JPWO2017037904A1 - 読影支援プログラム、断面画像生成装置及び断面画像生成方法 - Google Patents

Abstract

腫瘍に対する集束が現れている断面上で、腫瘍と集束の状態とを表示することにより、腫瘍が腺癌であるか否かを読影医が判断できるように支援する。読影支援プログラムは、特定の対象物について取得した第１の断面画像群に基づいて、前記特定の対象物の第１の内部構造を示すデータを生成し、前記特定の対象物について過去に取得した第２の断面画像群に基づいて生成した前記特定の対象物の第２の内部構造を示すデータと、生成した前記第１の内部構造を示すデータとに基づいて、前記第１の内部構造について前記第２の内部構造からの構造変化を検出し、検出した構造変化に基づいて、前記特定の対象物についての新たな断面を特定し、前記第１の断面画像群に基づいて、前記新たな断面についての前記特定の対象物の断面画像を生成し、生成した前記断面画像を、検出した前記構造変化を示す情報とともに表示する、処理をコンピュータに実行させる。

Description

本発明は、読影支援プログラム、断面画像生成装置及び断面画像生成方法に関する。

医療の現場では、異なる時期に撮影されたＣＴ（Computed Tomography）画像を用いて、読影医等が、病気の箇所あるいは病気の疑いがある箇所を比較し、患者の病気を判断する読影を行っている。

特開２０１３−１４１６０３号公報

ところで、肺に腫瘍（例えば腺癌）がある患者の場合、腫瘍により肺胞が潰され、その潰れた箇所に集束するように、血管等の周辺組織の位置が変動するという特性がある。一方で、肺は患者の呼吸や心拍の影響を受けて変形するため、肺を撮影したＣＴ画像に基づいて腫瘍に対する集束を見つけ出し、腫瘍が腺癌であることを判断することは、経験の高い読影医でなければ難しい。

一つの側面では、腫瘍に対する集束が現れている断面上で、腫瘍と集束の状態とを表示することにより、その腫瘍が腺癌であるか否かを読影医が判断できるように支援することを目的とする。

一態様によれば、読影支援プログラムは、特定の対象物について取得した第１の断面画像群に基づいて、前記特定の対象物の第１の内部構造を示すデータを生成し、前記特定の対象物について過去に取得した第２の断面画像群に基づいて生成した前記特定の対象物の第２の内部構造を示すデータと、生成した前記第１の内部構造を示すデータとに基づいて、前記第１の内部構造について前記第２の内部構造からの構造変化を検出し、検出した構造変化に基づいて、前記特定の対象物についての新たな断面を特定し、前記第１の断面画像群に基づいて、前記新たな断面についての前記特定の対象物の断面画像を生成し、生成した前記断面画像を、検出した前記構造変化を示す情報とともに表示する、処理をコンピュータに実行させる。

腫瘍に対する集束が現れている断面上で、腫瘍と集束の状態とを表示することにより、その腫瘍が腺癌であるか否かを読影医が判断することを支援することができる。

図１は、ＣＴ画像撮影システムの一例を示す図である。 図２は、断面画像生成装置のハードウェア構成を示す図である。 図３は、断面画像生成装置における読影支援部の処理内容と、読影医の操作内容と、並列表示画面の表示内容との関係を示す図（その１）である。 図４は、断面画像生成装置における読影支援部の処理内容と、読影医の操作内容と、並列表示画面の表示内容との関係を示す図（その２）である。 図５は、画像ＤＢに格納される情報の一例を示す図である。 図６は、比較元ＣＴ画像に対する比較先ＣＴ画像の局所的な位置の変動の要因を示した図である。 図７は、腫瘍の変化に基づく位置の変動を更に詳細に説明するための図である。 図８は、代表ベクトルの算出処理及び対応領域の算出処理を説明するための図である。 図９は、非剛体変形の影響を含む代表ベクトルを用いて局所的位置合わせを行うことで得た画像を示す図である。 図１０は、第２のレジストレーション部の機能構成を示す図である。 図１１は、集束領域判定部の処理内容を示す図である。 図１２は、集束領域があると判定された場合の代表ベクトルの算出方法を示す図である。 図１３は、集束領域がないと判定された場合の代表ベクトルの算出方法を示す図である。 図１４は、非剛体変形の影響を排除した代表ベクトルを用いて局所的位置合わせを行うことで得た画像を示す図である。 図１５は、第１の実施形態における部分画像抽出部の処理内容を示す図である。 図１６は、第１の実施形態における断面画像生成部１００７の処理内容を示す図である。 図１７は、第２のレジストレーション部により実行される処理の第１のフローチャートである。 図１８は、集束領域判定処理のフローチャートである。 図１９は、局所的位置合わせ処理（腺癌以外）のフローチャートである。 図２０は、局所的位置合わせ処理（腺癌）のフローチャートである。 図２１は、断面変更処理の第１のフローチャートである。 図２２は、第２の実施形態における部分画像抽出部の処理内容を示す図である。 図２３は、第２の実施形態における部分画像抽出部の処理内容を示す図である。 図２４は、第２の実施形態における断面画像生成部の処理内容を示す図である。 図２５は、断面変更処理の第２のフローチャートである。 図２６は、第３の実施形態における断面画像生成部の処理内容を示す図である。 図２７は、断面変更処理の第３のフローチャートである。

以下、各実施形態について添付の図面を参照しながら説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複した説明を省く。

［第１の実施形態］
はじめに、第１の実施形態に係る断面画像生成装置を含むＣＴ（Computed Tomography）画像撮影システムについて説明する。図１は、ＣＴ画像撮影システムの一例を示す図である。

ＣＴ画像撮影システム１００は、ＣＴ装置１１０と断面画像生成装置１２０と画像データベース（以下、データベースを"ＤＢ"と略す）１３０とを有する。ＣＴ装置１１０と断面画像生成装置１２０とは電気的に接続されており、両装置の間では各種データの送受信が行われる。また、断面画像生成装置１２０と画像ＤＢ１３０も電気的に接続されており、両装置の間においても各種データの送受信が行われる。

ＣＴ装置１１０は、放射線等を利用して患者の体内を走査し、コンピュータを用いて処理することで、患者を輪切りにした断面（基準断面）についての断面画像であるＣＴ画像を生成する（以下、このような処理を"ＣＴ画像を撮影する"と称する）。ＣＴ装置１１０は、撮影したＣＴ画像を断面画像生成装置１２０に送信する。

断面画像生成装置１２０は、ＣＴ装置１１０において撮影されたＣＴ画像を、接続された画像ＤＢ１３０に格納する。また、断面画像生成装置１２０は、ＣＴ装置１１０において撮影されたＣＴ画像を処理し、読影医等（以下、単に"読影医"と略す）に対して表示する。このとき、断面画像生成装置１２０は、読影医の指示に基づき、ＣＴ画像を生成した際に用いた断面とは異なる断面についての断面画像を生成し表示する。

なお、断面画像生成装置１２０には、読影支援プログラムがインストールされており、当該読影支援プログラムがコンピュータにより実行されることで、断面画像生成装置１２０は、読影支援部１４０として機能し、これらの処理を実行する。

画像ＤＢ１３０は、ＣＴ装置１１０において撮影されたＣＴ画像を、断面画像生成装置１２０を介して受信し、同じ時期に撮影された複数のＣＴ画像（基準断面についての断面画像群）ごとにわけて格納する。

読影支援部１４０は、画像ＤＢ１３０に格納されたＣＴ画像について、読影医が読影を行う際に利用する機能である。読影支援部１４０は、例えば異なる時期に撮影されたＣＴ画像を、読影医が比較しながら読影できるように並列に表示する。なお、以下では、並列に表示されたＣＴ画像のうち、一方（例えば所定期間経過前に撮影された過去のＣＴ画像）を"比較元ＣＴ画像"と称し、他方（例えば所定期間経過後に撮影された直近のＣＴ画像）を"比較先ＣＴ画像"と称する。

読影支援部１４０は、比較元ＣＴ画像内において読影医により指定された位置を含む所定領域（ＲＯＩ：Region of interest）の画像を拡大表示画面に拡大表示する。また、読影支援部１４０は、指定された位置を含む所定領域に対応する対応領域の画像を比較先ＣＴ画像より抽出し、拡大表示画面に拡大表示する。このように、読影支援部１４０は、指定された位置を含む所定領域の画像と、その対応領域の画像とを自動的に拡大表示する。このため、読影医にとっては、読影の負荷を軽減できるとともに、拡大表示する操作の手間を省くことができる。

なお、読影支援部１４０は、これらの処理を実行するために、第１のレジストレーション部１４１と、第２のレジストレーション部１４２と、表示制御部１４３とを有する。

第１のレジストレーション部１４１は、例えば、第１のレジストレーションプログラムがコンピュータにより実行されることで実現される。第１のレジストレーション部１４１は、異なる時期に撮影されたＣＴ画像を並列に表示する際に、各ＣＴ画像間の位置ずれをアフィン変換により補正することで、各ＣＴ画像間の大域的位置合わせを行う。

第２のレジストレーション部１４２は、例えば、第２のレジストレーションプログラムがコンピュータにより実行されることで実現される。第２のレジストレーション部１４２は、読影医により指定された位置を含む所定領域の画像が拡大表示された場合に、比較先ＣＴ画像において変換処理を行うことで局所的位置合わせを行い、比較先ＣＴ画像より、対応領域の画像を抽出する。なお、変換処理には種々の処理が含まれるが、第１の実施形態において変換処理とは、平行移動を指すものとし、変換処理を行うことで比較先ＣＴ画像より抽出された対応領域の画像を、"局所的位置合わせが行われた画像"と称する。

更に、第２のレジストレーション部１４２は、読影医から断面変更の指示があった場合に、腫瘍に関して読影医が適切な読影を行うことができるように、基準断面とは異なる断面についての断面画像を生成する「断面変更処理」を行う。

表示制御部１４３は、例えば、表示プログラムがコンピュータにより実行されることで実現される。表示制御部１４３は、読影医により選択された比較元ＣＴ画像を表示するとともに、読影医により指定された位置を含む所定領域の画像を拡大表示画面に拡大表示する。また、表示制御部１４３は、第２のレジストレーション部１４２により抽出された、局所的位置合わせが行われた画像を拡大表示画面に拡大表示する。更に、表示制御部１４３は、第２のレジストレーション部１４２により断面変更処理が行われた場合にあっては、断面変更処理において生成された断面画像を、拡大表示画面に拡大表示する。

次に、断面画像生成装置１２０のハードウェア構成について説明する。図２は、断面画像生成装置のハードウェア構成を示す図である。図２に示すように、断面画像生成装置１２０は、ＣＰＵ２０１、ＲＯＭ（Read Only Memory）２０２、ＲＡＭ（Random Access Memory）２０３を備える。また、断面画像生成装置１２０は、補助記憶部２０４、接続部２０５、表示部２０６、操作部２０７、ドライブ部２０８を備える。なお、断面画像生成装置１２０の各部は、バス２０９を介して相互に接続されている。

ＣＰＵ２０１は、補助記憶部２０４に格納された各種プログラム（例えば、第１のレジストレーションプログラム、第２のレジストレーションプログラム、表示プログラム等）を実行するコンピュータである。

