JP6632829B2 - 医用画像処理装置及び医用画像処理方法 - Google Patents

医用画像処理装置及び医用画像処理方法 Download PDF

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Description

本発明の一態様としての実施形態は、血管の情報を含むデータを位置合せする医用画像処理装置及び医用画像処理方法に関する。
脳動脈瘤は血管の一部が膨れてできた瘤状のものをいい、破裂してくも膜下出血を呈するまで無症状に経過することが多い。そして、最近までの外科治療の対象は、くも膜下出血を生じた破裂脳動脈瘤又は巨大化し周囲脳を圧迫するようになった巨大脳動脈瘤であった。しかし、くも膜下出血は、病院に収容され治療が開始される前に死亡する、いわゆる突然死や重症に至る症例が多く、その５０％近くは医療技術が進んだ現在でも不良の転帰をとっている。このため、未破裂の脳動脈瘤の早期発見は、非常に重要な課題とされている。
初回検査で得られる脳血管を含むボリュームデータに基づく三次元画像に基づいて脳動脈瘤が早期発見されるものの、その脳動脈瘤のサイズが小さい等のため、破裂のリスクが低いと診断される場合がある。その場合、初回検査の後の経過観察のために、定期的に、ＣＴＡ（ｃｏｍｐｕｔｅｄ ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ ａｎｇｉｏｇｒａｐｈｙ）やＭＲＡ（ｍａｇｎｅｔｉｃ ｒｅｓｏｎａｎｃｅ ａｎｇｉｏｇｒａｐｈｙ）等が用いられてフォローアップ検査が行なわれる。
医用画像処理装置は、初回検査及びフォローアップ検査で得られるボリュームデータ（三次元データセット）に基づいて脳動脈瘤を検出し、脳動脈瘤の計測項目（脳動脈瘤のネック面積及び体積等）に関する計測を行なってその計測結果を表示する。その表示に基づいて、診断者は、脳動脈瘤の経時的な変化を観察することができる。この場合、操作者は、脳血管を含むボリュームデータに基づく三次元画像上で手動又は半自動（クリック操作）により、計測結果を得るための位置パラメータ（脳動脈瘤の識別点及びネック面の空間位置）を指定する。
なお、ボリュームデータから脳動脈瘤の候補を検出するための検出支援装置及び検出方法が、例えば、特許文献１に開示されている。
特開２０１１−１０４２０６号公報
従来技術によると、フォローアップ検査毎に脳動脈瘤に関する計測結果を得るために、操作者は、フォローアップ検査毎に、脳血管を含むボリュームデータに基づく三次元画像上で手動又は半自動（クリック操作）より位置パラメータを指定し直す必要がある。この指定操作は、操作者にとって負担となり、また、操作者の技量によってばらつきが生じてしまうという問題がある。
そこで、フォローアップ検査で得られるボリュームデータを初回検査で得られるボリュームデータに位置合せを行なうことで、初回検査で指定された位置パラメータを用いてフォローアップ検査における計測結果を求める方法が考えられる。しかしながら、脳動脈瘤の経時的な成長によりその形状が変形するため、ボリュームデータ同士の単純な位置合せでは適切な位置合せができない。
本実施形態の医用画像処理装置は、上述した課題を解決するために、第１及び第２ボリュームデータに対して、被検体の観察領域を含む第１領域と、前記第１領域とは異なる第２領域をそれぞれ設定する設定手段と、前記第１及び第２ボリュームデータのうち前記第２領域において前段の位置合せを行なう前段位置合せ手段と、前記前段の位置合せの結果を用いて、前記第１及び第２ボリュームデータのうち前記第１領域において後段の位置合せを行なう後段位置合せ手段と、前記後段の位置合せの結果を用いて、前記第１ボリュームデータにおける前記観察対象の計測に用いられる計測条件を、前記第２ボリュームデータにおける前記観察対象の計測に適用する計測手段と、を有する。
本実施形態の医用画像処理方法は、上述した課題を解決するために、記憶部から第１及び第２ボリュームデータを取得し、前記第１及び第２ボリュームデータに対して、被検体の観察領域を含む第１領域と、前記第１領域とは異なる第２領域をそれぞれ設定し、前記第１及び第２ボリュームデータのうち前記第２領域において前段の位置合せを行ない、前記前段の位置合せの結果を用いて、前記第１及び第２ボリュームデータのうち前記第１領域において後段の位置合せを行ない、前記後段の位置合せの結果を用いて、前記第１ボリュームデータにおける前記観察対象の計測に用いられる計測条件を、前記第２ボリュームデータにおける前記観察対象の計測に適用し、前記計測の結果を表示部に表示させる。
第１及び第２実施形態に係る医用画像処理装置のハードウェア構成を示す概略図。 第１及び第２実施形態に係る医用画像処理装置の機能を示すブロック図。 脳動脈瘤に関する位置パラメータの設定方法を説明するための図。 第１ボリュームデータと、それに大域位置合せ後の第２ボリュームデータとを示す図。 第１ボリュームデータの識別点と、第２ボリュームデータの識別点とを示す図。 第１ボリュームデータのうち大ＲＯＩ内の部分と、第２ボリュームデータのうち大ＲＯＩ内の部分とを示す図。 第１ボリュームデータのうち大ＲＯＩ内の部分と、第２ボリュームデータのうち局所位置合せ後の大ＲＯＩ内の部分とを示す図。 第１ボリュームデータのうち大ＲＯＩ内の部分と、第２ボリュームデータのうち局所位置合せ後の大ＲＯＩ内の部分、及び、移動後の小ＲＯＩ内の部分とを示す図。 第２ボリュームデータに基づく脳動脈瘤に関する計測方法を説明するための図。 第２ボリュームデータに基づく脳動脈瘤に関する計測結果の表示例を示す図。 第１実施形態に係る医用画像処理装置の動作を示すフローチャート。 第１実施形態に係る医用画像処理装置の動作を示すフローチャート。 真性大動脈瘤に関する位置パラメータの設定方法を説明するための図。 第１ボリュームデータのうち大ＲＯＩ内の部分を示す図。
