(57)【要約】【課題】  より高度な診断画像を提供することができる画像処理装置及びその制御方法、プログラムを提供できる。【解決手段】  被検体の同一部位について異なる時間にて撮影して得られる少なくとも第１及び第２画像を用いて、診断用画像を生成する画像処理装置であって、  複数の異なる方向の各方向で撮影した、被検体の同一部位について異なる時間における第１及び第２画像間の差分画像を生成する。生成された各方向における差分画像を用いて、診断用画像として、被検体の断層情報を有する再構成差分画像を生成する。【選択図】  図３
2006055284.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体の同一部位について異なる時間にて撮影して得られる少なくとも第１及び第２画像を用いて、診断用画像を生成する画像処理装置であって、
複数の異なる方向の各方向で撮影した、前記第１及び第２画像を保存する保存手段と、
前記保存手段に保存された、前記各方向毎に前記第１及び第２画像間の差分画像を生成する生成手段と、
前記生成手段で生成された前記各方向毎の差分画像を用いて、前記診断用画像として、前記被検体の再構成差分画像を生成する構成手段と
を備えることを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記第１及び第２画像は、Ｘ線発生器とＸ線検出器との相対的位置関係を変えずに、前記被検体を中心に回転しながら撮影して得られる投影画像であり、
前記Ｘ線発生器と前記Ｘ線検出器の相対的位置関係と、前記被検体の相対的回転角度が同一である
ことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記第１及び第２画像は、Ｘ線発生器とＸ線検出器との相対的位置関係を変えずに、回転部に固定した前記被検体を回転しながら撮影して得られる投影画像であり、
前記Ｘ線発生器と前記Ｘ線検出器の相対的位置関係と、前記被検体の相対的回転角度が同一である
ことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記第１画像は、造影剤投入前に撮影した画像であり、前記第２画像は造影剤投入後に撮影した画像である
ことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記生成手段は、前記第１画像を基準画像、前記第２画像を前記基準画像に対する比較画像とする場合、前記第１及び第２画像の画像信号の濃度分布を補正する補正手段と、
前記第１画像及び第２画像の位置関係を合わせる整合手段と、
前記整合手段による整合後の前記第２画像の各画素が前記第１画像における画素に重なるように、該第２画像を変形する変形手段と、
前記整合手段による整合後の前記第１画像と、前記変形手段による変形後の前記第２画像との差分演算を実行する差分演算手段を備える
ことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項６】
被検体の同一部位について異なる時間にて撮影して得られる少なくとも第１及び第２画像を用いて、診断用画像を生成する画像処理装置の制御方法であって、
保存部に保存された、複数の異なる方向の各方向で撮影した前記第１及び第２画像から、各方向毎に前記第１及び第２画像間の差分画像を生成する生成工程と、
前記生成工程で生成された前記各方向毎の差分画像を用いて、前記診断用画像として、前記被検体の再構成差分画像を生成する構成工程と
を備えることを特徴とする画像処理装置の制御方法。
【請求項７】
被検体の同一部位について異なる時間にて撮影して得られる少なくとも第１及び第２画像を用いて、診断用画像を生成する画像処理装置の制御を実現するプログラムであって、
保存部に保存された、複数の異なる方向の各方向で撮影した前記第１及び第２画像から、各方向毎に前記第１及び第２画像間の差分画像を生成する生成工程のプログラムコードと、
前記生成工程で生成された前記各方向毎の差分画像を用いて、前記診断用画像として、前記被検体の再構成差分画像を生成する構成工程のプログラムコードと
を備えることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検体の同一部位について異なる時間にて撮影して得られる少なくとも第１及び第２画像を用いて、診断用画像を生成する画像処理装置及びその制御方法、プログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来よりのＸ線装置の撮影手法として、コーンビームＣＴ（Computerized Tomography）がある。このコーンビームＣＴの概念について、図５を用いて説明する。
