(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なる時点で同一患者を撮影して得られた３次元画像である第１画像および第２画像を取得する画像取得部と、
前記第１画像に含まれる断層像である第１断層画像を特定する情報である第１断層画像情報と前記第１断層画像上の第１の関心領域を特定する情報である第１の関心領域情報を取得する第１断層画像情報取得部と、
前記第１画像と前記第２画像が一致するように前記第１画像または第２画像の一方の画像を変形させるための該一方の画像の画像変形量を算出する変形量算出部と、
前記算出した一方の画像の画像変形量と前記第１の関心領域情報とに基づいて前記一方の画像の関心領域に含まれる複数の位置の画像変形量を取得し、該複数の位置の画像変形量と前記第１断層画像情報とに基づいて前記第１断層画像に対応する前記第２画像内の断層像を第２断層画像として特定するとともに、前記算出した一方の画像の画像変形量と前記第１の関心領域情報とに基づいて前記第１の関心領域に対応する前記第２画像内の関心領域を第２の関心領域として特定する第２断層画像特定部と、
前記第１断層画像および前記特定された第２断層画像を表示装置に比較表示させるとともに、該第２断層画像上に前記特定された第２の関心領域を投影して識別表示させる表示制御部と
を備えたことを特徴とする医用画像表示装置。
【請求項２】
前記第２断層画像特定部が、前記第２断層画像と前記患者の体軸とのなす角度が前記第１断層画像と前記患者の体軸とのなす角度と等しく、かつ、前記第１断層画像内の少なくとも１つの点と同じ座標の前記第２画像の位置を、前記第１の関心領域に含まれる複数の位置の画像変形量の平均値または中央値だけ移動した位置を含むように前記第２断層画像を特定するものであることを特徴とする請求項１記載の医用画像表示装置。
【請求項３】
前記第１の関心領域情報が前記第１の関心領域の境界の複数の位置を表す情報であり、
前記第２断層画像特定部が、前記第１の関心領域の境界の複数の位置からの距離が近いほど重みを大きくするように、前記第１の関心領域に含まれる各位置に対応する画像変形量を重み付け平均することにより、前記第１の関心領域の画像変形量を算出するものであることを特徴とする請求項２記載の医用画像表示装置。
【請求項４】
前記第１の関心領域が前記第１の関心領域の境界上の前記複数の位置に基づいて定義される所定の多面体領域であることを特徴とする請求項３記載の医用画像表示装置。
【請求項５】
前記第１の関心領域が前記第１の関心領域を挟んで互いに対向する前記第１の関心領域の境界上の２つの位置に基づいて特定されるものであることを特徴とする請求項４記載の医用画像表示装置。
【請求項６】
前記表示制御部が、前記第２の関心領域の輪郭のみを前記第２断層画像上に投影し、該投影した輪郭の指標を前記第２断層画像上に識別表示するものであることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項記載の医用画像表示装置。
【請求項７】
画像取得部と、第１断層画像情報取得部と、変形量算出部と、第２断層画像特定部と、表示制御部とを備えた医用画像表示装置に実行させるための医用画像表示方法であって、
異なる時点で同一患者を撮影して得られた３次元画像である第１画像および第２画像を取得する画像取得ステップと、
前記第１画像に含まれる断層像である第１断層画像を特定する情報である第１断層画像情報と前記第１断層画像上の第１の関心領域を特定する情報である第１の関心領域情報を取得する第１断層画像情報取得ステップと、
前記第１画像と前記第２画像が一致するように前記第１画像または第２画像の一方の画像を変形させるための該一方の画像の画像変形量を算出する変形量算出ステップと、
前記算出した一方の画像の画像変形量と前記第１の関心領域情報とに基づいて前記一方の画像の関心領域に含まれる複数の位置の画像変形量を取得し、該複数の位置の画像変形量と前記第１断層画像情報とに基づいて前記第１断層画像に対応する前記第２画像内の断層像を第２断層画像として特定するとともに、前記算出した一方の画像の画像変形量と前記第１の関心領域情報とに基づいて前記第１の関心領域に対応する前記第２画像内の関心領域を第２の関心領域として特定する第２断層画像特定ステップと、
