(57)【要約】【課題】被検体内における注目領域が適切に撮像されるように撮像領域を設定する。【解決手段】画像処理装置であって、第１の形状状態における被検体の医用画像を取得する医用画像取得部と、第１の形状状態から第２の形状状態への被検体の変形情報を取得する変形情報取得部と、第２の形状状態における被検体の撮像領域を設定する撮像領域設定部と、変形情報に基づいて変形させた医用画像を、撮像領域に合わせて変換して変換画像を生成する変形画像生成部と、変換画像と撮像領域とを重畳して表示画像を生成する表示画像生成部とを備える。【選択図】  図１
2015154913.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の形状状態における被検体の医用画像を取得する医用画像取得手段と、
前記第１の形状状態から第２の形状状態への前記被検体の変形情報を取得する変形情報取得手段と、
前記第２の形状状態における前記被検体の撮像領域を設定する撮像領域設定手段と、
前記変形情報に基づいて変形させた前記医用画像を、前記撮像領域に合わせて変換して変換画像を生成する変形画像生成手段と、
前記変換画像と前記撮像領域とを重畳して表示画像を生成する表示画像生成手段と、
を備えることを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記撮像領域設定手段は、ユーザ操作に基づいて、前記表示画像上で前記撮像領域を調整す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】
前記変形画像生成手段は、前記第２の形状状態における前記医用画像のボリュームレンダリング画像または最大値投影画像を、前記変換画像として生成することを特徴とする請求項１または２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記医用画像は、前記被検体のＭＲＩ画像であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記第２の形状状態における前記被検体の外観画像を取得する外観画像取得手段をさらに備え、
前記撮像領域を設定するための空間は前記外観画像の平面であり、
前記表示画像生成手段は、前記外観画像と前記変換画像と前記撮像領域とを重畳して前記表示画像を生成することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記外観画像に基づいて、前記第２の形状状態における前記被検体の撮像に適さない領域である不適切領域を設定する不適切領域設定手段をさらに備え、
前記表示画像生成手段は、前記外観画像と前記変換画像と前記撮像領域と前記不適切領域とを重畳して前記表示画像を生成することを特徴とする請求項５に記載の画像処理装置。
【請求項７】
請求項１乃至４の何れか１項に記載の画像処理装置と、
前記医用画像を撮像する第１医用画像撮像装置と、
を備えることを特徴とする画像診断システム。
【請求項８】
請求項５または６に記載の画像処理装置と、
前記医用画像を撮像する第１医用画像撮像装置と、
前記外観画像を撮像する第２医用画像撮像装置と、
を備えることを特徴とする画像診断システム。
【請求項９】
画像処理方法であって、
第１の形状状態における被検体の医用画像を取得する工程と、
前記第１の形状状態から第２の形状状態への前記被検体の変形情報を取得する工程と、前記第２の形状状態における前記被検体の撮像領域を設定する工程と、
前記変形情報に基づいて変形させた前記医用画像を、前記撮像領域に合わせて変換して変換画像を生成する工程と、
前記変換画像と前記撮像領域とを重畳して表示画像を生成する工程と、
を有することを特徴とする画像処理方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の画像処理方法の各工程をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像処理装置、画像診断システム、画像処理方法およびプログラムに関し、特に、種々の医用画像収集装置（モダリティ）で撮像した医用画像を処理する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、医療分野で光音響断層撮像装置（ＰＡＴ（Ｐｈｏｔｏａｃｏｕｓｔｉｃ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置）が開発されている。ＰＡＴ装置は、被検体に光パルスを照射することで被検体内の吸収物質を励起し、吸収物質の熱弾性膨張により生じる光音響信号を検出することで、被検体の光吸収に関わる性質を画像化する装置である。すなわち、照射光に対する被検体内の光エネルギー堆積量分布（光エネルギー吸収密度分布）が画像化される。また、これに基づき、照射波長に関する被検体の光吸収係数分布が画像化される。さらに、複数の波長に関する光吸収係数分布に基づいて、被検体を構成する物質の状態（例えばヘモグロビンの酸素飽和度など）を画像化することも可能である。これらの画像は、がんなどの腫瘍の内外に生じる新生血管に関する情報を可視化するものであると期待されている。以下では、これらの画像を総称して、光音響断層画像（ＰＡＴ画像）と呼ぶ。
【０００３】
ＰＡＴ装置は、エネルギーが小さい近赤外光パルスを照射するため、Ｘ線などと比べて被検体の深部の画像化が難しい。そこで、特許文献１では、乳房を被検体としたＰＡＴ装置の一形態として、乳房を２枚の平板（以下、保持板と呼ぶ）で保持して乳房の厚みを薄くした状態で撮像を行っている。
【０００４】
特許文献２では、被検体の体表をカメラで撮像した外観画像上に、Ｘ線照射野とＸ線検出野とを視覚的に識別可能な映像として重畳表示する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−８８６２７号公報
【特許文献２】特開２００７−２９３５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１または特許文献２の技術では、被検体の注目領域が被検体の体表ではなく体内に存在する場合には、体表上のマークを参考情報として用いたとしても、注目領域の範囲が正確には分からないため、撮像領域を適切に設定することが困難であるという課題がある。
【０００７】
上記の課題に鑑み、本発明は、被検体内における注目領域が適切に撮像されるように撮像領域を設定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の一様態による画像処理装置は以下の構成を備える。すなわち、
第１の形状状態における被検体の医用画像を取得する医用画像取得手段と、
前記第１の形状状態から第２の形状状態への前記被検体の変形情報を取得する変形情報取得手段と、
前記第２の形状状態における前記被検体の撮像領域を設定する撮像領域設定手段と、
