(57)【要約】【課題】リアルタイムではない医療映像及びリアルタイムで獲得された医療映像を迅速且つ正確に整合する方法及びその装置を提供する。【解決手段】本発明の医療映像を整合する方法は、リアルタイム獲得ではない第１医療映像で少なくとも１つの地点が選択される段階と、第１医療映像から選択された地点を含む解剖学的個体及び選択された地点の近隣に位置する解剖学的個体をそれぞれ抽出する段階と、第１医療映像から抽出された解剖学的個体に対応する解剖学的個体をリアルタイムで獲得された第２医療映像から抽出する段階と、第１医療映像及び第２医療映像から抽出された解剖学的個体間の幾何学的関係を利用して第１医療映像と第２医療映像とを整合する段階と、を有する。【選択図】図２
2015047506.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なるモダリティの医療映像を整合する方法であって、
リアルタイム獲得ではない第１医療映像で少なくとも１つの地点が選択される段階と、
前記第１医療映像から前記選択された地点を含む解剖学的個体及び前記選択された地点の近隣に位置する解剖学的個体をそれぞれ抽出する段階と、
前記第１医療映像から抽出された解剖学的個体に対応する解剖学的個体をリアルタイムで獲得された第２医療映像から抽出する段階と、
前記第１医療映像及び前記第２医療映像から抽出された解剖学的個体間の幾何学的関係を利用して前記第１医療映像と前記第２医療映像とを整合する段階と、を有することを特徴とする医療映像整合方法。
【請求項２】
前記第１医療映像から前記選択された地点を含む解剖学的個体を抽出する段階は、
前記選択された地点に隣接して前記選択された地点に類似する解剖学的特徴を有する地点を検出する段階と、
前記検出された地点を利用して前記選択された地点を含む解剖学的個体の領域を決定する段階と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の医療映像整合方法。
【請求項３】
前記選択された地点に類似する解剖学的特徴を有する地点を検出する段階は、
造影増強された前記第１医療映像で前記選択された地点とのコントラストが予め設定された臨界値以下である地点を検出することを特徴とする請求項２に記載の医療映像整合方法。
【請求項４】
前記第１医療映像から前記選択された地点の近隣に位置する解剖学的個体を抽出する段階は、
造影増強された前記第１医療映像で予め設定された明度値範囲内にある候補地点を検出する段階と、
前記検出された候補地点が前記選択された地点の近隣に位置する解剖学的個体に含まれる確率を計算する段階と、
前記計算された確率が予め設定された臨界値以上である地点から構成された少なくとも１つのクラスタを形成する段階と、
前記少なくとも１つのクラスタのうちのいずれか一つを前記選択された地点の近隣に位置する解剖学的個体領域として決定する段階と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の医療映像整合方法
【請求項５】
前記少なくとも１つのクラスタのうちのいずれか一つを前記選択された地点の近隣に位置する解剖学的個体領域として決定する段階は、
前記少なくとも１つのクラスタのうちの体積が最大であるクラスタを前記選択された地点の近隣に位置する解剖学的個体領域として決定することを特徴とする請求項４に記載の医療映像整合方法。
【請求項６】
前記少なくとも１つのクラスタのうちのいずれか一つを前記選択された地点の近隣に位置する解剖学的個体領域として決定する段階は、
前記クラスタに含まれる地点が前記選択された地点の近隣に位置する解剖学的個体領域に含まれる平均確率値を計算する段階と、
前記少なくとも１つのクラスタのうちの前記計算された平均確率値が最大であるクラスタを前記選択された地点の近隣に位置する解剖学的個体領域として決定する段階と、を含むことを特徴とする請求項４に記載の医療映像整合方法。
【請求項７】
前記第１医療映像で選択された地点の明度値は、前記予め設定された明度値範囲を外れることを特徴とする請求項４に記載の医療映像整合方法。
【請求項８】
前記第２医療映像から解剖学的個体を抽出する段階は、
前記第２医療映像の明度値に基づいて該第２医療映像の二進化映像を生成する段階と、
前記二進化映像の各候補地点でヘッセ行列の固有値を算出する段階と、
前記算出された固有値に基づいて前記二進化映像の各候補地点が前記第２医療映像から抽出される解剖学的個体に含まれるか否かを判断する段階と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の医療映像整合方法。
【請求項９】
前記第２医療映像の二進化映像を生成する段階は、
前記第２医療映像から抽出される解剖学的個体の超音波反射特性によって臨界明度値を決定する段階と、
前記臨界明度値を利用して前記第２医療映像を二進化する段階と、を含むことを特徴とする請求項８に記載の医療映像整合方法。
【請求項１０】
前記二進化映像の各地点が前記第２医療映像から抽出される解剖学的個体に含まれるか否かを判断する段階は、
前記算出された固有値を利用して前記各候補地点の偏平度を計算する段階と、
前記計算された偏平度を利用して前記各候補地点が前記第２医療映像から抽出される解剖学的個体に含まれるか否かを判断する段階と、を含むことを特徴とする請求項８に記載の医療映像整合方法。
【請求項１１】
前記第２医療映像から解剖学的個体を抽出する段階は、
前記第２医療映像から抽出される解剖学的個体のうちの第１解剖学的個体の境界を抽出する段階と、
前記抽出された境界から予め設定された距離内の領域に含まれる地点を候補地点として決定する段階と、
前記各候補地点でヘッセ行列の固有値を算出する段階と、
前記算出された固有値を利用して前記各候補地点が前記第２医療映像から抽出される第２解剖学的個体に含まれるか否かを判断する段階と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の医療映像整合方法。
【請求項１２】
前記第１医療映像と前記第２医療映像とを整合する段階は、
前記第１医療映像から抽出された解剖学的個体のうちの第１解剖学的個体に基づいて前記第１医療映像と前記第２医療映像とを整列する段階と、
前記第１医療映像から抽出された解剖学的個体のうちの第２解剖学的個体に基づいて前記整列された前記第１医療映像及び前記第２医療映像のうちのいずれか一つを移動又は回転させる段階と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の医療映像整合方法。
【請求項１３】
前記第１医療映像と前記第２医療映像とを整合する段階は、
前記第２解剖学的個体に基づいて移動又は回転された前記いずれか１つの映像の座標系を他の１つの映像の座標系とマッピングさせる段階を更に含むことを特徴とする請求項１２に記載の医療映像整合方法。
【請求項１４】
前記第１医療映像は、医療施術前に撮影された三次元のＭＲ、ＣＴ、ＰＥＴ、ＳＰＥＣＴ、又はＸ−ｒａｙの映像であり、
前記第２医療映像は、医療施術中にリアルタイムで撮影される二次元又は三次元の超音波映像であることを特徴とする請求項１に記載の医療映像整合方法。
【請求項１５】
異なるモダリティの医療映像を整合する装置であって、
リアルタイム獲得ではない第１医療映像を保存する保存部と、
前記保存された第１医療映像を出力して前記第１医療映像で少なくとも１つの地点が選択されるユーザ・インターフェースと、
前記第１医療映像とは異なるモダリティを有する第２医療映像をリアルタイムで獲得する第２医療映像獲得部と、
前記第１医療映像から前記選択された地点を含む解剖学的個体及び前記選択された地点の近隣に位置する解剖学的個体をそれぞれ抽出し、前記第１医療映像から抽出された解剖学的個体に対応する解剖学的個体を前記第２医療映像から抽出し、前記第１医療映像及び前記第２医療映像から抽出された解剖学的個体間の幾何学的関係を利用して前記第１医療映像と前記第２医療映像とを整合する映像処理部と、を備えることを特徴とする医療映像整合装置。
【請求項１６】
前記映像処理部は、
前記第１医療映像で前記選択された地点に隣接して前記選択された地点に類似する解剖学的特徴を有する地点を検出し、該検出された地点を利用して前記選択された地点を含む解剖学的個体の領域を決定する第１個体抽出部を含み、
前記第１個体抽出部は、
前記選択された地点に類似する解剖学的特徴を有する地点を検出するために、造影増強された前記第１医療映像で前記選択された地点とのコントラストが予め設定された臨界値以下である地点を検出することを特徴とする請求項１５に記載の医療映像整合装置。
【請求項１７】
前記映像処理部は、
造影増強された前記第１医療映像で予め設定された明度値範囲内にある候補地点を検出し、該検出された候補地点が前記選択された地点の近隣に位置する解剖学的個体に含まれる確率を計算し、該計算された確率が予め設定された臨界値以上である地点から構成された少なくとも１つのクラスタを形成し、該少なくとも１つのクラスタのうちのいずれか一つを前記選択された地点の近隣に位置する解剖学的個体領域として決定する第２個体抽出部を含み、
前記第１医療映像で選択された地点の明度値は、前記予め設定された明度値範囲を外れることを特徴とする請求項１５に記載の医療映像整合装置。
【請求項１８】
前記第２個体抽出部は、
前記少なくとも１つのクラスタのうちの体積が最大であるクラスタを、前記選択された地点の近隣に位置する解剖学的個体領域として決定することを特徴とする請求項１７に記載の医療映像整合装置。
【請求項１９】
前記第２個体抽出部は、
前記クラスタに含まれる地点が前記選択された地点の近隣に位置する解剖学的個体領域に含まれる平均確率値を計算し、前記少なくとも１つのクラスタのうちの前記計算された平均確率値が最大であるクラスタを前記選択された地点の近隣に位置する解剖学的個体領域として決定することを特徴とする請求項１７に記載の医療映像整合装置。
