WO2021230230A1 - 超音波診断装置、医用画像処理装置、及び、医用画像処理方法 - Google Patents
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Abstract
実施形態に係る超音波診断装置は、導出部（１６１Ｂ）と、制御部（１６１Ｃ）と、レジストレーション部（１６３）と、を備える。前記導出部は、超音波プローブ（１０１）により取得された複数の二次元超音波画像に対して、事前に定義した画像評価パラメータを導出する。前記制御部は、前記画像評価パラメータの導出結果に基づいて、前記複数の二次元超音波画像からレジストレーション用の二次元超音波画像を選択する。前記レジストレーション部は、三次元医用画像と前記レジストレーション用の二次元超音波画像とのレジストレーションを行う。
Description
本明細書及び図面に開示の実施形態は、超音波診断装置、医用画像処理装置、及び、医用画像処理方法に関する。
医用分野において、超音波プローブの複数の振動子（圧電振動子）で発生した超音波を用いて被検体内部を画像化する医用画像診断装置として超音波診断装置が用いられている。超音波診断装置は、当該超音波診断装置に接続される超音波プローブから被検体内に超音波を送信し、反射波に基づくエコー信号を生成し、画像処理により所望の超音波画像を得る。
例えば、病巣部位及び大きさ等を判定するために、被検体内部の空間構造を把握する必要がある。この場合、上記超音波診断装置とは異なる医用画像診断装置で得られた三次元（three-dimensional；３Ｄ）医用画像が利用される。３Ｄ医用画像としては、例えば、超音波診断装置により得られた３Ｄ超音波画像の他、Ｘ線ＣＴ（Computed Tomography）装置あるいはＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）装置などの他の医用画像撮像装置から得られた３Ｄ画像を挙げることができる。
３Ｄ医用画像は、例えば、手術前の診断段階において、事前に生成される。しかしながら、手術中、被検体体位の移動などの問題により、実際の内部構造と、３Ｄ医用画像におけるボリュームデータにばらつきが生じることで、被検体の内部構造を正確に示すことができない場合がある。従って、手術中に病巣等の手術領域を、リアルタイムで無侵襲な超音波診断装置で撮像することが望まれている。Ｘ線ＣＴ装置あるいはＭＲＩ装置に比べて、超音波診断装置を利用する際に、場所と被検体の状態を限定することなく、できるだけ短時間でレジストレーションを行うことで、例えば開腹状態の被検体の負担を軽減することができる。
ここで、できるだけ短時間でレジストレーションを行うためには、レジストレーションを容易にする超音波画像をできるだけ短時間で選択することである。例えば、操作者が、超音波画像と３Ｄ医用画像の両方に観察可能なマークを設定して位置合わせ等の操作を行う場合、当該操作は複雑であり、時間がかかるため、開腹状態の被検体に大きな負担がかかる。そこで、単一の超音波画像を用いてレジストレーションを行うと、レジストレーション結果が理想的ではないという問題が生じる可能性がある。一方、複数の超音波画像をそれぞれ用いてレジストレーションを行うと、理想的なレジストレーション結果が得られるまでにレジストレーションに要する時間は長くなる。従って、レジストレーションを容易にする超音波画像をできるだけ短時間で検索できることが望ましい。
本明細書及び図面に開示の実施形態が解決しようとする課題の一つは、レジストレーションを容易にする超音波画像を短時間で検索することである。ただし、本明細書及び図面に開示の実施形態により解決される課題は上記課題に限られない。後述する実施形態に示す各構成による各効果に対応する課題を他の課題として位置づけることもできる。
本実施形態に係る超音波診断装置は、導出部と、制御部と、レジストレーション部と、を備える。前記導出部は、超音波プローブにより取得された複数の二次元超音波画像に対して、事前に定義した画像評価パラメータを導出する。前記制御部は、前記画像評価パラメータの導出結果に基づいて、前記複数の二次元超音波画像からレジストレーション用の二次元超音波画像を選択する。前記レジストレーション部は、三次元医用画像と前記レジストレーション用の二次元超音波画像とのレジストレーションを行う。
以下、添付図面を参照して、超音波診断装置、医用画像処理装置、及び、医用画像処理方法の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態はあくまで一例であり、以下の実施形態に限定されるものではない。また、一つの実施形態に記載した内容は、原則として他の実施形態にも同様に適用可能である。
図１は、本実施形態に係る超音波診断装置１の構成例を示すブロック図である。図１に示すように、本実施形態に係る超音波診断装置１は、装置本体１００と、超音波プローブ１０１と、入力装置１０２と、ディスプレイ１０３とを有する。超音波プローブ１０１、入力装置１０２、及びディスプレイ１０３は、装置本体１００に接続される。
超音波プローブ１０１は、複数の振動子（例えば、圧電振動子）を有し、これら複数の振動子は、後述する装置本体１００が有する送受信回路１１０から供給される駆動信号に基づき超音波を発生する。また、超音波プローブ１０１が有する複数の振動子は、被検体Ｐからの反射波を受信して電気信号に変換する。また、超音波プローブ１０１は、振動子に設けられる整合層と、振動子から後方への超音波の伝播を防止するバッキング材等を有する。また、超音波プローブ１０１には、当該超音波プローブ１０１の位置情報を取得するための磁気センサが取り付けられている。
入力装置１０２は、操作者が操作可能な入力デバイスと、入力デバイスからの信号を入力する入力回路とを含む。入力デバイスは、トラッキングボール、スイッチ、マウス、キーボード、操作面に触れることで入力操作を行うタッチパネル、表示画面とタッチパネルとが一体化されたタッチスクリーン、光学センサを用いた非接触入力デバイス、及び音声入力デバイス等により実現される。入力デバイスが操作者により操作される場合、入力回路は、当該操作に対応する信号を生成して処理回路に出力する。
ディスプレイ１０３は、例えば液晶ディスプレイあるいはＯＬＥＤ（Organic Light Emitting Diode）ディスプレイなどの一般的な表示出力装置から構成される。ディスプレイ１０３は、超音波診断装置１の操作者が入力装置１０２を用いて各種設定要求を入力するためのＧＵＩ（Graphical User Interface）を表示したり、装置本体１００において生成された超音波画像データ等を表示したりする。ディスプレイ１０３は、表示部の一例である。
装置本体１００は、超音波プローブ１０１が受信した反射波信号に基づいて超音波画像データを生成する装置であり、図１に示すように、送受信回路１１０と、信号処理回路１２０と、画像生成回路１３０と、画像メモリ１４０と、記憶回路１５０と、処理回路１６０とを有する。送受信回路１１０、信号処理回路１２０、画像生成回路１３０、画像メモリ１４０、記憶回路１５０、及び処理回路１６０は、相互に通信可能に接続される。
送受信回路１１０は、超音波プローブ１０１による超音波の送信を制御する。例えば、送受信回路１１０は、処理回路１６０の指示に基づいて、振動子ごとに所定の送信遅延時間が付与されたタイミングで超音波プローブ１０１に上述の駆動信号（駆動パルス）を印加する。これにより、送受信回路１１０は、超音波がビーム状に集束された超音波ビームを超音波プローブ１０１に送信させる。また、送受信回路１１０は、超音波プローブ１０１による反射波信号の受信を制御する。反射波信号は、上述のように、超音波プローブ１０１から送信された超音波が被検体Ｐの体内組織で反射された信号である。例えば、送受信回路１１０は、制御回路１７０の指示に基づいて、超音波プローブ１０１が受信した反射波信号に所定の遅延時間を与えて加算処理を行う。これにより、反射波信号の受信指向性に応じた方向からの反射成分が強調される。
信号処理回路１２０は、送受信回路１１０が受信した反射波信号に対して各種の信号処理を行う。例えば、信号処理回路１２０は、反射波信号に対して各種の信号処理を行うことによって、サンプル点（観測点）ごとの信号強度が輝度の明るさで表現されるデータ（Ｂモードデータ）を生成する。また、信号処理回路１２０は、移動体のドプラ効果に基づく運動情報を走査領域内の各サンプル点で抽出したデータ（ドプラデータ）を生成する。
画像生成回路１３０は、信号処理回路１２０により各種の信号処理が行われたデータから、画像データ（超音波画像）を生成したり、超音波画像に対する各種の画像処理等を行ったりする。例えば、画像生成回路１３０は、二次元（two-dimensional；２Ｄ）のＢモードデータから、反射波の強度を輝度で表した２Ｄ超音波画像を生成する。また、画像生成回路１３０は、二次元のドプラデータから、血流情報が映像化された２Ｄ超音波画像を生成する。
ここで、画像生成回路１３０は、超音波プローブ１０１による超音波の走査形態に応じて座標変換を行うことで、表示用の超音波画像を生成する。例えば、Ｂモードデータ及びドプラデータは、スキャンコンバート処理前の超音波画像データであり、画像処理回路１４０が生成するデータは、スキャンコンバート処理後の表示用の超音波画像データである。すなわち、画像生成回路１３０は、スキャンコンバート処理前の２Ｄ超音波画像データから、表示用の２Ｄ超音波画像データを生成する。更に、画像生成回路１３０は、信号処理回路１２０が生成した三次元（three-dimensional；３Ｄ）のＢモードデータに対して座標変換を行うことで、３Ｄ超音波画像を生成する。また、画像生成回路１３０は、信号処理回路１２０が生成した３次元のドプラデータに対して座標変換を行うことで、３Ｄ超音波画像を生成する。更に、画像生成回路１３０は、ボリューム画像データをディスプレイ１０３にて表示するための各種の２Ｄ超音波画像を生成するために、ボリューム画像データに対してレンダリング処理を行う。
