JP5526149B2 - Ｐｅｔ／ｃｔ画像のためのピクセルフューチャー・ハイブリッド融合 - Google Patents

Description

マルチモダリティ画像形成分野、医療画像形成分野、医療診断分野、ポジトロン放出断層撮影（ＰＥＴ）画像形成分野、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）画像形成分野、単光子項出型コンピュータ断層撮影（ＳＰＥＣＴ）画像形成分野、磁気共鳴（ＭＲ）画像形成分野、超音波画像形成分野、及び関連する分野に係る。

マルチモダリティ・イメージングは、例えば、ＣＴ及びＰＥＴ、又はＭＲ及びＰＥＴ、又はＣＴ及びＰＥＴ及びＭＲ等の、２又はそれ以上の異なった画像形成モダリティを用いて、対象の画像を取得する必要がある。異なったモダリティの画像は、ＣＴ／ＰＥＴ複合システム等の複合型のシステムによって取得されても、あるいは、スタンドアローンのＣＴシステム及びスタンドアローンのＰＥＴシステム等のスタンドアローン型システムによって取得されてもよい。マルチモダリティ・イメージングは、何らかの１つの画像形成モダリティ動作のみによって提供されるよりも多くの情報を得るために、構成する画像形成モダリティの強度を相乗的に結合することができる。

マルチモダリティ・イメージングの１つの一般的な例はＰＥＴ／ＣＴであり、ＰＥＴイメージングは、代謝活性情報等の実体的な機能情報を提供し、一方、ＣＴイメージングは、実体的な構造情報を提供する。相乗結合は、ＰＥＴによって提供される機能情報が、ＣＴによって提供される身体構造上のコンテキストに置かれることを可能にする。ＰＥＴ／ＣＴ複合イメージングは、例えば、ＣＴ画像が癌性の腫瘍及びその周囲の身体構造上の近傍を描くことができ、一方、ＰＥＴが癌の転移、壊死、又は他の機能的局面に関する情報を提供することができるところの癌研究において有用である。

異なったモダリティからの画像は、画像の直接的な並列（side-by-side）比較を用いて結合されてよい。しかし、このアプローチは、放射線科医、医師、癌専門医、又は他の医療専門家が全体として手動方式において２つのモダリティからの情報を合成することを必要とする。例えば、医療専門家は、画像のどの領域が空間的に対応しているのかを視覚的に確かめることを求められる。異なった画像形成モダリティは異なった情報を提供し、従って、異なって見えうるので、医療専門家が異なったモダリティの並列画像を相互に関連付けて合成することは困難でありうる。

従って、様々な画像融合表示技術が開発されている。これらの技術において、異なったモダリティからの画像は、両方の画像形成モダリティからの情報を伝える単一の融合画像を生成するようオーバーレイされ又は別なふうに結合される。一例としてＰＥＴ／ＣＴを用いると、オーバーレイ画像融合表示は、アンダーレイ画像としてグレースケールにおける（主に解剖学的な）ＣＴ画像を、及びオーバーレイ画像として疑似カラーにおける（主に機能的な）ＰＥＴ画像を示す。ＰＥＴ画像ピクセル又はボクセルに割り当てられる色は、ピクセル値に基づいてカラーマップから選択される。アンダーレイ及びオーバーレイは、調整可能な透明度を有して渾然一体とされる。すなわち、融合画像は、アンダーレイＣＴ画像及びオーバーレイＰＥＴ画像の加重平均である。幾つかの同等のアプローチにおいて、調整可能な透明度は、本願ではαとして表される透明度係数によって制御され、アンダーレイＣＴ画像による寄与はαによって重み付けられ、オーバーレイＰＥＴ画像による寄与は（１−α）によって重み付けられる。なお、αは０から１の間の範囲にある。透明度係数αは、時々、「アルファ値」とも呼ばれる。

画像オーバーレイ技術に伴う１つの問題は、それが情報を歪曲させうる点である。例えば、視覚システムは、ＰＥＴオーバーレイによって導入されるが、ＣＴアンダーレイのグレースケール強度の変化によってほど強く影響を及ぼさない色の変化を容易に検出する。結果として、医療専門家は、認知される色変化が実際にはＰＥＴ画像強度におけるほんの小さな変化に相当する場合に、ＰＥＴオーバーレイによって導入される色変化を支配的な画像特徴として解釈しうる。

画像オーバーレイ技術に伴う他の問題は、情報過多である。画像オーバーレイは、ピクセルレベルの融合の様式である。画像オーバーレイは、如何なる情報も捨てない。結果として、画像オーバーレイは、医療専門家にとって多すぎる情報を提示することとなり、医療専門家が融合された情報を効率的に理解することを困難又は不可能にする。また、画像オーバーレイは、全てのピクセル又はボクセルを同じように扱う。これは、相当な帯域幅を人の視覚システムに負わせる。