前記変形情報に基づいて変形させた前記医用画像を、前記撮像領域に合わせて変換して変換画像を生成する変形画像生成手段と、
前記変換画像と前記撮像領域とを重畳して表示画像を生成する表示画像生成手段と、
を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、被検体内における注目領域が適切に撮像されるように撮像領域を設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１実施形態に係る画像診断システムおよび画像処理装置の機能構成を示す図。
【図２】被検体のＭＲＩ画像を示す模式図。
【図３】第１実施形態におけるＰＡＴ装置による撮像の様子を示す模式図。
【図４】被検体のＰＡＴ画像を示す模式図である。
【図５】第１実施形態に係る画像処理装置の処理手順を示すフローチャート。
【図６】変形後のＭＲＩ画像を示す模式図。
【図７】第１実施形態における表示画像の例を示す模式図。
【図８】第２実施形態に係る画像診断システムおよび画像処理装置の機能構成を示す図。
【図９】第２実施形態におけるＰＡＴ装置による撮像の様子を示す模式図。
【図１０】ＰＡＴ装置に搭載されたカメラで撮像された外観画像を示す模式図。
【図１１】第２実施形態に係る画像処理装置の処理手順を示すフローチャート。
【図１２】第２実施形態における表示画像の例を示す模式図。
【図１３】第３実施形態に係る画像診断システムおよび画像処理装置の機能構成を示す図。
【図１４】第３実施形態におけるＰＡＴ装置による撮像の様子を示す模式図。
【図１５】第３実施形態に係る画像処理装置の処理手順を示すフローチャート。
【図１６】第３実施形態における表示画像の例を示す模式図。
【図１７】第３実施形態の変形例２におけるＰＡＴ装置に搭載されたカメラで撮像された外観画像を示す模式図。
【図１８】第３実施形態の変形例２における表示画像の例を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、添付図面に従って本発明に係る画像処理装置の好ましい実施形態について詳説する。ただし、発明の範囲は図示例に限定されるものではない。
【００１２】
（第１実施形態；カメラ画像なし）
本実施形態に係る画像処理装置は、乳房を被検体としたＰＡＴ装置の撮像領域の設定を支援する。撮像状態として２枚の平板（保持板）で保持された乳房にＭＲＩ画像を変形位置合わせすることで変形ＭＲＩ画像（変形画像）を生成し、変形ＭＲＩ画像が表示された撮像領域設定画面上で撮像領域を設定する。以下、本実施形態に係る画像処理装置について説明する。
【００１３】
＜画像診断システム１の構成＞
図１は、本実施形態に係る画像診断システム１の構成を示す。画像診断システム１は、画像処理装置１００と、第１医用画像撮像装置１８０と、第２医用画像撮像装置１８２と、表示部１８４と、データサーバ１９０とを有している。ただし、画像診断システム１の構成要素はこれらの装置等に限定されるものではなく、さらに別の構成要素を含んでもよいし、その一部が含まれないように構成してもよい。
【００１４】
第１医用画像撮像装置１８０はＭＲＩ装置であり、伏臥位の被検者の乳房を撮像する。ここで、図２は、第１医用画像撮像装置１８０によって撮像された乳房の３次元ＭＲＩ画像を、被検者の頭尾方向に垂直な断面（アキシャル断面）でスライスしたときの２次元画像を示す模式図である。本実施形態では、ＭＲＩ画像２００中の一点を原点とし、被検者の右手から左手への方向を表す軸をＸ軸、被検者の正面から背面への方向を表す軸をＹ軸、被検者の足から頭への方向を表す軸をＺ軸として定義した座標系を、ＭＲＩ画像座標系Ｃ＿ＭＲＩとする。
【００１５】
第２医用画像撮像装置１８２は光音響断層撮像装置（ＰＡＴ装置）であり、後述する画像処理装置１００の撮像領域設定部１０８により設定される撮像領域の範囲内に近赤外光パルスを照射することによって被検者の乳房を撮像する。ここで、図３は第２医用画像撮像装置１８２による撮像の様子を示す模式図である。図３に示すように、被検者３００は第２医用画像撮像装置１８２の上面のベッドで伏臥位の体位をとる。そして、被検体である片側の乳房３０１を第２医用画像撮像装置１８２上面の開口部３０２に挿入する。このとき、照射光が乳房の内部まで届くように、乳房は透明な２枚の保持板（足側の保持板３０３および頭側の保持板３０４）により圧迫した状態で保持され、その厚みが薄くなった状態で撮像される。なお、本実施形態では、保持板３０３および保持板３０４はいずれも平板であり、乳房と接触する面（以下、保持面と呼ぶ）が平面であるものとする。
【００１６】
照射光である近赤外光パルスは、保持板３０３、３０４の平面に直交する方向から不図示の光源により照射される。そして、近赤外光パルスの照射に応じて体内で発生した光音響信号は、保持板３０３、３０４の平面に直交するように配置された不図示の超音波探触子により受信される。本実施形態では、ＰＡＴ装置座標系Ｃ＿ＰＡＴを以下のように定義する。すなわち、保持板３０３、３０４に平行な平面をＸＹ平面とし、被検者の右手から左手への方向を表す軸をＸ軸、被検者の正面から背面への方向を表す軸をＹ軸と定義する。また、保持板３０３、３０４の法線方向をＺ軸とし、被検者の足から頭に向かう方向をＺ軸の正方向と定義する。そして、保持板３０３の内側の平面上における右手側の下端位置を原点とする。図４は、第２医用画像撮像装置１８２によって撮像された乳房の３次元ＰＡＴ画像を、人体の頭尾方向に垂直な断面（アキシャル断面）でスライスしたときの２次元画像４００を示す模式図である。
【００１７】
表示部１８４は、撮像領域を設定するための撮像領域設定画面を備え、画像処理装置１００が生成する表示画像を当該画面に表示する。データサーバ１９０は、第１医用画像撮像装置１８０によって伏臥位の被検者の乳房を撮像して得られた３次元のＭＲＩ画像２００を保持しており、当該ＭＲＩ画像２００は、後述する画像処理装置１００の医用画像取得部１０２を介して画像処理装置１００へ入力される。
【００１８】
＜画像処理装置１００の機能ブロック構成＞
画像処理装置１００は、データサーバ１９０、第２医用画像撮像装置１８２、表示部１８４と接続されている。画像処理装置１００は、医用画像取得部１０２と、変形情報取得部１０４と、変形画像生成部１０６と、撮像領域設定部１０８と、表示画像生成部１１０とを備えており、不図示のＣＰＵによりプログラムを読み出して実行することにより各機能ブロックの動作が制御される。
【００１９】
医用画像取得部１０２は、画像処理装置１００へ入力されるＭＲＩ画像２００を取得し、当該ＭＲＩ画像２００を変形画像生成部１０６へ出力する。変形情報取得部１０４は、ＭＲＩ画像２００を撮像状態の乳房に変形位置合わせすることにより変形情報を算出して取得し、当該変形情報を変形画像生成部１０６へと出力する。
【００２０】
