(57)【要約】【課題】放射化された生体組織の時間的変化の認識を支援する画像処理装置を提供する。【解決手段】粒子線治療装置により放射化された生体組織の位置を表す放射化組織画像を、予め定めたタイミングごとに繰り返し取得し、異なるタイミングで取得された複数の放射化組織画像を比較対象として、予め定めた生体内の基準位置同士を合わせるよう相対的に移動して位置合わせし、当該位置合わせした、比較対象とした複数の放射化組織画像を用いて対比画像を生成する。そして当該生成した画像を表示する画像処理装置である。【選択図】図１
2014018525.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粒子線治療装置により放射化された生体組織の位置を表す放射化組織画像を、予め定めたタイミングごとに繰り返し取得する画像取得手段と、
異なるタイミングで取得された複数の放射化組織画像を比較対象として、予め定めた生体内の基準位置同士を合わせるよう相対的に移動して位置合わせする手段と、
当該位置合わせした、比較対象とした複数の放射化組織画像を用いて対比画像を生成する画像生成手段と、
前記生成した画像を表示する表示手段と、
を含む画像処理装置。
【請求項２】
前記放射化される生体組織を含む領域の三次元再構成像を取得する手段と、
当該三次元再構成像で、三次元の関心領域の設定を受け入れる関心領域設定手段と、
前記三次元再構成像と、前記比較対象となった複数の放射化組織画像とを、予め定めた生体内の基準位置同士を合わせるよう相対的に移動して位置合わせする手段と、
当該位置合わせ後に、前記比較対象とした放射化組織画像ごとに、前記三次元再構成像内で設定された関心領域に対応する当該放射化組織画像内の領域に含まれる生体組織の放射化の強度をそれぞれ演算する演算手段と、
をさらに含み、
前記画像生成手段は、前記比較対象とした放射化組織画像ごとに演算された、対応する領域に含まれる生体組織の放射化の強度の演算結果を対比した対比画像を出力する請求項１記載の画像処理装置。
【請求項３】
関心領域は、前記三次元再構成像内で複数設定され、
前記演算手段は、位置合わせ後に、前記比較対象とした放射化組織画像ごとに、前記三次元再構成像内で設定された各関心領域に対応する前記放射化組織画像内の領域に含まれる生体組織の放射化の強度を演算し、各領域について演算した強度の比率を演算し、
当該演算結果を出力する請求項２記載の画像処理装置。
【請求項４】
コンピュータを、
粒子線治療装置により放射化された生体組織の位置を表す放射化組織画像を、予め定めたタイミングごとに繰り返し取得する画像取得手段と、
異なるタイミングで取得された複数の放射化組織画像を比較対象として、予め定めた生体内の基準位置同士を合わせるよう相対的に移動して位置合わせする手段と、
当該位置合わせした、比較対象とした複数の放射化組織画像を用いて対比画像を生成する画像生成手段と、
前記生成した画像を表示する表示手段と、
として機能させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粒子線治療装置等により放射化される生体組織に係る画像を処理する画像処理装置及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
がんなどの異常が発生した生体組織に粒子線を照射し、異常の発生した生体組織の細胞を増殖死させて治療する、いわゆる粒子線治療装置が近年、用いられている。
【０００３】
粒子線治療装置を用いるにあたっては、異常の発生していない生体組織への照射を防ぐために、治療前に予め治療計画が立てられるのが普通である。こうした治療計画では、例えばＣＴ（Computed Tomography）等で粒子線照射の対象となる部分の範囲（関心領域）を定め、予め定めた量の陽子線を、当該関心領域の形状に合わせた方向、及び強度で照射することが行われている。
【０００４】