前記第１断層画像および前記特定された第２断層画像を表示装置に比較表示させるとともに、該第２断層画像上に前記特定された第２の関心領域を投影して識別表示させる表示制御ステップを実行させることを特徴とする医用画像表示方法。
【請求項８】
コンピュータを、
異なる時点で同一患者を撮影して得られた３次元画像である第１画像および第２画像を取得する画像取得部と、
前記第１画像に含まれる断層像である第１断層画像を特定する情報である第１断層画像情報と前記第１断層画像上の第１の関心領域を特定する情報である第１の関心領域情報を取得する第１断層画像情報取得部と、
前記第１画像と前記第２画像が一致するように前記第１画像または第２画像の一方の画像を変形させるための該一方の画像の画像変形量を算出する変形量算出部と、
前記算出した一方の画像の画像変形量と前記第１の関心領域情報とに基づいて前記一方の画像の関心領域に含まれる複数の位置の画像変形量を取得し、該複数の位置の画像変形量と前記第１断層画像情報とに基づいて前記第１断層画像に対応する前記第２画像内の断層像を第２断層画像として特定するとともに、前記算出した一方の画像の画像変形量と前記第１の関心領域情報とに基づいて前記第１の関心領域に対応する前記第２画像内の関心領域を第２の関心領域として特定する第２断層画像特定部と、
前記第１断層画像および前記特定された第２断層画像を表示装置に比較表示させるとともに、該第２断層画像上に前記特定された第２の関心領域を投影して識別表示させる表示制御部と
として機能させることを特徴とする医用画像表示プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異なる時点で同一の被写体を撮影して取得した２つの画像において、関心領域を比較読影可能に２つの画像を表示する医用画像表示装置および医用画像表示方法、並びに、医用画像表示プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
同一の被写体を同一または異なる撮像装置（モダリティ）を用いて異なる時点で撮影して取得した２つの３次元画像を用いた画像診断において、両画像を重ねたとき、両画像中の被写体の空間的な位置が一致する変換関数を推定し、推定した変換関数を用いて一方の画像を変形させて２種類の画像を位置合わせする非剛体レジストレーション技術が注目されている。この非剛体レジストレーション技術においては、画像空間を所定間隔で区切る制御点が設定され、この制御点の位置を変位させて変形した一方の画像と他方の画像のそれぞれの画素値の類似性を評価する評価関数が最大となる制御点の変形量を決定し、このときの制御点の変形量に基づいて変換関数が推定される。
【０００３】
特許文献１ないし３は、複数の時点の臓器を表す医用画像の比較表示において、上記非剛体レジストレーション技術を用いて１つの時点における医用画像の関心領域に対応する他の時点における医用画像の関心領域を特定するとともに、複数の時点の臓器を表す医用画像が互いに一致するようにいずれかの医用画像を変形して、関心領域を表す一つの時点の医用画像と、これに対応する関心領域を表す他の時点の医用画像（複数の時点の臓器を表す医用画像が互いに一致するように変形した画像）を比較可能に表示させる医用画像表示方法を提示している。また、特許文献４には、複数の時点の気管支を表す医用画像の比較表示において、各医用画像から対応するランドマーク（気管支の分岐部）を抽出し、対応するランドマーク同士が一致する座標変換パラメータを線形最適化技法により算出し、算出した座標変換パラメータに基づいて、関心領域を表す一つの時点の医用画像とこれに対応する関心領域を表す他の時点の医用画像（座標変換パラメータにより座標変換して生成した画像）を比較可能に表示させる医用画像表示方法を提示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−０９２６７７号公報
【特許文献２】特表２００９−５２２００５号公報
【特許文献３】特開２００８−０８６４００号公報
【特許文献４】特開２００９−１９５３０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、実際の医療現場の経過観察プラクティスにおいては、比較読影に異なる時点における対応する断層画像を用いており、臓器や関心領域などの実際の形状を正確に観察できるように、異なる時点における断層画像の位置をより精密に一致させるとともに、断層画像を変形しないで表示して比較読影を行いたいという要求がある。このため、特許文献１ないし４に記載された手法において、位置合わせのための変換関数または座標変換パラメータに基づいて、さらに正確に対応する位置の関心領域を表す断層画像を特定するとともに、特定された断層画像を変形することなく比較のために表示することが求められる。
