯＩ候補すべてについて、すべての走査幅にて、ステップＳ２１０１〜ステップＳ２１０４までの処理を実行したか否かを判定する。

ステップＳ２３０４において、ステップＳ２１０１〜ステップＳ２１０４までの処理を実行していないＲＯＩ候補があると判定した場合には、ステップＳ２３０５に進む。あるいは、実行していない走査幅があると判定した場合には、ステップＳ２３０５に進む。

ステップＳ２３０５において、領域識別部１００１は、補助記憶部２０４に格納されている複数のＲＯＩ候補のうち、ステップＳ２１０１〜ステップＳ２１０４までの処理を実行していないＲＯＩ候補を読み出して、ステップ２１０１に戻る。あるいは、領域識別部１００１は、実行していない走査幅を設定して、ステップＳ２１０１に戻る。

この場合、領域識別部１００１は、ステップＳ２３０５において新たに読み出したＲＯＩ候補を、比較元ＣＴ画像の走査開始位置に設定する。あるいは、領域識別部１００１は、ステップＳ２３０５において設定された走査幅のもと、現在読み出されているＲＯＩ候補を、比較元ＣＴ画像の走査開始位置に設定する。

一方、ステップＳ２３０４において、領域識別部１００１が、補助記憶部２０４に格納されている複数のＲＯＩ候補すべてについて、すべての走査幅にて、ステップＳ２１０１〜ステップＳ２１０４の処理を実行したと判定した場合、ステップＳ２４０１に進む。

図２４のステップＳ２４０１において、領域識別部１００１は、ＲＯＩカウンタＮに１を代入する。なお、ＲＯＩカウンタとは、ステップＳ２３０３において保持されたＲＯＩ（所定領域（ＲＯＩ）と判定された領域）をカウントするカウンタである。

ステップＳ２４０２において、領域識別部１００１は、ステップＳ２３０３において保持されたＲＯＩのうち、Ｎ番目の所定領域（ＲＯＩ）の画像を読み出す。ここでは、１番目の所定領域（ＲＯＩ）の画像を読み出す。

ステップＳ１６０８において、代表ベクトル算出部１００４及び位置合わせ部１００５は、腺癌の局所的位置合わせ処理を行う。また、ステップＳ１６０９において、画像加工処理を行うと判定した場合には、ステップＳ１６１０において画像加工処理を行う。その後、Ｎ番目の所定領域（ＲＯＩ）４０１の画像と、対応領域４０２の画像に対して画像加工処理が施された画像（半透明のレイヤを含む）とが、表示制御部１４３に対して出力され、ステップＳ２４０３に進む。

これにより、表示制御部１４３では、並列表示画面３００の比較元ＣＴ画像に、Ｎ番目の所定領域（ＲＯＩ）４０１の画像を拡大表示し、比較先ＣＴ画像に、対応領域４０２の画像に対して画像加工処理が施された画像（半透明のレイヤを含む）を拡大表示する。

ステップＳ２４０３において、領域識別部１００１は、表示制御部１４３より次のＲＯＩの表示指示を受信したか否かを判定する。なお、並列表示画面３００において、医療従事者は、操作部２０７を介して、次のＲＯＩに進むことを指示する操作が可能であるとする。そして、医療従事者により、次のＲＯＩに進むことを指示する操作が行われた場合、表示制御部１４３は、当該指示を領域識別部１００１に通知する。

ステップＳ２４０３において、次のＲＯＩの表示指示を受信したと判定した場合には、ステップＳ２４０４に進む。

領域識別部１００１は、ステップＳ２４０４においてＲＯＩカウンタＮ＝Ｎ＋１を算出した後、ステップＳ２４０２に戻り、Ｎ番目の所定領域（ＲＯＩ）の画像を読み出す。ここでは、２番目の所定領域（ＲＯＩ）の画像を読み出す。