このような情報過多の問題に対する１つの解決法は、一方又は両方の構成画像の関連する特徴を抽出して、その関連する特徴のみを融合することである。例えば、腫瘍範囲が特定され、画像オーバーレイを介して提示されてよく、このようにして、融合画像の解釈を容易にする。しかし、このアプローチは計算集約的であり、医学的に関連する特徴の正確な自動決定に依存するので、誤りを導入しうる。また、関連する特徴の分離に関与する情報の除去は過剰に情報を除去することがあり、それにより、特徴を人体に空間的に関連付けるのに十分なコンテキストが提供されないことがある。
以下は、上記の問題及び他を解消する新規且つ改善された装置及び方法を提供する。

開示される態様に従って、画像表示方法は、色分けされた第２画像を生成するよう、透明であるように設定される強度スペクトルの部分により、強度スペクトルに対して第２画像を色分けするステップと、融合された画像を生成するよう、第１画像と前記色分けされた第２画像とを結合するステップと、前記融合された画像を表示するステップとを有する。

開示される他の態様に従って、画像表示システムは、色を強度スペクトルの強度に割り当てるカラーマップに従って入力画像を色分けすることによって画像を生成するよう構成される画像生成モジュールと、強度スペクトルの一部を透明であるよう選択するよう構成されるカラーマップ変更モジュールと、前記生成された画像を表示するよう構成されるディスプレイとを有する。

開示される他の態様に従って、色を強度スペクトルの強度に割り当てる記憶されたカラーマップと、（ｉ）現在のカラーマップに従って画像を色分けし、（ｉｉ）前記記憶されたカラーマップを変更することによって前記現在のカラーマップを生成するよう、デジタル処理装置によって実行可能な命令とを記憶する記憶媒体が開示される。

開示される他の態様に従って、画像表示方法は、グレースケールにおいて対象の構造的画像を表示するステップと、前記対象の機能的画像から決定される機能的活動が１又はそれ以上の選択される機能的活動レベル範囲内にあるところの前記表示された構造的画像の部分を色分けするステップとを有する。

１つの利点は、より臨床的に有益なマルチモダリティ画像表示を提供することにある。

他の利点は、ユーザ調整可能な融合画像表示を提供することにある。

他の利点は、表示される臨床画像においてユーザ調整可能なハイライティングを提供することにある。

更なる利点は、以下の詳細な記載を読んで理解することで当業者に明らかになるであろう。

ＰＥＴ画像及びＣＴ画像に対して空間レジストレーションを行い融合するための処理コンポーネントを有するＰＥＴ／ＣＴイメージング設備を図式的に表す。 記憶されるカラーマップの表現を示すユーザインターフェースディスプレイによるユーザインタラクティブなカラーマップの変更を図式的に表す。 記憶されるカラーマップの第１の変更の表現を示すユーザインターフェースディスプレイによるユーザインタラクティブなカラーマップの変更を図式的に表す。 記憶されるカラーマップの第２の変更の表現を示すユーザインターフェースディスプレイによるユーザインタラクティブなカラーマップの変更を図式的に表す。 記憶されるカラーマップの第３の変更の表現を示すユーザインターフェースディスプレイによるユーザインタラクティブなカラーマップの変更を図式的に表す。

図１を参照して、マルチモダリティ・イメージング設備は、少なくとも２つの異なった画像形成モダリティを用いる。本願で記載される実施例において、マルチモダリティ・イメージング設備は、ＣＴ構台１２と、ＰＥＴ構台１４と、人間対象、動物対象、無生物対象（例えば、死体又は考古学的な人工物）、又は幻像等をＣＴ画像形成のためにＣＴ構台１２へ又はＰＥＴ画像形成のためにＰＥＴ構台１４へ挿入する共通の対象支持体１６とを有するＰＥＴ／ＣＴ複合型イメージングシステム１０によるコンピュータ断層撮影（ＣＴ）画像形成モダリティ及びポジトロン放出断層撮影（ＰＥＴ）画像形成モダリティを用いる。例となるＰＥＴ／ＣＴ複合型イメージングシステム１０は、（オランダのアイントホーフェンにあるコーニンクレッカ・フィリップス・エレクトロニクス・エヌ・ヴィから販売されている）ＧＥＭＩＮＩ ＰＥＴ／ＣＴイメージングシステムであり、本願では一例として挙げられている。他のＰＥＴ／ＣＴ複合型イメージングシステム、又は他の複合型イメージングシステム（例えば、磁気共鳴（ＭＲ）／ＰＥＴ複合型イメージングシステム若しくは単光子放出型コンピュータ断層撮影（ＳＰＥＣＴ）／ＰＥＴ複合型イメージングシステム等）が、表されているＧＥＭＩＮＩ ＰＥＴ／ＣＴ複合型イメージングシステム１０に加えて、又はそれに代えて設けられてよい。更に、マルチモダリティ・イメージングが、代わりに又は付加的に、１又はそれ以上のスタンドアローン型のイメージングシステム（例えば、スタンドアローンのＣＴスキャナ、スタンドアローンのＰＥＴスキャナ、スタンドアローンのＭＲスキャナ、又はＳＰＥＣＴイメージングのために構成されるスタンドアローンのガンマカメラ等）によって提供されてよい。また更に、幾つかの実施例においては、単一の画像形成機器が、マルチモダリティ・イメージングを提供するよう構成されてよい。例えば、マルチモダリティ・イメージングシステムは、ＳＰＥＣＴ又はＰＥＴイメージングを実行するよう構成される単一のガンマカメラと同じくらい少ない画像形成機器を有すると考えられる。