【０００３】
図５に示すように、コーンビームＣＴは、Ｘ線発生器である１点のＸ線源から放射されたＸ線は、被検体の体内で吸収、減衰されて透過し、それを面センサで検出する。そして、Ｘ線発生器と面センサの相対的位置関係を変えずに、被検体を中心に回転させて１周分の投影画像データを取得する。この時、Ｘ線発生器と面センサではなく、被検体の方を１周回転させてもかまわない。このようにして、取得した投影画像データを再構成処理することにより、被検体の断層画像を得るものである。
【０００４】
コーンビームＣＴによって得た投影画像データの再構成方法は、いくつか知られており、例えば、非特許文献１がある。
【０００５】
一方、従来、異なる時間の２つの投影画像データに対し、位置合わせをし、画像処理をして解剖学変化の差を示す差分画像データを出力する構成が提案されている（特許文献１、２）。
【非特許文献１】"Practical cone-beam algorithm"、L.A.Feldkamp, L.C.Davis, and J.W.Kress、J.Opt.Soc.Am.A/Vol.1, No.6, pp.612-619/June1984
【特許文献１】特許登録第３００１２３２号
【特許文献２】特開平７−３７０７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の解剖学変化の差を示す構成としては、その処理対象が投影画像データのみにとどまったものしか存在しない。しかしながら、投影画像データの差分画像データは、コーンビームＣＴのような断層情報を撮影可能な撮影方法によって得られた画像データでないため、奥行き情報など、断層情報を得ることができず、高度な診断はできない状況であった。
【０００７】
本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、より高度な診断画像を提供することができる画像処理装置及びその制御方法、プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するための本発明による画像処理装置は以下の構成を備える。即ち、
また、好ましくは、被検体の同一部位について異なる時間にて撮影して得られる少なくとも第１及び第２画像を用いて、診断用画像を生成する画像処理装置であって、
複数の異なる方向の各方向で撮影した、前記第１及び第２画像を保存する保存手段と、
前記保存手段に保存された、前記各方向毎の前記第１及び第２画像間の差分画像を生成する生成手段と、
前記生成手段で生成された前記各方向毎の差分画像を用いて、前記診断用画像として、前記被検体の再構成差分画像を生成する構成手段と
を備える。
【０００９】
上記の目的を達成するための本発明による画像処理装置の制御方法は以下の構成を備える。即ち、
被検体の同一部位について異なる時間にて撮影して得られる少なくとも第１及び第２画像を用いて、診断用画像を生成する画像処理装置の制御方法であって、
保存部に保存された、複数の異なる方向の各方向で撮影した前記第１及び第２画像から、各方向毎に前記第１及び第２画像間の差分画像を生成する生成工程と、
前記生成工程で生成された前記各方向毎の差分画像を用いて、前記診断用画像として、前記被検体の再構成差分画像を生成する構成工程と
を備える。
【００１０】
上記の目的を達成するための本発明によるプログラムは以下の構成を備える。即ち、
被検体の同一部位について異なる時間にて撮影して得られる少なくとも第１及び第２画像を用いて、診断用画像を生成する画像処理装置の制御を実現するプログラムであって、
保存部に保存された、複数の異なる方向の各方向で撮影した前記第１及び第２画像間の差分画像を生成する生成工程のプログラムコードと、
前記生成工程で生成された前記各方向における差分画像を用いて、前記診断用画像として、前記被検体の断層情報を有する再構成差分画像を生成する構成工程のプログラムコードと
を備える。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、より高度な診断画像を提供することができる画像処理装置及びその制御方法、プログラムを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。
【００１３】
図１は本発明の実施形態のＸ線撮影システムの全体構成を示す概略図である。
【００１４】
操作部１１０によって撮影指示が入力されると、Ｘ線撮影システム制御部１０６は、Ｘ線発生装置制御部１０４を制御して、Ｘ線源１０３よりＸ線を発生させ、そのＸ線は被検体１０２を透過して、Ｘ線検出器１０１により検知される。検知されたＸ線は、投影画像として画像入力部１０５に入力される。
