(57)【要約】【課題】複数の肋骨について、詳細な画像を簡便に観察することができるＸ線ＣＴ装置及び医用画像処理装置を提供すること。【解決手段】実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、取得部と、抽出部と、決定部と、生成部と、表示制御部とを備える。取得部は、複数の肋骨に関するボリュームデータを取得する。抽出部は、複数の肋骨の構造を抽出する。決定部は、抽出された複数の肋骨の構造を用いて各肋骨の短軸断面において、複数の肋骨間で対応する短軸断面をそれぞれ決定する。生成部は、決定部によって決定された複数の短軸断面を含む表示画像を生成する。表示制御部は、表示画像を表示部に表示させる。【選択図】図２
2018064804.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の肋骨に関するボリュームデータを取得する取得部と、
前記複数の肋骨の構造を抽出する抽出部と、
抽出された前記複数の肋骨の構造を用いて各肋骨の短軸断面において、複数の肋骨間で対応する短軸断面をそれぞれ決定する決定部と、
前記決定部によって決定された複数の短軸断面を含む表示画像を生成する生成部と、
前記表示画像を表示部に表示させる表示制御部と、
を備える、Ｘ線ＣＴ装置。
【請求項２】
前記ボリュームデータは、前記複数の肋骨に加えて背骨を含むものであって、
前記抽出部は、前記複数の肋骨に加えて前記背骨の構造を抽出し、前記複数の肋骨における芯線をそれぞれ抽出し、
前記決定部は、前記抽出部によって抽出された各芯線上において背骨からの距離が等しい点における各短軸断面を、前記複数の肋骨間で対応する短軸断面として決定する、請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項３】
前記ボリュームデータは、前記複数の肋骨に加えて背骨を含むものであって、
前記抽出部は、前記複数の肋骨に加えて前記背骨の構造を抽出し、前記複数の肋骨における芯線をそれぞれ抽出し、
前記決定部は、前記抽出部によって抽出された各芯線上において背骨からの画素数が等しい点における各短軸断面を、前記複数の肋骨間で対応する短軸断面として決定する、請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項４】
前記ボリュームデータは、前記複数の肋骨に加えて背骨を含むものであって、
前記抽出部は、前記複数の肋骨に加えて前記背骨の構造を抽出し、前記複数の肋骨における芯線をそれぞれ抽出し、
前記決定部は、被検体の体軸を中心として、前記芯線上で背骨に対する角度が等しい点における各短軸断面を、前記複数の肋骨間で対応する短軸断面として決定する、請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項５】
前記ボリュームデータは、前記複数の肋骨に加えて背骨を含むものであって、
前記抽出部は、前記複数の肋骨に加えて前記背骨の構造を抽出し、前記複数の肋骨における芯線をそれぞれ抽出し、
前記決定部は、各肋骨の背骨側から胸骨側に対して割合を定義し、前記芯線上で割合が等しい点における各短軸断面を、前記複数の肋骨間で対応する短軸断面として決定する、請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項６】
前記決定部は、抽出された肋骨の構造に基づいて前記複数の肋骨における病変部位をそれぞれ検出し、検出した病変部位に対応する点における各短軸断面を、前記複数の肋骨間で対応する短軸断面として決定する、請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項７】
前記決定部は、被検体の体軸を中心として、前記複数の肋骨上で背骨に対して等しい角度で形成される各短軸断面を、前記複数の肋骨間で対応する短軸断面として決定する、請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項８】
前記決定部は、前記芯線上の点における前記芯線に対する法線方向の断面を、前記短軸断面として決定し、
前記生成部は、前記複数の肋骨についてそれぞれ決定された複数の短軸断面を含む表示画像を生成する、請求項２乃至５のいずれか一項に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項９】
前記決定部は、前記複数の肋骨における各点を結ぶ線を定義し、定義した線によって前記複数の肋骨それぞれに形成される断面を、前記短軸断面として決定し、
前記生成部は、前記複数の肋骨についてそれぞれ決定された複数の短軸断面を含む表示画像を生成する、請求項２乃至６のいずれか一項に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項１０】
前記生成部は、前記芯線に対する法線方向の断面に基づいて検出される前記短軸断面の端点間を示す断面画像を前記複数の肋骨を含む画像データから補間した表示画像を生成する、請求項８に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項１１】
前記生成部は、前記複数の肋骨における各点を結ぶ線に基づいて、前記複数の肋骨間を示す断面画像を前記複数の肋骨を含む画像データから補間した表示画像を生成する、請求項９に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項１２】
前記生成部は、前記複数の肋骨間で対応する複数の短軸断面を含む表示画像を複数合成した表示画像を生成する、請求項１乃至１１のいずれか一項に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項１３】
前記生成部は、前記複数の肋骨間で対応する複数の短軸断面の位置を示す参照画像を生成し、
前記表示制御部は、前記参照画像を前記表示部にさらに表示させる、請求項１乃至１２のいずれか一項に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項１４】
前記複数の肋骨における位置を指定する指定操作を受け付ける受付部をさらに備え、
前記表示制御部は、前記受付部を介して指定された位置に対応する表示画像を表示部に表示させる、請求項１乃至１３のいずれか一項に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項１５】
複数の肋骨に関するボリュームデータを取得する取得部と、
前記複数の肋骨の構造を抽出する抽出部と、
抽出された前記複数の肋骨の構造を用いて各肋骨の短軸断面において、複数の肋骨間で対応する短軸断面をそれぞれ決定する決定部と、
前記決定部によって決定された複数の短軸断面を含む表示画像を生成する生成部と、
前記表示画像を表示部に表示させる表示制御部と、
を備える、医用画像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、Ｘ線ＣＴ装置及び医用画像処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、肋骨のように曲線を描く骨を一覧性良く表示する画像処理方法として、展開図が知られている。例えば、肋骨の展開図は、背骨を中心として両側の肋骨をそれぞれ左右に展開させた図であり、肋骨全体を一枚の画像で観察することをサポートする。これにより、観察者は、肋骨全体を対象としてヒビや異常などを簡便に観察することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許公開第２０１５／００９３００８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、複数の肋骨について、詳細な画像を簡便に観察することができるＸ線ＣＴ装置及び医用画像処理装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、取得部と、抽出部と、決定部と、生成部と、表示制御部とを備える。取得部は、複数の肋骨に関するボリュームデータを取得する。抽出部は、前記複数の肋骨の構造を抽出する。決定部は、抽出された前記複数の肋骨の構造を用いて各肋骨の短軸断面において、複数の肋骨間で対応する短軸断面をそれぞれ決定する。生成部は、前記決定部によって決定された複数の短軸断面を含む表示画像を生成する。表示制御部は、前記表示画像を表示部に表示させる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】図１は、第１の実施形態に係る医用画像処理システムの構成の一例を示す図である。
【図２】図２は、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の構成の一例を示す図である。
【図３】図３は、肋骨の展開図の一例を示す図である。
【図４Ａ】図４Ａは、第１の実施形態に係る抽出機能による芯線の抽出処理の一例を説明するための図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、第１の実施形態に係る抽出機能による芯線の抽出処理の一例を説明するための図である。