ＣＴイメージングのために、共通の対象支持体１６の可動パレット又はベッド１８は、撮像対象をＣＴ構台１２の穴の中に配置するよう動かされ、ＣＴ取得及び制御プロセッサ２０は、Ｘ線管及び協働するＸ線検出器アレイ（ＣＴ構台１２に配置されるコンポーネント（図示せず。））を制御して、ＣＴ投影データを生成及び取得する。ＣＴ投影データは、１又はそれ以上のＣＴ画像を生成するようＣＴデータ再構成プロセッサ２２によって再構成され、再構成されたＣＴ画像は、ＣＴ画像メモリ２４に記憶される。同じように、ＰＥＴイメージングのために、直線的に平行移動可能なパレット又はベッド１８は、対象をＰＥＴ構台１４の穴の中に配置するよう動かされ、ＰＥＴ取得及び制御プロセッサ３０は、（ＰＥＴ構台１４に配置される）ＰＥＴ放射検出器（図示せず。）を操作して、ＰＥＴ応答線データ（任意に、飛行時間局在性（time-of-flight localization）を含む。）を取得する。ＰＥＴ応答線データは、１又はそれ以上のＰＥＴ画像を生成するようＰＥＴデータ再構成プロセッサ３２によって再構成され、再構成されたＰＥＴ画像は、ＰＥＴ画像メモリ３４に記憶される。ＰＥＴイメージングの場合においては、適切なポジトロン放出の放射性医薬品が、ＰＥＴデータ取得よりも前に、対象に投与される。放出されるポジトロンはポジトロン／電子消滅を起こし、そのような消滅イベントのたびに、相対する方向において移動する５１１ｋｅＶのガンマ線を生成して応答線（line-of-response）を定める。

取得及び制御プロセッサ２０、３０は、（ＣＴのための）Ｘ線管及び放射検出器アレイを動作させ、更に、ＣＴ構台１２内の対象の周囲でＸ線管を回転する回転メカニズムを動作させるよう構成される適切な電子機器及び電源等とともに動作するデジタルプロセッサ若しくはコントローラによって又はデジタルプロセッサ若しくはコントローラの組み合わせによって適切に具現される。再構成プロセッサ２２、３２は、任意に、例えば特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）ハードウェアとして具現される専用の再構成パイプラインハードウェアと組み合わせて、デジタルプロセッサ若しくはコントローラによって又はデジタルプロセッサ若しくはコントローラの組合せによって適切に具現される。表されるコンピュータ４０のようなユーザインターフェースは、放射線科医又は他のユーザが、ＣＴイメージングセッション及びＰＥＴイメージングセッションを設定し、起動し、モニタすることを可能にするとともに、放射線科医又は他のユーザが得られたＣＴ画像及び／又はＰＥＴ画像を見ることを可能にするよう設けられる。表されるコンピュータ４０はディスプレイ４２を有する。ディスプレイ４２は、陰極線管（ＣＲＴ）ディスプレイ、液晶装置（ＬＣＤ）ディスプレイ、プラズマディスプレイ、有機発光装置（ＯＬＥＤ）ディスプレイ等として具現されてよい。コンピュータ４０は、例となる入力装置としてキーボード４４及びマウス４６を更に有する。しかし、例えば、トラックパッド、トラックボール、タッチスクリーンを定めるようディスプレイ４２と同期したタッチセンシティブマトリクス等の、更なる又は他の入力装置（図示せず。）も含まれてよい。幾つかの実施形態においては、何らかのユーザインターフェース機能が、内蔵式ＬＥＤディスプレイ又は内蔵式キーパッド等としてＣＴ構台１２及び／又はＰＥＴ構台１４と一体化されてよい。