【請求項２０】
前記映像処理部は、
前記第２医療映像の明度値に基づいて該第２医療映像の二進化映像を生成する二進化部と、
前記二進化映像の各候補地点でヘッセ行列の固有値を算出し、該算出された固有値に基づいて前記二進化映像の各候補地点が前記第２医療映像から抽出される解剖学的個体に含まれるか否かを判断する第３個体抽出部と、を含むことを特徴とする請求項１５に記載の医療映像整合装置。
【請求項２１】
前記二進化部は、
前記第２医療映像から抽出される解剖学的個体の超音波反射特性によって臨界明度値を決定し、該臨界明度値を利用して前記第２医療映像を二進化することを特徴とする請求項２０に記載の医療映像整合装置。
【請求項２２】
前記第３個体抽出部は、
前記二進化映像の各候補地点において、前記算出された固有値を利用して前記各候補地点の偏平度を計算し、該計算された偏平度を利用して前記各候補地点が前記第２医療映像から抽出される解剖学的個体に含まれるか否かを判断することを特徴とする請求項２０に記載の医療映像整合装置。
【請求項２３】
前記映像処理部は、
前記第２医療映像から抽出される解剖学的個体のうちの第１解剖学的個体の境界を抽出し、該抽出された境界から予め設定された距離内の領域に含まれる地点を候補地点として決定し、該各候補地点でヘッセ行列の固有値を算出し、該算出された固有値を利用して前記各候補地点が前記第２医療映像から抽出される解剖学的個体に含まれるか否かを判断する第３個体抽出部を含むことを特徴とする請求項１５に記載の医療映像整合装置。
【請求項２４】
前記映像処理部は、
前記第１医療映像から抽出された解剖学的個体のうちの第１解剖学的個体に基づいて前記第１医療映像と前記第２医療映像とを整列し、前記第１医療映像から抽出された解剖学的個体のうちの第２解剖学的個体に基づいて前記整列された前記第１医療映像及び前記第２医療映像のうちのいずれか一つを移動又は回転させる整合部を含むことを特徴とする請求項１５に記載の医療映像整合装置。
【請求項２５】
前記整合部は、
前記第２解剖学的個体に基づいて移動又は回転された前記いずれか１つの映像の座標系を他の１つの映像の座標系とマッピングさせることを特徴とする請求項２４に記載の医療映像整合装置。
【請求項２６】
請求項１乃至１４のうちのいずれか１項に記載の医療映像整合方法を実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、互いに異なるモダリティ（ｍｏｄａｌｉｔｙ）の医療映像を整合する方法及びその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、医療技術の発達によって、高解像度の医療映像を得ることができ、医療器具の微細な操作が可能になることにより、施術部位を露出させるための切開を行わなくても皮膚に小孔をあけた後、血管或いはその他の所望の身体部位に直接カテーテル（ｃａｔｈｅｔｅｒ）や医療用針を入れ、医学映像装備で体内を観察しながら治療する方法が開発されている。これを、「映像を利用する施術法」、「インターベンション（ｉｎｔｅｒｖｅｎｔｉｏｎａｌ）映像施術法」、又は「仲裁的映像施術法」と呼ぶ。施術者は、映像を介して臓器や病変の位置を把握する。更に、施術中に、患者が呼吸したり或いは動いてしまったりするが、それによる変化を把握しなければならない。従って、施術者は、リアルタイム映像を基に呼吸や動きを正確且つ迅速に把握して施術を施さなければならないが、この際、リアルタイム映像で臓器や病変の形状を肉眼で把握することは難しい。超音波映像とは対照的に、ＭＲ（ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）映像又はＣＴ（ｃｏｍｐｕｔｅｄ  ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）映像は、臓器や病変を明確に識別することができる。しかし、ＭＲ映像又はＣＴ映像は、医療施術中にリアルタイムでの映像獲得が可能ではないため、医療施術中に発生する患者の呼吸や動きを反映させることができないという短所がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、リアルタイム獲得ではない医療映像とリアルタイムで獲得された医療映像とを迅速且つ正確に整合する方法及びその装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記目的を達成するためになされた本発明の一態様による異なるモダリティの医療映像を整合（ｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ）する方法は、リアルタイム獲得ではない第１医療映像で少なくとも１つの地点が選択される段階と、前記第１医療映像から前記選択された地点を含む解剖学的個体及び前記選択された地点の近隣に位置する解剖学的個体をそれぞれ抽出する段階と、前記第１医療映像から抽出された解剖学的個体に対応する解剖学的個体をリアルタイムで獲得された第２医療映像から抽出する段階と、前記第１医療映像及び前記第２医療映像から抽出された解剖学的個体間の幾何学的関係を利用して前記第１医療映像と前記第２医療映像とを整合する段階と、を有する。
【０００５】
上記目的を達成するためになされた本発明の一態様による上述の異なるモダリティの医療映像を整合する方法を実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供する。
【０００６】
上記目的を達成するためになされた本発明の一態様による異なるモダリティの医療映像を整合する装置は、リアルタイム獲得ではない第１医療映像を保存する保存部と、前記保存された第１医療映像を出力して前記第１医療映像で少なくとも１つの地点が選択されるユーザ・インターフェースと、前記第１医療映像とは異なるモダリティを有する第２医療映像をリアルタイムで獲得する第２医療映像獲得部と、前記第１医療映像から前記選択された地点を含む解剖学的個体及び前記選択された地点の近隣に位置する解剖学的個体をそれぞれ抽出し、前記第１医療映像から抽出された解剖学的個体に対応する解剖学的個体を前記第２医療映像から抽出し、前記第１医療映像及び前記第２医療映像から抽出された解剖学的個体間の幾何学的関係を利用して前記第１医療映像と前記第２医療映像とを整合する映像処理部と、を備える。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の異なるモダリティの医療映像を整合する方法及びその装置によれば、リアルタイム獲得ではない医療映像とリアルタイムで獲得された医療映像とを迅速且つ正確に整合することができるだけではなく、整合に必要なユーザの介入を最小化することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態によるシステムを示す図である。
【図２】本発明の一実施形態による医療映像整合装置を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態による医療映像整合方法を示すフローチャートである。
【図４】本発明の一実施形態による解剖学的個体の抽出方法を示すフローチャートである。
【図５】本発明の一実施形態による解剖学的個体の抽出方法を示すフローチャートである。
【図６】本発明の一実施形態による解剖学的個体の抽出方法を示すフローチャートである。
【図７】本発明の一実施形態による解剖学的個体の抽出方法を示すフローチャートである。
【図８】本発明の一実施形態による医療映像の座標系を写像（ｍａｐｐｉｎｇ）する方法を示すフローチャートである。
【図９】本発明の一実施形態による座標変換関数の算出方法を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の一実施形態による医療映像整合方法における医療映像を例示したイメージを示す図である。
【図１１】（ａ）は本発明の一実施形態による医療映像整合方法における医療映像に対するグラフを示す図であり、（ｂ）、（ｃ）は本発明の一実施形態による医療映像整合方法における医療映像を例示したイメージを示す図である。
【図１２】本発明の一実施形態による医療映像整合方法における医療映像を例示したイメージを示す図である。
【図１３】本発明の一実施形態による医療映像整合方法における医療映像を例示したイメージを示す図である。
【図１４】（ａ）、（ｂ）は本発明の一実施形態による医療映像整合方法における医療映像を例示したイメージを示す図である。
【図１５】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は本発明の一実施形態による医療映像整合方法における医療映像を例示したイメージを示す図である。
【図１６】本発明の一実施形態による医療映像整合方法における医療映像を例示した図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明を実施するための形態の具体例を、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１０】
図１は、本発明の一実施形態によるシステムを示す図である。図１を参照すると、システム１００は、第１医療装置１１０、第２医療装置１２０、医療映像整合装置１３０、及び映像表示装置１４０を含む。
【００１１】
