(57)【要約】【課題】動き解析情報に基づき補間画像を実画像間に補間することで、画像内の特定の領域の変化を正確に表示すること。【解決手段】本発明の医療用画像処理装置は、複数のボリュームデータ及び各ボリュームデータが有する時刻情報に基づき、前記複数のボリュームデータを補間する補間ボリュームデータと当該補間ボリュームデータの時刻情報を生成する生成部と、前記複数のボリュームデータ及び前記補間ボリュームデータを可視化し表示する表示部と、を備え、前記生成部は、前記補間ボリュームデータの時刻情報と、当該時刻情報の直前のボリュームデータの時刻情報との間隔が、前記補間ボリュームデータの時刻情報と、当該時刻情報の直後のボリュームデータの時刻情報との間隔とは、異なる非等間隔となるように、前記補間ボリュームデータの時刻情報を設定する。【選択図】図１
2011067279.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
時刻情報を有する複数のボリュームデータのそれぞれを可視化する医療用画像処理装置であって、
前記複数のボリュームデータ及び各ボリュームデータが有する時刻情報に基づき、前記複数のボリュームデータを補間する補間ボリュームデータと当該補間ボリュームデータの時刻情報を生成する生成部と、
前記複数のボリュームデータ及び前記補間ボリュームデータを可視化し表示する表示部と、を備え、
前記生成部は、
前記補間ボリュームデータの時刻情報と、当該時刻情報の直前のボリュームデータの時刻情報との間隔が、前記補間ボリュームデータの時刻情報と、当該時刻情報の直後のボリュームデータの時刻情報との間隔とは、異なる非等間隔となるように、前記補間ボリュームデータの時刻情報を設定することを特徴とする医療用画像処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の医療用画像処理装置であって、
前記生成部は、
前記複数のボリュームデータ上の対応する位置、又は対応する物体を取得することで、動き解析情報である当該対応により、前記補間ボリュームデータを生成することを特徴とする医療用画像処理装置。
【請求項３】
請求項２に記載の医療用画像処理装置であって、
前記生成部は、
前記対応に表れる特徴のある時刻を、前記補間ボリュームデータの時刻情報として生成することを特徴とする医療用画像処理装置。
【請求項４】
請求項２に記載の医療用画像処理装置であって、
前記生成部は、
当該補間ボリュームの少なくとも一部を、前記対応を非線形補間して生成することを特徴とする医療用画像処理装置。
【請求項５】
請求項１に記載の医療用画像処理装置であって、
前記生成部は、
２組の前記時刻情報を有する複数のボリュームデータのうち、一方の組から生成する補間ボリュームデータの時刻情報を、
前記２組の前記時刻情報を有する複数のボリュームデータのうち、他方の組に含まれる一のボリュームデータの時刻情報とする医療用画像処理装置。
【請求項６】
請求項１に記載の医療用画像処理装置であって、
前記生成部は、
２組の前記時刻情報を有する複数のボリュームデータのうち、一方の組から生成する補間ボリュームデータの時刻情報を、
前記２組の前記時刻情報を有する複数のボリュームデータのうち、他方の組から生成する補間ボリュームデータの時刻情報とする医療用画像処理装置。
【請求項７】
請求項１に記載の医療用画像処理装置であって、
前記生成部は、前記補間ボリュームデータの時刻情報を、医療画像撮影装置と共に使用する外部装置から取得された時刻に基づき生成することを特徴とする医療用画像処理装置。
【請求項８】
医療用画像処理プログラムであって、
コンピュータを、
複数のボリュームデータ、及び当該複数のボリュームデータのそれぞれが有する時刻情報に基づき、前記複数のボリュームデータを補間する補間ボリュームデータと当該補間ボリュームデータの時刻情報を生成する生成手段と、
前記複数のボリュームデータ及び前記補間ボリュームデータを可視化し表示する表示手段として機能させ、
前記生成手段は、前記補間ボリュームデータの時刻情報と、当該時刻情報の直前のボリュームデータの時刻情報との間隔が、前記補間ボリュームデータの時刻情報と、当該時刻情報の直後のボリュームデータの時刻情報との間隔とは、異なる非等間隔となるように、前記補間ボリュームデータの時刻情報を設定することを特徴とする医療用画像処理プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医療用画像処理装置及び医療用画像処理プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線ＣＴ装置およびＭＲＩ装置等の各種画像診断機器は、被検体のボリュームデータから検査部位の断層像を生成し、モニター画面に表示して診断を行うものである。例えば、心臓や血管等の循環器系およびその他の動きのある臓器の場合、それらを構成する組織の動きを断層像により観察して、それら臓器等の機能を診断することが行なわれている。このような画像診断機器により、高解像度の画像が短時間に得られるようになったことに伴い、取得したボリュームデータから、臓器や腫瘍等の関心領域（Ｒｅｇｉｏｎ  ｏｆ  Ｉｎｔｅｒｅｓｔ）を抽出し、これらを見やすく可視化し、あるいは定量化して面積や体積を量ることにより病変部の診断に役立てている。