引き続き図１を参照して、単一の対象から取得された記憶されるＣＴ画像及びＰＥＴ画像は、望ましくは、空間レジストレーションを受ける。幾つかの実施形態において、表されるＧＥＭＩＮＩ ＰＥＴ／ＣＴ複合型イメージングシステム１０のような単一のＰＥＴ／ＣＴ複合型スキャナによるＣＴ画像及びＰＥＴ画像の取得は、複合システムのＣＴイメージングコンポーネント及びＰＥＴイメージングコンポーネントのために定義される共通の座標系により、空間レジストレーションを確かにするのに十分であると考えられる。他の実施形態においては、画像は、空間レジストレーションモジュール４８によって相対的な空間レジストレーションを行われ、レジストレーション処理によって変更される一方又は両方の画像は、対応する画像メモリ２４、３４に再び記憶される。空間レジストレーションモジュール４８は、ＣＴ画像に対するＰＥＴ画像の空間アライメントを改善するために、厳格な移動及び回転によって及び／又は柔軟な若しくは融通の利く変形によって、ＰＥＴ画像を変更することができ、変更された（すなわち、空間レジストレーションを行われた）ＰＥＴ画像は、ＰＥＴ画像メモリ３４に記憶される。代替的に、空間レジストレーションモジュール４８は、ＰＥＴ画像に対するＣＴ画像の空間アライメントを改善するために、厳格な移動及び回転によって及び／又は柔軟な若しくは融通の利く変形によって、ＣＴ画像を変更することができ、変形された（すなわち、空間レジストレーションを行われた）ＣＴ画像は、ＣＴ画像メモリ２４に記憶される。また、相対的な空間レジストレーションを達成するためにＣＴ画像及びＰＥＴ画像の両方を移動し、回転し、又は変形することが考えられる。ＣＴ画像及びＰＥＴ画像の両方において見られる、空間レジストレーションは、対象の外側輪郭又は解剖学的特徴の輪郭等の固有の解剖学的ランドマークを用いることができる。更に、又は代替的に、空間レジストレーションは、空間レジストレーションのランドマークを提供するために、ＣＴイメージング及びＰＥＴイメージングより前に対象上に位置する撮像された基準マーカーに基づくことができる。空間レジストレーションは、ＣＴ画像取得とＰＥＴ画像取得との間の対象の移動を補正するよう、ＰＥＴ／ＣＴ複合型システムとの関連で使用されてよい。マルチモダリティ・イメージングがスタンドアローン型イメージングによって行われる場合、空間レジストレーションは、スタンドアローン型画像形成モダリティの異なった且つ概して関係のない座標系を整列させる。

ＣＴ画像及びＰＥＴ画像は、任意の空間レジストレーションの後、画像融合モジュール５０によって、融合画像を生成するよう結合される。融合画像は、コンピュータ４０のディスプレイ４２に、又は他の適切なディスプレイに適切に表示される。図１の表されるシステムは、ＣＴ画像がアンダーレイ画像として働き、ＰＥＴ画像が、インタラクティブ型カラーマップ変更モジュール５６によって記憶されたカラーマップ５４から得られる現在のカラーマップ５２に従って色分けされる（color coded）オーバーレイ画像として働くところのオーバーレイ融合アプローチを用いる。オーバーレイ融合処理は、ボクセルごと又はピクセルごとに作用する。第１の画像（通常は、ＣＴ画像）としてアンダーレイ画像を定義し、第２の画像（通常は、ＰＥＴ画像）としてオーバーレイ画像を定義し、第１の画像のピクセル又はボクセルの値をＶ_１と表し、第２の画像のピクセル又はボクセルの対応する色符号化値をＶ_２として表し、αと表される透明度係数又はアルファ値を用いてオーバーレイ融合を行うと、融合画像における対応するピクセル又はボクセルの値はαＶ_１＋（１−α）Ｖ_２である。本願で開示されるように、幾つかのピクセル又はボクセルに関し、オーバーレイの寄与は、例えば、それらのピクセル又はボクセルのためにα＝１を設定することによって、オフされる。

空間レジストレーションモジュール４８、画像融合モジュール５０、及びカラーマップ変更モジュール５６は、例えばコンピュータ４０のような、適切にプログラミングされているデジタルプロセッサ又はコントローラを含むデジタル処理装置によって適切に具現される。ユーザインタラクティブ型カラーマップ変更モジュール５６は、マウス４５、キーボード４４、又は他のユーザ入力装置を介してユーザ入力を受け取るよう構成され、且つ、カラーマップ表現等の情報をディスプレイ４２を介してユーザへ伝えるよう構成される。更に、磁気ディスク、光ディスク、フラッシュメモリ等の記憶媒体（図示せず。）は、モジュール４８、５０、５６の１又はそれ以上を具現するよう、そのようなプロセッサによって実行可能な命令により適切にエンコードされる。そのような記憶媒体は、幾つかの実施形態においては、記憶されたカラーマップ５４も記憶してよい。