ＲＯＭ２０２は不揮発性メモリである。ＲＯＭ２０２は、補助記憶部２０４に格納された各種プログラムをＣＰＵ２０１が実行するために必要な各種プログラム、データ等を格納する主記憶部として機能する。具体的には、ＢＩＯＳ（Basic Input/Output System）やＥＦＩ（Extensible Firmware Interface）等のブートプログラム等を格納する。

ＲＡＭ２０３は揮発性メモリであり、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）やＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）等を含む。ＲＡＭ２０３は、補助記憶部２０４に格納された各種プログラムがＣＰＵ２０１によって実行される際に展開される、作業領域を提供する主記憶部である。

補助記憶部２０４は、断面画像生成装置１２０にインストールされた各種プログラムや、各種プログラムが実行されることで生成されるデータ等を記録するコンピュータ読み取り可能な記憶装置である。

接続部２０５は、ＣＴ装置１１０及び画像ＤＢ１３０と接続され、ＣＴ装置１１０及び画像ＤＢ１３０との間で、各種データの送受信を行う。表示部２０６は、画像ＤＢ１３０に格納されたＣＴ画像を並列表示画面に表示する。操作部２０７は、読影医が断面画像生成装置１２０に対して行う各種操作を受け付ける。

ドライブ部２０８は記録媒体２１０をセットするためのデバイスである。ここでいう記録媒体２１０には、ＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク、光磁気ディスク等のように情報を光学的、電気的あるいは磁気的に記録する媒体が含まれる。また、記録媒体２１０には、ＲＯＭ、フラッシュメモリ等のように情報を電気的に記録する半導体メモリ等も含まれる。

なお、補助記憶部２０４に格納される各種プログラムは、例えば、配布された記録媒体２１０がドライブ部２０８にセットされ、該記録媒体２１０に記録された各種プログラムがドライブ部２０８により読み出されることでインストールされる。あるいは、接続部２０５を介してネットワークからダウンロードされることでインストールされる。

次に、断面画像生成装置１２０の読影支援部１４０の処理内容と、読影支援部１４０により処理が実行される際の読影医の操作内容ならびに断面画像生成装置１２０の表示部２０６に表示される並列表示画面との関係について説明する。

図３及び図４は、断面画像生成装置における読影支援部の処理内容と、読影医の操作内容と、並列表示画面の表示内容との関係を示す図（その１、その２）である。

断面画像生成装置１２０において読影支援部１４０が起動すると、表示制御部１４３による処理が開始され、表示部２０６には、図３に示すように異なる時期に撮影されたＣＴ画像を並列して表示させるための並列表示画面３００が表示される。並列表示画面３００には、所定の患者について所定の時期に撮影された所定の部位（ここでは肺）の断面画像群を、比較元ＣＴ画像群として、読影医が選択するための機能が設けられている。

表示制御部１４３は、読影医により選択された比較元ＣＴ画像群を、画像ＤＢ１３０より読み出す。更に、選択された比較元ＣＴ画像群の中から、読影医により所定の比較元ＣＴ画像（ここではファイル名＝"ＩｍａｇｅＡ０１５"）が指定されると、表示制御部１４３は、指定された比較元ＣＴ画像を並列表示画面３００に表示する。

また、並列表示画面３００には、比較元ＣＴ画像と比較すべく、異なる時期に撮影された同一患者の同一部位の断面画像群を、比較先ＣＴ画像群として、読影医が選択するための機能が設けられている。具体的には、患者ＩＤや撮影日時、撮影部位（ここでは肺）等を入力して選択するための機能が設けられている。

表示制御部１４３は、入力された患者名、撮影日時、撮影部位等により特定される断面画像群を比較先ＣＴ画像群として、画像ＤＢ１３０より読み出す。更に、表示制御部１４３は、読み出した比較先ＣＴ画像群の中から読影医により指定された比較先ＣＴ画像（ここではファイル名＝"ＩｍａｇｅＢ０１８"）を読み出し、並列表示画面３００に表示する。

このとき、読影支援部１４０は第１のレジストレーション部１４１が機能し、読み出した各ＣＴ画像に対して、回転や平行移動等のアフィン変換を用いて補正を行うことで大域的位置合わせを行う。ＣＴ画像全体に対して大域的位置合わせが行われることで、比較元ＣＴ画像と比較先ＣＴ画像との間の大域的な位置ずれが解消される。

大域的位置合わせが完了すると、並列表示画面は、表示された比較元ＣＴ画像において腫瘍部分Ｆの位置を読影医が指定できるようになる。並列表示画面において、読影医が腫瘍部分Ｆの位置を指定すると、図４に示すように、表示制御部１４３は、指定された腫瘍部分Ｆの位置を含む所定領域（ＲＯＩ：Region of interest）４０１の画像を、比較元ＣＴ画像上の拡大表示画面に拡大表示する。

所定領域４０１の画像が拡大表示されると、第２のレジストレーション部１４２は、比較先ＣＴ画像の対応する領域に対して局所的位置合わせを行う。これにより、第２のレジストレーション部１４２は、腫瘍部分Ｆに対応する腫瘍部分の位置を含む対応領域の画像（局所的位置合わせが行われた画像）を抽出する。なお、第２のレジストレーション部１４２は、局所的位置合わせを行うにあたり集束判定（詳細は後述）を行う。また、第２のレジストレーション部１４２は、局所的位置合わせが行われることで得た対応領域の画像を、表示制御部１４３に通知する。

表示制御部１４３は、第２のレジストレーション部１４２より通知された対応領域４０２の画像を、比較先ＣＴ画像上の拡大表示画面に拡大表示する。これにより、局所的位置合わせが行われた画像として、腫瘍部分Ｆに対応する腫瘍部分Ｆ'の位置を含む対応領域４０２の画像を表示することができる。

なお、図４において、断面４１１ａは、所定領域４０１の画像の基準断面を模式的に示したものである。同様に、断面４１２ａは、対応領域４０２の画像の基準断面を模式的に示したものである。

第２のレジストレーション部１４２は、局所的位置合わせが行われることで得た対応領域４０２の画像について、読影医より断面変更の指示を受け付けると、断面変更処理（詳細は後述）を行う。断面変更処理を行うことで、第２のレジストレーション部１４２は、所定領域４０１及び対応領域４０２における、変更後の新たな断面についての断面画像を生成する。

これにより、表示制御部１４３は、所定領域４０１の画像及び対応領域４０２の画像に代えて、所定領域４０１及び対応領域４０２における、新たな断面についての断面画像を拡大表示する。なお、このとき、表示制御部１４３は、新たな断面（断面４２１ａ、４２２ａ）を示すための表示情報４３１、４３２を合わせて表示する。

図４において、断面４２２ａは、対応領域４０２の画像を断面変更処理する際に用いた断面を模式的に示したものである。同様に、断面４２１ａは、所定領域４０１の画像を断面変更処理する際に用いた断面を模式的に示したものである。断面４２１ａの断面位置、断面方向、断面角度は、断面４２２ａの断面位置、断面方向、断面角度に対応している。

また、第２のレジストレーション部１４２は、読影医より、腫瘍に対する集束の状態を表すベクトル（差分ベクトル）の表示指示があった場合に、対応領域４０２における新たな断面についての差分ベクトルを表示する。

このように、断面画像生成装置１２０によれば、比較元ＣＴ画像において読影医により腫瘍部分Ｆの位置が指定された場合に、所定領域４０１の画像を拡大表示することができる。また、所定領域４０１の画像に基づいて、局所的位置合わせを行うことで比較先ＣＴ画像より対応領域４０２の画像を抽出し、拡大表示することができる。更に、読影医より断面変更の指示を受け付けた場合、腫瘍に関する適切な読影を促進可能な新たな断面についての断面画像を生成し、拡大表示画面に拡大表示することができる。更に、新たな断面についての断面画像において、腫瘍に対する集束の状態を示す差分ベクトルを表示することができる。

これにより、読影医は、異なる時期に撮影された断面画像群に含まれる各ＣＴ画像間の対応領域を容易に把握することができるとともに、腫瘍に関する適切な読影を行うことができる。

次に、断面画像生成装置１２０により処理される断面画像群を格納する画像ＤＢ１３０について説明する。図５は、画像ＤＢに格納される情報の一例を示す図である。図５に示すように、画像ＤＢ１３０に格納される情報は患者ごとに分類されて管理されており、図５は患者ＩＤ＝"ｘｘｘ"の患者についての情報の一例を示している。

図５に示すように、情報の項目には、"撮影日時"、"撮影部位"、"シリーズ名"、"断面画像群"が含まれる。"撮影日時"には、ＣＴ画像を撮影した日時についての情報が格納される。"撮影部位"には、撮影対象となる特定の対象物（部位）についての情報が格納される。"シリーズ名"には、撮影により得られた複数のＣＴ画像からなるシリーズを特定するためのシリーズ名が格納される。"断面画像群"には、撮影により得られた複数のＣＴ画像（基準断面についての断面画像群）それぞれのファイル名が格納される。

図５の例は、撮影日時＝"Ｈ２６．２．５"に撮影部位＝"肺"について撮影が行われることで得られた、ＩｍａｇｅＡ００１〜ＩｍａｇｅＡ０３０のＣＴ画像を含むシリーズ名＝"シリーズＡ"のシリーズが画像ＤＢ１３０に格納されていることを示している。また、撮影日時＝"Ｈ２６．８．３"に撮影部位＝"肺"について撮影が行われることで得られた、ＩｍａｇｅＢ００１〜ＩｍａｇｅＢ０３０のＣＴ画像を含むシリーズ名＝"シリーズＢ"のシリーズが画像ＤＢ１３０に格納されていることを示している。

なお、図５中の点線は、"ＩｍａｇｅＡ０１５"のＣＴ画像が比較元ＣＴ画像として読影医により選択されたことを示している。また、"ＩｍａｇｅＢ０１８"のＣＴ画像が比較先ＣＴ画像として読影医により選択されたことを示している。

次に、読影支援部１４０の各部について説明する。なお、以下では、第１のレジストレーション部１４１及び表示制御部１４３についての説明は省略し、主に、第２のレジストレーション部１４２について説明する。

上述したとおり、大域的位置合わせが完了した時点では、比較元ＣＴ画像と比較先ＣＴ画像との間では全体的な位置の変動が補正されている一方で、局所的な位置の変動は残されている。このため、読影医により指定された腫瘍部分Ｆの位置を含む所定領域４０１に対応する対応領域４０２の画像を拡大表示するにあたり、第２のレジストレーション部１４２は、まず、比較元ＣＴ画像に対する比較先ＣＴ画像の局所的な位置の変動を求める。そして、求めた変動に応じて、比較先ＣＴ画像に対して平行移動による変換処理を行うことで、局所的位置合わせを行う。これにより、第２のレジストレーション部１４２は、対応領域４０２の画像を抽出することができる。

ここで、撮影部位＝"肺"の場合、局所的な位置の変動が生じる主な要因として、２つの要因（呼吸・心拍に基づくものと、腫瘍の変化（経時変化）に基づくもの）が挙げられる。図６は、比較元ＣＴ画像に対する比較先ＣＴ画像の局所的な位置の変動の要因を示した図である。

局所的な位置の変動が生じると、図６に示すように比較元ＣＴ画像上の所定領域４０１と同じ座標を有する比較先ＣＴ画像上の領域からは、例えば、画像６１０が抽出されることになる。