【０００３】
従来例１として、特許文献１に開示されている医療用画像処理装置は、各フェイズの複数のボリュームデータから新たに一の画像を生成し、各フェイズ現れる組織の変化を一の画像に表示することができる。しかし、各フェイズ間を補うボリュームデータを生成しているものではない。ここで、フェイズ（Ｐｈａｓｅ）とは、同一の対象を同一手法で短時間のうちに撮像した複数のボリュームデータのうちの１つのボリュームデータを指す。
【０００４】
従来例２として、特許文献２に開示されている医療用画像処理装置は、各フェイズの抽出領域から構造情報（たとえば、血管の中心線）を求めて、各フェイズの異常個所を比較、検出している。そのため、少ない計算量で領域抽出を行うことができる。しかし、各フェイズ間を補うボリュームデータを生成し、各フェイズの領域抽出を行っていない。
【０００５】
従来例３として、非特許文献１では、いわゆる、モーフィングにより、医療画像とは異なる通常の画像で構成される動画像のフレーム間隔（例えば、１／６０秒）の中間位置で新たに画像を補間している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−３５８９５号公報
【特許文献２】特開２００７−６８６５８号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃｖａｌｌｅｙ．ｃｏ．ｊｐ／ａｅ＿ｐｌｕｇｉｎ／ｒｅ＿ｖｉｓｉｏｎｅｆｆｅｃｔｓ／ｔｗｉｘｔｏｒ．ｈｔｍｌ
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、従来例１及び従来例２で開示されている技術では、各フェイズ間を補うボリュームデータを生成しているものではないので、各フェイズの位置合わせの精度を高めるには別の方法を検討する必要がある。また、従来例３では、新たに画像を補間するタイミングは、動画像（たとえば、テレビ映像）のフレーム間隔（例えば、１／６０秒）の中間位置に固定されており、この位置を変更することはまでは示唆されていない。
【０００９】
本発明の目的は、動き解析情報に基づき補間画像を実画像間に補間することで、画像内の特定の領域の変化を正確に表示することができる医療用画像処理装置及び医療用画像処理プログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、時刻情報を有する複数のボリュームデータのそれぞれを可視化する医療用画像処理装置であって、前記複数のボリュームデータ及び各ボリュームデータが有する時刻情報に基づき、前記複数のボリュームデータを補間する補間ボリュームデータと当該補間ボリュームデータの時刻情報を生成する生成部と、前記複数のボリュームデータ及び前記補間ボリュームデータを可視化し表示する表示部と、を備え、前記生成部は、前記補間ボリュームデータの時刻情報と、当該時刻情報の直前のボリュームデータの時刻情報との間隔が、前記補間ボリュームデータの時刻情報と、当該時刻情報の直後のボリュームデータの時刻情報との間隔とは、異なる非等間隔となるように、前記補間ボリュームデータの時刻情報を設定する医療用画像処理装置を提供する。
【００１１】
上記医療用画像処理装置では、前記生成部は、前記複数のボリュームデータ上の対応する位置、又は対応する物体を取得することで、動き解析情報である当該対応により、前記補間ボリュームデータを生成する。
【００１２】
上記医療用画像処理装置では、前記生成部は、前記対応に表れる特徴のある時刻を、前記補間ボリュームデータの時刻情報として生成する。
【００１３】
上記医療用画像処理装置では、前記生成部は、当該補間ボリュームの少なくとも一部を、前記対応を非線形補間して生成する。
【００１４】
上記医療用画像処理装置では、前記生成部は、２組の前記時刻情報を有する複数のボリュームデータのうち、一方の組から生成する補間ボリュームデータの時刻情報を、前記２組の前記時刻情報を有する複数のボリュームデータのうち、他方の組に含まれる一のボリュームデータの時刻情報とする。
【００１５】
上記医療用画像処理装置では、前記生成部は、２組の前記時刻情報を有する複数のボリュームデータのうち、一方の組から生成する補間ボリュームデータの時刻情報を、前記２組の前記時刻情報を有する複数のボリュームデータのうち、他方の組から生成する補間ボリュームデータの時刻情報とする。
【００１６】
上記医療用画像処理装置では、前記生成部は、前記補間ボリュームデータの時刻情報を、医療画像撮影装置と共に使用する外部装置から取得された時刻に基づき生成する。
【００１７】
