JP6085435B2 - 画像処理装置及び関心領域設定方法 - Google Patents

Description

本発明は画像処理装置に係り、詳細にはＣＴ画像やＭＲ画像等の断層像や連続する位置関係にある２次元画像に対する関心領域の設定に関する。

従来より、例えばＸ線ＣＴ（ｃｏｍｐｕｔｅｄ ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置やＭＲＩ（ｍａｇｎｅｔｉｃ ｒｅｓｏｎａｎｃｅ ｉｍａｇｉｎｇ）装置等によって撮影される一連の断層像群から３次元ボリュームデータを生成し、３次元ボリュームデータを用いて診断に適した各種の画像を生成する方法が知られている。例えば、頸動脈に付着した石灰化領域等を見やすく表示しようとする場合には、最大値投影法（ＭＩＰ；Ｍａｘｉｍｕｍ ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ）を使うことがある。最大値投影法とは、３次元ボリュームデータを所定の投影面に投影する際に、投影方向にある画素のうち最大の画素値を選択して投影面の画素値とするものである。しかし、石灰化領域のＣＴ値は骨のＣＴ値と近いため、最大値投影法を全領域を対象として行うと、石灰化領域のみならず骨領域が最大値として投影面に投影されてしまい、診断に不都合であった。

そのために、断層像群（３次元ボリュームデータ）に含まれる頸動脈領域を適切に指定する必要がある。なお、関心領域の指定は、操作が容易で高速に行えることが望ましい。例えば、断層像を順次切り替え表示（動画再生）しながら、関心領域をマウス等で連続的に指定できることが望ましい。

ところで、動画に関心領域を指定する方法の一例が、例えば、特許文献１に記載されている。特許文献１の関心領域の追従制御方法では、動画像の一のフレーム画像（静止画像）上で設定された関心領域と最も一致度が高い領域を、他フレーム画像から検索している。これにより、一のフレームで手動設定された関心領域を他のフレームの対応する領域に自動追従させている。

特開平２００４−１２１８３５号公報

しかしながら、上述の特許文献１の方法では、一のフレームで設定した関心領域が他のフレームの対応する領域に自動追従されるため、関心領域の設定操作は非常に容易となるが、フレーム間で画像の一致度を求める等、コンピュータの演算量が多くなってしまい、処理速度が遅くなることが懸念される。骨領域を除いて頸動脈領域のＭＩＰ画像を生成する場合のように、診断に好適な画像を高速に生成することを目的として一部の領域を指定する場合には、関心領域（画像生成の対象とする領域）の指定操作が容易で、かつ高速に行えることが望まれる。

本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたものであり、動画に対する関心領域の指定を、操作が容易で、かつ高速に行うことが可能な画像処理装置及び関心領域設定方法を提供することを目的とする。

前述した目的を達成するために第１の発明は、連続的な位置関係にある２次元画像群を順次表示する動画表示手段と、前記動画表示手段により順次表示される各２次元画像に対して関心点とする位置を指示入力する入力手段と、前記入力手段により指示入力された関心点の座標を前記各２次元画像からそれぞれ読み込み、読み込んだ関心点の座標を含む前記各２次元画像上の各所定範囲を複数の２次元画像に跨る３次元のＲＯＩ群として設定するＲＯＩ群設定手段と、を備えることを特徴とする画像処理装置である。

第２の発明は、コンピュータを用いて、動画再生中に関心領域を設定する関心領域設定方法であって、連続的な位置関係にある２次元画像群を順次表示するステップと、順次表示される各２次元画像に対して関心点とする位置を指示入力するステップと、指示入力された関心点の座標を前記各２次元画像からそれぞれ読み込み、読み込んだ関心点の座標を含む前記各２次元画像上の各所定範囲を複数の２次元画像に跨る３次元のＲＯＩ群として設定するステップと、を含むことを特徴とする関心領域設定方法である。

本発明の画像処理装置及び関心領域設定方法により、動画に対する関心領域の指定を、操作が容易で、かつ高速に行うことが可能となる。

画像処理装置１００の全体構成を示す図 本発明に係る画像処理装置１００が実行するＲＯＩ設定・画像生成処理の流れを説明するフローチャート 操作画面２０の例 各断層像３０−１、３０−２、３０−３、３０−４、…と、ＲＯＩ４１、４２、４３、４４、…について説明する図 操作画面２０ａの例 図３に示す断層像群３０に対して設定された２つのＲＯＩ群の内部をＭＩＰ画像とし、その他の領域を一律の画素値を付与して構成した診断用画像の一例 各断層像に設定される２つのＲＯＩ５１、５２と、ＲＯＩ５１、５２の中心を結ぶ直線５３について説明する図 図７に示す２つのＲＯＩ５１、５２の内部をＭＩＰ画像とし、ＲＯＩ５１、５２の外部領域を直線５３に沿ったＣＰＲ画像として構成した診断用画像の例 操作画面２０ｂの例 １組の平行線５４、５５の内部をＲＯＩ群とする場合について説明する図 図１０に示す平行線５４、５５に挟まれる領域をＲＯＩ群とし、ＲＯＩ群の内部についてＭＩＰ画像を構成した例 操作画面２０ｃの例 交差線５６、５７によって挟まれる領域をＲＯＩ群とする場合について説明する図 交差線５６、５７によって挟まれる領域をＲＯＩ群とし、ＲＯＩ群の内部についてＭＩＰ画像を構成した例 操作画面２０ｄの例 平行線５４、５５と投影面７０に垂直な線５８ａ、５８ｂによって挟まれた部分領域を第１のＲＯＩ群とし、平行線５４、５５と投影面７０に垂直な線５９ａ、５９ｂによって挟まれた部分領域を第２のＲＯＩ群とする例 図１６に示す第１及び第２のＲＯＩ群の内部をＭＩＰ画像、第１及び第２のＲＯＩ群の外部であって平行線内部の領域を骨抜きＭＩＰ画像とし、これらを合成した診断用画像の例 血管の平均半径を算出し、ＰＯＩから血管の平均半径をＲＯＩとする場合について説明する図 断層像群３０−１、３０−２、３０−３、３０−４、…の並び順と、マウスの移動方向に伴って生成され、表示される補間画像３１、３２、３３、３４、…との関係を説明する図