【図５】図５は、第１の実施形態に係る決定機能による距離又はボクセル数を用いた決定処理の一例を説明するための図である。
【図６Ａ】図６Ａは、第１の実施形態に係る決定機能による角度を用いた決定処理の一例を説明するための図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、第１の実施形態に係る決定機能による割合を用いた決定処理の一例を説明するための図である。
【図７】図７は、第１の実施形態に係る決定機能による断面の定義の一例を示す図である。
【図８】図８は、第１の実施形態に係る生成機能による表示画像の生成処理の一例を説明するための図である。
【図９】図９は、第１の実施形態に係る生成機能による表示画像の生成処理の一例を説明するための図である。
【図１０Ａ】図１０Ａは、第１の実施形態に係る表示制御機能の制御によって表示される表示例を示す図である。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、第１の実施形態に係る表示制御機能の制御によって表示される表示例を示す図である。
【図１１】図１１は、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置による処理手順を示すフローチャートである。
【図１２Ａ】図１２Ａは、第２の実施形態に係る決定機能による決定処理の一例を説明するための図である。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、第２の実施形態に係る決定機能による決定処理の一例を説明するための図である。
【図１３】図１３は、第２の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置による処理手順を示すフローチャートである。
【図１４Ａ】図１４Ａは、第３の実施形態に係る決定機能による決定処理の一例を説明するための図である。
【図１４Ｂ】図１４Ｂは、第３の実施形態に係る決定機能による決定処理の一例を説明するための図である。
【図１５】図１５は、第３の実施形態に係る医用画像処理装置の構成の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下に添付図面を参照して、本願に係るＸ線ＣＴ装置及び医用画像処理装置の実施形態を詳細に説明する。なお、本願に係るＸ線ＣＴ装置及び医用画像処理装置は、以下に示す実施形態によって限定されるものではない。
【０００８】
（第１の実施形態）
まず、第１の実施形態について説明する。第１の実施形態では、本願が開示する技術をＸ線ＣＴ装置に適用した場合の例を説明する。なお、以下、Ｘ線ＣＴ装置を含む医用画像処理システムを例に挙げて説明する。
【０００９】
図１は、第１の実施形態に係る医用画像処理システムの構成の一例を示す図である。図１に示すように、第１の実施形態に係る医用画像処理システムは、Ｘ線ＣＴ（Computed  Tomography）装置１００と、医用画像処理装置２００と、サーバ装置３００とを備える。なお、図１に示す医用画像処理システムは、図示するＸ線ＣＴ装置１００、医用画像処理装置２００及びサーバ装置３００以外にも、画像保管装置や端末装置などの種々の装置を含むことができる。
【００１０】
例えば、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１００は、図１に示すように、ネットワーク４００を介して、医用画像処理装置２００と、サーバ装置３００に接続される。なお、医用画像処理システムは、ネットワーク４００を介して、ＭＲＩ装置や超音波診断装置、ＰＥＴ（Positron  Emission  Tomography）装置等の他の医用画像診断装置をさらに含むことができる。
【００１１】
医用画像処理装置２００は、ネットワーク４００を介して各種の医用画像診断装置から画像データを取得し、取得した画像データを処理する。例えば、医用画像処理装置２００は、ワークステーション等のコンピュータ機器によって実現される。本実施形態では、医用画像処理装置２００は、ネットワーク４００を介してＸ線ＣＴ装置１００又はサーバ装置３００からＣＴ画像データ（ボリュームデータ）を取得し、取得したＣＴ画像データに対して各種画像処理を行う。そして、医用画像処理装置２００は、画像処理を行う前又は行った後のＣＴ画像データをディスプレイ等に表示する。
【００１２】
サーバ装置３００は、医用画像診断装置によって収集された医用画像（例えば、Ｘ線ＣＴ装置１００によって収集されたＣＴ画像データ及び画像データ）を記憶したり、医用画像に対して各種画像処理を行ったりする装置であり、例えば、ＰＡＣＳサーバなどである。本実施形態では、サーバ装置３００は、ネットワーク４００を介してＸ線ＣＴ装置１００からＣＴ画像データや、ＣＴ画像データから生成された画像データを取得し、取得したＣＴ画像データ及び画像データを装置内又は装置外に設けられた記憶回路に記憶させる。
【００１３】
Ｘ線ＣＴ装置１００は、被検体のＣＴ画像データを収集する。具体的には、Ｘ線ＣＴ装置１００は、被検体を略中心にＸ線管及びＸ線検出器を旋回移動させ、被検体を透過したＸ線を検出して投影データを収集する。そして、Ｘ線ＣＴ装置１００は、収集された投影データに基づいて、３次元のＣＴ画像データを再構成する。図２は、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１００の構成の一例を示す図である。図２に示すように、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１００は、架台１０と、寝台装置２０と、コンソール３０とを有する。
【００１４】
架台１０は、被検体Ｐ（患者）にＸ線を照射し、被検体Ｐを透過したＸ線を検出して、コンソール３０に出力する装置であり、Ｘ線照射制御回路１１と、Ｘ線発生装置１２と、検出器１３と、データ収集回路（ＤＡＳ：Data  Acquisition  System）１４と、回転フレーム１５と、架台駆動回路１６とを有する。
【００１５】
回転フレーム１５は、Ｘ線発生装置１２と検出器１３とを被検体Ｐを挟んで対向するように支持し、後述する架台駆動回路１６によって被検体Ｐを中心とした円軌道にて高速に回転する円環状のフレームである。
【００１６】
Ｘ線照射制御回路１１は、高電圧発生部として、Ｘ線管１２ａに高電圧を供給する装置であり、Ｘ線管１２ａは、Ｘ線照射制御回路１１から供給される高電圧を用いてＸ線を発生する。Ｘ線照射制御回路１１は、後述するスキャン制御回路３３の制御により、Ｘ線管１２ａに供給する管電圧や管電流を調整することで、被検体Ｐに対して照射されるＸ線量を調整する。
【００１７】
また、Ｘ線照射制御回路１１は、ウェッジ１２ｂの切り替えを行う。また、Ｘ線照射制御回路１１は、コリメータ１２ｃの開口度を調整することにより、Ｘ線の照射範囲（ファン角やコーン角）を調整する。なお、本実施形態は、複数種類のウェッジを、操作者が手動で切り替える場合であっても良い。
【００１８】
Ｘ線発生装置１２は、Ｘ線を発生し、発生したＸ線を被検体Ｐへ照射する装置であり、Ｘ線管１２ａと、ウェッジ１２ｂと、コリメータ１２ｃとを有する。
【００１９】
Ｘ線管１２ａは、Ｘ線照射制御回路１１により供給される高電圧により被検体ＰにＸ線ビームを照射する真空管であり、回転フレーム１５の回転にともなって、Ｘ線ビームを被検体Ｐに対して照射する。Ｘ線管１２ａは、ファン角及びコーン角を持って広がるＸ線ビームを発生する。例えば、Ｘ線照射制御回路１１の制御により、Ｘ線管１２ａは、フル再構成用に被検体Ｐの全周囲でＸ線を連続曝射したり、ハーフ再構成用にハーフ再構成可能な曝射範囲（１８０度＋ファン角）でＸ線を連続曝射したりすることが可能である。また、Ｘ線照射制御回路１１の制御により、Ｘ線管１２ａは、予め設定された位置（管球位置）でＸ線（パルスＸ線）を間欠曝射したりすることが可能である。また、Ｘ線照射制御回路１１は、Ｘ線管１２ａから曝射されるＸ線の強度を変調させることも可能である。例えば、Ｘ線照射制御回路１１は、特定の管球位置では、Ｘ線管１２ａから曝射されるＸ線の強度を強くし、特定の管球位置以外の範囲では、Ｘ線管１２ａから曝射されるＸ線の強度を弱くする。
【００２０】
ウェッジ１２ｂは、Ｘ線管１２ａから曝射されたＸ線のＸ線量を調節するためのＸ線フィルタである。具体的には、ウェッジ１２ｂは、Ｘ線管１２ａから被検体Ｐへ照射されるＸ線が、予め定められた分布になるように、Ｘ線管１２ａから曝射されたＸ線を透過して減衰するフィルタである。例えば、ウェッジ１２ｂは、所定のターゲット角度や所定の厚みとなるようにアルミニウムを加工したフィルタである。なお、ウェッジは、ウェッジフィルタ（wedge  filter）や、ボウタイフィルタ（bow-tie  filter）とも呼ばれる。
【００２１】
コリメータ１２ｃは、Ｘ線照射制御回路１１の制御により、ウェッジ１２ｂによってＸ線量が調節されたＸ線の照射範囲を絞り込むためのスリットである。
【００２２】
架台駆動回路１６は、回転フレーム１５を回転駆動させることによって、被検体Ｐを中心とした円軌道上でＸ線発生装置１２と検出器１３とを旋回させる。
【００２３】
