(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体のボリュームデータを用いてボリュームレンダリングを行うことで、所望の視点から見た該ボリュームデータの画像を生成するレンダリング手段を備え、該画像を表示手段に表示させる画像処理装置であって、
超音波プローブによって得られる前記被検体の超音波断層像を取得する取得手段と、
前記ボリュームレンダリングの過程で前記ボリュームデータ中の各位置における不透明度を設定する際、該不透明度を求めるために前記視点から追跡する光線が、前記ボリュームデータ中の前記超音波断層像に対応する断面と交差していれば、前記光線において前記ボリュームデータの各位置における不透明度を、前記断面からの距離がより大きい位置における不透明度がより小さくなるように設定するよう前記レンダリング手段を制御する制御手段と
を備えることを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記制御手段は、
前記画像を生成するために前記視点と前記ボリュームデータとの間に配置される投影面上の各画素について、前記視点と該画素とを通る光線が前記断面と交差するか否かを判断する判断手段と、
前記視点と着目画素とを通る光線が前記断面と交差しないと判断した場合、ボクセル値が大きいほどより大きい不透明度を返す第１の関数を選択し、前記視点と着目画素とを通る光線が前記断面と交差すると判断した場合、ボクセル値が大きいほどより大きい不透明度を返し且つ前記断面からの距離が大きいほどより小さい不透明度を返す第２の関数を選択する選択手段とを備え、
前記レンダリング手段は前記ボリュームレンダリングの過程で、
前記選択手段が第１の関数を選択した場合、前記視点と着目画素とを通る光線において前記ボリュームデータの各位置におけるボクセル値を前記第１の関数に入力することで得られる不透明度を該各位置における不透明度に設定し、
前記選択手段が第２の関数を選択した場合、前記視点と着目画素とを通る光線において前記ボリュームデータの各位置におけるボクセル値及び該各位置から前記断面までの距離を前記第２の関数に入力することで得られる不透明度を該各位置における不透明度に設定することで、前記ボリュームデータ中の各位置における不透明度を設定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】
前記表示手段は更に、前記超音波断層像を表示することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
被検体のボリュームデータを用いてボリュームレンダリングを行うことで、所望の視点から見た該ボリュームデータの画像を生成する画像処理方法であって、
超音波プローブによって得られる前記被検体の超音波断層像を取得する取得工程と、
前記ボリュームレンダリングの過程で前記ボリュームデータ中の各位置における不透明度を設定する際、該不透明度を求めるために前記視点から追跡する光線が、前記ボリュームデータ中の前記超音波断層像に対応する断面と交差していれば、前記光線において前記ボリュームデータの各位置における不透明度を、前記断面からの距離がより大きい位置における不透明度がより小さくなるように設定するよう制御する制御工程と
を備えることを特徴とする画像処理方法。
【請求項５】
コンピュータを、請求項１乃至３の何れか１項に記載の画像処理装置の各手段として機能させるためのコンピュータプログラム。
【請求項６】
被検体のボリュームデータを用いてボリュームレンダリングを行うことで、所望の視点から見た該ボリュームデータの画像を生成するレンダリング手段を備え、該画像を表示手段に表示させる画像処理装置であって、
超音波プローブによって得られる前記被検体の超音波断層像を取得する取得手段と、
前記ボリュームレンダリングの過程で前記ボリュームデータ中の各位置における不透明度を設定する際、該不透明度を求めるために前記視点から追跡する光線が、前記ボリュームデータ中の前記超音波断層像に対応する断面と交差していれば、前記光線において前記ボリュームデータの各位置における不透明度を、前記断面からの距離に応じて設定するよう前記レンダリング手段を制御する制御手段と
を備えることを特徴とする画像処理装置。
【請求項７】
被検体のボリュームデータを用いてボリュームレンダリングを行うことで、所望の視点から見た該ボリュームデータの画像を生成する画像処理方法であって、
超音波プローブによって得られる前記被検体の超音波断層像を取得する取得工程と、
前記ボリュームレンダリングの過程で前記ボリュームデータ中の各位置における不透明度を設定する際、該不透明度を求めるために前記視点から追跡する光線が、前記ボリュームデータ中の前記超音波断層像に対応する断面と交差していれば、前記光線において前記ボリュームデータの各位置における不透明度を、前記断面からの距離に応じて設定するよう制御する制御工程と
を備えることを特徴とする画像処理方法。