第１医療装置１１０と第２医療装置１２０は、それぞれ第１医療映像と第２医療映像とを生成して医療映像整合装置１３０に提供する。第１医療映像と第２医療映像は、異なる映像モダリティ（ｍｏｄａｌｉｔｙ）を有する。即ち、第１医療映像と第２医療映像は、生成方式及び原理が異なる。医療映像整合装置１３０は、第１医療映像と第２医療映像とをそれぞれ獲得し、異なるモダリティを有する第１医療映像と第２医療映像とを整合（ｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ）する。医療映像整合装置１３０が整合した映像は、映像表示装置１４０を介して表示される。
【００１２】
図１に示した実施形態では、第２医療装置１２０、医療映像整合装置１３０、及び映像表示装置１４０がそれぞれ独立した装置を構成しているが、他の実施形態において、第２医療装置１２０、医療映像整合装置１３０、及び映像表示装置１４０は単一の装置として具現可能である。
【００１３】
第１医療装置１１０は、リアルタイムではなく、対象体の関心ボリューム（ＶＯＩ：ｖｏｌｕｍｅ  ｏｆ  ｉｎｔｅｒｅｓｔ）に関する第１医療映像を生成する。第１医療装置１１０の非リアルタイム特性を考慮すると、第１医療映像は、医療施術前に事前に生成されることが望ましい。
【００１４】
例えば、第１医療装置１１０は、ＣＴ（ｃｏｍｐｕｔｅｄ  ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）映像装置、ＭＲ（ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）映像装置、Ｘ−ｒａｙ映像装置、ＳＰＥＣＴ（ｓｉｎｇｌｅ  ｐｏｓｉｔｒｏｎ  ｅｍｉｓｓｉｏｎ  ｃｏｍｐｕｔｅｄ  ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）映像装置、ＰＥＴ（ｐｏｓｉｔｒｏｎ  ｅｍｉｓｓｉｏｎ  ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）映像装置のうちのいずれか一つで構成される。以下の実施形態では、説明の便宜のために、第１医療映像がＭＲ映像又はＣＴ映像であると仮定するが、本発明の権利範囲は、それらに限定されるものではない。
【００１５】
第１医療装置１１０で生成されたＣＴ映像又はＭＲ映像の場合、臓器（ｏｒｇａｎ）の位置や病変（ｄｉｓｅａｓｅ）の位置が明確に区別されるという長所がある。しかし、ＣＴ映像やＭＲ映像は、施術中に患者が呼吸したり或いは体を動かしたりすると、臓器が変形したり或いは位置が変わったりすることがあるが、このような患者の動きによる臓器の変形と変位とを映像にリアルタイムで反映させることができないという問題点がある。
【００１６】
第１医療装置１１０がリアルタイムで映像を出力することができないそれぞれの理由は、ＣＴ映像の場合、放射線を利用した撮影方法であるために患者と施術者とが長時間放射線にさらされる恐れがあることから短時間の撮影が奨励され、ＭＲ映像の場合、１回の撮影に時間が長くかかるからである。一般的に、ＣＴ映像は、患者の呼吸が一時的に止まった状態、例えば最大息吸い状態で撮影される。
【００１７】
第２医療装置１２０は、対象体の関心ボリュームに対して、リアルタイムで第２医療映像を提供する。例えば、対象体の身体活動による臓器の変形や変位が生じると、リアルタイムで第２医療映像に変化が示される。但し、第２医療映像の場合、全ての臓器と病変とが明確に観察されない場合があり、後述するように臓器の変形と変位とを第２医療映像だけで把握するには困難も伴う。
【００１８】
一実施形態によると、第２医療装置１２０は、患者に対する仲裁的医療施術過程でリアルタイムに映像を生成する超音波映像装置（ｕｌｔｒａｓｏｎｏｇｒａｐｈｙ  ｍａｃｈｉｎｅ）で構成される。但し、第２医療装置１２０は、リアルタイムで映像を提供するＯＣＴ（ｏｐｔｉｃａｌ  ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ  ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）などの他の医療装置でもあり、本発明の権利範囲は、超音波映像装置に限定されるものではない。
【００１９】
第２医療装置１２０は、プローブ（ｐｒｏｂｅ）１２１を利用して超音波信号を関心領域（ｒｅｇｉｏｎ  ｏｆ  ｉｎｔｅｒｅｓｔ）に照射し、反射する超音波信号を検出することにより超音波映像を生成する。プローブ１２１は、一般的に圧電変換器（ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）で製造される。プローブ１２１から数ＭＨｚ〜数百ＭＨｚ範囲の超音波が患者の身体内部の特定部位に伝達されると、該超音波は、様々に異なる組織（ｔｉｓｓｕｅｓ）間の階層から部分的に反射する。超音波は、身体内部での密度変化がある解剖学的個体（ａｎａｔｏｍｉｃ  ｏｂｊｅｃｔ）、例えば血漿（ｂｌｏｏｄ  ｐｌａｓｍａ）内の血球（ｂｌｏｏｄ  ｃｅｌｌｓ）、臓器内の小さい組織（ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ）などで反射する。
【００２０】
このように反射した超音波は、プローブ１２１の圧電変換器を振動させ、圧電変換器は、該振動による電気的パルス（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ｐｕｌｓｅｓ）を出力する。このような電気的パルスが映像に変換される。解剖学的個体がそれぞれ異なる超音波反射特性を有する場合、Ｂモードの超音波映像では、各解剖学的個体がそれぞれ異なる明度値で示される。
【００２１】
第１医療装置１１０又は第２医療装置１２０が撮影する医療映像は、二次元の断面を縮尺して生成された三次元映像である。例えば、第１医療装置１１０は、断面映像の位置（ｌｏｃａｔｉｏｎ）と方向（ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ）とを変化させながら、多数の断面映像を撮影する。このような断面映像が蓄積されると、患者の身体の特定部位を三次元的に示す三次元ボリューム（ｖｏｌｕｍｅ）の映像データが生成される。このように断面映像を蓄積して三次元ボリュームの映像データを生成する方式を、ＭＰＲ（ｍｕｌｔｉｐｌａｎａｒ  ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ）方式という。以下の説明では、第１医療装置１１０と第２医療装置１２０とが撮影する映像は、いずれも三次元であると仮定して説明する。また、第１医療映像又は第２医療映像は、患者の関心臓器の明るさを向上させるために造影増強された（ｃｏｎｔｒａｓｔ  ｅｎｈａｎｃｅｄ）映像である。
【００２２】
一方、第２医療装置１２０によって得ることができる医療映像、例えば超音波映像は、リアルタイム映像を得ることができるという長所があるが、多数のノイズ（ｎｏｉｓｅ）が含まれるため、臓器の輪郭、内部構造や病変を識別し難いという短所がある。なぜなら、病変と周辺組織は類似した超音波特性を有するため、超音波映像では、病変と周辺組織との境界で示される明暗の対比、即ち個体のエッジコントラスト（ｅｄｇｅ  ｃｏｎｔｒａｓｔ）が相対的に低い。また、超音波の干渉及び散乱によるノイズとアーティファクト（ａｒｔｉｆａｃｔ）とが存在する。即ち、超音波医療映像は、ＭＲ映像又はＣＴ映像より早く獲得可能である代わりに、信号対ノイズ比（ＳＮＲ）と個体のエッジコントラストとが低いため、ＭＲ映像又は医療映像では識別可能な臓器及び病変であっても、周辺組織と明確に見分けがつかないという短所がある。
【００２３】
例えば、第１医療映像で示される解剖学的個体が低解像度でリアルタイムに獲得された第２医療映像は、いずれも識別可能なものではない。例えば、肝臓領域に対する超音波映像では、肝臓の形状に対する解剖学的情報がノイズと混ざり、識別が不可能である。その代わりに、超音波映像では、肝臓の血管が背景に比べて暗く示される特性があるため、超音波映像の陰影に基づいて肝臓の血管構造を把握することができる。超音波映像では、肝臓の血管構造に基づいて肝臓の位置を推定することができる。また、ＭＲ映像又はＣＴ映像から抽出された肝臓の血管構造を相互間で比べることにより、超音波映像、並びにＭＲ映像又はＣＴ映像の整合を行うことができる。しかし、肝癌患者又は肝硬変患者は、肝組織の懐死のような原因により、超音波映像で肝臓の血管構造が識別されない。その結果、肝臓癌又は肝硬変患者の超音波映像は、ＭＲ映像又はＣＴ映像との整合を行い難いという問題点が存在する。
【００２４】
医療映像整合装置１３０は、第１医療装置１１０から獲得した第１医療映像と、第２医療装置１２０から獲得した第２医療映像とを整合する。医療映像の整合は、第１医療装置１１０と第２医療装置１２０とが使用する座標系を互いに対応させる過程を含む。例えば、第１医療装置１１０と第２医療装置１２０は、ＤＩＣＯＭ（ｄｉｇｉｔａｌ  ｉｍａｇｉｎｇ  ａｎｄ  ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  ｉｎ  ｍｅｄｉｃｉｎｅ）による座標系を使用する。
【００２５】
本発明の医療映像整合装置１３０は、上述の問題点が解決され、臓器、又は臓器の血管構造に関する解剖学的構造が示されない第２医療映像を第１医療映像と整合する。医療映像整合装置１３０は、第２医療映像で、ノイズとして識別不可能な関心領域の臓器及び病変に関する解剖学的構造を利用する代わりに、臓器の外部で臓器と隣接して位置する解剖学的個体を利用して整合を行う。
【００２６】
例えば、肝癌患者の超音波医療映像では、肝臓の形状及び病変に関する情報を識別することはできないが、肝臓の境界面と接する横隔膜と肝臓に接する下大静脈（ＩＶＣ：ｉｎｆｅｒｉｏｒ  ｖｅｎａ  ｃａｖａ）は、肝癌患者の超音波映像でも明確に識別される。
【００２７】