【０００６】
本発明は、かかる問題点に鑑みて、異なる時点において同一の被写体を撮影した２つの画像間において、より正確に対応する位置における比較断層画像を比較可能に表示することができる医用画像表示装置、医用画像表示方法、及び医用画像表示プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明による医用画像表示装置は、異なる時点で同一患者を撮影して得られた３次元画像である第１画像および第２画像を取得する画像取得部と、第１画像に含まれる断層像である第１断層画像を特定する情報である第１断層画像情報と第１断層画像上の第１の関心領域を特定する情報である第１の関心領域情報を取得する第１断層画像情報取得部と、第１画像と前記第２画像が一致するように第１画像または第２画像の一方の画像を変形させるための一方の画像の画像変形量を算出する変形量算出部と、算出した一方の画像の画像変形量と第１の関心領域情報とに基づいて一方の画像の関心領域に含まれる複数の位置の画像変形量を取得し、該複数の位置の画像変形量と第１断層画像情報とに基づいて第１断層画像に対応する第２画像内の断層像を第２断層画像として特定するとともに、算出した一方の画像の画像変形量と第１の関心領域情報とに基づいて第１の関心領域に対応する第２画像内の関心領域を第２の関心領域として特定する第２断層画像特定部と、第１断層画像および特定された第２断層画像を表示装置に比較表示させるとともに、第２断層画像上に特定された第２の関心領域を投影して識別表示させる表示制御部とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明による医用画像表示方法は、画像取得部と、第１断層画像情報取得部と、変形量算出部と、第２断層画像特定部と、表示制御部とを備えた医用画像表示装置に実行させるための医用画像表示方法であって、異なる時点で同一患者を撮影して得られた３次元画像である第１画像および第２画像を取得する画像取得ステップと、第１画像に含まれる断層像である第１断層画像を特定する情報である第１断層画像情報と第１断層画像上の第１の関心領域を特定する情報である第１の関心領域情報を取得する第１断層画像情報取得ステップと、第１画像と前記第２画像が一致するように第１画像または第２画像の一方の画像を変形させるための一方の画像の画像変形量を算出する変形量算出ステップと、算出した一方の画像の画像変形量と第１の関心領域情報とに基づいて一方の画像の関心領域に含まれる複数の位置の画像変形量を取得し、該複数の位置の画像変形量と第１断層画像情報とに基づいて第１断層画像に対応する第２画像内の断層像を第２断層画像として特定するとともに、算出した一方の画像の画像変形量と第１の関心領域情報とに基づいて第１の関心領域に対応する第２画像内の関心領域を第２の関心領域として特定する第２断層画像特定ステップと、第１断層画像および特定された第２断層画像を表示装置に比較表示させるとともに、第２断層画像上に特定された第２の関心領域を投影して識別表示させる表示制御ステップを実行させることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明による医用画像表示プログラムは、コンピュータを、異なる時点で同一患者を撮影して得られた３次元画像である第１画像および第２画像を取得する画像取得部と、第１画像に含まれる断層像である第１断層画像を特定する情報である第１断層画像情報と第１断層画像上の第１の関心領域を特定する情報である第１の関心領域情報を取得する第１断層画像情報取得部と、第１画像と前記第２画像が一致するように第１画像または第２画像の一方の画像を変形させるための一方の画像の画像変形量を算出する変形量算出部と、算出した一方の画像の画像変形量と第１の関心領域情報とに基づいて一方の画像の関心領域に含まれる複数の位置の画像変形量を取得し、該複数の位置の画像変形量と第１断層画像情報とに基づいて第１断層画像に対応する第２画像内の断層像を第２断層画像として特定するとともに、算出した一方の画像の画像変形量と第１の関心領域情報とに基づいて第１の関心領域に対応する第２画像内の関心領域を第２の関心領域として特定する第２断層画像特定部と、第１断層画像および特定された第２断層画像を表示装置に比較表示させるとともに、第２断層画像上に特定された第２の関心領域を投影して識別表示させる表示制御部として機能させることを特徴とする。