画像生成回路１３０は、超音波画像や、各種の画像処理を行った超音波画像を、画像メモリ１４０に格納する。画像メモリ１４０及び記憶回路１５０は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、フラッシュメモリ（Flash Memory）等の半導体メモリ素子、又は、ハードディスク、光ディスク等の記憶装置などである。
処理回路１６０は、超音波診断装置１の処理全体を制御する。具体的には、処理回路１６０は、入力装置１０２を介して操作者から入力された各種設定要求や、記憶回路１５０から読込んだ各種制御プログラム及び各種データに基づき、送受信回路１１０、信号処理回路１２０、画像生成回路１３０及び画像メモリ１４０の処理を制御する。処理回路１６０は、画像生成回路１３０により生成された表示用の超音波画像、又は、画像メモリ１４０が記憶した表示用の超音波画像をディスプレイ１０３にて表示するように制御する。
処理回路１６０は、本実施形態における医用画像処理装置として機能する。図２は、処理回路１６０の構成を示すブロック図である。図２に示すように、処理回路１６０は、レジストレーション用の２Ｄ超音波画像取得機能１６１と、３Ｄ医用画像取得機能１６２と、レジストレーション機能１６３と、表示制御機能１６４とを実行する。２Ｄ超音波画像取得機能１６１は、取得機能１６１Ａ、導出機能１６１Ｂ、制御機能１６１Ｃを有する。なお、導出機能１６１Ｂは、導出部の一例である。制御機能１６１Ｃは、制御部の一例である。レジストレーション機能１６３は、レジストレーション部の一例である。
ここで、図２に示す処理回路１６０の構成要素である２Ｄ超音波画像取得機能１６１、３Ｄ医用画像取得機能１６２、レジストレーション機能１６３、表示制御機能１６４が実行する各処理機能は、例えば、コンピュータによって実行可能なプログラムの形態で超音波診断装置１の記憶回路１５０に記録されている。処理回路１６０は、各プログラムを記憶回路１５０から読み出し、実行することで各プログラムに対応する処理機能を実現するプロセッサである。換言すると、各プログラムを読み出した状態の処理回路１６０は、図２の処理回路１６０内に示された各機能を有することとなる。画像処理回路１４０が実行する画像生成機能１４１、検出機能１４２、推定機能１４３、表示制御機能１４４の処理内容については、後述する。
なお、図２においては、単一の処理回路１６０において、２Ｄ超音波画像取得機能１６１、３Ｄ医用画像取得機能１６２、レジストレーション機能１６３、表示制御機能１６４にて行われる各処理機能が実現されるものとして説明するが、複数の独立したプロセッサを組み合わせて処理回路を構成し、各プロセッサがプログラムを実行することにより各機能を実現するものとしても構わない。
上記説明において用いた「プロセッサ」という文言は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ(Graphics Processing Unit)、特定用途向け集積回路（Application Specific Integrated Circuit：ＡＳＩＣ））、プログラマブル論理デバイス（例えば、単純プログラマブル論理デバイス（Simple Programmable Logic Device：ＳＰＬＤ）、複合プログラマブル論理デバイス（Complex Programmable Logic Device：ＣＰＬＤ）、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ（Field Programmable Gate Array：ＦＰＧＡ））等の回路を意味する。プロセッサが例えばＣＰＵである場合、プロセッサは記憶回路１５０に保存されたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。一方、プロセッサが例えばＡＳＩＣである場合、記憶回路１５０にプログラムを保存する代わりに、プロセッサの回路内にプログラムを直接組み込まれる。なお、本実施形態の各プロセッサは、プロセッサごとに単一の回路として構成される場合に限らず、複数の独立した回路を組み合わせて１つのプロセッサとして構成し、その機能を実現するようにしてもよい。さらに、図２における複数の構成要素を１つのプロセッサへ統合してその機能を実現するようにしてもよい。
以上、本実施形態に係る超音波診断装置１の全体構成について説明した。かかる構成のもと、本実施形態に係る超音波診断装置１では、レジストレーションを容易にする超音波画像を短時間で検索できるように、以下の処理を行う。本実施形態に係る超音波診断装置１では、導出機能１６１Ｂは、超音波プローブ１０１により取得された複数の２Ｄ超音波画像に対して、事前に定義した画像評価パラメータを導出する。制御機能１６１Ｃは、画像評価パラメータの導出結果に基づいて、複数の２Ｄ超音波画像からレジストレーション用の２Ｄ超音波画像を選択する。レジストレーション機能１６３は、３Ｄ医用画像とレジストレーション用の２Ｄ超音波画像とのレジストレーションを行う。
図２に示す処理回路１６０の各処理機能について説明する。
まず、２Ｄ超音波画像取得機能１６１について説明する。２Ｄ超音波画像取得機能１６１は、画像生成回路１３０により生成した複数の２Ｄ超音波画像からレジストレーション用の２Ｄ超音波画像を選択する。２Ｄ超音波画像取得機能１６１は、上述のように、取得機能１６１Ａ、導出機能１６１Ｂ、制御機能１６１Ｃを有する。
取得機能１６１Ａは、被検体Ｐに対して超音波スキャンを実行したときに得られる被検体Ｐの超音波画像として、複数の２Ｄ超音波画像を画像生成回路１３０から取得する。取得機能１６１Ａは、画像生成回路１３０からの全ての２Ｄ超音波画像を選別することなく取得する。
導出機能１６１Ｂは、事前に定義した画像評価パラメータと、画像評価パラメータの導出方法とに基づいて、取得機能１６１Ａにより取得された全ての複数の２Ｄ超音波画像に対する画像評価パラメータを導出する。また、導出機能１６１Ｂは、画像評価パラメータに対応する閾値範囲に応じて、各２Ｄ超音波画像に対する画像評価パラメータの導出結果と当該閾値範囲との関係を判定する。
画像評価パラメータとは、２Ｄ超音波画像が正確なレジストレーションに有利な２Ｄ超音波画像であるか否かを評価するための指標であり、本実施形態では、例えば、画像評価パラメータは、ランドマーク、テクスチャメトリック、直交性メトリック、被覆度（又は、重複度）、及びドップラー血流画像のうちの少なくとも１つを含む。これらの画像評価パラメータはあくまで一例であり、これに限定されるものではない。各画像評価パラメータの導出方法については、後述する。
制御機能１６１Ｃは、導出機能１６１Ｂで導出された画像評価パラメータの導出結果をディスプレイ１０３に表示することにより、当該導出結果を操作者に提示する。例えば、制御機能１６１Ｃは、画像評価パラメータの導出結果と共に２Ｄ超音波画像をディスプレイ１０３に表示させる。具体的には、制御機能１６１Ｃは、導出結果を２Ｄ超音波画像に書き込んでディスプレイ１０３に表示させる。
また、制御機能１６１Ｃは、導出結果と、推薦度を評価するための予め決められた閾値範囲とに基づいて、異なる導出結果を、推薦度に応じて異なるように２Ｄ超音波画像上に表示させる。ここで、制御機能１６１Ｃは、導出結果を、推薦度に応じて異なる色で２Ｄ超音波画像上に表示させてもよく、推薦度に応じて、導出結果が所定の閾値を超える２Ｄ超音波画像を、好適な２Ｄ超音波画像としてディスプレイ１０３に強調表示させてもよい。これにより、操作者は、ディスプレイ１０３に表示された導出結果と、強調表示される２Ｄ超音波画像とを参照することで、レジストレーション用の２Ｄ超音波画像を確認することができる。
ここで、レジストレーション用の２Ｄ超音波画像は、操作者の手動により（例えば、操作者が入力装置１０２を用いることにより）選択されてもよいし、制御機能１６１Ｃにより自動的に選択されてもよい。例えば、制御機能１６１Ｃは、導出結果を、推薦度に応じて異なる色で２Ｄ超音波画像上に表示させ、操作者は、入力装置１０２を用いて、推薦度が最も高い２Ｄ超音波画像を、レジストレーション用の２Ｄ超音波画像として選択する。又は、制御機能１６１Ｃは、推薦度に応じて、導出結果が所定の閾値を超える２Ｄ超音波画像を、好適な２Ｄ超音波画像として、自動的に選択して、ディスプレイ１０３に強調表示させる。制御機能１６１Ｃは、選択されたレジストレーション用の２Ｄ超音波画像をレジストレーション機能１６３に出力する。
３Ｄ医用画像取得機能１６２は、医用画像診断装置により生成された３Ｄ医用画像を取得し、レジストレーション機能１６３に出力する。医用画像診断装置としては、超音波診断装置、Ｘ線ＣＴ（Computed Tomography）装置、ＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）装置、ＳＰＥＣＴ（Single Photon Emission Computed Tomography）装置、ＰＥＴ（Positron Emission computed Tomography）装置、ＳＰＥＣＴ装置とＸ線ＣＴ装置とが一体化されたＳＰＥＣＴ－ＣＴ装置、ＰＥＴ装置とＸ線ＣＴ装置とが一体化されたＰＥＴ－ＣＴ装置などが挙げられる。３Ｄ医用画像は、例えば、３Ｄ超音波画像、３Ｄコンピュータ断層撮影画像、３Ｄ磁気共鳴画像のうちの何れかである。