本実施形態に係る医用画像処理装置及び医用画像処理方法について、添付図面を参照して説明する。
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る医用画像処理装置のハードウェア構成を示す概略図である。
図１は、第１実施形態に係る医用画像処理装置１０を示す。なお、医用画像処理装置１０は、医用画像を生成する医用画像生成装置（医用画像診断装置）や、医用画像を保存・管理するサーバや、医師の読影に付すため、サーバに保存された医用画像を取り寄せて表示手段上に表示する読影端末等、各種装置がネットワークを介して接続された医用画像システムに設けられてもよい。また、第１実施形態では医用画像処理装置１０単体が本発明を実現する例を説明するが、医用画像処理装置１０における機能を医用画像システムの各構成装置に分散させて医用画像システム全体が本発明を実現するようにしてもよい。
医用画像処理装置１０は、制御部１１、操作部１２、表示部１３、通信部１４、及び記憶部１５を備える。
制御部１１は、処理回路及びＲＡＭ（ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ）等を備えて構成される。制御部１１は、記憶部１５に格納されている各種制御プログラムを読み出して各種演算を行なうと共に、各部１２乃至１５における処理動作を統括的に制御する。
処理回路は、専用又は汎用のＣＰＵ（ｃｅｎｔｒａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｕｎｉｔ）又はＭＰＵ（ｍｉｃｒｏ ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ ｕｎｉｔ）の他、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ：ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）、及び、プログラマブル論理デバイスなどを意味する。プログラマブル論理デバイスとしては、例えば、単純プログラマブル論理デバイス（ＳＰＬＤ：ｓｉｍｐｌｅ ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｌｏｇｉｃ ｄｅｖｉｃｅ）、複合プログラマブル論理デバイス（ＣＰＬＤ：ｃｏｍｐｌｅｘ ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｌｏｇｉｃ ｄｅｖｉｃｅ）、及び、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ：ｆｉｅｌｄ ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｇａｔｅ ａｒｒａｙ）などが挙げられる。処理回路はメモリ（記憶部１５）に記憶された、又は、処理回路内に直接組み込まれたプログラムを読み出し実行することで図２に示す手段１１１〜１２２を実現する。
また、処理回路は、単一の回路によって構成されてもよいし、複数の独立した回路を組み合わせによって構成されてもよい。後者の場合、プログラムを記憶するメモリは回路ごとに個別に設けられてもよいし、単一のメモリが複数の回路の機能に対応するプログラムを記憶するものであってもよい。
操作部１２は、キーボードやマウス等を備える。操作者により操作部１２が操作されると、操作部１２はその操作に応じた操作信号を生成して制御部１１に出力する。なお、表示部１３におけるディスプレイと一体に構成したタッチパネルを備えてもよい。
表示部１３は、ＬＣＤ（ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｄｉｓｐｌａｙ）等の表示手段を備える。表示部１３は、制御部１１からの指示に応じてこの表示手段上に、各種操作画面や、血管の情報を含むボリュームデータ（三次元データセット）に基づく三次元画像や、観察対象に関する計測結果等の各種表示情報を表示させる。ここで、観察対象としては、脳動脈瘤、大動脈瘤（胸部大動脈瘤及び腹部大動脈瘤）、内臓器動脈瘤、末梢動脈瘤、及び冠動脈瘤などの動脈瘤が挙げられる。また、観察対象としては、頸動脈のプラークによる狭窄部位や、冠動脈のプラーク又は石灰化による狭窄部位などが挙げられる。
ここで、三次元画像は、第１ボリュームデータに基づく、任意断面のＭＰＲ（ｍｕｌｔｉ−ｐｌａｎａｒ ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ）画像や、任意視点のレンダリング（ボリュームレンダリング、サーフェスレンダリング）画像を表す。
通信部１４は、パラレル接続仕様やシリアル接続仕様に合わせたコネクタによって構成される。通信部１４は、ネットワーク上の外部装置と情報の送受信を行なう。例えば、通信部１４は、医用画像生成装置（図示しない）による検査（三次元撮像）で得られたボリュームデータを医用画像生成装置やサーバ（図示しない）等から受信したり、医用画像処理装置１０における動脈瘤に関する計測結果を読影端末（図示しない）に送信したりして、外部装置と通信動作を行なう。