【００１０】
本発明における第１画像および第２画像は、異なるタイミングで撮影された同一の被写体を表す画像であればよく、異なるモダリティにより撮影されたものであってもよいが、精度良く比較読影を行うために同一のモダリティにより撮影されたものであることが好ましい。例えば、本発明のモダリティとして適用可能なモダリティとしてＣＴ、ＭＲＩ、ＰＥＴ、ＳＰＥＣＴ、超音波画像などがあげられる。
【００１１】
上記「第１断層画像情報」とは、第１断層画像を特定可能な任意の方法により第１断層画像を特定する情報であってよい。一例として、第１断層画像情報を、第１断層画像のシリーズ名と、第１断層画像上の１つ以上の位置の座標と、第１断層画像の法線ベクトルを表す情報とすることができる。また別の例として、第１画像がＣＴ画像であり、第１断層画像がアキシャル（軸位断）画像である場合には、第１断層画像のシリーズ名とスライス番号とを第１断層画像情報とすることができる。
【００１２】
上記「第１の関心領域情報」は、第１の関心領域を特定可能な任意の方法により第１の関心領域を特定するものであってよい。
【００１３】
また、本発明による医用画像表示装置において、第１の関心領域は、任意の方法により定義されたものであってよく、例えば、第１の関心領域は第１の関心領域の境界上の複数の位置に基づいて定義される所定の多面体領域であってもよく、さらに、第１の関心領域が第１の関心領域を挟んで互いに対向する第１の関心領域の境界上の２つの位置に基づいて特定されるものであってもよい。例えば、多面体領域として球や直方体などがあげられる。また、第１の関心領域は任意の曲面により構成されるものであってもよい。
【００１４】
また、本発明による医用画像表示装置において、第２断層画像特定部は、第２断層画像と患者の体軸とのなす角度が第１断層画像と患者の体軸とのなす角度と等しく、かつ、第１断層画像内の少なくとも１つの位置と同じ座標の第２画像の位置を、第１の関心領域に含まれる複数の位置の画像変形量の平均値または中央値だけ移動した位置を含むように第２断層画像を特定するものであることが好ましい。
【００１５】
また、第１の関心領域情報が第１の関心領域の境界の複数の位置を表す情報であり、第２断層画像特定部が、第１の関心領域の境界の複数の位置からの距離が近いほど重みを大きくするように、第１の関心領域に含まれる各位置に対応する画像変形量を重み付け平均することにより、第１の関心領域の画像変形量を算出するものであることが望ましい。
【００１６】
また、本発明による医用画像表示装置において、表示制御部は、第２の関心領域の輪郭のみを第２断層画像上に投影し、投影した輪郭の指標を第２断層画像上に識別表示するものであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、異なる時点で同一患者を撮影して得られた３次元画像である第１画像および第２画像を取得する画像取得部と、第１画像に含まれる断層像である第１断層画像を特定する情報である第１断層画像情報と第１断層画像上の第１の関心領域を特定する情報である第１の関心領域情報を取得する第１断層画像情報取得部と、第１画像と前記第２画像が一致するように第１画像または第２画像の一方の画像を変形させるための一方の画像の画像変形量を算出する変形量算出部と、算出した一方の画像の画像変形量と第１の関心領域情報とに基づいて一方の画像の関心領域に含まれる複数の位置の画像変形量を取得し、該複数の位置の画像変形量と第１断層画像情報とに基づいて第１断層画像に対応する第２画像内の断層像を第２断層画像として特定するとともに、算出した一方の画像の画像変形量と第１の関心領域情報とに基づいて第１の関心領域に対応する第２画像内の関心領域を第２の関心領域として特定する第２断層画像特定部と、第１断層画像および特定された第２断層画像を表示装置に比較表示させるとともに、第２断層画像上に特定された第２の関心領域を投影して識別表示させる表示制御部を備えている。経過観察においては、病変部などある程度の拡がりを持つ領域を関心領域とする場合が多いため、第１の関心領域内の複数の位置の変形量の情報を用いて、第２断層画像の位置を特定することにより、第１断層画像に対応する第２断層画像の位置を適切に特定して比較表示することができる。このため、精度よく比較読影を行うための支援を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態における医用画像表示装置の電気的な概略ブロック図である。