レジストレーション機能１６３は、２Ｄ超音波画像取得機能１６１の制御機能１６１Ｃから出力されたレジストレーション用の２Ｄ超音波画像と、３Ｄ医用画像取得機能１６２から出力された３Ｄ医用画像とのレジストレーションを行う。すなわち、レジストレーション機能１６３は、レジストレーション用の２Ｄ超音波画像と３Ｄ医用画像との位置合わせとしてレジストレーションを行う。
表示制御機能１６４は、レジストレーション機能１６３によるレジストレーション結果をディスプレイ１０３に表示させる。すなわち、表示制御機能１６４は、レジストレーション用の２Ｄ超音波画像と３Ｄ医用画像とをレジストレーションした画像を、ディスプレイ１０３に表示させる。
このように、本実施形態に係る超音波診断装置１では、２Ｄ超音波画像取得機能１６１により取得される２Ｄ超音波画像が複数存在場合、２Ｄ超音波画像取得機能１６１において、導出機能１６１Ｂが、事前に定義した画像評価パラメータに基づいて、取得機能１６１Ａにより取得された複数の２Ｄ超音波画像に対する画像評価パラメータを導出し、制御機能１６１Ｃが、画像評価パラメータの導出結果に基づいて、複数の２Ｄ超音波画像から好適な２Ｄ超音波画像をレジストレーション用の２Ｄ超音波画像として選択することにより、レジストレーションを容易にする２Ｄ超音波画像を短時間で検索することができる。このため、本実施形態に係る超音波診断装置１では、レジストレーション機能１６３を用いて、レジストレーション用の２Ｄ超音波画像と、３Ｄ医用画像取得機能１６２で取得される３Ｄ医用画像とのレジストレーションを短時間で、かつ、正確に行うことができる。
ここで、２Ｄ超音波画像取得機能１６１の導出機能１６１Ｂ及び制御機能１６１Ｃの処理について詳細に説明する。
まず、操作者は、画像評価パラメータごとに推薦度を評価するための複数の数値範囲を予め設定しておく。例えば、２Ｄ超音波画像取得機能１６１において、導出機能１６１Ｂが、取得機能１６１Ａにより取得された２Ｄ超音波画像に対して画像評価パラメータを導出することで、画像評価パラメータの導出結果を得た後、導出結果がどの数値範囲にあるかを判定することにより、当該２Ｄ超音波画像の推薦度を得ることができる。また、導出結果は、正規化した数値で示され、［０，１］の区間内に正規化され、制御機能１６１Ｃは、導出結果として、正規化した数値を含む２Ｄ超音波画像をディスプレイ１０３に表示させる。例えば、導出結果は、正規化した数値として、「０～０．６」、「０．６～０．８５」、「０．８５～１」という３つの区間に分けることができる。この場合、推薦度が最も高い区間は、区間「０．８５～１」であり、推薦度が最も低い区間は、区間「０～０．６」である。
例えば、正規化した数値は、区間毎に色が割り当てられた数値で示され、制御機能１６１Ｃは、導出結果を色でディスプレイ１０３に表示させる。具体的には、３つの区間「０～０．６」、「０．６～０．８５」、「０．８５～１」には、それぞれ、赤色、黄色、緑色が割り当てられている。この場合、推薦度が最も高い色は、緑色であり、推薦度が最も低い色は、赤色である。例えば、制御機能１６１Ｃは、正規化した数値として導出結果が「０～０．６」の区間にある場合、当該２Ｄ超音波画像を３Ｄ医用画像とのレジストレーションに適していないことを表す情報として、２Ｄ超音波画像上に、正規化した数値を赤色で表示させる。例えば、制御機能１６１Ｃは、正規化した数値として導出結果が「０．６～０．８５」の区間にある場合、当該２Ｄ超音波画像の品質が一般的であるが、３Ｄ医用画像とのレジストレーションとして用いられてもよいことを表す情報として、２Ｄ超音波画像上に、正規化した数値を黄色で表示させる。例えば、制御機能１６１Ｃは、正規化した数値として導出結果が「０．８５～１」の区間にある場合、当該２Ｄ超音波画像の品質がよく、３Ｄ医用画像とのレジストレーションに適していることを表す情報として、２Ｄ超音波画像上に、正規化した数値を緑色で表示させる。
図３Ａ～図３Ｃは、２Ｄ超音波画像の表示例として、制御機能１６１Ｃが、正規化した数値として導出結果と共に３つの２Ｄ超音波画像をディスプレイ１０３に表示させる概略図である。
例えば、図３Ａにおいて、２Ｄ超音波画像の左上に表示された情報「ＸＸＸ：０．９５」は、緑色で表記される。図３Ｂにおいて、２Ｄ超音波画像の左上に表示された情報「ＸＸＸ：０．３」は、赤色で表記される。図３Ｃにおいて、２Ｄ超音波画像の左上に表示された情報「ＸＸＸ：０．７」は、黄色で表記される。図３Ａ～図３Ｃにおいて、当該情報の「ＸＸＸ」は、選択される画像評価パラメータの名称であり、「０．９５」、「０．３」、「０．７」は、正規化した数値を表す導出結果である。図３Ａ～図３Ｃにおいて、２Ｄ超音波画像の左上に表示された情報で用いられる赤色、黄色、緑色は、上述の３つの区間「０～０．６」、「０．６～０．８５」、「０．８５～１」に基づいて特定される。これにより、操作者は、２Ｄ超音波画像上に表示される色に応じて、どの超音波画像が好適であるかを容易に知ることができる。
なお、制御機能１６１Ｃは、導出結果として正規化した数値「０．９５」、「０．３」、「０．７」のみをディスプレイ１０３に表示させ、当該数値のうちの１つを操作者が選択した場合、選択された数値に対応する２Ｄ超音波画像をレジストレーション用の２Ｄ超音波画像としてもよい。例えば、操作者が数値「０．９５」を選択した場合、制御機能１６１Ｃは、数値「０．９５」に対応する２Ｄ超音波画像をレジストレーション用の２Ｄ超音波画像とする。
また、制御機能１６１Ｃは、３つの２Ｄ超音波画像の左上に、それぞれ、導出結果として正規化した数値を含む情報「ＸＸＸ：０．９５」、「ＸＸＸ：０．３」、「ＸＸＸ：０．７」を表示させると共に、３Ｄ医用画像とのレジストレーションに好適であるか否かを表す情報を併せて表示させてもよい。例えば、制御機能１６１Ｃは、情報「ＸＸＸ：０．９５」の数値「０．９５」は、区間「０．８５～１」内にあるため、情報「ＸＸＸ：０．９５」については、情報「ＸＸＸ：０．９（好適）」等のように、３Ｄ医用画像とのレジストレーションに好適であることを表す文字をディスプレイ１０３に表示させる。
上述の例では、幾つかの導出結果の表示方法を挙げたが、本実施形態はこれに限定されるものではなく、操作者が好適な２Ｄ超音波画像を区別するのに寄与できるのであれば、他の方法であってもよい。
また、上述の例では、導出結果を［０，１］の区間内に正規化して表示する方法を用いているが、正規化を行わなくてもよい。
図４は、２Ｄ超音波画像の表示例として、好適な２Ｄ超音波画像をディスプレイ１０３に強調表示させる概略図である。
まず、図４の上側において、超音波プローブのリアルタイムスキャンにおいて、導出機能１６１Ｂが、取得機能１６１Ａにより取得された複数の２Ｄ超音波画像２００に対して画像評価パラメータを導出し、制御機能１６１Ｃは、画像評価パラメータの導出結果に基づいて、当該複数の２Ｄ超音波画像２００が３Ｄ医用画像とのレジストレーションに適している２Ｄ超音波画像であるか否かを判定する。次に、図４の下側において、例えば、複数の２Ｄ超音波画像２００のうちの２Ｄ超音波画像２００Ａ、２００Ｂは、他の２Ｄ超音波画像に比べて、好適な２Ｄ超音波画像であるとする。この場合、制御機能１６１Ｃは、２Ｄ超音波画像２００Ａ、２００Ｂが３Ｄ医用画像とのレジストレーションに適している２Ｄ超音波画像であると判定し、２Ｄ超音波画像２００Ａ、２００Ｂに、例えばエッジにハイライトをかけるように強調表示を行う。例えば、エッジは、２Ｄ超音波画像２００Ａ、２００Ｂのフレームであり、制御機能１６１Ｃは、当該フレームにハイライトをかけるように強調表示を行う。例えば、エッジは、２Ｄ超音波画像２００Ａ、２００Ｂにおけるランドマークであり、制御機能１６１Ｃは、当該ランドマークにハイライトをかけるように強調表示を行う。
なお、上述の強調表示は、２Ｄ超音波画像と３Ｄ医用画像とのレジストレーションが行われるときに実施されてもよい。例えば、制御機能１６１Ｃが、複数の２Ｄ超音波画像２００のうちの２Ｄ超音波画像２００Ａのみが３Ｄ医用画像とのレジストレーションに適している２Ｄ超音波画像であると判定した場合、２Ｄ超音波画像２００Ａと３Ｄ医用画像とのレジストレーションの実施後においても、２Ｄ超音波画像２００Ａの強調表示が行われる。また、例えば、制御機能１６１Ｃが、２Ｄ超音波画像２００Ａ、２００Ｂをディスプレイ１０３に表示させることによって操作者に提示した後、操作者によって選択された２Ｄ超音波画像を、レジストレーション用の２Ｄ超音波画像としてもよい。
図４に示す例と図３Ａ～図３Ｃに示す例との相違点は、図４に示す例では、制御機能１６１Ｃが、具体的な導出結果（数値）をディスプレイ１０３に表示させることなく、導出結果に基づいて、好適な２Ｄ超音波画像を強調表示させることにある。
また、図３Ａ～図３Ｃに示す例では、導出結果と共に２Ｄ超音波画像をディスプレイ１０３に表示させることによって操作者に提示し、図４に示す例では、強調表示させた２Ｄ超音波画像を操作者に提示しているが、２Ｄ超音波画像を操作者へ表示させなくてもよい。例えば、制御機能１６１Ｃが、画像評価パラメータの導出結果に基づいて、複数の２Ｄ超音波画像のうちの１つの２Ｄ超音波画像が３Ｄ医用画像とのレジストレーションに適している２Ｄ超音波画像であると判定した後、当該２Ｄ超音波画像を操作者に提示することなく、好適な２Ｄ超音波画像をレジストレーション用の２Ｄ超音波画像として、３Ｄ医用画像とのレジストレーションを実施する。
