JP2018011637A - 画像処理装置および画像処理方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はまた、以下の構成を採用する。すなわち、被検体に撮像を行って得られた第1
の三次元画像と、前記被検体に前記第1の三次元画像が得られた撮像とは異なる撮像を行って得られた第2の三次元画像とを取得する画像取得部と、前記第1の三次元画像と前記第2の三次元画像の間で対応する点群に関する情報を取得する対応位置取得部と、前記第1の三次元画像から第1の断面画像を生成し、前記第2の三次元画像から第2の断面画像を生成する断面画像生成部と、前記第1の三次元画像における前記点群の一つを注目位置として取得する注目位置取得部と、前記点群に関する情報に基づいて、前記第2の三次元画像において前記注目位置に対応する対応位置を取得する対応位置取得部と、前記第1の断面画像および前記第2の断面画像の表示部への表示を制御する表示制御部と、を有し、前記断面画像生成部は、前記第1の断面画像として前記注目位置を含む断面画像を生成し、前記第2の断面画像として前記対応位置を含む断面画像を生成し、前記表示制御部は、前記表示部の画面における、前記対応位置の調整後の位置が、前記注目位置の調整前の位置と、上下または左右の位置が揃うように、前記第2の断面画像の位置を調整して表示することを特徴とする画像処理装置である。
本発明はまた、以下の構成を採用する。すなわち、被検体に撮像を行って得られた第1の三次元画像と、前記被検体に前記第1の三次元画像が得られた撮像とは異なる撮像を行って得られた第2の三次元画像とを取得する画像取得ステップと、前記第1の三次元画像と前記第2の三次元画像の間の前記被検体の変形情報を取得する変形情報取得ステップと、前記第1の三次元画像から第1の断面画像を生成し、前記第2の三次元画像から第2の断面画像を生成する断面画像生成ステップと、前記第1の断面画像における注目位置を取得する注目位置取得ステップと、前記変形情報に基づいて、前記第2の三次元画像において前記注目位置に対応する対応位置を取得する対応位置取得ステップと、前記第1の断面画像および前記第2の断面画像の表示部への表示を制御する表示制御ステップと、を有し、前記断面画像生成ステップでは、前記第2の断面画像として前記対応位置を含む断面画像を生成することを特徴とする画像処理方法である。
本発明はまた、以下の構成を採用する。すなわち、被検体に撮像を行って得られた第1の三次元画像と、前記被検体に前記第1の三次元画像が得られた撮像とは異なる撮像を行って得られた第2の三次元画像とを取得する画像取得ステップと、前記第1の三次元画像と前記第2の三次元画像の間で対応する点群に関する情報を取得する対応位置取得ステップと、前記第1の三次元画像から第1の断面画像を生成し、前記第2の三次元画像から第2の断面画像を生成する断面画像生成ステップと、前記第1の三次元画像における前記点群の一つを注目位置として取得する注目位置取得ステップと、前記点群に関する情報に基づいて、前記第2の三次元画像において前記注目位置に対応する対応位置を取得する対応位置取得ステップと、前記第1の断面画像および前記第2の断面画像の表示部への表示を制御する表示制御ステップと、を有し、前記断面画像生成ステップでは、前記第1の断面画像として前記注目位置を含む断面画像を生成し、前記第2の断面画像として前記対応位置を含む断面画像を生成し、前記表示制御ステップは、前記表示部の画面における、前記対応位置の調整後の位置が、前記注目位置の調整前の位置と、上下または左右の位置が揃うように、前記第2の断面画像の位置を調整して表示することを特徴とする画像処理方法である。
実施形態1においては、被検体を撮像した第1の三次元画像と、それを第2の三次元画像に合わせて変形させた第1の変形画像と、第2の三次元画像と、それを第1の三次元画像に合わせて変形させた第2の変形画像とを並べて表示する例について説明する。なお、実施形態1では、第1の三次元画像を第2の三次元画像に位置や形状が合うように変形位置合わせする計算(変形推定)が予め行われていて、第1の三次元画像と第2の三次元画像の間の変形情報(変形パラメータ)が予め取得されていることとする。なお、本実施形態における第1の三次元画像と第2の三次元画像は、例えば、複数のモダリティで同一の被検体を撮像した画像や、同一のモダリティで異なる時期に同一の被検体を撮像した画像等である。
