JP5188693B2 - 画像処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、被写体の断面画像に画像処理を施す画像処理装置に関する。

医療の分野においては、放射線等を使って被験者の体内を撮影した医用画像を、被験者の病状の診断等に利用することが広く行われている。医用画像を診断に利用することにより、被験者に外的なダメージを与えることなく、被験者の病状の進行状態などを把握することができ、治療方針の決定などに必要な情報を手軽に得ることができる。

特に、近年では、ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒｉｚｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置やＭＲＩ（Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ Ｉｍａｇｉｎｇ）装置を使って被験者を３次元的に撮影し、被験者を複数の切断位置で切断したときの各断面画像を生成して、それらの断面画像を使って病巣の位置や大きさを３次元的に把握することが広く行われてきている。例えば、肺や肝臓などといった臓器の病巣を診断する際には、ＣＴ装置やＭＲＩ装置で被験者の胴体が撮影されて３次元データが生成され、その３次元データに基づいて、被験者を胸から足の付け根まで複数の切断位置で切断したときの各輪切画像（アキシャル画像）、被験者を腹と背中との間を通る面で切断したときの冠状断画像（サジタル画像）、および被験者を一側面と他側面との間を通る面で切断したときの矢状断画像（コロナル画像）が生成される。

アキシャル画像、サジタル画像、およびコロナル画像を使って病巣を確認する技術として、特許文献１には、アキシャル画像、サジタル画像、およびコロナル画像を表示するとともに、それらの断面画像のうちの１つの断面画像上で注目領域を指定すると、その指定を受けた断面画像の注目領域を拡大表示するとともに、指定を受けていない残りの断面画像上の注目領域に対応する領域も拡大表示する技術について記載されている。この特許文献１に記載された技術によると、注目領域を何度も指定する手間を省いて、確実に病巣を確認することができる。

ところで、アキシャル画像、サジタル画像、およびコロナル画像上の病巣の位置は、３次元の座標によって表現されるが、座標だけでは、病巣が体内のどのあたりにあるかといったことを感覚的に認識することが困難である。このため、診断時には、病巣の近くにある骨や臓器を判別し、それら骨や臓器との位置関係に基づいて病巣の位置を感覚的に認識することが行われている。特に、医用画像中において、骨は他の臓器等と比べて画像濃度が高いために確認しやすいうえ、肋骨や椎骨などは、それぞれに骨番号が付けられた複数の骨が連続的に繋がっており、各骨を識別しやすい。このため、骨を利用して体内の位置を表現することによって、病巣の位置を確実に認識することができる。
特開２００１−１３７２３１号公報

しかし、上述したアキシャル画像、サジタル画像、およびコロナル画像では、切断位置によっては、肋骨や椎骨が一部分しか写っていないため、それらが何番目の骨なのかがわかりにくく、病巣の位置を正確に把握することができない恐れがある。

本発明は、上記問題に鑑み、病巣などの位置を正確に把握することができる画像処理装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成する本発明の画像処理装置は、被写体の断面画像上の領域のうち、被写体の骨に属する領域を確定する骨確定部と、
被写体の骨が投影された投影画像を得て、その投影画像を断面画像に、骨確定部が確定した領域と位置あわせして重ねて重畳画像を作成する画像重畳部とを備えたことを特徴とする。

尚、本発明にいう「被写体の断面画像上の領域のうち、被写体の骨に属する領域を確定する」処理は、投影画像を重ねる断面画像（基本断面画像と称する）上の、骨に属する領域（骨領域と称する）を直接検出する処理であってもよく、基本断面画像とは異なる断面画像上で骨領域を検出し、基本断面画像上の骨領域に対応する領域を確定する処理であってもよく、基本断面画像を作成する元となる、被写体の内部構成の３次元的測定を経て得られた構成データを使って、骨領域を確定する処理であってもよい。

本発明の画像処理装置によると、被写体の断面画像上の、骨に属する領域が確定され、その領域に、被写体の骨が投影された投影画像が重ねられる。したがって、断面画像中の病巣の位置を、投影画像中の骨との位置関係に基づいて正確に把握することができる。

また、本発明の画像処理装置において、上記投影画像は、被写体の肋骨が投影されたものであることが好ましい。

肋骨は、骨番号が付された複数の骨が繋がって構成されており、それら各骨の体内における位置を把握しやすい。断面画像に肋骨の投影画像が重ねられることによって、断面画像中の病巣の位置を確実に把握することができる。

また、本発明の画像処理装置において、
「被写体の内部構成の３次元的測定を経て得られた、その内部構成が３次元的に再現可能な構成データを取得する構成データ取得部と、
構成データから、所定の断面位置について断面画像を作成する断面画像作成部と、
構成データから、上記断面位置に骨が投影された投影画像を作成する投影画像作成部とを備え、
上記骨確定部が、断面画像作成部から断面画像を得るものであり、
上記画像重畳部が、投影画像作成部から投影画像を得るものである」
という形態は好ましい。