医療映像整合装置１３０は、第１医療映像及び第２医療映像でいずれも明らかに示される横隔膜とＩＶＣとの情報を利用して、肝臓領域に対する第１医療映像と第２医療映像とを整合する。従って、関心臓器の肝臓に関する情報が第２医療映像でいずれも損失されたとしても、ＩＶＣと横隔膜とを利用することで、肝臓領域に対する第１医療映像と第２医療映像とを整合することができる。
【００２８】
但し、上述の肝臓、横隔膜、ＩＶＣは、１つの実施形態であり、本発明の権利範囲は、それらに限定されるものではない。例えば、関心臓器が肝臓である場合、肝臓に隣接する腎臓、胆嚢、門脈、肝静脈、ＩＶＣのうちの少なくとも一つ以上が利用される。関心臓器が腎臓である場合、腎臓に隣接するＩＶＣ、肝臓、胆嚢、脾臓、腎静脈のうちの少なくとも一つ以上が利用される。関心臓器が甲状腺である場合、甲状腺に隣接する頚動脈、頚静脈のうちの少なくとも一つ以上が利用される。関心臓器が膵臓である場合、膵臓に隣接するＩＶＣ、脾静脈、脾動脈、脾臓のうちの少なくとも一つ以上が利用される。
【００２９】
一実施形態で、整合された映像は、第１医療映像と第２医療映像とが融合された映像（ｆｕｓｉｏｎ  ｉｍａｇｅ）である。他の実施形態で、整合された映像は、同じ観測時点における第１医療映像と第２医療映像とを平行に配置した映像である。整合された映像は、映像表示装置１４０によって表示される。
【００３０】
図２は、本発明の一実施形態による医療映像整合装置を示す図である。図２を参照すると、医療映像整合装置１３０は、ユーザ・インターフェース（Ｉ／Ｆ）２０、保存部２１、医療映像獲得部２２、及び映像処理部２３を含む。但し、図示した構成要素がいずれも必須構成要素であるというものではなく、図示した構成要素以外に、他の汎用的な構成要素が更に含まれ得る。
【００３１】
医療映像獲得部２２は、第１医療装置１１０及び第２医療装置１２０からそれぞれ第１医療映像と第２医療映像とを獲得する。医療映像獲得部２２は、第１医療装置１１０及び第２医療装置１２０から、第１医療映像及び第２医療映像を獲得するためのインターフェース（２２１、２２２）を含む。第１医療装置インターフェース２２１及び第２医療装置インターフェース２２２は、第１医療装置１１０及び第２医療装置１２０と直接的又は間接的に連結されるためのインターフェースを意味する。
【００３２】
第１医療装置インターフェース２２１は、第１医療装置１１０が医療施術前に事前に撮影した第１医療映像を獲得するために第１医療装置１１０に直接連結される。他の実施形態で、第１医療映像が、他の外部記録媒体（ＵＳＢ（ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  ｓｅｒｉａｌ  ｂｕｓ）、ＣＤ（ｃｏｍｐａｃｔ  ｄｉｓｃ）、ＤＶＤ（ｄｉｇｉｔａｌ  ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  ｄｉｓｃ）など）又はネットワーク・インターフェースを介して獲得される場合、第１医療装置インターフェース２１１は省略可能である。医療映像獲得部２２は、獲得した第１医療映像を保存部２１に保存する。第２医療装置インターフェース２２２は、第２医療装置１２０が撮影する第２医療映像をリアルタイムで獲得する。
【００３３】
ユーザ・インターフェース２０は、ユーザから医療映像整合装置１３０を操作するための入力を受信し、医療映像整合装置１３０が獲得した第１医療映像、第２医療映像、又は整合された医療映像を出力する。ユーザ・インターフェース２０は、ユーザが直接医療映像整合装置１３０を操作するためのボタン、キーパッド、スイッチ、ダイヤル、又はタッチ・インターフェースを含む。ユーザ・インターフェース２０は、映像を表示するためのスクリーンを含み、タッチスクリーンとして具現される。他の実施形態で、ユーザ・インターフェース２０は、ＨＩＤ（ｈｕｍａｎ  ｉｎｔｅｒｆａｃｅ  ｄｅｖｉｃｅ）を連結するためのＩ／Ｏ（ｉｎｐｕｔ／ｏｕｔｐｕｔ）ポートを具備する。ユーザ・インターフェース２０は、映像の入出力のためのＩ／Ｏポートを具備する。
【００３４】
ユーザ・インターフェース２０は、保存部２１に保存された第１医療映像から二次元断面を出力する。次に、ユーザ・インターフェース２０は、出力された断面で少なくとも１つの地点が選択される。
【００３５】
映像処理部２３は、第１医療映像と第２医療映像とを整合し、ユーザ・インターフェース２０に出力する。第１医療映像は保存部２１から読み出され、第２医療映像は第２医療装置インターフェース２２２を介してリアルタイムで獲得される。
【００３６】
映像処理部２３は、ユーザ・インターフェース２０を介して選択された地点を含む第１解剖学的個体を第１医療映像から抽出する。映像処理部２３は、ユーザ・インターフェース２０を介して選択された地点の近隣に位置する第２解剖学的個体を第１医療映像から抽出する。映像処理部２３は、第２医療映像から第１解剖学的個体に対応する第３解剖学的個体及び第２解剖学的個体に対応する第４解剖学的個体をそれぞれ抽出する。
【００３７】
映像処理部２３は、第１医療映像と第２医療映像とから抽出された解剖学的個体間の幾何学的関係を利用して第１医療映像と第２医療映像とを整合する。ここで、幾何学的関係とは、解剖学的個体の相対的な位置関係を示すベクトルを含む。
【００３８】
映像処理部２３は、第１医療映像と第２医療映像との整合過程を介して、第２医療映像の座標を第１医療映像の座標に変換又は逆変換する座標変換関数を算出する。座標変換関数が算出された後、プローブ１２１の移動／回転によって第２医療映像の座標が変更されると、映像処理部２３は、変更された第２医療映像の座標に対応する第１医療映像を出力するために、先に算出された座標変換関数を利用する。映像処理部２３は、座標変換関数を利用して、第１医療映像及び第２医療映像の座標とＶｉｅｗとを同期化する。
【００３９】
映像処理部２３は、第１個体抽出部２３１、第２個体抽出部２３２、二進化部２３４、第３個体抽出部２３５、及び整合部２３３を含む。本実施形態で、映像処理部２３は、第１医療映像から２個の解剖学的個体を抽出し、第２医療映像から２個の解剖学的個体を抽出するとして例示するが、それに限定されるものではない。例えば、更に多くの数の解剖学的個体を抽出して映像整合の正確度を向上させることもできる。
【００４０】
第１個体抽出部２３１と第２個体抽出部２３２は、それぞれ第１医療映像から第１解剖学的個体と第２解剖学的個体とを抽出する。
【００４１】
第１個体抽出部２３１は、ユーザ・インターフェース２０を介して選択された地点の解剖学的特徴を利用して第１解剖学的個体を抽出する。第１個体抽出部２３１は、第１解剖学的個体の領域を決定するために、選択された地点に隣接して、選択された地点に類似する解剖学的特徴を有する地点を検出する。
【００４２】
第１個体抽出部２３１は、検出された地点を利用して選択された地点を含む第１解剖学的個体の領域を決定する。例えば、第１個体抽出部２３１は、選択された地点に類似する解剖学的特徴を有する地点を検出するために、造影増強された第１医療映像で選択された地点との明度値の差、即ちコントラストが予め設定された臨界値以下である地点を検出する。このとき、第１個体抽出部２３１は、選択された地点から予め設定された距離範囲内で、選択された地点との明度値の差が予め設定された臨界値以下である地点を抽出し、更に抽出された地点から予め設定された距離範囲内で、抽出された地点との明度値の差が予め設定された臨界値以下である地点を抽出する。これについては、後述の図４を参照して詳細に説明する。
【００４３】
第２個体抽出部２３２は、造影増強された第１医療映像で予め設定された明度値（Ｉｍｉｎ，Ｉｍａｘ）範囲内にある地点を検出する。第２個体抽出部２３２は、検出された地点が、第２解剖学的個体領域に含まれる確率を計算し、計算された確率が予め設定された臨界値以上である地点から構成された少なくとも１つのクラスタを形成する。第２個体抽出部２３２は、形成された少なくとも１つのクラスタのうち、体積が最大であるクラスタを第２解剖学的個体として抽出する。
【００４４】
一方、第１医療映像で第１解剖学的個体を抽出するために選択された地点の明度値は、第１医療映像で第２解剖学的個体を抽出するために予め設定された明度値範囲（Ｉｍｉｎ，Ｉｍａｘ）を外れることが望ましい。
【００４５】
二進化部２３４は、第２医療映像の明度値に基づいて第２医療映像の二進化映像を生成する。二進化部２３４は、第２医療映像から抽出される第４解剖学的個体の超音波反射特性によって臨界明度値を決定する。このとき、第４解剖学的個体は、第１医療映像の第２解剖学的個体に対応する。
【００４６】
二進化部２３４は、決定された臨界明度値を利用して第２医療映像を二進化する。二進化部２３４は、第４解剖学的個体の候補になる候補地点を「１」として、残りの地点を「０」として示す。上述のように、Ｂモード超音波映像において、横隔膜は相対的に明度値が大きく示されるという超音波反射特性があり、ＩＶＣは相対的に明度値が小さく示されるという超音波反射特性がある。従って、横隔膜を抽出するとき、二進化映像において「１」値を有する地点が候補地点になる。
【００４７】
第３個体抽出部２３５は、第２医療映像から第３解剖学的個体及び第４解剖学的個体を抽出する。
【００４８】
第１解剖学的個体は第３解剖学的個体に対応し、第２解剖学的個体は第４解剖学的個体に対応する。ここで、互いに対応する解剖学的個体は、互いに同一の解剖学的個体であるが、互いに隣接した解剖学的個体でもある。例えば、第１解剖学的個体はＭＲ映像におけるＩＶＣ、第２解剖学的個体はＭＲ映像における肝臓、第３解剖学的個体は超音波映像（ＵＳ映像）におけるＩＶＣ、第４解剖学的個体は超音波映像での横隔膜である。このとき、肝臓と横隔膜は、同一の解剖学的個体ではないが、肝臓の境界面と横隔膜とが接するため、両者は、互いに対応する解剖学的個体である。即ち、横隔膜を肝臓の境界面であると見なせば、横隔膜の位置に基づいて肝臓の位置を把握することができる。