【図２Ａ】本発明の実施形態における第１断層画像上における関心領域の入力方法を説明するための図である。
【図２Ｂ】本発明の実施形態における第１断層画像上における関心領域の取得方法を説明するための図である。
【図３】本発明の実施形態における第２断層画像の特定方法を説明するための図である。
【図４】本発明の実施形態における第１断層画像と第２断層画像の表示例を示す図である。
【図５】本発明の実施形態における医用画像表示装置の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の医用画像表示装置、医用画像表示プログラムおよび医用画像表示方法の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２０】
図１に、医師が使用するワークステーションに、医用画像表示プログラムをインストールすることにより実現された医用画像表示装置の概略構成を示す。医用画像表示装置１は、標準的なワークステーションの構成として、プロセッサおよびメモリ（いずれも図示せず）を備え、さらに、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）等のストレージ２を備えている。また、医用画像表示装置１には、ディスプレイ３と、マウス、キーボード等の入力装置４が接続されている。
【００２１】
医用画像表示プログラムと医用画像表示プログラムが参照するデータは、インストール時にストレージ２に記憶され、起動時にメモリにロードされる。医用画像表示プログラムは、ＣＰＵに実行させる処理として、画像取得処理と、第１断層画像情報取得処理と、変形量算出処理と、第２断層画像特定処理と、表示制御処理とを規定している。
【００２２】
そして、プログラムの規定にしたがって、ＣＰＵが上記各処理を実行することにより、汎用のワークステーションは、後述の画像取得部１１と、第１断層画像情報取得部１２と、変形量算出部１３と、第２断層画像特定部１４と、表示制御部１５として機能する。
【００２３】
ストレージ２には、撮影を担当する検査部門から転送された、第１画像ＶＡおよび第２画像ＶＢ、もしくはデータベース検索により取得された第１画像ＶＡおよび第２画像ＶＢが記憶される。本実施の形態では、ある患者の腹部の経過観察のために、第１の撮影時点と、第１の撮影時点より後の第２の撮影時点でＣＴ装置により同一患者を撮影して得られた、第１画像ＶＡおよび第２画像ＶＢがそれぞれ、検査部門から転送され、ストレージ２に記憶されている。なお、両画像ＶＡ、ＶＢは、投薬結果の比較読影のために同姿勢の患者を同じ撮影方法で撮影したものであり、両画像の空間座標系において、患者の体軸および体の向きが互いに略一致しているものとする。また、両画像ＶＡ、ＶＢには、両画像ＶＡ、ＶＢのヘッダ情報などの任意の情報から周知の方法で取得した画素サイズ（Pixel Spacing）とスライス間隔(Slice Spacing)に基づいて両画像ＶＡ、ＶＢのいずれか一方に両画像ＶＡ、ＶＢのスケールを統一する処理が施されているものとする。
【００２４】
画像取得部１１は、第１画像ＶＡおよび第２画像ＶＢをストレージ２から取得する。本実施形態では、医用画像表示装置１は、選択メニューにおいて所定の比較表示機能が選択されたことを検出すると、ユーザに、第１および第２画像の特定に必要な情報の選択または入力を促す。そして、ユーザの入力装置４の操作により、第１画像および第２画像が特定されると、画像取得部１１は、第１画像ＶＡおよび第２画像ＶＢをストレージ２からメモリにロードする。
【００２５】