図1は、実施形態1に係る画像処理装置100の機能構成の一例を示す。実施形態1における画像処理システム1は、画像処理装置100と、データサーバ150と、ディスプレイ172とを有する。
変形情報取得部104は、第1の三次元画像と第2の三次元画像の間の変形情報をデー
タサーバ150から取得する。
変形画像生成部106は、取得した変形情報を用いて、第2の三次元画像に位置や形状が合うように第1の三次元画像を変形させて、第1の変形画像を生成する。また、第1の三次元画像に位置や形状が合うように第2の三次元画像を変形させて、第2の変形画像を生成する。
断面画像生成部110は、第1の三次元画像、第2の三次元画像、第1の変形画像、および第2の変形画像から、設定された断面における断面画像を生成する。第1の三次元画像から生成された断面画像は第1の断面画像、第2の三次元画像から生成された断面画像は第2の断面画像、第1の変形画像から生成された断面画像は第1の変形断面画像、第2の変形画像から生成された断面画像は第2の変形断面画像と呼べる。
対応位置算出部114は、第2の三次元画像の断面画像上の注目位置に対応する、第1の三次元画像上の対応位置を算出する。
表示制御部116は、第1の三次元画像、第2の三次元画像、第1の変形画像、および第2の変形画像の断面画像と、その他ユーザに情報を報知するための画面をディスプレイ172に表示する制御を行う。
図17は、画像処理装置100のハードウェア構成の一例を示す。画像処理装置100は、CPU1701と、ROM1702と、RAM1703と、HDD1704と、USB1705と、通信回路1706と、GPUボード1707と、HDMI1708とを有する。これらは内部バスにより通信可能に接続されている。
RAM(Random Access Memory)1703は、画像処理装置100およびこれに接続する各部における処理を実行するためのプログラムや、画像処理で用いる各種パラメータを記憶するためのメモリである。RAM1703は、CPU1701が実行する制御プログラムを格納し、CPU1701が各種制御を実行する際の様々なデータを一時的に格納する。
USB(Universal Serial Bus)1705は操作部1709と接続している。操作部1709としては、マウス、キーボードなどを利用できる。
通信回路1706は、画像処理システム1を構成する各部との通信を行うための回路である。通信回路1706は、所望の通信形態にあわせて、複数の構成により実現されてい
てもよい。
HDMI(登録商標)(High Definition Multimedia Interface)1708は、表示部であるディスプレイ172と接続している。
ディスプレイ172としては、液晶ディスプレイや有機ELディスプレイなど任意の表示装置を利用できる。またタッチパネルを用いることで、ディスプレイ172が操作部1709を兼ねることができる。
図2は、画像処理装置100が実施する処理の一例を示すフローチャートである。図2に示す処理により、画像処理装置100は、第1の三次元画像、第2の三次元画像、第1の変形画像、および第2の変形画像をタイル状に並べて表示する。
そして、該逆変形情報を用いて第2の変形画像の生成を行う。具体的には、第1の三次元画像のそれぞれのボクセルの位置から対応する第2の三次元画像上の位置への変位ベクトルを、ステップS2010で取得した変形場の情報に基づいて、探索的に算出する。これを全てのボクセルの位置について算出したものが、逆変形場の情報、すなわち逆変形情報となる。
上や下)に第1の変形断面画像を配置し、第2の断面画像と同じ列に第2の変形断面画像を配置する。すなわち、第1の断面画像を左上に配置した場合には、第1の変形断面画像を左下(第1の断面画像の下)に配置し、第2の変形断面画像を右上(第2の断面画像の上)に配置する(図3)。一方、同画像のサジタル断面表示時には、第1の断面画像と同じ行(右や左)に第1の変形断面画像を配置し、第2の断面画像と同じ行に第2の変形断面画像を配置する。すなわち、第1の断面画像を左上に配置した場合には、第1の変形断面画像を右上(第1の断面画像の右)に、第2の変形断面画像を左下(第2の断面画像の左)に配置する(図4)。