記憶部１５は、制御部１１において用いられる制御プログラム、動脈瘤に関する計測等の各種処理プログラムの他、各プログラムの実行に必要な位置パラメータや計測結果等のデータを記憶する。また、記憶部１５は、通信部１４を介して医用画像生成装置やサーバ（図示しない）等から受信されたボリュームデータを記憶する。ここで、第３ボリュームデータは、第１ボリュームデータと同様に、Ｘ線診断装置、Ｘ線ＣＴ装置、ＭＲＩ装置、及び超音波診断装置などの医用画像生成装置による検査で得られたものである。
図２は、第１実施形態に係る医用画像処理装置１０の機能を示すブロック図である。
制御部１１の処理回路がプログラムを実行することによって、医用画像処理装置１０は、血管情報を含む複数のボリュームデータを位置合せし、観察対象を計測する。医用画像処理装置１０は、操作支援手段１１１、第１取得（読み出し）手段１１２、三次元画像生成手段１１３、位置パラメータ設定手段１１４、第１抽出手段１１５、第１計測手段１１６、第２取得（読み出し）手段１１７、大域（グローバル）位置合せ手段１１８、ＲＯＩ（ｒｅｇｉｏｎ ｏｆ ｉｎｔｅｒｅｓｔ）設定手段１１９、局所（ローカル）位置合せ手段１２０、第２抽出手段１２１、及び第２計測手段１２２として機能する。
第１実施形態では、観察対象としての脳動脈瘤を計測する場合について以下に説明する。
なお、医用画像処理装置１０の手段１１１乃至１２２は、ソフトウェア的に機能する場合を例に挙げて説明するが、それら手段１１１乃至１２２の一部又は全部は、医用画像処理装置１０にハードウェア的にそれぞれ設けられるものであってもよい。
操作支援手段１１１は、操作者に対する情報の表示部１３への表示にグラフィックを多用し、大半の基礎的な操作を操作部１２によって行なうことができるユーザインターフェースである。
第１取得手段１１２は、被検体に対する検査で得られ、位置パラメータ及び計測結果が関連付けられていないボリュームデータを記憶部１５から取得する。第１取得手段１１２によって取得されるボリュームデータは、脳血管の情報を含む。ここで、ボリュームデータは、Ｘ線診断装置、Ｘ線ＣＴ装置、ＭＲＩ装置、及び超音波診断装置などの医用画像生成装置による検査で得られたものである。
三次元画像生成手段１１３は、第１取得手段１１２によって取得されたボリュームデータに基づいて、三次元画像を生成する。
位置パラメータ設定手段１１４は、第１取得手段１１２によって取得されたボリュームデータと、三次元画像生成手段１１３によって生成された三次元画像とに基づいて、脳動脈瘤に関する計測結果を得るための位置パラメータを計測条件として設定する。位置パラメータとしては、ボリュームデータに含まれる脳動脈瘤に関する識別点の空間位置（空間座標）と、脳動脈瘤に関する境界面の空間位置（空間座標）等が挙げられる。観察対象が脳動脈瘤である場合、境界面は脳動脈瘤に関するネック面である。観察対象が脳動脈瘤である場合、脳動脈瘤に関する識別点は、後述する脳動脈瘤の抽出に利用されるとともに、後述するＲＯＩの中心としても利用される。
例えば、位置パラメータ設定手段１１４は、操作支援手段１１１を介して表示部１３に表示された三次元画像上に、操作支援手段１１１を介した操作部１２からの指示に基づいて位置パラメータを設定する。なお、位置パラメータとしてのネック面の空間位置については、位置パラメータとしての識別点の空間位置に基づいて自動で決定されてもよい。
位置パラメータ設定手段１１４によって設定された位置パラメータは、操作支援手段１１１を介して表示部１３に表示される。また、位置パラメータはボリュームデータに関連付けられて記憶部１５に記憶される。
図３は、脳動脈瘤に関する位置パラメータの設定方法を説明するための図である。
図３に示すように、三次元画像生成手段１１３（図２に図示）によって生成された三次元画像上に、脳動脈瘤の識別点Ｓが手動で指定され、脳動脈瘤のネック面Ｎが手動で指定され又は自動で決定される。そのようにして、位置パラメータとしての識別点Ｓ及びネック面Ｎの空間位置が設定される。
図２の説明に戻って、第１抽出手段１１５は、第１取得手段１１２によって取得されたボリュームデータに基づいて、従来技術に従って、位置パラメータ設定手段１１４によって設定された位置パラメータのうち識別点の空間位置を含む脳動脈瘤の領域を抽出する。
第１計測手段１１６は、第１抽出手段１１５によって抽出された脳動脈瘤の領域と、位置パラメータ設定手段１１４によって設定された位置パラメータとしての識別点及びネック面の空間位置に基づいて、脳動脈瘤の計測項目について計測を行なって計測結果を得る。計測項目としては、脳動脈瘤のネック面積（脳動脈瘤とネック面とが交わる面の面積）及び脳動脈瘤の体積（ネック面によって分離される脳動脈瘤の体積）等が挙げられる。
第１計測手段１１６によって得られた脳動脈瘤に関する計測結果は、操作支援手段１１１を介して表示部１３に表示されてもよい。また、脳動脈瘤に関する計測結果はボリュームデータに関連付けられて記憶部１５に記憶されてもよい。
第２取得手段１１７は、第ｍ（ｍ＝１，２，…，Ｍ）時相の検査で得られ、位置パラメータ設定手段１１４による位置パラメータが関連付けられた第ｍボリュームデータと、第ｎ（ｎ＝２，…，Ｎ、ｎ＞ｍ）時相の検査で得られ、位置パラメータが関連付けられていない第ｎボリュームデータとを記憶部１５から取得する。すなわち、第ｍボリュームデータ及び第ｎボリュームデータは、経時変化を伴う。第２取得手段１１７によって取得されるボリュームデータは、同一被検体に関する脳血管の情報を含む。以下、第ｍボリュームデータが、第１時相の検査（初期検査）に係る第１ボリュームデータであり、第ｎボリュームデータが、フォローアップ検査（初回検査に続く第２時相の検査）に係る第２ボリュームデータである場合を例にとって説明する。