また、本発明は、医療用画像処理プログラムであって、コンピュータを、複数のボリュームデータ、及び当該複数のボリュームデータのそれぞれが有する時刻情報に基づき、前記複数のボリュームデータを補間する補間ボリュームデータと当該補間ボリュームデータの時刻情報を生成する生成手段と、前記複数のボリュームデータ及び前記補間ボリュームデータを可視化し表示する表示手段として機能させ、前記生成手段は、前記補間ボリュームデータの時刻情報と、当該時刻情報の直前のボリュームデータの時刻情報との間隔が、前記補間ボリュームデータの時刻情報と、当該時刻情報の直後のボリュームデータの時刻情報との間隔とは、異なる非等間隔となるように、前記補間ボリュームデータの時刻情報を設定する医療画像プログラムである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る医療用画像処理装置及び医療用画像処理プログラムによれば、動き解析情報に基づき補間画像を実画像間に補間することで、画像内の特定の領域の変化を正確に表示することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本実施の形態に係る医療用画像処理装置１００の構成を示すブロック図
【図２】動き解析情報生成部１０３の動作を概念的に説明するための示す図
【図３】補間ボリュームデータ生成部１０５の動作を概念的に説明するための図
【図４】画像生成部１０７が生成する画像を模式的に示す図
【図５】時刻ｔｋ−１と時刻ｔｋと間の任意の時刻で画像生成部１０７が生成する画像を模式的に示す図
【図６】心室容量の大きさの経時変化を示すモデルと画像生成部１０７が作成した補間画像ｔａｕｘとを比較した図
【図７】画像生成部１０７が生成した２組の時系列に並んだ３次元画像セットを示す図
【図８】図７に示す２組みの３次元画像セットを同期させた画像のシーケンスを示す図
【図９】等間隔に複数の補間画像を実画像に補った場合の画像のシーケンスを示す図
【図１０】実画像に対して一時的に複数の補間画像補い、表示した例を示す図
【図１１】医療用画像処理装置１００の動作処理フロー
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
【００２１】
図１を参照して、本実施の形態に係る医療用画像処理装置について説明する。図１に示す医療用画像処理装置１００は、ボリュームデータ生成部１０１と、動き解析情報生成部１０３と、補間ボリュームデータ生成部１０５と、画像生成部１０７と、表示処理部１０９と、を備える。医療用画像処理装置１００には、医療用画像処理装置１００で生成された画像を表示する表示部１１１と、医療用画像処理装置１００の各部を操作するためのユーザインターフェースである操作部１１３と、が設けられている。
【００２２】
図１に示すように、医療用画像処理装置１００は、コンピュータ断層撮影装置に接続されている。コンピュータ断層撮影装置は、被検体の組織等を可視化するものである。Ｘ線源１からは同図に鎖線で示す縁部ビームを有するピラミッド状のＸ線ビーム束２が放射される。Ｘ線ビーム束２は、例えば患者３である被検体を透過しＸ線検出器４に照射される。Ｘ線源１及びＸ線検出器４は、本実施形態の場合にはリング状のガントリー５に互いに対向配置されている。リング状のガントリー５は、このガントリーの中心点を通るシステム軸線６に対して、同図に示されていない保持装置に回転可能（矢印ａ参照）に支持されている。
【００２３】
患者３は、Ｘ線が透過するテーブル７上に寝ている。このテーブル７は、図示されていない支持装置によりシステム軸線６に沿って移動可能（矢印ｂ参照）に支持されている。従って、Ｘ線源１及びＸ線検出器４は、システム軸線６に対して回転可能でありかつシステム軸線６に沿って患者３に対して相対的に移動可能である測定システムを構成するので、システム軸線６に関して種々の投影角及び種々の位置のもとで患者３にＸ線を投射する。その際に発生するＸ線検出器４の出力信号は、ボリュームデータ生成部１０１に供給され、ボリュームデータに変換される。
【００２４】
シーケンス走査の場合、患者３の層毎の走査が行なわれる。その際に、Ｘ線源１及びＸ線検出器４はシステム軸線６を中心に患者３の周りを回転し、Ｘ線源１及びＸ線検出器４を含む測定システムは患者３の２次元断層を走査するために多数の投影を撮影する。その際に取得された測定値から、走査された断層を表示する断層像が再構成される。相連続する断層の走査の間に、患者３はその都度システム軸線６に沿って移動される。この過程は全ての関心断層が捕捉されるまで繰り返される。
【００２５】
スパイラル走査中は、Ｘ線源１及びＸ線検出器４を含む測定システムはシステム軸線６を中心に回転し、テーブル７は連続的に矢印ｂの方向に移動する。すなわち、Ｘ線源１及びＸ線検出器４を含む測定システムは、患者３に対して相対的に連続的にスパイラル軌道上を、患者３の関心領域が全部捕捉されるまで移動する。本実施形態の場合、同図に示されたコンピュータ断層撮影装置により、患者３の診断範囲における多数の相連続する断層信号がボリュームデータ生成部１０１に供給される。
【００２６】
ボリュームデータ生成部１０１は、コンピュータ断層撮影装置により供給された断層信号から、撮影時刻の異なる複数のボリュームデータを生成し、各ボリュームデータが生成された時刻を表す時刻情報と共に、動き解析情報生成部１０３及び画像生成部１０７へ出力する。なお、ボリュームデータ生成部１０１は、図示しないメモリに、撮影時刻の異なる複数のボリュームデータを保持することができる。