変形画像生成部１０６は、ＭＲＩ画像２００と変形情報とに基づいて、ＭＲＩ画像２００を撮像状態の乳房の形状に変形させた変形ＭＲＩ画像を生成し、表示画像生成部１１０へ出力する。撮像領域設定部１０８は、表示部１８４の撮像領域設定画面上におけるユーザの入力に基づいて撮像領域を設定し、設定した撮像領域を第２医用画像撮像装置１８２および表示画像生成部１１０へ出力する。
【００２１】
表示画像生成部１１０は、変形ＭＲＩ画像からＭＩＰ（Ｍａｘｉｍｕｍ Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ）画像（以下、変形ＭＲＩ＿ＭＩＰ画像と呼ぶ）を生成し、生成した画像と撮像領域とに基づいて表示画像を生成して、表示部１８４へ出力する。なお、ＭＩＰ画像は最大値投影画像とも呼ぶ。
【００２２】
なお、上記機能ブロックの構成はあくまでも一例であり、複数の機能ブロックが１つの機能ブロックを構成するようにしてもよいし、何れかの機能ブロックが更に複数の機能ブロック分かれて構成されてもよい。
【００２３】
＜画像処理装置１００が実施する処理＞
次に、図５のフローチャートを参照して、本実施形態に係る画像処理装置１００が実施する処理の手順について説明する。
【００２４】
[Ｓ５０００；ＭＲＩ画像の取得]
ステップＳ５０００において、医用画像取得部１０２は、データサーバ１９０から画像処理装置１００へと入力される、伏臥位の乳房のＭＲＩ画像２００を取得する。なお、本実施形態では、ＭＲＩ画像２００中における乳頭位置が予め指定されているものとする。
【００２５】
[Ｓ５０１０；変形情報の取得]
ステップＳ５０１０において、変形情報取得部１０４は、ＭＲＩ画像を撮像状態の乳房の形状に変形させるための変形情報を算出する。本実施形態では、ＭＲＩ画像に対して物理変形シミュレーションを施すことによって、保持前の状態（第１の形状状態、ＭＲＩ中の状態）から保持後の状態（第２の形状状態、撮像状態）への変形を表す変形関数Ｆ（ｘ，ｙ，ｚ）を求め、該変形関数を変形情報として用いるものとする。変形関数Ｆ（ｘ，ｙ，ｚ）は、例えば、非特許文献１に開示されている物理変形シミュレーション技術を用いて算出することができる。非特許文献１は、Ａｎｇｅｌａ  Ｌｅｅ，ｅｔ  ａｌ．"Ｂｒｅａｓｔ  Ｘ−ｒａｙ  ａｎｄ  ＭＲ  ｉｍａｇｅ  ｆｕｓｉｏｎ  ｕｓｉｎｇ  ｆｉｎｉｔｅ  ｅｌｅｍｅｎｔ  ｍｏｄｅｌｉｎｇ，"Ｐｒｏｃ．Ｗｏｒｋｓｈｏｐ  ｏｎ  Ｂｒｅａｓｔ  Ｉｍａｇｅ  Ａｎａｌｙｓｉｓ  ｉｎ  ｃｏｎｊｕｃｔｉｏｎ  ｗｉｔｈ  ＭＩＣＣＡＩ  ２０１１，ｐｐ．１２９−１３６，２０１１．である。なお、非特許文献１には、平板圧迫された乳房を撮像したＸ線マンモグラフィ画像と乳房のＭＲＩ画像を物理変形シミュレーションによって位置合わせする技術が開示されている。
【００２６】
なお、本実施形態では、ＰＡＴ装置座標系Ｃ＿ＰＡＴとＭＲＩ画像座標系Ｃ＿ＭＲＩとにおける被検者の姿勢が略一致しているものと仮定する。すなわち、２枚の保持板３０３、３０４により、ＭＲＩ画像座標系Ｃ＿ＭＲＩにおけるＺ軸方向に沿って乳房が圧縮されるものとする。また、物理変形シミュレーションの際に、２枚の保持板間の距離（保持後の乳房の厚み）ｄの計測値が第２医用画像撮像装置１８２から入力されるものとする。そして、保持前と保持後における乳頭位置が同一となるように変形関数Ｆ（ｘ，ｙ，ｚ）を算出するものとする。
【００２７】
[Ｓ５０２０；剛体変換の算出]
ステップＳ５０２０において、変形画像生成部１０６は、ＭＲＩ画像座標系Ｃ＿ＭＲＩとＰＡＴ装置座標系Ｃ＿ＰＡＴとの間の剛体変換を求める。すなわち、ＭＲＩ画像座標系Ｃ＿ＭＲＩからＰＡＴ装置座標系Ｃ＿ＰＡＴへの座標変換行列Ｔ＿ＭｔｏＰを導出する。なお、Ｔ＿ＭｔｏＰを含め、以降で説明する座標変換行列は全て座標系の並進と回転を表す４×４行列であるものとする。本実施形態では、ＰＡＴ装置座標系Ｃ＿ＰＡＴとＭＲＩ画像座標系Ｃ＿ＭＲＩにおける被検者の姿勢が略一致していると仮定しており、ＭＲＩ画像座標系Ｃ＿ＭＲＩからＰＡＴ装置座標系Ｃ＿ＰＡＴへの座標変換を並進のみで記述できるものとする。この仮定の下で、ステップＳ５０００で取得したＭＲＩ画像中における乳頭位置が、ＰＡＴ装置座標系Ｃ＿ＰＡＴにおける被検者の乳頭位置と一致するように、Ｔ＿ＭｔｏＰの並進成分を算出する。
【００２８】
ここで、ＰＡＴ装置座標系Ｃ＿ＰＡＴにおける乳頭位置は、例えば、第２医用画像撮像装置１８２の開口部３０２の下方から乳房を計測可能な位置に設置された不図示の距離計測装置を用いて取得することができる。すなわち、距離計測装置で乳房の距離画像を撮像し、その画像中の乳頭位置を不図示のマウスやキーボードなどを用いてユーザが手動で指定することによって、ＰＡＴ装置座標系Ｃ＿ＰＡＴにおける乳頭位置を取得することができる。その際に、距離計測装置はＰＡＴ装置座標系Ｃ＿ＰＡＴにおいて校正済みであるものとする。なお、ＰＡＴ装置座標系Ｃ＿ＰＡＴにおける乳頭位置は、距離計測装置に限らず、例えばデジタイザやステレオカメラ等の、３次元位置を計測可能な装置や手段を用いて取得してもよい。
【００２９】
[Ｓ５０３０；変形画像の生成]
ステップＳ５０３０において、変形画像生成部１０６は、ＭＲＩ画像２００に基づいて、撮像状態の乳房の形状に変形された変形ＭＲＩ画像を生成する。具体的には、ステップＳ５０１０で取得した変形関数Ｆ（ｘ，ｙ，ｚ）を用いてＭＲＩ画像２００に変形処理を施した上で、ステップＳ５０３０で算出した剛体変換（座標変換行列Ｔ＿ＭｔｏＰ）を用いてＰＡＴ装置座標系Ｃ＿ＰＡＴに変換する。その結果として、ＰＡＴ装置座標系Ｃ＿ＰＡＴにおける変形ＭＲＩ画像が生成される。ここで図６は、変形ＭＲＩ画像をアキシャル断面でスライスしたときの２次元画像を示す模式図である。図６に示すように、６００は変形ＭＲＩ画像、６０１は変形後の乳房領域、６０２は変形前の乳房形状を表す。また、６０３は、変形ＭＲＩ画像中の腫瘍を表す。変形後の乳房領域６０１と変形前の乳房形状６０２とを比較すると、ＰＡＴ装置座標系Ｃ＿ＰＡＴにおけるＺ軸方向への圧迫により、ＸＹ平面において乳房領域が伸長し、Ｚ軸方向に圧縮されていることがわかる。
【００３０】
[Ｓ５０３５；ＭＩＰ画像（変換画像）の生成]
ステップＳ５０３５において、変形画像生成部１０６は、撮像領域に合わせて変換した変換画像を生成する。すなわち、変形画像生成部１０６は、撮像領域を設定するための空間に合わせて変換した変換画像を生成する。具体的には、変形画像生成部１０６は、表示部１８４の撮像領域設定画面に表示するために、変形ＭＲＩ＿ＭＩＰ画像を撮像領域に合わせて変換し、変換画像を生成する。例えば、ステップＳ５０３０で生成された変形ＭＲＩ画像６００に基づいて、ＰＡＴ装置座標系Ｃ＿ＰＡＴにおけるＺ軸方向の画素値の最大値をＸＹ平面（Ｚ＝０）上に投影することによって、図７に示すような変形ＭＲＩ＿ＭＩＰ画像７００を生成する。
【００３１】