【００１５】
このＸ線源１０３とＸ線検出器１０１は、被検体１０２を回転中心として回転を行いながら所定の回転角度毎に投影画像の収集を行う。あるいは、Ｘ線源１０３とＸ線検出器１０１の位置関係を保持しながら、回転テーブル１１６に固定した被検体１０２を回転させても良い。
【００１６】
この際、回転制御部１１５と、Ｘ線発生装置制御部１０４とを制御し、回転テーブル１１６の回転角度に応じてＸ線画像が取得される。被検体１０２と回転テーブル１１６とは相対的に常に同じ状態で撮影できるため、回転角度が同一の画像は、患者の方向も同一、即ち、撮影画像も同一の方向から撮影されるようになっている。
【００１７】
入力された各回転角度の投影画像は、画像処理部１０７によって、Ｘ線検出器１０１に対する補正処理、ログ変換処理を含めた前処理が実行され、画像保存部１０８に一度保存される。そして、同一の被検体１０２の二回目の撮影が行われた際には、この前処理が行われて、それぞれの被検体１０２の回転角度に応じて、後述のサブトラクション処理（差分処理）を実行し、得られるサブトラクション画像（差分画像）を用いて、再構成処理等の画像処理を実行することで、サブトラクション断層画像群を作成することができる。
【００１８】
作成されたサブトラクション断層画像群は、診断モニタ１０９に表示したり、画像保存部１０８に保存したり、ネットワーク１１１を介してプリンタ１１２、診断ワークステーション１１３、画像データベース１１４に出力することができる。
【００１９】
また、例えば、サブトラクション断層画像群を診断モニタ１０９に表示した場合には、サブトラクション断層画像群を表示する表示ウインドウのウインドウ操作や、体軸方向の断層画像の切換表示操作や断面変換操作、３次元表面表示操作等の各種操作を、操作部１１０を介して実行することができる。によって行われる。
【００２０】
尚、画像入力部１０５、Ｘ線撮影システム制御部１０６、画像処理部１０７及び画像保存部１０８からなるシステム１０００は、汎用のコンピュータ端末によって実現することができる。
【００２１】
また、この汎用のコンピュータ端末は、例えば、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ハードディスク、外部記憶装置、ネットワークインタフェース等で構成されている。
【００２２】
次に、同一の被検体に対して、複数の異なる方向の各方向において、異なる時間にて撮影して得られる第１画像及び第２画像の構成例について、図２を用いて説明する。
【００２３】
図２は本発明の実施形態の同一の被検体に対して異なる時間にて撮影して得られる第１画像及び第２画像の構成例を示す図である。
【００２４】
図２では、回転制御部１１５が制御する所定の回転角度単位として、例えば、０．２５°に設定し、この設定の下で、各角度（０°、０．２５°、・・・、３５９．７５°）における、同一の被検体１０２に対して異なる時間にて撮影して得られる第１画像（現在画像）及び第２画像（過去画像）の組を示している。上述したように、図１のＸ線撮影システムでは、被検体１０２と回転テーブル１１６とは相対的に常に同じ状態で撮影できるため、回転テーブル１１６の回転角度が同じ画像は、撮影画像も同じである。
【００２５】
ここで、それぞれの撮影画像は、回転テーブル１１６の回転角度情報が付加される。撮影画像に付加される回転角度情報に基づいて第１画像（現在画像）と第２画像（過去画像）との組を作る。また、回転テーブル１１６の回転角度は絶対位置として定義されており、回転テーブル１１６の回転位置が９０°から撮影が開始されたとしても撮影画像に付加される回転角度情報は不整合を起こさないように構成されている。
【００２６】
従って、各角度における第１画像（現在画像）及び第２画像（過去画像）の組に対し、サブトラクション処理を実行して各角度におけるサブトラクション画像を生成し、これらのサブトラクション画像を再構成することで、断層情報からなるサブトラクション画像を得ることができる。
【００２７】
尚、各角度における第１画像（現在画像）及び第２画像（過去画像）の組は、各角度毎に対応付けられて画像保存部１０８に記憶される。
【００２８】
次に、画像処理部１０５の詳細構成について、図３を用いて説明する。
【００２９】
図３は本発明の実施形態の画像処理部の詳細構成を示す図である。
【００３０】
画像処理部１０５は、各角度における第１画像（現在画像）及び第２画像（過去画像）間のサブトラクション画像を得るために、以下のようなサブトラクション処理を実行する。
【００３１】