図６において、比較元ＣＴ画像における所定領域４０１の画像６００と、所定領域４０１と同じ座標を有する比較先ＣＴ画像上の領域の画像６１０とを対比すると、両者は血管の位置や腫瘍の位置が大きくずれていることがわかる。なお、図６において、太線は血管６０１〜６０３、６１１〜６１３を示しており、網掛け領域は腫瘍部分Ｆ、Ｆ'を示している。

ここで、呼吸・心拍に基づく位置の変動とは、例えば、呼吸時の横隔膜の動きに伴う位置の変動をいう。患者が息を吐く場合と息を吸う場合とでは横隔膜の位置が変動するため、これに伴って肺の各部の位置が変動する。この結果、比較元ＣＴ画像と比較先ＣＴ画像との間には、撮影時の患者の呼吸の状態が完全に一致している場合を除き、呼吸・心拍に基づく局所的な位置の変動が含まれることになる。

なお、呼吸・心拍に基づく位置の変動は、例えば身体全体に対しては非剛体変形であるが、所定領域４０１は肺内の一部であるため、所定領域４０１は全体が所定方向に平行移動することになる。このため、所定領域４０１において、呼吸・心拍に基づく位置の変動は、剛体運動と見做すことができる。

一方、腫瘍の変化に基づく位置の変動とは、腺癌等のような悪性腫瘍が、肺胞を破壊しながら増殖し、肺胞が保っていた空気の分だけ肺胞の容積が減少すること等により生じる位置の変動をいう。

第２のレジストレーション部１４２は、これら２つの要因に基づく位置の変動のうち、腫瘍の変化（経時変化）に基づく位置の変動分を差し引くことで、呼吸・心拍に基づく位置の変動分を抽出する。そして、第２のレジストレーション部１４２は、呼吸・心拍に基づく位置の変動分に基づいて局所的位置合わせを行う。

ここで、腫瘍の変化（経時変化）に基づく位置の変動について図７を用いて更に詳説する。図７は、腫瘍の変化に基づく位置の変動を更に詳細に説明するための図である。

図７（ａ）は、腺癌等の悪性腫瘍が腫瘍中心点Ｏに示す位置に発生した直後の周辺組織の様子を示している。図７（ａ）に示すように、悪性腫瘍が発生した直後の状態では腫瘍中心点Ｏから気管支７１１の点Ｄ１までの距離及び血管７１２の点Ｃ１までの距離は、それぞれｒ１である。

図７（ｂ）は、悪性腫瘍が腫瘍周辺の肺胞を破壊しつつ増殖したことで、気管支７１１や血管７１２を含む周辺組織が腫瘍中心点Ｏに向かって移動した様子を示している。図７（ｂ）に示すように、周辺組織が腫瘍中心点Ｏに向かって移動したことで、腫瘍中心点Ｏから気管支７１１の点Ｄ２までの距離及び血管７１２の点Ｃ２までの距離は、それぞれｒ２（＜ｒ１）となる。

図７（ｃ）は、悪性腫瘍が腫瘍周辺の肺胞を更に破壊して増殖したことで、気管支７１１や血管７１２を含む周辺組織が更に腫瘍中心点Ｏに向かって移動した様子を示している。図７（ｃ）に示すように、周辺組織が腫瘍中心点Ｏに向かって移動したことで、腫瘍中心点Ｏから気管支７１１の点Ｄ３までの距離及び血管７１２の点Ｃ３までの距離は、それぞれｒ３（＜ｒ２）となる。

このように、腫瘍の変化に基づく位置の変動は、周辺組織が腫瘍中心点Ｏに向かうという特性があり、非剛体変形と見做すことができる。

なお、図７に示すように、腫瘍の周辺組織は、腫瘍領域７０３の組織と、集束領域７０２の組織と、正常領域７０１の組織とに大別することができる。腫瘍領域７０３では、新たに出現した悪性腫瘍により破壊されることで、図７（ａ）において存在していた組織の一部が消失し、図７（ｃ）においては存在しない。一方、集束領域７０２では、図７（ａ）において存在していた組織が図７（ｃ）においても存在するが、対応する組織の位置が変動している（Ｂ１→Ｂ２→Ｂ３）。一方、正常領域７０１では、図７（ａ）において存在していた組織が図７（ｃ）においても存在しており、対応する組織の位置（Ａ１→Ａ２→Ａ３）もほとんど変動していない。

以上、図６及び図７の説明から明らかなように、比較元ＣＴ画像と比較先ＣＴ画像との間の局所的な位置の変動の要因には、剛体運動と見做せる"呼吸・心拍に基づくもの"と非剛体変形となる"腫瘍の変化に基づくもの"とがある。また、"腫瘍の変化に基づくもの"の場合、腫瘍中心点Ｏに向かうという特性があり、その度合いに応じて、腫瘍の周辺組織を正常領域７０１、集束領域７０２、腫瘍領域７０３に大別することができる。

次に、比較先ＣＴ画像において、図６に示したような剛体運動と非剛体変形とが混在している領域について、第２のレジストレーション部１４２が局所的位置合わせを行う場合の問題点について図８及び図９を用いて説明する。

上述したとおり、比較先ＣＴ画像において局所的位置合わせを行うにあたり、第２のレジストレーション部１４２は、平行移動による変換処理を行う。つまり、非剛体を想定した変換処理ではなく剛体を想定した変換処理を行う。

ここで、平行移動による変換処理を行うにあたり、第２のレジストレーション部１４２は、所定領域４０１が比較先ＣＴ画像のどの位置に移動したか（所定領域４０１と対応領域４０２との位置関係）を示す代表ベクトルの算出を行う。

図８は、代表ベクトルの算出処理及び対応領域の算出処理を説明するための図である。このうち、図８（ａ）は、比較元ＣＴ画像の所定領域４０１に含まれる特徴点の位置と、該特徴点に対応する比較先ＣＴ画像中の特徴点の位置との差である対応ベクトル（黒矢印）を示したものである。なお、領域８００は、比較元ＣＴ画像の所定領域４０１に含まれる特徴点に対応する比較先ＣＴ画像中の特徴点が含まれる領域であって、代表ベクトルの算出に用いられる領域である。以下、比較先ＣＴ画像中の当該領域を代表ベクトル算出対象領域８００と称する。

つまり、第２のレジストレーション部１４２において、比較元ＣＴ画像の所定領域４０１と、比較先ＣＴ画像の代表ベクトル算出対象領域８００とは、撮影部位（肺）に含まれる腫瘍及びその周辺組織の内部構造を示すデータに他ならない。

ここで、第２のレジストレーション部１４２が、代表ベクトル算出対象領域８００に含まれるすべての対応ベクトルを用いて、代表ベクトル８１０を算出したと仮定する。この場合、局所的位置合わせが行われた画像は、図８（ｂ）に示す処理を実行することにより抽出することができる。

図８（ｂ）は、代表ベクトル８１０を用いて平行移動による変換処理を行うことで、比較先ＣＴ画像より局所的位置合わせが行われた画像を抽出する様子を示したものである。図８（ｂ）に示すように、第２のレジストレーション部１４２は、比較元ＣＴ画像の所定領域４０１と同じ座標を有する比較先ＣＴ画像中の領域８０１を、代表ベクトル８１０に基づいて平行移動させることで領域８０２を求める。そして、比較先ＣＴ画像より領域８０２の画像を抽出することで、局所的位置合わせが行われた画像を抽出する。

しかしながら、このようにして抽出した画像は、剛体運動と非剛体変形とが混在している領域において、剛体運動のみが生じていると仮定して代表ベクトルを求め、仮定した剛体運動を相殺するように平行移動させることで得た画像に他ならない。つまり、非剛体変形分の影響をも相殺するように平行移動させていることになる。

図８（ｃ）、図８（ｄ）を用いて更に詳説する。図８（ｃ）は、比較元ＣＴ画像の所定領域４０１に含まれる特徴点の位置と、該特徴点に対応する比較先ＣＴ画像中の特徴点の位置とを結ぶ対応ベクトルのうち、呼吸・心拍に基づく位置の変動分（剛体運動分）の対応ベクトルを示したものである。図８（ｃ）に示すように、剛体運動分の対応ベクトルは、いずれも同じ方向を向いており、また、いずれも同じ長さとなっている。なお、剛体運動分の対応ベクトルは、正常領域７０１及び集束領域７０２に存在する。ただし、腫瘍領域７０３には比較元ＣＴ画像の特徴点に対応する比較先ＣＴ画像の特徴点が存在しないため、対応ベクトルも存在しない。

一方、図８（ｄ）は、比較元ＣＴ画像の所定領域４０１に含まれる特徴点の位置と、該特徴点に対応する比較先ＣＴ画像中の特徴点の位置とを結ぶ対応ベクトルのうち、腫瘍の変化に基づく位置の変動分（非剛体変形分）の対応ベクトルを示したものである。図８（ｄ）に示すように、非剛体変形分の対応ベクトルは、集束領域７０２（ただし、腫瘍領域７０３は除く）内にのみ存在し、中心方向を向いている。

このように剛体運動分の対応ベクトルと非剛体変形分の対応ベクトルとでは、ベクトルの長さ及び向きに違いがあり、存在する位置にも違いがある。

なお、図８（ａ）に示した対応ベクトルは図８（ｃ）に示す対応ベクトルと図８（ｄ）に示す対応ベクトルとを足し合わせたものである。

つまり、図８（ａ）に示した対応ベクトルのうち集束領域７０２に相当する位置に存在する対応ベクトルには、剛体運動分の対応ベクトルと非剛体変形分の対応ベクトルとが混在していることになる。このため、集束領域７０２に相当する位置に存在する対応ベクトルを含めて代表ベクトル８１０を算出した場合、代表ベクトル８１０には、非剛体変形の影響が含まれることとなる。そして、このような代表ベクトル８１０により局所的位置合わせを行っても、精度の高い位置合わせを行うことはできない。

具体的な画像を用いて説明する。図９は、非剛体変形の影響を含む代表ベクトルを用いて局所的位置合わせが行われた画像を示す図である。なお、図９の例では、局所的位置合わせが行われた画像９００（比較先ＣＴ画像の領域８０２の画像）と、比較元ＣＴ画像における所定領域４０１の画像６００とを重ねて示している。

図９に示すように、画像９００に含まれる血管９０１〜９０３及び腫瘍部分Ｆ'の位置は、局所的位置合わせを行ったにも関わらず画像６００に含まれる血管６０１〜６０３及び腫瘍部分Ｆの位置に対してずれてしまっている。

以上のような、剛体運動と非剛体変形とが混在している領域での代表ベクトル算出の際の問題点に鑑みて、第１の実施形態の第２のレジストレーション部１４２は、非剛体変形の影響を排除して代表ベクトルを求め、局所的位置合わせを行う。

更に、第１の実施形態の第２のレジストレーション部１４２は、局所的位置合わせを行うことで得た対応領域４０２の画像を、非剛体変形の影響がより現れる断面における断面画像に変更する断面変更処理を行う。

これにより、第１の実施形態によれば、呼吸・心拍に基づく位置の変動分を相殺する局所的位置合わせを行うことで得た対応領域について、非剛体変形の影響（つまり、腫瘍の変化（経時変化）に基づく位置の変動分）がより現れた断面画像を表示することができる。

なお、第２のレジストレーション部１４２において、腫瘍の変化（経時変化)に基づく位置の変動分を算出することは、腫瘍及びその周辺組織の内部構造の構造変化を検出することに等しい。換言すると、代表ベクトル算出対象領域８００の画像において表される内部構造について、所定領域４０１の画像において表される内部構造からの構造変化を検出することに等しい。