以下図面に基づいて、本発明の実施形態を詳細に説明する。

［第１の実施の形態］
まず、図１を参照して、本発明の画像処理装置１００を適用した画像処理システム１の構成について説明する。

図１に示すように、画像処理システム１は、表示装置１０７、入力装置１０９を有する画像処理装置１００と、画像処理装置１００にネットワーク１１０を介して接続される画像データベース１１１と、医用画像撮影装置１１２とを備える。

画像処理装置１００は、画像生成、画像解析等の処理を行うコンピュータである。例えば、病院等に設置される医用画像処理装置を含む。
画像処理装置１００は、図１に示すように、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１０１、主メモリ１０２、記憶装置１０３、通信インタフェース（通信Ｉ／Ｆ）１０４、表示メモリ１０５、マウス１０８等の外部機器とのインタフェース（Ｉ／Ｆ）１０６を備え、各部はバス１１３を介して接続されている。

ＣＰＵ１０１は、主メモリ１０２または記憶装置１０３等に格納されるプログラムを主メモリ１０２のＲＡＭ上のワークメモリ領域に呼び出して実行し、バス１１３を介して接続された各部を駆動制御し、画像処理装置１００が行う各種処理を実現する。

また、ＣＰＵ１０１は、後述するＲＯＩ設定・画像生成処理（図２参照）において、連続的な位置関係にある２次元画像（以下、フレームということもある）を順次表示する動画表示中に、各２次元画像に対して関心点（ＰＯＩ）の指定を受け付ける。ＰＯＩの指定は、例えば、マウス１０８を用いた指示入力により行われる。ＣＰＵ１０１は、指示入力された各２次元画像における関心点の座標をそれぞれ読み込み、読み込んだ各関心点座標を含む各２次元画像上の所定範囲（ＲＯＩ）を、フレームを跨ぐ３次元のＲＯＩ群として設定する。すなわち、複数の２次元画像に設定された各ＲＯＩを一つの領域に連結し、ＲＯＩ群として設定する。ＣＰＵ１０１は、ＲＯＩ群の内部の画素値データを用いて診断用の画像を生成し、表示装置１０７に表示するとともに記憶装置１０３に記憶する。例えば、ＲＯＩ群の内部についてＭＩＰ画像を生成する。ＲＯＩ群の外部領域については画像生成しないものとしてもよいし、ＲＯＩ群の画像処理とは異なる方法で画像を生成してもよい。

なお、本明細書において、ＰＯＩ（Ｐｏｉｎｔ Ｏｆ Ｉｎｔｅｒｅｓｔ；関心点）とは、所定の操作によって２次元画像上に指定される任意の点を意味する。また、ＲＯＩ（Ｒｅｇｉｏｎ Ｏｆ Ｉｎｔｅｒｅｓｔ；関心領域）とは、１つの２次元画像における上述のＰＯＩを含む所定範囲の領域（２次元領域）のことをいう。ＲＯＩの範囲は円形、矩形、楕円形、平行線間、交差線間等、後述するように様々な例が挙げられる。また、ＲＯＩ群とは、連続する位置関係にある各２次元画像に設定された上述のＲＯＩを、フレームを跨いで３次元に拡張した領域（３次元領域）である。
ＰＯＩの指示入力の操作方法、ＲＯＩ群の生成、及び画像生成処理等についての詳細は後述する。

主メモリ１０２は、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等により構成される。ＲＯＭは、コンピュータのブートプログラムやＢＩＯＳ等のプログラム、データ等を恒久的に保持している。また、ＲＡＭは、ＲＯＭ、記憶装置１０３等からロードしたプログラム、データ等を一時的に保持するとともに、ＣＰＵ１０１が各種処理を行う為に使用するワークエリアを備える。

記憶装置１０３は、ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）や他の記録媒体へのデータの読み書きを行う記憶装置であり、ＣＰＵ１０１が実行するプログラム、プログラム実行に必要なデータ、ＯＳ（オペレーティングシステム）等が格納される。プログラムに関しては、ＯＳに相当する制御プログラムや、アプリケーションプログラムが格納されている。これらの各プログラムコードは、ＣＰＵ１０１により必要に応じて読み出されて主メモリ１０２のＲＡＭに移され、各種の手段として実行される。

通信Ｉ／Ｆ１０４は、通信制御装置、通信ポート等を有し、画像処理装置１００とネットワーク１１０との通信を媒介する。また通信Ｉ／Ｆ１０４は、ネットワーク１１０を介して、画像データベース１１１や、他のコンピュータ、或いは、Ｘ線ＣＴ装置、ＭＲＩ装置等の医用画像撮影装置１１２との通信制御を行う。
Ｉ／Ｆ１０６は、周辺機器を接続させるためのポートであり、周辺機器とのデータの送受信を行う。例えば、マウス１０８やスタイラスペン等のポインティングデバイスをＩ／Ｆ１０６を介して接続させるようにしてもよい。

表示メモリ１０５は、ＣＰＵ１０１から入力される表示データを一時的に蓄積するバッファである。蓄積された表示データは所定のタイミングで表示装置１０７に出力される。

表示装置１０７は、液晶パネル、ＣＲＴモニタ等のディスプレイ装置と、ディスプレイ装置と連携して表示処理を実行するための論理回路で構成され、表示メモリ１０５を介してＣＰＵ１０１に接続される。表示装置１０７はＣＰＵ１０１の制御により表示メモリ１０５に蓄積された表示データを表示する。

入力装置１０９は、例えば、キーボード等の入力装置であり、操作者によって入力される各種の指示や情報をＣＰＵ１０１に出力する。操作者は、表示装置１０７、入力装置１０９、及びマウス１０８等の外部機器を使用して対話的に画像処理装置１００を操作する。