まず、画像保存部１０８に保存された、ある角度における基準画像となる第１画像データと、その基準画像の比較対象となる第２画像データ（即ち、同一の被検体１０２の基準画像とは異なる時間で撮影して得られた画像データ）は、濃度補正部４０１において、両者の画像信号の濃度値分布がほぼ等しくなるように補正する。次に、位置合わせ部４０２において、解剖学的な構造の位置関係を求める。
【００３２】
次に、変形部４０３において、一方の画像、ここでは、比較画像の各画素が基準画像における対応する画素に重なるように変形する。そして、差分演算部４０４において、対応する画素間でサブトラクション処理（差分処理）を実行することで、ある角度における基準画像と比較画像間のサブトラクション画像（差分画像）を生成することができる。
【００３３】
以上の処理を、画像保存部１０８に保存された、各角度における基準画像と比較画像に対して実行することで、同一の被検体１０２における各角度におけるサブトラクション画像（差分画像）群を得ることができる。そして、この得られたサブトラクション画像（差分画像）群に対して、再構成処理を適用することで、サブトラクション断層画像群を生成することができる。
【００３４】
次に、本発明の実施形態のＸ線撮影システムの処理フローについて、図４を用いて説明する。
【００３５】
図４は本発明の実施形態のＸ線撮影システムの処理フローを示すフローチャートである。
【００３６】
尚、図４の処理を実行するにあたっては、画像保存部１０８に既に、被検体の同一部位に対して、異なる時間で撮影された少なくとも第１画像及び第２画像が、各撮影角度毎に記憶されているものとする。
【００３７】
例えば、操作部１０１の実行指示が入力されると、ステップＳ１０１で、画像処理部１０７は、画像処理部１０７は、画像保存部１０８より処理対象となる基準画像（第１画像）を取得する。ステップＳ１０２で、画像処理部１０７は、画像保存部１０８より基準画像（第１画像）の比較対象となる比較画像（第２画像）を取得する。
【００３８】
ステップＳ１０３で、濃度補正部４０１によって、基準画像及び比較画像それぞれに対して、濃度補正を実行する。ステップＳ１０４で、位置合わせ部４０２によって、濃度補正された基準画像及び比較画像の位置合わせ処理を実行する。ステップＳ１０５で、変形部４０３によって、比較画像に対して変形処理を実行する。
【００３９】
ステップＳ１０６で、差分演算部４０４によって、基準画像及び比較画像との差分演算処理を実行して、基準画像及び比較画像間のサブトラクション画像（差分画像）を生成する。生成したサブトラクション画像（差分画像）は、一旦、画像保存部１０８に記憶する。
【００４０】
ステップＳ１０７で、被検体の各角度における基準画像及び比較画像に対して、ステップＳ１０１〜ステップＳ１０６の処理が終了したか否かを判定する。処理が終了していな場合（ステップＳ１０７でＮＯ）、ステップＳ１０１に戻り、次の処理対象の基準画像を取得して、以下、ステップＳ１０２〜ステップＳ１０６の処理を実行する。
【００４１】
一方、処理が終了している場合（ステップＳ１０７でＹＥＳ）、ステップＳ１０８に進み、画像保存部１０８に保存されている被検体の各角度におけるサブトラクション画像（差分画像）群を取得して、これらの差分画像群に対して再構成処理を実行して、サブトラクション断層画像を生成する。そして、このサブトラクション断層画像を、例えば、診断モニタ１０９に出力する。
【００４２】
尚、本実施形態の利用例としては、被検体１０２である患者に対して、造影剤投入の前後に利用することができる。この場合、得られるサブトラクション断層画像は、造影剤の様子を容易に分かりやすくするほか、長期的な腫瘍の経過観察にも利用することができる。
【００４３】
以上説明したように、本実施形態によれば、被検体の同一部位について異なる時間にて撮影して得られる第１及び第２画像間のサブトラクション画像を、異なる角度毎に生成して、得られるサブトラクション画像群を再構成することで、断層情報からなるサブトラクション画像を得ることができる。
【００４４】
これにより、経時的な病変の変化や、造影剤投入前後の造影剤の様子を３次元画像として確認することが可能となり、医療現場で高度な診断情報を提供することが可能となる。
【００４５】
以上、実施形態例を詳述したが、本発明は、例えば、システム、装置、方法、プログラムもしくは記憶媒体等としての実施態様をとることが可能であり、具体的には、複数の機器から構成されるシステムに適用しても良いし、また、一つの機器からなる装置に適用しても良い。
【００４６】