【００４９】
例えば、第３個体抽出部２３５は、二進化部２３４で二進化された二進化映像の各候補地点において第２医療映像のヘッセ行列（Ｈｅｓｓｉａｎ  ｍａｔｒｉｘ）の固有値（ｅｉｇｅｎ  ｖａｌｕｅ）を算出する。第３個体抽出部２３５は、算出された固有値に基づいて、第２医療映像の各候補地点が第２医療映像から抽出される第４解剖学的個体に含まれるか否かを判断する。第３個体抽出部２３５は、二進化映像の各候補地点が第２医療映像から抽出される第４解剖学的個体に含まれるか否かを判断するために、算出された固有値を利用して偏平度（ｆｌａｔｎｅｓｓ）を計算し、計算された偏平度を利用して各候補地点が第４解剖学的個体に含まれるか否かを判断する。第３個体抽出部２３５は、判断結果によって第２医療映像から第４解剖学的個体を抽出する。
【００５０】
一方、第３個体抽出部２３５は、第４解剖学的個体の境界を抽出し、抽出された境界に曲線フィッティング（ｃｕｒｖｅ  ｆｉｔｔｉｍｇ）を行い、境界に対応する曲線を抽出する。
【００５１】
また、第３個体抽出部２３５は、抽出された境界から予め設定された距離内の領域に含まれる地点を候補地点として決定し、各候補地点に対してヘッセ行列の固有値を算出する。
【００５２】
第３個体抽出部２３５は、算出された固有値に基づいて各候補地点が第３解剖学的個体に含まれるか否かを判断する。第３個体抽出部２３５は、各候補地点が第２医療映像から抽出される第３解剖学的個体に含まれるか否かを判断するために、算出された固有値を利用してｖｅｓｓｅｌｎｅｓｓを計算し、計算されたｖｅｓｓｅｌｎｅｓｓを利用して各候補地点が第４解剖学的個体に含まれるか否かを判断する。第３個体抽出部２３５は、判断結果によって第２医療映像から第３解剖学的個体を抽出する。
【００５３】
整合部２３３は、第１医療映像と第２医療映像とを整合する。整合部２３３は、第１解剖学的個体と第２解剖学的個体との幾何学的関係と、第３解剖学的個体と第４解剖学的個体との幾何学的関係を比較して第１医療映像と第２医療映像とを整合する。整合部２３３は、第１個体整合部２３３１、第２個体整合部２３３２、及び変換関数算出部２３３３を含む。
【００５４】
第１個体整合部２３３１は、第１医療映像から抽出された第１解剖学的個体を利用して第１医療映像と第２医療映像とをそれぞれ整列する。例えば、第１個体整合部２３３１は、第１医療映像の第１解剖学的個体が予め設定された座標軸方向に配置されるように、第１医療映像を整列する。第１個体整合部２３３１は、第１解剖学的個体が配置された方向に沿って第３解剖学的個体が配置されるように第２医療映像を整列する。
【００５５】
第２個体整合部２３３２は、第１医療映像と第２医療映像とが整列された状態で、第２解剖学的個体を利用して第１医療映像又は第２医療映像を移動又は回転させる。例えば、第２個体整合部２３３２は、第２解剖学的個体と第３解剖学的個体との間の距離差が最小化されるように第１医療映像又は第２医療映像を回転又は移動させる。このとき、第２個体整合部２３３２は、第１解剖学的個体と第３解剖学的個体との整列状態が崩れない範囲で第１医療映像又は第２医療映像を回転又は移動させる。
【００５６】
第１個体整合部２３３１及び第２個体整合部２３３２によって、第１医療映像の第１解剖学的個体と第２解剖学的個体との幾何学的関係は、第２医療映像の第３解剖学的個体と第４解剖学的個体との幾何学的関係と一致することになる。
【００５７】
変換関数算出部２３３３は、第１個体整合部２３３１及び第２個体整合部２３３２によって整列、回転、又は移動された第１医療映像と第２医療映像との座標系を互いにマッピングさせる。例えば、変換関数算出部２３３は、第１個体整合部２３３１及び第２個体整合部２３３２を経る前の原本の第２医療映像の座標を、第１個体整合部２３３１及び第２個体整合部２３３２を経た後の第２医療映像の座標に変換する変換関数を算出する。
【００５８】
医療映像整合装置１３０の更に詳細な動作については、後述する医療映像整合方法を参照して説明を続ける。以下、医療映像整合装置１３０の、どの構成要素が各プロセスを行うかということを具体的に特定していないが、当業者であるならば、上述の説明からそれを把握することができる。
【００５９】
図３は、本発明の一実施形態による医療映像整合方法を示すフローチャートである。図３を参照すると、医療映像整合装置１３０は、第１医療映像を出力する。例えば、医療映像整合装置１３０は、保存された第１医療映像の二次元断面を出力する（Ａ３０５段階）。このとき、どのような断面を出力するかということがユーザから入力される。図１０のイメージＧ９１は、医療映像整合装置１３０が出力した肝臓領域の或る一断面に対するＭＲ映像である。
【００６０】
医療映像整合装置１３０は、第１医療映像で少なくとも１つの地点が選択される（Ａ３１０段階）。例えば、医療映像整合装置１３０は、図１０のイメージＧ９１で、地点Ｇ９１１がユーザから選択される。例えば、ユーザは、造影増強されたＭＲイメージＧ９１でＩＶＣの解剖学的特徴を示す地点Ｇ９１を選択する。或いは、医療映像整合装置１３０は、第１医療映像に含まれる地点の明度値に基づいてＩＶＣの解剖学的特徴を示す地点Ｇ９１を自動的に抽出する。
【００６１】
医療映像整合装置１３０は、第１医療映像から第１解剖学的個体及び第２解剖学的個体をそれぞれ抽出する（Ａ３１５段階）。医療映像整合装置１３０が第１解剖学的個体を抽出する方法の一実施形態について、図４を参照して説明する。
【００６２】
図４は、本発明の一実施形態による解剖学的個体の抽出方法を示すフローチャートである。図４を参照すると、医療映像整合装置１３０は、第１医療映像におけるいずれか１つの断面を出力し、少なくとも１つの地点が選択される（Ａ４０５段階）。それは、図３で説明したＡ３０５段階及びＡ３１０段階に対応するため、重複する説明を省略する。
【００６３】
医療映像整合装置１３０は、選択された地点の明度値を基準明度値として設定する（Ａ４１０段階）。例えば、医療映像整合装置１３０は、地点Ｇ９１の明度値を基準明度値として設定する。基準明度値とは、第１医療映像における任意の地点が第１解剖学的個体に含まれる地点であるか否かを判断するための基準になる明るさをいう。
【００６４】
医療映像整合装置１３０は、第１医療映像で、選択された地点に隣接する地点を探索する（Ａ４１５段階）。選択された地点に隣接する地点は、選択された地点に接触する地点を意味するが、それに限定されるものではない。医療映像整合装置１３０は、選択された地点から所定の距離範囲内に位置する地点を隣接する地点として探索する。
【００６５】
例えば、医療映像整合装置１３０に、第１解剖学的個体の特徴のうち、第１解剖学的個体の形状及び大きさに関する情報が事前に入力される。医療映像整合装置１３０に、ＩＶＣの直径に関する情報が事前に入力されたと仮定すると、医療映像整合装置１３０は、選択された地点からＩＶＣの直径を外れない範囲内で選択された地点に隣接する地点を探索する。
【００６６】
選択された地点に隣接する地点は、選択された地点のような断面に位置することもあるが、選択された地点を含む断面に隣接する断面に位置する。例えば、イメージＧ９１内で隣接した地点が探索され、イメージＧ９１に隣接する断面（図示せず）で隣接する地点が探索される。即ち、医療映像整合装置１３０は、選択された地点を基準に第１医療映像の三次元空間で隣接する地点を探索する。
【００６７】
医療映像整合装置１３０は、探索された地点の明度値を基準明度値と比較する（Ａ４２０段階）。例えば、医療映像整合装置１３０は、選択された地点Ｇ９１１の明度値と、探索された地点の明度値との差を計算する。医療映像整合装置１３０は、探索された地点の明度値と基準明度値との差が臨界値以下であるか否かを判断する。臨界値は、医療映像整合装置１３０に事前に設定される。
【００６８】
医療映像整合装置１３０は、探索された地点の明度値と基準明度値との差が臨界値以下である場合、探索された地点を第１解剖学的個体の領域に含める（Ａ４２５段階）。それは、選択された地点を第１解剖学的個体領域のシード（ｓｅｅｄ）値とし、第１解剖学的個体領域を拡張させるｒｅｇｉｏｎ  ｇｒｏｗｉｎｇと理解することができる。医療映像整合装置１３０は、探索された地点の明度値と基準明度値との差が臨界値を超えた場合に、探索された地点が第１解剖学的個体の領域に含まれないと決定する。
【００６９】
医療映像整合装置１３０は、第１医療映像で全ての地点が探索されたか否かということを判断する（Ａ４３５段階）。医療映像整合装置１３０は、事前に入力された第１解剖学的個体の特徴を利用して、第１医療映像で全ての地点が探索されたか否かを判断する。例えば、医療映像整合装置１３０は、イメージＧ９１で選択された地点Ｇ９１１を基準に、ＩＶＣの直径範囲内で全ての地点が探索されたか否かを判断する。医療映像整合装置１３０は他の断面をイメージＧ９１に類似する方式で探索するが、他の断面は肝臓領域におけるＩＶＣの長さを考慮して探索する断面の範囲が決定される。即ち、ＩＶＣ長が短いほど探索される断面の個数が減り、ＩＶＣ長が長いほど探索される断面の個数が増える。
【００７０】
第１医療映像で全ての地点が探索されていない場合、医療映像整合装置１３０は、未探索の他地点を探索する（Ａ４３０段階）。他の地点を探索する方式は、Ａ４１５段階で隣接した地点を選択する方式と類似する。Ａ４３０段階で、医療映像整合装置１３０は、Ａ４２５段階で最後に第１解剖学的個体の領域に含めた地点に隣接する地点を優先的に探索することが望ましい。本実施形態によると、Ａ４３０段階で基準明度値が調節される。例えばＡ４２５段階で最後に第１解剖学的個体の領域に含めた地点の明度値に基づいて基準明度値が調節されるが、それに限定されるものではない。
【００７１】