ネットワーク１１０は、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＷＡＮ（Ｗｉｄｅ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、イントラネット、インターネット等の各種通信網を含み、画像データベース１１１やサーバ、他の情報機器等と画像処理装置１００との通信接続を媒介する。

画像データベース１１１は、医用画像撮影装置１１２によって撮影された画像データを蓄積して記憶するものである。図１に示す画像処理システム１では、画像データベース１１１はネットワーク１１０を介して画像処理装置１００に接続される構成であるが、画像処理装置１００内の例えば記憶装置１０３に画像データベース１１１を設けるようにしてもよい。

次に、図２〜図９を参照して、画像処理装置１００の動作について説明する。

画像処理装置１００のＣＰＵ１０１は、主メモリ１０２から図２のＲＯＩ設定・画像生成処理に関するプログラム及びデータを読み出し、このプログラム及びデータに基づいて処理を実行する。

なお、ＲＯＩ設定・画像生成処理の実行開始に際して、演算対象とする２次元画像データは画像データベース１１１等からネットワーク１１０及び通信Ｉ／Ｆ１０４を介して取り込まれ、画像処理装置１００の記憶装置１０３に記憶されているものとする。

図２の画像生成処理において、まず画像処理装置１００のＣＰＵ１０１は、対象領域を時間経過に伴い断続的に撮影した一連の断層像を入力画像データとして読み込む。本実施の形態では、一例として、読み込む画像は頸動脈領域を含む一連の断層像群３０（３０−１、３０−２、３０−３、…）（図４参照）とする。また、読み込む画像の好適な例として、ＣＴ画像またはＭＲ画像等が挙げられる。なお、対象領域は頸動脈に限定されるものではなく、他の臓器領域としてもよい。

ＣＰＵ１０１は、図３に示すような操作画面２０を表示装置１０７に表示し、開始ボタン２３がクリックされるまで待機する（ステップＳ１０１）。開始ボタン２３がクリックされると（ステップＳ１０１；Ｙｅｓ）、ＣＰＵ１０１は、読み込んだ一連の断層像３０（３０−１、３０−２、３０−３、３０−４…）のうち最初の断層像３０−１を操作画面２０の画像表示エリア２１に表示する（ステップＳ１０２）。

ここで、図３を参照して操作画面２０について説明する。
図３に示すように、操作画面２０には、画像表示エリア２１、マウスポインタ２２、開始ボタン２３、終了ボタン２３等が設けられる。
画像表示エリア２１には、処理対象とする断層像が表示される。開始ボタン２３が押下されると、断層像が例えばスライス順（体軸方向）に切り替えられて表示される。以下、２次元画像を順に切り替えて表示することを動画表示と呼ぶ。また、本実施の形態では、説明を簡単にするために、動画表示される２次元画像は、一連の断層像とする。

マウスポインタ２２は、マウス１０８の移動操作に伴って移動させられる。画像表示エリア２１に表示されている断層像上でマウスポインタ２２が任意の位置に移動させられ、マウス１０８の左ボタンが押下されると、ＣＰＵ１０１はマウスポインタ２２が指し示す位置の座標をＰＯＩ座標として読み取る。また、動画再生中にマウス１０８の左ボタンが長押しされながらマウスポインタ２２が移動させられると、ＣＰＵ１０１は、マウスの１０８移動先の位置の座標をＰＯＩ座標として、各断層像から順に読み取る。断層像の切替え表示中に、マウス１０８の左ボタンが長押しされながらマウスポインタ２２が移動させられた場合は、ＣＰＵ１０１は、該当する断層像における移動先の座標をＰＯＩ座標として読み取る。

開始ボタン２３は、動画再生を開始するとともに、マウスポインタ２２によるＰＯＩの指定を開始する際に操作者に押下されるボタンである。
終了ボタン２４は、動画再生を終了するとともに、マウスポインタ２２によるＰＯＩの指定を終了する際に、操作者に押下されるボタンである。

操作者により、マウス１０８が移動させられ、所望の位置でマウス１０８のボタンが押下（クリック）されると、ＣＰＵ１０１はクリックされた位置の座標を読み込み、断層像３０−１に対するＰＯＩ座標として主メモリ１０２に保持する（ステップＳ１０３）。
ここで、操作画面２０の終了ボタン２４が押下されると（ステップＳ１０４；Ｙｅｓ）、動画再生を終了し、ステップＳ１０６へ進む。

操作画面２０の終了ボタン２４が押下されない場合は（ステップＳ１０４；Ｎｏ）、動画再生とマウスによるＰＯＩの指示入力を継続する。すなわち、ＣＰＵ１０１は、次の断層像３０−２を画像表示エリア２１に表示して（ステップＳ１０５）、ステップＳ１０３へ戻る。
このとき、操作者はマウス１０７のボタンを押下したままでよい。

なお、ＣＰＵ１０１は、マウス１０８の移動操作量に応じて、動画再生速度を変更することが望ましい。例えば、動画再生中、すなわち関心点の設定操作中にマウス１０８が移動させられると動画再生速度（次のフレームへ切り替わる速度）を遅くするようにすれば、所望の位置に関心点を指示しやすくなる。例えば、蛇行する血管等のように、指示位置が連続する画像間で異なる場合は、動画再生速度が遅い方が関心点を指示しやすく好適である。一方、連続する画像間で関心点の位置があまり変化しない場合は、操作者がマウス１０８を移動する必要がないため素早く次のフレームへ切り替えて動画再生速度を速くすれば、ＲＯＩの設定処理を高速に行えるようになる。また、手振れによる誤操作を減らすことができる。