近年、被写体を３次元的に撮影するＣＴ装置やＭＲＩ装置が広く用いられてきており、これらの装置で得られた構成データを使って断面画像や投影画像が生成されることによって、従来の撮影システムを大きな変更を伴わずに流用することができる。

また、本発明の画像処理装置において、上記重畳画像を表示する画像表示部を備えたことが好適である。

画像表示部によって表示された重畳画像を確認することによって、病巣の位置を確実に把握することができる。

また、本発明の画像処理装置において、上記重畳画像と、被写体の、上記断面画像の断面位置とは異なる断面位置の別断面画像とを並べて表示する画像表示部と、
上記画像表示部によって表示された別断面画像上の位置を操作に応じて指定する指示部と、
画像表示部によって表示されている重畳画像上に、指示部で指定された位置に対応する重畳画像上の箇所を記す対応箇所標記部とを備えたことが好ましい。

別断面画像上で指定された位置に対応する重畳画像上の箇所が記されることによって、別断面画像上で指定された位置が、被写体の体内のどの位置であるかを確実に把握することができる。

また、本発明の画像処理装置において、
「重畳画像を表示する画像表示部と、
画像表示部によって表示された重畳画像上の位置を操作に応じて指定する指示部とを備え、
上記画像表示部は、重畳画像に並べて、被写体の、上記断面画像の断面方向と交わる断面方向に沿った複数の断面位置の複数の別断面画像のうち、指示部で指定された位置に対応する断面位置の別断面画像を表示するものである」
という形態は好適である。

本発明の好適な画像処理装置によると、重畳画像上で指定された位置の、その重畳画像に含まれる断面画像の断面方向とは異なる断面方向に沿った断面画像を容易に表示させることができ、病巣の位置や形状を正確に把握することができる。

本発明によれば、病巣などの位置を正確に把握することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。

図１は、本発明の一実施形態が適用された医療診断システムの概略構成図である。

図１に示す医療診断システムは、被験者の体内を撮影して医用画像を生成する画像生成装置群１０と、医用画像やカルテなどを保存する管理サーバ２０と、医用画像を表示する診断装置３０とで構成されており、画像生成装置群１０と管理サーバ２０、および管理サーバ２０と診断装置３０は、ネットワーク回線を介して接続されている。

この医療診断システムでは、初診の被験者に対して、各被験者を識別するための識別番号が割り当てられ、その識別番号と、被験者の氏名や年齢や病歴などが示されたカルテとが対応付けられて管理サーバ２０に登録される。

画像生成装置群１０には、被写体に放射線を照射し、被写体を透過してきた放射線を読み取ってデジタルの医用画像を生成するＣＲ装置１１や、放射線を使って被写体を３次元的に撮影するＣＴ装置１２や、強磁場と電波とを使って被写体を３次元的に撮影するＭＲＩ装置（図示しない）や、超音波のエコーを読み取って医用画像を生成する超音波装置（図示しない）などが含まれる。尚、ＣＲ装置１１では、被写体が撮影されることにより、診断装置３０で表示される医用画像自体が生成されるが、ＣＴ装置１２やＭＲＩ装置などでは、被写体が撮影されることにより、被写体の体内を３次元的に再現可能な構成データが生成され、診断装置３０において、その構成データを使って医用画像が再現される。この構成データは、医用画像を再現可能なものであるため、以下では、ＣＴ装置１２やＭＲＩ装置で生成される構成データも医用画像と称して説明する。

画像生成装置群１０で生成された医用画像は、被写体である被験者を識別する識別番号とともに管理サーバ２０に送られる。

管理サーバ２０は、画像生成装置群１０から識別情報と医用画像が送られてくると、医用画像を識別番号と対応付けて記憶する。すなわち、管理サーバ２０には、識別番号と、その識別番号が割り当てられた被験者のカルテと、被験者の医用画像とが対応付けられて登録される。

診断装置３０は、外観構成上、本体装置３１、その本体装置３１からの指示に応じてモニタ３２ａ上に画像を表示する画像表示装置３２、本体装置３１に、キー操作に応じた各種の情報を入力するキーボード３３、および、モニタ３２ａ上の任意の位置を指定することにより、その位置に表示された、例えばアイコン等に応じた指示を入力するマウス３４を備えている。

ユーザが診断装置３０のマウス３４等を使って被験者の氏名や識別番号などを入力すると、その入力内容が管理サーバ２０に伝えられる。管理サーバ２０は、診断装置３０から被験者の氏名および識別番号を取得し、それらと対応付けられた医用画像およびカルテを診断装置３０に向けて送る。診断装置３０では、医用画像に画像処理が施されることによって、診断目的に適した加工医用画像が生成され、加工前の医用画像や加工医用画像がモニタ３２ａ上に表示される。診断装置３０のモニタ３２ａ上に表示された各種医用画像を確認することにより、ユーザは、被験者に外的なダメージを与えることなく、被験者の病状を診断することができる。