【００２７】
ここで、本実施の形態では、ボリュームデータ生成部１０１は、複数のボリュームデータの各ボリュームデータが、コンピュータ断層撮影装置により撮影された時刻ｔに基づき、ボリュームデータを生成した時刻情報ｔｎ（ｎ＝１、２、…、ｋ−１、ｋ、ｋ＋１…：自然数）を生成するものとする。
【００２８】
以下、説明のため、ボリュームデータ生成部１０１では、時刻情報ｔｋ−１のボリュームデータと、時刻ｔｋ−１から所定時間経過後に撮影され、ボリュームデータ生成部１０１に供給された断層信号に基づき生成された時刻情報ｔｋのボリュームデータと、時刻ｔｋから所定時間経過後に撮影され、ボリュームデータ生成部１０１に供給された断層信号に基づき生成された時刻情報ｔｋ＋１のボリュームデータを保持しているものとする。
なお、以下、説明のため、時刻情報ｔｋのボリュームデータを、ボリュームデータｔｋと適宜省略して記載する。
【００２９】
動き解析情報生成部１０３は、ボリュームデータ生成部１０１から出力されたボリュームデータのうち、ボリュームデータｔｋ−１及びその時刻情報ｔｋ−１、並びにボリュームデータｔｋ及びその時刻情報ｔｋから、動き解析情報を生成し（図２参照）、補間ボリュームデータ生成部１０５に出力する。
【００３０】
ここで、動き解析情報とは、複数のボリュームデータ上の対応する位置もしくは対応する物体の対応関係の情報、及び、前記位置及び物体が移動変化する過程の情報を指す。また、各ボリュームデータの画素が、時刻ｋ−１と時刻ｋとの間の任意の時刻での位置を示す指標となる。
【００３１】
図２は、動き解析情報生成部１０３の動作を概念的に示す図である。図２に示すように、動き解析情報生成部１０３は、３次元画像の情報を含むボリュームデータｔｋ−１の各画素がどのように変位して、ボリュームデータｔｋでの画素となっているかを、動き解析情報として生成している。
【００３２】
補間ボリュームデータ生成部１０５は、動き解析情報生成部１０３から出力された動き解析情報に基づき、ボリュームデータｔｋ−１とボリュームデータｔｋとの間を補間する、補間ボリュームデータｔａｕｘとその時刻情報ｔａｕｘとを生成し、画像生成部１０７に出力する。
【００３３】
ここで、補間ボリュームデータとは、時刻ｔｋ−１と時刻ｔｋとの間の特定の時刻ｔａｕｘにおけるボリュームデータである。つまり、補間ボリュームデータ生成部１０５が補間ボリュームデータｔａｕｘを生成することは、実際はコンピュータ断層撮影装置で撮像されていない時刻ｔａｕｘにおいて、あたかもコンピュータ断層撮影装置により撮像して、ボリュームデータ生成部１０１がボリュームデータを生成したことと、同等となる。
【００３４】
図３は、補間ボリュームデータ生成部１０５の動作を概念的に示す図である。図３に示すように、補間ボリュームデータ生成部１０５は、３次元画像の情報を含むボリュームデータｔｋ−１とボリュームデータｔｋとの間を補間する、補間ボリュームデータｔａｕｘとその時刻情報ｔａｕｘとを生成する。
【００３５】
ここで、本実施の形態では、図３に示すように補間ボリュームデータｔａｕｘが有する時刻情報ｔａｕｘは、時刻情報ｔｋ−１と時刻情報ｔｋとの中間の時刻情報ではない。言い換えると、補間ボリュームデータの時刻情報ｔａｕｘと直前のタイミングに生成されたボリュームデータｔｋ−１の時刻情報ｔｋ−１との間隔Ａと、補間ボリュームデータの時刻情報ｔａｕｘと直後のタイミングに生成されたボリュームデータの時刻情報ｔｋとの間隔Ｂとが異なる間隔、すなわち、非等間隔となっている。この理由については、後述する。
【００３６】
画像生成部１０７は、ボリュームデータ生成部１０１から出力されるボリュームデータｔｋ−１、ｔｋ、及び時刻情報ｔｋ−１、ｔｋ、並びに補間ボリュームデータ生成部１０５から出力される補間ボリュームデータｔａｕｘ、及びその時刻情報ｔａｕｘを入力とする。画像生成部１０７は、各ボリュームデータｔｋ−１、ｔｋから実際の３次元画像を生成する一方、補間ボリュームデータｔａｕｘから補間３次元画像を生成し、時系列に並べる。
【００３７】
表示処理部１０９は、画像生成部１０７で時系列となった実画像ｔｋ−１、ｔｋ及び補間画像ｔａｕｘを、表示部１１１のディスプレイに表示するための各種処理を行う。例えば、画像生成部１０７で生成された３次元画像のシーケンスを生成して、表示部１１１で動画像として再生するための処理（再生フレームレートの設定など）を行うことができる。
【００３８】
表示部１１１は、表示処理部１０９で適宜処理された時系列となった実画像ｔｋ−１、ｔｋ及び補間画像ｔａｕｘを表示する。表示部１１１は、時系列となった実画像ｔｋ−１、ｔｋ及び補間画像ｔａｕｘ以外に、各画像の時刻情報も表示する。また、必要に応じて、表示部１１１は、画像生成部１０７で生成された３次元画像のシーケンスを、表示処理部１０９での処理の後、動画像として再生することができる。
【００３９】