図４に示すように、各断層像３０−１、３０−２、３０−３、３０−４、…についてステップＳ１０２〜ステップＳ１０３の処理によって、それぞれＰＯＩ座標の指定が行われる。ＰＯＩ座標の指定及び読み込みが終了し終了ボタン２４がクリックされると（ステップＳ１０４；Ｙｅｓ）、ＣＰＵ１０１は各断層像３０−１、３０−２、３０−３、３０−４、…から読み込んだマウス座標（ＰＯＩ座標）を中心とする所定領域の座標群（ＲＯＩ４１、４２、４３、４４、…）を更に各断層像３０−１、３０−２、３０−３、３０−４、…から読み込み、これらのＲＯＩ４１、４２、４３、４４、…をまとめて１つのＲＯＩ群とする。ＲＯＩとする所定領域は、例えば、各断層像におけるＰＯＩ座標を中心とする所定半径の円とする。例えば、図４に示すように、頸動脈領域を含む小領域４１、４２、４３、４４、…をＲＯＩとする。なお、ＲＯＩの形状は、円に限定されず楕円や矩形等の幾何学的な形状としてもよいし、ユーザが描画ツール等を用いて作成するその他の任意の形状としてもよい。或いは、ＲＯＩを所定の臓器領域に設定する場合は、臓器の形状に合わせる等、解剖学的に求められた形状としてもよい（図１８参照）。

また、図３に示すような矢印の形状のマウスポインタ２２に代えて、図５に示すように、ＲＯＩとする領域と同じ形状（図形）のＲＯＩマーク２９を予め断層像上に表示しておいてもよい。この場合、ステップＳ１０３におけるＰＯＩ座標の読み込みの際に、マークの内部の座標を全て読み込み、ＲＯＩとして保持してもよい。図５の例では、ＲＯＩマーク２９の形状は円としているが、その他の形状としてもよい。

なお、図５の操作画面２０ａに示すように、ＲＯＩマーク２９の半径を調整する調整手段としてスライダ２７を設け、スライダ２７のハンドルを左右に移動することでＲＯＩマーク２９の大きさを操作者が調整できるようにしてもよい。
また、操作画面２０ａに示すように、ＲＯＩ内の画像をどのような画像処理方法を用いて構成するかを選択する画像種別選択手段（プルダウン２８）を設けるようにしてもよい。図５の例では、画像種別選択手段は、プルダウン２８の形式でいくつかの画像種別（例えば、ＭＩＰ画像、３Ｄ画像、ＣＰＲ画像、ＭＰＲ画像等、各種画像種別）が表示されるようになっている。

図２の説明に戻る。
ステップＳ１０６の処理によってＲＯＩ群５０の座標が読み込まれると、ＣＰＵ１０１はＲＯＩ群５０の内部の各座標の画素値データを使用して、ＭＩＰ画像や３Ｄ画像等を構成する（ステップＳ１０７）。ＲＯＩ群５０以外の領域については、ＭＩＰ画像や３Ｄ画像等を構成せず、例えば、一律の画素値を付与する。

なお、同一の断層像群に対して２つ以上のＲＯＩ群を設定してもよい。その場合の操作は、第１のＲＯＩ群の設定終了後（ステップＳ１０４；Ｙｅｓ→ステップＳ１０６）、操作者は再度、操作画面２０の開始ボタン２３をクリックする。開始ボタン２２がクリックされると（ステップＳ１０１；Ｙｅｓ）、ＣＰＵ１０１は、第１のＲＯＩ群５０を設定した断層像群３０と同じ断層像群３０の最初の断層像３０−１を操作画面２０に再度表示し、ＰＯＩの指示操作を受け付ける。そして、図２の画像処理のステップＳ１０３〜Ｓ１０６を実行し、各断層像におけるＰＯＩ座標を読み込み、その周囲の所定の小領域の座標を読み込んで第２のＲＯＩ群（不図示）として主メモリに保持する。以上のようにして、同一の断層像群に対して、複数のＲＯＩ群を設定することも可能である。

図６は、図４に示す断層像群３０に対して設定された２つのＲＯＩ群の内部をＭＩＰ画像とし、その他の領域に一律の画素値を付与して構成した診断用画像の一例である。図６の診断用画像の横方向はＸ方向、縦方向はＺ方向（体軸）であり、ＲＯＩ群は頸動脈に沿って設定されたものである。また、ＲＯＩ群内のデータを用いて生成されたＭＩＰ画像は、Ｙ方向に最大値を投影したものである。
図６に示す診断用画像では、予め頸動脈領域をＲＯＩ群に指定して、ＭＩＰ画像を構成するため、骨領域が含まれず、頸動脈の石灰化領域が明確となる。
また、ＲＯＩ群の内部をＭＩＰ画像とし、その他の領域を一律の画素値を与えるため、画像を生成するための演算量を大幅に減らすことができ、高速に診断用画像を構成できる。

なお、ＲＯＩ群の外部の画像については、ＲＯＩ群の内部とは別の種類の画像を構成してもよい。
例えば、図７に示すように、ＣＰＵ１０１は、各断層像に対して設定された２つのＲＯＩ５１、５２の中心（或いは、２つのＰＯＩ）を結ぶ直線５３を設定し、ＲＯＩ群の外部領域については、各断層像に設定された直線５３に沿ったＣＰＲ（Ｃｕｒｖｅｄ Ｐｌａｎａｒ Ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ）画像を生成する。

図８は、図７に示す２つのＲＯＩ５１、５２の内部をＭＩＰ画像とし、ＲＯＩ５１、５２の外部領域を直線５３に沿ったＣＰＲ画像として構成した診断用画像の例を示している。

また、この場合、図９に示す操作画面２０ｂのように、ＲＯＩ内の画像処理方法を選択するための画像種別選択手段であるプルダウン６２と、ＲＯＩの外部の画像処理方法とを選択するための画像種別選択手段であるプルダウン６３とを設け、操作者がＲＯＩ内外の処理方法を共に選択できるようにしてもよい。また、画像表示エリア２１に、断層像に対して設定されたＲＯＩ５１、５２と、これらのＲＯＩ５１、５２の中心を結ぶ直線５３とを表示すれば、ＲＯＩ５１、５２の設定状態等を操作者が確認しやすく、またＣＰＲ面を想起しやすいため、更に好適である。

