JP4191753B2 - 画像処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、画像処理方法に関し、特に、クライアントの処理能力によりボリュームデータが異なる場合でも、画像処理を続行することができる画像処理方法に関する。

従来、コンピュータ断層撮影（ＣＴ：computed tomography）装置、核磁気共鳴映像（ＭＲＩ：magnetic resonance imaging）装置等で得られる３次元画像を、所望の方向に投影して投影画像を得ることが行われている。このような投影画像を得るための画像処理としてはボリュームレンダリングが広く用いられている。ボリュームレンダリングには例えば、投影方向について最大画素値を抽出して投影するＭＩＰ（最大値投影法：Maximum Intensity Projection）処理や最小画素値を抽出して投影するＭｉｎＩＰ（最小値投影法：Minimum Intensity Projection）処理、投影方向に仮想光線を投射し物体からの反射光を計算するレイキャスト法等が知られている。

図１７は、クライアントが画像処理を開始し、その後に休止し、その後に同一のクライアントが画像処理を再開する場合の説明図である。図１７（ａ）に示すステップ１において、クライアント９２が画像処理を開始する場合、クライアント９２は、データサーバ９１からスライスデータをダウンロードしてボリュームデータ９３を作成するとともに、ボリュームデータ９３に対応する作業情報９４を作成する。作業情報９４はクライアント９２が画像処理を行う過程で作業にあわせて改変される。

図１７（ｂ）に示すステップ２において、クライアント９２が画像処理を休止する場合は、ボリュームデータ９３に対応する作業情報９４をデータサーバ９１に転送して保存させ、作業対象であるボリュームデータ９３自体は廃棄する。尚、ボリュームデータを廃棄するのは多くの場合ボリュームデータ自体は作業中に改変せずに、再び必要になったときにボリュームデータを再び取得すればよいからである。

そして、図１７（ｃ）に示すステップ３において、クライアント９２が画像処理を再開する場合は、データサーバ９１から作業情報９４およびスライスデータをダウンロードし、その作業情報９４を開いて休止前と同様のボリュームデータ９３を作成し、画像処理を継続していた。この従来例は、同一クライアント９２を対象とした作業の復旧をモデルにしているが、同一条件で運用できるのであればクライアントが異なっていても作業の復旧は可能である。

なお、本明細書では、「クライアント」は、ユーザが操作している端末などの画像処理を画像処理サーバに要求するコンピュータを表わし、「データサーバ」は、スライスデータと作業情報を保存するコンピュータを表わす。「レンダリングサーバ」は、クライアントの要求に応じて画像描画（主にボリュームレンダリング）を行うコンピュータを表わす。

また、「スライスデータ」は、ＣＴ装置から直接取得される断層画像を表わし、複数のスライスデータを蓄積することによって３次元的な表現ができる。「ボリュームデータ」は、複数のスライスデータから構成される主に３次元配列によって構成される画像データを表わし、４次以上の情報がある場合は複数の３次元配列を保持する形で運用されることが多い。

図１８は、休止した画像処理を再開する場合における従来手法の問題点を説明するための図である。図１８（ａ）に示すステップ１において、例えば、デスクトップ・パソコンであるクライアント（１）９２が画像処理を行う場合、データサーバ９１からスライスデータをダウンロードし、デスクトップ・パソコンのメモリ容量等に基づいてボリュームデータ（１）９３と作業情報９４を作成する。

そして、図１８（ｂ）に示すステップ２において、クライアント（１）９２が画像処理を休止する場合は、作業情報９４をデータサーバ９１に転送し、ボリュームデータ（１）９３自体を廃棄する。

その後、図１８（ｃ）に示すステップ３において、例えば、ノートブック・パソコンであるクライアント（２）９５が、クライアント（１）９２において途中まで作成した画像処理を再開する場合は、データサーバ９１から作業情報９４およびスライスデータをダウンロードする。この時、計算に用いるコンピュータの性能により、ボリュームデータのデータサイズの調整を行うので、クライアント（２）９５が作成するボリュームデータ（２）９６はボリュームデータ（１）９３と異なり、クライアント（１）９２が作成した作業情報９４と不適合を生じ、以前の画像処理を継続することができない。

すなわち、クライアント（１）９２が、その作業状態を用いて作業情報９４を作成した場合に、クライアント（２）９５が、クライアント（１）９２が作成した作業情報９４を用いて作業状態を復旧しようとしても、クライアント（２）９５が作成したボリュームデータ（２）９６がボリュームデータ（１）９３と異なると作業状態の復旧ができなくなる。

ここで、「作業状態」とは、それぞれのクライアントの内部のプログラムの各部位に分散されているパラメータである。また、「作業情報」とは、「作業状態」を構成するパラメータの内、画像の再構築に必要な一部のパラメータを収集しまとめたものであり、シリアライズ（serialize）された情報である。