第１医療映像で全ての地点が探索された場合、医療映像整合装置１３０は、第１解剖学的個体の領域を背景から分離（ｓｅｇｍｅｎｔａｔｉｏｎ）する（Ａ４４０段階）。例えば、図９のイメージＧ９２は、背景から分離した三次元のＩＶＣ  Ｇ９２１を示す。
【００７２】
＜第１医療映像−肝臓の抽出＞
【００７３】
医療映像整合装置１３０が、第１医療映像から、第２解剖学的個体を抽出する過程の一実施形態について、図５を参照して説明する。
【００７４】
図５は、本発明の一実施形態による解剖学的個体の抽出方法を示すフローチャートである。図５を参照すると、医療映像整合装置１３０は、第２解剖学的個体の解剖学的特徴に関する情報が入力される（Ａ５０５段階）。例えば、医療映像整合装置１３０には、多様な解剖学的個体の特徴に関する情報が事前に入力される。医療映像整合装置１３０には、第１医療映像が肝臓領域の映像である場合、第１解剖学的個体をＩＶＣとして第２解剖学的個体を肝臓として選択するように事前に設定される。医療映像整合装置１３０は、第２解剖学的個体として肝臓が選択されると、第２解剖学的個体の解剖学的特徴に関する情報を読み込む。第２解剖学的個体の特徴に関する情報は、例えば第２解剖学的個体の明度値範囲、形状、体積などに関する情報を含む。
【００７５】
医療映像整合装置１３０は、第１医療映像で第２解剖学的個体の特徴を満足する地点を探索する（Ａ５１０段階）。例えば、医療映像整合装置１３０は、第２解剖学的個体の（最小明度値Ｉｍｉｎ，最大明度値Ｉｍａｘ）範囲に属する地点を探索する。医療映像整合装置１３０は、いずれか１つの断面についてのみ探索するのではなく、複数個の断面について探索する。例えば、第２解剖学的個体の形状及び体積に関する情報を基に、探索する断面の個数が決定される。
【００７６】
医療映像整合装置１３０は、探索された地点（（最小明度値Ｉｍｉｎ，最大明度値Ｉｍａｘ）範囲に属する地点）の明度値に基づいて、探索された地点が第２解剖学的個体領域に含まれる確率を計算する（Ａ５１５段階）。
【００７７】
探索された地点（第１地点）が第２解剖学的個体領域に含まれる確率は、Ｂａｙｅｓ  ｒｕｌｅによって、次のような数式１として示すことができる。
【００７８】
【数１】
2015047506.tif 000003
【００７９】
数式１で、ｐ（ｚ｜ｘ）は、第１地点の明度値ｚに対する尤度（ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ）関数を示す。第１地点の明度値に対する尤度関数は、第２解剖学的個体領域に含まれる明度値ｘが与えられたとき、第１地点の明度値ｚである確率を示す。
【００８０】
また、ｐ（ｘ）は、第１地点におけるｃｏｎｎｅｃｔｉｖｉｔｙを示す確率関数であり、次のような数式２で計算される。
【００８１】
【数２】
2015047506.tif 000004
【００８２】
数式２で、ｚｉはｉ地点（第１地点）の明度値を示し、ｚｊはｉ地点（第１地点）周囲の地点（Ｎ（ｉ））に含まれるｊ地点の明度値を示す。
【００８３】
一方、ｐ（ｚ｜ｘ）を獲得する方法については、以下、図１１（ａ）〜（ｃ）を参照して詳細に説明する。
【００８４】
図１１（ａ）を参照すると、医療映像整合装置１３０は、第１医療映像で（最小明度値Ｉｍｉｎ，最大明度値Ｉｍａｘ）範囲に属する地点（第１地点）に対するヒストグラムを獲得する。例えば、ヒストグラムのｘ軸は明度値を示し、ｙ軸は当該明度値を有する地点（ボクセル）の数を示す。
【００８５】
また、医療映像整合装置１３０は、図１１（ｂ）に示すように、第１地点に対応する領域を第２解剖学的個体の候補領域１１３０として獲得する。
【００８６】
また、医療映像整合装置１３０は、一定サイズのウィンドウ１１４０を利用し、ウィンドウ１１４０内において最大体積を有する明度値範囲を抽出する。医療映像整合装置１３０は、抽出された明度値範囲に含まれる地点（第２地点）に対応する領域を第２解剖学的個体のサンプル領域１１３０として獲得する。
【００８７】
医療映像整合装置１３０は、第２解剖学的個体のサンプル領域１１３０に含まれる地点（第２地点）の平均値と標準偏差とを計算し、計算された平均値と標準偏差とを有する正規分布を獲得する。
【００８８】
医療映像整合装置１３０は、獲得した正規分布及び第１地点の明度値に基づいて第１地点の明度値ｚに対する尤度関数（ｐ（ｚ｜ｘ））を計算する。
【００８９】
一方、医療映像整合装置１３０は、数式２によって計算された確率が臨界値以上である地点を含む少なくとも１つのクラスタ（候補クラスタ）を形成する（Ａ５２０段階）。
【００９０】
また、医療映像整合装置１３０は、少なくとも１つのクラスタのうちのいずれか一つを第２解剖学的個体領域として決定する（Ａ５２５段階）。
【００９１】
このとき、医療映像整合装置１３０は、形成された少なくとも１つの候補クラスタのうち、最大体積のクラスタを第２解剖学的個体領域として決定する。又は、医療映像整合装置１３０は、事前に入力された第２解剖学的個体の体積に最も近接するクラスタを、第２解剖学的個体の領域として決定する。
【００９２】
或いは、クラスタが第２解剖学的個体領域に含まれる確率を計算し、最大確率を有するクラスタを第２解剖学的個体領域として決定する。
【００９３】
クラスタが第２解剖学的個体領域に含まれる確率は、クラスタに含まれる地点が第２解剖学的個体領域に含まれる確率を平均した値である。
【００９４】
医療映像整合装置１３０は、第２解剖学的個体の領域を背景から分離（ｓｅｇｍｅｎｔａｔｉｏｎ）する。図１２で、イメージＧ１０１は第１医療映像の二次元断面であり、ボックスＧ１０１１は抽出対象である肝臓を示す。イメージＧ１０２は、Ａ５２５段階の結果として第１医療映像の或る一断面での肝臓の領域Ｇ１０２１を示す。イメージＧ１０３は、第１医療映像から分離された肝臓Ｇ１０３１を示す。
【００９５】
図３に戻り、医療映像整合装置１３０は、第２医療映像から、第１解剖学的個体に対応する第３解剖学的個体、及び第２解剖学的個体に対応する第４解剖学的個体をそれぞれ抽出する（Ａ３２０段階）。例えば、医療映像整合装置１３０は、第２医療映像でＩＶＣ及び横隔膜を抽出する。
【００９６】
＜第２医療映像−横隔膜抽出＞
【００９７】
医療映像整合装置１３０が、第２医療映像から第４解剖学的個体（例えば、横隔膜）を抽出する方法の一実施形態について、図６を参照して説明する。
【００９８】
図６は、本発明の一実施形態による解剖学的個体の抽出方法を示すフローチャートである。図６を参照すると、医療映像整合装置１３０は、抽出対象になる第４解剖学的個体の解剖学的特徴に関する情報が入力される（Ａ６０５段階）。例えば、第４解剖学的個体の抽出前に、医療映像整合装置１３０に第４解剖学的個体の特徴に関する情報が事前に入力される。
【００９９】
例えば、ユーザが、肝臓領域に対する医療映像整合を行うことを医療映像整合装置１３０に要請すると、医療映像整合装置１３０は、超音波映像からＩＶＣ及び横隔膜を抽出するために、ＩＶＣと横隔膜との特徴に関する情報を読み込む。但し、ＩＶＣと横隔膜は第２医療映像から順序通り抽出されるため、医療映像整合装置１３０は、ＩＶＣ及び横隔膜のうち、先に抽出する解剖学的個体に関する情報を読み込む。
【０１００】
医療映像整合装置１３０は、入力された解剖学的特徴に関する情報に基づいて第４解剖学的個体を抽出するための臨界明度値を決定する（Ａ６１０段階）。臨界明度値は、第２医療映像を二進化する際に基準になる明度値であり、抽出する第４解剖学的個体の超音波反射特性によって決定される。例えば、図１３で、イメージＧ１１１は第２医療映像の二次元断面を示す。背景より明るく示されたＧ１１１１は横隔膜を示し、背景より暗く示されたＧ１１１２はＩＶＣを示す。
【０１０１】
第２医療映像の任意の地点（ｘ，ｙ，ｚ）で、臨界明度値Ｔ（ｘ，ｙ，ｚ）は、数式３のように決定される。
【０１０２】
【数３】
2015047506.tif 000005
【０１０３】
ｍ（ｘ，ｙ，ｚ）は、地点（ｘ，ｙ，ｚ）を中心とするｗ１×ｗ２×ｗ３サイズの三次元ウィンドウ領域で明度の平均（ｍｅｄｉａｎ）を意味する。δ（ｘ，ｙ，ｚ）は、三次元ウィンドウ領域における明度の標準偏差（ｓｔａｎｄａｒｄ  ｄｅｖｉａｔｉｏｎ）を意味する。λは、抽出する解剖学的個体の超音波反射特性によって事前に決定された加重値を意味する。例えば、λは、０から１の範囲内で決定される。ウィンドウ領域のサイズｗ１×ｗ２×ｗ３も、抽出する解剖学的個体の特徴によって異なって決定される。例えば、横隔膜は、薄い曲面の形状であるという点を考慮し、ウィンドウ領域のサイズｗ１×ｗ２×ｗ３が決定される。相対的に体積が大きい解剖学的個体であればあるほど、ウィンドウ領域のサイズが増大する。
【０１０４】
医療映像整合装置１３０は、第２医療映像の各地点の明度値と臨界明度値を比較し、第２医療映像を二進化する（Ａ６１５段階）。例えば、医療映像整合装置１３０は、現在の横隔膜を抽出する際、横隔膜に属さないことが明白であるボクセルの明度値を「０」に、残りのボクセルの明度値を「１」に二進化し、第２医療映像の二進化映像を生成する。「１」に二進化されたボクセルは、横隔膜の候補地点を意味する。
【０１０５】
第２医療映像の任意地点（ｘ，ｙ，ｚ）に対する二進化結果、ｂ（ｘ，ｙ，ｚ）は、数式４のように示すことができる。
【０１０６】
【数４】
2015047506.tif 000006
【０１０７】
Ｉ（ｘ，ｙ，ｚ）は、地点（ｘ，ｙ，ｚ）の明度値を意味する。一方、実施形態によって、臨界明度値より暗い領域のみを抽出するように、数式２の変更を当業者であるならば、理解することができる。
【０１０８】