また粒子線を照射するごとに、ＰＥＴカメラ等を用いて放射化された生体組織を映像として捉え、放射化された位置を検出する技術が、例えば特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１７３２９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来の技術においては、放射化された範囲を確認することはできても、日々わずかに変化する放射化された生体組織の範囲を確認することが困難であった。すなわち粒子線治療の効果によって、日々異常な生体組織が取り除かれるのであるが、この範囲の変化は予測しにくく、あるときにはわずかに変化するだけである。さらに生体も日々変化しており、例えば抗がん剤の投与を受けている生体では、食欲の減衰により体積が減少する組織もある。
【０００７】
一方で映像上の変化がわずかであっても、少なくなった異常な生体組織を粒子線が通過してしまい、当該異常な生体組織の背面側（放射線照射側から反対側）にある正常な生体組織に到達してしまうことは防がなければならない。
また異常な生体組織の背面側への粒子線の到達量が増大することで、手前側の異常な生体組織への粒子線照射量の減少も防がなくてはならない。さらに、生体組織の体積減少に伴う照射位置精度の僅かな悪化により、側方へのずれが生じる場合もあり、この場合も異常な生体組織の側面側にある正常な組織への粒子線照射量の増加、並びにそれによる異常な生体組織への粒子線照射量の減少は防がなくてはならない。
【０００８】
従って、放射化された生体組織の時間的変化を確認したい要望があったが、従来の装置では、こうした要望に応じることができないという問題点があった。
【０００９】
本発明は上記実情に鑑みて為されたもので、放射化された生体組織の時間的変化の認識を支援する画像処理装置を提供することをその目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記従来例の問題点を解決するための本発明は、画像処理装置であって、粒子線治療装置により放射化された生体組織の位置を表す放射化組織画像を、予め定めたタイミングごとに繰り返し取得する画像取得手段と、異なるタイミングで取得された複数の放射化組織画像を比較対象として、予め定めた生体内の基準位置同士を合わせるよう相対的に移動して位置合わせする手段と、当該位置合わせした、比較対象とした複数の放射化組織画像を用いて対比画像を生成する画像生成手段と、前記生成した画像を表示する表示手段と、を含むこととしたものである。
【００１１】
ここで前記放射化される生体組織を含む領域の三次元再構成像を取得する手段と、当該三次元再構成像で、三次元の関心領域の設定を受け入れる関心領域設定手段と、前記三次元再構成像と、前記比較対象となった複数の放射化組織画像とを、予め定めた生体内の基準位置同士を合わせるよう相対的に移動して位置合わせする手段と、当該位置合わせ後に、前記比較対象とした放射化組織画像ごとに、前記三次元再構成像内で設定された関心領域に対応する当該放射化組織画像内の領域に含まれる生体組織の放射化の強度をそれぞれ演算する演算手段と、をさらに含み、前記画像生成手段は、前記比較対象とした放射化組織画像ごとに演算された、対応する領域に含まれる生体組織の放射化の強度の演算結果を対比した対比画像を出力することとしてもよい。
【００１２】
また関心領域は、前記三次元再構成像内で複数設定され、前記演算手段は、位置合わせ後に、前記比較対象とした放射化組織画像ごとに、前記三次元再構成像内で設定された各関心領域に対応する前記放射化組織画像内の領域に含まれる生体組織の放射化の強度を演算し、各領域について演算した強度の比率を演算し、当該演算結果を出力することとしてもよい。
【００１３】