また、操作画面２０ｂにおいて、図３に示す操作画面２０に遷移するＲＯＩ設定画面遷移ボタン６５と、診断用画像の生成を開始する画像生成ボタン６６を設けるようにしてもよい。ＲＯＩ群の設定をやり直す場合には、操作者がＲＯＩ設定画面遷移ボタン６５を押下する。するとＣＰＵ１０１は、図３の操作画面２０を表示装置１０７に表示し、ＲＯＩ設定の開始を待機する。また、図９の操作画面２０ｂにおいて、画像生成ボタン６６が押下されると、ＣＰＵ１０１は、プルダウン６２、６３において指定された画像処理方法によってＲＯＩ群の内部及び外部の各画像を生成し、これらを合成して診断用画像とする。

以上説明したように、第１の実施の形態の画像処理装置１００は、表示装置１０７に一連の断層像（連続的な位置関係にある２次元画像）を順次表示（動画表示）し、操作者が動画表示されている各断層像に対して関心点とする位置（ＰＯＩ）をマウス１０８により指示入力すると、ＣＰＵ１０１は、指示入力された各断層像におけるＰＯＩの座標をそれぞれ読み込む。このようなマウスの指示により連続的に各断層像にＰＯＩ座標が指定されると、ＣＰＵ１０１は、読み込んだＰＯＩ座標を含む所定範囲を複数の断層像に跨る１つのＲＯＩ群とする。
これにより、動画表示中のマウス操作によって簡単かつ高速に３次元のＲＯＩ群を設定できる。

また、操作画面２０のように、ＰＯＩの指示入力の開始タイミング及び終了タイミングを指定するための各操作ボタンを設け、ＣＰＵ１０１は、上述の開始タボタン押下から終了ボタン押下までの間、マウス１０８により指示入力された各断層像におけるＰＯＩの座標をそれぞれ読み込むようにするため、確実にＰＯＩ座標の読み込みを行えるようになる。

また、一連の断層像に対し、ＲＯＩの設定を複数回繰り返し実行可能とすることにより、断層像群に対して複数のＲＯＩ群を設定でき、実用的である。

また、ＲＯＩ群の内部と外部とで異なる画像処理方法により画像を生成するため、関心領域（ＲＯＩ群）については精密な画像を正確に生成し、ＲＯＩ群以外の領域では処理を省いたり、粗い画像を簡易に生成することができ、画像の演算処理が簡素となり、処理を高速化できる。

また、マウス１０８の移動操作量に応じて、動画再生速度を変更するようにし、例えば、動画再生中（関心点設定中）にマウスが移動操作されると動画再生速度（次のフレームへ切り替わる速度）を遅くするようにすれば、所望の位置に関心点を指示する操作が更に容易となる。一方、連続する画像間で関心点の位置があまり変化しない場合は、マウスを移動する必要がないため素早く次のフレームへ切り替え、動画再生速度を早くすれば、処理を高速に行えるようになる。

［第２の実施の形態］
次に、図１０〜図１７を参照して、本発明の第２の実施の形態について説明する。
第２の実施の形態では、ＲＯＩ群の様々な形態について説明する。
すなわち、第１の実施の形態の画像処理装置１００では、動画再生されている各断層像３０−１、３０−２、３０−３、…に対して、所定の位置にマウスポインタを移動して長押しすることによって、連続的に点（ＰＯＩ）を指示し、指示された点の周囲の小領域（円、矩形、楕円、その他の任意形状を含む）を関心領域（ＲＯＩ群）として設定するものとしたが、関心領域（ＲＯＩ群）とする領域は点の周囲の小領域に限定されない。

例えば、図１０に示すように、ＰＯＩとして指定された点を含むように設定された１組の平行線５４、５５の間の領域をＲＯＩ群としてもよい。

この場合、ＣＰＵ１０１は、図２のＲＯＩ設定・画像生成処理において、ステップＳ１０１〜ステップＳ１０５の処理と同様に、動画再生中にマウスポインタ２２を任意の位置に移動して一連の断層像に対してＰＯＩを指定する。これを２回繰り返し、各断層像に対して２つずつＰＯＩを指定する。その後、ステップＳ１０６の処理「読み込んだマウス座標（ＰＯＩ）を中心とした小領域をＲＯＩ（群）とする」に代えて、読み込んだマウス座標（ＰＯＩ）を含む所定幅の平行線５４、５５を各断層像に設定し、平行線５４、５５によって挟まれた領域をＲＯＩ群とする、といった処理を行う。

その後の画像生成処理は、図２のステップＳ１０７、ステップＳ１０８と同様に、ＲＯＩ群内の画素値データを使ってＭＩＰ画像や３Ｄ画像等を構成し、構成した画像を表示装置１０７に表示するとともに、主メモリ１０２または記憶装置１０３に格納する。

図１１は、図１０に示す平行線５４、５５に挟まれる領域をＲＯＩ群とし、ＲＯＩ群の内部の画素値データからＭＩＰ画像を構成した例を示している。

また、この場合、図１２に示す操作画面２０ｃのように、ＲＯＩ群の内部の画像処理を選択するためのプルダウン６２を設け、操作者がＲＯＩ内の画像処理方法を選択できるようにしてもよい。また、画像表示エリア６１には、断層像とともに、設定された２本の平行線５４、５５を表示すれば、操作者がＲＯＩ群の設定状態等を確認しやすく、更に好適である。

また、操作画面２０ｃにおいて、平行線５４、５５の角度や幅を変更するための変更手段として、角度値や幅の値を設定するスライダ６４、６７を設けることが望ましい。操作画面２０ｃのスライダ６４、６７を用いて平行線の角度や幅が設定され、開始ボタン６５が押下されると、ＣＰＵ１０１は、一連の断層像から平行線５４、５５の間の領域をＲＯＩ群として各断層像からＰＯＩ群内部の座標値や画素値データを取得する。また、終了ボタン６６が押下された場合は、操作画面２０ｃを閉じ、処理を終了する。

また、２本の線によるＲＯＩ群の設定は平行線に限定されず、図１３に示すように、ＰＯＩを挟むように交わる２本の線（交差線）５６、５７を用いてもよい。交差線５６、５７は、直線としてもよいし曲線としてもよい。