以下、図１０を用いて、第１の実施形態の第２のレジストレーション部１４２の機能構成を説明し、図１１〜図１６を用いて、第２のレジストレーション部１４２を構成する各部の具体的な処理内容について説明する。更に、図１７〜図２１のフローチャートを用いて、第２のレジストレーション部１４２により実行される処理の流れについて説明する。

図１０は、第２のレジストレーション部の機能構成を示す図である。図１０に示すように、第２のレジストレーション部１４２は、領域識別部１００１と、対応ベクトル算出部１００２と、集束領域判定部１００３と、代表ベクトル算出部１００４と、位置合わせ部１００５とを有する。更に、第２のレジストレーション部１４２は、部分画像抽出部１００６と、断面画像生成部１００７とを有する。

領域識別部１００１は、読影医により指定された位置を含む所定領域４０１を識別する。具体的には、所定領域４０１の位置を特定する比較元ＣＴ画像上の座標を取得する。

対応ベクトル算出部１００２は、領域識別部１００１により識別された比較元ＣＴ画像の所定領域４０１より、特徴点を抽出する。また、対応ベクトル算出部１００２は、抽出した各特徴点に対応する比較先ＣＴ画像中の各特徴点を検索する。更に、対応ベクトル算出部１００２は、比較元ＣＴ画像より抽出した各特徴点の位置と、該各特徴点に対応する比較先ＣＴ画像中の各特徴点の位置との差に基づいて、対応ベクトルを算出する。

集束領域判定部１００３は、対応ベクトル算出部１００２において算出した対応ベクトルに基づいて、代表ベクトル算出対象領域８００に集束領域７０２が含まれているか否かの判定を行う。また、集束領域７０２が含まれていると判定した場合、集束領域判定部１００３は、正常領域７０１と集束領域７０２との境界位置を算出する。更に、集束領域判定部１００３は、集束領域７０２が含まれているか否かの判定結果と、正常領域７０１と集束領域７０２との境界位置の算出結果とを、代表ベクトル算出部１００４に通知する。

代表ベクトル算出部１００４は、対応ベクトル算出部１００２において算出された対応ベクトルに基づいて、代表ベクトル算出対象領域８００における代表ベクトルを算出する。代表ベクトル算出部１００４は、代表ベクトル算出対象領域８００に集束領域７０２が含まれていないと判定された場合には、代表ベクトル算出対象領域８００内の全ての対応ベクトル（ただし腫瘍領域は除く）を用いて代表ベクトルを算出する。一方、代表ベクトル算出対象領域８００に集束領域７０２が含まれていると判定された場合には、代表ベクトル算出対象領域８００内の対応ベクトルのうち、集束領域（及び腫瘍領域）に含まれる対応ベクトルを除く対応ベクトルを用いて代表ベクトルを算出する。

なお、第１の実施形態において、代表ベクトル算出部１００４は、対応ベクトルを用いて代表ベクトルを算出するにあたり、平均処理を行う。

位置合わせ部１００５は、代表ベクトル算出部１００４において算出された代表ベクトルに基づいて、所定領域４０１に対応する対応領域４０２の画像を比較先ＣＴ画像より抽出する。具体的には、位置合わせ部１００５は、所定領域４０１の位置を特定する座標を、比較先ＣＴ画像上において代表ベクトルを用いて移動させることで移動後の座標を算出する。更に、位置合わせ部１００５は、算出した移動後の座標により特定される領域（対応領域４０２）の画像を比較先ＣＴ画像より抽出することで、局所的位置合わせが行われた画像を取得する。

なお、第１の実施形態において、領域識別部１００１〜位置合わせ部１００５は、比較元ＣＴ画像と比較先ＣＴ画像に対して処理を実行するだけでなく、前後の各層のＣＴ画像に対しても同様の処理を実行する。比較元ＣＴ画像の前後の各層のＣＴ画像とは、例えば、比較元ＣＴ画像がファイル名＝"ＩｍａｇｅＡ０１５"であった場合、ファイル名＝"ＩｍａｇｅＡ０１０"〜"ＩｍａｇｅＡ０１４"のＣＴ画像等を指す。あるいは、ファイル名＝"ＩｍａｇｅＡ０１６"〜"ＩｍａｇｅＡ０２０"のＣＴ画像等を指す。また、比較先ＣＴ画像の前後の各層のＣＴ画像とは、例えば、比較先ＣＴ画像がファイル名＝"ＩｍａｇｅＢ０１８"のＣＴ画像であった場合、ファイル名＝"ＩｍａｇｅＢ０１４"〜"ＩｍａｇｅＢ０１７"のＣＴ画像等を指す。あるいは、ファイル名＝"ＩｍａｇｅＢ０１９"〜"ＩｍａｇｅＢ０２２"のＣＴ画像等を指す。

このため、領域識別部１００１は、比較元ＣＴ画像及び比較元ＣＴ画像の前後の各層のＣＴ画像に基づいて、腫瘍及びその周辺組織の内部構造を示すデータである、所定領域４０１の画像を生成する生成手段として機能する。

また、対応ベクトル算出部１００２は、比較先ＣＴ画像及び比較先ＣＴ画像の前後の各層のＣＴ画像に基づいて、腫瘍及びその周辺の内部構造を示すデータである、代表ベクトル算出対象領域８００の画像を生成する生成手段として機能する。

更に、集束領域判定部１００３は、領域識別部１００１により生成された所定領域４０１の画像と、対応ベクトル算出部１００２により生成された代表ベクトル算出対象領域８００の画像とに基づいて、構造変化を検出する検出手段として機能する。

部分画像抽出部１００６は、読影医から断面変更の指示があった場合に、対応領域４０２に関して、基準断面とは異なる断面を特定する。また、部分画像抽出部１００６は、特定した断面についての断面画像を生成するための部分画像を、比較先ＣＴ画像及び比較先ＣＴ画像の前後の各層のＣＴ画像より抽出する。同様に、部分画像抽出部１００６は、所定領域４０１に関して、基準断面とは異なる断面を特定する。また、部分画像抽出部１００６は、特定した断面についての断面画像を生成するための部分画像を、比較元ＣＴ画像及び比較元ＣＴ画像の前後の各層のＣＴ画像より抽出する。

断面画像生成部１００７は、基準断面とは異なる断面についての断面画像を生成し、表示制御部１４３に通知する。具体的には、断面画像生成部１００７は、部分画像抽出部１００６が比較元ＣＴ画像及び比較元ＣＴ画像の前後の各層のＣＴ画像より抽出した部分画像を用いて断面画像を生成し、表示制御部１４３に通知する。また、断面画像生成部１００７は、部分画像抽出部１００６が比較先ＣＴ画像及び比較先ＣＴ画像の前後の各層のＣＴ画像より抽出した部分画像を用いて断面画像を生成し、表示制御部１４３に通知する。なお、断面画像生成部１００７は、生成した断面画像を表示制御部１４３に通知するにあたり、生成に用いた断面を示すための表示情報４３１、４３２も合わせて通知する。

また、断面画像生成部１００７は、読影医から差分ベクトルの表示指示があった場合、比較先ＣＴ画像及び比較先ＣＴ画像の前後の各層のＣＴ画像より抽出した部分画像に含まれる差分ベクトルを、生成した断面画像に重畳する。更に、断面画像生成部１００７は、差分ベクトルを重畳した断面画像を表示制御部１４３に通知する。

つまり、断面画像生成部１００７は、基準断面とは異なる新たな断面についての断面画像を生成する生成手段として機能する。また、表示制御部１４３は、生成した断面画像を、差分ベクトル（構造変化を示す情報）とともに表示する表示手段として機能する。

次に、図１０に示した第２のレジストレーション部１４２に含まれる各部のうち、集束領域判定部１００３、代表ベクトル算出部１００４、位置合わせ部１００５、部分画像抽出部１００６、断面画像生成部１００７の各部の処理内容の具体例について説明する。

はじめに、集束領域判定部１００３の処理内容の具体例について説明する。図１１は、集束領域判定部の処理内容を示す図である。

図１１の例は、代表ベクトル算出対象領域８００の中心から辺縁までを、矩形枠状に所定の刻み幅の区画で区分けし、各区画の対応ベクトルに基づいて、代表ベクトル算出対象領域８００に集束領域７０２が含まれているか否かを判定する様子を示したものである。

なお、代表ベクトル算出対象領域８００の中心から辺縁までの距離をＲ、刻み幅をΔＲとする。また、ここでは矩形枠状に区分けする場合について説明するが、矩形枠状に区分けする代わりに円環状に区分けしてもよい。

集束領域判定部１００３は、Ｒ〜（Ｒ−ΔＲ）の範囲内の区画群１１０１（図１１の左端に示す代表ベクトル算出対象領域８００内のハッチング領域）に含まれる対応ベクトルを抽出する。更に、集束領域判定部１００３は、（Ｒ−ΔＲ）〜（Ｒ−ΔＲ×２）の範囲内の区画群１１０２（図１１の中央に示す代表ベクトル算出対象領域８００内のハッチング領域）に含まれる対応ベクトルを抽出する。

そして、集束領域判定部１００３は、抽出した対応ベクトルのうち、区画群１１０１の対応ベクトルと区画群１１０２の対応ベクトルとの間で隣接する対応ベクトル同士の差を算出し、差分ベクトルを求める。このようにして求めた差分ベクトルは、比較元ＣＴ画像と比較先ＣＴ画像との間での特徴点の位置の変化の差を示すものということができる。図１１の右端に示す代表ベクトル算出対象領域８００内の各ベクトルは、区画群１１０１の対応ベクトルと区画群１１０２の対応ベクトルとに基づいて算出した差分ベクトルの一例を示している。

集束領域判定部１００３は、このようにして求めた差分ベクトルが所定の閾値より大きい場合、当該差分ベクトルの方向を判定する。また、集束領域判定部１００３は、当該差分ベクトルの方向が代表ベクトル算出対象領域８００の中心方向に向かっていると見做せる場合には、集束領域が含まれていると判定する。また、集束領域判定部１００３は、集束領域が含まれているとの判定に用いられた差分ベクトルを算出する際に用いた対応ベクトルが存在する、２つの区画群の境界位置を、正常領域７０１と集束領域７０２との境界位置と判定する。

なお、図１１の説明から明らかなように、集束領域判定部１００３は、はじめに、代表ベクトル算出対象領域８００の最も外側に位置する区画群１１０１より抽出した対応ベクトルを用いて差分ベクトルを求める。これは、当該対応ベクトルが、腫瘍の変化に基づく位置の変動の影響を受けていない対応ベクトルであって、呼吸・心拍に基づく位置の変動に伴う対応ベクトルであると推定できるからである。

また、集束領域判定部１００３は隣接する対応ベクトル間の差を算出する。これは、隣接する対応ベクトル間では、呼吸・心拍に基づく位置の変動に大きな差異はなく、差を算出することで、呼吸・心拍に基づく位置の変動の影響を差し引くことができるからである。つまり、隣接する対応ベクトル間の差を算出することで求められる差分ベクトル（ただし、所定の閾値以上の大きさを有する差分ベクトル）は、腫瘍の変化に基づく位置の変動分の対応ベクトル（つまり、構造変化を示す情報）を表しているということができる。