医療映像整合装置１３０は、二進化映像の各候補地点に対して第２医療映像のヘッセ行列の固有値を算出する（Ａ６２０段階）。ヘッセ行列は、全微分行列とも表現され、ボクセル値に対する二階微分関数（ｓｅｃｏｎｄ−ｏｒｄｅｒ  ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  ｆｕｎｃｔｉｏｎ）を利用して映像内で急激なボクセル値が変更される領域を判定する。ここで、ボクセル値が急激に変更される領域は、解剖学的個体の境界領域と解釈される。
【０１０９】
【数５】
2015047506.tif 000007
【０１１０】
数式５で、Ｈσ（ｘ，ｙ，ｚ）は二進化映像の候補地点（ｘ，ｙ，ｚ）に対するヘッセ行列を意味し、Ｉσは候補地点（ｘ，ｙ，ｚ）が第２医療映像で有する明度値を意味する。医療映像整合装置１３０は、ヘッセ行列Ｈσに対して固有分解（ｅｉｇｅｎ  ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ）を行い、固有値λ１，λ２，λ３を算出する。
【０１１１】
医療映像整合装置１３０は、算出された固有値を利用して偏平度（ｆｌａｔｎｅｓｓ）を計算する（Ａ６２５段階）。例えば、医療映像整合装置１３０が横隔膜を抽出する場合、医療映像整合装置１３０は、数式６のようなｆｌａｔｎｅｓｓ  ｔｅｓｔを行う。
【０１１２】
【数６】
2015047506.tif 000008
【０１１３】
数式６において、
2015047506.tif 000009
を示し、算出された固有値λ１，λ２，λ３は、｜λ３｜≧｜λ２｜≧｜λ１｜条件を満足するλ１，λ２，λ３である。
【０１１４】
医療映像整合装置１３０は、計算された偏平度（ｆｌａｔｎｅｓｓ）を利用して第２医療映像から第４解剖学的個体領域を抽出する（Ａ６３０段階）。
【０１１５】
例えば、医療映像整合装置１３０は、数式６によって計算された偏平度（ｆｌａｔｎｅｓｓ）が予め設定された臨界値以上である候補地点（ｘ，ｙ，ｚ）を、横隔膜（第４解剖学的個体）領域に含まれる地点として決定する。
【０１１６】
＜第２医療映像−ＩＶＣ抽出＞
【０１１７】
一方、医療映像整合装置１３０が、第２医療映像から第３解剖学的個体を抽出する方法の一実施形態について、図７を参照して説明する。
【０１１８】
図７は、本発明の一実施形態による解剖学的個体の抽出方法を示すフローチャートである。図７を参照すると、医療映像整合装置１３０は、図６のＡ６３０段階において抽出された第４解剖学的個体の境界を抽出する（Ａ７０５段階）。
【０１１９】
例えば、肝臓の表面に隣接する横隔膜（第４解剖学的個体）は曲面であるため、二次元映像では、図１４（ａ）に示すように、横隔膜の境界１４１０が曲線で示される。これにより、医療映像整合装置１３０は、横隔膜の境界領域に曲線フィッティング（ｃｕｒｖｅ  ｆｉｔｔｉｎｇ）を行い、境界に対応する曲線（ｆ（ｘ，ｚ））を抽出する。
【０１２０】
医療映像整合装置１３０は、図７のＡ７０５段階で抽出された境界から予め設定された距離内の領域に含まれる地点を候補地点として決定する（Ａ７１０段階）。例えば、第２医療映像の任意の地点（ｘ，ｙ，ｚ）について、数式７のマスク（Ｍａｓｋ（ｘ，ｙ，ｚ））を適用し、結果値として「１」を有するボクセルをＩＶＣ（第３解剖学的個体）の候補地点とする。
【０１２１】
【数７】
2015047506.tif 000010
【０１２２】
このとき、ｔは、ＩＶＣの直径を考慮して決定された距離値であり、例えば４．５ｃｍであるが、それに限定されるものではない。
【０１２３】
例えば、図１４（ｂ）に示すように、横隔膜の境界に対応する曲線から予め設定された距離内の領域１４３０に含まれるボクセルがＩＶＣの候補地点になる。
【０１２４】
医療映像整合装置１３０は、マスクが適用された映像の各候補地点に対してヘッセ行列の固有値を算出する（Ａ７１５段階）。
【０１２５】
ヘッセ行列の固有値λ１，λ２，λ３を算出する方法については、図６のＡ６２０段階において説明したので、具体的な説明は省略する。
【０１２６】
医療映像整合装置１３０は、算出された固有値を利用してｖｅｓｓｅｌｎｅｓｓを計算する（Ａ７２０段階）。例えば、医療映像整合装置１３０がＩＶＣを抽出する場合、医療映像整合装置１３０は、数式８のようなｖｅｓｓｅｌｎｅｓｓ  ｔｅｓｔを行う（Ａ７２０段階）。
【０１２７】
【数８】
2015047506.tif 000011
【０１２８】
数式８で、
2015047506.tif 000012
を示し、算出された固有値λ１，λ２，λ３は、｜λ３｜≧｜λ２｜≧｜λ１｜条件を満足するλ１，λ２，λ３である。
【０１２９】
また、α，β，ｃは、抽出される解剖学的個体の特性によって決定されるパラメータである。ＩＶＣを抽出するためのパラメータα，βは０．５であり、ｃは０．２５である。但し、それらに限定されるものではない。
【０１３０】
医療映像整合装置１３０は、図１５（ａ）及び（ｂ）に示すように、計算されたＶ（ｖｅｓｓｅｌｎｅｓｓ）が臨界値以上である地点を含む少なくとも１つのＩＶＣ候補領域１５１１、１５１３、１５１５を抽出する（Ａ７２５段階）。
【０１３１】
図１５（ｂ）は、図１５（ａ）で抽出されたＩＶＣ候補領域１５１１、１５１３、１５１５を三次元でレンダリングした映像を示す。
【０１３２】
医療映像整合装置１３０は、抽出された少なくとも１つのＩＶＣ候補領域１５１１、１５１３、１５１５に対するＩＶＣｎｅｓｓを計算し、図１５（ｃ）に示すように、ＩＶＣｎｅｓｓが最大であるＩＶＣ候補領域１５１１をＩＶＣ領域として決定する（Ａ７３０段階）。
【０１３３】
例えば、ＩＶＣｎｅｓｓは、ＩＶＣ候補領域の体積、横隔膜との距離、周辺領域に比べた暗さ程度、及びＩＶＣ候補領域に対する中心軸の方向性に基づいて計算される。例えば、ＩＶＣ候補領域の体積が大きいほど、横隔膜との距離が近いほど、周辺領域に比べて暗さ程度が大きいほど、ＩＶＣ候補領域に対する中心軸の方向性がｚ軸（人体の垂直軸）の方向と類似するほど、ＩＶＣｎｅｓｓが大きくなる。
【０１３４】
図１３で、イメージＧ１１２のＧ９０１は抽出された横隔膜を示し、もう一方のＧ９０１は抽出されたＩＶＣを示す。
【０１３５】
図３に戻り、医療映像整合装置１３０は、第１医療映像と第２医療映像とから抽出された解剖学的個体間の幾何学的関係を利用して第１医療映像と第２医療映像とを整合する（Ａ３２５段階）。Ａ３２５段階の更に詳細な一実施形態について、図８及び図９を参照して説明する。
【０１３６】
図８は、本発明の一実施形態による医療映像の座標系を写像（ｍａｐｐｉｎｇ）する方法を示すフローチャートである。図８を参照すると、医療映像整合装置１３０は、第１解剖学的個体に基づいて第１医療映像と第２医療映像とをそれぞれ整列する（Ａ８０５段階）。図１６を参照すると、イメージＧ１２１は整列される前の第１医療映像でＩＶＣ及びＬｉｖｅｒ  ｓｕｒｆａｃｅを示し、イメージＧ１２３は整列される前の第２医療映像でＩＶＣ及びＬｉｖｅｒ  ｓｕｒｆａｃｅを示す。イメージＧ１２３で、Ｌｉｖｅｒ  ｓｕｒｆａｃｅは横隔膜を抽出したものであるが、横隔膜と肝臓とが互いに接しており、横隔膜が非常に薄い平面であるため、横隔膜はＬｉｖｅｒ  ｓｕｒｆａｃｅと見なすことができる。イメージＧ１２１、Ｇ１２２で、右側下端の座標系（ＸＭＲ，ＹＭＲ，ＺＭＲ）は、第１医療装置１１０が使用する第１座標系を意味する。イメージＧ１２３で、右側下端の座標系（ＸＵＳ，ＹＵＳ，ＺＵＳ）は、第２医療装置１２０が使用する第２座標系を意味する。
【０１３７】
イメージＧ１２１〜Ｇ１２４で、右側上端の座標系（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）は、医療映像整合のために医療映像整合装置１３０が使用する第３座標系を意味する。第３座標系が使用される理由は、医療映像整合装置１３０で医療映像の整合時に計算量を減らすためである。一方、実施形態によっては、第３座標系が省略される。第３座標系が省略された場合、医療映像整合装置１３０は、第１座標系又は第２座標系のうちのいずれか一つを基準に、他の１つの座標系を直接マッピングすることもできるが、若干計算が複雑になる。
【０１３８】
イメージＧ１２１及びＧ１２２で、ＶＭＲは、第１座標系でＩＶＣの位置と方向とを示すベクトルである。イメージＧ１２３及びＧ１２４で、ＶＵＳは、第２座標系でＩＶＣの位置と方向とを示すベクトルである。
【０１３９】
医療映像整合装置１３０は、第１解剖学的個体を基準に第１医療映像を整列する。次に、医療映像整合装置１３０は、第３解剖学的個体が第１解剖学的個体の同じ方向に配列されるように第２医療映像を整列する。
【０１４０】
図１６を参照すると、医療映像整合装置１３０は、Ｇ１２１で、ＶＭＲが第３座標系のＹｃ方向と一直線になるように第１医療映像を整列する。Ｇ１２２は、整列された第１医療映像を示す。同様に、医療映像整合装置１３０は、Ｖｕｓが第３座標系のＹｃ方向と平行になるように第２医療映像整列する。医療映像整合装置１３０は、ＶＵＳとＶＭＲとが同じ空間に位置するように第２医療映像を整列することが望ましい。例えば、ＶＭＲとＶＵＳとが第３座標系値に表現されると、ＶＭＲとＶＵＳは一直線上に存在するが、ＶＭＲとＶＵＳとが互いに重なるように第２医療映像を整列することが望ましい。従って、ＩＶＣの中心軸が第１医療映像と第２医療映像とで一致するように整列されたと理解することができる。
【０１４１】
Ａ８０５段階によって第１医療映像と第２医療映像とが整列されると、ＩＶＣは位置が互いに一致するが、Ｌｉｖｅｒ  ｓｕｒｆａｃｅが偶然に一致する場合を除けば、Ｌｉｖｅｒ  ｓｕｒｆａｃｅの位置は第１医療映像と第２医療映像とで一致しない状態である。
【０１４２】
医療映像整合装置１３０は、第２解剖学的個体に基づいて第１医療映像又は第２医療映像を回転又は移動させる（Ａ８１０段階）。以下では、説明の便宜のために、第２医療映像のみを回転又は移動させる場合を例示する。
【０１４３】