ユーザは、診断装置３０のモニタ３２ａに表示された医用画像を見て被験者の病状を診断し、マウス３４やキーボード３３を使ってカルテを編集する。編集後のカルテは、管理サーバ２０に送られ、管理サーバ２０に記憶されているカルテが診断装置３０から送られてきた新たなカルテに更新される。

図１に示す医療診断システムは、基本的には以上のように構成されている。

ここで、医療診断システムにおける本発明の一実施形態としての特徴は、診断装置３０で実行される処理内容にある。以下、診断装置３０について詳しく説明する。

図２は、診断装置３０のハードウェア構成図である。

診断装置３０の本体装置３１の内部には、図２に示すように、各種プログラムを実行するＣＰＵ１０１、ハードディスク装置１０３に格納されたプログラムが読み出されＣＰＵ１０１での実行のために展開される主メモリ１０２、各種プログラムやデータ等が保存されたハードディスク装置１０３、ＦＤ（フレキシブルディスク）４１が装填され、そのＦＤ４１をアクセスするＦＤドライブ１０４、ＣＤ−ＲＯＭ４２をアクセスするＣＤ−ＲＯＭドライブ１０５、管理サーバ２０から画像データ等を受け取り、管理サーバ２０に各種指示データを送るＩ／Ｏインタフェース１０６が内蔵されており、これらの各種要素と、さらに図１にも示す画像表示装置３２、キーボード３３、マウス３４は、バス１０７を介して相互に接続されている。

ここで、ＣＤ−ＲＯＭ４２には、診断装置３０内に本発明の画像処理装置の一実施形態を構築するための画像処理プログラム２００（図３参照）が記憶されている。

図３は、ＣＤ−ＲＯＭ４２を示す概念図である。

図３に示すように、ＣＤ−ＲＯＭ４２に記憶された画像処理プログラム２００は、データ取得部２１０、断面画像生成部２２０、骨画像生成部２３０、骨確定部２４０、画像重畳部２５０、画像表示部２６０、指示部２７０、および対応箇所標記部２８０で構成されている。

ＣＤ−ＲＯＭ４２は、診断装置３０のＣＤ−ＲＯＭドライブ１０５に装填され、ＣＤ−ＲＯＭ４２に記憶された画像処理プログラム２００が診断装置３０にアップロードされてハードディスク装置１０３に記憶される。そして、この画像処理プログラム２００が起動されて実行されることにより、診断装置３０内に本発明の画像処理装置である画像処理装置３００（図４参照）が構築される。

尚、上記では、画像処理プログラム２００を記憶する記憶媒体としてＣＤ−ＲＯＭ４２が例示されているが、画像処理プログラム２００を記憶する記憶媒体はＣＤ−ＲＯＭに限られるものではなく、それ以外の光ディスク、ＭＯ、ＦＤ、磁気テープなどの記憶媒体であってもよい。また、画像処理プログラム２００は、記憶媒体を介さずに、Ｉ／Ｏインタフェース１０６を介して直接に診断装置３０に供給されてもよい。

画像処理プログラム２００の各部の詳細については、画像処理装置３００の各部の作用と一緒に説明する。

図４は、画像処理装置３００の機能ブロック図である。

画像処理装置３００は、データ取得部３１０と、断面画像生成部３２０と、骨画像生成部３３０と、骨確定部３４０と、画像重畳部３５０と、画像表示部３６０と、指示部３７０と、対応箇所標記部３８０を有している。

画像処理装置３００を構成する、データ取得部３１０と、断面画像生成部３２０と、骨画像生成部３３０と、骨確定部３４０と、画像重畳部３５０と、画像表示部３６０と、指示部３７０と、対応箇所標記部３８０は、図３の画像処理プログラム２００を構成する、データ取得部２１０、断面画像生成部２２０、骨画像生成部２３０、骨確定部２４０、画像重畳部２５０、画像表示部２６０、指示部２７０、および対応箇所標記部２８０にそれぞれ対応する。

図４の各要素は、コンピュータのハードウェアとそのコンピュータで実行されるＯＳやアプリケーションプログラムとの組合せで構成されているのに対し、図３に示す画像処理プログラム２００の各要素はそれらのうちのアプリケーションプログラムのみにより構成されている点が異なる。

図５は、図４に示す画像処理装置３００において、管理サーバ２０から医用画像を取得し、その取得した医用画像に基づいて加工画像を生成するまでの一連の処理の流れを示すフローチャート図である。

以下、図５のフローチャートに従って、図４に示す画像処理装置３００の各要素の動作について説明することによって、図３に示す画像処理プログラム２００の各要素も併せて説明する。