なお、集束領域判定部１００３が差分ベクトルの方向を判定するのは、集束領域における対応ベクトルは、腫瘍中心点Ｏの方向を向くという特性があるため、腫瘍の変化に基づく位置の変動であることを識別するのに有効だからである。

次に、代表ベクトル算出部１００４の処理内容の具体例について説明する。図１２は、集束領域があると判定された場合の代表ベクトルの算出方法を示す図である。

代表ベクトル算出部１００４は、代表ベクトル算出対象領域８００に集束領域７０２が含まれている場合、代表ベクトル算出対象領域８００において算出された各対応ベクトルのうち、集束領域７０２内に存在する対応ベクトルを除いて、代表ベクトルを求める。図１２（ａ）の例では、代表ベクトル算出対象領域８００において１５個の対応ベクトル（黒矢印）が算出されており、このうち、集束領域７０２内に存在する４個の対応ベクトルを除く、１１個の対応ベクトルを用いて代表ベクトルを算出する。

代表ベクトル１２００は、１１個の対応ベクトルを用いて算出した代表ベクトルを示している。このように、集束領域７０２内に存在する４個の対応ベクトルを除くことで、非剛体変形の影響（つまり、腫瘍の変化（経時変化）に基づく位置の変動分）を排除して代表ベクトルを求めることができる。

図１２（ｂ）は、代表ベクトル１２００を用いて平行移動による変換処理を行うことで、比較先ＣＴ画像より局所的位置合わせが行われた画像を抽出する様子を示したものである。図１２（ｂ）に示すように、第２のレジストレーション部１４２は、比較元ＣＴ画像の所定領域４０１に対応する比較先ＣＴ画像中の領域８０１を、代表ベクトル１２００に応じて平行移動させることで対応領域４０２を求めることができる。更に、比較先ＣＴ画像より対応領域４０２の画像を抽出することで、第２のレジストレーション部１４２は、局所的位置合わせが行われた画像を抽出することができる。

一方、図１３は、集束領域がないと判定された場合の代表ベクトルの算出方法を示す図である。代表ベクトル算出部１００４では、代表ベクトル算出対象領域８００に集束領域７０２が含まれていない場合、代表ベクトル算出対象領域８００において算出された各対応ベクトルを用いて代表ベクトルを求める。ただし、腫瘍領域７０３内に含まれる対応ベクトルは除くものとする。なお、腫瘍領域７０３内においては、特徴点の対応点が存在しないため、対応ベクトルは存在しないことから、腫瘍領域７０３内に存在する対応ベクトルを除くか否かに関わらず、算出される代表ベクトルは同じとなる。

図１３（ａ）の例では、代表ベクトル算出対象領域８００において１５個の対応ベクトル（黒矢印）が算出されており、代表ベクトル算出部１００４は、これらを用いて代表ベクトルを算出する。代表ベクトル１３００は、１５個の対応ベクトルを用いて算出した代表ベクトルを示している。このように、代表ベクトル算出対象領域８００内に集束領域７０２が含まれていない場合、非剛体変形の影響を受けることはないため、全ての対応ベクトルを用いて代表ベクトルを算出することができる。

図１３（ｂ）は、代表ベクトル１３００を用いて平行移動による変換処理を行うことで、比較先ＣＴ画像より局所的位置合わせが行われた画像を抽出する様子を示したものである。図１３（ｂ）に示すように、第２のレジストレーション部１４２は、比較元ＣＴ画像の所定領域４０１に対応する比較先ＣＴ画像中の領域８０１を、代表ベクトル１３００に応じて平行移動させることで対応領域４０２を求めることができる。更に、比較先ＣＴ画像より対応領域４０２の画像を抽出することで、第２のレジストレーション部１４２は、局所的位置合わせが行われた画像を抽出することができる。

ここで、非剛体変形の影響を排除した代表ベクトル１２００を用いて、位置合わせ部１００５が局所的位置合わせを行うことで得た対応領域４０２の画像について説明する。図１４は、非剛体変形の影響を排除した代表ベクトルを用いて局所的位置合わせを行うことで得た画像を示す図である。

なお、図１４の例は、比較先ＣＴ画像の対応領域４０２の画像１４００と、比較元ＣＴ画像の所定領域４０１の画像６００とを重ねて示している。

図１４に示すように、画像１４００に含まれる血管１４０１〜１４０３及び腫瘍部分Ｆ'の位置は、画像６００に含まれる血管６０１〜６０３及び腫瘍部分Ｆの位置と概ね同じである。つまり、画像１４００の場合、心拍・呼吸に基づく位置の変動が打ち消されている。一方で、血管１４０２、１４０３のうち、腫瘍部分Ｆ'の周辺に位置する血管は、画像６００に含まれる血管６０１〜６０３のうち、腫瘍部分Ｆの周辺に位置する血管に対して、位置がずれている。つまり、画像１４００の場合、腫瘍の変化に基づく位置の変動の影響は残されている。

次に、部分画像抽出部１００６の処理内容の具体例について説明する。図１５は、部分画像抽出部の処理内容を示す図である。図１５（ａ）は、断面を示すための表示情報４３２を表している。なお、図１５（ａ）に示すｘ軸は、患者の左右方向を表しており、ｙ軸は、患者の前後方向を表しているものとする。また、ｚ軸は、患者の上下方向を表しているものとする。一方、図１５（ｂ）、（ｃ）は、比較先ＣＴ画像の前後の各層の対応領域及び部分画像を表している。

図１５（ａ）〜（ｃ）に示すように、部分画像抽出部１００６は、比較先ＣＴ画像（ファイル名＝"ＩｍａｇｅＢ０１８"）に含まれる対応領域４０２の画像を、位置合わせ部１００５より取得する。また、部分画像抽出部１００６は、対応領域４０２の画像のうち、腫瘍を含む部分画像１５１４を抽出する。なお、部分画像１５１４により特定される範囲に、差分ベクトルが含まれる場合には、当該差分ベクトルも合わせて抽出する。

同様に、部分画像抽出部１００６は、比較先ＣＴ画像の１つ前の層のＣＴ画像（ファイル名＝"ＩｍａｇｅＢ０１７"）に含まれる対応領域１５０３の画像のうち、断面４２２ａに対応する部分画像１５１３を抽出する。

同様に、部分画像抽出部１００６は、比較先ＣＴ画像の前の各層のＣＴ画像（ファイル名＝"ＩｍａｇｅＢ０１６"、"ＩｍａｇｅＢ０１５"）に含まれる対応領域１５０２、１５０１の画像のうち、断面４２２ａに対応する部分画像１５１２、１５１１を抽出する。

また、部分画像抽出部１００６は、比較先ＣＴ画像の１つ後の層のＣＴ画像（ファイル名＝"ＩｍａｇｅＢ０１９"）に含まれる対応領域１５０５の画像のうち、断面４２２ａに対応する部分画像１５１５を抽出する。

同様に、部分画像抽出部１００６は、比較先ＣＴ画像の後の各層のＣＴ画像（ファイル名＝"ＩｍａｇｅＢ０２０"、"ＩｍａｇｅＢ０２１"）に含まれる対応領域１５０６、１５０７の画像のうち、断面４２２ａに対応する部分画像１５１６、１５１７を抽出する。

次に、断面画像生成部１００７の処理内容の具体例について説明する。図１６は、断面画像生成部１００７の処理内容を示す図である。

断面画像生成部１００７は、部分画像抽出部１００６において抽出された部分画像１５１１〜１５１７（図１５参照）に基づいて、断面画像（断面４２２ａについての断面画像）を生成する。断面４２２ａについての断面画像４２２は、患者の腫瘍の周辺組織を断面４２２ａに略直交する方向から見た場合の断面画像である。

図１６の例では、対比のために、基準断面である断面４１２ａについての断面画像１６００（＝比較先ＣＴ画像内の対応領域４０２の画像１４００）も合わせて示している。図１６に示すように、断面４１２ａについての断面画像１６００に含まれる差分ベクトルの数及び大きさと、断面４２２ａについての断面画像４２２に含まれる差分ベクトルの数及び大きさとは、等しくない。

これは、集束自体は均一に起こっていると考えられるが、集束に伴う経時変化（移動）を観測できる血管などの組織が、肺内に均一に分布しているとは限らないからである。したがって、差分ベクトルが観測された血管等の組織が、腫瘍に近い場合には、強い集束力を受けて、大きな移動を示す差分ベクトルとなり、逆に、腫瘍から遠い場合には、弱い集束力を受けて、小さな移動を示す差分ベクトルとなる。ここで、読影医にとっては、組織の移動量が大きい断面についての断面画像を読影する方が、腫瘍に対する集束を容易に見つけることができ、腫瘍が腺癌であることを誤りなく判断できる可能性が高い。

そこで、第１の実施形態では、断面画像生成部１００７が、組織の移動量が大きい所定の断面４２２ａについての断面画像を生成し、読影医が読影に際して利用できるようにする。図１６の例によれば、断面４１２ａについての断面画像１６００に含まれる差分ベクトルは２つ（１６００＿１〜１６００＿２）である。これに対して、断面４２２ａについての断面画像４２２に含まれる差分ベクトルの数は７つ（４２２＿１〜４２２＿７）あり、ベクトルの大きさも大きい。

したがって、断面４２２ａについての断面画像４２２を対応領域４０２の画像１４００（＝断面４１２ａについての断面画像１６００）に代えて拡大表示することで、読影医は、腫瘍に対する集束を容易に見つけることができる。この結果、読影医は腫瘍が腺癌であることを誤りなく判断することができるようになる。

次に、第２のレジストレーション部１４２により実行される処理の流れについて説明する。図１７は、第２のレジストレーション部により実行される処理の第１のフローチャートである。

ステップＳ１７０１において、領域識別部１００１は、比較元ＣＴ画像において読影医により指定された腫瘍部分Ｆの位置を中心とする所定領域４０１を識別する。

ステップＳ１７０２において、対応ベクトル算出部１００２は、領域識別部１００１により識別された比較元ＣＴ画像の所定領域４０１より、特徴点を抽出する。また、抽出した各特徴点に対応する比較先ＣＴ画像中の各特徴点を検索し、抽出する。

ステップＳ１７０３において、集束領域判定部１００３は、比較先ＣＴ画像より抽出された各特徴点を含む領域を代表ベクトル算出対象領域８００として抽出する。

ステップＳ１７０４において、対応ベクトル算出部１００２は、比較元ＣＴ画像より抽出した各特徴点の位置と、該特徴点に対応する比較先ＣＴ画像中の各特徴点の位置との差に基づいて、対応ベクトルを算出する。

ステップＳ１７０５において、集束領域判定部１００３は、算出された対応ベクトルに基づいて、代表ベクトル算出対象領域８００に集束領域７０２が含まれているか否かを判定する。また、集束領域７０２が含まれると判定した場合、集束領域判定部１００３は、正常領域７０１と集束領域７０２との境界位置を算出する。なお、ステップＳ１７０５の集束領域判定処理の詳細なフローチャートは後述する。

ステップＳ１７０６において、代表ベクトル算出部１００４は、集束領域判定処理（ステップＳ１７０５）の結果に基づいて、集束領域７０２の有無を判断する。ステップＳ１７０６において集束領域７０２が含まれていないと判断した場合には（ステップＳ１７０６において"Ｎｏ"）、ステップＳ１７０７に進む。ステップＳ１７０７において、代表ベクトル算出部１００４及び位置合わせ部１００５は、腺癌以外の腫瘍に応じた局所的位置合わせ処理を行う。なお、ステップＳ１７０７の局所的位置合わせ処理（腺癌以外）の詳細なフローチャートは後述する。