この場合、ＣＰＵ１０１は、図２の画像生成処理において、ステップＳ１０１〜ステップＳ１０５の処理と同様に、動画再生中にマウスポインタ２２を任意の位置に移動して一連の断層像に対してＰＯＩを指定する。これを２回繰り返し、各断層像に対して２つずつＰＯＩを指定する。その後、ステップＳ１０６の処理「読み込んだマウス座標（ＰＯＩ）を中心とした小領域をＲＯＩ（群）とする」に代えて、読み込んだマウス座標（ＰＯＩ）を含む所定角度で交わる交差線５６、５７を各断層像に設定し、交差線５６、５７によって挟まれた領域のうちＰＯＩを含む領域をＲＯＩ群とする、といった処理を行う。

その後の画像生成処理は、図２のステップＳ１０７、ステップＳ１０８と同様に、ＲＯＩ群内の画素値データを使ってＭＩＰ画像や３Ｄ画像等を構成し、構成した画像を表示装置１０７に表示するとともに、主メモリ１０２または記憶装置１０３に格納する。

図１４は、図１３に示すように、交差線５６、５７によって挟まれる領域をＲＯＩ群とし、ＲＯＩ群の内部の画素値データからＭＩＰ画像を構成した例を示している。

また、この場合、図１５に示す操作画面２０ｄのように、ＲＯＩ群の内部の画像処理を選択するためのプルダウン６２を設け、操作者がＲＯＩ内の画像処理方法を選択できるようにしてもよい。また、画像表示エリア６１には、断層像とともに、設定された２本の線５６、５７を表示すれば、操作者がＲＯＩ群の設定状態等を確認しやすく、更に好適である。

また、操作画面２０ｄにおいて、交差線５６、５７の傾きを変更するための変更手段として、スライダ６８、６９を設けることが望ましい。操作画面２０ｄのスライダ６８、６９を用いて２本の交差線の傾きが調整され、開始ボタン６５が押下されると、ＣＰＵ１０１は、一連の断層像から交差線５６、５７によって挟まれる領域のうちＰＯＩを含む領域をＲＯＩ群として、各断層像からＲＯＩ群内部の座標値や画素値データを取得する。また、終了ボタン６６が押下された場合は、操作画面２０ｄを閉じ、処理を終了する。

また例えば、図１６に示すように、各断層像にＰＯＩとして２点が指定されている場合、２本の平行な線５４、５５と、任意に設定された投影面７０に垂直な線５８ａ、５８ｂ及び５９ａ、５９ｂとで、各ＰＯＩを囲み、平行線５４、５５と投影面７０に垂直な線５８ａ、５８ｂで囲まれた部分領域を第１のＲＯＩ、平行線５４、５５と投影面７０に垂直な線５９ａ、５９ｂで囲まれた部分領域を第２のＲＯＩとして設定するようにしてもよい。

この場合、ＣＰＵ１０１は、図２の画像生成処理において、ステップＳ１０１〜ステップＳ１０５の処理と同様に、動画再生中にマウスポインタ２２を任意の位置に移動して一連の断層像に対してＰＯＩを指定する。これを２回繰り返し、各断層像に対して２つずつＰＯＩを指定する。その後、ステップＳ１０６の処理「読み込んだマウス座標（ＰＯＩ）を中心とした小領域をＲＯＩ（群）とする」に代えて、読み込んだマウス座標（ＰＯＩ）を含む所定幅の平行線５４、５５を各断層像に設定するととともに、投影面７０に垂直な線５８ａ、５８ｂ、５９ａ、５９ｂを設定し、平行線５４、５５と投影面７０に垂直な線５８ａ、５８ｂによって挟まれた領域を第１のＲＯＩ群とし、平行線５４、５５と投影面７０に垂直な線５９ａ、５９ｂによって挟まれた領域を第２のＲＯＩ群とする、といった処理を行う。

その後のステップＳ１０７、ステップＳ１０８の画像生成処理では、第１及び第２のＲＯＩ群内については、投影面７０に垂直な方向を投影方向としてＭＩＰ画像を構成するとともに、その他の領域については骨領域を示す画素値を省いた骨抜きＭＩＰ画像を構成し、これらの画像を合成して１つの診断用画像を生成する。骨抜きＭＩＰ処理は、同時処理でも骨抜き処理が先でもよい。そして、ＣＰＵ１０１は、構成した画像を表示装置１０７に表示するとともに、主メモリ１０２または記憶装置１０３に格納する。

図１７は、図１６に示すように平行線５４、５５と投影面７０に垂直な線５８ａ、５８ｂ、５９ａ、５９ｂで囲まれ、各ＰＯＩを含む部分領域をＲＯＩ群とした場合に、２つのＲＯＩ群内をＭＩＰ画像、ＲＯＩ群の外部であって平行線内部の領域を骨抜きＭＩＰ画像とし、これらを合成した診断用画像の例を示している。図１７に示す診断用画像では、図１１や図１４の診断用画像（平行線領域内または交差線領域内のＭＩＰ画像）と比較して石灰化領域がより目立つようになる。

なお、ＰＯＩが３点以上ある場合は、図１６の平行線５４、５５に代えて、折れ線やスプライン曲線等を用いてＲＯＩを設定してもよい。

以上説明したように、第２の実施の形態では、ＰＯＩを挟む平行線や交差線、その他の線を用いて様々なＲＯＩ群を設定することができる。したがって、診断に好適な画像を様々な形態で作成することが可能となり、実用性が向上する。

なお、図６、図８、図１１、図１４及び図１７等の診断用画像において、ＲＯＩの内外の境界位置に境界線を描画し、識別可能にＲＯＩ内外の境界線を示すようにしてもよい。また、ＲＯＩの内部とＲＯＩの外部とで、画像の濃度値や透明度を異なるものとし、これによりＲＯＩの境界を明示するようにしてもよい。これにより、ＲＯＩ内とＲＯＩ外とで異なる種類の画像が合成された画像であることが明確となり、画像診断が容易となる。