大域位置合せ手段１１８は、第２取得手段１１７によって取得された第１ボリュームデータに対して、第２ボリュームデータを大域位置合せ（線形変換）を行なう。例えば、大域位置合せ手段１１８は、マーカを使用して位置合せ処理を行なう従来技術や、解剖学的目標点（骨等）を表示対象物中に決めておき、その位置を指定することによって位置合せ処理を行なう従来技術を利用することができる。なお、記憶部１５に予め大域位置合せされた第１ボリュームデータと第２ボリュームデータが記憶されている場合は、医用画像処理装置１０に、大域位置合せ手段１１８は不要である。図４は、第１ボリュームデータと、それに大域位置合せ後の第２ボリュームデータとを示す図である。
図２の説明に戻って、ＲＯＩ設定手段１１９は、第２取得手段１１７、又は、大域位置合せ手段１１８から、第１ボリュームデータと、大域位置合せ後の第２ボリュームデータとを入力する。
そして、ＲＯＩ設定手段１１９は、第１ボリュームデータに関連付けられている位置パラメータのうち識別点の空間位置を第２ボリュームデータに適用する。そして、ＲＯＩ設定手段１１９は、第２ボリュームデータに、適用された識別点の空間位置を中心とし脳動脈瘤を含む小ＲＯＩを設定する。ＲＯＩ設定手段１１９は、第１ボリュームデータに、関連付けられている識別点の空間位置を中心とし第２ボリュームデータで設定された小ＲＯＩと同一の大きさの小ＲＯＩを設定する。例えば、第１ボリュームデータと、第２ボリュームデータとにそれぞれ設定される小ＲＯＩは、同一径、かつ、同一中心の球である。
また、ＲＯＩ設定手段１１９は、第２ボリュームデータに、適用された識別点の空間位置を中心とし小ＲＯＩを含む大ＲＯＩを設定する。ＲＯＩ設定手段１１９は、第１ボリュームデータに、関連付けられている識別点の空間位置を中心とし第２ボリュームデータで設定された大ＲＯＩと同一の大きさの大ＲＯＩを設定する。例えば、第１ボリュームデータと、第２ボリュームデータとにそれぞれ設定される大ＲＯＩは、同一径、かつ、同一中心の球である。
図５及び図６は、ＲＯＩの設定方法を説明するための図である。図５は、第１ボリュームデータの識別点と、第２ボリュームデータの識別点とを示す図である。図６は、第１ボリュームデータのうち大ＲＯＩ内の部分と、第２ボリュームデータのうち大ＲＯＩ内の部分とを示す図である。
図５の左側に示す第１ボリュームデータに関連付けられている位置パラメータとしての識別点Ｓの空間位置が、図５の右側に示す第２ボリュームデータにも適用される。そして、図５に示す第１ボリュームデータと、第２ボリュームデータとに、識別点Ｓの空間位置を中心とし第２ボリュームデータの脳動脈瘤を含む略球状の小ＲＯＩ３１がそれぞれ設定される（図６に図示）。また、第１ボリュームデータと、第２ボリュームデータとに、識別点Ｓの空間位置を中心とし小ＲＯＩ３１を含む略球状の大ＲＯＩ３２がそれぞれ設定される（図６に図示）。
図２の説明に戻って、局所位置合せ手段１２０は、前段位置合せ手段１２０Ａ及び後段位置合せ手段１２０Ｂを有する。
前段位置合せ手段１２０Ａは、第１ボリュームデータ及び第２ボリュームデータのうち第２領域において前段の位置合せ（第１の位置合せ）を行なう。第２ボリュームデータの第２領域は、第２ボリュームデータのうち脳動脈瘤を含まない周辺領域（小ＲＯＩ外で大ＲＯＩ内の部分）である。第１ボリュームデータの第２領域は、第１ボリュームデータのうち前記周辺領域と同一位置にある周辺領域（小ＲＯＩ外で大ＲＯＩ内の部分）である。例えば、前段位置合せ手段１２０Ａは、第２ボリュームデータにおける周辺領域を、第１ボリュームデータにおける周辺領域に対して局所位置合せ（線形変換）する。
具体的には、前段位置合せ手段１２０Ａは、第１ボリュームデータのうち、小ＲＯＩ内の部分のボクセル値が「０」に変換された大ＲＯＩ内の部分に対して、第２ボリュームデータのうち、小ＲＯＩ内の部分のボクセル値が「０」に変換された大ＲＯＩ内の部分を局所位置合せする。
図７は、第１ボリュームデータのうち大ＲＯＩ内の部分と、第２ボリュームデータのうち局所位置合せ後の大ＲＯＩ内の部分とを示す図である。
第１ボリュームデータのうち、小ＲＯＩ３１内のボクセル値が「０」に変換された大ＲＯＩ３２が設定され、第２ボリュームデータのうち、小ＲＯＩ３１内のボクセル値が「０」に変換された大ＲＯＩ３２が設定される。そして、図７に示すように、第１ボリュームデータのうち大ＲＯＩ３２内の部分に対して、第２ボリュームデータのうち大ＲＯＩ３２内の部分が局所位置合せされる。
図２の説明に戻って、後段位置合せ手段１２０Ｂは、第１ボリュームデータ及び第２ボリュームデータのうち第１領域において後段の位置合せ（第２の位置合せ）を行なう。第１ボリュームデータの第１領域は、第１ボリュームデータにおける小ＲＯＩである。第２ボリュームデータの第１領域は、第２ボリュームデータにおける小ＲＯＩである。例えば、後段位置合せ手段１２０Ｂは、第２ボリュームデータのうち小ＲＯＩ内の部分を、前段位置合せ手段１２０Ａによる移動量に従って移動させることで位置合わせを行なう。図８は、第１ボリュームデータのうち大ＲＯＩ内の部分と、第２ボリュームデータのうち前段の位置合せ後の大ＲＯＩ内の部分、及び、後段の位置合せ後の小ＲＯＩ内の部分とを示す図である。