図５Ａ～図５Ｃは、本実施形態に係る医用画像処理装置の処理として、レジストレーション用の２Ｄ超音波画像の選択を示すフローチャートである。
図５Ａは、図３Ａ～図３Ｃに示す例に相当し、例えば、処理回路１６０が、導出結果と共に複数の２Ｄ超音波画像をディスプレイ１０３に表示させることによって操作者に提示した後、操作者によって選択された２Ｄ超音波画像と、３Ｄ医用画像とのレジストレーションを行う場合の処理である。
まず、図５ＡのステップＳ１０１は、処理回路１６０が記憶回路１５０から取得機能１６１Ａ及び３Ｄ医用画像取得機能１６２に対応するプログラムを呼び出して実行されるステップである。ステップＳ１０１において、２Ｄ超音波画像取得機能１６１の取得機能１６１Ａは、被検体Ｐに対して超音波スキャンを実行したときに得られる被検体Ｐの超音波画像として、超音波プローブ１０１を介して伝送されて処理された複数の２Ｄ超音波画像を画像生成回路１３０から取得する。また、３Ｄ医用画像取得機能１６２は、医用画像診断装置により生成された３Ｄ医用画像を取得する。
次に、図５ＡのステップＳ１０２は、処理回路１６０が記憶回路１５０から導出機能１６１Ｂに対応するプログラムを呼び出して実行されるステップである。ステップＳ１０２において、２Ｄ超音波画像取得機能１６１の導出機能１６１Ｂは、事前に特定した画像評価パラメータに基づいて、取得機能１６１Ａにより取得された複数の２Ｄ超音波画像に対する画像評価パラメータを導出し、導出結果である数値を得る。
次に、図５ＡのステップＳ１０３Ａは、処理回路１６０が記憶回路１５０から制御機能１６１Ｃに対応するプログラムを呼び出して実行されるステップである。ステップＳ１０３Ａにおいて、制御機能１６１Ｃは、画像評価パラメータの導出結果として数値を含む複数の２Ｄ超音波画像をディスプレイ１０３に表示させることによって操作者に提示する。このとき、制御機能１６１Ｃは、操作者によって選択された２Ｄ超音波画像を、レジストレーション用の２Ｄ超音波画像とする。
次に、図５ＡのステップＳ１０３Ｂは、処理回路１６０が記憶回路１５０からレジストレーション機能１６３及び表示制御機能１６４に対応するプログラムを呼び出して実行されるステップである。ステップＳ１０３Ｂにおいて、レジストレーション機能１６３は、レジストレーション用の２Ｄ超音波画像として操作者により選択された２Ｄ超音波画像と、３Ｄ医用画像取得機能１６２により取得された３Ｄ医用画像とのレジストレーションを行う。表示制御機能１６４は、レジストレーション用の２Ｄ超音波画像と３Ｄ医用画像とをレジストレーションした画像をディスプレイ１０３に表示させる。
図５Ｂは、図４に示す例に相当し、例えば、処理回路１６０が、強調表示された２Ｄ超音波画像を操作者に提示した後、操作者によって選択された２Ｄ超音波画像と、３Ｄ医用画像とのレジストレーションを行う場合の処理である。
まず、図５Ｂにおいて、図５Ａと同様に、ステップＳ１０１、Ｓ１０２が実行される。次に、図５ＢのステップＳ１０４Ａは、処理回路１６０が記憶回路１５０から制御機能１６１Ｃに対応するプログラムを呼び出して実行されるステップである。ステップＳ１０４Ａにおいて、制御機能１６１Ｃは、画像評価パラメータの導出結果に基づいて、複数の２Ｄ超音波画像が３Ｄ医用画像とのレジストレーションに適している２Ｄ超音波画像であるか否かを判定し、他の２Ｄ超音波画像に比べて、好適な２Ｄ超音波画像をディスプレイ１０３に強調表示させることによって操作者に提示する。このとき、制御機能１６１Ｃは、操作者によって選択された２Ｄ超音波画像を、レジストレーション用の２Ｄ超音波画像とする。
次に、図５ＢのステップＳ１０４Ｂは、処理回路１６０が記憶回路１５０からレジストレーション機能１６３及び表示制御機能１６４に対応するプログラムを呼び出して実行されるステップである。ステップＳ１０４Ｂにおいて、レジストレーション機能１６３は、レジストレーション用の２Ｄ超音波画像として操作者により選択された２Ｄ超音波画像と、３Ｄ医用画像取得機能１６２により取得された３Ｄ医用画像とのレジストレーションを行う。表示制御機能１６４は、レジストレーション用の２Ｄ超音波画像と３Ｄ医用画像とをレジストレーションした画像をディスプレイ１０３に表示させる。ここで、２Ｄ超音波画像と３Ｄ医用画像とのレジストレーションの実施後においても、例えば、制御機能１６１Ｃによって、２Ｄ超音波画像のエッジにハイライトをかける等の強調表示が行われてもよい。
図５Ｃは、例えば、処理回路１６０が、好適な２Ｄ超音波画像を操作者に提示することなく、好適な２Ｄ超音波画像をレジストレーション用の２Ｄ超音波画像として、３Ｄ医用画像とのレジストレーションを行う場合の処理である。
まず、図５Ｃにおいて、図５Ａと同様に、ステップＳ１０１、Ｓ１０２が実行される。次に、図５ＣのステップＳ１０５Ａは、処理回路１６０が記憶回路１５０から制御機能１６１Ｃに対応するプログラムを呼び出して実行されるステップである。ステップＳ１０５Ａにおいて、制御機能１６１Ｃは、画像評価パラメータの導出結果に基づいて、複数の２Ｄ超音波画像のうちの１つの２Ｄ超音波画像が３Ｄ医用画像とのレジストレーションに適している２Ｄ超音波画像であると判定した場合、その好適な２Ｄ超音波画像を操作者に提示することなく、レジストレーション用の２Ｄ超音波画像として選択する。
次に、図５ＣのステップＳ１０５Ｂは、処理回路１６０が記憶回路１５０からレジストレーション機能１６３及び表示制御機能１６４に対応するプログラムを呼び出して実行されるステップである。ステップＳ１０５Ｂにおいて、レジストレーション機能１６３は、制御機能１６１Ｃにより選択された２Ｄ超音波画像と、３Ｄ医用画像取得機能１６２により取得された３Ｄ医用画像とのレジストレーションを行う。表示制御機能１６４は、レジストレーション用の２Ｄ超音波画像と３Ｄ医用画像とをレジストレーションした画像をディスプレイ１０３に表示させる。
本実施形態によれば、２Ｄ超音波画像取得機能１６１において、導出機能１６１Ｂが、事前に定義した画像評価パラメータに基づいて、取得機能１６１Ａにより取得された複数の２Ｄ超音波画像に対する画像評価パラメータを導出し、制御機能１６１Ｃが、画像評価パラメータの導出結果に基づいて、複数の２Ｄ超音波画像から好適な２Ｄ超音波画像をレジストレーション用の２Ｄ超音波画像として選択することにより、レジストレーション精度の向上に有利な２Ｄ超音波画像を短時間で検索することができる。
また、本実施形態において、レジストレーション用の２Ｄ超音波画像として選択される２Ｄ超音波画像は、１つではなく、複数であってもよい。即ち、レジストレーション機能１６３は、制御機能１６１Ｃにより複数の２Ｄ超音波画像がレジストレーション用の２Ｄ超音波画像として選択された場合、制御機能１６１Ｃにより選択された複数の２Ｄ超音波画像と、３Ｄ医用画像取得機能１６２により取得された３Ｄ医用画像とのレジストレーションを行う。この場合、レジストレーションの精度をさらに向上させることができる。
また、本実施形態では、導出機能１６１Ｂが、複数の２Ｄ超音波画像に対する画像評価パラメータを導出した後、画像評価パラメータの導出結果と共に２Ｄ超音波画像をディスプレイ１０３に表示させる、あるいは好適な（レジストレーション精度が高い）２Ｄ超音波画像をディスプレイ１０３に強調表示させるように操作者に提示し、操作者に確認させることにより、操作者は、レジストレーションに適した２Ｄ超音波画像を選択し易くすることができる。
また、本実施形態では、導出機能１６１Ｂが、画像評価パラメータの導出結果に基づいて、好適な２Ｄ超音波画像を操作者に提示することなく、好適な２Ｄ超音波画像をレジストレーション用の２Ｄ超音波画像として自動的に選択するものであってもよく、この場合、操作者の確認過程が不要であるため、より短い時間でレジストレーションを完成することができる。
以下、本実施形態に用いられる画像評価パラメータについて、例を挙げて詳細に説明する。ここで、本実施形態に用いられる画像評価パラメータは、ランドマーク（landmark）、テクスチャメトリック、直交性メトリック、被覆度、及びドップラー血流画像のうちの少なくとも１つを含む。
（ランドマーク）
ランドマークとは、解剖学的に顕著な特徴を有する部位であり、手術を行う上ではキーポイントである。例えば、治療対象となる臓器が肝臓である場合、ランドマークとしては、門脈や肝静脈の集束所、門脈や肝静脈の起始部などが挙げられる。図６Ａ及び図６Ｂは、ランドマークを含む２Ｄ超音波画像を示す図であり、図６Ａ、図６Ｂに示す例では、それぞれ、肝臓における門脈や肝静脈の集束所をドットの形態で示している。異なるモードの医用画像において、例えばディープニューラルネットワーク（Deep neural networks）等の検出アルゴリズムによりランドマークを検出することができる。
ランドマークとは、解剖学的に顕著な特徴を有する部位であり、手術を行う上ではキーポイントである。例えば、治療対象となる臓器が肝臓である場合、ランドマークとしては、門脈や肝静脈の集束所、門脈や肝静脈の起始部などが挙げられる。図６Ａ及び図６Ｂは、ランドマークを含む２Ｄ超音波画像を示す図であり、図６Ａ、図６Ｂに示す例では、それぞれ、肝臓における門脈や肝静脈の集束所をドットの形態で示している。異なるモードの医用画像において、例えばディープニューラルネットワーク（Deep neural networks）等の検出アルゴリズムによりランドマークを検出することができる。