ている。ここで、主たる変形の方向の情報は、変形情報の一つとして、データサーバ150に予め保持されているものとする。
また、断面の向きがアキシャル断面であるという情報が取得された場合にも、主たる変形の方向が乳房の左右方向である場合には、図5に示すように、第1の変形画像の断面画像503と第2の変形画像の断面画像504の配置を入れ替えることが望ましい。
なお、断面の向きがサジタル断面であり、かつ主たる変形の方向が乳房の左右方向である場合の画面配置は、図6に示すように、断面の向きがアキシャル断面であり、かつ主たる変形の方向が乳頭から大胸筋に向かう方向である場合と同一であることが望ましい。これらの場合にも、ディスプレイ172上における注目位置と対応位置が揃うように、それぞれの断面画像の表示位置を調整することが望ましい。
作等に応じて設定してもよい。
実施形態1においては、第2の三次元画像の断面画像上で注目位置を指定する場合を例に説明したが、これに限らず、第1の変形画像上で注目位置を指定してもよい。この場合、第1の変形画像の断面画像上で指定された注目位置を、第2の三次元画像上の注目位置
として処理すればよい。
にしてもよい。さらに、当該位置に変形画像、重畳画像、差分画像のいずれを表示するかをユーザが選択できるようにして、選択した画像に切り替えて表示するようにしてもよい。
実施形態2においては、被検体を撮像した三つの三次元画像のそれぞれを、他のそれぞれの三次元画像に合わせて変形させた変形画像を生成し、それらを並べて表示する例について説明する。なお、実施形態2においては、それぞれの三次元画像の間の変形情報が予め取得されていることとする。以下、実施形態2に係る画像処理装置について、実施形態1とは異なる部分を中心に説明する。実施形態1と同様の部分については詳しい説明を省略する。
・第1の三次元画像に位置や形状が合うように第2の三次元画像を変形させた変形画像
・第2の三次元画像に位置や形状が合うように第3の三次元画像を変形させた変形画像
・第3の三次元画像に位置や形状が合うように第1の三次元画像を変形させた変形画像
・第2の三次元画像に位置や形状が合うように第1の三次元画像を変形させた変形画像
・第3の三次元画像に位置や形状が合うように第2の三次元画像を変形させた変形画像
・第1の三次元画像に位置や形状が合うように第3の三次元画像を変形させた変形画像
ステップS10010において、変形情報取得部904は、それぞれの三次元画像の間の変形情報として、それぞれの三次元画像の各ボクセルの位置が他のそれぞれの三次元画像のどの位置に対応するかを表す変形場の情報を、データサーバ950から取得する。そして、取得した変形情報を変形画像生成部906に送信する。
できる。変更の入力を受けた場合には、ステップS10090へと処理を進める。一方、変更の入力を受けなかった場合には、ステップS10110へと処理を進める。
ステップS10100において、対応位置算出部914は、何れか一つの三次元画像の断面画像上の注目位置に対応する、他のそれぞれの三次元画像上の対応位置を算出し、算出した対応位置を断面設定部908に送信する。そして、ステップS10030へと処理を戻す。具体的な算出方法は、実施形態1と同様であるので、説明を省略する。
実施形態2においては、被検体の三つの三次元画像の断面画像1101、1102、1103と、六つの変形画像の断面画像1104、1105、1106、1107、1108、1109をタイル状に並べて表示する場合を例に説明したが、これに限らず、これら九枚の断面画像を切り替えて表示してもよい。切り替えの単位となる画像枚数は、1枚でもよいし、3枚でもよいし、その他の枚数でもよい。
また、実施形態2においては、何れか一つの三次元画像の断面画像上で注目位置を指定する場合を例に説明したが、これに限らず、何れか一つの変形画像の断面画像上で注目位置を指定してもよい。