操作部１１３は、表示部１１１に表示された画像を加工するための各種のインターフェースを備えており、例えば、補間画像ｔａｕｘを生成するための補間パラメータ（時刻情報ｔａｕｘなど）を設定する。そして、ユーザは、表示部１１１を見ながら、操作部１１３により、医療用画像処理装置１００の各部を操作することができる。そのため、ユーザは、インタラクティブに補間パラメータを変更できる。すなわち、したがって、本実施の形態の医療用画像処理装置において、画像生成部１０７は、操作部１１３から指示に基づき、インタラクティブに補間画像ｔａｕｘを修正することができる。
【００４０】
ここで、補間パラメータとして、たとえば、（１）位置補間アルゴリズム（リニア／キュービック／スプライン）、（２）ボクセル値の補間のアルゴリズム（リニア／キュービック／スプライン）、（３）補間により生成される３Ｄ画像のピッチ（時間間隔）や数、並びに（４）４Ｄフィルタの方法として、平滑化、エッジ強調、最大値・最小値投影、差分、累積加算、ヒストグラムマッチング、およびそれらの組み合わせなどがある。
【００４１】
図４を参照して、画像生成部１０７が生成する３次元画像について説明する。図４は、画像生成部１０７が生成した各画像を模式的に示す図である。図４に示すように、実画像ｔｋ−１と実画像ｔｋとの間で、時刻情報ｔａｕｘを有する補間画像ｔａｕｘが、画像生成部１０７によって生成される。以下、説明のためボリュームデータｔｋ−１、ｔｋから生成された、時刻ｔｋ−１、ｔｋにおける実際の３次元画像を、それぞれ実画像ｔｋ−１と実画像ｔｋと称し、補間ボリュームデータｔａｕｘから生成された、時刻ｔａｕｘにおける３次元の補間画像を、補間画像ｔａｕｘと称する。
【００４２】
ここで、図４に示すように、補間画像ｔａｕｘの時刻情報ｔａｕｘと直前のタイミングに生成された実画像ｔｋ−１の時刻情報ｔｋ−１との間隔Ｃと、補間画像ｔａｕｘの時刻情報ｔａｕｘと直後のタイミングに生成された実画像ｔｋの時刻情報ｔｋとの間隔Ｄとが非等間隔となっている。本実施の形態において、ボリュームデータｔｋ−１と、時刻情報ｔｋ−１の次のタイミングで生成されるボリュームデータｔｋとの間隔が、およそ０．１秒から数年単位である。これは、画像生成部１０７で生成される医療画像（実画像ｔｋ−１、実画像ｔｋ、及び補間画像ｔａｕｘ）とは異なる通常の画像で構成される動画像（たとえば、テレビなどの映像）のフレーム間隔（例えば、１／６０秒）と比べて非常に大きいことに起因する。
【００４３】
つまり、本実施の形態では、実画像ｔｋ−１、と実画像ｔｋとの間の間隔（Ｃ＋Ｄ）が、例えば年単位であって、実画像ｔｋ−１と実画像ｔｋとの間で発生している被検体である患者３の関心領域の経年変化を観察するのに、その中間位置での補間画像では十分ではないからである。そのため、補間画像ｔａｕｘの時刻情報ｔａｕｘと直前のタイミングに生成された実画像ｔｋ−１の時刻情報ｔｋ−１との間隔Ｃと、補間画像ｔａｕｘの時刻情報ｔａｕｘと直後のタイミングに生成された実画像ｔｋの時刻情報ｔｋとの間隔Ｄとが非等間隔とし、実画像ｔｋ−１、と実画像ｔｋとの間で被検体である患者３の検査部位（関心領域）の経年変化を中間位置とは異なる、実画像ｔｋ−１、と実画像ｔｋとの間の様々な位置で補間画像を生成することを可能としている。また、撮影に要する放射線量を最小にする目的で、関心の最も高い時刻では撮影の時間間隔を密にし、それ以外では疎に撮影することが行われている。また、心電図など被検体のリアルタイム情報を取得する別途の機器で指定されるタイミングで撮影することもある。これらによって撮影間隔が非等間隔となりうる。リアルタイム情報には他には例えば、造影剤の注入のタイミングもある。
【００４４】
上述のように、本実施の形態では、補間画像ｔａｕｘの時刻情報ｔａｕｘと直前のタイミングに生成された実画像ｔｋ−１の時刻情報ｔｋ−１との間隔Ｃと、補間画像ｔａｕｘの時刻情報ｔａｕｘと直後のタイミングに生成された実画像ｔｋの時刻情報ｔｋとの間隔Ｄとが、非等間隔であるが、これに限らない。実画像ｔｋ−１と実画像ｔｋとの間で発生している被検体である患者３の関心領域の経時変化を観察するのに適したタイミングであれば、補間画像ｔａｕｘの時刻情報ｔａｕｘと直前のタイミングに生成された実画像ｔｋ−１の時刻情報ｔｋ−１との間隔Ｃと、補間画像ｔａｕｘの時刻情報ｔａｕｘと直後のタイミングに生成された実画像ｔｋの時刻情報ｔｋとの間隔Ｄとが、等間隔に設定されてもよい。すわなち、実画像ｔｋ−１と実画像ｔｋとの間で発生している被検体である患者３の検査部位（関心領域）の経時変化を観察するのに適したタイミングであれば、時刻情報ｔｋ−１と時刻情報ｔｋ−１との間の任意の時刻で画像生成部１０７が補間画像ｔａｕｘを生成しても良い。言い換えると、本実施の形態において、ボリュームデータｔａｕｘの時刻ｔａｕｘは、たとえば、被検体（患者３）の検査部位（関心領域）の変化が現れると予測される時間に依存して、適宜設定することができる。これにより、本実施の形態では、Ｘ線の線量を削減し、被検体である患者３への影響を極力抑えることができる。
【００４５】
（任意の時刻の補間画像）