そこで、制御機能１６１Ｃが、ランドマークを含む２Ｄ超音波画像をレジストレーション用の２Ｄ超音波画像として選択する。レジストレーション機能１６３は、レジストレーション用の２Ｄ超音波画像及び３Ｄ医用画像からランドマークを検出し、検出したランドマークを用いて、２Ｄ超音波画像と３Ｄ医用画像とのレジストレーションを行う。これにより、レジストレーションの精度を向上させることができる。このように、本実施形態では、画像評価パラメータとしてランドマークを用いることで、３Ｄ医用画像とのレジストレーションに適している２Ｄ超音波画像を得ることができる。
ここで、解剖学的に顕著な特徴を特徴量として抽出する場合、例えば、グレースケール、特徴記述子、ニューラルネットワークなどが用いられる。
グレースケールが用いられる場合、スケールが異なるフィルタにより得られた平滑化画像の差分画像から極値を検出することによってヒストグラムを作成し、ヒストグラムにより表される画像の局所または全体領域におけるグレースケールの変化から特徴量を抽出する。
特徴記述子が用いられる場合、異なる縮尺で画像の差を計算することにより、画像の拡大縮小、平行移動や回転などに対してロバストな特徴量を抽出する。特徴記述子は、ベクトルで表すことができる。一般的な特徴記述子には、Ｈａｒｒｉｓのコーナー検出、ＳＩＦＴ（Scale-Invariant Feature Transform）、ＳＵＲＦ（Speeded-Up Robust Features）が用いられる。
ニューラルネットワークが用いられる場合、画像をニューラルネットワークに入力し、特徴点の座標を直接求めることにより特徴量を抽出する。ニューラルネットワークとしては、Ｈｏｕｒｇｌａｓｓネットワーク、Ｕ字型のニューラルネットワークであるＵＮｅｔ、ｎｎＵＮｅｔなどの畳み込みニューラルネットワーク（Convolutional Neural Network；ＣＮＮ）や、ＬＳＴＭ（Long Short-Term Memory）、ＬＳＴＭをシンプルにしたモデルであるＲＮＮ（Recurrent Neural Network）、ＧＲＵ（Gated Recurrent Unit）などの回復型ニューラルネットワークなどが挙げられるが、これらの例に限定されない。
（テクスチャメトリック）
例えば、２Ｄ超音波画像において、「門脈」や「門脈の起始部」等の解剖学的な名称で区別できる部位が存在する場合、上述のように、画像評価パラメータとしてランドマークが用いられる。ここで、２Ｄ超音波画像において、解剖学的な名称で区別できない部位については、例えば、画像評価パラメータとしてテクスチャメトリックが用いられる。
例えば、２Ｄ超音波画像において、「門脈」や「門脈の起始部」等の解剖学的な名称で区別できる部位が存在する場合、上述のように、画像評価パラメータとしてランドマークが用いられる。ここで、２Ｄ超音波画像において、解剖学的な名称で区別できない部位については、例えば、画像評価パラメータとしてテクスチャメトリックが用いられる。
図７Ａ、図７Ｂは、異なるテクスチャ構造を有する２Ｄ超音波画像を示す図である。テクスチャメトリックは、超音波画像におけるテクスチャ構造の数を示す。テクスチャ構造が明らかであるほど、レジストレーションの精度を向上させることができる。例えば、図７Ｂに示す２Ｄ超音波画像は、図７Ａに示す２Ｄ超音波画像よりもテクスチャ構造がより多い。この場合、図７Ｂに示す２Ｄ超音波画像を選択してレジストレーション用の２Ｄ超音波画像とすることが好ましい。
テクスチャ構造の数を判定するために、標準偏差を用いて導出することができる。例えば超音波画像の中心領域を選択し、式１で当該領域の標準偏差ＳＤを求める。
式中、Ｉｊは画素強度であり、Ｉのオーバーラインは平均画素強度であり、Ｎは画素数である。各領域の標準偏差を求めた後、各標準偏差を［０，１］の区間に正規化する。
これにより、操作者は、テクスチャメトリックの正規化値が１により近いスキャン面（即ち、２Ｄ超音波画像）を選択することができる。例えば、制御機能１６１Ｃは、テクスチャメトリックの正規化値を含む複数の２Ｄ超音波画像をディスプレイ１０３に表示させることによって操作者に提示する。このとき、制御機能１６１Ｃは、操作者によって選択された２Ｄ超音波画像を、レジストレーション用の２Ｄ超音波画像とする。このように、本実施形態では、画像評価パラメータとしてテクスチャメトリックを用いることで、レジストレーション用の２Ｄ超音波画像として、テクスチャ構造をより多く含む２Ｄ超音波画像を得ることができる。
なお、上述の例では、画像評価パラメータの一例であるテクスチャメトリックとして、２Ｄ超音波画像の輝度の標準偏差が用いられているが、これに限定されない。画像評価パラメータの一例であるテクスチャメトリックは２Ｄ超音波画像における輝度勾配及び輝度差分の少なくとも１つに基づいて設定されてもよい。また、テクスチャメトリックとして用いられる標準偏差、輝度勾配、輝度差分は、各超音波画像において、画像全体で求められてもよいし、一部の領域（中心領域など）で求められてもよい。テクスチャメトリックとしての標準偏差、輝度勾配及び輝度差分というパラメータは、結果的に、臓器の境界や輪郭を示すパラメータであり、当該パラメータを求める処理は、原画像からエッジ強調画像を生成する処理に該当するものである。
（直交性メトリック）
複数の２Ｄ超音波画像を用いてレジストレーションを行う場合、スキャン方向の差が大きい、換言すると、スキャン方向がより直交に近い複数の２Ｄ超音波画像を選択できることが望ましい。これは、スキャン方向を保持する場合、プローブを平行移動してスキャンを行うと、内部テクスチャ構造の差が明らかではない可能性があり、異なる方向でスキャンを行うと、より豊富なテクスチャ構造を観察できるからである。
複数の２Ｄ超音波画像を用いてレジストレーションを行う場合、スキャン方向の差が大きい、換言すると、スキャン方向がより直交に近い複数の２Ｄ超音波画像を選択できることが望ましい。これは、スキャン方向を保持する場合、プローブを平行移動してスキャンを行うと、内部テクスチャ構造の差が明らかではない可能性があり、異なる方向でスキャンを行うと、より豊富なテクスチャ構造を観察できるからである。
各スキャン面の間の直交性を判定するために、直交性メトリックが用いられる。直交性メトリックＯｒｔｈの導出方法については、下記の式２で実現することができる。
式中、ｉは、ｉ番目の選択される２Ｄ超音波画像を表し、Ｎｉは、当該ｉ番目の選択される超音波画像の直交成分を表し、Ｎは、２Ｄ超音波画像の個数であり、Ｎ’は現在の２Ｄ超音波画像の直交成分である。直交性メトリックＯｒｔｈの大きい超音波画像をできる限り選択することが望ましい。
以下、図８を参照して説明する。図８に示すように、各スキャン面は磁気座標系に変換される。例えば、磁気座標は、超音波プローブ１０１に取り付けられた磁気センサから得られる。なお、図８では、２Ｄ超音波画像を「２Ｄ ＵＳ」と表記している。Ｉ１、Ｉ２、Ｉ’、Ｉ’’はそれぞれ異なるスキャン方向を有する複数のスキャン面（即ち、２Ｄ超音波画像）を表す。Ｉ１、Ｉ２は、選択された２Ｄ超音波画像であり、Ｎ１、Ｎ２は、それぞれ選択されたＩ１、Ｉ２の直交成分であり、Ｉ’、Ｉ’’は、選択候補の２Ｄ超音波画像であり、Ｎ’、Ｎ’’は、選択候補のＩ’、Ｉ’’の直交成分である。Ｉ’とＩ’’との比較の結果、Ｉ’と、選択されたＩ１、Ｉ２との直交度合いがより大きいため、レジストレーション用の２Ｄ超音波画像として、Ｉ’’を選択することなく、Ｉ’を選択することが好ましい。
直交性メトリックＯｒｔｈを求めた後、各直交性メトリックＯｒｔｈを［０，１］の区間に正規化する。
これにより、操作者は、直交性メトリックの正規化値がより１に近いスキャン面を選択することができる。例えば、制御機能１６１Ｃは、直交性メトリックの正規化値を含む複数の２Ｄ超音波画像をディスプレイ１０３に表示させることによって操作者に提示する。このとき、制御機能１６１Ｃは、操作者によって選択された２Ｄ超音波画像を、レジストレーション用の２Ｄ超音波画像とする。このように、本実施形態では、画像評価パラメータとして直交性メトリックを用いることにより、レジストレーション用の２Ｄ超音波画像として、各２Ｄ超音波画像の走査方向がより直交に近い２Ｄ超音波画像を得ることができる。
（被覆度）
レジストレーション用の２Ｄ超音波画像は、できるだけ大きい注目領域（ＲＯＩ：region of interesting）を被覆しなければならない。注目領域は、操作者が特に観察したい領域であり、例えば肝臓アブレーション手術において、注目領域は、肝臓全体を意味する。被覆度は、複数の２Ｄ超音波画像が三次元空間に形成された閉鎖領域と、注目領域との共通領域の大きさを表す。三次元空間に形成された閉鎖領域が注目領域全体に占める割合が大きい複数の２Ｄ超音医用画像を、レジストレーション用の超音波画像とすることが好ましい。
レジストレーション用の２Ｄ超音波画像は、できるだけ大きい注目領域（ＲＯＩ：region of interesting）を被覆しなければならない。注目領域は、操作者が特に観察したい領域であり、例えば肝臓アブレーション手術において、注目領域は、肝臓全体を意味する。被覆度は、複数の２Ｄ超音波画像が三次元空間に形成された閉鎖領域と、注目領域との共通領域の大きさを表す。三次元空間に形成された閉鎖領域が注目領域全体に占める割合が大きい複数の２Ｄ超音医用画像を、レジストレーション用の超音波画像とすることが好ましい。