ユーザが図１に示すマウス３４やキーボード３３を使って、診断を行う被験者の氏名や識別番号を入力すると、その入力内容が図２のＩ／Ｏインタフェース１０６を介して管理サーバ２０に伝えられる。管理サーバ２０では、被験者の氏名や識別番号が取得されると、その被験者の医用画像およびカルテが診断装置３０に向けて送られる。本実施形態では、図１に示すＣＴ装置１２において、被験者が３次元的に撮影されて、被験者の体内を３次元的に表現するＣＴデータ（構成データ）が生成され、管理サーバ２０から診断装置３０には、医用画像としてＣＴデータが送られる。

管理サーバ２０から送られてきたＣＴデータは、図４に示すデータ取得部３１０で取得される（図５のステップＳ１）。ＣＴデータは、本発明にいう構成データの一例にあたり、データ取得部３１０は、本発明にいう構成データ取得部の一例に相当する。取得されたＣＴデータは、断面画像生成部３２０および骨画像生成部３３０に伝えられる。

断面画像生成部３２０では、データ取得部３１０から伝えられてきたＣＴデータに基づいて、被写体の断面画像が生成される。

図６は、断面画像生成部３２０で生成される断面画像の概念を示す図である。

まず、断面画像生成部３２０では、ＣＴデータに基づいて、被験者Ｐを胸から足の付け根まで複数の切断位置Ａ０〜Ａｎで切断したときの各断面画像（アキシャル画像４１０）が生成される。断面画像生成部３２０は、本発明にいう断面画像作成部の一例に相当する。ＣＴデータに基づいてアキシャル画像を生成する方法は、従来から広く知られているため、本明細書では詳細な説明を省略する。

図７は、アキシャル画像４１０の一例を示す図である。

尚、図７では、上方が被験者Ｐの腹側にあたり、下方が被験者Ｐの背中側にあたる。

図７に示すように、アキシャル画像４１０では、体内における病巣の位置等を把握する際に基準となる肋骨や椎骨などが断片的にしか示されておらず、それらの骨が何番目の骨番号が付されたものなのかを認識することが困難である。

断面画像生成部３２０で生成された複数のアキシャル画像４１０は、骨確定部３４０に伝えられる。

骨確定部３４０では、複数の切断位置Ａ０〜Ａｎにおける複数のアキシャル画像４１０それぞれに対して、椎骨の位置が検出される（図５のステップＳ４）。骨確定部３４０は、本発明にいう骨確定部の一例に相当する。医用画像では、骨に属する骨領域は、臓器や血管壁などに属する非骨領域と比較して画像濃度がかなり高いことが一般的である。この特性を利用し、骨確定部３２０では、複数の切断位置Ａ０〜Ａｎにおける複数のアキシャル画像４１０それぞれに対して、予め決められている基準画像濃度以上の画像濃度を有する領域が骨領域として抽出される。ＣＴ値で２８０〜３２０程度の基準画像濃度を適用することにより、医用画像中から骨領域を精度良く抽出することができる。

図８は、図７に示すアキシャル画像４１０から抽出された各骨領域を示す図である。

図８に示す抽出画像４２０は、背中側（図８の下側）の中央部分にある大きな骨領域４２１と、中心を取り囲むように散在する小さな骨領域４２２とで構成されており、これら骨領域４２１，４２２には、椎骨に属する骨領域と、肋骨に属する骨領域とが含まれている。

骨確定部３２０では、抽出画像４２０の中心Ｏを通る横軸をＸ軸、縦軸をＹ軸として、骨領域４２１，４２２のうち最も腹側（図８の上方）の位置Ｄ１と、最も背中側（図８の下方）の位置Ｄ２とが検出される。続いて、それら２地点Ｄ１，Ｄ２の中点Ｍを通ってＸ軸方向に延びる基準線Ａよりも背中側（図８の下側）の領域において、Ｙ軸方向に画像濃度値が累積され、累計値が基準線Ａ上に投影されたヒストグラムが生成される。

図９は、生成されたヒストグラムの一例を示す図である。

図９に示すように、生成されたヒストグラム中には、複数のピークＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５が存在している。これら複数のピークＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５のうち、ヒストグラムの中心Ｏに最も近いピークＰ３が検出され、そのピークＰ３におけるＸ座標Ｘｐが取得される。さらに、図８に示す抽出画像４２０において、基準線Ａよりも背中側（図８の下側）の、取得されたＸ座標Ｘｐ上にある骨領域４２１が椎骨に属する椎骨領域と判定される。

椎骨領域４２１が判定されると、その椎骨領域４２１の椎骨の幅と中心位置とが検出される。

図１０は、椎骨の幅と中心位置とを示す図である。

骨確定部３２０では、椎骨領域４２１中の、腹側（図の上方）部分にほぼ合致するような半円が想定され、その半円の直径が椎骨の幅Ｗ、半円の中心位置が椎骨の中心位置Ｏ´と決定される。