このように、ステップＳ２４０２〜ステップＳ２４０４では、ステップＳ２３０３において保持されたＲＯＩの画像に基づいて、医療従事者による指示のもと、順次、局所的位置合わせ処理及び画像加工処理を行う。これにより、並列表示画面３００には、順次、所定領域４０１の画像と、対応領域４０２の画像に対して画像加工処理が施された画像（半透明のレイヤを含む）とが、拡大表示される。

一方、ステップＳ２４０３において、次のＲＯＩの表示指示を受信しなかったと判定した場合には、第２のレジストレーション部１４２による処理を終了する。

以上の通り、本実施形態における第２のレジストレーション部１４２は、比較元ＣＴ画像に対してＲＯＩ候補の大きさ及び走査幅を変更しながら走査を行う。また、本実施形態における第２のレジストレーション部１４２は、集束領域があると判定した位置のうち、所定の条件を満たすと判定した位置において特定される領域を、所定領域（ＲＯＩ）と決定する。

これにより、医療従事者が比較元ＣＴ画像において腫瘍部分Ｆを指定する作業が不要となり、医療従事者の診断の負荷を軽減することができるとともに、診断に際して、最適なＲＯＩを決定することが可能となる。

［第４の実施形態］
上記第１乃至第３の実施形態における画像処理装置は、第２のレジストレーション部により画像加工処理が施された対応領域の画像（半透明のレイヤを含む）を、並列表示画面に拡大表示するものとして説明した。

これに対して、第４の実施形態における画像処理装置は、第２のレジストレーション部により画像加工処理が施された対応領域の画像（半透明のレイヤを含む）を、並列表示画面に拡大表示するにあたり、医療従事者の操作に応じて、表示態様を変更する。

第２のレジストレーション部による画像加工処理により、対応領域の画像には複数のレイヤが重畳されることになり、医療従事者にとって、対応領域の画像が見にくくなる可能性があるからである。以下、第４の実施形態について、上記第１の実施形態との相違点を中心に説明する。

図２５は、画像処理装置における診断支援部の処理内容と、医療従事者の操作内容と、並列表示画面の表示内容との関係を示す図であり、上記第１の実施形態において示した図４（大域的位置合わせ以降の処理内容等を示す図）に対応する。

図２５に示すように、医療従事者が表示された比較元ＣＴ画像において腫瘍部分Ｆの位置を指定することで、所定領域（ＲＯＩ）４０１の画像が比較元ＣＴ画像上の拡大表示画面に拡大表示される。更に、比較先ＣＴ画像上には、局所的位置合わせ処理が行われることで得られた対応領域４０２の画像に対して、画像加工処理が施された画像（半透明のレイヤを含む）が拡大表示画面に拡大表示される。

比較先ＣＴ画像上の拡大表示画面に拡大表示された画像に対して、医療従事者がポインタ２５０１を用いて各種操作を行うと、表示制御部１４３は、医療従事者による各種操作に応じて、比較先ＣＴ画像上の拡大表示画面に拡大表示された画像の表示態様を変更する。

図２６は、表示制御部により拡大表示画面の画像の表示態様が変更される様子を示した図である。図２６（ａ）は、差分ベクトルが表示された半透明のレイヤを、対応領域４０２の画像１４００に重畳させるとともに、差分ベクトルの位置に対応する位置の区画群１１０２を着色した半透明のレイヤを、更に重畳させた様子を示している。

図２６（ｂ）は、複数の半透明のレイヤが重畳された対応領域４０２の画像１４００に対して、医療従事者がポインタ２５０１を近づけた様子を示している。

図２６（ｃ）は、医療従事者がポインタ２５０１を画像１４００の中心に近づけたことに伴って、差分ベクトルが表示された半透明のレイヤにおいて、差分ベクトルの表示を、集束領域外に退避させた様子を示している。また、差分ベクトルの位置に対応する位置の区画群１１０２が着色された半透明のレイヤにおいて、着色された区画群１１０２を、集束領域外に退避させた様子を示している。