このように、クライアントが異なると作成されるボリュームデータが異なるが、これは、計算に用いるコンピュータの性能により、ボリュームデータのデータサイズを調整するためである。これは、クライアントが変わった場合にデータの補間や間引きを行う事によってボリュームデータが変わり、特に、メモリ量が足りなくてボリュームデータを完全な形で読み込めないことがある。

また、クライアント側の操作によりフュージョン画像の組み合わせを変更した場合にボリュームデータが変わり、画像解析処理やフィルター処理の実行によってもボリュームデータが変わる。

なお、画像解析処理およびフィルター処理は、データサーバおよびクライアントのいずれが行ってもよく、処理した結果のボリュームデータを用いてクライアントが画像処理を行う。クライアントは、処理した結果のボリュームデータを画像処理の最中は保持するが、画像処理が終了したら廃棄することが可能である。

本発明は、上記従来の事情に鑑みてなされたものであって、クライアントの処理能力によりボリュームデータが異なる場合でも、画像処理を休止再開することができる画像処理方法を提供することを目的としている。

本発明は、スライスデータから第１のボリュームデータおよび前記第１のボリュームデータと異なる第２のボリュームデータを作成する画像処理方法であって、第１の作成条件パラメータに基づいて、前記スライスデータから前記第１のボリュームデータを作成し、前記第１のボリュームデータに対する作業情報から、独立パラメータおよび第１の従属パラメータを作成し、第２の作成条件パラメータおよび前記第１の作成条件パラメータに基づいて、前記第１の従属パラメータから第２の従属パラメータを求め、前記第２の作成条件パラメータに基づいて、前記スライスデータ、もしくは前記スライスデータに基づくデータから第２のボリュームデータを作成し、前記独立パラメータおよび前記第２の従属パラメータに基づいて、前記第２のボリュームデータに対する作業情報を作成する画像処理方法である。

上記構成によれば、例えば、第１のクライアントで作成した第１のボリュームデータに対して行った作業情報を、第１のクライアントと処理能力が異なる第２のクライアントで利用する場合、第２のクライアントで作成した第２のボリュームデータに合わせて第２の従属パラメータを求め、ボリュームデータに対する作業情報を作成するできるため、第１のクライアントでの作業中に休止された画像処理を第２のクライアントで再開することができる。このように、クライアントの処理能力によりボリュームデータが異なる場合でも、画像処理を休止再開することができる。

また、本発明の画像処理方法において、前記第２のボリュームデータは、前記第１のボリュームデータのデータサイズを変えたものである。

上記構成によれば、例えば、第２のクライアントで処理可能なデータサイズが、第１のクライアントと異なる場合でも、第２のクライアントの処理能力に合わせて第２のボリュームデータ及び、第２の従属パラメータを作成することにより、画像処理を続行することができる。

また、本発明の画像処理方法において、前記第１のボリュームデータと前記第２のボリュームデータの少なくとも一方は、フュージョン画像に用いる複数のスライスデータから作成されるボリュームデータである。

また、本発明の画像処理方法において、前記第１のボリュームデータと前記第２のボリュームデータの少なくとも一方は、４次元データである。

また、本発明の画像処理方法は、前記第１の従属パラメータにマスクデータが含まれる。また、本発明の画像処理方法は、画像描画にレンダリングサーバを用いる。

また、本発明の画像処理方法において、前記第１のボリュームデータ１と前記第２のボリュームデータの少なくとも一方は、複数の前記レンダリングサーバで分散処理される。

本発明にかかる画像処理方法によれば、クライアントの処理能力によりボリュームデータが異なる場合でも、画像処理を休止再開することができる。

図１は、本発明の一実施形態にかかる画像処理方法で使用されるコンピュータ断層撮影（ＣＴ）装置を概略的に示す。コンピュータ断層撮影装置は、被検体の組織等を可視化するものである。Ｘ線源１０１からは同図に鎖線で示す縁部ビームを有するピラミッド状のＸ線ビーム束１０２が放射される。Ｘ線ビーム束１０２は、例えば患者１０３である被検体を透過しＸ線検出器１０４に照射される。Ｘ線源１０１及びＸ線検出器１０４は、本実施形態の場合にはリング状のガントリー１０５に互いに対向配置されている。リング状のガントリー１０５は、このガントリーの中心点を通るシステム軸線１０６に対して、同図に示されていない保持装置に回転可能（矢印a参照）に支持されている。

患者１０３は、本実施形態の場合には、Ｘ線が透過するテーブル１０７上に寝ている。このテーブルは、図示されていない支持装置によりシステム軸線１０６に沿って移動可能（矢印ｂ参照）に支持されている。

従って、Ｘ線源１０１及びＸ線検出器１０４は、システム軸線１０６に対して回転可能でありかつシステム軸線１０６に沿って患者１０３に対して相対的に移動可能である測定システムを構成するので、患者１０３はシステム軸線１０６に関して種々の投影角及び種々の位置のもとで投射されることができる。その際に発生するＸ線検出器１０４の出力信号は、ボリュームデータ生成部１１１に供給され、ボリュームデータに変換される。