以上のようにして、切断位置Ａ０〜Ａｎのアキシャル画像４１０それぞれに対して、椎骨の幅Ｗと中心位置Ｏ´が決定され、切断位置Ａ０〜Ａｎそれぞれにおける中央位置Ｏ´のＹ座標が、図２に示すハードディスク装置１０３に記憶される。また、各切断位置Ａ０〜Ａｎにおける椎骨の幅Ｗ、および中心位置Ｏ´を通りＸ軸に平行な切断線Ｂは、図４の断面画像生成部３２０および骨画像生成部３３０に伝えられる。

断面画像生成部３２０では、データ取得部３１０から伝えられたＣＴデータと、骨確定部３４０から伝えられた各切断位置Ａ０〜Ａｎにおける切断線Ｂとに基づいて、切断位置Ａ０〜Ａｎそれぞれの切断線Ｂを結ぶ曲面の断面画像（ＣＰＲ画像：Ｃｕｒｖｅｄ Ｍｙｌｔｉ Ｐｌａｎｅｒ Ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ）が生成される（図５のステップＳ４）。生成されたＣＰＲ画像は、画像重畳部３５０に伝えられる。このＣＰＲ画像の生成方法は、従来から広く知られているため、本明細書では詳細な説明を省略する。

図１１は、生成されたＣＰＲ画像の一例を示す図である。

ＣＰＲ画像５１０は、被験者Ｐの背中側（図１０の下側）から、切断線Ｂを通る面を見たときの断面図に相当する。このＣＰＲ画像５１０では、複数の椎骨が連続的に繋がっており、椎骨については各骨の骨番号を認識することができるが、肋骨は断片的にしか示されていないため、各骨の骨番号を認識することが困難である。

図４に示す骨画像生成部３３０では、データ取得部３１０から伝えられたＣＴデータと、骨確定部３４０から伝えられた各切断位置Ａ０〜Ａｎにおける切断線Ｂとに基づいて、切断位置Ａ０〜Ａｎそれぞれの切断線Ｂを結ぶ曲面上に肋骨を投影した投影骨画像が生成される（図５のステップＳ５）。骨画像生成部３３０は、本発明にいう投影画像作成部の一例に相当する。

まず、ＣＴデータに基づいて、図１０に示す切断線Ｂよりも背中側（図１０の下側）で、かつ、中心位置Ｏ´から幅Ｗの間の領域を除く領域について、切断線Ｂ上に、Ｙ軸方向における画像濃度値の最大値を投影していく。肋骨は、椎骨から伸びて臓器を取り囲んでおり、椎骨よりも背中側には臓器は存在しないため、切断線Ｂより背中側の領域で、かつ高い画像濃度を有する画像部分は、肋骨であると考えられる。したがって、切断位置Ａ０〜Ａｎそれぞれにおいて、切断線Ｂ上に最大濃度値を投影することにより、肋骨が切断位置Ａ０〜Ａｎそれぞれの切断線Ｂを結ぶ曲面上に投影された投影骨画像が生成される。尚、この投影骨画像の生成方法は、従来から最大値投影法（ＭＩＰ）として広く知られているため、本明細書では詳細な説明を省略する。

図１２は、投影骨画像の一例を示す図である。

図１１に示すＣＰＲ画像５１０は、図１０の切断線Ｂを結ぶ曲面の断面画像であり、図１２に示す投影骨画像５１１は、図１０の切断線Ｂを結ぶ曲面上に、肋骨が投影された投影画像である。すなわち、図１０の抽出画像４２０の抽出元であるアキシャル画像４１０と、ＣＰＲ画像５１０と、投影骨画像５１１とは、それぞれに位置合わせがなされており、投影骨画像５１１は、ＣＰＲ画像５１０に対して位置合わせがなされた肋骨の画像にあたる。投影骨画像５１１は、画像重畳部３５０に伝えられる。

画像重畳部３５０では、断面画像生成部３２０で生成されたＣＰＲ画像５１０と、骨画像生成部３３０で生成された投影骨画像５１１とが合成された重畳画像が生成される（図５のステップＳ６）。画像重畳部３５０は、本発明にいう画像重畳部の一例に相当する。本実施形態においては、肋骨の画像部分（投影骨画像５１１の画像濃度が所定値以上の画像部分）は、各画素ごとにＣＰＲ画像５１０の画像濃度値と投影骨画像５１１の画像濃度値との平均値が合成画像の画像濃度値として決定され、肋骨の画像部分を除く画像部分（投影骨画像５１１の画像濃度が所定値よりも小さい画像部分）は、ＣＰＲ画像５１０の画像濃度値が合成画像の画像濃度値として決定されて、ＣＰＲ画像５１０と投影骨画像５１１とが合成された重畳画像が生成される。