実施形態3は、表示画面における、第1の三次元画像の断面画像と第2の三次元画像の断面画像の向きに関して特徴がある。具体的には、直交断面の表示に限定するか、任意の断面の表示を許容するか、を切り替える。以下、実施形態3に係る画像処理装置について、実施形態1とは異なる部分を中心に説明する。実施形態1と同様の部分については、詳しい説明を省略する。
040からS2060まで、およびS2080からS2110までの処理と同様であるので、説明を省略する。
実施形態3においては、直交断面に限定するか任意の断面も許容するかを切り替える例について説明したが、これに限らず、直交断面と任意の断面の両方を同時に表示してもよい。
実施形態4においては、第2の三次元画像の断面画像上で指定した注目位置に対応する第1の三次元画像上の対応位置を、ユーザによる操作の入力情報に基づいて補正して、変形情報を更新する例について説明する。以下、実施形態4に係る画像処理装置について、実施形態1とは異なる部分を中心に説明する。実施形態1と同様の部分については、詳しい説明を省略する。
実施形態5においては、第1の三次元画像と第2の三次元画像を並べて表示するための画像処理装置において、対応関係をより把握しやすくする例について説明する。具体的には、画像間の対応する既知点群の一つを注目点として指定した時に、注目点の位置(注目
位置)を含む断面画像を第2の三次元画像から生成すると共に、注目点に対応する対応点の位置(対応位置)を含む断面画像を第1の三次元画像から生成する。以下、実施形態1とは異なる部分を中心に説明し、同様の部分については詳しい説明を省略する。
対応点情報取得部1803は、第1と第2の三次元画像中の対応する既知点群の三次元座標値をデータサーバ1850から取得する。
断面画像生成部1810は、第1の三次元画像および第2の三次元画像から、設定された断面における断面画像を生成する。
対応位置取得部1814は、第2の三次元画像上の注目点に対応する、第1の三次元画像上の対応点の位置(対応位置)を、既知点群の情報から取得する。
。
次に、それぞれの断面画像を左右に並べて表示する場合には、第2の三次元画像中の注目位置と第1の三次元画像中の対応位置のディスプレイ172上における上下位置が揃うように、第1の三次元画像の断面画像を上下方向に平行移動させて表示する。
なお、ディスプレイ172上にそれぞれの断面画像の表示領域が設定されている場合には、それぞれの表示領域座標系における注目点の座標と対応点の座標が一致するように、第1の三次元画像の断面画像を平行移動させて表示すればよい。
から断面に下ろした垂線と断面との交点の位置(投影位置)に、既知点の位置を表す図形(例えば円)を表示する。そして、ユーザが図形の表示を参照しながら不図示のマウスのボタンをクリックして断面画像上の位置を指定した時に、指定された位置から所定の距離(ここでは3次元距離)以内にある第2の三次元画像上の既知点群の中の、最近傍にある一つの既知点を注目点として選択する。この選択された注目点の位置を注目位置とする。
なお、対応点は、位置合わせに用いるものに限られない。画像間に設定されたどのような対応点であってもよい。対応点をサーバから取得せず、ユーザが断面画像上で指定してもよい。
・第2の三次元画像中の注目位置と第2の変形画像中の対応位置のディスプレイ上における上下位置が揃う
・第1の変形画像中の注目位置と第1の三次元画像中の対応位置のディスプレイ上における上下位置が揃う
・第2の三次元画像中の注目位置と第1の変形画像中の対応位置のディスプレイ上における左右位置が揃う
・第1の変形画像中の注目位置と第2の三次元画像中の対応位置のディスプレイ上における左右位置が揃う
・第2の三次元画像中の注目位置と第2の変形画像中の対応位置のディスプレイ上における左右位置が揃う
・第1の変形画像中の注目位置と第1の三次元画像中の対応位置のディスプレイ上における左右位置が揃う
・第2の三次元画像中の注目位置と第1の変形画像中の対応位置のディスプレイ上における上下位置が揃う
・第1の変形画像中の注目位置と第2の三次元画像中の対応位置のディスプレイ上におけ
る上下位置が揃う