以下、図９Ａ、図９Ｂを参照して被覆度の判定方法を説明する。図９Ａ、図９Ｂにおいて、各スキャン面は磁気座標系に変換される。例えば、磁気座標は、超音波プローブ１０１に取り付けられた磁気センサから得られる。なお、図９Ａ、図９Ｂでは、２Ｄ超音波画像を「２Ｄ ＵＳ」と表記し、注目領域を「ＲＯＩ」と表記している。ここで、上記の閉鎖領域とは、外側にあるスキャン面と注目領域とが磁気座標系で交わる各交差点を接続して特定される領域をいう。図９Ａに示すＩ１、Ｉ２、Ｉ３、及び、図９Ｂに示すＩ１、Ｉ２、Ｉ４は、それぞれスキャン方向が異なる複数のスキャン面を表す。図９Ａ及び図９Ｂに示すＩ１、Ｉ２は、選択された２Ｄ超音波画像であり、Ｉ３、Ｉ４は、選択候補の超音波画像である。図９Ａ、図９Ｂにおけるメッシュパターンは、各２Ｄ超音波画像が３次元空間に形成した閉鎖領域と注目領域ＲＯＩとの共通領域を表す。ここで、図９Ｂに示すＩ１、Ｉ２、Ｉ４と注目領域ＲＯＩとにより形成された共通領域の大きさは、図９Ａに示すＩ１、Ｉ２、Ｉ３と注目領域ＲＯＩとにより形成された共通領域の大きさよりも大きい。従って、Ｉ３を選択することなく、Ｉ４を選択することが好ましい。
被覆度の大きさは、同様に、検出アルゴリズムにより実現されてもよく、また、注目領域に対する各スキャン面の被覆度を得た後、被覆度を［０，１］の区間に正規化することができる。
これにより、操作者は、被覆度の正規化値がより１に近いスキャン面を選択することができる。例えば、制御機能１６１Ｃは、被覆度の正規化値を含む複数の２Ｄ超音波画像をディスプレイ１０３に表示させることによって操作者に提示する。このとき、制御機能１６１Ｃは、操作者によって選択された２Ｄ超音波画像を、レジストレーション用の２Ｄ超音波画像とする。このように、本実施形態では、画像評価パラメータとして被覆度を用いることにより、より大きい注目領域を被覆する複数の２Ｄ超音波画像を得ることができる。
（ドップラー血流画像）
人体の主な血管は、一般的に、何れも明らかな構造特徴を含み、構造特徴が明らかであるほど、レジストレーション効果がよくなる。２Ｄ超音波画像として、ドップラー血流画像を用いることにより、２Ｄ超音波画像に血流情報が含まれるか否かを容易に観察することができる。
人体の主な血管は、一般的に、何れも明らかな構造特徴を含み、構造特徴が明らかであるほど、レジストレーション効果がよくなる。２Ｄ超音波画像として、ドップラー血流画像を用いることにより、２Ｄ超音波画像に血流情報が含まれるか否かを容易に観察することができる。
これにより、操作者は、血流情報を含む２Ｄ超音波画像を選択することができる。例えば、制御機能１６１Ｃは、血流情報を含む複数の２Ｄ超音波画像をディスプレイ１０３に表示させることによって操作者に提示する。このとき、制御機能１６１Ｃは、操作者によって選択された２Ｄ超音波画像を、レジストレーション用の２Ｄ超音波画像とする。このように、本実施形態では、画像評価パラメータとしてドップラー血流画像を用いることにより、レジストレーションを容易に行うと共に、レジストレーションの精度を向上させることができる。
本実施形態では、ランドマーク（landmark）、テクスチャメトリック、直交性メトリック、被覆度、及びドップラー血流画像などを画像評価パラメータとして挙げているが、画像評価パラメータは、これらに限定されるものではない。
制御機能１６１Ｃは、画像評価パラメータの１つのみを用いてレジストレーション用の２Ｄ超音波画像を選択した場合、２Ｄ超音波画像上に、使用した画像評価パラメータを表す情報を表示させる。例えば、制御機能１６１Ｃは、画像評価パラメータとしてランドマークのみが用いられた場合には、２Ｄ超音波画像上に、使用した画像評価パラメータを表す情報として「ランドマーク」を表示させる。また、制御機能１６１Ｃは、複数の画像評価パラメータを用いてレジストレーション用２Ｄ超音波画像を選択した場合、２Ｄ超音波画像上に、使用した複数の画像評価パラメータを表す情報を表示させる。例えば、複数の画像評価パラメータには重み係数が付与されていて、制御機能１６１Ｃは、画像評価パラメータとしてランドマーク、テクスチャメトリック、直交性メトリックが用いられた場合には、２Ｄ超音波画像上に、使用した複数の画像評価パラメータを表す情報として「ランドマーク：１；テクスチャメトリック：０．７；直交性メトリック：０．５」を表示させる。
ここで、「１」、「０．７」、「０．５」は、重み係数であり、それぞれ、「ランドマーク」、「テクスチャメトリック」、「直交性メトリック」に対して付与されたものである。具体的には、複数の画像評価パラメータを用いる場合、例えば、操作者は、手術の類型、注目部位等に基づいて、複数の画像評価パラメータに異なる重み係数（重み）を付与しておき、制御機能１６１Ｃは、複数の画像評価パラメータに付与された重み係数に基づいて、重み付け点数を算出し、重み付け点数に基づいて、レジストレーション用の２Ｄ超音波画像を選択する。
各２Ｄ超音波画像の重み付け点数Ｓｋの計算式は式３に示される。
式中、Ｍｉは、ｉ番目の２Ｄ超音波画像の評価パラメータであり、Ｗｉは当該ｉ番目の２Ｄ超音波画像の重みであり、Ｎは画像評価パラメータの個数である。制御機能１６１Ｃは、重み付けの計算方法を用いて合計の重み付け点数を算出し、算出した重み付け点数に基づいて、レジストレーション用の２Ｄ超音波画像を選択する。この場合、制御機能１６１Ｃは、２Ｄ超音波画像上に、使用した複数の画像評価パラメータを表す情報として、最終の重み付け点数を表す情報を表示させてもよい。例えば、制御機能１６１Ｃは、最終の重み付け点数を表す情報として「重み付け点数：０．７５」のみを２Ｄ超音波画像に表示させる。ここで、当該重み付け点数は、１に近いほど良い。
これにより、制御機能１６１Ｃは、複数の画像評価パラメータに付与された重み係数に基づいて、重み付け点数を算出することで、各２Ｄ超音波画像をより全面的に評価して、評価の結果に基づいて、レジストレーション用の２Ｄ超音波画像を選択する。このように、本実施形態では、複数の画像評価パラメータに重み係数を付与することで、よりレジストレーションに適合した２Ｄ超音波画像を選択することができる。
（具体例１）
ここで、レジストレーションの具体例として、ランドマークを用いた場合のレジストレーションについて説明する。
ここで、レジストレーションの具体例として、ランドマークを用いた場合のレジストレーションについて説明する。
この場合、レジストレーション機能１６３は、複数のレジストレーション用の２Ｄ超音波画像及び３Ｄ医用画像からランドマークを検出する。ランドマークを用いることによって複数の２Ｄ超音波画像と３Ｄ医用画像とのレジストレーションを容易に実現することができる。
図１０は、ランドマークを用いたレジストレーションを説明するための図である。なお、Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３は２Ｄ超音波画像を表し、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３は各２Ｄ超音波画像におけるランドマークであり、Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３は、３Ｄ医用画像における各ランドマークである。図１０の上側に示すように、レジストレーション機能１６３は、検出アルゴリズムにより、２Ｄ超音波画像におけるランドマークＰ１、Ｐ２、Ｐ３と、３Ｄ医用画像におけるランドマークＱ１、Ｑ２、Ｑ３と、を検出する。そして、レジストレーション機能１６３は、ランドマークＰ１、Ｐ２、Ｐ３とランドマークＱ１、Ｑ２、Ｑ３とをマッチングして、対応のランドマークのドットペア（dot pair）＜Ｐｉ、Ｑｉ＞を得る。その後、レジストレーション機能１６３は、＜Ｐｉ、Ｑｉ＞のドットペアを用いて、３Ｄ医用画像におけるランドマークＱ１、Ｑ２、Ｑ３と、各２Ｄ超音波画像における対応のランドマークＰ１、Ｐ２、Ｐ３との間の対応関係を示す変換パラメータを生成し、レジストレーション機能１６３は、変換パラメータに基づいて、各２Ｄ超音波画像と３Ｄ医用画像とのレジストレーションを行う。なお、ｉはドットペアの数を表し、１以上の整数であり、上述の例ではｉ＝３である。
図１１は、ランドマークを用いてレジストレーションを行うフローチャートである。以下、具体例１の２Ｄ超音波画像と３Ｄ医用画像とのレジストレーションについて、図１１を参照しながら説明する。
図１１に示すように、まず、ステップＳ２０１において、前述のステップＳ１０１と同様の処理が行われる。すなわち、２Ｄ超音波画像取得機能１６１の取得機能１６１Ａは、被検体Ｐに対して超音波スキャンを実行したときに得られる被検体Ｐの超音波画像として、超音波プローブ１０１を介して伝送して処理した複数の２Ｄ超音波画像を画像生成回路１３０から取得する。
次に、ステップＳ２０２において、前述のステップＳ１０２及びＳ１０３Ａ、又は、前述のステップＳ１０２及びＳ１０４Ａに相当する処理が行われる。すなわち、２Ｄ超音波画像取得機能１６１の導出機能１６１Ｂは、事前に特定した画像評価パラメータに基づいて、取得機能１６１Ａにより取得された複数の２Ｄ超音波画像に対する画像評価パラメータを導出し、画像評価パラメータの導出結果である数値を得る。そして、制御機能１６１Ｃは、レジストレーション用の２Ｄ超音波画像を特定するための情報を、ディスプレイ１０３に表示させることによって操作者に提示する。当該情報は、画像評価パラメータの導出結果と共に２Ｄ超音波画像、及び、強調表示される２Ｄ超音波画像のうちの少なくとも１つを含む。例えば、制御機能１６１Ｃは、画像評価パラメータの導出結果として数値を含む複数の２Ｄ超音波画像をディスプレイ１０３に表示させることによって操作者に提示する。例えば、制御機能１６１Ｃは、画像評価パラメータの導出結果に基づいて、複数の２Ｄ超音波画像が３Ｄ医用画像とのレジストレーションに適している２Ｄ超音波画像であるか否かを判定し、他の２Ｄ超音波画像に比べて、好適な２Ｄ超音波画像をディスプレイ１０３に強調表示させることによって操作者に提示する。このとき、制御機能１６１Ｃは、操作者によって選択された２Ｄ超音波画像を、レジストレーション用の２Ｄ超音波画像とし、レジストレーション機能１６３に出力する。