【請求項８】
コンピュータを、請求項６に記載の画像処理装置の各手段として機能させるためのコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医用画像を処理する画像処理技術に関するもので、特に、超音波画像診断を行う際に、他のボリュームデータを処理して超音波断層像と共に提示する為の技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
医療の分野において、ＭＲＩ等のモダリティによって被検体を撮像したボリュームデータ（以下、参照ボリュームデータ）中で病変部の位置を同定した上で、超音波診断装置によって該部位を撮像して観察する、という手順で画像診断を行う場合がある。このような診断を支援することを目的として、被検体に対する超音波プローブの位置と姿勢を計測することで、撮像している超音波断層像に対応した２次元の断層像を参照ボリュームデータから切り出して表示する装置が、例えば特許文献１で提案されている。このような装置では、参照ボリュームデータ中における病変部と、その病変部の超音波断層像と、を対比して表示することができる。
【０００３】
また、特許文献１では、参照ボリュームデータの全体像をボリュームレンダリングしたうえで、撮像している超音波断層像の位置を同一空間内に提示することがなされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２７９２７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、このような装置では、撮像している超音波断層像に対応した参照ボリュームデータの断層像が２次元の画像として提示されるため、参照ボリュームデータの３次元構造が把握しにくいという課題があった。また、参照ボリュームデータの全体像のボリュームレンダリングを行っているため、撮像している超音波断層像に対応した部位の３次元構造を把握することが困難であった。特に、超音波断層像を撮像する際に参照ボリュームデータでの病変部の３次元構造と対比したいという要求を満たすことができなかった。
【０００６】
本発明は以上の問題に鑑みてなされたものであり、撮像している超音波断層像に対応した部位の３次元構造をユーザに容易に把握させる為の技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の目的を達成するため、例えば、本発明の画像処理装置は、被検体のボリュームデータを用いてボリュームレンダリングを行うことで、所望の視点から見た該ボリュームデータの画像を生成するレンダリング手段を備え、該画像を表示手段に表示させる画像処理装置であって、
超音波プローブによって得られる前記被検体の超音波断層像を取得する取得手段と、
前記ボリュームレンダリングの過程で前記ボリュームデータ中の各位置における不透明度を設定する際、該不透明度を求めるために前記視点から追跡する光線が、前記ボリュームデータ中の前記超音波断層像に対応する断面と交差していれば、前記光線において前記ボリュームデータの各位置における不透明度を、前記断面からの距離がより大きい位置における不透明度がより小さくなるように設定するよう前記レンダリング手段を制御する制御手段と
を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の構成によれば、撮像している超音波断層像に対応した部位の３次元構造をユーザに容易に把握させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】システムの構成例を示す図。
【図２】投影面の設定例を示す図。
【図３】注目点Ｐにおける不透明度を説明する図。
【図４】伝達関数の一例を示す図。
【図５】ＭＲＩボリュームデータ、視野平面、注目断面のそれぞれを示す図。
【図６】画像処理装置２００が行う処理のフローチャート。
【図７】ステップＳ１０７における処理の詳細を示すフローチャート。
【図８】ステップＳ２０５における処理を説明する図。
【図９】曲面としての注目断面を示す図。
【図１０】変形例１−２における注目断面の配置例を示す図。
【図１１】フィルタ処理済み画像の生成過程を説明する図。
【図１２】画像処理装置２００が行う処理のフローチャート。
【図１３】ステップＳ３００における処理の詳細を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照し、本発明の好適な実施形態について説明する。なお、以下説明する実施形態は、本発明を具体的に実施した場合の一例を示すもので、特許請求の範囲に記載した構成の具体的な実施例の一つである。
【００１１】
［第１の実施形態］