[Ｓ５０４０；撮像領域の初期設定]
ステップＳ５０４０において、撮像領域設定部１０８は、第２医用画像撮像装置１８２の撮像領域の初期設定を行う。例えば、第２医用画像撮像装置１８２によって撮像可能な範囲の全体を含む長方形を撮像領域の初期値として設定する。本実施形態では、撮像領域をＰＡＴ装置座標系Ｃ＿ＰＡＴにおいて設定するものとする。
【００３２】
[Ｓ５０５０；表示画像の生成]
ステップＳ５０５０において、表示画像生成部１１０は、ステップＳ５０３５で生成した変形ＭＲＩ＿ＭＩＰ画像７００上に、図７に示すような撮像領域７０３を重畳した表示画像を生成し、表示部１８４へ出力する。
【００３３】
ここで、撮像領域７０３は、図７に示すように枠線で表示してもよいし、領域の内部を所定の色やテクスチャを用いて所定の透過度で塗りつぶしてもよい。さらに、不図示のマウスやキーボードなどを用いて、枠線の種類、塗りつぶしの色やテクスチャ、透過度などをユーザが調整できるようにしてもよい。
【００３４】
[Ｓ５０６０；終了判定]
ステップＳ５０６０において、画像処理装置１００は、撮像領域の設定処理を終了するか否かの判定を行う。例えば、不図示のモニタ上に配置された終了ボタンを操作者が不図示のマウスでクリックするなどして、終了の判定を入力する。終了すると判定した場合には、ステップＳ５０８０へと処理を進める。一方、終了しないと判定した場合には、ステップＳ５０７０へと処理を進める。
【００３５】
[Ｓ５０７０；撮像領域の調整]
ステップＳ５０７０において、撮像領域設定部１０８は、ユーザ操作に基づいて、表示画像上で第２医用画像撮像装置１８２の撮像領域を調整する。具体的には、表示部１８４の撮像領域設定画面に表示された画像上で、不図示のマウスやキーボードなどを用いて、設定された撮像領域７０３（２次元の矩形領域）の範囲をユーザが手動で調整する。撮像領域７０３は、表示された画像上でユーザが視認した情報に基づき、例えば腫瘍７０４の全体が含まれるようにユーザが調整する。その後、ステップＳ５０５０に戻る。
【００３６】
[Ｓ５０８０；撮像領域の出力]
ステップＳ５０８０において、撮像領域設定部１０８は、第２医用画像撮像装置１８２へと撮像領域を出力する。なお、ステップＳ５０１０で算出した変形情報の誤差を考慮して、ユーザが指定した撮像領域７０３に対して第２医用画像撮像装置１８２へと出力する撮像領域を大きめに調整してもよい。例えば、所定の値をマージンとして付加することができる。また、ステップＳ５０１０で算出する変形情報の中に変形情報を算出する際の誤差に関する情報（例えば位置合わせの残差）も含まれるものとし、その誤差に関する情報に基づいて、付加するマージンを定めてもよい。その際に、表示画像生成部１１０へと出力する撮像領域は大きめに調整せずに、第２医用画像撮像装置１８２へと出力する撮像領域のみを大きめに調整してもよい。以上のようにして、画像処理装置１００の一連の処理が実施される。
【００３７】
以上説明したように、本実施形態に係る画像処理装置１００は、第１の形状状態（非保持状態）における被検体（例えば、乳房）の医用画像（ＭＲＩ画像２００）を取得する医用画像取得部１０２と、第１の形状状態（非保持状態）から第２の形状状態（保持板３０３、３０４により被検体が保持された保持状態）への被検体の変形情報を取得する変形情報取得部１０４と、第２の形状状態における被検体の撮像領域（撮像領域７０３）を設定する撮像領域設定部１０８と、変形情報に基づいて変形させた医用画像（変形ＭＲＩ画像６００）を、撮像領域（撮像領域７０３）に合わせて変換して変換画像（変形ＭＲＩ＿ＭＩＰ画像７００）を生成する変形画像生成部１０６と、変換画像（変形ＭＲＩ＿ＭＩＰ画像７００）と撮像領域（撮像領域７０３）とを重畳して表示画像を生成する表示画像生成部１１０とを備える。
【００３８】
これにより、本実施形態に係る画像処理装置は、ＰＡＴ画像の撮像領域を設定する際に、被検体内における腫瘍等の注目領域が描出されているＭＲＩ画像を参照することができる。そのため、被検体内における腫瘍等の注目領域が適切に撮像されるように撮像領域を設定することができる。
【００３９】
なお、本実施形態では、人体の乳房を被検体とする場合を例として説明したが、本発明の実施はこれに限らず、任意の被検体であってもよい。
【００４０】
＜第１実施形態の変形例１＞
本実施形態では、変換画像として、変形ＭＲＩ＿ＭＩＰ画像を生成する場合を例として説明したが、本発明の実施形態はこれに限らず、例えば、変形ＭＲＩ画像のアキシャル断面（ＸＹ平面）を変換画像として生成してもよい。その際に、腫瘍７０４を含むアキシャル断面を選択して表示してもよいし、Ｚ＝０とＺ＝ｄ（保持後の平板間の距離）の間のアキシャル断面を順次表示して、腫瘍７０４の全体が含まれているかどうかを確認できるようにしてもよい。また、変形ＭＲＩ画像のアキシャル断面に限らず、サジタル断面（ＹＺ平面）やコロナル断面（ＸＺ平面）を変換画像として生成し、その上で撮像領域の設定や確認ができるようにしてもよい。さらに、変形ＭＲＩ画像のアキシャル断面、サジタル断面、コロナル断面に限らず、曲断面を含む任意の断面で撮像領域を確認できるようにしてもよい。また、本変形例における断面画像は、断面から所定の範囲内における画素値の最大値を断面上に投影したＭＩＰ画像（スラブＭＩＰ画像）であってもよい。
【００４１】
＜第１実施形態の変形例２＞
本実施形態では、２次元の変形ＭＲＩ＿ＭＩＰ画像と２次元の撮像領域に基づいて表示画像を生成する場合を例として説明したが、本発明の実施形態はこれに限らない。例えば、３次元の変形ＭＲＩ画像のボリュームレンダリング画像を変換画像として生成し、３次元の撮像領域を重畳した表示画像を生成して、任意の視線方向から観察できるようにしてもよい。すなわち、変形画像生成部１０６は、被検体の形状状態における医用画像のボリュームレンダリング画像または最大値投影画像（ＭＩＰ画像）を、変換画像として生成することができる。なお、３次元の撮像領域は、例えば、ＰＡＴ装置座標系Ｃ＿ＰＡＴにおけるＺ＝０の２次元平面上の撮像領域（矩形領域）を、Ｚ＝０からＺ＝ｄまで押し出すことで形成される直方体の領域として設定することができる。
【００４２】
＜第１実施形態の変形例３＞