図２６（ｃ）に示すように、表示制御部１４３は、半透明のレイヤ上において、差分ベクトルの位置が、図２６（ｂ）に示した位置から、ベクトルの先が集中する位置から見て外側に移動するように、差分ベクトルの表示を移動させる。また、表示制御部１４３は、同様の位置に、着色された区画群１１０２を移動させる。

この結果、対応領域４０２の画像１４００のうち、集束領域上には差分ベクトルの表示及び着色された区画群１１０２が重畳されておらず、医療従事者にとっては、集束領域が見やすくなる。なお、医療従事者がポインタ２５０１を画像１４００から遠ざけると、図２６（ａ）に示すように、集束領域外に退避された差分ベクトルの表示は、元の位置に戻る。また、集束領域外に退避された区画群１１０２は、元の位置に戻る。

なお、表示制御部１４３は、半透明のレイヤ上において、差分ベクトルの表示を、集束領域外に移動させるにあたり、移動前の差分ベクトルの表示色とは異なる表示色に変更するようにしてもよい。同様に、表示制御部１４３は、半透明のレイヤ上において、差分ベクトルの位置に対応する位置の区画群１１０２を、集束領域外に移動させるにあたり、移動の前後で着色を変更するようにしてもよい。

なお、図２６の例では、ポインタ２５０１の位置に応じて差分ベクトル（または着色された区画群１１０２）の表示を移動させる場合について説明した。しかしながら、これに限定されず、例えば、ポインタ２５０１を用いて更なる拡大表示を指示した場合にあっては、拡大表示の中心が集束領域内であることを条件に、差分ベクトル（または着色された区画群１１０２）の表示を移動させるようにしてもよい。

次に、本実施形態における表示制御部１４３により実行される処理の流れについて説明する。図２７は、表示制御部により実行される処理のフローチャートである。

ステップＳ２７０１において、表示制御部１４３は、対応領域４０２の画像１４００上に差分ベクトル（または着色された区画群１１０２）が表示されたレイヤが重畳されたか否かを判定する。ステップＳ２７０１において、差分ベクトル（または着色された区画群１１０２）が表示されたレイヤが重畳されていないと判定した場合には、ステップＳ２７０８に進む。

一方、ステップＳ２７０１において、差分ベクトル（または着色された区画群１１０２）が表示されたレイヤが重畳されたと判定した場合には、ステップＳ２７０２に進む。ステップＳ２７０２において、表示制御部１４３は、対応領域４０２の画像１４００において、集束領域内の差分ベクトルの密度を算出する。具体的には、表示制御部１４３は、集束領域判定部１００３において算出された集束領域の範囲と、当該集束領域に含まれる差分ベクトルの数とを取得する。また、表示制御部１４３は、取得した集束領域の範囲と、取得した差分ベクトルの数とに基づいて、集束領域内の差分ベクトルの密度（集束領域に重なっている差分ベクトルの数から導出される"重なっている割合"）を算出する。

ステップＳ２７０３において、表示制御部１４３は、ステップＳ２７０２において算出した密度が、所定の閾値（所定の割合）より大きいか否かを判定する。ステップＳ２７０２において、所定の閾値以下であると判定した場合には、ステップＳ２７０８に進む。

一方、ステップＳ２７０３において、所定の閾値より大きいと判定した場合（つまり、所定の広さよりも狭い領域に、所定の割合よりも多くの差分ベクトルが入る場合）には、ステップＳ２７０４に進む。ステップＳ２７０４において、表示制御部１４３は、ポインタ２５０１が、対応領域４０２の画像１４００内に移動したか否かを判定する。

ステップＳ２７０４において、ポインタ２５０１が対応領域４０２の画像１４００内に移動したと判定した場合には、ステップＳ２７０６に進む。ステップＳ２７０６において、表示制御部１４３は、画像１４００に重畳しているレイヤ上の表示（差分ベクトル、着色された区画群１１０２）を、集束領域外に一旦退避する。