図１３は、生成された重畳画像の一例を示す図である。

図１３に示すように、重畳画像６００には、椎骨だけではなく肋骨も投影されており、アキシャル画像４１０やＣＰＲ画像５１０に断面が表わされている肋骨の番号を、投影された椎骨および肋骨に基づいて容易に確認することができる。このため、臓器や病巣などの位置を、それら椎骨および肋骨との位置関係に基づいて容易に把握することができる。

また、図５のステップＳ４において、断面画像生成部３２０では、データ取得部３１０から伝えられたＣＴデータと、すでに生成済みのＣＰＲ画像５１０（図１１参照）とに基づいて、ＣＰＲ画像５１０を横方向に５°、１０°、１５°、…、３５５°に回転させたときの各回転ＣＰＲ画像も生成される。さらに、図５のステップ５において、骨画像生成部３３０では、データ取得部３１０から伝えられたＣＴデータと、すでに生成済みの投影骨画像５１１（図１２参照）とに基づいて、投影骨画像５１１を横方向に５°、１０°、１５°、…、３５５°に回転させたときの各回転骨画像も生成される。生成された各回転ＣＰＲ画像および各回転骨画像は、画像重畳部３５０に伝えられ、図５のステップＳ６では、それら各回転ＣＰＲ画像と各回転骨画像とが合成された、回転角度５°、１０°、１５°、…、３５５°それぞれにおける回転重畳画像も生成される。

図１４は、回転ＣＰＲ画像の一例を示す図であり、図１５は、回転重畳画像の一例を示す図である。

図１４に示すように、図１４に示す回転ＣＰＲ画像５２０では、図１１のＣＰＲ画像５１０と比較して被験者Ｐの側面が見えやすくなっているが、肋骨が断片的にしか示されていないため、その肋骨の番号確認が困難であり、病巣の位置の確認も困難である。図１５に示す回転重畳画像６１０では、椎骨に加えて肋骨も投影されているため、臓器や病巣の位置を容易に把握することができる。

以上のようにして生成された重畳画像６００（図１３参照）や、回転重畳画像６１０（図１５参照）は、図４の画像表示部３６０に伝えられる。

画像表示部３６０は、図１に示すモニタ３２ａに、一番端の切断位置「Ａ０」のアキシャル画像４１０＿０、および画像重畳部３５０で生成された重畳画像６００を表示する（図１３のステップＳ７）。画像表示部３６０は、本発明にいう画像表示部の一例に相当する。

図１６は、モニタ３２ａ上に表示された画像表示画面７００を示す図である。

図１６に示す画像表示画面７００には、被験者の氏名、撮影日、および切断位置「Ａ０」が表示されており、さらに、切断位置「Ａ０」のアキシャル画像４１０＿０と、重畳画像６００と、画像を回転させるための回転ボタン７１０も表示されている。

ユーザが、図１に示すマウス３４を使って、画像表示画面７００のアキシャル画像４１０＿０のうちの、重畳画像６００上の対応箇所を知りたい位置Ｑ１をクリックすると、図４に示す指示部３７０から対応箇所標記部３８０に、クリックされた位置Ｑ１の、アキシャル画像４１０＿０上における座標（Ｘ座標＝ｘ、Ｙ座標＝ｙ）が伝えられる。指示部３７０は、本発明にいう位置指定部の一例に相当する。

上述したように、アキシャル画像４１０は、重畳画像６００の元となるＣＰＲ画像５１０および投影骨画像５１１と位置合わせがなされており、重畳画像６００の中心Ｏを通る横軸をＸ´軸、縦軸をＹ´軸としたときに、アキシャル画像４１０のＸ座標は、重畳画像６００上のＸ´座標にあたり、アキシャル画像４１０の切断位置（図１４では、切断位置「Ａ０」）は、重畳画像６００上のＹ´座標にあたる。

対応箇所標記部３８０では、指示部３７０から伝えられたアキシャル画像４１０＿０上の座標（Ｘ座標＝ｘ、Ｙ座標＝ｙ）と対応する重畳画像６００上の位置の座標が算出され、算出した位置Ｑ２にマークが標記される。対応箇所標記部３８０は、本発明にいう対応箇所標記部の一例に相当する。図１４では、アキシャル画像４１０上の座標（Ｘ座標＝ｘ、Ｙ座標＝ｙ）のＸ座標が重畳画像６００上のＸ´座標となり、アキシャル画像４１０の切断位置「Ａ０」が重畳画像６００上のＹ´座標となり、重畳画像６００上の、対応位置Ｑ２（Ｘ´座標＝ｘ、Ｙ´座標＝Ａ０）にマークが標記されている。アキシャル画像４１０＿０では、椎骨や肋骨が断片的にしか示されていないが、本実施形態では、そのアキシャル画像４１０＿０上で椎骨や肋骨などを指定すると、指定された位置に対応する重畳画像６００上の位置がマーク表示されるため、指定された椎骨や肋骨などが何番目の骨なのかを把握することができ、病巣などの位置を確実に確認することができる。