続けて図１を参照するとともに、更に図２を参照して、記憶されたカラーマップ５４は、強度スペクトルの強度に色を割り当てる。図２は、インタラクティブ型カラーマップ変更モジュール５６によって生成されてディスプレイ４２に表示される適切なユーザインターフェース表示を表し、この表示は、図２に示されるカラーマップ表現６０によって、記憶されたカラーマップ５４を表している。カラーマップ表現６０は、強度スペクトルを表す横座標の役割を果たす水平軸を示し、表される実施形態では、零強度から２５１の最大強度までの範囲に及ぶ。すなわち、強度スペクトルは２５２個の離散的な強度値を有する。２５１の最大強度は任意であり、他の実施形態では、他の最大強度値が使用されてよい。例えば、幾つかの実施形態において、ピクセル又はボクセル強さは、最大強度が２^８−１＝２５５であり且つ強度スペクトルが２５６個の離散的な強度値を有するところの８ビット２進値によって表される。

カラーマップ表現６０は、更に、異なったピクセル又はボクセル強さに割り当てられている色を特定するカラービン６２を有する。表される例では、２８個のカラービン６２が存在し、それらは全てサイズが等しい。表される強度スペクトルにおいては２５２個の取り得る強度が存在するので、各カラービン６２は２５２÷２８＝９個の強度値範囲を含むこととなる。しかし、他の考えられる実施形態においては、カラービンはサイズが異なり、及び／又は、異なる数のカラービンが使用されてよい。幾つかの実施形態においては、強度スペクトルの夫々の強度が一意の色にマッピングされるように、強度スペクトルにおける強度レベルの数に等しいカラービンの数を有することが考えられる。

図２はカラーで表されていない。従って、異なるハッチングパターンが、異なる色を図式的に表すために使用されている。図２のカラーマップの表されるカラースペクトルは、最も低い９個の強度値（０〜８）に係る青色から、緑色、黄色、橙色、及び最も高い９個の強度値（２４３〜２５１）を有する赤色の様々なシェードを通る範囲に及ぶ。中間色（例えば、青−緑シェード、緑−黄シェード、黄−橙シェード、橙−赤シェード）は、図２においてはラベルを付されていない。当然、色表示において、図２に示される色ラベルは任意に省略される。同様に、強度値は対応する色割り当てビン６２の位置によって暗に表されるので、強度値０〜２５５を表す横座標も任意に省略される。他の表示変形も考えられ、例えば、最低強度の色マッピングを下にして最高強度の色マッピングを上にして垂直にカラーマップ表現を示すこと等がある。

インタラクティブ型カラーマップ変更モジュール５６によって生成されて図２に示される表示は、更に、ユーザインターフェース命令を含む。図２に示される例となる実施形態では、それらの命令は、「色分け変更を選択するには＜Ｆ１＞を押下・・・（Press <F1> to select a color coding modification …）」を有する。これは、ユーザに、カラーマップを変更するために選択すべき＜Ｆ１＞ボタンを押下するよう命令する。そうすることで、ユーザは、変更オプションのリスト（図示せず。）を適切に提示される。変更オプションには、例えば、他の記憶されたカラーマップを選択すること、例えば、グラフィカル・カラーピッキング・アプリケーションを用いることによって、様々な強度レベル又は強度範囲に割り当てられる色を変更すること、及び透明であるよう強度スペクトルの一部を選択することが含まれてよい。

図３乃至５を参照して、後者のタイプのカラーマップ変更、すなわち、透明であるよう強度スペクトルの一部を選択することの幾つかの例が記載される。図３乃至５は、図２に示されるカラーマップ表現６０を有する記憶されたカラーマップ５４の様々なユーザ選択による変形例である変更されたカラーマップ表現７０、８０及び９０を表す。夫々の変更されたカラーマップ表現７０、８０、９０によって示されるカラーマップは、夫々、図１の画像融合モジュール５０によって用いられる現在のカラーマップ５２としての使用に適する。

特に図３を参照して、変更されたカラーマップ表現７０は、強度スペクトルの最も低い強度範囲７２を透明であるよう選択することによって、変更される。ユーザインタラクティブ型ディスプレイは、命令「上側の透明境界を選択するよう垂直ラインを移動・・・（Move vertical line to select upper transparency bound …）」を提供する。図３の表示は、図２に示される表示においてユーザが＜Ｆ１＞を押し、次いで、最も低い強度スペクトル範囲を透明にするようオプション（図示せず。）を選択することによって、適切に生成される。表示される命令における「垂直ライン（vertical line）」との参照は、ユーザがマウス４６、キーボード４４の左右の矢印キー、又は他の利用可能なユーザ入力装置を用いて左又は右に動かすことができる破線垂直ラインカーソル７４である。