また本発明の一態様に係るプログラムは、コンピュータを、粒子線治療装置により放射化された生体組織の位置を表す放射化組織画像を、予め定めたタイミングごとに繰り返し取得する画像取得手段と、異なるタイミングで取得された複数の放射化組織画像を比較対象として、予め定めた生体内の基準位置同士を合わせるよう相対的に移動して位置合わせする手段と、当該位置合わせした、比較対象とした複数の放射化組織画像を用いて対比画像を生成する画像生成手段と、前記生成した画像を表示する表示手段と、として機能させることとしたものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によると、放射化された生体組織の時間的変化の認識を支援できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態に係る画像処理装置の構成例を表すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る画像処理装置の例を表す機能ブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る画像処理装置が表示する放射化組織画像の、ある断面での表示例を表す説明図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る画像処理装置の動作例を表すフローチャート図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る画像処理装置のもう一つの例を表す機能ブロック図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る画像処理装置の画像表示例を表す説明図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る画像処理装置が出力するグラフの例を表す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。本発明の実施の形態に係る画像処理装置１は、図１に示すように制御部１１、記憶部１２、操作部１３、表示部１４、及び入出力部１５を含んで構成されている。制御部１１は、ＣＰＵ等のプログラム制御デバイスであり、記憶部１２に格納されたプログラムに従って動作する。
【００１７】
本実施の形態の制御部１１は、粒子線治療装置により放射化された生体組織の放射化組織画像を予め定めたタイミングごとに繰り返し取得する。具体的にこの取得は、粒子線治療装置による組織の放射化が行われるごとのタイミングで行われる。また制御部１１は、この異なるタイミングで取得された複数の放射化組織画像を比較対象として、予め定めた生体内の基準位置同士を合わせるよう相対的に移動して位置合わせし、当該位置合わせした、比較対象とした複数の放射化組織画像を用いて対比画像を生成する。この制御部１１の詳しい処理の内容については後に述べる。
【００１８】
記憶部１２は、メモリデバイス等であり、制御部１１によって実行されるプログラムを保持する。このプログラムは、ＤＶＤ−ＲＯＭ等のコンピュータ可読な記録媒体に格納されて提供され、この記憶部１２に格納されたものであってもよい。また、この記憶部１２は、制御部１１が取得した放射化組織画像を記録している。さらに、この記憶部１２は、制御部１１のワークメモリとしても動作する。
【００１９】
操作部１３は、マウスやキーボード等でよく、利用者から入力される指示を受けて、当該指示の内容を制御部１１に出力する。表示部１４は、ディスプレイ等であり、制御部１１から入力される指示に従って画像を表示出力する。入出力部１５は、例えばＵＳＢ（Universal Serial Bus）等のインタフェースであり、外部から入力される画像情報等を受け入れる。そして当該画像情報を制御部１１に出力する。またこの入出力部１５は、制御部１１から入力される指示に従い、種々の情報を外部に出力してもよい。
【００２０】
次に本実施の形態の制御部１１の動作について述べるに先立ち、制御部１１に入力される放射化された生体組織の放射化組織画像について説明する。この放射化組織画像は、例えば特許文献１に開示されているようなものであり、具体的には次のようなものである。粒子線治療装置の一例である陽子線治療装置を例として説明すると、陽子線治療装置が放射する陽子が、生体組織を構成する原子核と相互作用すると、β+崩壊をする不安定な原子核が生成される。β+崩壊が起こるとき陽電子が放出されるが、この陽電子は電子と出会うと対消滅して互いに１８０度方向の角度をなす２つの光子（１対の消滅γ線）を放出する。この１対の消滅γ線を検出することで、β+崩壊が発生した場所（実際には対消滅した場所であるが放射化した原子核の核外電子との間で対消滅する蓋然性が高いのでほとんどβ+崩壊が発生した場所と言える）が検出できる。