本実施形態に係る画像処理装置は、予め撮像した被検体のＭＲＩボリュームデータを参照ボリュームデータとし、参照ボリュームデータに基づいてボリュームレンダリングした画像と、この被検体の超音波断層像と、の対応関係を提示する。このボリュームレンダリングでは、超音波断層像に対応するＭＲＩボリュームデータ中の断面（注目断面）からの距離が大きくなるにつれて透明度を上げる（不透明度を下げる）ような伝達関数を用いる。これにより、超音波断層像に対応した部位の３次元構造を容易に把握することができる。また、ボリュームレンダリングの際に（ボリュームレンダリングの過程で）追跡する光線が注目断面と交差しない画素に関しては、通常の伝達関数を用いたボリュームレンダリングを行う。これにより、被検体の中での超音波断層像の３次元的な位置を把握しながら、超音波断層像に対応した部位の３次元構造を把握することができる。
【００１２】
先ず、本実施形態に係るシステムの構成例について、図１を用いて説明する。図１に示す如く、本実施形態に係るシステムは、画像処理装置２００、表示装置１００、データベース（ＤＢ）２５０、超音波診断装置２２０、超音波プローブ３００、位置姿勢センサ３０１、を有する。
【００１３】
超音波プローブ３００は周知の如く、超音波を照射して、被検体４００の部位（図１では断面３０２）のデータを超音波データとして収集する。超音波プローブ３００は、この収集した超音波データを、超音波診断装置２２０に送出する。
【００１４】
また、超音波プローブ３００には、位置姿勢センサ３０１が取り付けられている。位置姿勢センサ３０１には、様々な測定方法の位置姿勢センサを適用することができ、本実施形態では如何なる位置姿勢センサを適用してもよい。位置姿勢センサ３０１は自身の位置姿勢を計測するものであり、以下では、位置姿勢センサ３０１が計測した位置姿勢を超音波プローブ３００の位置姿勢として取り扱う。しかし、位置姿勢センサ３０１が計測した位置姿勢に規定のバイアスを加えたり、規定の変換を施したりしたものを、超音波プローブ３００の位置姿勢として取り扱うようにしてもよい。さらには、本実施形態では、超音波プローブ３００の位置姿勢を取得することができればよい為、例えば、カメラが撮像した超音波プローブ３００の撮像画像を用いてこの超音波プローブ３００の位置姿勢を求めるような方法を採用してもよい。然るに、本実施形態では、超音波プローブ３００の位置姿勢を取得することができるのであれば、如何なる方法を採用してもよい。いずれにせよ、超音波プローブ３００の位置姿勢（本実施形態では位置姿勢センサ３０１が計測した位置姿勢）は、画像処理装置２００に入力される。
【００１５】
超音波診断装置２２０は、超音波プローブ３００からの超音波データを用いて、超音波を照射した被検体４００の部位（図１では断面３０２）の超音波断層像を生成する。超音波プローブ３００が収集したデータから超音波断層像を生成するための技術については周知であるため、これについての説明は省略する。そして超音波診断装置２２０は、生成した超音波断層像を画像処理装置２００に入力する。
【００１６】
ＤＢ２５０には、ＭＲＩ等により予め撮像した被検体４００のボリュームデータが保存されており、画像処理装置２００は、このボリュームデータを適宜読み出すことができる。本実施形態では、このボリュームデータはＭＲＩボリュームデータであるとするが、他の方法により収集したボリュームデータであってもよい。
【００１７】
次に、画像処理装置２００について説明する。ＣＰＵ１１は、ＲＡＭ１２やＲＯＭ１３に格納されているコンピュータプログラムやデータを用いて、画像処理装置２００全体の動作制御を行うと共に、画像処理装置２００が行うものとして後述する各処理を実行する。
【００１８】
ＲＡＭ１２は、外部記憶装置１５からロードされたコンピュータプログラムやデータ、Ｉ／Ｆ１６を介してＤＢ２５０、超音波診断装置２２０、位置姿勢センサ３０１から受信した様々な情報を一時的に記憶するためのエリアを有する。更にＲＡＭ１２は、ＣＰＵ１１が各種の処理を実行する際に用いるワークエリアを有する。即ち、ＲＡＭ１２は、様々なエリアを適宜提供することができる。ＲＯＭ１３には、画像処理装置２００の設定データやブートプログラムなどが格納されている。
【００１９】
操作部１４は、キーボードやマウスなどにより構成されており、画像処理装置２００のユーザが操作することで、各種の指示をＣＰＵ１１に対して入力することができる。
【００２０】
外部記憶装置１５は、ハードディスクドライブ装置に代表される、大容量情報記憶装置である。外部記憶装置１５には、ＯＳ（オペレーティングシステム）や、画像処理装置２００が行うものとして後述する各処理をＣＰＵ１１に実行させるためのコンピュータプログラムやデータが保存されている。また、外部記憶装置１５には、以下の説明において既知の情報として取り扱っている情報も保存されている。外部記憶装置１５に保存されているコンピュータプログラムやデータは、ＣＰＵ１１による制御に従って適宜ＲＡＭ１２にロードされ、ＣＰＵ１１による処理対象となる。
【００２１】
Ｉ／Ｆ１６には、ＤＢ２５０、超音波診断装置２２０、位置姿勢センサ３０１が接続されており、それぞれの機器とはこのＩ／Ｆ１６を介して通信することになる。なお、図１では簡略化のために、それぞれの機器とのＩ／ＦはＩ／Ｆ１６で兼用しているが、機器毎にＩ／Ｆを設けるようにしてもよい。また、上記の各部はバス１７に接続されている。