画像融合モジュール５０は、融合処理が第１の（例えば、ＣＴ）画像と、透明であるよう設定されていない色分けされた第２の（例えば、ＰＥＴ）画像のピクセル又はボクセルとを結合して融合画像を生成するように、透明であるよう選択されている最も低い強度範囲７２を解釈する。１つの適切な処理は次の通りである：（１）第１の（ＣＴ）画像のグレースケール表現としてアンダーレイ画像を生成する；（２）指定されたキー色を割り当てられて透明であるよう選択される強度範囲７２に存在する強度値を有するピクセル又はボクセルを伴う図３のカラーマップを用いて、第２の（ＰＥＴ）画像の色分けされた表現としてオーバーレイ画像を生成する；（３）Ｖ_２がキー色に等しくない場合はピクセル又はボクセル値αＶ_１＋（１−α）Ｖ_２を割り当て、そうではなくＶ_２がキー色に等しい場合はピクセル又はボクセル値Ｖ_１を割り当てる（又は、同等に、α＝１を設定する）；及び、画像のピクセル又はボクセルごとに動作（３）を繰り返す。先と同じく、Ｖ_１は、第１の（ＣＴ）画像のピクセル又はボクセルの値を表し、Ｖ_２は、第２の（ＰＥＴ）画像のピクセル又はボクセルの対応する色符号化値を表し、αは、透明度係数又はアルファ値である。

キー色は、例えば、記憶されたカラーマップ５４に白色が含まれない場合は白色であってよく、すなわち、記憶されたカラーマップ５４に含まれていない他の何らかの色であってよく、あるいは、如何なる実際の色も表さない何らかの値であってよい（すなわち、架空のキー色）。他のアプローチとして、ステップ（２）は、透明であるよう設定されないピクセル又はボクセルに対してのみピクセル又はボクセル値を生成することができ、ステップ（３）は、Ｖ_２が存在する場合はピクセル又はボクセル値αＶ_１＋（１−α）Ｖ_２を割り当て、そうではなくＶ_２が存在しない場合はピクセル又はボクセル値Ｖ_１を割り当てるよう僅かに変更される。このアプローチでは、キー色は必要とされない。

図３の変更されたカラーマップは、有利に、様々な臨床ＰＥＴ／ＣＴ用途において使用され得る。例えば、強度スペクトルが０から５の標準摂取率（standard uptake value）（ＳＵＶ）にマッピングする応用を考える。すなわち、図２乃至５の強度スペクトルを用いることは、０をＳＵＶ＝０に、２５１をＳＵＶ＝５に線形に割り当てる。次いで、透明度閾値７４が１２５（ＳＵＶ＝２．５）に設定される場合、ＳＵＶが２．５よりも小さいピクセル又はボクセルは透明であり、グレースケールＣＴ値として現れて、解剖学的コンテキストを提供する。他方で、ＳＵＶが２．５よりも大きいピクセル又はボクセルは、記憶されたカラーマップ５４を用いた場合と同じように、ＳＵＶに従って色分けされる。このようにして、活発に悪性である可能性がある高ＳＵＶの範囲がカラーで現れ、医療専門家によって容易に識別できるが、残りのＣＴ画像も、コンテキストを提供するように、ＰＥＴ画像コンテンツによる不明りょうにされることなしに示される。例えば^１８Ｆ−ＦＤＧ ＰＥＴイメージング等の所与の用途のために、２．５のＳＵＶは、特定の良性の及び悪性の病変を分離する適切な閾値でありうる。なお、カラーマップ変更モジュール５６はユーザインタラクティブであるから、ユーザは、個人の好み、ＰＥＴ画像の特性、又は他の要因に基づいて、積極的に透明度閾値７４を調整することができる。１つの適切なアプローチにおいては、ディスプレイ４２は、融合されたＰＥＴ／ＣＴ画像を示す大きな画像ウィンドウと、図３の内容を示すより小さな制御ウィンドウとに分けられる。このようにして、ユーザは、閾値７４を調整し、同時に表示される画像ウィンドウにおける結果を見ることができる。

特に図４を参照して、変更されたカラーマップ表現８０は、図３を参照して先に記載されたように、垂直ラインカーソル７４を用いて強度スペクトルの最も低い強度範囲７２を透明であるよう選択することによって、変更され、更には、第２の垂直ラインカーソル８４を用いて強度スペクトルの最も高い強度範囲８２を透明であるよう選択することによって、変更される。その結果、色分けされた強度範囲が透明な範囲７２及び８２の間に位置する。図４のユーザインタラクティブ型ディスプレイは、命令「色分けする範囲を選択するよう垂直ラインを移動・・・（Move vertical line to select color coding range …）」を提供する。図４の表示は、図２に示される表示においてユーザが＜Ｆ１＞を押し、次いで、色分けのための強度範囲を選択するようオプション（図示せず。）を選択することによって、適切に生成される。図４の変更されたカラーマップの融合処理は、適切に、図３のカラーマップに関して既に記載された処理と同じであり、すなわち、キー色に対して透明にされるようピクセル又はボクセルを色分けし、ピクセルごと又はボクセルごとの融合アルゴリズムを用い、Ｖ_２がキー色に等しくない場合はピクセル又はボクセル値αＶ_１＋（１−α）Ｖ_２を割り当て、そうではなくＶ_２がキー色に等しい場合はピクセル又はボクセル値Ｖ_１を割り当てる（又は、同等に、α＝１を設定する）。