【００２１】
そこで対象となる生体についてその任意の横断面（矢状面及び冠状面に垂直な面）内に配した検出器により消滅γ線を検出することで、β+崩壊が発生した三次元上の位置を、三次元の画像として再構成したもの（対応する三次元上の位置座標の画素を例えば画素に対応する座標範囲内で検出されたβ+崩壊の回数に応じた値など、放射化の強度を所定の画素値に設定したもの）が、本実施の形態における放射化組織画像となる。
この放射化組織画像は、つまり複数の横断面（スライス面）における、消滅γ線の強度を表すサイノグラムに相当するものを得て、このサイノグラムから再構成した各スライス面での二次元放射化組織画像を集積したものである。
【００２２】
本実施の形態の一態様では、制御部１１が、記憶部１２に格納されたプログラムを実行することにより、図２に例示するように、機能的に、画像取得部２１と、画像読み出し部２２と、位置合わせ部２３と、対比画像生成部２４と、表示部２５とを実現する。
【００２３】
画像取得部２１は、この放射化組織画像を入出力部１５を介して受け入れる。画像取得部２１は、放射化組織画像を受け入れるごとに記憶部１２に格納する。記憶部１２には、複数の放射化組織画像が蓄積されることになる。この画像取得部２１は、また、受け入れた放射化組織画像を表示部１４に表示し、利用者から放射化組織画像内での基準位置の指定を受け入れてもよい。ここでの表示では、放射化組織画像を得たスライス面のそれぞれで得た二次元放射化組織画像そのもの、あるいは、複数のスライス面で得た二次元放射化組織画像をプロジェクション（予め定めたフィルタをかけて累積合成したもの、例えばフィルタバックプロジェクション（Filtered Back Projection）として知られた方法で得られる）した画像等から利用者が選択した二次元画像を表示するものとする。このような表示の方法は、例えばＣＴ（Computed
Tomography）像を表示する方法等と同様であり、広く知られている方法を採用できるため、ここでの詳しい説明は省略する。
【００２４】
図３は人間の頭部の放射化組織画像を矢状断面で表示した状態を表す。利用者は、この断面を利用して撮像されている生体の日々の変化においても、放射化組織との相対的な位置変化の少ない点を少なくとも一つ、例えば断面の画像上で指定する。なお、この基準位置は、どの放射化組織画像でも同じ位置を指定するものとする。これにより基準位置となる点が少なくとも一つ、放射化組織画像内の三次元座標上の点として決められる。
【００２５】
例えば図３に例示した人間の頭部であれば、脳幹の位置は生体の皮下脂肪が減少しても（痩せても）、生体内部にある放射化組織の位置との相対的位置関係が変化しにくい。そこで利用者はこうした点を基準位置として指定すればよい。
【００２６】
画像取得部２１は、図示しないカレンダーＩＣ等から現在日時を表す情報を取得し、この取得した日時の情報と、外部から受け入れた放射化組織画像と、当該放射化組織画像について利用者が指定した基準位置の情報とを関連付けて記憶部１２に格納する。
【００２７】
画像読み出し部２２は、利用者による対比画像生成の指示を受けると、記憶部１２に格納されている放射化組織画像から、互いに異なるタイミングで取得された複数の放射化組織画像を比較対象として読み出す。具体的に画像読み出し部２２は、記憶部１２に格納されている放射化組織画像を、それぞれに関連付けられている日時の情報の順に並び替えて、最も新しい日時の情報に関連付けられている放射化組織画像（以下区別のためＩ_1とする）と、ｎ番目に新しい日時の情報に関連付けられている放射化組織画像（以下、区別のためＩ_nとする）とを比較対象として読み出す。このとき、読み出す放射化組織画像に基準位置の情報が関連付けられていれば、この画像読み出し部２２は、当該関連付けられている基準位置の情報も読み出す。なお、当初ｎ＝２としておく。またこの画像読み出し部２２は、利用者からの指示により、整数ｎの値をｎ≧２の範囲で増減させてもよい。