ステップＳ１７０８において、代表ベクトル算出部１００４は、局所的位置合わせが行われた画像を、対応領域４０２の画像として表示制御部１４３に通知する。これにより、局所的位置合わせが行われた画像が拡大表示画面に拡大表示される。

一方、ステップＳ１７０６において、集束領域７０２が含まれていると判断した場合には（ステップＳ１７０６において"Ｙｅｓ"）、ステップＳ１７０９に進む。ステップＳ１７０９において、代表ベクトル算出部１００４及び位置合わせ部１００５は、腺癌に応じた局所的位置合わせ処理を行う。なお、ステップＳ１７０９の局所的位置合わせ処理（腺癌）の詳細なフローチャートは後述する。

ステップＳ１７１０において、代表ベクトル算出部１００４は、局所的位置合わせが行われた画像１４００を、対応領域４０２の画像として表示制御部１４３に通知する。これにより、ステップＳ１７０９において局所的位置合わせが行われた画像１４００が拡大表示画面に拡大表示される。

ステップＳ１７１１において、部分画像抽出部１００６は、拡大表示画面に拡大表示された画像１４００についての断面変更指示（または、断面変更指示及び差分ベクトル表示指示の両方）が入力されたか否かを判定する。

ステップＳ１７１１において、断面変更指示が入力されなかったと判定した場合には（ステップＳ１７１１において"Ｎｏ"）、第２のレジストレーション部による処理を終了する。一方、ステップＳ１７１１において、断面変更指示が入力されたと判定した場合には（ステップＳ１７１１において"Ｙｅｓ"）、ステップＳ１７１２に進む。

ステップＳ１７１２において、部分画像抽出部１００６は、領域識別部１００１〜位置合わせ部１００５に対して、比較先ＣＴ画像の前後の各層のＣＴ画像について、ステップＳ１７０１からステップＳ１７０６、Ｓ１７０９の処理を実行するよう指示する。

また、部分画像抽出部１００６は、比較先ＣＴ画像及び比較先ＣＴ画像の前後の各層のＣＴ画像に含まれる対応領域（対応領域１５０１〜１５０３、４０２、１５０５〜１５０７）の画像から、部分画像１５１１〜１５１７を抽出する。更に、断面画像生成部１００７は、抽出された部分画像１５１１〜１５１７に基づいて断面画像（断面４２２ａについての断面画像４２２）を生成し、表示制御部１４３に通知する。これにより、断面変更処理が行われることで得た断面画像（断面４２２ａについての断面画像４２２）が、局所的位置合わせが行われた画像１４００（＝断面４１２ａについての断面画像１６００）に代わって、拡大表示画面に拡大表示される。

更に、部分画像抽出部１００６は、比較元ＣＴ画像及び比較元ＣＴ画像の前後の各層のＣＴ画像に含まれる所定領域から、部分画像を抽出する。更に、断面画像生成部１００７は、抽出された部分画像に基づいて断面画像を生成し、表示制御部１４３に通知する。これにより、ステップＳ１７１２において断面変更処理が行われることで得られた断面画像が、所定領域４０１の画像６００に代わって、拡大表示画面に拡大表示される。なお、ステップＳ１７１２の断面変更処理の詳細なフローチャートは後述する。

次に、集束領域判定処理（ステップＳ１７０５）の詳細について説明する。図１８は、集束領域判定処理のフローチャートである。

ステップＳ１８０１において、集束領域判定部１００３は、代表ベクトル算出対象領域８００の中心（腫瘍中心点Ｏ）から辺縁までを、円環状または矩形枠状に刻み幅ΔＲで区分けする。ステップＳ１８０２において、集束領域判定部１００３は、カウンタｉに１を代入する。

ステップＳ１８０３において、集束領域判定部１００３は、（Ｒ−ΔＲ×（ｉ−１））〜（Ｒ−ΔＲ×ｉ）の範囲の区画群と、当該区画群の内側（腫瘍に近い側）に位置する（Ｒ−ΔＲ×ｉ）〜（Ｒ−ΔＲ×（ｉ＋１））の範囲の区画群とを抽出する。

ステップＳ１８０４において、集束領域判定部１００３は、抽出した各区画群に存在する対応ベクトルのうち、隣接する対応ベクトルの差を算出し、差分ベクトルを求める。

ステップＳ１８０５において、集束領域判定部１００３は、差分ベクトルの大きさが閾値以下であるか否かを判定する。ステップＳ１８０５において閾値以下であると判定した場合には（ステップＳ１８０５において"Ｙｅｓ"）、ステップＳ１８０６に進み、カウンタｉをインクリメントする。

ステップＳ１８０７において、集束領域判定部１００３は、ｉ≧Ｒ／ΔＲが成立するか否かを判定する。成立しないと判定した場合（ステップＳ１８０７において"Ｎｏ"）、集束領域判定部１００３は、更に内側（腫瘍に近い側）に区画群があると判定し、ステップＳ１８０３に戻る。

一方、ステップＳ１８０７において、ｉ≧Ｒ／ΔＲが成立すると判定した場合（ステップＳ１８０７において"Ｙｅｓ"）、集束領域判定部１００３は、全ての区画群について差分ベクトルを算出したと判定し、ステップＳ１８０８に進む。

ステップＳ１８０８において、集束領域判定部１００３は、代表ベクトル算出対象領域８００に集束領域７０２が含まれていないと判定し、集束領域判定処理を終了する。

一方、ステップＳ１８０５において差分ベクトルの大きさが閾値より大きいと判定した場合には（ステップＳ１８０５において"Ｎｏ"）、ステップＳ１８０９に進む。ステップＳ１８０９において、集束領域判定部１００３は、差分ベクトルの方向が代表ベクトル算出対象領域８００の中心方向に向かっているか否かを判定する。

ステップＳ１８０９において、中心方向に向かってないと判定した場合には（ステップＳ１８０９において"Ｎｏ"）、ステップＳ１８０６に進む。一方、ステップＳ１８０９において、中心方向に向かっていると判定した場合には（ステップＳ１８０９において"Ｙｅｓ"）、ステップＳ１８１０に進む。

ステップＳ１８１０において、集束領域判定部１００３は、代表ベクトル算出対象領域８００に集束領域７０２が含まれていると判定し、ステップＳ１８１１に進む。ステップＳ１８１１において、集束領域判定部１００３は、代表ベクトル算出対象領域８００の中心からの距離が（Ｒ−ΔＲ×ｉ）の位置を正常領域７０１と集束領域７０２との境界位置と判定し、集束領域判定処理を終了する。

次に、ステップＳ１７０７の局所的位置合わせ処理（腺癌以外）の詳細について説明する。図１９は、局所的位置合わせ処理（腺癌以外）のフローチャートである。

ステップＳ１９０１において、代表ベクトル算出部１００４は、代表ベクトル算出対象領域８００のうち、腫瘍領域７０３に対してマスクする。

ステップＳ１９０２において、代表ベクトル算出部１００４は、代表ベクトル算出対象領域８００に含まれる対応ベクトルのうち、ステップＳ１９０１においてマスクした腫瘍領域７０３以外の領域の対応ベクトルを用いて、代表ベクトルを算出する。

ステップＳ１９０３において、位置合わせ部１００５は、算出された代表ベクトルを用いて、比較先ＣＴ画像より、所定領域４０１に対応する対応領域４０２の画像を抽出する。これにより、局所的位置合わせが行われた画像を抽出することができる。

次に、ステップＳ１７０９の局所的位置合わせ処理（腺癌）の詳細について説明する。図２０は、局所的位置合わせ（腺癌）のフローチャートである。ステップＳ１９１１において、代表ベクトル算出部１００４は、代表ベクトル算出対象領域８００のうち、腫瘍領域７０３を含む集束領域７０２に対してマスクする。

ステップＳ１９１２において、代表ベクトル算出部１００４は、代表ベクトル算出対象領域８００に含まれる対応ベクトルのうち、ステップＳ１９１１においてマスクした集束領域７０２以外の領域の対応ベクトルを用いて、代表ベクトルを算出する。

ステップＳ１９１３において、位置合わせ部１００５は、算出された代表ベクトルを用いて、比較先ＣＴ画像より、所定領域４０１に対応する対応領域４０２の画像１４００を抽出する。これにより、局所的位置合わせが行われた画像を抽出することができる。

次に、断面変更処理（ステップＳ１７１２）の詳細について説明する。図２１は、断面変更処理のフローチャートである。

ステップＳ２００１において、部分画像抽出部１００６は、所定の断面を特定する。所定の断面とは、腫瘍を含む平面であって、基準断面に対して所定の軸周り（断面方向）に所定の断面角度だけ回転させることで得られる断面４１２ａである。所定の断面は、予め定められていてもよいし、読影医が指示してもよい。

ステップＳ２００２において、部分画像抽出部１００６は、領域識別部１００１〜対応ベクトル算出部１００２に対して、比較元ＣＴ画像の前後の各層と、比較先ＣＴ画像の前後の各層との間での、層ごとの対応ベクトルを算出するよう指示する。これにより、領域識別部１００１〜対応ベクトル算出部１００２は、比較元ＣＴ画像の前後の各層と、比較先ＣＴ画像の前後の各層との間で、層ごとの対応ベクトルを算出する。

ステップＳ２００３において、部分画像抽出部１００６は、集束領域判定部１００３に対して、各層についての集束領域判定処理を実行するよう指示する。これにより、集束領域判定部１００３は、各層についての集束領域判定処理を実行する。なお、各層において実行される集束領域判定処理の内容は、図１８を用いて説明した集束領域判定処理と同じであるため、ここでは詳細な説明は省略する。

ステップＳ２００４において、部分画像抽出部１００６は、代表ベクトル算出部１００４及び位置合わせ部１００５に対して、各層についての局所的位置合わせ処理を実行するよう指示する。これにより、代表ベクトル算出部１００４及び位置合わせ部１００５は、各層についての局所的位置合わせ処理を実行する。なお、各層において実行される局所的位置合わせ処理の内容は、図２０を用いて説明済みであるため、ここでは詳細な説明は省略する。

ステップＳ２００５において、部分画像抽出部１００６は、ステップＳ２００４において局所的位置合わせが行われた画像（対応領域１５０１〜１５０３、４０２、１５０５〜１５０７の画像）を取得する。更に、部分画像抽出部１００６は、取得した対応領域１５０１〜１５０３、４０２、１５０５〜１５０７の画像それぞれより、ステップＳ２００１において特定した断面（４２２ａ）に応じた部分画像１５１１〜１５１７を抽出する。

ステップＳ２００６において、断面画像生成部１００７は、ステップＳ２００５において抽出した部分画像１５１１〜１５１７に基づいて、断面画像（断面４２２ａについての断面画像４２２）を生成する。なお、差分ベクトル表示指示が入力されていた場合にあっては、ステップＳ２００５において抽出された部分画像にそれぞれ含まれる差分ベクトルを合わせて取得し、断面画像４２２に重畳する。

ステップＳ２００７において、断面画像生成部１００７は、生成した断面画像４２２及び断面画像４２２の生成に際して用いた断面４２２ａを示すための表示情報４３２を表示制御部１４３に通知する。