シーケンス走査の場合には患者１０３の層毎の走査が行なわれる。その際に、Ｘ線源１０１及びＸ線検出器１０４はシステム軸線１０６を中心に患者１０３の周りを回転し、Ｘ線源１０１及びＸ線検出器１０４を含む測定システムは患者１０３の２次元断層を走査するために多数の投影を撮影する。その際に取得された測定値から、走査された断層を表示する断層像が再構成される。相連続する断層の走査の間に、患者１０３はその都度システム軸線１０６に沿って移動される。この過程は全ての関心断層が捕捉されるまで繰り返される。

一方、スパイラル走査中は、Ｘ線源１０１及びＸ線検出器１０４を含む測定システムはシステム軸線１０６を中心に回転し、テーブル１０７は連続的に矢印ｂの方向に移動する。すなわち、Ｘ線源１０１及びＸ線検出器１０４を含む測定システムは、患者１０３に対して相対的に連続的にスパイラル軌道上を、患者１０３の関心領域が全部捕捉されるまで移動する。本実施形態の場合、同図に示されたコンピュータ断層撮影装置により、患者１０３の診断範囲における多数の相連続する断層信号がスライスデータとしてスライスデータ貯蔵部１１１に供給される。

スライスデータ貯蔵部１１１に貯蔵されたスライスデータはボリュームデータ生成部１１２に供給されボリュームデータにとして生成される。ボリュームデータ生成部１１２で生成されたボリュームデータは、画像処理部１１５に導かれ、画像処理の対象となる。

画像処理部１１５で、操作部１１３での設定に基づいて画像処理によって作成された画像は、ディスプレイ１１４に供給され表示される。また、ディスプレイ１１４にはボリュームレンダリング画像の他、ヒストグラムの合成表示、複数の画像の並列表示、複数の画像を順次表示するアニメーション表示、あるいは仮想内視鏡（ＶＥ）画像とそれぞれ独立して、或いは同時表示などを行う。

また、操作部１１３はＧＵＩ（Graphical User Interface）を含み、キーボードやマウスなどからの操作信号に応じて、画像処理部１１５が必要とする撮影角度の設定や、画像種の設定や、座標の設定や、ＬＵＴ（look up table）の設定や、マスクデータの設定や、フュージョンデータのＬＵＴの設定や、レイキャストの精度の設定や、管状組織の中心パスの設定や、組織の領域抽出や、平面生成の設定や、球面円筒投影における表示角度の設定を行う。これにより、ディスプレイ１１４に表示された画像を見ながら画像をインタラクティブに変更し、病巣を詳細に観察することができる。

図２は、本発明の実施形態にかかる画像処理装置のシステム構成を説明するための図である。本実施形態の画像処理システムは、データサーバ１１、クライアント（１）１２，クライアント（２）１３およびクライアント（３）１４で構成される。クライアント（１）１２，（２）１３，（３）１４は、ユーザが操作している端末などの画像処理をデータサーバ１１に要求するコンピュータを表わし、データサーバ１１は、スライスデータと作業情報を保存するコンピュータを表わす。なお、クライアント（１）１２，（２）１３，（３）１４はそれぞれ処理能力が異なる。

本実施形態の画像処理方法では、例えば、クライアント（１）１２がボリュームデータ１を処理し、クライアント（２）１３がボリュームデータ２を処理する場合に、ボリュームデータ１とボリュームデータ２で作業情報に含まれる「独立パラメータ」と、「従属パラメータ」を分けて扱う。

ここで、「独立パラメータ」とは、クライアント（処理能力）から独立して使用できる、すなわちクライアント（処理能力）が変わっても同じパラメータを使用できるパラメータを表わし、「従属パラメータ」とは、クライアント（処理能力）に従属する、すなわちクライアント（処理能力）の変化に応じてパラメータを変更する必要があるパラメータを表わす。

また、本実施形態の画像処理方法において、ボリュームデータ１の「従属パラメータ」は、開くときにボリュームデータ２が使用できる形に変換する。この変換は、データサーバ１１とクライアント（１）１２，（２）１３のいずれが行ってもよく、ボリュームデータ２を作成するのと同時もしくはその前後に行う。

また、本実施形態の画像処理方法において、「従属パラメータ」の中でもボリュームデータ１でしか使用できないパラメータについては、ボリュームデータ２が使用できるものを新しく作成する。新しいパラメータは、データサーバ１１とクライアント（１）１２，（２）１３のいずれが作成してもよく、画像解析処理やフィルター処理と同じようなタイミングで処理される。