【００２２】
画像処理装置２００は、超音波診断装置２２０から送出された断面３０２の超音波断層像を受信すると、この超音波断層像を、表示装置１００の表示画面上に超音波断層像１０２として表示する。
【００２３】
また画像処理装置２００は、ＤＢ２５０から読み出した被検体４００のＭＲＩボリュームデータを用いてボリュームレンダリングを行うことで、規定の視点から見た被検体４００のＭＲＩボリュームデータの画像を生成する。そして画像処理装置２００は、この生成した画像を、俯瞰図（１０３）として表示装置１００の表示画面上に表示する。
【００２４】
また、画像処理装置２００は、断面３０２に対応するＭＲＩボリュームデータ中の２次元断層像を生成し、生成した２次元断層像を、超音波断層像１０２に対応する参照画像１０１として表示装置１００の表示画面上に表示する。なお、参照画像１０１の表示は必須ではない。
【００２５】
画像処理装置２００が行う処理を、同処理のフローチャートを示す図６を用いて更に詳細に説明する。なお、図６のフローチャートに従った処理は、外部記憶装置１５からＲＡＭ１２にロードされたコンピュータプログラムやデータを用いてＣＰＵ１１が実行するものである。そのため、特に説明がない限りは、図６に示した各ステップにおける処理の主体は何れもＣＰＵ１１である。
【００２６】
ステップＳ１０１では、ＤＢ２５０からＲＡＭ１２に、被検体４００のＭＲＩボリュームデータを読み出す（ダウンロードする）。この読み出しは、ユーザが操作部１４を用いて入力した読み出し指示をＣＰＵ１１が検知したことに応じて行ってもよい。
【００２７】
ステップＳ１０２では、超音波診断装置２２０から送出された断面３０２の超音波断層像を受信してＲＡＭ１２に一時的に格納し、その後、この超音波断層像を超音波断層像１０２として表示装置１００の表示画面上に表示する。この表示は、ユーザが操作部１４を用いて入力した表示指示をＣＰＵ１１が検知したことに応じて行ってもよい。また、表示のオン／オフをこの表示指示によって切り替えてもよい。
【００２８】
ステップＳ１０３では、位置姿勢センサ３０１から送出された超音波プローブ３００の位置姿勢を受信してＲＡＭ１２に一時的に格納する。
【００２９】
ステップＳ１０４では、ステップＳ１０３で取得した位置姿勢（超音波プローブ３００が断面３０２の超音波データを収集しているときに位置姿勢センサ３０１が計測した位置姿勢）を用いて、断面３０２に対応するＭＲＩボリュームデータ中の断面を特定する。ステップＳ１０３で取得した位置姿勢を用いて、断面３０２に対応するＭＲＩボリュームデータ中の断面を特定する処理は周知の技術であるため、これに係る説明は省略する。また、以下では、断面３０２に対応するＭＲＩボリュームデータ中の断面を注目断面と呼称する。
【００３０】
位置姿勢センサ３０１が位置姿勢を計測する座標系とＭＲＩボリュームデータを配置する空間（仮想空間）の座標系との位置姿勢関係が既知であれば、位置姿勢センサ３０１が計測した位置姿勢に対応する仮想空間中の位置姿勢は周知の方法で特定可能である。然るに、超音波プローブ３００が断面３０２の超音波データを収集しているときに位置姿勢センサ３０１が計測した位置姿勢を用いれば、周知の方法でもって、断面３０２に対応するＭＲＩボリュームデータ中の断面は特定することができる。
【００３１】
次にステップＳ１０５では、ステップＳ１０１で受信したＭＲＩボリュームデータから周知の技術でもって、ステップＳ１０４で特定した注目断面の２次元断層像を生成する。そしてステップＳ１０６では、ステップＳ１０５で生成した２次元断層像を、参照画像１０１として表示装置１００の表示画面上に表示する。
【００３２】
ステップＳ１０７では、ＭＲＩボリュームデータを用いてボリュームレンダリングすることで、規定の視点から見た被検体４００のＭＲＩボリュームデータの画像を生成する。ボリュームレンダリングを行う場合、ＭＲＩボリュームデータと視点との間に投影面（視野平面）を配置する。視野平面は、ＭＲＩボリュームデータ全体をボリュームレンダリングすることができるように配置されるもので、これは規定の位置姿勢で配置してもよいし、ユーザが操作部１４を用いて位置姿勢を調整して配置してもよい。
【００３３】
被検体４００のＭＲＩボリュームデータ、視野平面、注目断面のそれぞれを図５に示す。図５に示す如く、ステップＳ１０７では、被検体４００のＭＲＩボリュームデータ５００と不図示の視点との間に視野平面５０８を配置する。５０１は断面３０２に対応するＭＲＩボリュームデータ５００中の注目断面である。
【００３４】
そして更にステップＳ１０７では、ＭＲＩボリュームデータを用いてボリュームレンダリングを行うことで、この投影面上に、規定の視点から見た「被検体４００のＭＲＩボリュームデータ５００」の画像を生成する。
【００３５】