検出器１３は、被検体Ｐを透過したＸ線を検出する２次元アレイ型検出器（面検出器）であり、複数チャンネル分のＸ線検出素子を配してなる検出素子列が被検体Ｐの体軸方向（図２に示すＺ軸方向）に沿って複数列配列されている。具体的には、第１の実施形態における検出器１３は、被検体Ｐの体軸方向に沿って３２０列など多列に配列されたＸ線検出素子を有し、例えば、被検体Ｐの肺や心臓を含む範囲など、広範囲に被検体Ｐを透過したＸ線を検出することが可能である。
【００２４】
データ収集回路１４は、ＤＡＳであり、検出器１３が検出したＸ線の検出データから、投影データを収集する。例えば、データ収集回路１４は、検出器１３により検出されたＸ線強度分布データに対して、増幅処理やＡ／Ｄ変換処理、チャンネル間の感度補正処理等を行なって投影データを生成し、生成した投影データを後述するコンソール３０に送信する。例えば、回転フレーム１５の回転中に、Ｘ線管１２ａからＸ線が連続曝射されている場合、データ収集回路１４は、全周囲分（３６０度分）の投影データ群を収集する。また、データ収集回路１４は、収集した各投影データに管球位置を対応付けて、後述するコンソール３０に送信する。管球位置は、投影データの投影方向を示す情報となる。なお、チャンネル間の感度補正処理は、後述する前処理回路３４が行なっても良い。
【００２５】
寝台装置２０は、被検体Ｐを載せる装置であり、図２に示すように、寝台駆動装置２１と、天板２２とを有する。寝台駆動装置２１は、天板２２をＺ軸方向へ移動して、被検体Ｐを回転フレーム１５内に移動させる。天板２２は、被検体Ｐが載置される板である。
【００２６】
なお、架台１０は、例えば、天板２２を移動させながら回転フレーム１５を回転させて被検体Ｐをらせん状にスキャンするヘリカルスキャンを実行する。または、架台１０は、天板２２を移動させた後に被検体Ｐの位置を固定したままで回転フレーム１５を回転させて被検体Ｐを円軌道にてスキャンするコンベンショナルスキャンを実行する。または、架台１０は、天板２２の位置を一定間隔で移動させてコンベンショナルスキャンを複数のスキャンエリアで行うステップアンドシュート方式を実行する。
【００２７】
コンソール３０は、操作者によるＸ線ＣＴ装置１００の操作を受け付けるとともに、架台１０によって収集された投影データを用いてＣＴ画像データ（ボリュームデータ）を再構成する装置である。コンソール３０は、図２に示すように、入力回路３１と、ディスプレイ３２と、スキャン制御回路３３と、前処理回路３４と、記憶回路３５と、画像再構成回路３６と、処理回路３７とを有する。
【００２８】
入力回路３１は、Ｘ線ＣＴ装置１００の操作者が各種指示や各種設定の入力に用いるマウスやキーボード、トラックボール、スイッチ、ボタン、ジョイスティック等を有し、操作者から受け付けた指示や設定の情報を、処理回路３７に転送する。例えば、入力回路３１は、操作者から、ＣＴ画像データの撮影条件や、ＣＴ画像データを再構成する際の再構成条件、ＣＴ画像データに対する画像処理条件等を受け付ける。また、入力回路３１は、被検体Ｐに対する検査を選択するための操作を受け付ける。また、入力回路３１は、画像上の領域や位置を指定するための指定操作を受け付ける。
【００２９】
ディスプレイ３２は、操作者によって参照されるモニタであり、処理回路３７による制御のもと、ＣＴ画像データから生成された画像データを操作者に表示したり、入力回路３１を介して操作者から各種指示や各種設定等を受け付けるためのＧＵＩ（Graphical  User  Interface）を表示したりする。
【００３０】
スキャン制御回路３３は、処理回路３７による制御のもと、Ｘ線照射制御回路１１、架台駆動回路１６、データ収集回路１４及び寝台駆動装置２１の動作を制御することで、架台１０における投影データの収集処理を制御する。具体的には、スキャン制御回路３３は、位置決め画像（スキャノ画像）を収集する撮影及び診断に用いる画像を収集する本撮影（スキャン）における投影データの収集処理をそれぞれ制御する。
【００３１】
前処理回路３４は、データ収集回路１４によって生成された投影データに対して、対数変換処理と、オフセット補正、感度補正及びビームハードニング補正等の補正処理とを行なって、補正済みの投影データを生成する。具体的には、前処理回路３４は、データ収集回路１４によって生成された位置決め画像の投影データ及び本撮影によって収集された投影データのそれぞれについて、補正済みの投影データを生成して、記憶回路３５に格納する。
【００３２】
記憶回路３５は、前処理回路３４により生成された投影データを記憶する。具体的には、記憶回路３５は、前処理回路３４によって生成された、位置決め画像の投影データ及び本撮影によって収集される診断用の投影データを記憶する。また、記憶回路３５は、後述する画像再構成回路３６によって再構成されたＣＴ画像データなどを記憶する。また、記憶回路３５は、後述する処理回路３７による処理結果を適宜記憶する。
【００３３】
画像再構成回路３６は、記憶回路３５が記憶する投影データを用いてＣＴ画像データを再構成する。ここで、再構成方法としては、種々の方法があり、例えば、逆投影処理が挙げられる。また、逆投影処理としては、例えば、ＦＢＰ（Filtered  Back  Projection）法による逆投影処理が挙げられる。或いは、画像再構成回路３６は、逐次近似法を用いてＣＴ画像データを再構成することもできる。そして、画像再構成回路３６は、再構成したＣＴ画像データを記憶回路３５に格納する。
【００３４】
処理回路３７は、架台１０、寝台装置２０及びコンソール３０の動作を制御することによって、Ｘ線ＣＴ装置１００の全体制御を行う。具体的には、処理回路３７は、スキャン制御回路３３を制御することで、架台１０で行なわれるＣＴスキャンを制御する。また、処理回路３７は、画像再構成回路３６を制御することで、コンソール３０における画像再構成処理を制御する。また、処理回路３７は、記憶回路３５に記憶されたＣＴ画像データに対して各種画像処理を行うことで、画像データを生成し、生成した画像データを記憶回路３５に格納する。また、処理回路３７は、記憶回路３５に記憶された各種画像データを、ディスプレイ３２に表示するように制御する。
【００３５】
このような構成のもと、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１００は、複数の肋骨について詳細な画像を簡便に観察することを可能にする。具体的には、Ｘ線ＣＴ装置１００は、複数の肋骨の短軸断面画像を同時に表示させることで、複数の肋骨の詳細な画像を簡便に観察することを可能にする。
【００３６】
上述したように、肋骨を一覧性良く表示する方法としては、肋骨の展開図が知られている。図３は、肋骨の展開図の一例を示す図である。例えば、肋骨の展開図は、図３に示すように、背骨を中心に左右それぞれに両側の１２本の肋骨を展開させた画像である。このような画像は、肋骨全体を１枚の画像で観察することができるため、診断の効率を向上させることができる。しかしながら、肋骨の状態を詳細に観察しようとした場合、このような展開図では詳細な観察が難しい。したがって、肋骨の状態を詳細に観察しようとした場合には、例えば、肋骨の短軸断面画像を用いることが望ましいが、すべての肋骨の短軸断面画像を詳細に観察するには時間と労力がかかってしまう。
【００３７】
そこで、Ｘ線ＣＴ装置１００は、以下詳細に説明する処理回路３７の処理により、複数の肋骨の短軸断面画像を同時に表示させることで、複数の肋骨について、詳細な画像を簡便に観察することを可能にする。第１の実施形態に係る処理回路３７は、図２に示すように、制御機能３７ａ、抽出機能３７ｂ、決定機能３７ｃ、生成機能３７ｄ及び表示制御機能３７ｅを実行する。ここで、例えば、図２に示す処理回路３７の構成要素である制御機能３７ａ、抽出機能３７ｂ、決定機能３７ｃ、生成機能３７ｄ及び表示制御機能３７ｅが実行する各処理機能は、コンピュータによって実行可能なプログラムの形態で記憶回路３５に記録されている。処理回路３７は、各プログラムを記憶回路３５から読み出し、実行することで各プログラムに対応する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３７は、図２の処理回路３７内に示された各機能を有することとなる。なお、本実施形態で説明する制御機能３７ａは、特許請求の範囲に記載した取得部の一例である。また、抽出機能３７ｂは、特許請求の範囲に記載した抽出部の一例である。また、決定機能３７ｃは、特許請求の範囲に記載した決定部の一例である。また、生成機能３７ｄは、特許請求の範囲に記載した生成部の一例である。また、表示制御機能３７ｅは、特許請求の範囲に記載した表示制御部の一例である。
【００３８】
制御機能３７ａは、Ｘ線ＣＴ装置１００の全体制御を実行する。例えば、制御機能３７ａは、上述した種々のスキャンに係る制御及びＣＴ画像データの再構成に係る制御などを実行する。例えば、制御機能３７ａは、複数の肋骨に関するボリュームデータを取得する。一例を挙げると、制御機能３７ａは、被検体の肋骨を含む胸部のスキャンを制御することで投影データの収集を制御する。そして、制御機能３７ａは、収集された投影データから肋骨を含む胸部のボリュームデータを再構成するように制御する。また、制御機能３７ａは、サーバ装置３００によって記憶されたボリュームデータから、複数の肋骨に関するボリュームデータを取得することもできる。ここで、制御機能３７ａによって取得されるボリュームデータは、複数の肋骨に加えて背骨を含むものであってもよく、背骨を含まないものであってもよい。なお、以下の処理では、ボリュームデータが背骨を含む場合について説明する。