図３は、本実施形態の画像処理方法における作業情報に含まれるパラメータの分別を説明するための図である。「作成条件パラメータ」には、（スライス）データＩＤ、補間間隔、使用スライス範囲などのスライスデータからボリュームデータを作成する条件がある。データサーバまたはクライアントは、この作成条件パラメータによりスライスデータ（オリジナルデータ）からボリュームデータを作成し、画像解析処理やフィルター処理と同じようなタイミングで処理する。

また、「独立パラメータ」には、投影角度、座標、ＬＵＴ（Look Up Table）、画像種がある。「従属パラメータ」には、マスクデータ、フュージョンデータのＬＵＴ、画像解析による強調表示結果のインジケーター、レイキャスト精度がある。

なお、「作成条件パラメータ」は、一種類のボリュームデータを作成するのに最低限必要なパラメータである。また、このパラメータは、「独立パラメータ」、あるいは「従属パラメータ」に分類されず、ボリュームデータを作成するたびに指定する。

すなわち、「作成条件パラメータ」に従って従属パラメータの変換が決定される。「作成条件パラメータ」の指定自体は、クライアントの性能やユーザの操作によって指定される。指定の際には以前の作成条件パラメータを利用することもできる。

従来は、作業情報に含まれるパラメータは一括して用いられていたので「作成条件パラメータ」が一旦決定されると後に変更されることはなく、「従属パラメータ」も変わることがなかった。このため、クライアントが変更されたときに完全に同じ条件で画像処理を続行するしかなかった。このため、クライアントの性能が互いに異なる場合に、完全に同じ条件で画像処理を続行するにはクライアントの性能が不足していたり、或いは、クライアントの性能に余剰があったりした。一方、本実施形態の画像処理方法では、「作成条件パラメータ」に従って「従属パラメータ」の変換が決定されるので、クライアントが変更されたときでもクライアントにあわせて効率よく画像処理を続行することができる。

図４は、本実施形態の画像処理方法において、クライアント（１）が画像処理を行ってその結果を作業情報としてデータサーバに転送し、その後、クライアント（２）がその画像処理を再開する場合の処理の流れ（クライアントの切り替え）を示す。

本実施形態の画像処理方法では、図４（ａ）に示すフェーズ１において、クライアント（２）１７が休止しており、クライアント（１）１６が画像処理を行う場合に、クライアント（１）１６は、データサーバ１５からスライスデータをダウンロードし、クライアント（１）１６の処理能力に応じてボリュームデータ１を作成する。また、クライアント（１）１６は、作業情報として作成条件パラメータ１、独立パラメータおよび従属パラメータ１を作成する。

図４（ｂ）に示すフェーズ２において、クライアント（１）１６が休止する場合に、クライアント（１）１６は、作業情報である作成条件パラメータ１、独立パラメータおよび従属パラメータ１をデータサーバ１５に転送して保存させ、作業結果であるボリュームデータ１自体を廃棄する。

次に、図４（ｃ）に示すフェーズ３において、クライアント（１）１６が休止し、クライアント（２）１７がアクティブとなって画像処理を続行する場合に、クライアント（２）１７は、データサーバ１５からスライスデータと、作業情報である作成条件パラメータ１、独立パラメータおよび従属パラメータ１をダウンロードする。

そして、作成条件パラメータ１および従属パラメータ１を、クライアント（２）１７の処理能力に応じて作成条件パラメータ２および従属パラメータ２に変換または作成し、ボリュームデータ２を作成する。

この場合、クライアント（２）１７は、作成条件パラメータ２と作成条件パラメータ１の相違点を用いて、従属パラメータ１から従属パラメータ２を作成する。ここで、クライアント（２）１７の作成条件パラメータ２と、クライアント（１）１６の作成条件パラメータ１との相違点を図５により具体例に説明する。

図５は、スライスデータのスライス枚数の変更に関する説明図である。ボリュームデータは、ＣＴ装置などから取得された複数のスライスデータ（２次元データの集合）を３次元配列として構成したものである。例えば、図５（ａ）に示す１００枚１ｍｍ間隔のスライスデータ２１（２次元データの集合）はデータサーバに格納されており、それをクライアントが、図５（ｂ）の示すように、１〜１００のスライスデータを用いてＺ方向に９９ｍｍの補間なしの３次元配列のボリュームデータ（１）２２に構成する。

また、クライアントは、図５（ｃ）に示すように、スライス１〜１００のスライスデータを用いて補間によってデータ量を増やしてＺ方向に９９ｍｍの２倍補間のボリュームデータ（２）２３を作成することもでき、図５（ｄ）に示すように、スライスデータの一部の範囲であるスライス１〜５０を用いて、更に間引きによりデータ量を減らしてＺ方向に４８ｍｍの１／２間引きのボリュームデータ（３）２４を作成することもできる。