図４の変更されたカラーマップがＰＥＴ／ＣＴ画像を評価するのに臨床的に如何に有用でありうるのかを確かめるよう、先と同じく、カラーマップが０から５のＳＵＶに対応する例を考える。その場合に、１２５（ＳＵＶ＝２．５）に設定された透明度閾値７４及び１５１（ＳＵＶ＝３．０）に設定された上限閾値８４を有する図４のカラーマップによれば、ＳＵＶ値が２．５から３．０の間であるピクセル又はボクセルが表示され、アンダーレイ（ＣＴ）画像と融合される。２．５から３．０のＳＵＶ範囲の外では、オーバーレイ（ＰＥＴ）画像のピクセルは１００％透明であり、それにより、ＣＴ画像は変更されないままである。先と同じく、インタラクティブ型カラーマップ変更モジュール５６が、ＰＥＴ画像の特性又はユーザ好みに合うように強度（すなわち、この応用では、ＳＵＶ）閾値７４、８４を変更するために医療専門家又は他のユーザによって使用されてよい。上側透明範囲８２を有することによって、臨床的に関心がある高ＳＵＶの範囲（例えば、実施例において、ＳＵＶ＞３．０）は、色分けによって不明りょうにされない。

図４のカラーマップによって定義される色分けのバンドの効果は、ＳＵＶ＞２．５の範囲が、色分けされたコンツア（contour）によって囲まれる点である。特に図５を参照して、この効果は、ＳＵＶアイソコンツア（isocontour）を生成するよう図５に示された表現９０を有する変更されたカラーマップを用いて拡張され得る。先と同じく、図５のカラーマップは、上側境界垂直ラインカーソル７４によって定義されるように透明であるよう設定された強度スペクトルの最も低い強度範囲７２を含む。更なる強度範囲９２は、強度スペクトルにおいて相隔たった複数の色分けされたバンドを定義するよう相隔てられている。夫々の色分けバンドは、強度スペクトルの連続した１又はそれ以上の強度を含む。図５において、夫々の色分けバンドは、９個の連続的な強度を含む１カラービンに対応する。なお、色分けバンドが単一の強度レベルと同じくらい小さいことが考えられる。図５の例となるユーザインターフェース表示において、更なる相隔たった強度範囲９２は、第１の色分けバンドをマークする垂直ラインカーソル７４を参照して、図５において数字で入力される等圧間隔（isobar spacing）パラメータ９４によって、定められる。図５の実施例において、等圧間隔パラメータ９４は、４個のカラービンに対応する現在値２８を有する（カラービンごとに２８÷９個の強度）。このアプローチでは、色分けバンドは等間隔で相隔てられる。しかし、等しくない間隔で相隔てられる色分けバンドも考えられる。

色分けバンドが狭い場合、色は夫々のバンド内で比較的同じである。図５の実施例において、夫々の色分けバンドは単一のカラービンに対応し、従って、色は夫々の色分けバンド内でただ１つである。なお、１つの色分けバンド内に２又はそれ以上の色を含めることも考えられる。ユーザ入力７４及び９４を調整することによって、色分けバンドのサイズ及び数が調整され得る。従って、異なったＳＵＶアイソコンツアは異なった色において表示され得る。色分けバンドは、融合画像において強度（すなわち、この用途に関しては、ＳＵＶ）アイソコンツアにマッピングし、一方、他の全てのピクセル又はボクセルは、ＰＥＴ画像からの如何なるコンテンツなしに、ＣＴ画像ピクセル又はボクセルとして融合画像において示される。色コンツアは、例えば、腫瘍の端でのＳＵＶ遷移の急激性又は段階性を示すことができ、また、急速な血管形成の、又は、代替的に、組織壊死の範囲を示してもよい。

臨床ＣＴ／ＰＥＴについて例として記載してきたが、ここで開示されている画像表示技術は、例えば、ＳＰＥＣＴ／ＣＴ、ＭＲ／ＰＥＴ、ＭＲ／ＳＰＥＣＴ等、実質的にあらゆるタイプのマルチモダリティ・イメージングにも適用可能である。

更に、画像融合のためにここで開示される色分け技術は、モノモダリティ画像の表示との関連でも有用である。例えば、図２の変更されたカラーマップは、（ＣＴ又は他のモダリティ画像に対する融合なしに）それ自体によってＰＥＴ画像を表示するために使用されてよい。１つのアプローチにおいて、ＰＥＴ画像は、グレースケールにおいて表示されるアンダーレイ画像として、及び色分けされたオーバーレイ画像として機能を果たす。これは、例えば、高ＳＵＶの色分け範囲を介してハイライトを行うために使用されてよい。図４又は図５のカラーマップがＰＥＴ画像のみを表示するために使用される場合、その効果は、そのような高ＳＵＶの範囲に対して色包囲によってハイライトを行うことである。