例えば、図１６のイメージＧ１２４におけるＬｉｖｅｒ  ｓｕｒｆａｃｅとイメージＧ１２２でのＬｉｖｅｒ  ｓｕｒｆａｃｅは、互いに一致しない。両者を一致させるためには、第２医療映像の回転又は移動が必要である。但し、Ａ８０５段階でＩＶＣを基にした整列が乱れないように、第２医療映像を移動又は回転させることが望ましい。第２医療映像をＹｃ方向のみに移動させるか或いはＹｃを軸だけで回転させると、Ａ８０５段階における整列結果を維持することができる。他の実施形態では、Ｚｃ，Ｘｃ方向における第２医療映像の移動を一定範囲内に制限するか或いはＺｃ，Ｘｃ軸方向への第２医療映像の回転を一定角度内に制限する。イメージＧ１２４におけるＬｉｖｅｒ  ｓｕｒｆａｃｅとイメージＧ１２２におけるＬｉｖｅｒ  ｓｕｒｆａｃｅとを互いに一致させる一実施形態について、図９を参照して説明する。
【０１４４】
図９は、本発明の一実施形態による座標変換関数の算出方法を示すフローチャートである。図９を参照すると、医療映像整合装置１３０は、第２医療映像の第４解剖学的個体の各地点から第１医療映像の第２解剖学的個体の最も近接した地点に至るユークリッド距離の平均を算出する（Ａ９０５段階）。例えば、医療映像整合装置１３０は、イメージＧ１２２のＬｉｖｅｒ  ｓｕｒｆａｃｅに存在するＮ個の地点に対する第３座標系の座標値［Ｍ１，Ｍ２，…，ＭＮ］を計算する。同様に、医療映像整合装置１３０は、イメージＧ１２４のＬｉｖｅｒ  ｓｕｒｆａｃｅに存在するＫ個の地点に対する第３座標系の座標値［Ｕ１，Ｕ２，…，ＵＫ］を計算する。医療映像整合装置１３０は、Ｕｋ（０＜ｋ＜Ｋ＋１、ｉは整数）に最も近い地点Ｍｎ（０＜ｎ＜Ｎ＋１、ｎは整数）の距離Ｄｋを計算する。
【０１４５】
医療映像整合装置１３０は、計算された距離Ｄｋを合算し、数式６のように平均化する。
【０１４６】
【数９】
2015047506.tif 000013
【０１４７】
医療映像整合装置１３０は、算出された平均値ＤＡが臨界値以下であるか否かを判断する（Ａ９１０段階）。例えば、ＤＡが０である場合に、イメージＧ１２４におけるＬｉｖｅｒ  ｓｕｒｆａｃｅとイメージＧ１２２におけるＬｉｖｅｒ  ｓｕｒｆａｃｅとが正確に一致すると理解することができる。ここで、臨界値は、整合の正確度に関わるものであり、ユーザが臨界値を設定する。例えば、時間がかかるとしても更に正確な整合が必要である場合に臨界値を減らし、短時間に整合が必要である場合に臨界値を増大させる。
【０１４８】
算出された平均値ＤＡが臨界値を超えた場合、医療映像整合装置１３０は、算出された平均値を下げる方向に第２医療映像を移動又は回転させる（Ａ９１５段階）。ここで、算出された平均値を下げる方向は、先に計算された［Ｍ１，Ｍ２，…，ＭＮ］値と［Ｕ１，Ｕ２，…，ＵＫ］値とに基づいて決定される。例えば、地点Ｕｉに最も近い地点Ｍｎに向かうベクトル又はベクトルの和を利用して、第２医療映像の移動方向又は回転方向を決定する。但し、第２医療映像の回転後又は移動後にも、第２医療映像のＩＶＣの軸が第１医療映像のＩＶＣ軸を外れないように第２医療映像が回転又は移動されなければならないということは上述の通りである。
【０１４９】
算出された平均値ＤＡが臨界値以下である場合、医療映像整合装置１３０は、原本の第２医療映像の座標を現在の第２医療映像の座標に変換する関数を算出する（Ａ９２０段階）。例えば、イメージＧ１２３が原本の第２医療映像であり、イメージＧ１２４が、算出された平均値ＤＡが臨界値以下であるときの第２医療映像であると仮定して説明する。イメージＧ１２３でＩＶＣの開始地点Ｓ、中間地点Ｃ、及び終了地点Ｅのそれぞれに対する第３座標系の座標値がＰ１、Ｐ２、Ｐ３であり、イメージＧ１２４で地点Ｓ，Ｃ，Ｅのそれぞれに対する第３座標系の座標値がＰ’１、Ｐ’２、Ｐ’３であるとすると、医療映像整合装置１３０は、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３をＰ’１、Ｐ’２、Ｐ’３に変換する座標変換関数を計算する。ここで、ＩＶＣの地点Ｓ，Ｃ，Ｅは、説明の便宜のために例示したものに過ぎず、それらに限定されるものではない。一方、算出された座標変換関数は、原本の第１医療映像Ｇ１２１に対応するように修正される。即ち、イメージＧ１２１がイメージＧ１２２に整列されることにより生じた座標値の変化を座標変換関数に反映させる。それに基づいて、第２医療映像の座標系は第１医療映像の座標系にマッピングされる。
【０１５０】
他の実施形態において、イメージＧ１２１でイメージＧ１２２に整列される場合、第１医療映像の座標変化を＋Δｘ，ｙ，ｚとすると、算出された平均値ＤＡが臨界値以下である場合、第２医療映像に−Δｘ，ｙ，ｚほど第２医療映像を回転又は移動させる。即ち、第２医療映像が整列される前の原本の第１医療映像に対応するように、第２医療映像を−Δｘ，ｙ，ｚほど回転又は移動させる。次に、医療映像整合装置１３０は、原本の第２医療映像の座標を最終的に−Δｘ，ｙ，ｚほど回転又は移動された第２医療映像の座標に変換する座標変換関数を算出する。
【０１５１】
以上の説明では、第１医療映像を基準に第２医療映像を回転又は移動させる方法について説明したが、それと反対に、第２医療映像を基準に第１医療映像を回転又は移動させる方法も可能であるということは、当業者であるならば、理解することができる。
【０１５２】
医療映像整合装置１３０は、座標変換関数を利用してリアルタイムで変化する第２医療映像と第１医療映像とを整合した映像を出力する。イメージＧ１２５は、第１医療映像と第２医療映像とを整合した結果をレンダリングしたイメージである。イメージＧ１２５は、イメージＧ１２３と同一のＶｉｅｗを有する。
【０１５３】
例えば、プローブ１２１が移動すると、第２医療映像がリアルタイムで変化するが、医療映像整合装置１３０は、座標変換関数を利用してリアルタイムで変化する第２医療映像に対応する第１医療映像を第２医療映像と整合する。整合された映像は、第２医療映像のＶｉｅｗを基準に出力されることが望ましい。
【０１５４】
一方、本発明の一実施形態によると、プローブ１２１の位置をセンシングするためのセンサがプローブ１２１に含まれるか或いは対象体に所定のマーカーを付着させてプローブ１２１の位置をセンシングすることができる。本発明の他の実施形態によると、プローブ１２１の位置をセンシングするためのセンサやマーカーが省略される。例えば、第２医療映像の前フレームと現在フレームとの比較に基づいてプローブ１２１の動きを把握する。
【０１５５】
なお、上述した本発明の実施形態を具現する方法は、コンピュータで実行可能なプログラムとして作成することができ、コンピュータ読み取り可能な記録媒体を利用して、プログラムを動作させる汎用デジタルコンピュータで具現される。また、上述の本発明の実施形態で使用されるデータの構造は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に、多くの手段を介して記録される。コンピュータ読み取り可能な記録媒体は、マグネチック記録媒体（例えば、ＲＯＭ（ｒｅａｄ  ｏｎｌｙ  ｍｅｍｏｒｙ）、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスクなど）、光学的判読媒体（例えば、ＣＤ（ｃｏｍｐａｃｔ  ｄｉｓｃ）−ＲＯＭ、ＤＶＤ（ｄｉｇｉｔａｌ  ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  ｄｉｓｋ）など）のような記録媒体を含む。
【０１５６】
以上、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的範囲から逸脱しない範囲内で多様に変更実施することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１５７】
本発明の医療映像を整合する方法及びその装置は、例えばリアルタイム医療映像獲得関連の技術分野に効果的に適用可能である。
【符号の説明】
【０１５８】
２０    ユーザ・インターフェース（Ｉ／Ｆ）
２１    保存部
２２    医療映像獲得部
２３    映像処理部
１００    システム
１１０    第１医療装置
１２０    第２医療装置
１２１    プローブ
１３０    医療映像整合装置
１４０    映像表示装置
２２１    第１医療装置インターフェース
２２２    第２医療装置インターフェース
２３１    第１個体抽出部
２３２    第２個体抽出部
２３３    整合部
２３４    二進化部
２３５    第３個体抽出部
１１３０    第２解剖学的個体の候補領域
１１４０    一定サイズのウィンドウ
１４１０    横隔膜の境界
１４３０    予め設定された距離内の領域
１５１１、１５１３、１５１５    ＩＶＣ候補領域
２３３１    第１個体整合部
２３３２    第２個体整合部
２３３３    変換関数算出部
【図１】
2015047506.tif 000014
【図２】
2015047506.tif 000015
【図３】
2015047506.tif 000016
【図４】
2015047506.tif 000017
【図５】
2015047506.tif 000018
【図６】
2015047506.tif 000019
【図７】
2015047506.tif 000020
【図８】
2015047506.tif 000021
【図９】
2015047506.tif 000022
【図１０】
2015047506.tif 000023
【図１１】
2015047506.tif 000024
【図１２】
2015047506.tif 000025
【図１３】
2015047506.tif 000026
【図１４】
2015047506.tif 000027
【図１５】
2015047506.tif 000028
【図１６】
2015047506.tif 000029