ここで、スライス枚数は、図３に示した「作成条件パラメータ」の使用スライス範囲に対応し、図５（ａ）のスライスデータ２１は、スライス枚数が１００なので１〜１００まで番号を付けられる。図５（ｄ）に示すボリュームデータ（３）２４はその内の１〜５０までを使用している。なお、スライス枚数以外にもデータサイズは変更可能である。

この場合、例えば、図５（ｂ）に示すボリュームデータ（１）２２の作成条件は、スライス１〜１００迄使用し、補間無しの条件であり、図５（ｄ）に示すボリュームデータ（３）２４の作成条件は、スライス１〜５０迄使用し、１／２倍間引きの条件であるので、その相違点を用いて従属パラメータが作成される。なお、従属パラメータを作成する処理は、データサーバとクライアントのいずれが行ってもよく、画像解析処理やフィルター処理と同じようなタイミングで処理される。

図６は、ボリュームデータに対応するマスクデータの整合性に関する説明図である。図６（ａ）はボリュームデータ２５を示し、図６（ｂ）そのボリュームデータ２５に対応するマスクデータ２６を示す。マスクデータ２６はマスク情報がボリュームデータ２５のボクセルに一対一対応しているので、図６（ｃ）に示すようなボリュームデータ２７に変わると、マスクデータ２６（図６（ｄ））と整合性が取れなくなる。

図７は、ボリュームデータとマスクデータの不整合の例（補間間隔が異なる場合）を説明するための図である。図７（ａ）はボリュームデータ（１）３１を示し、図７（ｂ）はそのボリュームデータ（１）３１に対応するマスクデータ３２を示す。マスクデータ３２はボリュームデータ（１）３１とボクセル単位で一対一対応しているので、図７（ｃ）に示すようにボリュームデータ（１）と補間間隔が異なるボリュームデータ（２）３３は、マスクデータ３４（図７（ｄ））と対応関係が崩れてしまう。これは、ボリュームデータとマスクデータは論理座標で関連づけられているのに対して、ボリュームデータ（１）とボリュームデータ（２）の間では物理座標関係は維持されるが、論理座標関係は維持されないからである。

図８は、ボリュームデータとマスクデータの不整合の例（表示範囲が異なる場合）を説明するための図である。図８（ａ）はボリュームデータ（１）３５を示し、図８（ｂ）はそのボリュームデータ（１）３５に対応するマスクデータ３６を示す。マスクデータ３６はボリュームデータ（１）３５とボクセル単位で一対一対応しているので、図８（ｃ）に示すようにボリュームデータ（１）と表示範囲が異なるボリュームデータ（２）３７は、マスクデータ３８（図８（ｄ））と対応関係が崩れてしまう。

本実施形態の画像処理方法では、ボリュームデータのデータサイズが変更された場合は補間やデータ縮小によって、新たなマスクデータを作成する。また、元のマスクデータはオリジナルデータとして変更しない。これによって、再び元の条件で開いたときの不整合をなくすことができる。

また、拡大縮小はボリュームデータを参照しながら行う。マスクデータは通常２値であるので安易に補間、間引きを行うと画質が著しく低下する。これによって、より望ましいマスクデータを再構成することができる。

図９，１０，１１は、ボリュームデータとマスクデータが不整合の場合に安易にマスクデータを調整できない場合の例（補間間隔が異なる場合２）を説明するための図である。図９（ａ）はボリュームデータ（１）３９を示し、図９（ｂ）はそのボリュームデータ（１）に対応するマスクデータ４０を示す。マスクデータ４０はボリュームデータ（１）３９とボクセル単位で一対一対応しているので、図９（ｃ）に示すようにボリュームデータ（１）３９と補間間隔が異なるボリュームデータ（２）４１は、マスクデータ４２（図９（ｄ））と対応関係を検討する必要がある。

この場合、図１０（ａ）に示すように、マスクデータ４５は２値であるので安易に補間するのは好ましくない。例えば、図１０（ｂ）に示すように、マスク値が遷移する箇所４７でのマスク値は画像に大きな影響がある。

そこで、本実施形態では、図１０（ｃ）に示すように、対応するボリュームデータ４８のボクセル値が変化する場合に、図１０（ｄ）に示すように、マスク値が遷移する周辺のボクセル値の平均値４９を取得し、図１０（ｅ）に示すように、遷移部５０のボクセル値がどちらの領域により近いかを判断し、図１０（ｆ）に示すようにマスクデータ５１を調整する。これは、医療画像においては多くの場合マスクは組織の領域抽出の結果であるので、同じ組織に属するボクセルは近いボクセル値を有するという推測が成立するためである。

間引きを行うときも同様である。すなわち、図１１（ａ）に示すマスクデータ５２は２値であるので安易に補間するのは好ましくない。例えば、図１１（ｂ）に示すように、マスク値が遷移する箇所でのマスク値は画像に大きな影響がある。