【００３９】
抽出機能３７ｂは、複数の肋骨の構造を抽出する。具体的には、抽出機能３７ｂは、制御機能３７ａによって取得されたボリュームデータに含まれる複数の肋骨の構造を抽出する。また、抽出機能３７ｂは、複数の肋骨に加えて背骨の構造を抽出する。また、抽出機能３７ｂは、複数の肋骨における芯線をそれぞれ抽出する。例えば、抽出機能３７ｂは、制御機能３７ａの制御によって再構成されたボリュームデータに含まれる複数の肋骨の芯線をそれぞれ抽出する。以下、図４Ａ及び図４Ｂを用いて、抽出機能３７ｂによる芯線の抽出処理について説明する。図４Ａ及び図４Ｂは、第１の実施形態に係る抽出機能３７ｂによる芯線の抽出処理の一例を説明するための図である。ここで、図４Ａにおいては、背骨と１本の肋骨を模式的に示し、格子状に示す各矩形がそれぞれボクセルを示す。また、図４Ｂは、肋骨の断面を示す。
【００４０】
まず、抽出機能３７ｂは、ボリュームデータにおいて骨に相当するボクセルを、ＣＴ値に基づいて抽出する。そして、抽出機能３７ｂは、抽出したボクセルの離散具合（連続性）から骨領域を特定する。例えば、抽出機能３７ｂは、ＣＴ値「４００〜１０００」のボクセルを抽出し、抽出したボクセルのうち、ボクセルが連続した領域を骨領域として特定する。例えば、抽出機能３７ｂは、抽出したボクセルに含まれるボクセル（例えば、図４ＡにおけるボクセルＶ１）を起点として、周囲のボクセルのＣＴ値を順に判定することにより、ＣＴ値が「４００〜１０００」となるボクセルの連続した領域を特定する。これにより、抽出機能３７ｂは、例えば図４Ａに示すような背骨領域と肋骨領域のボクセルを抽出する。なお、特定した骨領域から背骨領域と肋骨領域とを識別する手法としては、例えば、解剖学的な特徴を用いる手法が挙げられる。例えば、抽出機能３７ｂは、背骨と肋骨の解剖学的な特徴（例えば、各骨の形態や接続関係等）に基づいて、特定した骨領域から背骨領域と肋骨領域を抽出する。
【００４１】
そして、抽出機能３７ｂは、抽出した肋骨領域の走行方向５１に沿った短軸断面に基づいて、芯線を抽出する。例えば、図４Ｂに示すように、抽出機能３７ｂは、ボリュームデータを用いて、ボクセルＶ１を通過する肋骨の短軸断面領域Ｒ１を生成する。そして、抽出機能３７ｂは、生成した短軸断面領域Ｒ１に対して楕円近似処理を行うことで、短軸断面領域Ｒ１を楕円５２とし、中心５３を抽出する。抽出機能３７ｂは、上述した短軸断面領域の生成と楕円近似処理による中心の抽出を、走行方向５１に沿った各ボクセルに対して順に行うことで、走行方向５１に沿った短軸断面領域の中心を順に抽出する。例えば、抽出機能３７ｂは、図４Ａに示すボクセルＶ２を通過する肋骨の短軸断面領域を生成して、楕円近似処理によって中心を抽出する。抽出機能３７ｂは、走行方向５１に沿って抽出した短軸断面領域の中心をつなげることで、肋骨の芯線を抽出する。なお、肋骨の芯線抽出は上記した処理に限られず、任意の手法を用いることができる。例えば、抽出機能３７ｂは、抽出した肋骨領域に対して細線化処理を施すことによって芯線を抽出することもできる。
【００４２】
図２に戻って、決定機能３７ｃは、抽出された複数の肋骨の構造を用いて各肋骨の短軸断面において、複数の肋骨間で対応する短軸断面をそれぞれ決定する。具体的には、決定機能３７ｃは、各肋骨から抽出された各芯線において対応する点（以下、サンプリング点と記載する）を決定し、決定したサンプリング点における短軸断面を、肋骨間で対応する短軸断面として決定する。例えば、決定機能３７ｃは、第１肋骨の芯線におけるサンプリング点と、第２肋骨の芯線におけるサンプリング点とから対応するサンプリング点を決定する。そして、決定機能３７ｃは、第１肋骨の対応するサンプリング点における短軸断面と、第２肋骨の対応するサンプリング点における短軸断面とを、第１肋骨と第２肋骨との間で対応する短軸断面と決定する。
【００４３】
ここで、決定機能３７ｃは、種々の手法により対応するサンプリング点を決定して、対応する短軸断面を決定することができる。例えば、決定機能３７ｃは、距離、ボクセル数、角度又は割合などを用いて、対応するサンプリング点を決定する。以下、距離を用いて決定する場合と、ボクセル数を用いて決定する場合と、角度を用いて決定する場合と、割合を用いて決定する場合について、順に説明する。
【００４４】
（距離に基づく決定）
まず、距離を用いて対応するサンプリング点を決定する場合について説明する。この場合、決定機能３７ｃは、抽出機能３７ｂによって抽出された各芯線上において背骨からの距離が等しいサンプリング点における各短軸断面を、複数の肋骨間で対応する短軸断面として決定する。すなわち、決定機能３７ｃは、各肋骨の芯線上で背骨からの距離が等しい点を、対応するサンプリング点として決定する。図５は、第１の実施形態に係る決定機能３７ｃによる距離又はボクセル数を用いた決定処理の一例を説明するための図である。なお、図５においては、３本の肋骨からそれぞれ芯線Ｌ１〜Ｌ３が抽出された場合について示す。
【００４５】
例えば、決定機能３７ｃは、図５に示す芯線Ｌ１上において、背骨からの距離が「ａ」となるサンプリング点Ｐ１１と、芯線Ｌ２上において、背骨からの距離が「ａ」となるサンプリング点Ｐ２１と、芯線Ｌ３上において、背骨からの距離が「ａ」となるサンプリング点Ｐ３１とを対応するサンプリング点として決定する。同様に、決定機能３７ｃは、芯線Ｌ１上において、背骨からの距離が「ｂ」となるサンプリング点Ｐ１２と、芯線Ｌ２上において、背骨からの距離が「ｂ」となるサンプリング点Ｐ２２と、芯線Ｌ３上において、背骨からの距離が「ｂ」となるサンプリング点Ｐ３２とを対応するサンプリング点として決定する。このように、決定機能３７ｃは、各肋骨で抽出された芯線上で背骨からの距離が等しい点を対応するサンプリング点と決定する。
【００４６】
ここで、芯線上のサンプリング点は、任意の距離で決定することができ、例えば、等間隔で複数設定される場合であってもよく、或いは、同一芯線上のサンプリング点間の距離が異なるように設定される場合であってもよい。一例を挙げると、上記した距離「ｂ」が、「ｂ＝２ａ」となるように設定されてもよく、或いは、「ｂ≠２ａ」となるように設定されてもよい。
【００４７】
上述したように、対応するサンプリング点を決定すると、決定機能３７ｃは、対応するサンプリング点における短軸断面を、肋骨間で対応する短軸断面と決定する。例えば、決定機能３７ｃは、サンプリング点Ｐ１１における短軸断面と、サンプリング点Ｐ２１における短軸断面と、サンプリング点Ｐ３１における短軸断面とを、３本の肋骨間で対応する短軸断面と決定する。
【００４８】
（ボクセル数に基づく決定）
次に、ボクセル数を用いて対応するサンプリング点を決定する場合について説明する。この場合、決定機能３７ｃは、抽出機能３７ｂによって抽出された各芯線上において背骨からの画素数が等しいサンプリング点における各短軸断面を、複数の肋骨間で対応する短軸断面として決定する。すなわち、決定機能３７ｃは、各肋骨の芯線上で背骨からのボクセル数が等しい点を、対応するサンプリング点として決定する。以下、図５を利用して一例を説明する。
【００４９】
例えば、決定機能３７ｃは、図５に示す芯線Ｌ１が通過するボクセルにおいて、背骨からのボクセル数が「ｃ」となるサンプリング点Ｐ１１と、芯線Ｌ２が通過するボクセルにおいて、背骨からのボクセル数が「ｃ」となるサンプリング点Ｐ２１と、芯線Ｌ３が通過するボクセルにおいて、背骨からのボクセル数が「ｃ」となるサンプリング点Ｐ３１とを対応するサンプリング点として決定する。このように、決定機能３７ｃは、各肋骨で抽出された芯線において、芯線が通過するボクセルで背骨からのボクセル数が等しくなる点を対応するサンプリング点と決定する。
【００５０】
なお、ボクセル数を用いて対応するサンプリング点を決定する場合においても、芯線上のサンプリング点は、任意のボクセル数で決定することができ、例えば、同一芯線上のサンプリング点間のボクセル数が等しくなるように複数設定される場合であってもよく、或いは、同一芯線上のサンプリング点間のボクセル数が異なるように設定される場合であってもよい。上述したように、対応するサンプリング点を決定すると、決定機能３７ｃは、対応するサンプリング点における短軸断面を、肋骨間で対応する短軸断面と決定する。
【００５１】
（角度に基づく決定）
次に、角度を用いて対応するサンプリング点を決定する場合について説明する。この場合、決定機能３７ｃは、被検体Ｐの体軸を中心として、芯線上で背骨に対する角度が等しいサンプリング点における各短軸断面を、複数の肋骨間で対応する短軸断面として決定する。すなわち、決定機能３７ｃは、被検体Ｐの体軸と背骨とを結ぶ線分と、被検体Ｐの体軸と肋骨とを結ぶ線分とのなす角度を用い、芯線上でこの角度が等しい点を対応するサンプリング点として決定する。図６Ａは、第１の実施形態に係る決定機能３７ｃによる角度を用いた決定処理の一例を説明するための図である。なお、図６Ａにおいては、被検体の体軸方向に直交する断面（ＸＹ断面）を示す。
【００５２】