ステップＳ１０８では、ステップＳ１０７で生成した画像を、俯瞰図（１０３）として表示装置１００の表示画面上に表示する。なお、参照画像１０１、超音波断層像１０２、俯瞰図（１０３）のそれぞれの表示レイアウトは図１に示した表示レイアウトに限るものではなく、任意の表示レイアウトが考え得る。また、超音波断層像１０２と俯瞰図（１０３）との対応関係をユーザに提示することができるのであれば、その表示方法は特定の表示方法に限るものではない。また、それぞれの画像の表示のオン／オフはユーザによる操作などに応じて切り替えるようにしてもよい。
【００３６】
次に、ステップＳ１０７における処理の詳細を、図７のフローチャートを用いて説明する。ステップＳ１０７では、仮想空間中に上記の視点を設定し、この設定された視点から、投影面上の各画素位置への線分（光線）を設定し、該線分が注目断面と交差するか否かに応じて、該画素位置における透明度を決定するための伝達関数を切り替える。そしてボリュームレンダリングでは、投影面上の各画素位置における透明度をこの伝達関数に基づいて決定する。即ち本実施形態のボリュームレンダリングは、上記線分が注目断面と交差するのかに応じて伝達関数を切り替えること、交差する場合の伝達関数が注目断面からの距離に応じて不透明度を制御する関数であること以外は通常のボリュームレンダリングと考えてよい。すなわち、通常のボリュームレンダリングと同じように本実施形態でも、投影面上の各画素位置について光線追跡を行うことによって、レンダリング画像を得ている。
【００３７】
なお、図７のフローチャートは、投影面上の着目画素位置における画素値を決定するための処理であるため、実際にはステップＳ１０７では図７のフローチャートに従った処理を、投影面上の各画素位置について行うことになる。
【００３８】
ステップＳ２０１では、仮想空間中に規定の視点を設定すると共に、この設定された視点から、投影面上の着目画素位置への線分（視線ベクトル）を設定する。
【００３９】
ステップＳ２０２では、ステップＳ２０１で設定した線分と、注目断面と、が交差するか否かを判断する。仮想空間中における断面（平面、局面にかかわらず）と線分とが交差しているか否かを判断するための技術については周知の技術であるため、これについての説明は省略する。この判断の結果、交差していると判断した場合は、処理はステップＳ２０３に進み、交差していないと判断した場合は、処理はステップＳ２０４に進む。
【００４０】
ステップＳ２０４では、ＭＲＩボリュームデータ５００中の各位置（各ボクセル）における値（ボクセル値）ｖが大きいほどより大きい不透明度（より小さい透明度）ｆ（ｖ）を返す伝達関数ｆを第１の関数として選択する。図４（ａ）に示した第１の関数の場合、０≦ボクセル値ｖ＜ａの場合は不透明度＝０を返し、ａ≦ボクセル値ｖ＜ｂの場合はボクセル値ｖに正比例する不透明度を返し、ｂ≦ボクセル値ｖの場合は不透明度＝１を返す関数である。このような第１の関数は以下の式（１）で表すことができる。
【００４１】
【数１】
0005693412.tif 000002
【００４２】
ステップＳ２０３では、ボクセル値ｖが大きいほどより大きい不透明度（より小さい透明度）ｆ（ｖ、ｄ）を返し且つ注目断面からの距離ｄが大きいほどより小さい不透明度（より大きい透明度）ｆ（ｖ、ｄ）を返す伝達関数ｆを第２の関数として選択する。図４（ｂ）に示した第２の関数の場合、距離ｄ＝０の場合は、第１の関数と同じ関数となるが、距離ｄが大きくなるに従って、第１の関数の値よりも小さい値を返す関数となっている。このような第２の関数は以下の式（２）で表すことができる。
【００４３】
【数２】
0005693412.tif 000003
【００４４】
もちろん、第１の関数、第２の関数はこの式に限るものではなく、上記の性質を有するのであれば、どのような式で表してもよい。例えば、第２の関数として、注目断面からの距離がｃ以内であれば通常の不透明度を返し、距離がｃよりも大きい場合は距離の増加に応じて小さい不透明度を返す関数を用いてもよい。このような関数は以下の式（３）で表すことができる。
【００４５】
【数３】
0005693412.tif 000004
【００４６】
また、注目断面からの距離がｃよりも大きい場合は不透明度＝０を返す関数を第２の関数として用いてもよい。このような関数は以下の式（４）で表すことができる。
【００４７】
【数４】
0005693412.tif 000005
【００４８】
また、第１の関数、第２の関数は関数プログラムとして実装できるが、ルックアップテーブルで実装してもよい。第１の関数を実装する第１のルックアップテーブルには、各ボクセル値ｖに対応する不透明度（若しくは透明度）が登録されることになる。また、第２の関数を実装する第２のルックアップテーブルには、各ボクセル値ｖ、各距離ｄ、の組み合わせ毎の不透明度（若しくは透明度）が登録されることになる。
【００４９】