本実施形態では、第１医用画像撮像装置１８０としてＭＲＩ装置を用いる場合を例として説明したが、本発明の実施形態はこれに限らない。例えば、Ｘ線ＣＴ装置、ＰＥＴ／ＳＰＥＣＴ装置、３次元超音波装置などを用いることができる。また、その他の何れのモダリティであってもよい。これらのモダリティを用いる場合には、平板圧迫変形の推定のみならず、撮像体位が異なることによる変形（例えば仰臥位から伏臥位への重力変形）の推定も行って、変形関数Ｆ（ｘ，ｙ，ｚ）を求めておけばよい。なお、仰臥位から伏臥位への重力変形の推定には、例えば非特許文献２に開示されている、重力変形シミュレーションに基づく手法を用いることができる。非特許文献２は、Ｙ．Ｈｕ，ｅｔ  ａｌ．"Ａ  ｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌ  ｍｏｔｉｏｎ  ｍｏｄｅｌ  ｂａｓｅｄ  ｏｎ  ｂｉｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓ，"Ｐｒｏｃ．ＭＩＣＣＡＩ  ２００８，Ｐａｒｔ  Ｉ，ＬＮＣＳ  ５２４１，ｐｐ．７３７−７４４，２００８．である。また、第１医用画像撮像装置１８０と第２医用画像撮像装置１８２は同一の撮像装置であってもよい。また、本実施形態では、第２医用画像撮像装置１８２としてＰＡＴ装置を用いる場合を例として説明したが、本発明の実施の形態はこれに限らない。例えば、Ｘ線マンモグラフィ装置や超音波診断装置であってもよく、それ以外の何れのモダリティであってもよい。
【００４３】
＜第１実施形態の変形例４＞
本実施形態では、変形ＭＲＩ画像６００を生成した上で、それに基づいて変形ＭＲＩ＿ＭＩＰ画像を生成する場合を例として説明したが、本発明の実施形態はこれに限らない。例えば、変形ＭＲＩ画像６００は生成せずに、ＭＲＩ画像２００と変形情報とに基づいて変形ＭＲＩ＿ＭＩＰ画像を生成してもよい。
【００４４】
（第２実施形態；カメラ画像あり）
本実施形態に係る画像処理装置は、ＰＡＴ装置に搭載されたカメラで乳房の外観を撮像し、その画像（以下、外観画像と呼ぶ）上で撮像領域を設定する構成のＰＡＴ装置において、撮像領域の設定を支援する。すなわち、撮像状態の乳房に合わせてＭＲＩ画像を変形させることによって、撮像状態の乳房の外観画像上において乳房の内部（腫瘍等の注目領域を含む）が透けて見えるような画像を生成し、その画像が表示された撮像領域設定画面上で撮像領域を設定可能とする。
【００４５】
本実施形態では、外観画像にＭＲＩ画像を変形位置合わせする、すなわち平板圧迫変形を推定することによって、変形ＭＲＩ画像を生成する。また、本実施形態では外観画像上でＰＡＴ画像の撮像に適さない領域（不適切領域）を設定する。以下、本実施形態に係る画像処理装置について、第１実施形態との相違部分を中心に説明する。
【００４６】
＜画像診断システム８の構成＞
図８は、本実施形態に係る画像診断システム８の構成を示す。なお、図１と同じ機能を有する処理部については同じ番号、記号を付けており、その説明を省略する。
【００４７】
画像診断システム８は、画像処理装置８００と、第１医用画像撮像装置１８０と、第２医用画像撮像装置８８２と、表示部１８４と、データサーバ１９０とを有している。
【００４８】
第２医用画像撮像装置８８２には、第１実施形態で図３を参照して説明した第２医用画像撮像装置１８２の構成に加えて、さらに乳房の外観画像を撮像するためのカメラが搭載されている。ここで図９は、第２医用画像撮像装置８８２による撮像の様子を示す模式図である。図９の９０５は保持板３０３を通して足側から乳房の外観を撮像可能な位置に設置されたカメラであり、Ｃ＿ＣＡＭは、カメラ９０５の焦点位置を原点とするカメラ座標系である。ここで、カメラ９０５はＰＡＴ装置座標系Ｃ＿ＰＡＴにおいて校正済みであるものとする。そして、カメラ校正により求められた、カメラ座標系Ｃ＿ＣＡＭからＰＡＴ装置座標系Ｃ＿ＰＡＴへの座標変換行列Ｔ＿ＣｔｏＰおよびカメラ内部パラメータは、既知の情報として画像処理装置８００が保持しているものとする。
【００４９】
また図１０は、カメラ９０５によって撮像された乳房の外観画像１０００を示す模式図である。本実施形態では、外観画像１０００の右下端を外観画像座標系Ｃ＿ＩＭＧの原点とし、Ｚ＝０平面上に外観画像１０００が位置するものとする。なお、カメラ座標系Ｃ＿ＣＡＭから外観画像座標系Ｃ＿ＩＭＧへの変換には、一般的な手法を用いることができるため、説明を省略する。
【００５０】
＜画像処理装置８００の機能ブロック構成＞
画像処理装置８００は、データサーバ１９０、第２医用画像撮像装置８８２、表示部１８４と接続されている。画像処理装置８００は、医用画像取得部１０２と、変形情報取得部８０４と、変形画像生成部１０６と、撮像領域設定部８０８と、表示画像生成部８１０と、外観画像取得部８１２と、不適切領域設定部８１４とを備えている。
【００５１】
変形情報取得部８０４は、外観画像１０００にＭＲＩ画像２００を変形位置合わせすることによって変形情報を取得し、変形画像生成部１０６へ出力する。
【００５２】
撮像領域設定部８０８は、表示部１８４の撮像領域設定画面上で撮像領域を設定し、設定した撮像領域を第２医用画像撮像装置８８２および表示画像生成部８１０へ出力する。
【００５３】
表示画像生成部８１０は、変形ＭＲＩ画像６００から変形ＭＲＩ＿ＭＩＰ画像を生成し、生成した画像と、外観画像１０００と、図１０に示すようなＰＡＴ画像の撮像に適さない不適切領域１００１と撮像領域とに基づいて表示画像を生成して、表示部１８４へ出力する。
【００５４】
外観画像取得部８１２は、画像処理装置８００へと入力される外観画像を取得し、不適切領域設定部８１４、変形情報取得部８０４、および撮像領域設定部８０８へ出力する。
【００５５】
不適切領域設定部８１４は、表示部１８４の撮像領域設定画面に表示された外観画像上でＰＡＴ画像の撮像に適さない領域（不適切領域）を設定して、撮像領域設定部８０８へ出力する。
【００５６】
なお、上記機能ブロックの構成はあくまでも一例であり、複数の機能ブロックが１つの機能ブロックを構成するようにしてもよいし、何れかの機能ブロックが更に複数の機能ブロック分かれて構成されてもよい。
【００５７】
＜画像処理装置８００が実施する処理＞
次に、図１１のフローチャートを参照して、本実施形態に係る画像処理装置８００が実施する処理の手順について説明する。
【００５８】
本実施形態では、図５を参照して説明した第１実施形態に係る画像処理装置１００が実施する処理と比較して、ステップＳ１１０００の処理とステップＳ１１０１０の処理との間にステップＳ１１００２およびステップＳ１１００４が存在する点が異なる。また、ステップＳ５０１０、ステップＳ５０３５からステップＳ５０５０まで、およびステップＳ５０７０の処理の代わりに、それぞれステップＳ１１０１０、ステップＳ１１０３５からステップＳ１１０５０まで、およびステップＳ１１０７０の処理が行われる点が異なる。以下、これらの各ステップの処理を中心に説明する。なお、ステップＳ１１０００、ステップＳ１１０２０、ステップＳ１１０３０、ステップＳ１１０６０、およびステップＳ１１０８０の処理は、それぞれステップＳ５０００、ステップＳ５０２０、ステップＳ５０３０、ステップＳ５０６０、およびステップＳ５０８０の処理と同様であるため、説明を省略する。
【００５９】
[Ｓ１１００２；外観画像の取得]
ステップＳ１１００２において、外観画像取得部８１２は、第２医用画像撮像装置８８２から画像処理装置１００へと入力される、被検者の乳房の外観画像１０００を取得する。
【００６０】