そこで、本実施形態では、図１１（ｃ）に示すように、対応するボリュームデータ５４のボクセル値が変化する場合に、図１１（ｄ）に示すように、マスク値が遷移する周辺のボクセル値の平均値５５を取得し、図１１（ｅ）に示すように、遷移部５６のボクセル値がどちらの領域により近いかを判断し、図１１（ｆ）に示すようにマスクデータ５７を調整する。

図１２は、本実施形態の画像処理方法においてフュージョン画像を取り扱う場合の説明図である。フュージョン画像とは、異なる条件で作成された複数のスライスデータを元に作成されるボリュームデータから作成される画像である。通常は、複数のスライスデータからそれぞれ複数の３次元配列が作成され、それぞれに対して同時にボリュームレンダリングを行う。図１２では例として臓器の外形を表現するスライスデータ５８、臓器を通過する血流を表現するスライスデータ５９からフュージョン画像６０を作成する場合を示している。本実施形態においては、片方のスライスデータ５８のみを含むボリュームデータで処理した後にフュージョン画像６０を作成する場、後に追加されたスライスデータ５９に関わるパラメータをスライスデータ５８のみを含むボリュームデータのパラメータを用いて初期化する。そして、独立パラメータはコピーし、従属パラメータは違いが明白になるようにする。例えば、元のスライスデータ５８に関わる部分は赤く描画されるようにカラーＬＵＴを設定し、追加のスライスデータ５９に関わる部分は青く描画されるようにカラーＬＵＴを設定する。

また、フュージョン画像６０を作成した後に片方のボリュームデータのみを表示したい場合、本実施形態では、片方のボリュームデータに用いた独立パラメータ及び従属パラメータのみを使用すればよい。

図１３は、本発明の実施形態にかかる画像処理装置のシステム構成を説明するための図である。本実施形態の画像処理システムは、データサーバ６１、レンダリングサーバ（１）６２、レンダリングサーバ（２）６３、クライアント（１）６４、クライアント（２）６５およびクライアント（３）６６で構成される。レンダリングサーバはクライアントの命令を受けて画像処理を主に行う画像処理装置であり、ネットワーク上に配置されているものである。

本実施形態では、画像処理を高性能なレンダリングサーバ（１）６２，（２）６３で行う。複数のレンダリングサーバ（１）６２、（２）６３を用いて分散処理をしても良い。また、クライアント（１）６４，（２）６５，（３）６６とレンダリングサーバ（１）６２，（２）６３を用いて分散処理をしても良い。この場合は特に処理を負担させるコンピュータの組み合わせによって著しく性能が異なるので本発明は有効である。

図１４は、本実施形態の画像処理の流れ（レンダリングサーバの切り替え）を説明するための図である。本実施形態の画像処理方法では、図１４（ａ）に示すフェーズ１において、レンダリングサーバ（２）７３が休止しており、レンダリングサーバ（１）７２がアクティブで画像処理を行う場合に、レンダリングサーバ（１）７２は、データサーバ７１からスライスデータをダウンロードし、レンダリングサーバ（１）７２の処理能力に応じてボリュームデータ１を作成するとともに、作業情報としてボリュームデータの作成条件パラメータ１、独立パラメータおよび従属パラメータ１を作成する。尚、本実施例では作成条件パラメータは、レンダリングサーバの処理能力、及び計算に用いるレンダリングサーバの台数によって決定される。

図１４（ｂ）に示すフェーズ２において、レンダリングサーバ（１）７２が休止する場合に、レンダリングサーバ（１）７２は、作業情報である作成条件パラメータ１、独立パラメータおよび従属パラメータ１を、アクティブになったレンダリングサーバ（２）７３に転送し、作業結果であるボリュームデータ１自体を廃棄する。

次に、レンダリングサーバ（２）７３が画像処理を続行する場合に、レンダリングサーバ（２）７３は、作成条件パラメータ１および従属パラメータ１を、レンダリングサーバ（２）７３の処理能力に応じて作成条件パラメータ２および従属パラメータ２に変換または作成し、ボリュームデータ２を作成する。この場合、レンダリングサーバ（２）７３は、作成条件パラメータ２と作成条件パラメータ１の相違点を用いて、従属パラメータ１から従属パラメータ２を作成する。

図１５は、本実施形態の画像処理方法において、４次以上の情報がある場合に複数の３次元配列を保持する実施例１を示す。ボリュームデータは、複数のスライスデータから構成される主に３次元配列によって構成されるので、４次以上の情報がある場合は複数の３次元配列を保持する形で運用される。これには例えば時系列に沿った動画や、必ずしも時系列に沿っていなくても心臓の拡縮の各期にあわせた複数の３次元配列等がある。