例えば、決定機能３７ｃは、図６Ａに示すように、被検体Ｐの体軸５４を中心として、体軸５４と背骨とを結ぶ線分と、体軸５４と芯線Ｌ１とを結ぶ線分とのなす角度「θ」を用いて対応するサンプリング点を決定する。すなわち、決定機能３７ｃは、角度「θ」が「ｄ」となる芯線Ｌ１上の点Ｐ１０１と、角度「θ」が「ｄ」となる芯線Ｌ２上の点（不図示）と、角度「θ」が「ｄ」となる芯線Ｌ３上の点（不図示）とを、対応するサンプリング点として決定する。そして、決定機能３７ｃは、角度「θ」の値を変えながら、複数の肋骨間の対応するサンプリング点を順に決定する。このように、決定機能３７ｃは、各肋骨で抽出された芯線において、上記した角度が等しくなる点を対応するサンプリング点と決定する。
【００５３】
なお、角度を用いて対応するサンプリング点を決定する場合においても、芯線上のサンプリング点は、任意の角度で決定することができ、例えば、同一芯線上のサンプリング点間の角度差が等しくなるように複数設定される場合であってもよく、或いは、同一芯線上のサンプリング点間の角度差が異なるように設定される場合であってもよい。上述したように、対応するサンプリング点を決定すると、決定機能３７ｃは、対応するサンプリング点における短軸断面を、肋骨間で対応する短軸断面と決定する。
【００５４】
（割合に基づく決定）
次に、割合を用いて対応するサンプリング点を決定する場合について説明する。この場合、決定機能３７ｃは、各肋骨の背骨側から胸骨側に対して割合を定義し、芯線上で割合が等しいサンプリング点における各短軸断面を、複数の肋骨間で対応する短軸断面として決定する。すなわち、決定機能３７ｃは、肋骨ごとに、背骨側から胸骨側に対して長さに基づく割合を設定し、肋骨間で割合が等しい点を対応するサンプリング点として決定する。図６Ｂは、第１の実施形態に係る決定機能３７ｃによる割合を用いた決定処理の一例を説明するための図である。なお、図６Ｂにおいては、背骨と２本の肋骨を模式的に示す。
【００５５】
例えば、決定機能３７ｃは、図６Ｂに示すように、芯線Ｌ１が抽出された肋骨と、芯線Ｌ３が抽出された肋骨に長さに応じた割合を設定する。一例を挙げると、決定機能３７ｃは、図６Ｂに示すように、肋骨の背骨側の端部を「０％」とし、胸骨側の端部を「１００％」と設定する。そして、決定機能３７ｃは、各肋骨において割合が同一となる点を対応するサンプリング点と決定する。例えば、決定機能３７ｃは、芯線Ｌ１上で割合が「５％」となるサンプリング点と、芯線Ｌ３上で割合が「５％」となるサンプリング点とを対応するサンプリング点と決定する。このように、決定機能３７ｃは、各肋骨で抽出された芯線において、上記した割合が等しくなる点を対応するサンプリング点と決定する。
【００５６】
なお、割合を用いて対応するサンプリング点を決定する場合においても、芯線上のサンプリング点は、任意の割合で決定することができ、例えば、同一芯線上のサンプリング点間の割合の差が等しくなるように複数設定される場合であってもよく、或いは、同一芯線上のサンプリング点間の割合の差が異なるように設定される場合であってもよい。上述したように、対応するサンプリング点を決定すると、決定機能３７ｃは、対応するサンプリング点における短軸断面を、肋骨間で対応する短軸断面と決定する。
【００５７】
上述したように、決定機能３７ｃは、複数の肋骨間で対応するサンプリング点を決定し、決定したサンプリング点における短軸断面を、肋骨間で対応する短軸断面と決定する。ここで、サンプリング点における短軸断面は、種々の方法によって定義される。例えば、第１の実施形態に係る決定機能３７ｃは、複数の肋骨における対応するサンプリング点を結ぶ線を定義し、定義した線によって複数の肋骨それぞれに形成される断面を、短軸断面として決定する。すなわち、決定機能３７ｃは、対応するサンプリング点間を補間することで、対応するサンプリング点間を結ぶ断面を定義し、各肋骨における短軸断面を定義する。
【００５８】
図７は、第１の実施形態に係る決定機能３７ｃによる断面の定義の一例を示す図である。ここで、図７においては、対応するサンプリング点が、図５に示すように決定された後の処理について示す。例えば、決定機能３７ｃは、芯線Ｌ１上のサンプリング点Ｐ１１と、芯線Ｌ２上のサンプリング点Ｐ２１と、芯線Ｌ３上のサンプリング点Ｐ３１との間を補間することで、図７に示すように、各サンプリング点を結ぶ断面６１を定義する。これにより、決定機能３７ｃは、各肋骨における短軸断面を定義する。同様に、決定機能３７ｃは、芯線Ｌ１上のサンプリング点Ｐ１２と、芯線Ｌ２上のサンプリング点Ｐ２２と、芯線Ｌ３上のサンプリング点Ｐ３２との間を補間することで、図７に示すように、各サンプリング点を結ぶ断面６２を定義する。このように、決定機能３７ｃは、対応するサンプリング点間をそれぞれ補間することで、各断面を定義する。
【００５９】
図２に戻って、生成機能３７ｄは、決定機能３７ｃによって決定された複数の短軸断面を含む表示画像を生成する。具体的には、生成機能３７ｄは、決定機能３７ｃによって定義された断面の断面画像をＣＴ画像データから生成する。図８は、第１の実施形態に係る生成機能３７ｄによる表示画像の生成処理の一例を説明するための図である。ここで、図８は、図７において定義された断面の断面画像を生成する場合について示す。
【００６０】
例えば、３本の肋骨について６つの断面が定義されると、生成機能３７ｄは、図８に示すように、各断面を１枚の画像とした６枚の断面画像を生成する。すなわち、生成機能３７ｄは、図８に示すように、１枚の画像に３本の肋骨の短軸断面が含まれる表示画像を、肋骨を含むボリュームデータから生成する。ここで、生成機能３７ｄは、肋骨の短軸断面の画像だけではなく、同一断面における肋骨以外の領域についても示した表示画像をボリュームデータから生成する。すなわち、生成機能３７ｄは、決定機能３７ｃによって定義された断面に沿って肋骨とその他の部位を含む表示画像を生成する。換言すると、生成機能３７ｄは、複数の肋骨における各サンプリング点を結ぶ線に基づいて、複数の肋骨間を示す断面画像を複数の肋骨を含むボリュームデータから補間した表示画像を生成する。
【００６１】
また、生成機能３７ｄは、生成した断面画像を複数合成した表示画像を生成することも可能である。すなわち、生成機能３７ｄは、複数の肋骨間で対応する複数の短軸断面を含む表示画像を複数合成した表示画像を生成する。図９は、第１の実施形態に係る生成機能３７ｄによる表示画像の生成処理の一例を説明するための図である。例えば、生成機能３７ｄは、図９に示すように、左側の肋骨から生成した断面画像と右側の肋骨から生成した断面画像とを合成した表示画像を生成する。
【００６２】
図２に戻って、表示制御機能３７ｅは、生成機能３７ｄによって生成された表示画像をディスプレイ３２に表示させる。図１０Ａ及び図１０Ｂは、第１の実施形態に係る表示制御機能３７ｅの制御によって表示される表示例を示す図である。例えば、表示制御機能３７ｅは、図１０Ａに示すように、１枚の画像に３本の肋骨の短軸断面とその周囲の組織の断面が含まれる６枚の表示画像を表示させる。
【００６３】
ここで、表示制御機能３７ｅは、図１０Ａに示すように、リファレンス画像を表示させることができる。すなわち、表示制御機能３７ｅは、表示画像の位置を示すリファレンス画像を表示画像と併せて表示させる。かかる場合には、まず、生成機能３７ｄが、複数の肋骨間で対応する複数の短軸断面の位置を示すリファレンス画像を生成する。ここで、例えば、生成機能３７ｄは、ボリュームデータに対してボリュームレンダリング処理を施すことで、図１０Ａに示すレンダリング画像を生成し、生成したレンダリング画像に対して断面の位置を示したリファレンス画像を生成する。
【００６４】
表示制御機能３７ｅは、生成機能３７ｄによって生成されたリファレンス画像を表示画像とともに表示させる。ここで、表示制御機能３７ｅは、重ねて表示させた６枚の画像のうち、前面に出ている表示画像に対応する、リファレンス画像での位置を強調させて表示する。例えば、表示制御機能３７ｅは、前面に出ている表示画像の断面を示す線分を太くしたり、色を変えたりすることで、前面に出ている表示画像に対応する位置を強調したリファレンス画像を表示させる。
【００６５】
なお、リファレンス画像は、図１０Ａに示すレンダリング画像だけではなく、その他種々の画像を用いることができる。すなわち、生成機能３７ｄは、リファレンス画像として種々の画像データを生成することができる。例えば、生成機能３７ｄは、図１０Ｂに示すように、リファレンス画像として肋骨の展開図を生成することができる。この場合にも、表示制御機能３７ｅは、図１０Ａに示すように、重ねて表示させた６枚の画像のうち、前面に出ている表示画像に対応する、リファレンス画像での位置を強調させて表示する。
【００６６】
このように、表示制御機能３７ｅは、表示画像とリファレンス画像を併せてディスプレイ３２に表示させる。ここで、表示させる断面の位置は任意に設定することができる。例えば、入力回路３１が、複数の肋骨における位置を指定する指定操作を受け付ける。そして、表示制御機能３７ｅが、入力回路３１を介して指定された位置に対応する表示画像をディスプレイ３２に表示させる。
【００６７】
一例を挙げると、まず、表示制御機能３７ｅが、肋骨全体を示すレンダリング画像や、展開図をディスプレイ３２に表示させる。その後、入力回路３１が、レンダリング画像、或いは、展開図に対する位置の指定操作を受け付ける。生成機能３７ｄが、指定された位置の表示画像を生成し、表示制御機能３７ｅが、生成された表示画像をディスプレイ３２に表示させる。