【００２８】
また位置合わせ部２３は、各放射化組織画像に関連付けられている日時のそれぞれにおいて取得されている位置決め用画像（透視画像やＣＴ画像等）を得る。粒子線治療においては、粒子線の照射位置を精密に決定するための位置決め用画像が粒子線照射を行う前に必ず取得されているので、位置合わせ部２３は、これを得るようにしておく。
位置合わせ部２３は、これら各日時に取得された位置決め用画像を用いて、撮像装置に対する、放射化組織画像を得た日ごとの人体の相対的な位置（予め撮像装置において定められた、互いに直交する３軸ｘ，ｙ，ｚと、これらの各軸周りの回転量θ，φ，ψの合計６軸の自由度がある）の変動を表す情報を得る。この変動を表す情報は、上記６軸の各軸方向へのずれ量として表される。
【００２９】
そして位置合わせ部２３は、画像読み出し部２２が読み出した比較対象としての放射化組織画像の取得日時に対応する日時に取得された位置決め用画像の比較により、それぞれの相対的な変動を表す情報を得ておく。
位置合わせ部２３は、画像読み出し部２２が読み出した比較対象としての放射化組織画像のそれぞれの基準位置が互いに一致するように移動して位置合わせする。つまり、上記得られた相対的な変動を表す情報だけ、比較対象としての放射化組織画像の一方（各スライス面で得られた二次元放射化組織画像を集積して３次元内のボクセル値を定めて得られる三次元画像）における上記ｘ，ｙ，ｚ軸方向への各ずれ量に相当する量だけの平行移動、並びに、当該各軸まわりの各ずれ量だけの回転を施し、ボクセルの座標を更新して位置合わせを行えばよい。
また、位置決め画像を元に粒子線照射前に、放射化組織画像を得るために用いる撮像装置に対し、生体の位置が日々の変化によらず同じ位置となる場合、放射化組織画像の中心は撮像装置に対して固定されているため、生体の位置合わせをすれば、放射化組織画像は位置合わせができていることとなる。この場合は、放射化組織画像自体を平行移動あるいは回転移動させる必要はなくなり、得られた放射化組織画像をそのまま用いることになる。
【００３０】
対比画像生成部２４は、位置合わせ部２３により位置合わせされた、比較対象となった放射化組織画像Ｉ_1，Ｉ_nを互いに対比した対比画像を生成する。この対比画像は一例としては次のようなものである。対比画像生成部２４は、対比対象となった二つの放射化組織画像Ｉ_1，Ｉ_nの三次元上の互いに対応する画素（ボクセル値）の差分を演算する。この差分演算の結果が対比画像の一例となる。
【００３１】
表示部２５は、対比画像生成部２４が生成した対比画像を表示部１４に表示出力する。ここでも対比画像は三次元的な情報であるので、利用者が指定した断面で破断したときの断面像を表示出力するものとすればよい。この表示もまた、ＣＴ画像の表示において広く知られた方法を採用できるので、ここでの詳しい説明は省略する。
【００３２】
本実施の形態は以上の構成を備えてなり、次のように動作する。本実施の形態の画像処理装置１の動作の一例では、日々行われる粒子線治療装置による粒子線の照射後、照射した生体の放射化組織画像が撮像されて、この画像処理装置１に出力される。画像処理装置１は、放射化組織画像が受け入れられると、図示しないカレンダーＩＣ等から現在日時を表す情報を取得し、この取得した日時の情報と、外部から受け入れた放射化組織画像と、当該放射化組織画像について利用者が指定した基準位置の情報とを関連付けて記憶部１２に格納する。
【００３３】
またこの画像処理装置１は、利用者による対比画像生成の指示を受けると、図４に示す処理を開始する。画像処理装置１は、記憶部１２に格納されている放射化組織画像のうち、最も新しい日時の情報に関連付けられている放射化組織画像Ｉ_1と、２番目に新しい日時の情報に関連付けられている放射化組織画像Ｉ_2とを比較対象として読み出す（Ｓ１）。このとき、読み出す放射化組織画像に関連付けられている基準位置の情報も読み出しておく。