[Ｓ１１００４；不適切領域の設定]
ステップＳ１１００４において、不適切領域設定部８１４は、外観画像１０００を表示部１８４の撮像領域設定画面に表示し、表示された画像上で、ＰＡＴ画像の撮像に適さない不適切領域を設定する。本実施形態では、例えば乳房が適切に圧迫されていない等の理由により、ＰＡＴ画像を適切に撮像できないことが想定される領域を、不適切領域として設定する。例えば、図１０における点線と実線の間の領域である１００１が不適切領域を表す。このような不適切領域は、不図示のマウスやキーボードなどを用いて、ユーザが手動で設定することができる。または、画像処理等を用いて自動で設定してもよい。
【００６１】
[Ｓ１１０１０；変形情報の取得]
ステップＳ１１０１０において、変形情報取得部８０４は、ＭＲＩ画像を撮像状態の乳房の形状に変形させるための変形情報を取得する。本実施形態では、外観画像１０００にＭＲＩ画像２００を変形位置合わせすることによって変形関数（ｘ，ｙ，ｚ）を求め、該変形関数を変形情報として用いるものとする。この位置合わせには、例えば非特許文献３に開示されている、ＭＲＩ画像に対して平板圧迫による物理変形シミュレーションを施して得られる変形後の乳房形状を、Ｘ線マンモグラフィ画像から抽出した乳房の２次元形状に基づいて評価する技術を用いることができる。非特許文献３は、Ｃ．Ｔａｎｎｅｒ，ｅｔ  ａｌ．"Ｂｒｅａｓｔ  Ｓｈａｐｅｓ  ｏｎ  Ｒｅａｌ  ａｎｄ  Ｓｉｍｕｌａｔｅｄ  Ｍａｍｍｏｇｒａｍｓ，"Ｐｒｏｃ．Ｉｎｔ．Ｗｏｒｋｓｈｏｐ  ｏｎ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍａｍｍｏｇｒａｐｈｙ  ２０１０（ＩＷＤＭ  ２０１０），ＬＮＣＳ  ６１３６，ｐｐ．５４０−５４７，２０１０．である。
【００６２】
[Ｓ１１０３５；ＭＩＰ画像の生成]
ステップＳ１１０３５において、表示画像生成部８１０は、撮像領域を設定するための空間（外観画像の平面）に合わせて変換した変換画像を生成する。まず、ステップＳ１１０３０で生成されたＰＡＴ装置座標系Ｃ＿ＰＡＴにおける変形ＭＲＩ画像６００を、カメラ座標系Ｃ＿ＣＡＭに変換した上で、外観画像座標系Ｃ＿ＩＭＧに変換する。次に、外観画像座標系Ｃ＿ＩＭＧのＺ軸方向における画素値の最大値をＸＹ平面（Ｚ＝０）上に投影することによって、外観画像座標系Ｃ＿ＩＭＧにおける変形ＭＲＩ＿ＭＩＰ画像１２０１を変換画像として生成する（図１２参照）。
【００６３】
[Ｓ１１０４０；撮像領域の初期設定]
ステップＳ１１０４０において、撮像領域設定部８０８は、第２医用画像撮像装置８８２の撮像領域の初期設定を行う。例えば、第２医用画像撮像装置８８２によって撮像可能な範囲の全体を含む長方形を撮像領域の初期値として設定する。本実施形態では、撮像領域を外観画像座標系Ｃ＿ＩＭＧにおいて設定するものとする。
【００６４】
次に、外観画像座標系Ｃ＿ＩＭＧにおける撮像領域の初期値に基づいて、ＰＡＴ装置座標系Ｃ＿ＰＡＴにおける撮像領域を求める。例えば、設定された撮像領域の４頂点を、カメラ座標系Ｃ＿ＣＡＭにおける４点に変換した上で、それら４点とカメラ座標系における原点とを結ぶ４直線と保持板３０３との４つの交点を求め、ＰＡＴ装置座標系Ｃ＿ＰＡＴにおける４点に変換する。そして、それらの４点に外接する矩形を、ＰＡＴ装置座標系Ｃ＿ＰＡＴにおける撮像領域１２０３とする（図１２参照）。
【００６５】
[Ｓ１１０５０；表示画像の生成]
ステップＳ１１０５０において、表示画像生成部８１０は、外観画像１０００上に、ステップＳ１１０３５で生成した変形ＭＲＩ＿ＭＩＰ画像１２０１、不適切領域１００１、および撮像領域１２０３を重畳した表示画像を生成し、表示部１８４へ出力する。この場合、撮像領域を設定するための空間は外観画像１０００の平面となる。なお、不適切領域１００１は重畳しなくても構わない。すなわち、表示画像生成部８１０は、外観画像１０００と変換画像（変形ＭＲＩ＿ＭＩＰ画像１２０１）と撮像領域１２０３とを重畳して表示画像を生成してもよい。
【００６６】
なお、変形ＭＲＩ＿ＭＩＰ画像１２０１は、外観画像１０００の上に半透明に重ね合わせてもよいし、透過度０％で重ね合わせてもよい。または、不図示のマウスやキーボードなどを用いてユーザが透過度を調整できるようにしてもよい。
【００６７】
[Ｓ１１０７０；撮像領域の調整]
ステップＳ１１０４０において、撮像領域設定部８０８は、第２医用画像撮像装置８８２の撮像領域を調整する。具体的には、まず、表示部１８４の撮像領域設定画面に表示された画像上で、例えば不図示のマウスやキーボードなどを用いて、設定された撮像領域１２０３（２次元の矩形領域）の範囲をユーザが手動で調整する。撮像領域１２０３は、例えば腫瘍１２０２の全体が含まれるようにユーザが調整する。そして、外観画像座標系Ｃ＿ＩＭＧにおける撮像領域１２０３に基づいて、ＰＡＴ装置座標系Ｃ＿ＰＡＴにおける撮像領域を、ステップＳ１１０４０と同様の処理によって求める。その後、ステップＳ１１０５０に戻る。以上のようにして、画像処理装置８００の一連の処理が実施される。
【００６８】
以上説明したように、本実施形態に係る画像処理装置は、ＰＡＴ画像の撮像領域を設定する際に、ＭＲＩ画像と乳房の外観画像を併せて参照することができる。これにより、被検体の腫瘍等の注目領域がより適切に撮像されるように撮像領域を設定することができる。
【００６９】
＜第２実施形態の変形例１＞
本実施形態では、保持板３０３を通して足側から乳房の外観を撮像可能な位置にカメラ９０５を設置する場合について説明したが、本発明の実施形態はこれに限らない。例えば、保持板３０４を通して頭側から乳房の外観を撮像可能な位置や、側面から乳房の外観を撮像可能な位置などに設置してもよい。また、カメラの設置台数は１台に限らず複数台でもよく、その際に、各カメラで撮像した外観画像の夫々に対して表示画像を生成してもよい。
【００７０】
＜第２実施形態の変形例２＞
本実施形態では、不適切領域および撮像領域を外観画像座標系Ｃ＿ＩＭＧにおける画像上で設定する場合を例に説明したが、本発明の実施形態はこれに限らず、ＰＡＴ装置座標系Ｃ＿ＰＡＴにおける画像上で設定してもよい。その場合には、外観画像１０００および不適切領域１００１を、例えば保持板３０３の４隅の４点の平面射影変換によって外観画像座標系Ｃ＿ＩＭＧからカメラ座標系Ｃ＿ＣＡＭに変換した上で、さらにＰＡＴ画像座標系Ｃ＿ＰＡＴに変換すればよい。なお、本実施形態においても、第１実施形態と同様の変形例をとることができる。
【００７１】
（第３実施形態）
第１および第２実施形態では、第２医用画像撮像装置１８２として、２枚の平板で被検体を保持する方式のＰＡＴ装置を用いる場合を例として説明したが、本発明の実施形態はこれに限らず、何れの保持方式であってもよい。本実施形態では、被検体を２つの保持部材で挟みこむのではなく、１つの保持部材を体に押し付けることで、被検体が薄くなるように圧迫して保持する方式のＰＡＴ装置を用いる場合について説明する。特に、保持部材として伸縮性の保持膜を用いる場合について説明する。以下、本実施形態に係る画像処理装置について、第１実施形態との相違部分を中心に説明する。