また、図１４に示す状態でユーザがマウス３４のホイールを回すと、図４に示す指示部３７０から画像表示部３６０に切断位置の切り替えが指示される。

画像表示部３６０は、現時点で表示されているアキシャル画像４１０＿０の切断位置「Ａ０」から、ホイールの回転量に応じた距離だけ、ホイールの回転方向に応じた方向に離れた切断位置「Ａｍ」のアキシャル画像４１０＿ｍを、現在表示されているアキシャル画像４１０＿０に変えて表示する。ユーザの指示によって切断位置を切り替えて表示することによって、様々な切断位置で病巣を確認することができ、病巣の形や大きさ等を立体的に把握することができる。

また、ユーザが、図１に示すマウス３４を使って、画像表示画面７００の重畳画像６００のうちの、アキシャル画像４１０上の対応箇所を知りたい位置Ｑ３をクリックすると、図４に示す指示部３７０から対応箇所標記部３８０に、クリックされた位置Ｑ３の、重畳画像６００上における座標（Ｘ´座標＝ｘ´、Ｙ´座標＝ｙ´）が伝えられる。

対応箇所標記部３８０では、指示部３７０から伝えられた重畳画像６００上における座標（Ｘ´座標＝ｘ´、Ｙ´座標＝ｙ´）と対応するアキシャル画像４１０の座標が算出される。まず、重畳画像６００のＹ´座標「ｙ´」に基づいてアキシャル画像４１０の切断位置「Ａｙ´」が決定され、重畳画像６００のＸ´座標「ｘ´」に基づいて切断位置「Ａｙ´」のアキシャル画像４１０＿Ａｙ´上のＸ座標「ｘ´」が決定される。続いて、図２に示すハードディスク装置１０３に記憶された、抽出画像４２０上の中央位置Ｏ´のＹ座標のうち、すでに決定されたアキシャル画像４１０＿Ａｙ´の切断位置「Ａｙ´」に対応する中央位置Ｏ´のＹ座標「ｙ」が取得され、そのＹ座標「ｙ」がアキシャル画像４１０＿Ａｙ´のＹ座標「ｙ」に決定される。決定された切断位置「Ａｙ´」と、その切断位置「Ａｙ´」のアキシャル画像４１０＿Ａｙ´上の座標（Ｘ座標＝ｘ´、Ｙ座標＝ｙ）は、画像表示部３６０に伝えられる。

画像表示部３６０は、現時点で表示されているアキシャル画像４１０＿０に替えて、切断位置「Ａｙ´」のアキシャル画像４１０＿Ａｙ´を表示し、対応箇所標記部３８０は、そのアキシャル画像４１０＿Ａｙ´上の、算出した座標（Ｘ座標＝ｘ´、Ｙ座標＝ｙ）上にマークを標記する。

図１７は、切断位置「Ａｙ´」のアキシャル画像４１０＿Ａｙ´が表示された画像表示画面７００を示す図である。

本実施形態によると、重畳画像６００上で所望の位置Ｑ３を指定すると、その位置Ｑ３に対応した切断位置の断面が示されたアキシャル画像４１０＿Ａｙ´が表示され、さらに、その位置Ｑ３に対応した位置Ｑ４にマークが標記される。このため、目的の切断位置の断面を容易に表示させることができ、病巣を確実に発見することができる。

さらに、ユーザが画像表示画面７００の回転ボタン７１０を押すと、図４に示す指示部３７０から画像表示部３６０に画像の回転が指示される。

画像表示部３６０は、現時点で表示されている重畳画像６００の角度「０°」から、回転ボタン７１０が押された時間に応じた角度だけ回転された角度の回転重畳画像６１０（図１５参照）を、現在表示されている重畳画像６００に変えて表示する。ユーザの指示に応じて重畳画像６００を回転させることによって、様々な角度における重畳画像を容易に確認することができる。

このように、本実施形態によると、画像中の骨との位置関係に基づいて、病巣などの位置を正確に把握することができる
尚、上記では、アキシャル画像上で骨領域を検出し、ＣＰＲ画像上の、検出された骨領域に対応する領域に骨画像を重ね合わせる例について説明したが、本発明にいう骨確定部は、ＣＰＲ画像上で直接に骨領域を検出するものであってもよく、アキシャル画像やＣＰＲ画像の元となるＣＴデータを使ってＣＰＲ画像上の骨領域を検出するものであってもよい。

また、上記では、骨確定部において、画像中の所定の基準画像濃度以上の画像濃度を有する領域を骨領域と単純に決定したが、本発明にいう骨確定部は、例えば、特開平１１−３１８８８３に記載された技術などを使って、画像中の骨領域と、画像濃度が高い造影血管に属する血管領域とを精密に分類するものであってもよい。