ステップＳ２０５では、ステップＳ２０１で求めた線分と被検体４００のＭＲＩボリュームデータ５００との交点位置を求める。本ステップにおける処理について、図８を用いて説明する。図８に示す如く、ステップＳ２０１で求めた「視点８００を通る線分８９０」とＭＲＩボリュームデータ５００との交点は、入射点８０１及び出射点８０２であるため、図８の場合、ステップＳ２０５では、入射点８０１及び出射点８０２の位置を求める。次に、入射点８０１と出射点８０２との間（線分８９０においてＭＲＩボリュームデータ５００に含まれる区間内）に適当なサンプリング間隔で点を設定する。以下では、入射点８０１及び出射点８０２、入射点８０１と出射点８０２との間に適当なサンプリング間隔で設定した各点、のそれぞれに対して、ステップＳ２０３若しくはステップＳ２０４で選択した関数を用いて不透明度を設定する。以下では、入射点８０１及び出射点８０２、入射点８０１と出射点８０２との間に適当なサンプリング間隔で設定した各点、のそれぞれを対象点と呼称する。
【００５０】
ステップＳ２０６では、対象点のうち入射点８０１を注目点Ｐに設定する。ステップＳ２０７では、伝達関数として第１の関数が選択されたのか、第２の関数が選択されたのかに応じて処理が異なる。
【００５１】
伝達関数として第１の関数が選択された場合、ステップＳ２０７では、注目点Ｐにおけるボクセルの値（ボクセル値）ｖをＭＲＩボリュームデータ５００から取得して第１の関数に入力し、第１の関数からの戻り値を、注目点Ｐに対する不透明度として取得する。
【００５２】
伝達関数として第２の関数が選択された場合、ステップＳ２０７では、注目点Ｐにおけるボクセルの値（ボクセル値）ｖをＭＲＩボリュームデータ５００から取得すると共に、注目点Ｐと注目断面との距離ｄを求める。そしてこの取得したボクセル値ｖ及び求めた距離ｄを第２の関数に入力し、第２の関数からの戻り値を、注目点Ｐに対する不透明度として取得する。例えば、第２の関数として上記の式（２）を用いた場合、図３に示す如く、注目点Ｐにおける不透明度は、注目断面からの距離に反比例することになる。
【００５３】
そして更に、ステップＳ２０７では、この取得した不透明度と注目点Ｐにおける色とを乗算した結果を、この時点で着目画素について求めた画素値（最初は０）に加算することで、着目画素の画素値を更新する。なお、色については、ＭＲＩボリュームデータなどから得てもよい。
【００５４】
次に、ステップＳ２０８では、ステップＳ２０６で注目点Ｐに設定した対象点に隣接する対象点（まだ注目点Ｐに設定していない対象点）を新たに注目点Ｐに設定する。
【００５５】
ステップＳ２０９では、ステップＳ２０８で注目点Ｐに設定した対象点が出射点８０２であるか否かを判断する。この判断の結果、出射点８０２である場合は図７のフローチャートに従った処理は終了してステップＳ１０８に進み、出射点８０２ではない場合は、処理はステップＳ２０７に戻る。
【００５６】
このように、図７のフローチャートに従った処理を行うことで、視点から、投影面上の着目画素位置への線分上の各点に対する不透明度を決定することができるため、この各点の不透明度から、着目画素位置における画素値を求めることができる。
【００５７】
以上の説明により、本実施形態によれば、超音波断層像に対応するＭＲＩボリュームデータ５００中の断面の３次元構造を分かりやすく示すことができる。また、超音波断層像が被検体上のどのあたりを撮像したものであるのかも同時に示すことができる。
【００５８】
また、式２のような伝達関数を適用することにより、注目断面５０１周辺の３次元的な構造をボリュームレンダリングによって描画することができる。また、このように伝達関数を切り替えることで、被検体４００のどの部分を超音波プローブ３００が走査しているのかがわかりやすく表示されるのと同時に、超音波断層像１０２に対応した部位の３次元構造を容易に把握することができる。
【００５９】
＜変形例１−１＞
第１の実施形態では、注目断面は平面であるものとしていたが、曲面であってもよい。注目断面が曲面となる例として、乳房を被検体としたケースが挙げられる。乳腺科における一般的な撮像プロトコルでは、ＭＲＩ装置による撮像を伏臥位（うつ伏せの体位）で行い、超音波診断装置による検査を仰臥位（あお向けの体位）で行うことが多い。そのため、ＭＲＩ撮像時と超音波検査時とでは乳房の形が異なり、両者で撮像した場所の対応関係は単純なものではなくなる。このとき、超音波プローブ３００が走査する断面３０２が平面であったとしても、これに対応する（この断面３０２と同じ部位を表す）ＭＲＩボリュームデータ上の断面は曲面となる。すなわち、この対応断面を注目断面とするならば、図９に示すように断面３０２に対応する注目断面５０２は曲面になる。
【００６０】
なお、断面３０２の位置から注目断面５０２を求めることは、物理変形シミュレーション等の公知の処理により被検体の変形を推定することで実施可能である。また、注目断面５０２が曲面の場合には、式（２）で示した伝達関数を修正する必要がある。すなわち、式（２）におけるｄを、夫々のボクセルから注目断面５０２上の最も近い点までの距離とすればよい。あるいは、計算を簡略化するために、注目断面５０２の近似平面を求めて、夫々のボクセルからこの近似平面へ下した垂線と注目断面５０２との交点を求めたうで、夫々のボクセルからこの交点までの距離を求めてもよい。このように、注目断面５０２が曲面となる場合でも上記の実施形態が適用可能であることは、上記の記載から明らかである。