図２の説明に戻って、第２抽出手段１２１は、後段位置合せ手段１２０Ｂによって位置合せ後の第２ボリュームデータの小ＲＯＩ内の部分に基づいて、従来技術に従って、脳動脈瘤の領域を抽出する。
第２計測手段１２２は、第１ボリュームデータに関連付けられている位置パラメータとしての識別点及びネック面の空間位置を、第２抽出手段１２１によって抽出された脳動脈瘤の領域に適用する。そして、第２計測手段１２２は、第２抽出手段１２１によって抽出された脳動脈瘤の領域と、適用された識別点及びネック面の空間位置とに基づいて、脳動脈瘤の計測項目について計測を行なって計測結果を得る。第２計測手段１２２によって得られた脳動脈瘤に関する計測結果は、操作支援手段１１１を介して表示部１３に表示されたり、記憶部１５に記憶されたりする。
図９は、第２ボリュームデータに基づく脳動脈瘤に関する計測方法を説明するための図である。
図９の左側は、第１ボリュームデータのうち大ＲＯＩ内の部分と、第１ボリュームデータに関連付けられている位置パラメータとしての識別点Ｓ及びネック面Ｎの空間位置をそれぞれ示す。図９の右側は、第２ボリュームデータのうち周辺領域に前段の位置合せが行なわれ、中央領域に後段の位置合せが行なわれた後の大ＲＯＩ内の部分と、適用された位置パラメータとしての識別点Ｓ及びネック面Ｎの空間位置とをそれぞれ示す。
第２ボリュームデータが局所位置合せされることで、図９に示すように、第２ボリュームデータのうち小ＲＯＩ内の部分が、第１ボリュームデータのうち小ＲＯＩ内の部分に対して適正な位置に配置される。よって、第２ボリュームデータに適用された位置パラメータに基づく計測結果についても正確で、精度のよいものとなる。
図２の説明に戻って、操作支援手段１１１は、第２計測手段１２２による計測結果を表示部１３に表示させる。例えば、操作支援手段１１１は、図９に示す第１ボリュームデータのうち大ＲＯＩ（又は小ＲＯＩ）内の部分に基づく三次元画像と、第２ボリュームデータのうち大ＲＯＩ（又は小ＲＯＩ）内の部分に基づく三次元画像とを表示部１３に表示させる。
図１０は、第２ボリュームデータに基づく脳動脈瘤に関する計測結果の表示例を示す図である。
図１０は、第１ボリュームデータに、第１ボリュームデータに基づく位置パラメータのみならず、計測結果までも関連付けられている場合の計測結果をグラフとして示す。図１０に示すグラフは、第１時相における、第１ボリュームデータに関連付けられた脳動脈瘤の体積に関する計測結果を示す。また、図１０に示すグラフは、第２時相における、第２抽出手段１２１（図２に図示）によって抽出された脳動脈瘤の領域と、適用された位置パラメータとに基づく脳動脈瘤の体積に関する計測結果を示す。
以上のように、手段１１７乃至１２２によると、医用画像処理装置１０は、第２ボリュームデータについて位置パラメータが手動又は半自動で決定されなくても、第２ボリュームデータに係る計測結果を、第１ボリュームデータを用いて設定された位置パラメータを利用して正確に精度よく求めることができる。
なお、大域位置合せ手段１１８は、第１ボリュームデータの空間位置に第２ボリュームデータの空間位置を変換して大域位置合せする場合について説明した。しかしながら、その場合に限定されるものではない。大域位置合せ手段１１８は、第１ボリュームデータの空間位置と、第２ボリュームデータの空間位置とを大域位置合せすればよい。
例えば、大域位置合せ手段１１８は、第２ボリュームデータの空間位置に第１ボリュームデータの空間位置を変換してもよいし、基準となる空間位置に第１ボリュームデータの空間位置と第２ボリュームデータの空間位置とを変換してもよい。それらの場合、第１ボリュームデータに関連付けされた位置パラメータについても第１ボリュームデータの変換に従って変換される。
続いて、第１実施形態に係る医用画像処理装置１０の動作について、図１、図１１、及び図１２を用いて説明する。
図１１及び図１２は、第１実施形態に係る医用画像処理装置１０の動作を示すフローチャートである。
図１１は、ボリュームデータに基づいて手動／半自動の操作を介して位置パラメータを設定し、その位置パラメータがボリュームデータに関連付けられるための動作である。例えば、図１１は、初回検査に係るボリュームデータに、そのボリュームデータに基づく位置パラメータが関連付けられるための動作である。
一方、図１２は、関連付けありの第ｍボリュームデータと、関連付けなしの第ｎボリュームデータとに基づいて第ｎボリュームデータに係る位置パラメータが自動で設定されるための動作である。例えば、図１２は、初回検査に係る第１ボリュームデータと、それに関連付けられた位置パラメータと、フォローアップ検査に係る第２ボリュームデータとに基づいて、第２ボリュームデータに係る位置パラメータが自動で設定されるための動作である。
図１１を説明すると、医用画像処理装置１０は、記憶部１５に記憶されているボリュームデータのうち、位置パラメータが関連付けられたボリュームデータが記憶されているか否かを判断する（ステップＳＴ１）。医用画像処理装置１０は、ステップＳＴ１の判断にてＹＥＳ、すなわち、記憶部１５に、位置パラメータが関連付けされたボリュームデータが記憶されていると判断する場合、図１２に示すステップＳＴ７の動作に進む。
一方、医用画像処理装置１０は、ステップＳＴ１の判断にてＮＯ、すなわち、記憶部１５に、位置パラメータが関連付けされたボリュームデータが記憶されていないと判断する場合、医用画像処理装置１０は、関連付けされていないボリュームデータを記憶部１５から取得する（ステップＳＴ２）。
医用画像処理装置１０は、ステップＳＴ２によって取得されたボリュームデータに基づいて、三次元画像を生成して表示部１３に表示する（ステップＳＴ３）。