一方、ステップＳ２７０４において、ポインタ２５０１が集束領域内に移動していないと判定した場合には、ステップＳ２７０５に進む。ステップＳ２７０５において、表示制御部１４３は、医療従事者がポインタ２５０１を用いて画像１４００の更なる拡大表示を指示した場合において、当該拡大表示の中心が、集束領域内にあるか否かを判定する。

ステップＳ２７０５において、拡大表示の中心が集束領域内にあると判定した場合には、ステップＳ２７０６に進む。一方、ステップＳ２７０５において、拡大表示の中心が集束領域内にないと判定した場合には、ステップＳ２７０７に進む。

ステップＳ２７０７において、表示制御部１４３は、対応領域４０２の画像１４００に重畳しているレイヤ上の表示が、集束領域外に退避されている場合にあっては、元の表示位置に戻す。なお、表示制御部１４３は、画像１４００に重畳しているレイヤ上の表示が、集束領域外に退避されていない場合にあっては（元の表示位置にある場合には）、現在の表示位置を維持する。

ステップＳ２７０８において、表示制御部１４３は、実行中の処理を終了するか否かを判定する。なお、実行中の処理を終了する場合とは、現在表示されている対応領域４０２の画像１４００の表示が終了する場合をいう。現在表示されている対応領域４０２の画像１４００の表示が終了する場合とは、例えば、現在表示されている所定領域とは異なる所定領域が指定された場合、あるいは現在表示されている比較元ＣＴ画像とは異なる比較元ＣＴ画像が表示された場合等をいう。

ステップＳ２７０８において、終了しないと判定した場合には、ステップＳ２７０１に戻る。一方、ステップＳ２７０８において、実行中の処理を終了すると判定した場合には、処理を終了する。

以上の通り、本実施形態における表示制御部１４３では、医療従事者によるポインタ操作に応じて、対応領域の画像に重畳されているレイヤ上の表示を、集束領域外に移動させる。これにより、医療従事者は、対応領域の画像において集束領域（診断すべき箇所）が見づらくなることを防ぐことができる。

［第５の実施形態］
上記第１の実施形態において、画像加工部１００６は、算出した差分ベクトルの分布に（単位面積あたりの差分ベクトルの数）基づいて、腫瘍の変化に基づく組織の変化の傾向を可視化したが、組織の変化の傾向を可視化する方法はこれに限定されない。例えば、算出した差分ベクトルの大きさと経過時間とに基づいて、組織の変化の速度を算出して可視化するようにしてもよい。

また、上記第３の実施形態において、第２のレジストレーション部１４２は、集束領域があると判定された領域のうち、差分ベクトルの数が所定の閾値以上の領域をＲＯＩとして決定したが、ＲＯＩの決定方法は、これに限定されない。組織の集束の程度が大きい領域をＲＯＩとして決定可能な方法であれば、他の決定方法であってもよい。

また、上記第３の実施形態では、比較元ＣＴ画像において、すべてのＲＯＩを決定してから、画像加工処理を実行する流れとしたが、ＲＯＩを決定するごとに画像加工処理を実行する流れとしてもよい。

また、上記第１乃至第４の実施形態では、所定領域（ＲＯＩ）の画像を、拡大表示画面に拡大表示するものとして説明したが、所定領域（ＲＯＩ）の画像は、ルーペ表示等のように、比較元ＣＴ画像上で拡大表示するようにしてもよい。

また、上記第１乃至第４の実施形態では、画像加工の指示を、大域的位置合わせが完了した後に受け付けるものとして説明したが、画像加工の指示は、対応領域の画像を表示した後に受け付けるようにしてもよい。

また、上記第１乃至第４の実施形態では、ＣＴ画像を表示する場合について説明したが、ＣＴ画像以外の医療画像（例えば、ＭＲＩ（Magnetic resonance imaging）画像）を表示する場合に適用してもよい。