記憶装置に記録されたプログラムを読み込み実行することで前述した実施形態の機能を実現するシステムや装置のコンピュータ(又はCPU、MPU等のデバイス)によっても、本発明を実施できる。また、例えば、記憶装置に記録されたプログラムを読み込み実行することで前述した実施形態の機能を実現するシステムや装置のコンピュータによって実行されるステップからなる方法によっても、本発明を実施できる。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。この目的のために、上記プログラムは、例えば、ネットワークを通じて、又は、上記記憶装置となり得る様々なタイプの記録媒体(つまり、非一時的にデータを保持するコンピュータ読取可能な記録媒体)から、上記コンピュータに提供される。したがって、上記コンピュータ(CPU、MPU等のデバイスを含む)、上記方法、上記プログラム(プログラムコード、プログラムプロダクトを含む)、上記プログラムを非一時的に保持するコンピュータ読取可能な記録媒体は、いずれも本発明の範疇に含まれる。
したがって、実施形態に係る処理をコンピュータで実現するために、該コンピュータにインストールされるプログラムコード自体も本発明の実施形態の一つである。また、コンピュータが読みだしたプログラムに含まれる指示に基づき、コンピュータで稼働しているOSなどが、実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によっても前述した実施形態の機能が実現され得る。
上述の実施形態を適宜組み合わせた形態も、本発明の実施形態に含まれる。
Claims (13)
- 被検体に撮像を行って得られた第1の三次元画像と、前記被検体に前記第1の三次元画像が得られた撮像とは異なる撮像を行って得られた第2の三次元画像とを取得する画像取得部と、
前記第1の三次元画像と前記第2の三次元画像の間の前記被検体の変形情報を取得する変形情報取得部と、
前記第1の三次元画像から第1の断面画像を生成し、前記第2の三次元画像から第2の断面画像を生成する断面画像生成部と、
前記第1の断面画像における注目位置を取得する注目位置取得部と、
前記変形情報に基づいて、前記第2の三次元画像において前記注目位置に対応する対応位置を取得する対応位置取得部と、
前記第1の断面画像および前記第2の断面画像の表示部への表示を制御する表示制御部と、
を有し、
前記断面画像生成部は、前記第2の断面画像として前記対応位置を含む断面画像を生成する
ことを特徴とする画像処理装置。 - 前記表示制御部は、前記第1の断面画像における前記注目位置と、前記第2の断面画像における前記対応位置の、前記表示部の画面における上下または左右の位置を揃えて表示する
ことを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。 - 被検体に撮像を行って得られた第1の三次元画像と、前記被検体に前記第1の三次元画像が得られた撮像とは異なる撮像を行って得られた第2の三次元画像とを取得する画像取得部と、
前記第1の三次元画像と前記第2の三次元画像の間で対応する点群に関する情報を取得する対応位置取得部と、
前記第1の三次元画像から第1の断面画像を生成し、前記第2の三次元画像から第2の断面画像を生成する断面画像生成部と、
前記第1の三次元画像における前記点群の一つを注目位置として取得する注目位置取得部と、
前記点群に関する情報に基づいて、前記第2の三次元画像において前記注目位置に対応する対応位置を取得する対応位置取得部と、
前記第1の断面画像および前記第2の断面画像の表示部への表示を制御する表示制御部と、
を有し、
前記断面画像生成部は、前記第1の断面画像として前記注目位置を含む断面画像を生成し、前記第2の断面画像として前記対応位置を含む断面画像を生成し、
前記表示制御部は、前記表示部の画面における、前記対応位置の調整後の位置が、前記注目位置の調整前の位置と、上下または左右の位置が揃うように、前記第2の断面画像の位置を調整して表示する
ことを特徴とする画像処理装置。 - 前記断面画像生成部は、前記第2の断面画像として、直交断面画像および、前記第1の断面画像に対応する任意断面における任意断面画像を生成し、
前記表示制御部は、前記第2の断面画像として、前記直交断面画像と前記任意断面画像を同時にまたは切り替えて表示する