医用画像処理装置１０は、ステップＳＴ２によって取得されたボリュームデータと、ステップＳＴ３によって生成された三次元画像とに基づいて、脳動脈瘤に関する計測結果を得るための位置パラメータを設定する（ステップＳＴ４）。
医用画像処理装置１０は、ステップＳＴ２によって取得されたボリュームデータに基づいて、ステップＳＴ４によって設定された位置パラメータのうち識別点の空間位置を含む脳動脈瘤の領域を抽出する（ステップＳＴ５）。
医用画像処理装置１０は、ステップＳＴ５によって抽出された脳動脈瘤の領域と、ステップＳＴ４によって設定された位置パラメータとしての識別点及びネック面の空間位置に基づいて、脳動脈瘤の計測項目について計測を行なって計測結果を表示部１３に表示する（ステップＳＴ６）。
医用画像処理装置１０は、ステップＳＴ１の判断にてＹＥＳと判断する場合、図１２の説明に移って、位置パラメータが関連付けされたボリュームデータ（第１時相に係る第１ボリュームデータ）と、位置パラメータが関連付けされていないボリュームデータ（第２時相に係る第２ボリュームデータ）とを記憶部１５から取得する（ステップＳＴ７）。
医用画像処理装置１０は、ステップＳＴ７によって取得された第１ボリュームデータと、第２ボリュームデータとを大域位置合せする（ステップＳＴ８）。
医用画像処理装置１０は、第１ボリュームデータに関連付けられている位置パラメータのうち識別点の空間位置を第２ボリュームデータに適用する（ステップＳＴ９）。
医用画像処理装置１０は、第２ボリュームデータに、ステップＳＴ９によって適用された識別点の空間位置を中心とし脳動脈瘤を含む小ＲＯＩを設定する（ステップＳＴ１０）。医用画像処理装置１０は、第１ボリュームデータに、関連付けられている識別点の空間位置を中心とし第２ボリュームデータで設定された小ＲＯＩと同一の大きさの小ＲＯＩを設定する（ステップＳＴ１０）。また、医用画像処理装置１０は、第２ボリュームデータに、ステップＳＴ９によって適用された識別点の空間位置を中心とし小ＲＯＩを含む大ＲＯＩを設定する（ステップＳＴ１０）。医用画像処理装置１０は、第１ボリュームデータに、関連付けられている識別点の空間位置を中心とし第２ボリュームデータで設定された大ＲＯＩと同一の大きさの大ＲＯＩを設定する（ステップＳＴ１０）。
医用画像処理装置１０は、第１ボリュームデータのうち、小ＲＯＩ外で大ＲＯＩ内の部分（第２領域）に対して、第２ボリュームデータのうち、小ＲＯＩ外で大ＲＯＩ内の部分を位置合せする（ステップＳＴ１１）。
医用画像処理装置１０は、第２ボリュームデータのうち小ＲＯＩ内の部分（第１領域）を、ステップＳＴ１１による位置合せの移動量に従って移動させて位置合せする（ステップＳＴ１２）。
医用画像処理装置１０は、ステップＳＴ１２によって移動後の小ＲＯＩ内の部分に基づいて、脳動脈瘤の領域を抽出する（ステップＳＴ１３）。
医用画像処理装置１０は、第１ボリュームデータに関連付けられている位置パラメータとしての識別点及びネック面の空間位置を、ステップＳＴ１３によって抽出された脳動脈瘤の領域に適用する（ステップＳＴ１４）。
医用画像処理装置１０は、ステップＳＴ１３によって抽出された脳動脈瘤の領域と、ステップＳＴ１４によって適用された位置パラメータとしての識別点及びネック面の空間位置とに基づいて、脳動脈瘤の計測項目について計測を行なって計測結果を表示部１３に表示する（ステップＳＴ１５）。
第１実施形態に係る医用画像処理装置１０及び医用画像処理方法によれば、第１ボリュームデータにおける脳動脈瘤の計測に用いられる計測条件を、第２ボリュームデータにおける脳動脈瘤の計測に適用することができる。そして、脳動脈瘤の領域と、識別点及びネック面の空間位置に基づいて、脳動脈瘤の計測項目について計測を行なって計測結果を得る。計測項目としては、脳動脈瘤のネック面積（脳動脈瘤とネック面とが交わる面の面積）及び脳動脈瘤の体積（ネック面によって分離される脳動脈瘤の体積）等が挙げられる。
第１実施形態に係る医用画像処理装置１０及び医用画像処理方法によると、血管の情報を含む第ｍボリュームデータ及び第ｎボリュームデータを適切に位置合せすることができる。また、第１実施形態に係る医用画像処理装置１０及び医用画像処理方法によると、血管の情報を含む第ｍボリュームデータ及び第ｎボリュームデータを適切に位置合せすることができるので、第ｎボリュームデータに基づく三次元画像上で手動又は半自動より位置パラメータを、第ｎ時相の検査（フォローアップ検査）の都度、指定し直す手間が省かれるので、操作者にとって負担が軽減され、また、操作者の技量に因ることがなくなる。
（第２実施形態）
第１実施形態に係る医用画像処理装置１０及び医用画像処理方法において、観察対象としての脳動脈瘤を例にとって説明したが、観察対象はその場合に限定されるものではない。例えば、観察対象は、大動脈瘤（胸部大動脈瘤及び腹部大動脈瘤）であってもよい。第２実施形態では、観察対象が大動脈瘤である場合について説明する。
なお、第２実施形態に係る医用画像処理装置１０のハードウェア構成は、図１に示すものと同等である。第２実施形態に係る医用画像処理装置１０の機能は、図２に示すものと同等である。第２実施形態に係る医用画像処理装置１０の動作は、図１１及び図１２に示すものと同等である。ここで、ボリュームデータは、大動脈の情報を含む。
図１３は、真性大動脈瘤に関する位置パラメータの設定方法を説明するための図である。