【００６８】
また、デフォルトで肋骨の位置（範囲）が予め設定され、設定された位置の表示画像を生成して表示させる場合であってもよい。かかる場合には、レンダリング画像や、展開図を表示させることなく、複数肋骨の短軸断面を含む表示画像が即座に表示される。すなわち、生成機能３７ｄが、予め設定された範囲に含まれる断面の表示画像をそれぞれ生成する。そして、表示制御機能３７ｅが、生成された表示画像をリファレンス画像とともにディスプレイ３２に表示させる。
【００６９】
また、表示画像を表示した後に、入力回路３１を介して操作に応じて表示画像を切り替えることも可能である。かかる場合には、例えば、入力回路３１は、リファレンス画像に対する位置の指定操作を受け付ける。表示制御機能３７ｅは、受け付けた位置に対応する断面の表示画像が前面に示されるように制御する。一例を挙げると、入力回路３１は、リファレンス画像上で示された断面を指定する指定操作を受け付ける。表示制御機能３７ｅは、指定された断面の表示画像を前面に移動させて表示させる。このような入力回路３１を介した表示画像の切替は、その他種々の方法により実現することができる。例えば、マウスホイールの回転に応じて、表示制御機能３７ｅが、前面に表示させる表示画像を切り替える。すなわち、操作者は、重ねて表示された表示画像を観察しながら、マウスホイールを回転させるだけで、順に画像送りを行うことができる。このような画像送りは、マウスホイールを用いた手法だけではなく、マウスポインタの動きに対応付けられる場合であってもよい。かかる場合に、操作者は、重ねて表示された表示画像を観察しながら、マウスの位置を変化させるだけで、画像送りを行うことができる。なお、マウスを用いた画像送りを行う場合、リファレンス画像において強調される位置も連動して変化する。
【００７０】
また、入力回路３１は、対応するサンプリング点を決定するための距離や、ボクセル数、角度、割合などを設定するための操作を受け付けることもできる。例えば、表示制御機能３７ｅが、条件を設定するための設定画面を表示させ、入力回路３１が、設定画面に対する設定操作を受け付ける。ここで、条件の設定は、直接数値入力される場合であってもよく、或いは、画像に対する指定操作によって指定される場合であってもよい。決定機能３７ｃ、生成機能３７ｄ及び表示制御機能３７ｅは、設定された条件の表示画像を生成して表示させる。
【００７１】
また、上記した処理回路３７による表示画像の生成処理は、任意のタイミングで実行させることができる。例えば、入力回路３１が、複数の肋骨の短軸断面を含む表示画像を表示させるための操作を受け付けたタイミングや、ボリュームデータが再構成されたタイミングなどで表示画像の生成が実行される。ここで、例えば、スキャンプランが骨観察に対応したパラメータ（例えば、管電圧の値や、管電流の値など）の場合、再構成されたボリュームデータがサーバ装置３００に読み込まれるタイミングで自動的に表示画像が生成される場合であってもよい。かかる場合には、サーバ装置３００の観察者は、ディスプレイに自動で表示された表示画像を観察することができる。
【００７２】
次に、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１００による処理の手順について説明する。図１１は、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１００による処理手順を示すフローチャートである。ここで、図１１におけるステップＳ１０１は、例えば、処理回路３７が制御機能３７ａに対応するプログラムを記憶回路３５から呼び出して実行することにより実現される。また、ステップＳ１０２は、例えば、画像再構成回路３６が、対応するプログラムを記憶回路３５から呼び出して実行することにより実現される。また、ステップＳ１０３は、例えば、処理回路３７が抽出機能３７ｂに対応するプログラムを記憶回路３５から呼び出して実行することにより実現される。また、ステップＳ１０４〜ステップＳ１０７は、例えば、処理回路３７が決定機能３７ｃに対応するプログラムを記憶回路３５から呼び出して実行することにより実現される。また、ステップＳ１０８は、例えば、処理回路３７が生成機能３７ｄに対応するプログラムを記憶回路３５から呼び出して実行することにより実現される。また、ステップＳ１０９は、例えば、処理回路３７が表示制御機能３７ｅに対応するプログラムを記憶回路３５から呼び出して実行することにより実現される。
【００７３】
本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１００では、まず、処理回路３７が、投影データを収集する（ステップＳ１０１）。そして、画像再構成回路３６が、ボリュームデータを再構成する（ステップＳ１０２）。その後、処理回路３７が、芯線を抽出して（ステップＳ１０３）、サンプリング点を決定して（ステップＳ１０４）、対応するサンプリング点を決定する（ステップＳ１０５）。
【００７４】
そして、処理回路３７は、対応するサンプリング点間を補間して（ステップＳ１０６）、断面を定義する（ステップＳ１０７）。その後、処理回路３７は、断面画像を生成して（ステップＳ１０８）、生成した断面画像を表示させる（ステップＳ１０９）。
【００７５】
上述したように、第１の実施形態によれば、決定機能３７ｃは、各肋骨の短軸断面において、複数の肋骨間で対応する短軸断面をそれぞれ決定する。生成機能３７ｄは、決定機能３７ｃによって決定された複数の短軸断面を含む表示画像を生成する。表示制御機能３７ｅは、表示画像をディスプレイ３２に表示させる。従って、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１００は、複数の肋骨の短軸断面が含まれる１枚の画像を表示させることができ、複数の肋骨について、詳細な画像を簡便に観察することを可能にする。
【００７６】
また、第１の実施形態によれば、抽出機能３７ｂは、複数の肋骨における芯線をそれぞれ抽出する。決定機能３７ｃは、抽出機能３７ｂによって抽出された各芯線上において背骨からの距離が等しい点における各短軸断面を、複数の肋骨間で対応する短軸断面として決定する。また、決定機能３７ｃは、抽出機能３７ｂによって抽出された各芯線上において背骨からのボクセル数が等しい点における各短軸断面を、複数の肋骨間で対応する短軸断面として決定する。また、決定機能３７ｃは、被検体の体軸を中心として、芯線上で背骨に対する角度が等しい点における各短軸断面を、複数の肋骨間で対応する短軸断面として決定する。また、決定機能３７ｃは、各肋骨の背骨側から胸骨側に対して割合を定義し、芯線上で割合が等しい点における各短軸断面を、複数の肋骨間で対応する短軸断面として決定する。従って、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１００は、対応する短軸断面として種々の条件を適用させることができ、種々の条件に応じた表示画像を表示させることを可能にする。
【００７７】
また、第１の実施形態によれば、決定機能３７ｃは、複数の肋骨における各点を結ぶ線を定義し、定義した線によって複数の肋骨それぞれに形成される断面を、短軸断面として決定する。生成機能３７ｄは、複数の肋骨についてそれぞれ決定された複数の短軸断面を含む表示画像を生成する。生成機能３７ｄは、対応する複数の短軸断面を含む断面を容易に定義させることを可能にする。
【００７８】
また、第１の実施形態によれば、生成機能３７ｄは、複数の肋骨における各点を結ぶ線に基づいて、複数の肋骨間を示す断面画像を複数の肋骨を含むボリュームデータから補間した表示画像を生成する。従って、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１００は、肋骨以外にも周囲の組織の状態を示した表示画像を表示させることができ、より効率よく診断することを可能にする。
【００７９】
また、第１の実施形態によれば、生成機能３７ｄは、複数の肋骨間で対応する複数の短軸断面を含む表示画像を複数合成した表示画像を生成する。従って、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１００は、１枚の画像によって多くの短軸断面を表示させることができ、より効率よく観察することを可能にする。
【００８０】
また、第１の実施形態によれば、生成機能３７ｄは、複数の肋骨間で対応する複数の短軸断面の位置を示すリファレンス画像を生成する。表示制御機能３７ｅは、リファレンス画像をディスプレイ３２にさらに表示させる。従って、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１００は、断面画像の肋骨における位置を把握しながら観察することを可能にする。
【００８１】
また、第１の実施形態によれば、入力回路３１は、複数の肋骨における位置を指定する指定操作を受け付ける。表示制御機能３７ｅは、入力回路３１を介して指定された位置に対応する表示画像をディスプレイ３２に表示させる。従って、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１００は、観察者が所望する位置の断面画像を容易に表示させることができ、診断の効率を向上させることを可能にする。