［第３の実施の形態］
次に、図１８を参照して、本発明の第３の実施の形態について説明する。
第１の実施の形態では、マウスの指示操作によって、動画再生中に一連の断層像にＰＯＩが設定されると、ＰＯＩを含む小領域をＲＯＩとするものとした。
第３の実施の形態では、上述のＲＯＩとする小領域を臓器の形状（例えば血管の太さ）に応じて設定するものである。

第３の実施の形態の画像処理装置１００では、第１の実施の形態のＲＯＩ設定・画像生成処理と同様に、まず、マウス１０８の指示操作によって、動画再生されている一連の断層像８０にＰＯＩが設定されると、ＣＰＵ１０１は、ＰＯＩ座標を読み込む。次に、ＣＰＵ１０１は、ＰＯＩの周辺の画素値データに基づいて血管の平均半径を算出する。

血管の平均半径の算出方法としては、例えば、図１８に示すように、
（ａ）ＰＯＩ８１から放射状に処理点を発し、各処理点において閾値処理を行い、濃度値が一定値以下の画素を抽出し、血管の半径を得る。
（ｂ）または、ＰＯＩ８２の近傍の領域に矩形範囲８３を設定し、矩形範囲８３の内部で閾値処理を行い、更に円形度が大きい領域を抽出する。抽出面積Ｓから円近似で血管の半径をＳｑｒｔ（Ｓ／π）により求める。

このような方法で、各断層像８０でＰＯＩ８１、８２の周囲の情報から血管の平均半径を求め、ＰＯＩ８１、８２から血管の平均半径の領域もしくは平均半径に所定値を加算した領域をそれぞれＲＯＩとして、ＲＯＩ群を設定する。
ＲＯＩ群設定後の画像生成処理については、第１の実施の形態と同様である。

以上説明したように、第３の実施の形態の画像処理装置１００によれば、臓器（血管）の形状に応じてＲＯＩを設定することができるため、ＲＯＩ内に対象とする臓器以外の余分の領域を含む割合を減らすことができる。そのため、より好適な診断用画像を生成することが可能となる。

［第４の実施の形態］
次に、図１９を参照して、本発明の第４の実施の形態について説明する。

上述の第１〜第３の実施の形態では、動画再生の順序はスライス順として説明したが、スライス順ではなく、マウスの移動方向（すなわち、ＰＯＩの移動方向）に常に垂直な平面の補間画像を生成し、表示するようにしてもよい。
例えば、蛇行する血管等を関心領域（ＲＯＩ群）とする場合には、血管の断面が常に正面、すなわち血管の走行方向と垂直となるように動画が再生される方がＰＯＩ設定の操作が行いやすい。

このため、第４の実施の形態では、マウスの移動方向に伴って、マウスの移動方向に直交するような補間画像を生成し、常にマウスの移動方向に垂直な画像が順次表示する。

図１９は原画像３０となる断層像群３０−１、３０−２、３０−３、３０−４、…の並び順と、マウスの移動方向に伴って生成され、表示される補間画像３１、３２、３３、３４、…との関係を説明する図である。符号２２−１、２２−２、２２−３、２２−４、…は、ＰＯＩ設定の操作中に、それぞれ補間画像３１、３２、３３、３４、…に表示されるマウスポインタである。

補間画像３１、３２、３３、３４、…は、それぞれ前の時相で表示された画像におけるＰＯＩ座標の位置の変化に応じて決定される。例えば、第１フレームが補間画像３１、次の第２フレームが補間画像３２の場合、その次の第３フレームの画像（補間画像３３）の角度は、補間画像３１にて指定されたＰＯＩ座標と、補間画像３２にて指定されたＰＯＩ座標とを結ぶ直線に直交するように生成される。各補間画像３１、３２、３３、３４、…は、断層像３０−１、３０−２、３０−３、…を原画像とする３次元ボリュームデータに基づいて生成される。同様に、第４フレームの画像（補間画像３４）の角度は、補間画像３２にて指定されたＰＯＩ座標と、補間画像３３にて指定されたＰＯＩ座標とを結ぶ直線に直交するように生成される。

このように、動画再生において、直前に表示された複数フレームの画像において指示された各関心点座標の移動方向に直交するように補間画像を生成し、生成した補間画像を次フレームの画像として表示すれば、マウスの移動に直交する断面を常に次フレームに表示させることが可能となり、ＰＯＩの指示入力が容易となる。

以上第１〜第４の実施の形態において説明したように、本発明に係る画像処置装置１００によれば、連続した位置関係にある２次元画像を順次表示する動画再生中に、操作者が表示されている画像上でマウスボタンを長押しすると、関心点とする位置（ＰＯＩ）が連続的に各断層像に指定される。そして、ＣＰＵ１０１は、各断層像から読み込んだＰＯＩ座標を含む所定範囲を複数の断層像に跨る１つの３次元のＲＯＩ群とする。そして、ＲＯＩ群内について所望の画像を生成する。
これにより、動画表示中のマウスによる指示操作という簡単な手動操作で、高速に３次元にわたるＲＯＩ設定を行うことが可能となる。更に、手動操作により設定されたＲＯＩ群内の画像を自動で生成する。これにより、例えば、石灰化領域と骨領域のように、分離しにくい画素値を有する両領域を半自動的に分離して画像生成することが可能となる。このように処理を半自動化することで、結果的に所望の画像を効率よく生成することが可能となる。

以上、添付図面を参照しながら、本発明に係る画像処理装置の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