【００６１】
＜変形例１−２＞
第１の実施形態では、超音波プローブ３００で走査する断面３０２と、断面３０２の位置に応じて決定する注目断面５０１と、は同じ部位を表すものとしていた。しかし、断面３０２と注目断面５０１とはそれぞれ異なる部位を指し示すようにしてもよい。
【００６２】
先に述べたように、超音波画像診断では、ＭＲＩボリュームデータ中で病変部を探し、その箇所を超音波診断装置で観察することが行われることがある。その際には、注目断面５０１の位置は、常に病変部を映している方が望ましい。
【００６３】
そこで本変形例では、図１０に示すように、注目断面５０３の位置を病変部に固定し、注目断面５０３の姿勢のみ断面３０２と一致させる。この場合、ステップＳ１０１では、ＤＢ２５０から被検体４００のＭＲＩボリュームデータを読み出す際に、このＭＲＩボリュームデータと関連づけてＤＢ２５０に登録されている「病変部の位置情報」も読み出す。そして、取得した位置情報が表す病変部の位置を注目断面５０３の中心に設定したうえで、注目断面５０３の姿勢のみを断面３０２と一致させる。このように、断面３０２と注目断面５０３の位置を一致させず姿勢のみを一致させるようなケースであっても上記の実施形態が適用可能であることは、上記の記載から明らかである。
【００６４】
もちろん、より一般的に、断面３０２の位置と注目断面の位置になんらかの対応関係をつけることができるケースであっても上記の実施形態が適用可能であることは、上記の記載から明らかである。
【００６５】
［第２の実施形態］
本実施形態では、第１の実施形態に係る構成において、超音波断層像の撮像内容に応じてボリュームレンダリングに用いる伝達関数を調整する。以下では、第１の実施形態から変更した部分についてのみ説明する。即ち、以下で特に触れない限りは、第１の実施形態と同様であるものとする。
【００６６】
本実施形態に係る画像処理装置は、超音波断層像１０２上で病変部と疑われる部分の分布に応じてボリュームレンダリングの伝達関数を決定する。これにより、病変部と疑われる部分がＭＲＩボリュームデータ上でどのように撮像されているかを利用者に提示することができる。
【００６７】
本実施形態が第１の実施形態と異なるのは、画像処理装置２００が行う処理にある。本実施形態における画像処理装置２００による処理を、同処理のフローチャートを示す図１２を用いて説明する。図１２のフローチャートは、図６のフローチャートにおいてステップＳ１０２とステップＳ１０３との間でステップＳ３００における処理を行うと共に、ステップＳ１０７で式（２）を用いる場合にはこの式がステップＳ３００の処理に応じて変化するものである。即ち、それ以外は図６のフローチャートと同じである。然るに以下では、本実施形態でステップＳ３００，Ｓ１０７において行う処理について説明する。
【００６８】
ステップＳ３００では、超音波診断装置２２０から取得した超音波断層像から、伝達関数に対する重み値を求める。ステップＳ３００における処理の詳細を、図１３のフローチャートを用いて説明する。
【００６９】
ステップＳ３０１では、超音波断層像中の病変部を検出するための周知の画像処理を、超音波診断装置２２０から取得した超音波断層像に対して施すことで、病変部（患部）の領域を検出する。本実施形態では、超音波断層像を構成する各画素に、該画素の輝度値があらかじめ設定した輝度値よりも小さい場合はビット値１、該画素の輝度値があらかじめ設定した輝度値よりも大きい場合はビット値０を割り当てる。これにより、超音波断層像の各画素に対するビット値から成る２値画像を生成することができるので、ビット値１が割り当てられた画素から成る領域を病変部の領域として検出することができる。なお、病変部と疑われる領域の検出方法はこれに限るものではなく、様々な方法を適用することができる。例えば、ベクトル集中度フィルタやパターンマッチング等のより高度な検出手法を用いて病変部と疑われる領域を検出してもよい。このような検出手法は何れも周知の技術であるため、これについての説明は省略する。
【００７０】
ステップＳ３０２では、ＭＲＩボリュームデータと超音波断層像との位置合わせの誤差や見かけ上の病変部の大きさの差を考慮し、ステップＳ３０１で検出した領域を拡張する。具体的には、ステップＳ３０１で検出された領域を包含する領域を構成する各画素に対するビット値を１に更新することで、上記の２値画像を更新する。もちろん、この拡張処理は必要に応じて省いてもよい。
【００７１】