【００８２】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について説明する。なお、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１００の構成は、基本的には、図２に示したＸ線ＣＴ装置１００の構成と同じである。そのため、以下では、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１００と異なる点を中心に説明することとし、図２に示した構成要素と同様の役割を果たす構成要素については同じ符号を付すこととして詳細な説明を省略する。
【００８３】
上述した第１の実施形態では、対応するサンプリング点間を補間することで断面を定義する場合について説明した。第２の実施形態では、肋骨の芯線上のサンプリング点を用いて肋骨の端点を検出し、肋骨の端点間を補間することで断面を定義する場合について説明する。
【００８４】
第２の実施形態に係る決定機能３７ｃは、芯線上の点における芯線に対する法線方向の断面を、短軸断面として決定する。そして、決定機能３７ｃは、芯線に対する法線方向の断面から肋骨の端点を検出し、検出した端点間を補間することで、表示画像の断面を定義する。図１２Ａ及び図１２Ｂは、第２の実施形態に係る決定機能３７ｃによる決定処理の一例を説明するための図である。なお、図１２Ａは、背骨と１本の肋骨を模式的に示す。
【００８５】
例えば、決定機能３７ｃは、まず、芯線上のサンプリング点において、芯線に対して法線方向の線を定義することで、肋骨の端点を検出する。一例を挙げると、決定機能３７ｃは、図１２Ａに示すように、芯線Ｌ１上のサンプリング点Ｐ１１において、芯線Ｌ１に対する法線方向の線５５を定義する。そして、決定機能３７ｃは、芯線Ｌ１が抽出された肋骨領域に相当するボクセル群のうち、線５５上でサンプリング点Ｐ１１からの距離が最長となるボクセルを線５５の両側で検出し、検出した２つのボクセルを肋骨の端点としてそれぞれ決定する。すなわち、決定機能３７ｃは、図１２Ａに示すように、端点Ｐ１１１と端点Ｐ１１２を決定する。
【００８６】
決定機能３７ｃは、芯線上で決定した全てのサンプリング点について、上述した端点検出の処理を実行することで、図１２Ｂに示すように、サンプリング点ごとの肋骨の端点をそれぞれ決定する。そして、決定機能３７ｃは、対応するサンプリング点の端点間を補間することで、表示画像の断面を定義する。例えば、決定機能３７ｃは、図１２Ｂに示すように、サンプリング点Ｐ１１における端点Ｐ１１２とサンプリング点Ｐ２１における端点２１１との間、及び、サンプリング点Ｐ２１における端点Ｐ２１２とサンプリング点Ｐ３１における端点Ｐ３１１との間をそれぞれ補間することで、対応するサンプリング点Ｐ１１、Ｐ２１及びＰ３１を含む表示画像の断面を定義する。
【００８７】
同様に、決定機能３７ｃは、その他のサンプリング点についても、対応するサンプリング点の端点間を補間することで、図１２Ｂに示すように、表示画像の断面を定義する。これにより、表示画像に示される肋骨の短軸断面が歪みのないものとなり、観察しやすい表示画像を表示させることが可能になる。例えば、サンプリング点間を補間することで表示画像の断面を定義する場合、短軸断面が芯線に対して垂直にならない場合がある。その場合、短軸断面が歪んでしまい、観察しにくくなる場合がある。しかしながら、上述したように、芯線に対して法線方向の断面を肋骨の短軸断面とすることで、歪みのない断面を表示させることができる。
【００８８】
第２の実施形態に係る生成機能３７ｄは、決定機能３７ｃによって定義された断面に沿って、表示画像を生成する。すなわち、生成機能３７ｄは、決定機能３７ｃによって定義された断面に沿って、肋骨とその他の部位を含む表示画像を生成する。これにより、生成機能３７ｄは、歪みのない肋骨の短軸断面と、肋骨の周囲の組織が含まれる表示画像を生成することができる。
【００８９】
次に、第２の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１００による処理の手順について説明する。図１３は、第２の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１００による処理手順を示すフローチャートである。ここで、図１３におけるステップＳ２０１は、例えば、処理回路３７が制御機能３７ａに対応するプログラムを記憶回路３５から呼び出して実行することにより実現される。また、ステップＳ２０２は、例えば、画像再構成回路３６が、対応するプログラムを記憶回路３５から呼び出して実行することにより実現される。また、ステップＳ２０３は、例えば、処理回路３７が抽出機能３７ｂに対応するプログラムを記憶回路３５から呼び出して実行することにより実現される。また、ステップＳ２０４〜ステップＳ２０８は、例えば、処理回路３７が決定機能３７ｃに対応するプログラムを記憶回路３５から呼び出して実行することにより実現される。また、ステップＳ２０９は、例えば、処理回路３７が生成機能３７ｄに対応するプログラムを記憶回路３５から呼び出して実行することにより実現される。また、ステップＳ２１０は、例えば、処理回路３７が表示制御機能３７ｅに対応するプログラムを記憶回路３５から呼び出して実行することにより実現される。
【００９０】
本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１００では、まず、処理回路３７が、投影データを収集する（ステップＳ２０１）。そして、画像再構成回路３６が、ボリュームデータを再構成する（ステップＳ２０２）。その後、処理回路３７が、芯線を抽出して（ステップＳ２０３）、サンプリング点を決定して（ステップＳ２０４）、対応するサンプリング点を決定する（ステップＳ２０５）。
【００９１】
そして、処理回路３７は、サンプリング点ごとに肋骨の端点をそれぞれ決定して（ステップＳ２０６）、対応するサンプリング点における端点間を補間して（ステップＳ２０７）、断面を定義する（ステップＳ２０８）。その後、処理回路３７は、断面画像を生成して（ステップＳ２０９）、生成した断面画像を表示させる（ステップＳ２１０）。
【００９２】
上述したように、第２の実施形態によれば、決定機能３７ｃは、芯線上の点における芯線に対する法線方向の断面を、短軸断面として決定する。生成機能３７ｄは、複数の肋骨についてそれぞれ決定された複数の短軸断面を含む表示画像を生成する。従って、第２の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１００は、複数の肋骨すべてについて、歪みの少ない短軸断面を表示させることができ、診断の効率を向上させることを可能にする。
【００９３】
また、第２の実施形態によれば、生成機能３７ｄは、芯線に対する法線方向の断面に基づいて検出される短軸断面の端点間を示す断面画像を複数の肋骨を含む画像データから補間した表示画像を生成する。従って、第２の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１００は、複数の肋骨すべてについて、歪みの少ない短軸断面を表示させるとともに、周囲の組織についても表示させることができ、診断の効率をより向上させることを可能にする。
【００９４】
（第３の実施形態）
さて、これまで第１及び第２の実施形態について説明したが、上述した第１及び第２の実施形態以外にも、種々の異なる形態にて実施されてよいものである。
【００９５】
上述した第１及び第２の実施形態では、芯線を抽出したのちに芯線上のサンプリング点に基づいて短軸断面を決定する場合について説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、例えば、芯線を抽出することなく、短軸断面を決定する場合であってもよい。かかる場合には、決定機能３７ｃは、被検体の体軸を中心として、複数の肋骨上で背骨に対して等しい角度で形成される各短軸断面を、複数の肋骨間で対応する短軸断面として決定する。
【００９６】
図１４Ａは、第３の実施形態に係る決定機能３７ｃによる決定処理の一例を説明するための図である。なお、図１４Ａにおいては、被検体の体軸方向に直交する断面（ＸＹ断面）を示す。例えば、決定機能３７ｃは、図１４Ａに示すように、被検体Ｐの体軸５４を中心として、体軸５４と背骨とを結ぶ線分と、体軸５４と肋骨方向への線５６とのなす角度「θ」を用いて対応する短軸断面を決定する。
【００９７】
一例を挙げると、決定機能３７ｃは、角度「θ」が「ｅ」となる線５６が肋骨と交差した際の肋骨の端点を検出し、検出した端点間を結ぶ断面を短軸断面と決定する。すなわち、決定機能３７ｃは、図１４Ａに示す端点Ｐ４１１と、端点Ｐ４１２とを結ぶ断面を短軸断面と決定する。決定機能３７ｃは、体軸方向に重なる他の肋骨についても、角度「θ」が「ｅ」となる線が肋骨と交差した際の肋骨の端点を検出し、検出した端点間を結ぶ断面を短軸断面と決定し、それらの短軸断面を対応する断面と決定する。そして、決定機能３７ｃは、角度「θ」の値を変えながら、複数の肋骨について、肋骨間の対応する短軸断面を順に決定する。これにより、芯線抽出を行うことなく、表示画像を生成することができ、処理を高速化させることができる。
【００９８】