なお、開示の技術では、以下に記載する付記のような形態が考えられる。
（付記１）
異なる時期に撮影された肺の画像の各画像間で同じ位置を示しているとする箇所が、時間の経過によって位置がどのように変化したかを比べて、複数の箇所における位置の変化が、所定の位置に向かっていると見做せる変化であれば、当該変化があったことを通知する、処理をコンピュータに実行させることを特徴とする画像処理プログラム。
（付記２）
前記所定の位置に向かっていると見做せる変化であれば、当該所定の位置を他の位置とは異なる態様で示す、処理をコンピュータに実行させることを特徴とする付記１に記載の画像処理プログラム。
（付記３）
前記所定の位置に向かっていると見做せる変化であれば、当該変化を示すベクトルを、画像に重畳して表示する、処理をコンピュータに実行させることを特徴とする付記２に記載の画像処理プログラム。
（付記４）
予め定められた広さよりよりも狭い領域に、予め定められた各ベクトルの割合よりも多くの前記ベクトルが入る場合は、前記ベクトルを表示する位置を、前記箇所に対応する位置から、前記ベクトルの先が集中する位置から見て外側に移動させて表示する、処理をコンピュータに実行させることを特徴とする付記２に記載の画像処理プログラム。
（付記５）
前記ベクトルを表示する位置を、前記箇所に対応する位置から、前記ベクトルの先が集中する位置から見て外側に移動させて表示する場合には、外側に移動させずに表示する場合とは異なる表示態様で前記ベクトルを表示する、処理をコンピュータに実行させることを特徴とする付記４に記載の画像処理プログラム。
（付記６）
前記所定の位置に向かっていると見做せる変化を示すベクトルの数に応じて、表示態様を変える、処理をコンピュータに実行させることを特徴とする付記２に記載の画像処理プログラム。
（付記７）
前記所定の位置に向かっていると見做せる変化を示すベクトルの数が、画像を複数の区画に区切った場合の区画ごとに異なる場合に、ベクトルの数が多い区画を、ベクトルの数が少ない区画よりも濃い色で表示する、処理をコンピュータに実行させることを特徴とする付記６に記載の画像処理プログラム。
（付記８）
前記所定の位置に向かっていると見做せる変化であれば、当該所定の位置を拡大表示する、処理をコンピュータに実行させることを特徴とする付記２に記載の画像処理プログラム。
（付記９）
前記拡大表示には、前記所定の位置の画像を拡大表示する態様と、前記所定の位置の画像を他のウィンドウにて拡大表示する態様と、が含まれることを特徴とする付記８に記載の画像処理プログラム。
（付記１０）
前記変化を示すベクトルは、呼吸と心拍による変動と見做すベクトルを除くベクトルであることを特徴とする付記３に記載の画像処理プログラム。
（付記１１）
異なる時期に撮影された肺の画像の各画像間で同じ位置を示しているとする箇所が、時間の経過によって位置がどのように変化したかを比べて、複数の箇所における位置の変化が、所定の位置に向かって潰れこむ変化であれば、当該変化があったことを通知する、処理をコンピュータに実行させることを特徴とする画像処理プログラム。
（付記１２）
異なる時期に撮影された肺の画像の各画像間で同じ位置を示しているとする箇所の位置の変化を示すベクトルから、呼吸と心拍による変動と見做すベクトルを除くことで、複数の箇所における位置の変化が、所定の位置に向かっている変化であると見做すことができる場合、当該変化があったことを通知する、処理をコンピュータに実行させることを特徴とする画像処理プログラム。
（付記１３）
異なる時期に撮影された肺の画像の各画像間で同じ位置を示しているとする箇所が、時間の経過によって位置がどのように変化したかを示すベクトルを算出する手段と、
複数の箇所における位置の変化を示す前記ベクトルが、所定の位置に向かっていると見做せるか否かを判定する手段と、
前記ベクトルが、前記所定の位置に向かっていると見做せると判定した場合に、前記所定の位置に向かっていると見做せる変化があったことを通知する手段と
を有することを特徴とする画像処理装置。
（付記１４）
コンピュータが、
異なる時期に撮影された肺の画像の各画像間で同じ位置を示しているとする箇所が、時間の経過によって位置がどのように変化したかを比べて、複数の箇所における位置の変化が、所定の位置に向かっていると見做せる変化であれば、当該変化があったことを通知する、処理を実行することを特徴とする画像処理方法。