なお、前述のステップＳ１０２及びＳ１０５Ａに相当する処理が行われてもよい。すなわち、２Ｄ超音波画像取得機能１６１の導出機能１６１Ｂは、事前に特定した画像評価パラメータに基づいて、取得機能１６１Ａにより取得された複数の２Ｄ超音波画像に対する画像評価パラメータを導出し、画像評価パラメータの導出結果である数値を得る。そして、制御機能１６１Ｃは、画像評価パラメータの導出結果に基づいて、複数の２Ｄ超音波画像のうち、３Ｄ医用画像とのレジストレーションに適している２Ｄ超音波画像を、レジストレーション用の２Ｄ超音波画像として選択とし、レジストレーション機能１６３に出力する。
その後、ステップＳ２０３において、レジストレーション機能１６３は、制御機能１６１Ｃから出力されたレジストレーション用の２Ｄ超音波画像に対して、それぞれレジストレーション用のランドマークを検出する。
一方、ステップＳ２０４において、３Ｄ医用画像取得機能１６２は、医用画像診断装置によりされた３Ｄ医用画像を取得し、レジストレーション機能１６３に出力する。その後、ステップＳ２０５において、レジストレーション機能１６３は、制御機能１６１Ｃから出力された３Ｄ医用画像に対して、レジストレーション用のランドマークを検出する。ここで、２Ｄ超音波画像のランドマークの検出及び３Ｄ医用画像のランドマークの検出は、並行して行われてもよく、時系列的に行われてもよく、ランドマークの検出のタイミングは限定されない。２Ｄ超音波画像のランドマークの検出及び３Ｄ医用画像のランドマークの検出が時系列的に行われる場合、例えば、表示制御機能１６４は、３Ｄ医用画像のランドマークをハイライト等の強調表示により、当該３Ｄ医用画像をディスプレイ１０３に表示させ、操作者は、ディスプレイ１０３に表示された３Ｄ医用画像のランドマークを参考にしながら、超音波プローブ１０１を操作することで、上述のステップＳ２０１～Ｓ２０３が実行される。
次に、ステップＳ２０６において、レジストレーション機能１６３は、２Ｄ超音波画像におけるランドマークＰ１、Ｐ２、Ｐ３と、３Ｄ医用画像におけるランドマークＱ１、Ｑ２、Ｑ３と、をマッチングして、対応のランドマークのドットペア＜Ｐｉ、Ｑｉ＞を取得する。その後、レジストレーション機能１６３は、＜Ｐｉ、Ｑｉ＞のドットペアを用いて、３Ｄ医用画像におけるランドマークＱ１、Ｑ２、Ｑ３と、各２Ｄ超音波画像における対応のランドマークＰ１、Ｐ２、Ｐ３との間の対応関係を示す変換パラメータを生成する。そして、ステップＳ２０７において、レジストレーション機能１６３は、生成した変換パラメータを用いて、２Ｄ超音波画像と３Ｄ医用画像とのレジストレーションを行う。
具体例１によれば、２Ｄ超音波画像と３Ｄ医用画像とのレジストレーションを容易に実現することができ、レジストレーションに要する時間を短縮し、レジストレーションの精度を向上させることにより、手術中の患者の負担を軽減することができる。
（具体例２）
ここで、画像評価パラメータとしてテクスチャメトリックが用いられる場合、テクスチャメトリックが、複数の２Ｄ超音波画像における輝度勾配及び輝度差分のうち、輝度勾配に基づいて設定される場合の具体例について説明する。図１２Ａ、図１２Ｂは、レジストレーション用の２Ｄ超音波画像として複数の２Ｄ超音波画像を選択する場合の具体例であり、図中の「２ＤＵＳ画像」は２Ｄ超音波画像を示している。
ここで、画像評価パラメータとしてテクスチャメトリックが用いられる場合、テクスチャメトリックが、複数の２Ｄ超音波画像における輝度勾配及び輝度差分のうち、輝度勾配に基づいて設定される場合の具体例について説明する。図１２Ａ、図１２Ｂは、レジストレーション用の２Ｄ超音波画像として複数の２Ｄ超音波画像を選択する場合の具体例であり、図中の「２ＤＵＳ画像」は２Ｄ超音波画像を示している。
例えば、操作者が被検体Ｐに対して超音波スキャンを実行したときに、複数の２Ｄ超音波画像が取得機能１６１Ａにより取得される。このとき、導出機能１６１Ｂは、取得機能１６１Ａにより取得された複数の２Ｄ超音波画像に対して画像評価パラメータを導出する。具体的には、２Ｄ超音波画像の輝度勾配が大きい場合、導出機能１６１Ｂは、複数の２Ｄ超音波画像のうち、画像の輝度勾配が大きい２Ｄ超音波画像の画像評価パラメータの導出結果には大きい値を設定し、画像の輝度勾配が小さい２Ｄ超音波画像の画像評価パラメータの導出結果には小さい値を設定する。
導出結果は、上述したように、正規化した数値で示され、［０，１］の区間内に正規化されている。そこで、図１２Ａに示すように、例えば、導出機能１６１Ｂは、画像の輝度勾配が最も大きい２Ｄ超音波画像２００を基準２Ｄ超音波画像とし、基準２Ｄ超音波画像の画像評価パラメータの導出結果に対して数値「０．９」を設定し、基準２Ｄ超音波画像以外の２Ｄ超音波画像２００の画像評価パラメータの導出結果に対して、数値「０．９」より小さい数値を設定する。具体的には、基準２Ｄ超音波画像以外の２Ｄ超音波画像２００の画像評価パラメータの導出結果には、基準２Ｄ超音波画像から離れるほど、小さい数値が設定される。図１２Ａに示す例では、基準２Ｄ超音波画像から前後に１つずつ離れた２Ｄ超音波画像２００の画像評価パラメータの導出結果には、それぞれ、数値「０．７」、「０．８」が設定され、基準２Ｄ超音波画像から前後に３つずつ離れた２Ｄ超音波画像２００の画像評価パラメータの導出結果には、それぞれ、数値「０．３」、「０．１」が設定される。ここで、制御機能１６１Ｃは、導出結果を色でディスプレイ１０３に表示させる場合、上述したように、３つの区間「０～０．６」、「０．６～０．８５」、「０．８５～１」にそれぞれ割り当てられた赤色、黄色、緑色で導出結果をディスプレイ１０３に表示させる。
超音波スキャンにより得られた複数の２Ｄ超音波画像は、ある軸の方向に沿って配列される画像データであるため、制御機能１６１Ｃは、画像の輝度勾配が最も大きい２Ｄ超音波画像２００である基準２Ｄ超音波画像と、当該基準２Ｄ超音波画像の前後に配列された所定数の２Ｄ超音波画像とを、複数の２Ｄ超音波画像として選択する。例えば、複数の２Ｄ超音波画像は、３以上の奇数個の２Ｄ超音波画像である。図１２Ｂに示す例では、所定数を３とした場合、制御機能１６１Ｃは、複数の２Ｄ超音波画像２０１～２０７として７個の２Ｄ超音波画像を選択する。１番目から７番目までの複数の２Ｄ超音波画像２０１～２０７のうち、４番目の２Ｄ超音波画像２０４は、基準となる基準２Ｄ超音波画像であり、画像の輝度勾配が大きい２Ｄ超音波画像である。
制御機能１６１Ｃは、複数の２Ｄ超音波画像２０１～２０７の画像評価パラメータの導出結果に対して重み係数（重み）を付与し、画像評価パラメータの導出結果と重み係数とに基づいて、複数の２Ｄ超音波画像２０１～２０７の全体の画像評価パラメータを導出する。図１２Ｂに示すように、例えば、制御機能１６１Ｃは、基準２Ｄ超音波画像である２Ｄ超音波画像２０４の画像評価パラメータの導出結果「０．９」に対して重み係数として「０．５」を付与し、２Ｄ超音波画像２０４以外の２Ｄ超音波画像２０１～２０３、２０５～２０７の画像評価パラメータの導出結果に対して、重み係数「０．５」より小さい重み係数を付与する。具体的には、２Ｄ超音波画像２０１～２０３、２０５～２０７の画像評価パラメータの導出結果には、２Ｄ超音波画像２０４から離れるほど、小さい重み係数が付与される。図１２Ｂに示す例では、２Ｄ超音波画像２０３、２Ｄ超音波画像２０５の画像評価パラメータの導出結果には、重み係数「０．２５」が付与され、２Ｄ超音波画像２０１、２Ｄ超音波画像２０７の画像評価パラメータの導出結果には、重み係数「０．０２」が付与される。
全体の画像評価パラメータＱｖｏｌの算出式は式４に示される。
式中、Ｑｉは、ｉ番目の２Ｄ超音波画像の評価パラメータであり、Ｗｉは当該ｉ番目の２Ｄ超音波画像の重みであり、Ｎは２Ｄ超音波画像の個数である。制御機能１６１Ｃは、全体の画像評価パラメータの導出結果に基づいて、基準２Ｄ超音波画像である２Ｄ超音波画像２０４、又は、複数の２Ｄ超音波画像２０１～２０７を、レジストレーション用の２Ｄ超音波画像として選択する。図１２Ｂに示す例おいて、制御機能１６１Ｃが、式４を用いて全体の画像評価パラメータＱｖｏｌを算出した場合、例えば、算出された全体の画像評価パラメータＱｖｏｌは、「０．８７５」となる。制御機能１６１Ｃは、全体の画像評価パラメータＱｖｏｌが予め設定された設定画像評価パラメータ以上である場合、複数の２Ｄ超音波画像２０１～２０７をレジストレーション用の２Ｄ超音波画像として選択する。例えば、肝臓に対して予め設定された設定画像評価パラメータが「０．８」である場合、全体の画像評価パラメータＱｖｏｌが設定画像評価パラメータ以上であるため、制御機能１６１Ｃは、複数の２Ｄ超音波画像２０１～２０７をレジストレーション用の２Ｄ超音波画像として選択する。なお、全体の画像評価パラメータＱｖｏｌが設定画像評価パラメータより小さい場合、制御機能１６１Ｃは、基準２Ｄ超音波画像である２Ｄ超音波画像２０４のみをレジストレーション用の２Ｄ超音波画像として選択する。
そして、複数の２Ｄ超音波画像２０１～２０７がレジストレーション用の２Ｄ超音波画像として選択された場合、レジストレーション機能１６３は、複数の２Ｄ超音波画像２０１～２０７に基づいて３Ｄ医用画像（ボリュームデータ）を再構成し、再構成された３Ｄ医用画像と、３Ｄ医用画像取得機能１６２により取得された３Ｄ医用画像とを用いて、レジストレーションを行う。