【００３４】
画像処理装置１は、当該読み出した比較対象としての放射化組織画像同士を、それぞれの基準位置が互いに一致するように移動して位置合わせする（Ｓ２）。
【００３５】
画像処理装置１は、当該位置合わせされた、比較対象となった放射化組織画像Ｉ_1，Ｉ_2の三次元上の互いに対応する画素（ボクセル値）の差分を演算し、三次元上の対応する画素の値（ボクセル値）を、当該差分の演算結果とした対比画像を生成する（Ｓ３）。そして画像処理装置１は、この対比画像を表示部１４に表示出力する（Ｓ４）。利用者は、対比画像を参照して、放射化された生体組織がどのように変化しているかを参照できるようになる。
【００３６】
また、ここでは記憶部１２に格納されている放射化組織画像のうち、最も新しい日時の情報に関連付けられている放射化組織画像Ｉ_1と、２番目に新しい日時の情報に関連付けられている放射化組織画像Ｉ_2とを比較対象としたが、利用者は、比較対象とする放射化組織画像を任意に選択してもよい。この場合、画像処理装置１は、利用者が選択した一組の放射化組織画像について位置合わせを行い、位置合わせ後の放射化組織画像間の対比画像を生成して表示する。
なお、既に述べたように、粒子線治療のために、撮像装置に対する人体の位置合わせが撮像時に済んでいる場合は、放射化組織画像自体の平行移動や回転変形は必要がない。
またここまでの説明では、一対の放射化組織画像を比較する例について述べたが、複数の放射化組織画像を比較した画像を生成してもよい。例えば第１の放射化組織画像Ｉ_1と、第２の放射化組織画像Ｉ_2との対応するボクセルの画素値の差分を演算した第１の対比画像と、第２の放射化組織画像Ｉ_2と、第３の放射化組織画像Ｉ_3との対応するボクセルの画素値の差分を演算した第２の対比画像とを生成し、第１の対比画像において予め定めたしきい値を超える差分の値となっているボクセルを第１の画素値に設定し、第２の対比画像において予め定めたしきい値を超える差分の値となっているボクセルを第２の画素値に設定し、これら第１，第２の対比画像の互いに対応するボクセルの画素値を累算して、新たな対比画像を生成することとしてもよい。
【００３７】
さらに本実施の形態における対比画像は、ここに例示したものに限られない。本実施の形態の対比画像は、例えば予めＣＴ画像やＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）画像等の三次元再構成像を用いて設定された、生体内の三次元的な領域（関心領域：Region
of Interest）内での生体組織の放射化量に関する情報を対比したものであってもよい。
【００３８】
この例に係る画像処理装置１の制御部１１は、記憶部１２に格納されたプログラムを実行することにより、図５に例示するように、機能的に、関心領域情報取得部２０と、画像取得部２１と、画像読み出し部２２′と、位置合わせ部２３′と、対比画像生成部２４′と、表示部２５とを実現する。ここで図２におけるものと同様の構成をとるものについては同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
【００３９】
関心領域情報取得部２０は、対象となる生体についてのＣＴ画像やＭＲＩ画像等の三次元再構成像内で設定された、生体内の三次元的な関心領域を特定する情報を取得する。一例として関心領域は、ＣＴによる三次元再構成像内に設定される。この三次元再構成像では、放射化組織画像と同様に、生体の前後方向の軸（Ｚ軸）、生体の左右方向の軸（Ｘ軸）、及び生体の上下方向の軸（Ｙ軸）が特定されており、これらで張られる三次元空間内の画素の画素値が設定されたものである。利用者は、この三次元再構成像内の所定形状（例えば直方体形状）の領域を設定する。一例として直方体形状を設定する場合、利用者は、ｘmin，ｘmax，ｙmin，ｙmax，ｚmin，ｚmaxの６つの面を規定するパラメータを指定する。
【００４０】