【００７２】
＜画像診断システム１３の構成＞
図１３は、本実施形態に係る画像診断システム１３の構成を示す。なお、図１と同じ機能を有する処理部については同じ番号、記号を付けており、その説明を省略する。
【００７３】
画像診断システム１３は、画像処理装置１３００と、第１医用画像撮像装置１８０と、第２医用画像撮像装置１３８２と、表示部１８４と、データサーバ１９０とを有している。
【００７４】
第２医用画像撮像装置１３８２は光音響断層撮像装置（ＰＡＴ装置）であり、後述する画像処理装置１３００の撮像領域設定部１０８により設定される撮像領域の範囲内に近赤外光パルスを照射することによって被検者の乳房を撮像する。ここで、図１４は第２医用画像撮像装置１３８２による撮像の様子を示す模式図である。被検者は第２医用画像撮像装置１３８２の上面１４０２のベッドで伏臥位の体位をとる。そして、被検体である片側の乳房１４０１を第２医用画像撮像装置１３８２の上面１４０２の開口部１４０３に挿入する。このとき、乳頭から大胸筋に向かう方向の照射光が乳房の内部まで届くように、乳房は透明な保持膜１４０４により乳頭から大胸筋に向かう方向に圧迫した状態で保持され、その厚みが薄くなった状態で撮像される。ここで、保持膜１４０４は一定の張力を有しており、乳房１４０１を挿入する以前は平面状の形状となっている。そして、挿入した乳房１４０１からの圧力を受けることによって、保持膜１４０４は変形して撓んだ状態となる。すなわち、本実施形態では、乳房と接触する面（保持面）は曲面となる。
【００７５】
第２医用画像撮像装置１３８２は、照射部１４０８と超音波探触子１４０５からなる撮像ユニット１４０９を備えている。撮像ユニット１４０９は、該撮像ユニットの上部（撮像ユニット１４０９からみて上面１４０２に直交する方向）が撮像されるように、可動ステージ１４０７に装着されている。照射部１４０８は、照射光である近赤外光パルスを、被検体に向けて照射する。そして、超音波探触子１４０５は、近赤外光パルスの照射に応じて被検体内で発生した光音響信号を受信する。すなわち、第２医用画像撮像装置１３８２は、可動ステージ１４０７によって撮像ユニット１４０９を撮像領域の範囲内で移動（スキャン）させながら、撮像領域の範囲内の被検体の撮像を行う。本実施形態では、ＰＡＴ装置座標系Ｃ＿ＰＡＴを以下のように定義する。すなわち、上面１４０２に平行な平面をＸＺ平面とし、被検者の右手から左手への方向を表す軸をＸ軸、被検者の足から頭に向かう方向を表す軸をＺ軸と定義する。また、上面１４０２の法線方向をＹ軸とし、被検者の正面から背面に向かう方向をＹ軸の正方向と定義する。そして、上面１４０２における右手側の下端位置を原点とする。
【００７６】
＜画像処理装置１３００の機能ブロック構成＞
画像処理装置１３００は、データサーバ１９０、第２医用画像撮像装置１３８２、表示部１８４と接続されている。画像処理装置１３００は、医用画像取得部１０２と、変形情報取得部１３０４と、変形画像生成部１３０６と、撮像領域設定部１０８と、表示画像生成部１１０とを備えている。
【００７７】
変形情報取得部１３０４は、ＭＲＩ画像２００を保持膜１４０４により圧迫された状態の乳房に変形位置合わせすることにより変形情報を算出して取得し、当該変形情報を変形画像生成部１３０６へと出力する。
【００７８】
変形画像生成部１３０６は、ＭＲＩ画像２００と変形情報とに基づいて、ＭＲＩ画像２００を保持膜１４０４により圧迫された状態の乳房の形状に変形させた変形ＭＲＩ画像を生成し、表示画像生成部１１０へ出力する。
【００７９】
＜画像処理装置１３００が実施する処理＞
次に、図１５のフローチャートを参照して、本実施形態に係る画像処理装置１３００が実施する処理の手順について説明する。本実施形態に係る画像処理装置１３００が実施する処理は、図５を参照して説明した第１実施形態に係る画像処理装置１００が実施する処理と比較して、ステップＳ１５０１０、ステップＳ１５０３０、およびステップＳ１５０３５の処理が、対応するステップＳ５０１０、ステップＳ５０３０、およびステップＳ５０３５の処理と異なっている。
【００８０】
[Ｓ１５０１０；変形情報の取得]
ステップＳ１５０１０において、変形情報取得部１３０４は、ＭＲＩ画像２００を保持膜１４０４により圧迫された状態の乳房の形状に変形させるための変形情報を算出する。本実施形態では、ＰＡＴ装置座標系Ｃ＿ＰＡＴとＭＲＩ画像座標系Ｃ＿ＭＲＩとにおける被検者の姿勢が略一致しているものと仮定する。すなわち、保持膜１４０４により、ＭＲＩ画像座標系Ｃ＿ＭＲＩにおけるＹ軸方向に概ね沿って乳房が圧縮されるものとする。また、物理変形シミュレーションの際に、乳房１４０１の外形形状およびＭＲＩ画像２００における大胸筋の形状を入力するものとする。
【００８１】
ここで、ＰＡＴ装置座標系Ｃ＿ＰＡＴにおける乳房１４０１の外形形状は、例えば、第２医用画像撮像装置１３８２における乳房を計測可能な位置に設置された１つ以上の距離計測装置１４０６を用いて取得することができる（図１４の例では距離計測装置１４０６Ａ、１４０６Ｂ）。すなわち、距離計測装置１４０６で乳房の距離画像を撮像し、その画像中の乳房領域を不図示のマウスやキーボードなどを用いてユーザが手動で指定することによって、乳房１４０１の外形形状を取得することができる。その際に、距離計測装置１４０６はＰＡＴ装置座標系Ｃ＿ＰＡＴにおいて校正済みであるものとする。ここで、ＰＡＴ装置座標系Ｃ＿ＰＡＴにおける乳頭位置も、距離計測装置１４０６を用いて取得することができる。なお、乳房１４０１の外形形状の代わりに、距離計測装置１４０６を用いて保持膜１４０４の形状を取得して用いてもよい。
【００８２】
また、ＭＲＩ画像座標系Ｃ＿ＭＲＩにおける大胸筋の形状は、ＭＲＩ画像２００に対して、公知の画像解析手法を適用したり、不図示のマウスやキーボードなどを用いてユーザが手動で指定したりすることによって、取得することができる。
【００８３】
[Ｓ１５０３０；変形画像の生成]
ステップＳ１５０３０において、変形画像生成部１３０６は、ＭＲＩ画像２００に基づいて、保持膜１４０４により圧迫された状態の乳房の形状に変形された変形ＭＲＩ画像を生成する。変形前後の乳房形状を比較すると、ＰＡＴ装置座標系Ｃ＿ＰＡＴにおけるＹ軸方向への圧迫により、ＸＺ平面において乳房領域が伸長し、Ｙ軸方向に圧縮されることになる。
【００８４】
[Ｓ１５０３５；Ｙ軸方向ＭＩＰ画像（変換画像）の生成]
ステップＳ１５０３５において、変形画像生成部１３０６は、撮像領域に合わせて変換した変換画像を生成する。例えば、ステップＳ１５０３０で生成された変形ＭＲＩ画像に基づいて、ＰＡＴ装置座標系Ｃ＿ＰＡＴにおけるＹ軸方向の画素値の最大値をＸＺ平面（Ｙ＝０）上に投影することによって、図１６に示すような変形ＭＲＩ＿ＭＩＰ画像１６００を生成する。