次に、ステップＳ３０３では、ステップＳ３０２で更新された２値画像に対してローパスフィルタを用いたフィルタ処理を行うことで、フィルタ処理済み画像（各画素は０〜１の間の画素値を有する）を生成する。ここで、フィルタ処理済み画像上の各画素位置（超音波断層像上の各画素位置）に対応する注目断面上の位置、注目断面上の各位置に対応するフィルタ処理済み画像上の画素位置、は周知の技術により特定可能である。
【００７２】
ステップＳ１０７では、第２の関数を選択した場合に次のような処理を行う。即ち、各対応点について、該対応点から注目断面に垂直におろした垂線が注目断面と交差する位置（ｘ、ｙ）に対応するフィルタ処理済み画像上の座標位置を求め、求めた座標位置の画素値を該対応点に対する重み値とする。そして、第２の関数を用いて算出した不透明度にこの重み値を乗じた結果を、該対応点の不透明度とする。
【００７３】
ここで、超音波診断装置２２０が生成した超音波断層像が図１１（ａ）に示した画像であるとする。超音波断層像中の病変部を検出するための周知の画像処理をこの超音波断層像に対して施すことで得られる上記の２値画像を図１１（ｂ）に示す。そしてこの２値画像中の病変部の領域を拡張した結果を図１１（ｃ）に示す。図１１（ｃ）では、病変部の領域を包含する楕円形の領域に拡張している。そして図１１（ｃ）に示した２値画像に対してローパスフィルタを用いたフィルタ処理を行うことで得られるフィルタ処理済み画像を図１１（ｄ）に示す。
【００７４】
このように、超音波断層像で病変部と疑われる部分を重点的に表示することにより、利用者に注目すべき部分を示すとともに、不要な部分を表示しないことで注目すべき部分をより明確に表示することができる。
【００７５】
以上の説明により、本実施形態によれば、超音波断層像で病変部と疑われる部分の近傍の不透明度に重みづけをすることで、病変部と疑われる部分がＭＲＩボリュームデータ上でどのように撮像されているかを特に強調して提示できる。これにより、不要な部分を表示せずに注目すべき部分をより明確に表示することができる。
【００７６】
＜変形例２−１＞
第２の実施形態では、２値画像に対してローパスフィルタを用いたフィルタ処理を行ったが、このフィルタ処理は必須ではない。また、画素ごとに病変部らしさが０〜１の尤度として得られるような検出処理をステップＳ３０１で行う場合には、この尤度の画像をそのまま上記のフィルタ処理済み画像の代わりに重み画像として用いてもよい。
【００７７】
［第３の実施形態］
本実施形態では、参照画像１０１として２次元断層像ではなく、ボリュームレンダリングによる３次元断層像を表示する。参照画像１０１と超音波断層像１０２とを並列して表示することで、両者を同じ視点／同じ大きさで比較できる。また、参照画像１０１を３次元断層像とすることで、参照画像１０１の近傍も同時に表示することができる。このことは、参照画像１０１に映った病変部が超音波断層像１０２にて写っている場所を探す際に、超音波断層像１０２のどのあたりに病変部が写っているのかが分かりやすい。
【００７８】
特に、病変部が小さい場合に参照画像１０１が２次元断層像であると、ＭＲＩボリュームデータと超音波断層像１０２との位置合わせの精度の限界から、参照画像１０１には病変部が映るが超音波断層像１０２には映らないことがある。このとき、参照画像１０１が厚みを持った３次元断層像であれば、超音波断層像１０２の位置がある程度ずれていても参照画像１０１に病変部を映すことができる。
【００７９】
以下では、第１の実施形態と異なる部分についてのみ説明し、以下で特に触れない限りは第１の実施形態と同様であるものとする。本実施形態では、図２に示す如く、注目断面５０１をその法線方向に所定距離（例えば１０ｃｍ）だけ移動させた面として投影面５０７を設定し、この投影面を用いたボリュームレンダリングを行うことで、この投影面上に参照画像１０１を生成する。
【００８０】
本実施形態では、上記のステップＳ１０５及びステップＳ１０６において以下のような処理を行う。即ち、ステップＳ１０５では、上記のように投影面を設定した後、この投影面を用いてボリュームレンダリングを行い、ステップＳ１０６では、このボリュームレンダリングによる結果を参照画像１０１として表示装置１００の表示画面上に表示する。
【００８１】
以上の説明により、本実施形態によれば、３次元断層像としての参照画像１０１と超音波断層像１０２とを並列して表示することで、両者を同じ視点／同じ大きさで比較できると共に、参照画像１０１の近傍も同時に表示することができる。
【００８２】
（その他の実施例）
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。
【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１２】
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【図１３】
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【図１１】
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