ことを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の画像処理装置。 - 前記断面画像生成部は、前記第2の断面画像として直交断面画像を生成するとともに、第3の断面画像として、前記指定位置を含み前記直交断面画像に対応する任意断面における任意断面画像を前記第1の三次元画像から生成し、
前記表示制御部は、前記第3の断面画像と前記第2の断面画像とを表示する
ことを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の画像処理装置。 - 前記任意断面画像は、前記任意断面に沿った曲断面の画像または、前記任意断面を平面で近似した断面の画像である
ことを特徴とする請求項4または5に記載の画像処理装置。 - ユーザからの入力を受ける操作部をさらに有する
ことを特徴とする請求項1ないし6のいずれか1項に記載の画像処理装置。 - 前記操作部は、前記注目位置の入力を受け付ける
ことを特徴とする請求項7に記載の画像処理装置。 - 前記表示制御部は、前記操作部から入力された情報に基づいて、前記表示部に同時に表示される画像の枚数および組み合わせが異なる複数の表示モードを切り替える
ことを特徴とする請求項7または8に記載の画像処理装置。 - 前記第1の三次元画像を前記第2の三次元画像に合わせて変形させた第1の変形画像、および、前記第2の三次元画像を前記第1の三次元画像に合わせて変形させた第2の変形画像を、前記変形情報に基づいて生成する変形画像生成部をさらに有し、
前記表示制御部は、前記第1の三次元画像、前記第2の三次元画像、前記第1の変形画像、および、前記第2の変形画像の前記表示部への表示を制御する
ことを特徴とする請求項1ないし9のいずれか1項に記載の画像処理装置。 - 前記第1の三次元画像と前記第2の三次元画像は、モダリティおよび撮像時期の少なくともいずれかが異なる
ことを特徴とする請求項1ないし10のいずれか1項に記載の画像処理装置。 - 被検体に撮像を行って得られた第1の三次元画像と、前記被検体に前記第1の三次元画像が得られた撮像とは異なる撮像を行って得られた第2の三次元画像とを取得する画像取得ステップと、
前記第1の三次元画像と前記第2の三次元画像の間の前記被検体の変形情報を取得する変形情報取得ステップと、
前記第1の三次元画像から第1の断面画像を生成し、前記第2の三次元画像から第2の断面画像を生成する断面画像生成ステップと、
前記第1の断面画像における注目位置を取得する注目位置取得ステップと、
前記変形情報に基づいて、前記第2の三次元画像において前記注目位置に対応する対応位置を取得する対応位置取得ステップと、
前記第1の断面画像および前記第2の断面画像の表示部への表示を制御する表示制御ステップと、
を有し、
前記断面画像生成ステップでは、前記第2の断面画像として前記対応位置を含む断面画像を生成する
ことを特徴とする画像処理方法。 - 被検体に撮像を行って得られた第1の三次元画像と、前記被検体に前記第1の三次元画
像が得られた撮像とは異なる撮像を行って得られた第2の三次元画像とを取得する画像取得ステップと、
前記第1の三次元画像と前記第2の三次元画像の間で対応する点群に関する情報を取得する対応位置取得ステップと、
前記第1の三次元画像から第1の断面画像を生成し、前記第2の三次元画像から第2の断面画像を生成する断面画像生成ステップと、
前記第1の三次元画像における前記点群の一つを注目位置として取得する注目位置取得ステップと、
前記点群に関する情報に基づいて、前記第2の三次元画像において前記注目位置に対応する対応位置を取得する対応位置取得ステップと、
前記第1の断面画像および前記第2の断面画像の表示部への表示を制御する表示制御ステップと、
を有し、
前記断面画像生成ステップでは、前記第1の断面画像として前記注目位置を含む断面画像を生成し、前記第2の断面画像として前記対応位置を含む断面画像を生成し、
前記表示制御ステップは、前記表示部の画面における、前記対応位置の調整後の位置が、前記注目位置の調整前の位置と、上下または左右の位置が揃うように、前記第2の断面画像の位置を調整して表示する
ことを特徴とする画像処理方法。
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