本発明は、好ましい実施形態を参照して記載されてきた。当業者は、上記の詳細な記載を読み理解することで、変形及び代替に想到可能である。本発明は、添付の特許請求の範囲の適用範囲及びその均等の範囲内にある限り、全てのそのような変形及び代替を包含すると解されるべきである。

Claims (10)

1. 画像生成モジュール及びディスプレイを有する画像形成装置において画像を表示する画像表示方法であって、
   前記画像生成モジュールによって、強度スペクトルの強さに色を割り当て且つ該強度スペクトルの部分を透明であるように設定するカラーマップを用いて、前記強度スペクトルに対してオーバーレイ画像を色分けして、色分けされたオーバーレイ画像を生成するステップ；
   前記画像生成モジュールによって、融合された画像を生成するよう、アンダーレイ画像と前記色分けされたオーバーレイ画像とを結合するステップ；及び
   前記ディスプレイで前記融合された画像を表示するステップ
   を有し、
   前記結合するステップは、前記オーバーレイ画像の透明度を定めるアルファ値によって制御され、前記結合するステップは、前記カラーマップによって透明であるように設定される前記色分けされたオーバーレイ画像のピクセル又はボクセルを加えることなしに、前記アルファ値に応じて、前記アンダーレイ画像の対応するピクセル又はボクセルに前記色分けされたオーバーレイ画像のピクセル又はボクセルを加えるステップを有する、
   画像表示方法。
2. 前記色分けするステップは、透明であるように設定される前記強度スペクトルの前記部分にキー色を割り当て、前記結合するステップは：
   前記キー色を割り当てられる前記色分けされたオーバーレイ画像のピクセル又はボクセルを加えることなしに、前記アルファ値に応じて、前記アンダーレイ画像の対応するピクセル又はボクセルに前記色分けされたオーバーレイ画像のピクセル又を加えるステップ
   を有する、請求項１に記載の画像表示方法。
3. 前記画像生成モジュールによって、前記カラーマップによって透明であるように設定される前記強度スペクトルの前記部分を調整することなしに前記アルファ値を調整するステップ
   を更に有する、請求項２に記載の画像表示方法。
4. 前記カラーマップによって透明であるように設定される前記強度スペクトルの前記部分は、非零の最小強度を有する非零の強度の範囲を含む、
   請求項１乃至３のうちいずれか一項に記載の画像表示方法。
5. 前記オーバーレイ画像は機能画像であり、前記カラーマップによって透明であるように設定される前記強度スペクトルの前記部分は、前記強度スペクトルの最低の部分を含み、該最低の部分は、標準摂取率（ＳＵＶ）のより低い範囲を表す前記機能画像としてのオーバーレイ画像の透明なピクセル又はボクセルとして設定されるよう選択される最高強度を有する、
   請求項１乃至４のうちいずれか一項に記載の画像表示方法。
6. 前記カラーマップによって透明であるように設定される前記強度スペクトルの前記部分は、２又はそれ以上の相隔たった強度範囲を含む、
   請求項１乃至５のうちいずれか一項に記載の画像表示方法。
7. 前記カラーマップによって透明であるように設定される前記強度スペクトルの前記部分は、前記強度スペクトルにおける相隔たった複数の色分けバンドを定める複数の相隔たった強度範囲を含み、各色分けバンドは、前記強度スペクトルの連続的な１又はそれ以上の強度を含む、
   請求項１乃至６のうちいずれか一項に記載の画像表示方法。
8. 色を強度スペクトルの強度に割り当てる記憶されたカラーマップ；及び
   （ｉ）現在のカラーマップに従ってオーバーレイ画像を色分けして、色分けされたオーバーレイ画像を生成し、（ｉｉ）前記記憶されたカラーマップの前記強度スペクトルの部分を透明であるよう設定することで前記記憶されたカラーマップを変更することによって、前記現在のカラーマップを生成し、（ｉｉｉ）該カラーマップによって透明であるよう設定される前記色分けされたオーバーレイ画像のピクセル又はボクセルを加えることなく、前記オーバーレイ画像の透明度を定めるアルファ値に応じて、アンダーレイ画像の対応するピクセル又はボクセルに前記色分けされたオーバーレイ画像のピクセル又はボクセルを加えることによって、前記色分けされたオーバーレイ画像と前記アンダーレイ画像とを融合するよう、デジタル処理装置によって実行可能な命令
   を記憶する記憶媒体。
9. 透明であるよう設定される前記強度スペクトルの前記部分は、前記強度スペクトルの最低強度を含まない少なくとも１つの強度範囲を含む、
   請求項８に記載の記憶媒体。
10. 透明であるよう設定される前記強度スペクトルの前記部分は、前記強度スペクトルの相隔たった少なくとも２つの強度範囲を含む、
    請求項８又は９に記載の記憶媒体。

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