また利用者は、この三次元再構成像内に、少なくとも二点の基準位置Ｐ，Ｑを設定する。この基準位置の設定も三次元空間内で対応する座標を指定することによって行い、利用者は、生体の日々の変化においても、放射化組織との相対的な位置変化の少ない点に基準位置を設定するものとする。
【００４１】
画像取得部２１は、放射化組織画像が入力されると、図示しないカレンダーＩＣ等から現在日時を表す情報を取得し、この取得した日時の情報と、外部から受け入れた放射化組織画像と、当該放射化組織画像について利用者が指定した基準位置の情報とを関連付けて記憶部１２に格納する。なお、ここでの例では、三次元再構成像内に設定した少なくとも二点の基準位置Ｐ，Ｑにそれぞれ対応する、放射化組織画像内の基準位置Ｐ′，Ｑ′を利用者が指定するものとする。
【００４２】
画像読み出し部２２′は、記憶部１２に格納した放射化組織画像を所定の順序で逐次的に読み出す。この順序は、例えば各放射化組織画像に関連付けられた日時の情報が新しい順、または古い順とすればよい。
【００４３】
位置合わせ部２３′は、画像読み出し部２２′が読み出した放射化組織画像Ｉ_n内に定められた基準位置と、当該基準位置に対応して、三次元構成像の座標内に設定されている基準位置との位置を合わせる。ここでは各軸周りの回転により、Ｘ，Ｙ，Ｚの各軸を一致させることができるので、例えば三次元再構成像の基準位置Ｐ，Ｑのそれぞれに、放射化組織画像の基準位置Ｐ′，Ｑ′を一致させるよう、放射化組織画像を移動し、または拡大・縮小変形する。
【００４４】
一例として、三次元再構成像を用いて定められた、Ｘ，Ｙ，Ｚの各軸を一致させた後の基準位置Ｐ，Ｑの座標をそれぞれ（ｘp，ｙp，ｚp），（ｘq，ｙq，ｚq）とし、放射化組織画像Ｉ_n（ｎ＝１，２…）を用いて定められた基準位置Ｐ′，Ｑ′の基準位置の座標をそれぞれ（ξp_n，ηp_n，ζp_n），（ξq_n，ηq_n，ζq_n）とする。
【００４５】
このとき位置合わせ部２３′は、まず放射化組織画像Ｉ_n（ｎ＝１，２…）のそれぞれについて、（ｘp−ξp_n，ｙp−ηp_n，ｚp−ζp_n）だけ平行移動して、基準位置Ｐの座標にＰ′の座標を一致させる。そして位置合わせ部２３′は、拡大縮小率αを未知数として、基準位置Ｑの座標と、平行移動後、各軸方向の拡大縮小率α，β，γを乗じたＱ′の座標を一致させるよう、α，β，γを決定する。つまり、位置合わせ部２３′は、（α×（ξq_n−ξp_n）＋ｘp，β×（ηq_n−ηp_n）＋ｙp，γ×（ζq_n−ζp_n）＋ｚp）＝（ｘq，ｙq，ｚq）となるα，β，γをそれぞれ求める。
【００４６】
こうして位置合わせ部２３′は、放射化組織画像Ｉ_nの座標（ξ，η，ζ）を、（α×（ξ−ξp_n）＋ｘp，β×（η−ηp_n）＋ｙp，γ×（ζ−ζp_n）＋ｚp）に変換し、三次元再構成像の座標に位置合わせする。
【００４７】
対比画像生成部２４′は、画像読み出し部２２′により読み出された放射化組織画像Ｉ_n（ｎ＝１，２…）内で、関心領域に対応する領域内にある画素を特定する。具体的には、ｘmin≦α×（ξ−ξp_n）＋ｘp≦ｘmax，ｙmin≦β×（η−ηp_n）＋ｙp≦ｙmax，ｚmin≦γ×（ζ−ζp_n）＋ｚp≦ｚmaxである（ξ，η，ζ）の範囲にある画素を特定する。
【００４８】
すでに説明したように、放射化組織画像の三次元内にある画素の画素値（ボクセル値）は放射化の強度に関係する値となっている。そこで、この画素値に基づき、関心領域に対応する領域内の画素値から、当該領域内に相当する範囲にある生体組織の放射化の強度の総和（積分値）が演算できる。対比画像生成部２４′は、画像読み出し部２２′により読み出された放射化組織画像Ｉ_n（ｎ＝１，２…）内で、関心領域に対応する領域内に相当する範囲にある生体組織の放射化の強度の積分値（以下、単に関心領域内の積分値と呼ぶ）を演算する。
【００４９】