また、上述した第１及び第２の実施形態では、距離や、ボクセル数、角度、割合などにより対応する短軸断面を決定する場合について説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、例えば、複数の肋骨においてヒビや異常などの病変部位がある位置の断面を対応する短軸断面とする場合であってもよい。かかる場合には、決定機能３７ｃは、抽出された肋骨の構造に基づいて複数の肋骨における病変部位をそれぞれ検出し、検出した病変部位に対応する点における各短軸断面を、複数の肋骨間で対応する短軸断面として決定する。
【００９９】
図１４Ｂは、第３の実施形態に係る決定機能３７ｃによる決定処理の一例を説明するための図である。なお、図１４Ｂにおいては、背骨と２本の肋骨を模式的に示す。例えば、決定機能３７ｃは、肋骨領域に含まれるボクセルのうち、ＣＴ値が周囲の値よりも低いボクセルを病変部位に相当するボクセルと決定する。決定機能３７ｃは、肋骨それぞれから病変部位に相当するボクセルを決定し、決定したボクセルを結ぶ断面を定義することで、短軸断面を定義する。一例を挙げると、決定機能３７ｃは、図１４Ｂに示すように、上側の肋骨から病変部位５７に相当するボクセルを検出し、下側の肋骨から病変部位５８に相当するボクセルを検出する。そして、決定機能３７ｃは、検出したボクセル間を結ぶ断面５９を定義することで、肋骨間で対応する短軸断面を定義する。すなわち、決定機能３７ｃは、断面５９によってカットされる各肋骨の断面を、対応する短軸断面と決定する。なお、図１４Ｂでは、ボリュームデータに背骨が含まれる場合を例に挙げて説明したが、実施形態はこれに限定されるものではなく、ボリュームデータに背骨が含まれない場合であってもよい。
【０１００】
生成機能３７ｄは、決定機能３７ｃによって定義された断面５９に沿って表示画像を生成する。そして、表示制御機能３７ｅは、生成された表示画像をディスプレイ３２に表示させる。ここで、表示制御機能３７ｅによって表示されるリファレンス画像は、断面５９が示されたものとなる。これにより、病変部位が示された短軸断面の画像を自動で表示させることができ、診断にかかる手間を省くことを可能にする。
【０１０１】
また、上述した実施形態では、Ｘ線ＣＴ装置１００が各種処理を実行する場合について説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、例えば、医用画像処理装置２００において各種処理が実行される場合であってもよい。図１５は、第３の実施形態に係る医用画像処理装置２００の構成の一例を示す図である。
【０１０２】
例えば、図１５に示すように、医用画像処理装置２００は、Ｉ／Ｆ（インターフェース）回路２１０と、記憶回路２２０と、入力回路２３０と、ディスプレイ２４０と、処理回路２５０とを有する。
【０１０３】
Ｉ／Ｆ回路２１０は、処理回路２５０に接続され、ネットワーク４００を介して接続された各種のＸ線ＣＴ装置１００又はサーバ装置３００との間で行われる各種データの伝送及び通信を制御する。例えば、Ｉ／Ｆ回路２１０は、ネットワークカードやネットワークアダプタ、ＮＩＣ（Network  Interface  Controller）等によって実現される。本実施形態では、Ｉ／Ｆ回路２１０は、Ｘ線ＣＴ装置１００又はサーバ装置３００からＣＴ画像データを受信し、受信したＣＴ画像データを処理回路２５０に出力する。
【０１０４】
記憶回路２２０は、処理回路２５０に接続され、各種データを記憶する。例えば、記憶回路２２０は、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子や、ハードディスク、光ディスク等によって実現される。本実施形態では、記憶回路２２０は、Ｘ線ＣＴ装置１００又はサーバ装置３００から受信したＣＴ画像データを記憶する。
【０１０５】
入力回路２３０は、処理回路２５０に接続され、操作者から受け付けた入力操作を電気信号に変換して処理回路２５０に出力する。例えば、入力回路２３０は、トラックボール、スイッチボタン、マウス、キーボード、タッチパネル等によって実現される。
【０１０６】
ディスプレイ２４０は、処理回路２５０に接続され、処理回路２５０から出力される各種情報及び各種画像データを表示する。例えば、ディスプレイ２４０は、液晶モニタやＣＲＴ（Cathode  Ray  Tube）モニタ、タッチパネル等によって実現される。
【０１０７】
処理回路２５０は、入力回路２３０を介して操作者から受け付けた入力操作に応じて、医用画像処理装置２００が有する各構成要素を制御する。例えば、処理回路２５０は、プロセッサによって実現される。本実施形態では、処理回路２５０は、Ｉ／Ｆ回路２１０から出力されるＣＴ画像データを記憶回路２２０に記憶させる。また、処理回路２５０は、記憶回路２２０からＣＴ画像データを読み出し、ディスプレイ２４０に表示する。
【０１０８】
そして、処理回路２５０は、図１５に示すように、制御機能２５１と、抽出機能２５２と、決定機能２５３と、生成機能２５４と、表示制御機能２５５とを実行する。制御機能２５１は、医用画像処理装置２００の全体を制御する。ここで、制御機能２５１は、Ｘ線ＣＴ装置１００や、サーバ装置３００から複数の肋骨に関するボリュームデータを取得する。抽出機能２５２は、上述した抽出機能３７ｂと同様の処理を実行する。決定機能２５３は、上述した決定機能３７ｃと同様の処理を実行する。生成機能２５４は、上述した生成機能３７ｄと同様の処理を実行する。表示制御機能２５５は、上述した表示制御機能３７ｅと同様の処理を実行する。
【０１０９】
上述した実施形態では、単一の処理回路（処理回路３７及び処理回路２５０）によって各処理機能が実現される場合の例を説明したが、実施形態はこれに限られない。例えば、処理回路３７及び処理回路２５０は、複数の独立したプロセッサを組み合わせて構成され、各プロセッサが各プログラムを実行することにより各処理機能を実現するものとしても構わない。また、処理回路３７及び処理回路２５０が有する各処理機能は、単一又は複数の処理回路に適宜に分散又は統合されて実現されてもよい。
【０１１０】
上述した各実施形態の説明で用いた「プロセッサ」という文言は、例えば、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、ＧＰＵ（Graphics  Processing  Unit）、或いは、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。ここで、記憶回路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むように構成しても構わない。この場合には、プロセッサは回路内に組み込ま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。また、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一つのプロセッサとして構成され、その機能を実現するようにしてもよい。
【０１１１】
ここで、プロセッサによって実行されるプログラムは、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）や記憶部等に予め組み込まれて提供される。なお、このプログラムは、これらの装置にインストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ（Compact  Disk）−ＲＯＭ、ＦＤ（Flexible  Disk）、ＣＤ−Ｒ（Recordable）、ＤＶＤ（Digital  Versatile  Disk）等のコンピュータで読み取り可能な記憶媒体に記録されて提供されてもよい。また、このプログラムは、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納され、ネットワーク経由でダウンロードされることにより提供又は配布されてもよい。例えば、このプログラムは、各機能部を含むモジュールで構成される。実際のハードウェアとしては、ＣＰＵが、ＲＯＭ等の記憶媒体からプログラムを読み出して実行することにより、各モジュールが主記憶装置上にロードされて、主記憶装置上に生成される。
【０１１２】
以上説明した少なくとも一つの実施形態によれば、複数の肋骨について、詳細な画像を簡便に観察することができる。
【０１１３】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、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、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【０１１４】
１００  Ｘ線ＣＴ装置
３１、２３０  入力回路
３７ａ、２５１  制御機能
３７ｂ、２５２  抽出機能
３７ｃ、２５３  決定機能
３７ｄ、２５４  生成機能
３７ｅ、２５５  表示制御機能
２００  医用画像処理装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５】
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