すなわち、図１５（ａ）に示す４Ｄデータは、複数の３次元配列７５，７６，７７，７８，７９を保持する形で運用される。この時に、複数の３次元配列７５，７６，７７，７８，７９の全て用いてボリュームデータを作成し作業を行う。そして、図１５（ｂ）に示すように、後に、複数の３次元配列のうち診断上重要な情報が含まれている７５，７7，７９のみを利用して、複数の３次元配列８０，８１，８３を用いてボリュームデータを作成し作業を再開することが出来る。この場合、従属パラメータであるマスクは、図１０，図１１で説明したのと同様の方法を時系列方向など複数の３次元配列間で適用することで作成できる。これは、多数の３次元データを扱いきれないコンピュータでは有効である。例えば、心臓の拡縮の各期のうち、最大に拡張した期と最小に収縮した期が診断において重要であるので、このような処理が有効である。

図１６は、本実施形態の画像処理の流れ（使用可能なレンダリングサーバの変更に対処する場合）を説明するための図である。本実施形態の画像処理方法では、図１６（ａ）に示すフェーズ１において、レンダリングサーバ（１）８４およびレンダリングサーバ（２）８５の両方がアクティブであり、レンダリングサーバ（１）８４およびレンダリングサーバ（２）８５の両方において分散処理によって画像処理を行っている。

すなわち、レンダリングサーバ（１）８４は、データサーバ８３からスライスデータをダウンロードし、レンダリングサーバ（１）８４の処理能力に応じてボリュームデータ１（の半分）を作成するとともに、作業情報として作成条件パラメータ１．１、独立パラメータおよび従属パラメータ１．１を作成する。

同様に、レンダリングサーバ（２）８５は、データサーバ８３からスライスデータをダウンロードし、レンダリングサーバ（２）８５の処理能力に応じてボリュームデータ１（の半分）を作成するとともに、作業情報として作成条件パラメータ１．２、独立パラメータおよび従属パラメータ１．２を作成する。

図１６（ｂ）に示すフェーズ２において、レンダリングサーバ（１）８４が休止する場合に、レンダリングサーバ（１）８４は、作業情報である作成条件パラメータ１．１、および従属パラメータ１．１を、レンダリングサーバ（２）８５に転送し、作業結果であるボリュームデータ１（の半分）自体を廃棄する。

アクティブなレンダリングサーバ（２）８５は画像処理を続行し、作成条件パラメータ１．１，１．２および従属パラメータ１．１，１．２を、レンダリングサーバ（２）８５の処理能力に応じて作成条件パラメータ２および従属パラメータ２に変換または作成し、ボリュームデータ２を作成する。

このように、本実施形態にかかる画像処理方法によれば、例えば、第１のレンダリングサーバで作成した第１のボリュームデータを、第１のレンダリングサーバと処理能力が異なる第２のレンダリングサーバで処理する場合でも、第２のレンダリングサーバの処理能力に合わせて第２の従属パラメータを作成することにより、画像処理を続行することができる。

図１９は、本実施形態の画像処理の流れ（重要な箇所を精度向上させる場合）を説明するための図である。本実施形態の画像処理方法では、図１９（ａ）に示すフェーズ１において、ボリュームデータ１０１を作成し作業を行い、病変部位が１０２で示す範囲内にあることが判明したとする。この時、病変部位の範囲を独立パラメータとして作業情報に記録する。

後に、図１９（ｂ）に示すフェーズ２において、ボリュームデータ１０３を作成するときには、範囲１０２に対応する範囲１０４を高分解能にしつつ範囲外を低分解能とすることができる。

このように、本実施形態にかかる画像処理方法によれば、２回目以降の作業では先の作業の結果を利用してボリュームデータを作成できるので、重要部位の表現に計算資源を最適化した状態で作業が再開できるので計算資源を効率的に利用できる。

尚、本発明の各実施形態では、データサーバに保存してあるスライスデータからボリュームデータを作成したが、スライスデータは一旦ボリュームデータの形に変換された後にデータサーバに保存されていても良い。この場合、新たなボリュームデータは保存してあるボリュームデータから作成されることにある。例えば、ユーザによる画像処理が行われる前に、ボリュームデータを対象にされる病巣部の抽出を行う処理や特徴を強調するフィルター処理がなされる時に有効である。

尚、本発明の各実施形態では、マスクデータは２値としたが、多値であっても良い。例えば、多値のマスクデータを作成した後に、処理能力の乏しいクライアントに移行する場合。多値のマスクデータから２値マスクデータを作成して作業を再開することが出来る。

尚、本発明の各実施形態では、クライアントやレンダリングサーバが変更された場合を例示したが、同一のクライアントやレンダリングサーバで作業を再開した場合にも適用することが出来る。例えば、大規模な画像解析処理を用いて作業情報を作成したときには作業情報そのものに割り当てられる計算資源が乏しいが、後に作業を再開するときには画像解析処理は終了しているので、作業情報に計算資源を集中させることが出来る。