図５は、時刻ｔｋ−１と時刻ｔｋ−１との任意の時刻で画像生成部１０７が補間画像ｔａｕｘを生成する一例を模式的に示す図である。図５に示すように、画像生成部１０７は、実画像ｔｋ−１を生成した時刻０．０ｓｅｃと、実画像ｔｋを生成した時刻情報１．５ｓｅｃとの間の任意の時刻情報１．０ｓｅｃの補間画像ｔａｕｘを生成する。そのため、実画像を生成した時刻の間の任意の時刻で補間画像を生成することができ、実画像ｔｋ−１、と実画像ｔｋとの間で発生している患者３の診断範囲の経時変化を観察することができる。
【００４６】
（補間画像とモデルとの比較）
図６は、心室容量の大きさの経時変化を示すモデルと画像生成部１０７が作成した補間画像ｔａｕｘとを比較した図である。上述のように、時刻情報ｔｋ−１と時刻情報ｔｋ−１との間の時刻であれば、任意の時刻で画像生成部１０７が補間画像ｔａｕｘを生成することが可能なので、たとえば図６に示すように、心室容量の大きさの経時変化を示すモデルの最大容量を示す時刻で、画像生成部１０７が補間画像ｔａｕｘを作成し、心室容量の大きさの経時変化を示すモデルと補間画像ｔａｕｘにあらわれる心室の大きさとを比較することができる。
【００４７】
心室容量の大きさの経時変化を示すモデルは、図６に示すように線形的に変化するものではないので、２つの実画像ｔｋ−１、ｔｋ間の中間位置では、心室容量は最大とならない、したがって、本実施の形態では、モデル上、心室容量が最大となる特徴を有する時刻で、実画像ｔｋ−１、ｔｋから補間画像ｔａｕｘを生成する。図６に示すように、モデル上、心室容量が最大となる時刻はｔ＝０．７８ｓｅｃである。したがって、画像生成部１０７は、時刻情報ｔａｕｘをモデル上、心室容量が最大となる時刻はｔ＝０．７８ｓｅｃとし、補間画像ｔａｕｘを生成する。
【００４８】
上述のように、観察対象となる被検体（患者３）の検査部位（関心領域）の特徴が現れると推定される時刻を補間画像の時刻情報とすることで、画像生成部１０７は、観察対象となる被検体（患者３）の検査部位（関心領域）の特徴を画像として生成し、表示部１１１が可視化することができる。
【００４９】
なお、心室容量の大きさの経時変化を示すモデルから、観察対象となる被検体（患者３）の検査部位（関心領域）の特徴が現れると推定しているが、観察対象となる被検体（患者３）の検査部位（関心領域）の特徴を推定する手段は当該モデルだけに限らない。例えば、被検体である患者３に対して造影剤などが注入された外的要因が発生した時刻を、画像上に特徴が現れる時刻であると推定することも可能できる。そのため、補間画像ｔａｕｘを作成し、実画像ｔｋ−１、ｔｋ、及び補間画像ｔａｕｘの一連の画像の変化から、被検体（患者３）の検査部位（関心領域）の外的要因による変化を観察することができる。また、時刻情報ｔａｕｘモデルのみならず外部機器からの入力によって定めることが出来る。これは心電図など被検体のリアルタイム情報を実画像の取得と同時に行い、これを参照することによって求めることが出来る。例えば、心電図上の波形の特徴的な時刻や、造影剤の注入を行ったタイミングなどが考えられる。
【００５０】
（異なる画像セットの同期）
また、画像生成部１０７は、同一の被検体から同一の検査部位を対象として、異なるモードで動作するコンピュータ断層撮影装置又は異なるコンピュータ断層撮影装置により供給された複数のボリュームデータから、時系列の複数の３次元画像セットを生成し、複数の３次元画像セットから正確に同期した画像のシーケンスを生成することができる。図７は、画像生成部１０７が生成した２組の時系列に並んだ３次元画像セットを示す。また、図８は、図７に示す２組みの３次元画像セットを同期させた画像のシーケンスを示す図である。
【００５１】
図７に示す３次元画像セットＢでは、第１の時刻情報ｔｋ−１（＝０．２ｓｅｃ）を有する第１実画像ｔｋ−１、及び第２の時刻情報ｔｋ（＝１．７ｓｅｃ）を有する第２実画像ｔｋ、並びに、第１実画像ｔｋ−１及び第２実画像ｔｋから生成され、時刻情報ｔａｕｘ２を有する第２補間画像ｔａｕｘ２が時系列に並んでいる。また、図７に示す３次元画像セットＡでは、第３の時刻情報ｔｋ−１（＝０．０ｓｅｃ）を有する第３実画像ｔｋ−１、及び第４の時刻情報ｔｋ（＝１．５ｓｅｃ）を有する第４実画像ｔｋ、並びに第３実画像ｔｋ−１及び第４実画像ｔｋから生成され、時刻情報ｔａｕｘ１を有する第１補間画像ｔａｕｘ１が時系列に並んでいる。
【００５２】
そして、図８に示すように、画像生成部１０７は、各画像の保持する時刻情報に基づき、３次元画像セットＢの第２補間画像ｔａｕｘ２を有する時刻情報ｔａｕｘ２を、３次元画像セットＡに時間的に同期させて、新たな画像のシーケンスを生成する。
【００５３】
したがって、本実施の形態では、画像生成部１０７は、同一の被検体から同一の検査部位を対象として、異なるモードで動作するコンピュータ断層撮影装置又は異なるコンピュータ断層撮影装置により供給された複数のボリュームデータから、時系列の複数の３次元画像セットを生成することができる。そして、表示処理部１０９は、複数の３次元画像セットから正確に時間的に同期した画像のシーケンスを生成することができる。
【００５４】
また、本実施の形態では、画像生成部１０７は、図８に示す３次元画像のシーケンスを用いれば、観察対象部位（心臓）のマルチフェイズデータでの同一フェイズ間のずれの補正も可能となる。また、本実施の形態では、画像生成部１０７は、図８に示す３次元画像のシーケンスを用いれば、「コンピュータ断層撮影装置から取得した検査の画像取得時間情報」と「表示処理部１０９で生成される再生フレームレート」を元に、表示部１１１で正確な実時間で動画再生することができる。