なお、図２１のフローチャートは、対応領域４０２の画像１４００について断面変更処理を行う場合のフローチャートであるが、所定領域４０１の画像６００について断面変更処理を行う場合も同様である。ただし、所定領域４０１の画像６００について断面変更処理を行う場合、図２１に示すフローチャートのステップＳ２００５〜ステップＳ２００７を実行するものとする。また、ステップＳ２００５については、"比較先ＣＴ画像"を"比較元ＣＴ画像"に読み替えて実行するものとする。

以上の説明から明らかなように、第１の実施形態では、比較元ＣＴ画像において読影医により腫瘍部分Ｆの位置が指定された場合に、所定領域４０１の画像を拡大表示する。また、所定領域４０１の画像に基づいて、局所的位置合わせを行うことで比較先ＣＴ画像より対応領域４０２の画像を抽出し、拡大表示する。

これにより、読影医は、異なる時期に撮影された断面画像群に含まれる各ＣＴ画像間の対応領域を容易に把握することができるようになるとともに、腫瘍に関する適切な読影を行うことができるようになる。

また、第１の実施形態では、読影医より断面変更の指示があった場合に、比較先ＣＴ画像と比較先ＣＴ画像の前後の各層に含まれる対応領域の画像より、新たな断面に応じた部分画像を抽出する。更に、抽出した部分画像に含まれる差分ベクトル（腫瘍の周辺組織の集束の状態を示す情報）を抽出する。更に、生成した断面画像（差分ベクトルの表示指示があった場合にあっては、生成した断面画像と差分ベクトル）を拡大表示する。

これにより、腫瘍に対する集束がより現れている断面上で、腫瘍と集束の状態とを表示することが可能となり、読影医は、腫瘍に対する集束を見つけ、腫瘍が腺癌であることを容易に判断することができるようになる。つまり、第１の実施形態によれば、腫瘍が腺癌であるか否かを読影医が判断することを支援することができる。

［第２の実施形態］
上記第１の実施形態において断面画像生成装置１２０は、予め定められた断面または読影医により指示された断面についての断面画像を生成して表示した。これに対して、第２の実施形態では、様々な断面についての断面画像を生成し、それぞれの断面画像に含まれる差分ベクトル（構造変化を示す情報）に基づいて、構造変化の度合い（腫瘍に対する集束の度合い）を示す評価値を算出する。そして、評価値の最も高い断面画像を、拡大表示画面に拡大表示する。これにより、様々な断面のうち腫瘍に対する集束が最も現れている断面上で、腫瘍と集束の状態とを表示することが可能となる。以下、第２の実施形態について、上記第１の実施形態との相違点を中心に説明する。

はじめに、第２の実施形態における部分画像抽出部１００６の処理内容の具体例について説明する。図２２、図２３は、第２の実施形態における部分画像抽出部の処理内容を示す図である。

図２２に示すように、第２の実施形態における部分画像抽出部１００６は、ｙ軸周りの断面４２２ａに対応する部分画像に加え、ｘ軸周りの断面２１０１ａに対応する部分画像を抽出する。

具体的には、部分画像抽出部１００６は、比較先ＣＴ画像及び比較先ＣＴ画像の前後の各層のＣＴ画像に含まれる対応領域１５０１〜１５０３、４０２、１５０５〜１５０７の画像のうち、断面２１０１ａに対応する部分画像２１１１〜２１１７を抽出する。

また、図２３に示すように、第２の実施形態における部分画像抽出部１００６は、ｚ軸周りの断面２１０２ａに対応する部分画像を抽出する。

具体的には、部分画像抽出部１００６は、比較先ＣＴ画像及び比較先ＣＴ画像の前後の各層のＣＴ画像に含まれる対応領域１５０１〜１５０３、４０２、１５０５〜１５０７の画像のうち、断面２１０２ａに対応する部分画像２１２１〜２１２７を抽出する。

次に、第２の実施形態における断面画像生成部１００７の処理内容の具体例について説明する。図２４は、第２の実施形態における断面画像生成部の処理内容を示す図である。

図２４に示すように、第２の実施形態における断面画像生成部１００７は、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸周りにそれぞれ一定の刻み幅で断面の角度を変えることで得た複数の断面それぞれについての断面画像を生成する。また、第２の実施形態における断面画像生成部１００７は、生成した複数の断面画像それぞれに含まれる差分ベクトルを取得する。また、第２の実施形態における断面画像生成部１００７は、それぞれの断面画像について、腫瘍中心点Ｏから外側に向かう放射状の領域を一定角度間隔で分割し、各放射状の領域よりベクトル長さが最大の差分ベクトルを抽出する。更に、第２の実施形態における断面画像生成部１００７は、各放射状の領域から抽出した各差分ベクトルのベクトル長さに応じた評価値を合算し、断面画像ごとの評価値の合計値を算出する。

このように、放射状の領域と、最大の差分ベクトルとを用いたのは、読影医が集束を判断しやすくするためである。読影医が集束を判断しやすい要件は、腫瘍周辺の血管等の組織が大きく移動していること、及び、腫瘍中心に向かっていることの２点である。このうち、前者の要件に対応するために（ベクトル長が大きいほど高い評価値が得られるように）、最大の差分ベクトルを評価値の算出に用いるようにした。また、後者の要件に対応するために（放射状に各方向から万遍なくベクトルがある場合に評価値が高くなるように）、放射状の各領域において最大の差分ベクトルのみを評価値の算出に用いるようにした。

図２４（ａ）の例は、断面画像生成部１００７が、断面２２１０ａ〜２２１２ａについての断面画像２２１０〜２２１２を生成し、断面画像２２１０において差分ベクトル２２１０＿１、２２１０＿２を取得したことを示している。また、断面画像生成部１００７が、差分ベクトル２２１０＿１、２２１０＿２を、それぞれの放射状の領域におけるベクトル長さが最大の差分ベクトルと判断したことを示している。更に、差分ベクトル２２１０＿１、２２１０＿２のベクトル長さに応じた評価値を、それぞれ、"０．８"、"０．９"と算出したことを示している。

この結果、断面画像生成部１００７は、断面画像２２１０の評価値の合計値を"１．７"と算出する。なお、図２４（ａ）の例では、更に断面画像２２１１の評価値の合計値を"１．１"と算出し、断面画像２２１２の評価値の合計値を"２．４"と算出している。

図２４（ｂ）の例は、断面画像生成部１００７が、断面２２２０ａ〜２２２２ａについての断面画像２２２０〜２２２２を生成し、断面画像２２２０において差分ベクトル２２２０＿１を取得したことを示している。また、断面画像生成部１００７が、差分ベクトル２２２０＿１を、それぞれの放射状の領域におけるベクトル長さが最大の差分ベクトルと判断し、差分ベクトル２２２０＿１のベクトル長さに応じた評価値を、"０．２"と算出したことを示している。

この結果、断面画像生成部１００７は、断面画像２２２０の評価値の合計値を"０．２"と算出する。なお、図２４（ｂ）の例では、更に断面画像２２２１の評価値の合計値を"０．１"と算出し、断面画像２２２２の評価値の合計値を"０．５"と算出している。

図２４（ｃ）の例は、断面画像生成部１００７が、断面２２３０ａ〜２２３２ａについての断面画像２２３０〜２２３２を生成し、断面画像２２３０において差分ベクトル２２３０＿１〜２２３０＿６を取得したことを示している。また、断面画像生成部１００７が、差分ベクトル２２３０＿２、２２３０＿３、２２３０＿４、２２３０＿５、２２３０＿６を、それぞれの放射状の領域におけるベクトル長さが最大の差分ベクトルと判断したことを示している。更に、断面画像生成部１００７が、それぞれの差分ベクトル２２３０＿２、２２３０＿３、２２３０＿４、２２３０＿５、２２３０＿６のベクトル長さに応じた評価値を、"０．５"、"０．４"、"０．１"、"０．８"、"０．８"と算出したことを示している。

この結果、断面画像生成部１００７は、断面画像２２３０の評価値の合計値を"２．７"と算出している。なお、図２４（ｃ）の例では、更に断面画像２２３１の評価値の合計値を"２．２"と算出し、断面画像２２３２の評価値の合計値を"２．４"と算出している。

断面画像生成部１００７は、複数の断面画像２２１０〜２２１２、２２２０〜２２２２、２２３０〜２２３２それぞれの評価値の合計値を比較して、評価値の合計値が最大となる断面画像を判断する。図２４の例では、断面画像２２３０の評価値の合計値（＝"２．７"）が最大と判断される。

したがって、断面画像生成部１００７は、断面画像２２３０を表示制御部１４３に通知する。これにより、表示制御部１４３は、生成された様々な断面画像のうち、腫瘍に対する集束が最も現れている断面画像２２３０を、拡大表示画面に拡大表示することができる。

なお、差分ベクトル表示指示が入力されていた場合にあっては、断面画像２２３０に含まれる差分ベクトル２２３０＿１〜２２３０＿６を表示制御部１４３に通知する。これにより、表示制御部１４３は、差分ベクトルを合わせて拡大表示することができる。

このように、第２の実施形態において、断面画像生成部１００７は、構造変化を示す情報（差分ベクトル）に基づいて、基準断面とは異なる新たな断面を特定する特定手段として機能する。

次に、第２の実施形態における断面変更処理（ステップＳ１７１２）の詳細について説明する。図２５は、断面変更処理のフローチャートである。なお、ステップＳ２３０１〜Ｓ２３０３は、図２１のステップＳ２００２〜Ｓ２００４と同じであるため、ここでは説明を省略する。

ステップＳ２３０４において、部分画像抽出部１００６は、一定の刻み幅で断面の角度を変える際の回転軸を設定する。部分画像抽出部１００６は、ｘ軸→ｙ軸→ｚ軸の順に設定していくものとする。なお、ここでは、はじめに回転軸としてｘ軸が設定されるものとする。

ステップＳ２３０５において、部分画像抽出部１００６は、断面角度を設定する。ステップＳ２３０６において、部分画像抽出部１００６は、比較先ＣＴ画像及び比較先ＣＴ画像の前後の各層から、設定した回転軸及び断面角度により特定される断面に対応する部分画像を抽出する。

ステップＳ２３０７において、断面画像生成部１００７は、抽出した部分画像に基づいて断面画像を生成する。例えば、断面画像生成部１００７は、断面画像２２１０を生成する。

ステップＳ２３０８において、断面画像生成部１００７は、生成した断面画像における評価値の合計値を算出する。例えば、断面画像生成部１００７は、断面画像２２１０における評価値の合計値として"１．７"を算出する。

ステップＳ２３０９において、断面画像生成部１００７は、すべての断面角度について、断面画像を生成したか否かを判定する。ステップＳ２３０９において、断面画像を生成していない断面角度があると判定した場合には（ステップＳ２３０９において"Ｎｏ"）、ステップＳ２３０５に戻り、一定の刻み幅だけ断面角度を変えて、ステップＳ２３０６〜ステップＳ２３０８を実行する。

一方、ステップＳ２３０９において、すべての断面角度について、断面画像を生成したと判定した場合には（ステップＳ２３０９において"Ｙｅｓ"）、ステップＳ２３１０に進む。