なお、上記実施形態に挙げた構成等に、その他の要素との組み合わせ等、ここで示した構成に本発明が限定されるものではない。これらの点に関しては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更することが可能であり、その応用形態に応じて適切に定めることができる。

１００ ：ＣＴ画像撮影システム
１１０ ：ＣＴ装置
１２０ ：画像処理装置
１３０ ：画像ＤＢ
１４０ ：診断支援部
１４１ ：第１のレジストレーション部
１４２ ：第２のレジストレーション部
１４３ ：表示制御部
３００ ：並列表示画面
４０１ ：所定領域
４０２ ：対応領域
７０１ ：正常領域
７０２ ：集束領域
７０３ ：腫瘍領域
８１０ ：代表ベクトル
１００１ ：領域識別部
１００２ ：対応ベクトル算出部
１００３ ：集束領域判定部
１００４ ：代表ベクトル算出部
１００５ ：位置合わせ部
１００６ ：画像加工部
１２００ ：代表ベクトル
１３００ ：代表ベクトル

Claims (9)

1. 異なる時期に撮影された肺の画像の各画像間で同じ位置を示しているとする箇所が、時間の経過によって位置がどのように変化したかを比べて、複数の箇所における位置の変化が、所定の位置に向かっていると見做せる変化であれば、当該変化があったことを通知する、処理をコンピュータに実行させることを特徴とする画像処理プログラム。
2. 前記所定の位置に向かっていると見做せる変化であれば、当該所定の位置を他の位置とは異なる態様で示す、処理をコンピュータに実行させることを特徴とする請求項１に記載の画像処理プログラム。
3. 前記所定の位置に向かっていると見做せる変化であれば、当該変化を示すベクトルを、画像に重畳して表示する、処理をコンピュータに実行させることを特徴とする請求項２に記載の画像処理プログラム。
4. 予め定められた広さよりよりも狭い領域に、予め定められた各ベクトルの割合よりも多くの前記ベクトルが入る場合は、前記ベクトルを表示する位置を、前記箇所に対応する位置から、前記ベクトルの先が集中する位置から見て外側に移動させて表示する、処理をコンピュータに実行させることを特徴とする請求項２に記載の画像処理プログラム。
5. 前記所定の位置に向かっていると見做せる変化を示すベクトルの数に応じて、表示態様を変える、処理をコンピュータに実行させることを特徴とする請求項２に記載の画像処理プログラム。
6. 前記所定の位置に向かっていると見做せる変化であれば、当該所定の位置を拡大表示する、処理をコンピュータに実行させることを特徴とする請求項２に記載の画像処理プログラム。
7. 前記変化を示すベクトルは、呼吸と心拍による変動と見做すベクトルを除くベクトルであることを特徴とする請求項３に記載の画像処理プログラム。
8. 異なる時期に撮影された肺の画像の各画像間で同じ位置を示しているとする箇所が、時間の経過によって位置がどのように変化したかを示すベクトルを算出する手段と、
   複数の箇所における位置の変化を示す前記ベクトルが、所定の位置に向かっていると見做せるか否かを判定する手段と、
   前記ベクトルが、前記所定の位置に向かっていると見做せると判定した場合に、前記所定の位置に向かっていると見做せる変化があったことを通知する手段と
   を有することを特徴とする画像処理装置。
9. コンピュータが、
   異なる時期に撮影された肺の画像の各画像間で同じ位置を示しているとする箇所が、時間の経過によって位置がどのように変化したかを比べて、複数の箇所における位置の変化が、所定の位置に向かっていると見做せる変化であれば、当該変化があったことを通知する、処理を実行することを特徴とする画像処理方法。

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