尚、本発明は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラム（実施形態では図に示すフローチャートに対応したプログラム）を、システムあるいは装置に直接あるいは遠隔から供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータが該供給されたプログラムコードを読み出して実行することによっても達成される場合を含む。
【００４７】
従って、本発明の機能処理をコンピュータで実現するために、該コンピュータにインストールされるプログラムコード自体も本発明を実現するものである。つまり、本発明は、本発明の機能処理を実現するためのコンピュータプログラム自体も含まれる。
【００４８】
その場合、プログラムの機能を有していれば、オブジェクトコード、インタプリタにより実行されるプログラム、ＯＳに供給するスクリプトデータ等の形態であっても良い。
【００４９】
プログラムを供給するための記録媒体としては、例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＭＯ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ、ＤＶＤ（ＤＶＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ−Ｒ）などがある。
【００５０】
その他、プログラムの供給方法としては、クライアントコンピュータのブラウザを用いてインターネットのホームページに接続し、該ホームページから本発明のコンピュータプログラムそのもの、もしくは圧縮され自動インストール機能を含むファイルをハードディスク等の記録媒体にダウンロードすることによっても供給できる。また、本発明のプログラムを構成するプログラムコードを複数のファイルに分割し、それぞれのファイルを異なるホームページからダウンロードすることによっても実現可能である。つまり、本発明の機能処理をコンピュータで実現するためのプログラムファイルを複数のユーザに対してダウンロードさせるＷＷＷサーバも、本発明に含まれるものである。
【００５１】
また、本発明のプログラムを暗号化してＣＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体に格納してユーザに配布し、所定の条件をクリアしたユーザに対し、インターネットを介してホームページから暗号化を解く鍵情報をダウンロードさせ、その鍵情報を使用することにより暗号化されたプログラムを実行してコンピュータにインストールさせて実現することも可能である。
【００５２】
また、コンピュータが、読み出したプログラムを実行することによって、前述した実施形態の機能が実現される他、そのプログラムの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳなどが、実際の処理の一部または全部を行ない、その処理によっても前述した実施形態の機能が実現され得る。
【００５３】
さらに、記録媒体から読み出されたプログラムが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、そのプログラムの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行ない、その処理によっても前述した実施形態の機能が実現される。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の実施形態のＸ線撮影システムの全体構成を示す概略図である。
【図２】本発明の実施形態の同一の被検体に対して異なる時間にて撮影して得られる第１画像及び第２画像の構成例を示す図である。
【図３】本発明の実施形態の画像処理部の詳細構成を示す図である。
【図４】本発明の実施形態のＸ線撮影システムの処理フローを示すフローチャートである。
【図５】コーンビームＣＴの概念を説明するための図である。
【符号の説明】
【００５５】
１０１  Ｘ線検出器
１０２  被検体
１０３  Ｘ線源
１０４  Ｘ線発生装置制御部
１０５  画像入力部
１０６  Ｘ線撮影システム制御部
１０７  画像処理部
１０８  画像保存部
１０９  診断モニタ
１１０  操作部
１１１  ネットワーク
１１２  プリンタ
１１３  診断ワークステーション
１１４  画像データベース
１１５  回転制御部
１１６  回転テーブル
１０００  システム
【図１】
2006055284.tif 000003
【図２】
2006055284.tif 000004
【図３】
2006055284.tif 000005
【図４】
2006055284.tif 000006
【図５】
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