【００５５】
さらに、本実施の形態では、画像生成部１０７は、図７に示す一方の３次元画像セットＢにだけ存在する特定の取得時刻（例えば、ｔｋ＝１．７）の実画像ｔｋに合わせて、他方の３次元画像セットＡの第３実画像ｔｋ−１及び第４実画像ｔｋから新たな補間画像を作成することにより、より正確な３次元画像間の比較を可能にする。
【００５６】
図９に、画像生成部１０７が時間的に等間隔に複数の補間画像を実画像に補った場合の画像のシーケンスを示す。また、画像生成部１０７は、図９に示すように、同一の被検体から同一の検査部位を対象として、撮影間隔の異なるコンピュータ断層撮影装置により供給された複数のボリュームデータｔ１（＝０．００ｓｅｃ）、ｔ２（＝０．１７ｓｅｃ）、ｔ３（＝０．３０ｓｅｃ）から生成された複数の実画像ｔ１、ｔ２、ｔ３のうち実画像ｔ１、ｔ３に対して、時間的に等間隔に補う、時刻情報ｔ４（＝０．１０ｓｅｃ）を有する補間画像ｔａｕｘ４、及び時刻情報ｔ５（＝０．２０ｓｅｃ）を有する補間画像ｔａｕｘ５を生成することができる。そのため、本実施の形態では、時間的に等間隔でない実画像に対して、補間画像を等時間間隔に生成するので、表示部１１１が表示する医療用画像の表示や解析の質・能力を高めることができる。
【００５７】
図１０に、実画像に対して一時的に複数の補間画像補い、表示部１１１に表示した例を示す。画像生成部１０７は、図１０に示すように、表示部１１１に３次元画像のシーケンスを表示している時のみ、一時的に、画像生成部１０７が複数の補間画像ｔｅｍｐ１から補間画像ｔｅｍｐ３を生成し、各フレームごとに、レンダリング後に複数の補間画像ｔｅｍｐ１から補間画像ｔｅｍｐ３を破棄することで、メモリの使用量を削減でき、本実施の形態の医療用画像処理装置１００への負荷を軽減することができる。
【００５８】
次に、図１１を参照して、本実施の形態に係る医療用画像処理装置１００の動作処理フローを説明する。図１１は、医療用画像処理装置１００の動作処理フローである。
【００５９】
まず、ステップＳＴ１で、ボリュームデータ生成部１０１は、コンピュータ断層撮影装置により供給された断層信号から、撮影時刻の異なる複数のボリュームデータ、及び各ボリュームデータの時刻情報ｔｎを生成する。そして、ステップＳＴ２へ遷移する。
【００６０】
次に、ステップＳＴ２で、動き解析情報生成部１０３は、ボリュームデータ生成部１０１から出力されたボリュームデータのうち、ボリュームデータｔｋ−１及びその時刻情報ｔｋ−１、並びにボリュームデータｔｋ及びその時刻情報ｔｋから、動き解析情報を生成する。そして、ステップＳＴ３へ遷移する。
【００６１】
次に、ステップＳＴ３で、補間ボリュームデータ生成部１０５は、動き解析情報生成部１０３から出力された動き解析情報に基づき、ボリュームデータｔｋ−１とボリュームデータｔｋとの間を補間する、補間ボリュームデータｔａｕｘとその時刻情報ｔａｕｘとを生成する。そして、ステップＳＴ４へ遷移する。
【００６２】
次に、ステップＳＴ４で、画像生成部１０７は、各ボリュームデータｔｋ−１、ｔｋから実際の３次元画像を生成する一方、補間ボリュームデータｔａｕｘから補間３次元画像を生成し、時系列に並べる。そして、ステップＳＴ５へ遷移する。
【００６３】
次に、ステップＳＴ５で、表示処理部１０９は、画像生成部１０７で時系列となった実画像ｔｋ−１、ｔｋ及び補間画像ｔａｕｘを、表示部１１１のディスプレイに表示するための各種処理を行う。そして、ステップＳＴ６へ遷移する。
【００６４】
最後に、ステップＳＴ６で、表示部１１１は、表示処理部１０９で適宜処理された時系列となった実画像ｔｋ−１、ｔｋ及び補間画像ｔａｕｘを表示する。そして、動作処理が終了する。
【００６５】
以上、本実施の形態に係る医療用画像処理装置１００によれば、動き解析情報に基づき補間画像を実画像間に補間することで、画像内の特定の領域の変化を正確に表示することができる。したがって、本実施の形態に係る医療用画像処理装置１００によれば、被検体である患者３の検査部位（関心領域）の観察を精度良く行うことができる。
【００６６】
例えば、医療用画像処理装置１００により、動き解析情報に基づき補間画像を実画像間に補間すれば、従来のレンダリング法でシネ再生するだけでも、心機能の不全等を良好に観察できる。また、医療用画像処理装置１００により、動き解析情報に基づき補間画像を実画像間に補間すれば、心臓マルチフェイズデータのような短い時間間隔のものだけでなく、病変の経年変化を観察するような長い時間間隔のデータにも応用できる。
【００６７】
さらに、医療用画像処理装置１００により、動き解析情報に基づき補間画像を実画像間に補間すれば、ストレイン解析、パフュージョン解析、心機能解析などで、再現性のある全自動化された定量化により、従来よりも安価に正確で結果を誰もが得られる。さらに、また、医療用画像処理装置１００により、動き解析情報に基づき補間画像を実画像間に補間すれば、セグメンテーションにより隣接する関心領域（臓器）を設定し、動き解析情報により複数の臓器の動きが同一の部分を推定、臓器間癒着の可能性あり、として表示部１１１に表示することができる。