このように、具体例２においても、２Ｄ超音波画像と３Ｄ医用画像とのレジストレーションを容易に実現することができ、レジストレーションに要する時間を短縮し、レジストレーションの精度を向上させることにより、手術中の患者の負担を軽減することができる。ここで、具体例２では、テクスチャメトリックが用いられる場合を例に挙げているが、レジストレーション機能１６３は、レジストレーション用の２Ｄ超音波画像、及び、３Ｄ医用画像取得機能１６２により取得された３Ｄ医用画像から、ランドマークを検出し、検出したランドマークを用いて、レジストレーション用の２Ｄ超音波画像と３Ｄ医用画像とのレジストレーションを行ってもよい。
（その他の実施形態）
本実施形態は、上述した形態に限られるものではない。例えば、処理回路１６０は、超音波診断装置１とは別に設置されたワークステーションでもよい。この場合、ワークステーションが、医用画像処理装置として、処理回路１６０と同様の処理回路を有し、上述した処理を実行する。
本実施形態は、上述した形態に限られるものではない。例えば、処理回路１６０は、超音波診断装置１とは別に設置されたワークステーションでもよい。この場合、ワークステーションが、医用画像処理装置として、処理回路１６０と同様の処理回路を有し、上述した処理を実行する。
また、実施形態で図示した各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部または一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することができる。さらに、各装置にて行われる各処理機能は、その全部または任意の一部が、ＣＰＵおよび当該ＣＰＵにて解析実行されるプログラムにて実現され、或いは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現され得る。
また、上記実施形態で説明した処理方法（医用画像処理方法）は、予め用意されたプログラムをパーソナルコンピュータやワークステーション等のコンピュータで実行することによって実現することができる。このプログラムは、インターネット等のネットワークを介して配布することができる。また、このプログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ－ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ等のコンピュータで読み取り可能な非一時的な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行することもできる。
以上説明した少なくとも１つの実施形態によれば、レジストレーションを容易にする超音波画像を短時間で検索することができる。
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、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、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ものである。
Claims (22)
- 超音波プローブにより取得された複数の二次元超音波画像に対して、事前に定義した画像評価パラメータを導出する導出部と、
前記画像評価パラメータの導出結果に基づいて、前記複数の二次元超音波画像からレジストレーション用の二次元超音波画像を選択する制御部と、
三次元医用画像と前記レジストレーション用の二次元超音波画像とのレジストレーションを行うレジストレーション部と、
を備える超音波診断装置。 - 前記レジストレーション用の二次元超音波画像及び前記三次元医用画像からランドマークを検出するランドマーク検出部、
を更に備え、
前記レジストレーション部は、前記三次元医用画像におけるランドマークと、前記レジストレーション用の二次元超音波画像における対応するランドマークとに基づいて、前記レジストレーションを行う、
請求項１に記載の超音波診断装置。 - 前記制御部は、前記導出結果と共に二次元超音波画像を表示部に表示させる、
請求項１又は２に記載の超音波診断装置。 - 前記制御部は、前記導出結果を、推薦度に従って異なるように表示させる、
請求項３に記載の超音波診断装置。 - 前記制御部は、前記導出結果が所定の閾値を超える二次元超音波画像を強調表示させる、
請求項１又は２に記載の超音波診断装置。 - 前記制御部は、前記導出結果が所定の閾値を超える二次元超音波画像を、自動的に、前記レジストレーション用の二次元超音波画像として選択する、
請求項１又は２に記載の超音波診断装置。 - 前記画像評価パラメータとして、ランドマーク、テクスチャメトリック、直交性メトリック、被覆度、及びドップラー血流画像のうちの少なくとも１つが用いられる、
請求項１に記載の超音波診断装置。 - 前記画像評価パラメータとして前記テクスチャメトリックが用いられる場合、前記制御部は、前記レジストレーション用の二次元超音波画像として、テクスチャ構造をより多く含む二次元超音波画像を選択する、
請求項７に記載の超音波診断装置。 - 前記画像評価パラメータとして前記直交性メトリックが用いられる場合、前記制御部は、前記レジストレーション用の二次元超音波画像として、各二次元超音波画像の走査方向が直交に近い二次元超音波画像を選択する、
請求項７に記載の超音波診断装置。 - 前記画像評価パラメータとして前記被覆度が用いられる場合、前記制御部は、前記複数の二次元超音波画像において、前記レジストレーション用の二次元超音波画像として、三次元空間における形成された閉鎖領域が注目領域全体に占める割合の大きい二次元超音波画像を選択する、
請求項７に記載の超音波診断装置。 - 前記画像評価パラメータとして前記ドップラー画像が用いられる場合、前記制御部は、前記レジストレーション用の二次元超音波画像として、血流情報を含む二次元超音波画像を選択する、
請求項７に記載の超音波診断装置。 - 複数の前記画像評価パラメータが用いられる場合、前記制御部は、前記複数の画像評価パラメータに付与された重み係数に基づいて、前記レジストレーション用の二次元超音波画像を選択する、
請求項７に記載の超音波診断装置。 - 前記制御部は、前記導出結果として、正規化した数値を表示させる、
請求項１に記載の超音波診断装置。 - 前記三次元医用画像は、三次元超音波画像、三次元コンピュータ断層撮影画像、三次元磁気共鳴画像のうちの何れかである、
請求項１に記載の超音波診断装置。 - 前記ランドマークは、解剖学的に顕著な特徴を有する部位である、
請求項２に記載の超音波診断装置。 - 前記ランドマーク検出部は、三次元医用画像におけるランドマークと、二次元超音波画像における対応のランドマークとの間の対応関係を示す変換パラメータを生成し、
前記レジストレーション部は、前記変換パラメータに基づいて前記レジストレーションを行う、
請求項２に記載の超音波診断装置。 - 前記レジストレーション部は、前記制御部により前記複数の二次元超音波画像が前記レジストレーション用の二次元超音波画像として選択された場合、前記複数の二次元超音波画像と前記三次元医用画像とを用いて前記レジストレーションを行う、
請求項１に記載の超音波診断装置。 - 前記レジストレーション部は、前記制御部により前記複数の二次元超音波画像が前記レジストレーション用の二次元超音波画像として選択された場合、前記複数の二次元超音波画像に基づいて三次元医用画像を再構成し、前記再構成された三次元医用画像と前記三次元医用画像とを用いて前記レジストレーションを行う、
請求項１に記載の超音波診断装置。 - 前記制御部は、
前記画像評価パラメータが最も大きい二次元超音波画像である基準二次元超音波画像と、前記基準二次元超音波画像の前後に配列された所定数の二次元超音波画像とを、前記複数の二次元超音波画像として選択し、
前記複数の二次元超音波画像の前記画像評価パラメータの前記導出結果に対して、前記基準二次元超音波画像から離れるほど重みが小さくなるように当該重みを付与し、前記導出結果と前記重みとに基づいて、前記複数の二次元超音波画像の全体の画像評価パラメータを導出し、
前記全体の画像評価パラメータが設定画像評価パラメータ以上である場合、前記複数の二次元超音波画像を前記レジストレーション用の二次元超音波画像として選択する、
請求項１８に記載の超音波診断装置。 - 前記画像評価パラメータとしてテクスチャメトリックが用いられる場合、前記画像評価パラメータは、前記複数の二次元超音波画像における輝度勾配及び輝度差分の少なくとも１つに基づいて設定される、
請求項１９に記載の超音波診断装置。 - 超音波プローブにより取得された複数の二次元超音波画像に対して、事前に定義した画像評価パラメータを導出する導出部と、
前記導出結果に基づいて、前記複数の二次元超音波画像からレジストレーション用の二次元超音波画像を選択する制御部と、
三次元医用画像と前記レジストレーション用の二次元超音波画像とのレジストレーションを行うレジストレーション部と、
を備える医用画像処理装置。 - 超音波プローブにより取得された複数の二次元超音波画像に対して、事前に定義した画像評価パラメータを導出し、
前記画像評価パラメータの導出結果に基づいて、前記複数の二次元超音波画像からレジストレーション用の二次元超音波画像を選択し、
三次元医用画像と前記レジストレーション用の二次元超音波画像とのレジストレーションを行う、
ことを含む医用画像処理方法。
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