図１３に示すように、三次元画像生成手段１１３（図２に図示）によって生成された三次元画像上に、真性大動脈瘤の中心点Ｃが手動又は自動で指定され、真性大動脈瘤に関する境界面が手動で指定され又は自動で決定される。観察対象が真性大動脈瘤である場合、境界面は、大動脈に直交する、真性大動脈瘤の２個の端面Ｎ１，Ｎ２である。そのようにして、中心点Ｃの空間位置と、位置パラメータとしての端面Ｎ１，Ｎ２の空間位置とが設定される。真性大動脈瘤とは、大動脈の血管壁を維持したまま大きく膨らむ症状をいう。大動脈瘤に関する中心点Ｃは、前述の識別点とは異なり大動脈瘤の抽出に利用される必要はなく、後述するＲＯＩの中心として利用される。
観察対象が解離性大動脈瘤や仮性大動脈瘤である場合も同様に、境界面は、大動脈に直交する、２個の端面である。解離性大動脈瘤とは、内膜に亀裂ができ、内膜と中膜との間に血液が入り込み、２枚の膜の間が剥がされ、剥がされた部分に血液が入り込み、解離（裂け目）が膨らむ症状をいう。仮性大動脈瘤とは、大動脈の壁の一部が内膜、中膜、及び外膜の３層とも欠け、そこから漏れた血液が周りの組織を圧迫して瘤となる症状をいう。
図１４は、第１ボリュームデータのうち大ＲＯＩ内の部分を示す図である。
第１ボリュームデータに、中心点Ｃの空間位置を中心とし第２ボリュームデータの大動脈瘤を含む略球状の小ＲＯＩ３１が設定される。また、第１ボリュームデータに、中心点Ｃの空間位置を中心とし小ＲＯＩ３１を含む略球状の大ＲＯＩ３２が設定される。
なお、図６を用いて説明したように、第２ボリュームデータにも、小ＲＯＩ３１及び大ＲＯＩ３２が設定される。
第２実施形態に係る医用画像処理装置１０及び医用画像処理方法によれば、第１ボリュームデータにおける大動脈瘤の計測に用いられる計測条件を、第２ボリュームデータにおける大動脈瘤の計測に適用することができる。そして、大動脈瘤の領域と、中心点及び端面の空間位置に基づいて、大動脈瘤の計測項目について計測を行なって計測結果を得る。計測項目としては、大動脈瘤の端面積（大動脈瘤と２個の端面のそれぞれとが交わる面の面積）及び大動脈瘤の体積（２個の端面によって挟まれる大動脈瘤の体積）等が挙げられる。
また、ボリュームデータが頸動脈の情報を含む場合、観察対象が頸動脈のプラークによる狭窄部位とされてもよい。さらに、ボリュームデータが冠動脈の情報を含む場合、観察対象が冠動脈のプラーク又は石灰化による狭窄部位とされてもよい。いずれの場合にも、中心点Ｃと、狭窄範囲を示す端面Ｎ１，Ｎ２（図１３に図示）との空間位置が設定される。大動脈瘤の場合と同様の方法で狭窄範囲が端面Ｎ１，Ｎ２として定義されれば、第１ボリュームデータにおける狭窄部位の計測に用いられる計測条件を、第２ボリュームデータにおける狭窄部位の計測に適用することができる。なお、観察対象が冠動脈のプラーク又は石灰化による狭窄部位の場合、第１ボリュームデータ及び第２ボリュームデータの心拍位相が略同一であることが好適である。
第２実施形態に係る医用画像処理装置１０及び医用画像処理方法によると、血管の情報を含む第ｍボリュームデータ及び第ｎボリュームデータを適切に位置合せすることができる。また、第２実施形態に係る医用画像処理装置１０及び医用画像処理方法によると、血管の情報を含む第ｍボリュームデータ及び第ｎボリュームデータを適切に位置合せすることができるので、第ｎボリュームデータに基づく三次元画像上で手動又は半自動より位置パラメータを、第ｎ時相の検査（フォローアップ検査）の都度、指定し直す手間が省かれるので、操作者にとって負担が軽減され、また、操作者の技量に因ることがなくなる。
（変形例）
第１及び第２実施形態に係る医用画像処理装置１０及び医用画像処理方法において、経時変化を伴う第１ボリュームデータ及び第２ボリュームデータを例にとって説明したが、第１ボリュームデータ及び第２ボリュームデータはその場合に限定されるものではない。第１ボリュームデータ及び第２ボリュームデータは、同一部位に関する異なるデータであればよい。
例えば、第１ボリュームデータ及び第２ボリュームデータは、同一種類の医用画像生成装置によって異なる撮像条件で生成された同一部位に関する異なるデータである。また、例えば、第１ボリュームデータ及び第２ボリュームデータは、異なる種類の医用画像生成装置によって生成された同一部位に関する異なるデータである。以下、後者の場合について説明する。
第１の医用画像生成装置であるＸ線ＣＴ装置によって第１ボリュームデータが生成される。第１ボリュームデータに基づく画像に従って、操作者によって治療が必要であるか否かが判断される。治療が必要であると判断された場合、第２の医用画像生成装置であるＸ線診断装置（アンギオ装置）による治療計画時にアンギオ装置によって３Ｄ撮像が行なわれることで第２ボリュームデータが生成される。第２ボリュームデータに基づく画像は、治療計画に用いられるため、第１ボリュームデータに基づく画像と比較して一般的に高解像度である。
Ｘ線ＣＴ装置が生成した第１ボリュームデータによって設定された、観察対象の計測に用いられる計測条件を、アンギオ装置が生成した第２ボリュームデータにおける観察対象の計測に適用することができる。
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の省略、置き換え、変更を行なうことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
１０ 医用画像処理装置
１１ 制御部
１１１ 操作支援手段
１１２ 第１取得（読み出し）手段
１１３ 三次元画像生成手段
１１４ 位置パラメータ設定手段
１１５ 第１抽出手段