表示部２５は、利用者からの指定された、少なくとも一つの放射化組織画像の所定断面の画像を表示する。例えば利用者がｎ＝１の放射化組織画像Ｉ_1と、ｎ＝２の放射化組織画像Ｉ_2との矢状断面を指定すると、表示部２５は、図６に例示するように、これらの矢状断面を表示するとともに、各放射化組織画像Ｉ_1，Ｉ_2において、設定された関心領域（Ｒ）に対応する領域内の画素の値（ボクセル値）に基づいてそれぞれ演算した、関心領域内の積分値を出力する。またこの表示部２５は、利用者から指定されたｎの範囲ｎmin，ｎmaxに対応する放射化組織画像Ｉ_n（ｎ＝ｎmax，ｎmax-1，…，ｎmin）のそれぞれを用いて演算された、関心領域内の積分値の増減を表すグラフを表示してもよい（図７（ａ））。
【００５０】
なお、関心領域は複数設定されてもよい。この場合、対比画像生成部２４′は、関心領域ごとに、それぞれの放射化組織画像Ｉ_n（ｎ＝１，２…）内の対応する各領域に含まれる画素の値（ボクセル値）から、各関心領域内の積分値を演算する。この場合、表示部２５は、利用者から指定されたｎの範囲ｎmin，ｎmaxに対応する放射化組織画像Ｉ_n（ｎ＝ｎmin，ｎmin+1，…，ｎmax）のそれぞれを用いて演算された、関心領域（Ｒ１，Ｒ２）ごとの積分値の増減を表すグラフを表示してもよい（図７（ｂ））。なお、これらのグラフにおいては、演算された値に基づく一次回帰等の統計演算の結果得られる傾向図（直線など）を合わせて描画して表示出力してもよい。
【００５１】
この例においては、利用者は例えば、放射化して除去しようとする生体組織の外周部、粒子線の線源からより遠い側に関心領域を設定する。粒子線治療では、当初は放射化して除去しようとする生体組織の、線源により近い側から放射化して除去される。やがて当該除去しようとする生体組織が放射化して除去されはじめると、粒子線は線源からより遠い側にも到達するようになり、線源からより遠い側の生体組織も放射化し、除去されるようになる。つまり、粒子線の線源からより遠い側に関心領域を設定した場合、当該関心領域内の生体組織の放射化の強度は、時間経過とともに（粒子線治療を行うごとに）増大していく。従って利用者は、この設定した関心領域内の積分値の増大を参照しつつ粒子線の線量を調整して、粒子線の到達範囲を制御することが可能となる。
【００５２】
また関心領域は、放射化して除去しようとする生体組織の複数の箇所に設定されてもよい。例えば除去しようとする生体組織の周縁部と、中心部とにそれぞれ関心領域を設定することとしてもよい。例えば肝臓がんでは、がん化した領域の周縁部でがん細胞の働きが活発になり酸素利用量が大きくなる結果、領域の中心部のがん細胞が利用できる酸素の量が減少し、中心部のがん細胞が仮死状態となることがある。このとき、当該中心部では血流が促進され、放射化した組織が短時間で血流によって押し流される現象が生じる。つまりこの場合に、放射化組織画像を比較的短時間に（例えば５０秒ごとに）繰り返して得ると、中心部に設定した関心領域の積分値の減少量は比較的少ないが、周辺部に設定した関心領域の積分値は時間を追って比較的大きく減少するという状況が観測される。また、日々の粒子線治療に対する時間軸で見れば、中心部に設定した関心領域の積分値の減少量は大きくなる傾向を示し、周辺部に設定した関心領域の積分値の減少量の変化はほとんど見られない。
【００５３】
このように複数の関心領域を設定した場合には、対比画像生成部２４′は、各関心領域の積分値の比（各関心領域に対応する領域に相当する範囲にある生体組織の放射化の強度の比）を演算してもよい。そして表示部２５は、この演算結果を表示出力する。
【００５４】
このようにすると、関心領域ごとの線量への応答性などを観測することにも役立つ。具体的には、先のがん化した領域の周縁部と中心部とにおける効果のある線量の限界を定めるのに必要なデータを得ることができる。
【符号の説明】
【００５５】
１  画像処理装置、１１  制御部、１２  記憶部、１３  操作部、１４  表示部、１５  入出力部、２０  関心領域情報取得部、２１  画像取得部、２２，２２′  画像読み出し部、２３，２３′  位置合わせ部、２４．２４′  対比画像生成部、２５  表示部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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