１・・・・・・・画像処理システム
１００・・・・・画像処理装置
１０１・・・・・ＣＰＵ
１０２・・・・・主メモリ
１０３・・・・・記憶装置
１０４・・・・・通信Ｉ／Ｆ
１０５・・・・・表示メモリ
１０６・・・・・Ｉ／Ｆ
１０７・・・・・表示装置
１０８・・・・・マウス
１０９・・・・・入力装置
１１０・・・・・ネットワーク
１１１・・・・・画像データベース
１１２・・・・・医用画像撮影装置
１１３・・・・・バス
２０、２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ・・・・・操作画面
２１・・・・・・画像表示エリア
２２・・・・・・マウスポインタ
２３・・・・・・開始ボタン
２４・・・・・・終了ボタン
３０（３０−１、３０−２、３０−３、…）・・・断層像群
３１、３２、３３、３４・・・・・補間画像
４１、４２、４３、４４・・・・・ＲＯＩ
５０・・・・・・ＲＯＩ群
５１、５２・・・ＲＯＩ
５３・・・・・・ＲＯＩ５１、５２の中心を結ぶ直線
５４、５５・・・平行線
５６、５７・・・交差線
５８ａ、５８ｂ、５９ａ、５９ｂ・・・投影面に垂直な線
６１・・・・・・画像表示エリア
６２・・・・・・ＲＯＩ内画像種別を選択するためのプルダウン
６３・・・・・・ＲＯＩ外画像種別を選択するためのプルダウン
６４・・・・・・平行線の角度調整用スライダ
６５・・・・・・開始ボタン
６６・・・・・・終了ボタン
６７・・・・・・平行線の幅調整用スライダ
６８・・・・・・交差線（第１ライン５６）の傾き調整用スライダ
６９・・・・・・交差線（第１ライン５７）の傾き調整用スライダ
７０・・・・・・投影面
８０・・・・・・断層像
８１、８２・・・ＰＯＩ
８３・・・・・・矩形範囲

Claims (8)

1. 連続的な位置関係にある２次元画像群を順次表示する動画表示手段と、
   前記動画表示手段により順次表示される各２次元画像に対して関心点とする位置を指示入力する入力手段と、
   前記入力手段により指示入力された関心点の座標を前記各２次元画像からそれぞれ読み込み、読み込んだ関心点の座標を含む前記各２次元画像上の各所定範囲を複数の２次元画像に跨る３次元のＲＯＩ群として設定するＲＯＩ群設定手段と、
   前記ＲＯＩ群設定手段により設定されたＲＯＩ群の内部と外部とで異なる画像処理方法により画像を生成する画像生成手段と、
   を備えることを特徴とする画像処理装置。
2. 前記画像生成手段は、前記ＲＯＩ群の内部の画像と外部の画像とを識別できるように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。
3. 連続的な位置関係にある２次元画像群を順次表示する動画表示手段と、
   前記動画表示手段により順次表示される各２次元画像に対して関心点とする位置を指示入力する入力手段と、
   前記入力手段により指示入力された関心点の座標を前記各２次元画像からそれぞれ読み込み、読み込んだ関心点の座標を含む前記各２次元画像上の各所定範囲を複数の２次元画像に跨る３次元のＲＯＩ群として設定するＲＯＩ群設定手段と、
   を備え、
   前記動画表示手段は、
   直前に表示された複数フレームにおいて指示された関心点座標の移動方向に直交する補間画像を生成し、生成した補間画像を次フレームの２次元画像とすることを特徴とする画像処理装置。
4. 連続的な位置関係にある２次元画像群を順次表示する動画表示手段と、
   前記動画表示手段により順次表示される各２次元画像に対して関心点とする位置を指示入力する入力手段と、
   前記入力手段により指示入力された関心点の座標を前記各２次元画像からそれぞれ読み込み、読み込んだ関心点の座標を含む前記各２次元画像上の各所定範囲を複数の２次元画像に跨る３次元のＲＯＩ群として設定するＲＯＩ群設定手段と、
   を備え、
   前記ＲＯＩ群設定手段は、
   各２次元画像において指示された前記関心点の周辺の画素値から血管領域を決定し、決定した血管領域を前記ＲＯＩ群として設定することを特徴とする画像処理装置。
5. コンピュータを用いて、動画再生中に関心領域を設定する関心領域設定方法であって、
   連続的な位置関係にある２次元画像群を順次表示するステップと、
   順次表示される各２次元画像に対して関心点とする位置を指示入力するステップと、
   指示入力された関心点の座標を前記各２次元画像からそれぞれ読み込み、読み込んだ関心点の座標を含む前記各２次元画像上の各所定範囲を複数の２次元画像に跨る３次元のＲＯＩ群として設定するステップと、
   設定された前記ＲＯＩ群の内部と外部とで異なる画像処理方法により画像を生成するステップと、
   を含むことを特徴とする関心領域設定方法。
6. 前記画像を生成するステップは、前記ＲＯＩ群の内部の画像と外部の画像とを識別できるように表示することを特徴とする請求項５に記載の関心領域設定方法。
7. コンピュータを用いて、動画再生中に関心領域を設定する関心領域設定方法であって、
   連続的な位置関係にある２次元画像群を順次表示するステップと、
   順次表示される各２次元画像に対して関心点とする位置を指示入力するステップと、
   指示入力された関心点の座標を前記各２次元画像からそれぞれ読み込み、読み込んだ関心点の座標を含む前記各２次元画像上の各所定範囲を複数の２次元画像に跨る３次元のＲＯＩ群として設定するステップと、
   を含み、
   前記２次元画像群を順次表示するステップは、
   直前に表示された複数フレームにおいて指示された関心点座標の移動方向に直交する補間画像を生成し、生成した補間画像を次フレームの２次元画像とすることを特徴とする関心領域設定方法。
8. コンピュータを用いて、動画再生中に関心領域を設定する関心領域設定方法であって、
   連続的な位置関係にある２次元画像群を順次表示するステップと、
   順次表示される各２次元画像に対して関心点とする位置を指示入力するステップと、
   指示入力された関心点の座標を前記各２次元画像からそれぞれ読み込み、読み込んだ関心点の座標を含む前記各２次元画像上の各所定範囲を複数の２次元画像に跨る３次元のＲＯＩ群として設定するステップと、
   を含み、
   前記３次元のＲＯＩ群として設定するステップは、
   各２次元画像において指示された前記関心点の周辺の画素値から血管領域を決定し、決定した血管領域を前記ＲＯＩ群として設定することを特徴とする関心領域設定方法。