１１６ 第１計測手段
１１７ 第２取得（読み出し）手段
１１８ 大域（グローバル）位置合せ手段
１１９ ＲＯＩ設定手段
１２０ 局所（ローカル）位置合せ手段
１２０Ａ 前段位置合せ手段
１２０Ｂ 後段位置合せ手段
１２１ 第２抽出手段
１２２ 第２計測手段

Claims (16)

  1. 第１及び第２ボリュームデータに対して、被検体の観察対象を含む第１領域と、前記第１及び第２ボリュームデータにおいて前記第１領域の周辺領域である第２領域とをそれぞれ設定する設定手段と、
    前記第１及び第２ボリュームデータのうち前記第２領域において前段の位置合せを行なう前段位置合せ手段と、
    前記前段の位置合せの結果を用いて、前記第１及び第２ボリュームデータのうち前記第１領域において後段の位置合せを行なう後段位置合せ手段と、
    前記後段の位置合せの結果を用いて、前記第１ボリュームデータにおける前記観察対象の計測に用いられる計測条件を、前記第２ボリュームデータにおける前記観察対象の計測に適用する計測手段と、
    を有する医用画像処理装置。
  2. 前記第２ボリュームデータのうち、前記後段の位置合せ後の前記第１領域に含まれる前記観察対象の領域を抽出する抽出手段をさらに有し、
    前記計測手段は、前記第１ボリュームデータに関連付けされた前記計測条件を、前記観察対象の領域に適用して、前記第２ボリュームデータにおける前記観察対象の計測を行なう請求項１に記載の医用画像処理装置。
  3. 前記設定手段は、
    前記第２ボリュームデータに、前記第２ボリュームデータにおける前記観察対象を含む前記第１領域としての小領域と、前記小領域を含む大領域とをそれぞれ設定すると共に、前記第１ボリュームデータに、前記小領域及び前記大領域と同一位置である小領域及び大領域をそれぞれ設定し、
    前記第１ボリュームデータにおける前記小領域外で前記大領域内の部分を、前記第１ボリュームデータにおける前記第２領域とし、前記第２ボリュームデータにおける前記小領域外で前記大領域内の部分を、前記第２ボリュームデータにおける前記第２領域とする請求項１に記載の医用画像処理装置。
  4. 前記設定手段は、前記第２ボリュームデータに、前記第１ボリュームデータに関連付けされた前記計測条件としての前記観察対象の識別点と同一位置を中心とする略球状の前記小領域と、前記小領域を含む略球状の前記大領域とをそれぞれ設定する請求項３に記載の医用画像処理装置。
  5. 前記第１ボリュームデータの原データであるボリュームデータと、前記第２ボリュームデータの原データであるボリュームデータとを大域位置合せすることで、前記第１ボリュームデータ及び前記第２ボリュームデータを得る大域位置合せ手段をさらに有する請求項１に記載の医用画像処理装置。
  6. 前記観察対象は脳動脈瘤であり、前記第２領域は脳血管の情報を含み、前記計測条件は前記脳動脈瘤のネック面である請求項１に記載の医用画像処理装置。
  7. 前記計測手段は、前記脳動脈瘤と前記ネック面とが交わる面の面積と、前記ネック面によって分離される前記脳動脈瘤の体積とのうち少なくとも１を計測する請求項６に記載の医用画像処理装置。
  8. 前記計測手段は、前記第２ボリュームデータにおける前記観察対象としての前記脳動脈瘤の計測結果を表示部に表示させる請求項６に記載の医用画像処理装置。
  9. 前記計測手段は、前記第１ボリュームデータに関連付けされた計測結果と、前記第２ボリュームデータにおける前記計測結果とを前記表示部に表示させる請求項８に記載の医用画像処理装置。
  10. 前記観察対象は大動脈瘤であり、前記第２領域は大動脈の情報を含み、前記計測条件は、前記大動脈に直交する、前記大動脈瘤の２個の端面である請求項１に記載の医用画像処理装置。
  11. 前記計測手段は、前記大動脈瘤と前記２個の端面のそれぞれとが交わる面の面積と、前記２個の端面によって挟まれる前記大動脈瘤の体積とのうち少なくとも１を計測する請求項１０に記載の医用画像処理装置。
  12. 前記第１及び第２ボリュームデータは、経時変化を伴うものである請求項１に記載の医用画像処理装置。
  13. 前記第１及び第２ボリュームデータは、同一種類の医用画像生成装置によって異なる撮像条件で生成されたものである請求項１に記載の医用画像処理装置。
  14. 前記第１及び第２ボリュームデータは、異なる種類の医用画像生成装置によって生成されたものである請求項１に記載の医用画像処理装置。
  15. 前記第１ボリュームデータに基づく画像は、前記第２ボリュームデータに基づく画像と比較して低解像度である請求項１４に記載の医用画像処理装置。
  16. 記憶部から第１及び第２ボリュームデータを取得し、
    前記第１及び第２ボリュームデータに対して、被検体の観察対象を含む第１領域と、前記第１及び第２ボリュームデータにおいて前記第１領域の周辺領域である第２領域とをそれぞれ設定し、
    前記第１及び第２ボリュームデータのうち前記第２領域において前段の位置合せを行ない、
    前記前段の位置合せの結果を用いて、前記第１及び第２ボリュームデータのうち前記第１領域において後段の位置合せを行ない、
    前記後段の位置合せの結果を用いて、前記第１ボリュームデータにおける前記観察対象の計測に用いられる計測条件を、前記第２ボリュームデータにおける前記観察対象の計測に適用し、
    前記計測の結果を表示部に表示させる医用画像処理方法。
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