【００８５】
[Ｓ１５０５０；表示画像の生成]
ステップＳ１５０５０において、表示画像生成部１１０は、ステップＳ１５０３５で生成したＹ軸方向に沿った変形ＭＲＩ＿ＭＩＰ画像１６００上に、図１６に示すような撮像領域１６０３を重畳した表示画像を生成し、表示部１８４へ出力する。
【００８６】
[Ｓ１５０７０；撮像領域の調整]
ステップＳ１５０７０において、撮像領域設定部１０８は、ユーザ操作に基づいて、表示画像上で第２医用画像撮像装置１３８２の撮像領域を調整する。具体的には、表示部１８４の撮像領域設定画面に表示された画像上で、不図示のマウスやキーボードなどを用いて、設定された撮像領域１６０３（２次元の矩形領域）の範囲をユーザが手動で調整する。撮像領域１６０３は、表示された画像上でユーザが視認した情報に基づき、例えば腫瘍１３０４の全体が含まれるようにユーザが調整する。なお、１６０４は変形ＭＲＩ＿ＭＩＰ画像中の腫瘍を示し、１６０５は変形ＭＲＩ＿ＭＩＰ画像中の乳頭を示している。その後、ステップＳ１５０５０に戻る。
【００８７】
以上説明したように、本実施形態に係る画像処理装置１３００は、第１の形状状態（非保持状態）における被検体（例えば、乳房）の医用画像（ＭＲＩ画像２００）を取得する医用画像取得部１０２と、第１の形状状態（非保持状態）から第２の形状状態（保持膜１４０４により被検体が保持された保持状態）への被検体の変形情報を取得する変形情報取得部１３０４と、第２の形状状態における被検体の撮像領域を設定する撮像領域設定部１０８と、変形情報に基づいて変形させた医用画像を、撮像領域に合わせて変換して変換画像（変形ＭＲＩ＿ＭＩＰ画像）を生成する変形画像生成部１３０６と、変換画像（変形ＭＲＩ＿ＭＩＰ画像）と撮像領域とを重畳して表示画像を生成する表示画像生成部１１０とを備える。
【００８８】
これにより、本実施形態に係る画像処理装置は、ＰＡＴ画像の撮像領域を設定する際に、被検体内における腫瘍等の注目領域が描出されているＭＲＩ画像を参照することができる。そのため、被検体内における腫瘍等の注目領域が適切に撮像されるように撮像領域を設定することができる。また、本実施形態によれば、両側から乳房を圧迫する構成に比べて、被検者の負担を軽減することができる。
【００８９】
＜第３実施形態の変形例１＞
本実施形態では、１枚の保持膜により被検体が薄くなるように圧迫して保持する場合を例として説明したが、本発明の実施形態はこれに限らない。例えば、保持部材としてアーチ状や盥状の形状の容器（保持容器とする）を当てることで、乳房が薄くなるように保持する構成であってもよい。保持容器の形状が既知である場合には、保持容器の形状に合わせて、ＭＲＩ画像中の被検体の形状が一致するようにＭＲＩ画像の変形を推定すればよい。また、保持容器の形状が未知の場合や、保持容器と被検体の間にマッチング剤やマッチング液が存在する場合には、距離計測装置で取得した乳房側面の外形形状に合わせてＭＲＩ画像の変形を推定してもよい。また、平面状の保持板を乳頭方向から押し当てて保持する保持形態であってもよい。この場合には、距離計測装置で取得した乳房側面の外形形状と平面の形状を組み合わせて、乳房の外形形状とすればよい。
【００９０】
＜第３実施形態の変形例２＞
本実施形態では、第１実施形態と同様に変形ＭＲＩ画像が表示された撮像領域設定画面上で撮像領域を設定する場合を例に説明したが、第２実施形態と同様にＰＡＴ装置に搭載されたカメラで撮像した乳房の外観画像上で撮像領域を設定してもよい。このカメラは、例えば保持膜１２０４を通して被検者の正面側から乳房の外観を撮像可能な位置に設置し、ＰＡＴ装置座標系Ｃ＿ＰＡＴにおいて校正すればよい。図１７は、カメラによって被検者の正面側から撮像された乳房の外観画像１７００を示す模式図である。ＣＩＭＧは外観画像座標系、１７０１は外観画像中の開口部１７０３、１７０５は外観画像中の乳頭を示している。
【００９１】
本変形例では、Ｙ＝０のＸＺ平面上に外観画像１７００が位置するものとする。そして、図１８は、外観画像１７００上に、Ｙ軸方向に沿った変形ＭＲＩ＿ＭＩＰ画像１６００および重畳した表示画像を示す模式図である。この表示画像上で、第２実施形態と同様に、例えば変形ＭＲＩ＿ＭＩＰ画像中の腫瘍１６０４の全体が含まれるように、ユーザが手動で撮像領域１８０３を設定することができる。
【００９２】
＜第３実施形態の変形例３＞
本実施形態では、撮像領域１８０３が２次元の矩形領域である場合を例として説明したが、本発明の実施形態はこれに限らない。例えば、撮像領域１８０３は、可動ステージ１４０７によって撮像ユニット１４０９を移動（スキャン）させる方式に応じて、円や楕円で囲まれた領域としてもよい。あるいは、任意の閉曲線で囲まれた領域としてもよい。
【００９３】
（その他の実施形態）
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。
【符号の説明】
【００９４】
１００：画像処理装置、１０２：医用画像取得部、１０４：変形情報取得部、１０６：変形画像生成部、撮像領域設定部、１１０：表示画像生成部
【図１】
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【図３】
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【図５】
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【図８】
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【図９】
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【図１１】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図２】
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【図４】
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【図６】
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【図７】
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【図１０】
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【図１２】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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