本発明は、クライアントの処理能力によりボリュームデータが異なる場合でも、画像処理を休止再開することができる画像処理方法として利用可能である。

本発明の一実施形態にかかる画像処理方法で使用されるコンピュータ断層撮影（ＣＴ）装置を概略的に示す図 本発明の実施形態にかかる画像処理装置のシステム構成を説明するための図（１） 本実施形態の画像処理方法におけるパラメータの分別を説明するための図 本実施形態の画像処理方法において、クライアント（１）が画像処理を行ってその結果をデータサーバに転送し、その後、クライアント（２）がその画像処理を再開する場合の処理の流れ（クライアントの切り替え）を示す図 スライスデータのスライス枚数の変更に関する説明図 ボリュームデータに対応するマスクデータの整合性に関する説明図 ボリュームデータとマスクデータの不整合の例（補間間隔が異なる場合）を説明するための図 ボリュームデータとマスクデータの不整合の例（表示範囲が異なる場合）を説明するための図 ボリュームデータとマスクデータが不整合の場合に安易にマスクデータを調整できない場合の例を説明するための図（１） ボリュームデータとマスクデータが不整合の場合に安易にマスクデータを調整できない場合の例を説明するための図（２） ボリュームデータとマスクデータが不整合の場合に安易にマスクデータを調整できない場合の例を説明するための図（３） 本実施形態の画像処理方法においてボリュームデータ５８，５９からフュージョン画像６０を作成する場合の説明図 本発明の実施形態にかかる画像処理装置のシステム構成を説明するための図（２） 本実施形態の画像処理の流れ（レンダリングサーバの切り替え）を説明するための図 本実施形態の画像処理方法において４次以上の情報がある場合に複数の３次元配列を保持する実施例１を示す図 本実施形態の画像処理の流れ（使用可能なレンダリングサーバの変更に対処する場合）を説明するための図 クライアントが画像処理を行って休止し、その後に同一のクライアントが画像処理を再開する場合の説明図 休止した画像処理を再開する場合における従来手法の問題点を説明するための図 本実施形態の画像処理の流れ（重要な箇所を精度向上させる場合）を説明するための図

符号の説明

１１，１５，６１，７１，８３，９１ データサーバ
１２，１３，１４，１６，１７，６４，６５，６６，７４ クライアント
２１ スライスデータ
２２，２３，２４，２５，２７，３１，３３，３５，３７ ボリュームデータ
２６，２６，３２，３４，３６，３８ マスクデータ
４７，５０ 遷移部
４９，５５ 平均値
６０ フュージョン画像
６２，６３，７２，７３，８４，８５ レンダリングサーバ
９４ 作業情報
１０１ Ｘ線源
１０２ Ｘ線ビーム束
１０３ 患者
１０４ Ｘ線検出器
１０５ ガントリー
１０６ システム軸線
１０７ テーブル
１１１ ボリュームデータ生成部
１１２ 中心パス生成部
１１３ 操作部
１１４ 平面生成部
１１５ 円筒投影部
１１６ ディスプレイ
１１７ 画像処理部

Claims (8)

1. スライスデータから第１のボリュームデータおよび前記第１のボリュームデータと異なる第２のボリュームデータを作成する画像処理方法であって、
   第１の作成条件パラメータに基づいて、前記スライスデータから前記第１のボリュームデータを作成し、
   前記第１のボリュームデータに対する作業情報から、独立パラメータおよび第１の従属パラメータを作成し、
   第２の作成条件パラメータおよび前記第１の作成条件パラメータに基づいて、前記第１の従属パラメータから第２の従属パラメータを求め、
   前記第２の作成条件パラメータに基づいて、前記スライスデータ、もしくは前記スライスデータに基づくデータから第２のボリュームデータを作成し、
   前記独立パラメータおよび前記第２の従属パラメータに基づいて、前記第２のボリュームデータに対する作業情報を作成する画像処理方法。
2. 請求項１記載の画像処理方法であって、
   前記第２のボリュームデータは、前記第１のボリュームデータのデータサイズを変えたものである画像処理方法。
3. 請求項１記載の画像処理方法であって、
   前記第１のボリュームデータと前記第２のボリュームデータの少なくとも一方は、フュージョン画像に用いる複数のスライスデータから作成されるものである画像処理方法。
4. 請求項１記載の画像処理方法であって、
   前記第１のボリュームデータと前記第２のボリュームデータの少なくとも一方は、４次元データである画像処理方法。
5. 請求項１記載の画像処理方法であって、
   前記第１の従属パラメータにマスクデータが含まれる画像処理方法。
6. 請求項１記載の画像処理方法であって、
   画像描画にレンダリングサーバを用いる画像処理方法。
7. 請求項６記載の画像処理方法であって、
   前記第１のボリュームデータと前記第２のボリュームデータの少なくとも一方は、複数の前記レンダリングサーバで分散処理される画像処理方法。
8. コンピュータに、請求項１ないし７のいずれか一項記載の各ステップを実行させるための画像処理プログラム。

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