【００６８】
また、本実施の形態に係る医療用画像処理装置１００によれば、動き解析情報に基づき補間画像を実画像間に補間すれば、表示部１１１のノイズ軽減、ノイズのばらつき調整が可能である。
【００６９】
例えば、医療用画像処理装置１００が生成した動き解析情報によって、実画像及び補間画像の対応画素を特定することにより、本来の詳細な画像情報を失うことなくノイズを軽減できる。また、医療用画像処理装置１００により、ＣＴマルチフェイズ検査において、Ｘ線照射量の多いフェイズと少ないフェイズが混在しても、Ｘ線照射量の少ないフェイズについては、前後のフェイズの画素値を利用することで、良好な補間画像を得られる。
【００７０】
さらに、医療用画像処理装置１００により、動き解析情報に基づき補間画像を実画像間に補間すれば、重要なフェイズのみＸ線照射量を多くして実画像を生成し、それ以外のフェイズについては、補間画像を生成することで、患者３のＸ線の被ばく量を低減することができる。
【００７１】
なお、本実施の形態に係る医療用画像処理装置１００では、図１に示すコンピュータ断層撮影装置により、患者３の診断範囲における多数の相連続する断層信号がボリュームデータ生成部１０１に供給されているが、これに限らない。ボリュームデータ生成部１０１に供給される信号は、コンピュータ断層撮影装置以外に、たとえば、ＭＲＩ装置（Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ  Ｉｍａｇｉｎｇ）といった、被検体のボリュームデータから検査部位の断層像を生成し、モニター画面に表示して診断を行う装置からの断層信号も含まれる。
【００７２】
なお、本実施の形態において、ボリュームデータｔｋの時刻ｔｋは、ボリュームデータｔｋ−１から所定時間経過した後の時刻であるが、この所定時間は任意の時間であり、たとえば、被検体（患者３）の検査部位（関心領域）の変化が現れると予測される時間に依存して、適宜設定することができる。
【００７３】
なお、本実施の形態において、表示処理部１０９が、画像生成部１０７で時系列となった実画像ｔｋ−１、ｔｋ及び補間画像ｔａｕｘを、表示部１１１のディスプレイに表示するための各種処理を行う際、以下のような処理が表示部１１１で可能なように設定されても良い。つまり、（１）動き解析、マスク・パス等の編集、補間画像の生成は、時間・場所・処理装置に関して別々に行え、（２）動き解析情報と、マスク・パス等の編集状態（ワークスペース）を、別のファイルとして保存し、後で組み合わせて補間画像を生成する、（３）動き解析情報と、マスク・パス・レンダリングの情報を含む画像ファイルを、後で組み合わせて補間（増量）画像を生成する、（４）補間画像の生成やジオメトリ情報の伝播の機能があるワークステーション上に、動き解析情報の有無を表示し、ユーザに動き解析が完了したことを即時に知らせる、（５）異なる精度、アルゴリズム、による複数の動き解析情報のマネージメント（削除・コピー・移動）ができる。
【００７４】
なお、本実施の形態では、ボリュームデータを生成した時刻情報を、コンピュータ断層撮影装置により供給された時刻ｔに基づき、生成しているが、これに限らない。
【００７５】
なお、本実施の形態の説明に用いた各機能ブロック（図１参照）は、典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現される。特に、実画像及び補間画像を生成する計算処理は、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）により行うことができる。ＧＰＵは、汎用のＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）と比較して画像処理に特化した設計なされている演算処理装置で、通常のＣＰＵとは別個にコンピュータに搭載される。
【００７６】
なお、本実施の形態では、心臓の観察に用いる例を示したが、これに限らない。例えば、腫瘍組織の経時変化の観察、血流灌流の観察などに用いることも出来る。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
本発明に係る医療用画像処理装置及び医療用画像処理プログラムは、動き解析情報に基づき補間画像を実画像間に補間することで、画像内の特定の領域の変化を正確に表示するという効果を有し、医療用画像処理装置等として有用である。
【符号の説明】
【００７８】
１００  医療用画像処理装置
１０１  ボリュームデータ生成部
１０３  動き解析情報生成部
１０５  補間ボリュームデータ生成部
１０７  画像生成部
１０９  表示処理部
１１１  表示部
１１３  操作部
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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