ステップＳ２３１０において、部分画像抽出部１００６は、すべての回転軸を設定したか否かを判定する。ステップＳ２３１０において、設定していない回転軸があると判定した場合には（ステップＳ２３１０において"Ｎｏ"）、ステップＳ２３０４に進む。ここでは、ｘ軸を設定しただけであるので、ステップＳ２３０４に戻り、ｙ軸を設定したうえで、ステップＳ２３０５〜ステップＳ２３０９の処理を実行する。更に、ｚ軸を設定したうえで、ステップＳ２３０５〜ステップＳ２３０９の処理を実行する。

ステップＳ２３１０において、すべての回転軸を設定したと判定した場合には（ステップＳ２３１０において"Ｙｅｓ"）、ステップＳ２３１１に進む。ステップＳ２３１１において、断面画像生成部１００７は、生成した各断面画像における評価値の合計値を比較し、最大となる評価値の合計値が算出された断面画像を識別する。更に、断面画像生成部１００７は、識別した断面画像及び識別した断面画像を生成する際に用いた断面を示すための表示情報４３２を表示制御部１４３に通知する。

以上の説明から明らかなように、第２の実施形態では、様々な断面についての断面画像を生成し、それぞれの断面画像に含まれる差分ベクトルに基づいて構造変化の度合い（腫瘍に対する集束の度合い）を評価する。また、第２の実施形態では、評価値の最も高い断面画像を識別し、識別した断面画像を拡大表示する。

これにより、第２の実施形態によれば、様々な断面のうち腫瘍に対する集束が最も現れている断面上で、腫瘍と集束の状態とを表示することが可能となり、読影医は、腫瘍に対する集束を見つけ、腫瘍が腺癌であることを容易に判断することができるようになる。つまり、第２の実施形態によれば、腫瘍が腺癌であるか否かを読影医が判断することを支援することができる。

［第３の実施形態］
上記第１及び第２の実施形態では、断面変更指示があった場合に、対応領域４０２の画像に代えて表示する画像として、腫瘍中心点を含む平面を断面とする断面画像を生成した。これに対して、第３の実施形態では、腫瘍中心点を含む曲面を断面とする断面画像を生成する。腫瘍に対する集束が現れる断面が平面とは限られず、曲面を断面とする断面画像の方が、腫瘍に対する集束が現れることもあるからである。以下、第３の実施形態について、上記第１または第２の実施形態との相違点を中心に説明する。

はじめに、第３の実施形態における断面画像生成部１００７の処理内容の具体例について説明する。図２６は、第３の実施形態における断面画像生成部の処理内容を示す図である。図２６（ａ）に示すように、腫瘍の周辺組織のうち、腫瘍に向かって移動する周辺組織の領域は不規則である。このため、腫瘍中心点を含む平面よりも、腫瘍中心点を含む曲面の方が、腫瘍に対する集束がより現れる断面となる可能性が高い。

図２６（ｂ）は、腫瘍中心点を含む曲面２４０１ａの一例を示している。図２６（ｃ）は、曲面２４０１ａについての断面画像２４０１を示したものである。図２６（ｃ）に示すように、曲面２４０１ａについての断面画像２４０１に含まれる差分ベクトルの数は、平面についての断面画像２２１０〜２２１２、２２２０〜２２２２、２２３０〜２２３２のいずれよりも、差分ベクトルの数が多い。また、それぞれの差分ベクトルのベクトル長も長い。つまり、腫瘍に対する集束がより現れる断面であるといえる。

次に、第３の実施形態における断面変更処理（ステップＳ１７１２）の詳細について説明する。図２７は、断面変更処理のフローチャートである。なお、ステップＳ２５０１〜Ｓ２５０４は、図２１のステップＳ２００１〜Ｓ２００４と同じであるため、ここでは説明を省略する。ただし、ステップＳ２５０１において、部分画像抽出部１００６は、例えば、最小二乗法等を用いて曲面を特定する。あるいは、部分画像抽出部１００６は、ベジエ曲面を用いて曲面を特定する。

ステップＳ２５０５において、部分画像抽出部１００６は、比較先ＣＴ画像の腫瘍中心点を含む曲面２４０１ａに応じた部分画像を抽出する。

ステップＳ２５０６において、断面画像生成部１００７は、ステップＳ２５０５において抽出した部分画像に基づいて、曲面２４０１ａを断面とする断面画像２４０１を生成する。なお、差分ベクトル表示指示が入力されていた場合にあっては、ステップＳ２５０５において抽出された部分画像にそれぞれ含まれる差分ベクトルを合わせて取得し、断面画像２４０１に重畳する。

ステップＳ２５０７において、断面画像生成部１００７は、生成した曲面を断面とする断面画像２４０１及び断面画像２４０１の生成に際して用いた曲面２４０１ａを示すための表示情報を表示制御部１４３に通知する。

以上のとおり、第３の実施形態では、断面変更指示があった場合に、対応領域４０２の画像に代えて表示する画像として、腫瘍中心点を含む曲面を断面とする断面画像を生成する。これにより、腫瘍に対する集束がより現れている断面上で、腫瘍と集束の状態とを表示することが可能となり、読影医は、腫瘍に対する集束を見つけ、腫瘍が腺癌であることを容易に判断することができるようになる。つまり、第３の実施形態によれば、腫瘍が腺癌であるか否かを読影医が判断することを支援することができる。

［その他の実施形態］
上記第３の実施形態では、予め定められた１の曲面を断面とする断面画像を生成したが、上記第２の実施形態と同様に、複数の曲面に基づいて断面画像を生成し、それぞれの断面画像において算出した評価値の合計値に基づいて、１の断面画像を選択してもよい。

あるいは、腫瘍中心点から外側に向かう各地点において、周辺の部分画像の中から、評価値の最も高い部分画像を選択していくことで部分画像を抽出し、抽出した部分画像をつなぎ合わせることで、曲面を断面とする断面画像を生成するようにしてもよい。

また、上記第２の実施形態では、複数の断面画像の中から、評価値の合計値が最も大きい断面画像を拡大表示画面に拡大表示した。しかしながら、拡大表示画面に拡大表示する断面画像は、１つに限定されず、読影医の指示のもとで複数の断面画像を切り替えて拡大表示するようにしてもよい。なお、このとき切り替えて拡大表示する複数の断面画像は、例えば、評価値の合計値が大きい上位の断面画像（例えば、上位３つの断面画像）に限定してもよい。

なお、上記実施形態に挙げた構成等に、その他の要素との組み合わせ等、ここで示した構成に本発明が限定されるものではない。これらの点に関しては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更することが可能であり、その応用形態に応じて適切に定めることができる。

１００ ：ＣＴ画像撮影システム
１１０ ：ＣＴ装置
１２０ ：断面画像生成装置
１３０ ：画像ＤＢ
１４０ ：読影支援部
１４１ ：第１のレジストレーション部
１４２ ：第２のレジストレーション部
１４３ ：表示制御部
３００ ：並列表示画面
４０１ ：所定領域
４０２ ：対応領域
４２１ａ ：断面
４２２ａ ：断面
４３１ ：断面を示すための表示情報
４３２ ：断面を示すための表示情報
７０１ ：正常領域
７０２ ：集束領域
７０３ ：腫瘍領域
８１０ ：代表ベクトル
１００１ ：領域識別部
１００２ ：対応ベクトル算出部
１００３ ：集束領域判定部
１００４ ：代表ベクトル算出部
１００５ ：位置合わせ部
１００６ ：部分画像抽出部
１００７ ：断面画像生成部
１２００ ：代表ベクトル
１３００ ：代表ベクトル

Claims (9)

1. 特定の対象物について取得した第１の断面画像群に基づいて、前記特定の対象物の第１の内部構造を示すデータを生成し、
   前記特定の対象物について過去に取得した第２の断面画像群に基づいて生成した前記特定の対象物の第２の内部構造を示すデータと、生成した前記第１の内部構造を示すデータとに基づいて、前記第１の内部構造について前記第２の内部構造からの構造変化を検出し、
   検出した構造変化に基づいて、前記特定の対象物についての新たな断面を特定し、
   前記第１の断面画像群に基づいて、前記新たな断面についての前記特定の対象物の断面画像を生成し、
   生成した前記断面画像を、検出した前記構造変化を示す情報とともに表示する、
   処理をコンピュータに実行させる読影支援プログラム。
2. 前記特定の対象物についての新たな複数の断面を特定し、
   前記第１の断面画像群に基づいて、前記複数の新たな断面それぞれについての前記特定の対象物の断面画像をそれぞれ生成し、
   生成した複数の前記断面画像の中から選択された１の断面画像を表示する、
   処理をコンピュータに実行させる請求項１に記載の読影支援プログラム。
3. 前記特定の対象物についての新たな複数の断面を特定し、
   前記第１の断面画像群に基づいて、前記複数の新たな断面それぞれについての前記特定の対象物の断面画像をそれぞれ生成し、
   生成した複数の前記断面画像の中から、検出した前記構造変化を示す情報に基づいて前記構造変化の度合いを示す評価値を算出し、
   前記算出した評価値を用いることで選択した１の断面画像を表示する、
   処理をコンピュータに実行させる請求項１に記載の読影支援プログラム。
4. 生成した前記断面画像を、該断面画像の生成に際して特定された断面を示す情報とともに表示する処理をコンピュータに実行させる請求項１に記載の読影支援プログラム。
5. 前記特定の対象物についての新たな断面は、前記第１の内部構造を示すデータに含まれる腫瘍領域を含む平面または曲面である請求項１に記載の読影支援プログラム。
6. 前記構造変化を示す情報は、腫瘍の変化に基づく周辺組織の位置の変動を表すベクトルである請求項１に記載の読影支援プログラム。
7. 前記第２の内部構造を示すデータは、腫瘍を含む所定領域の画像であり、前記第１の内部構造を示すデータは、該所定領域の画像に含まれる特徴点に対応する特徴点を含む領域の画像である請求項１に記載の読影支援プログラム。
8. 特定の対象物について取得した第１の断面画像群に基づいて、前記特定の対象物の第１の内部構造を示すデータを生成する第１の生成手段と、
   前記特定の対象物について過去に取得した第２の断面画像群に基づいて生成した前記特定の対象物の第２の内部構造を示すデータと、生成した前記第１の内部構造を示すデータとに基づいて、前記第１の内部構造について前記第２の内部構造からの構造変化を検出する検出手段と、
   検出した構造変化に基づいて、前記特定の対象物についての新たな断面を特定する特定手段と、
   前記第１の断面画像群に基づいて、前記新たな断面についての前記特定の対象物の断面画像を生成する第２の生成手段と、
   生成した前記断面画像を、検出した前記構造変化を示す情報とともに表示する表示手段と
   を有することを特徴とする断面画像生成装置。
9. コンピュータが、
   特定の対象物について取得した第１の断面画像群に基づいて、前記特定の対象物の第１の内部構造を示すデータを生成し、
   前記特定の対象物について過去に取得した第２の断面画像群に基づいて生成した前記特定の対象物の第２の内部構造を示すデータと、生成した前記第１の内部構造を示すデータとに基づいて、前記第１の内部構造について前記第２の内部構造からの構造変化を検出し、
   検出した構造変化に基づいて、前記特定の対象物についての新たな断面を特定し、
   前記第１の断面画像群に基づいて、前記新たな断面についての前記特定の対象物の断面画像を生成し、
   生成した前記断面画像を、検出した前記構造変化を示す情報とともに表示する、
   処理を実行することを特徴とする断面画像生成方法。

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