また、上記では、骨画像生成部で生成された投影骨画像とＣＰＲ画像とを合成する例について説明したが、本発明にいう画像重畳部は、予め用意されている固定の骨画像を断面画像に合成するものであってもよい。

また、上記では、画像重畳部において、投影骨画像とＣＰＲ画像とを、椎骨領域と椎骨領域を除く領域とで異なる合成方法で合成する例について説明したが、本発明にいう画像重畳部は、骨の投影画像と断面画像とを単純に同じ比率で合成するものであってもよく、それらを重み付け加算するものであってもよい。

また、上記では、予め回転重畳画像を生成しておき、ユーザの指定に応じた回転角度の回転重畳画像を表示する例について説明したが、本発明の画像処理装置は、ユーザの指定に応じて回転角度を連続的に変えながら、その回転角度に応じた回転重畳画像をその都度生成するものであってもよい。

本発明の一実施形態が適用された医療診断システムの概略構成図である。 診断装置のハードウェア構成図である。 ＣＤ−ＲＯＭを示す概念図である。 画像処理装置の機能ブロック図である。 管理サーバから医用画像を取得し、その取得した医用画像に基づいて加工画像を生成するまでの一連の処理の流れを示すフローチャート図である。 断面画像生成部で生成される断面画像の概念を示す図である。 アキシャル画像の一例を示す図である。 図７に示すアキシャル画像から抽出された各骨領域を示す図である。 生成されたヒストグラムの一例を示す図である。 椎骨の幅と中心位置とを示す図である。 生成されたＣＰＲ画像の一例を示す図である。 投影骨画像の一例を示す図である。 生成された重畳画像の一例を示す図である。 回転ＣＰＲ画像の一例を示す図である。 回転重畳画像の一例を示す図である。 モニタ上に表示された画像表示画面を示す図である。 切断位置「Ａｙ´」のアキシャル画像が表示された画像表示画面を示す図である。

符号の説明

１０ 画像生成装置群
１１ ＣＲ装置
１２ ＣＴ装置
２０ 管理サーバ
３０ 診断装置
３１ 本体装置
３２ 画像表示装置
３３ キーボード
３４ マウス
１０１ ＣＰＵ
１０２ 主メモリ
１０３ ハードディスク装置
１０４ ＦＤドライブ
１０５ ＣＤ−ＲＯＭドライブ
１０６ Ｉ／Ｏインタフェース
２００ 画像処理プログラム
２１０ データ取得部
２２０ 断面画像生成部
２３０ 骨画像生成部
２４０ 骨確定部
２５０ 画像重畳部
２６０ 画像表示部
２７０ 指示部
２８０ 対応箇所標記部
３００ 画像処理装置
３１０ データ取得部
３２０ 断面画像生成部
３３０ 骨画像生成部
３４０ 骨確定部
３５０ 画像重畳部
３６０ 画像表示部
３７０ 指示部
３８０ 対応箇所標記部

Claims (6)

1. 被写体の内部構成の３次元的測定を経て得られた、該内部構成が３次元的に再現可能な構成データを取得する構成データ取得部と、
   前記構成データから、所定の断面位置について断面画像を作成する断面画像作成部と、
   前記構成データから、前記断面位置に骨が投影された投影画像を作成する投影画像作成部と、
   前記投影画像作成部で作成された投影画像を、前記断面画像作成部で作成された断面画像に重ねて重畳画像を作成する画像重畳部とを備え、
   前記投影画像作成部は、前記投影画像として、被写体の肋骨が投影された投影画像を作成するものであることを特徴とする画像処理装置。
2. 前記投影画像作成部は、椎骨中心よりも背中側の骨が投影された投影画像を作成するものであることを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
3. 前記断面画像作成部が、椎骨中心に沿った曲面状の断面位置について断面画像を作成す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. 前記重畳画像を表示する画像表示部を備えたことを特徴とする請求項１から３のうちいずれか１項記載の画像処理装置。
5. 前記重畳画像と、前記被写体の、前記断面画像の断面位置とは異なる断面位置の別断面画像とを並べて表示する画像表示部と、
   前記画像表示部によって表示された別断面画像上の位置を操作に応じて指定する指示部と、
   前記画像表示部によって表示されている重畳画像上に、前記指示部で指定された位置に対応する該重畳画像上の箇所を記す対応箇所標記部とを備えたことを特徴とする請求項１から４のうちいずれか１項記載の画像処理装置。
6. 前記重畳画像を表示する画像表示部と、
   前記画像表示部によって表示された重畳画像上の位置を操作に応じて指定する指示部とを備え、
   前記画像表示部は、前記重畳画像に並べて、前記被写体の、前記断面画像の断面方向と交わる断面方向に沿った複数の断面位置の複数の別断面画像のうち、前記指示部で指定された位置に対応する断面位置の別断面画像を表示するものであることを特徴とする請求項１から５のうちいずれか１項記載の画像処理装置。

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