第１断層画像情報取得部１２は、第１画像ＶＡに含まれる断層像である第１断層画像ＳＡを特定する情報である第１断層画像情報と第１断層画像上の第１の関心領域を特定する情報である第１の関心領域情報を取得する。図２Ａおよび図２Ｂは、関心領域情報の取得方法を説明するイメージ図であり、両図は同じ第１断層画像ＳＡを示している。なお、第１断層画像ＳＡ上は第１画像ＶＡのｘｙ断面を表しており、患者のアキシャル画像となっている。ここでは、読影医が第１画像ＶＡに含まれる断層画像（アキシャル画像）を順に表示して、所定の選択ボタンによる選択等により関心領域を表す観察画像を第１断層画像ＳＡとして決定する。すると、第１断層画像情報取得部１２は、第１断層画像のシリーズ名とスライス番号を第１断層画像ＳＡを特定する情報（第１断層画像情報）として取得してメモリに記憶する。
【００２６】
次に、第１断層画像情報取得部１２は、図２Ａに示すように、第１断層画像ＳＡ上で、ユーザ操作による入力装置４からの入力により異常陰影領域などの第１の関心領域を挟んで対向する、第１の関心領域ＲＡの境界上の２つの画素ＰＡ１、ＰＡ２の位置の入力を受付け、入力装置４により入力された画素ＰＡ１、ＰＡ２の座標を取得する。そして、図２Ｂに示すように、第１断層画像情報取得部１２は、第１の関心領域を、取得した画素ＰＡ１、ＰＡ２の位置に基づいて特定される直方体領域として取得する。具体的には、画素ＰＡ、ＰＢを結ぶ線を対角線とする長方形を、第１断層像の法線方向（ｚ軸の正の向き、図２Ｂ手前側）に所定の長さ平行移動した長方形を上面とし、画素ＰＡ１、ＰＡ２を結ぶ線を対角線とする長方形を、第１断層像の法線方向（ｚ軸の負の向き、図２Ｂ奥側）に所定の長さ平行移動した長方形を下面とする直方体を第１の関心領域ＲＡとして特定する。なお、ここでは、対角線により規定される長方形の各辺の長さおよび直方体のｚ方向への所定の長さは、予め対角線の長さに応じた所定の比率でそれぞれ算出されるものとする。そして、第１断層画像情報取得部１２は、第１の関心領域ＲＡである立方体領域の各頂点の座標と取得した画素ＰＡ１、ＰＡ２の座標情報を第１の関心領域特定情報として取得する。
【００２７】
変形量算出部１３は、第１画像ＶＡを変形させて、変形した第１画像ＶＡと第２画像ＶＢとの類似度を、変形した第１画像ＶＡの画素値と第２画像ＶＢの対応する画素値の類似性の尺度を表す評価関数により評価して変形した第１画像と第２画像が一致する第１画像の変形量（画像変形量）を算出する。
【００２８】
ここでは、まず、変形量算出部１３は、第１画像ＶＡおよび第２画像ＶＢにおいて、画像空間を所定間隔で区切る制御点ｘ１、ｘ２、…、ｘｎからなる集合Ｘをそれぞれ設定する。以下、制御点ｘ１、ｘ２、…、ｘｎの集合を制御点Ｘと記載する。なお、変形量算出部１３は、第１画像ＶＡの制御点Ｘを周知の変換関数ｇにより変形量μだけ変位させることにより、第１画像ＶＡを変形する。なお、第１画像ＶＡの制御点Ｘを変換関数ｇにより変形量μだけ変位させた制御点をｇ(Ｘ,μ)と記載し、第１画像ＶＡの制御点Ｘを変換関数ｇにより変形量μだけ変位させることにより第１画像ＶＡを変形した画像を、変形した第１画像ＶＡ’と記載する。
【００２９】
次いで、変形量算出部１３は、変形した第１画像ＶＡ’の制御点ｇ(Ｘ,μ)における画素値Ｍ(ｇ(Ｘ,μ))を取得するとともに第２画像ＶＢの制御点Ｘの画素値Ｆ(Ｘ)を取得する。そして、変形した第１画像ＶＡ’の各制御点ｇ(Ｘ,μ)における画素値Ｍ(ｇ(Ｘ,μ))と第２画像ＶＢの各制御点Ｘの画素値Ｆ(Ｘ)の類似性の尺度を表す評価関数（レジストレーション関数）が最大となる制御点Ｘの変形量μを決定し、このときの制御点Ｘの変形量μに基づいて第１画像ＶＡに対する変換関数を推定する。なお、本実施形態の評価関数は、類似しているほど評価値が大きくなるものとする。
【００３０】
変形量算出部１３は、第１画像と第２画像の被写体が一致する第１画像の変形量を算出し、この変形量に基づいて変換関数を推定するために、公知の非剛体レジストレーション手法を用いることができ、ここではDavid Mattes, David R. Haynor, Hubert Vesselle, Thomas K. Lewellen, William Eubank, “Nonrigid multimodality image registration”, Proceedings of the SPIE, volume 4322, p.1609-1620, 2001に記載された非剛体レジストレーション手法を用いるものとする。
【００３１】
次に、第２断層画像特定部１４は、第１の関心領域情報に基づいて、算出した画像変形量のうちの第１の関心領域ＲＡに含まれる複数の位置の画像変形量と、第１断層画像情報とに基づいて第１断層画像ＳＡに対応する第２画像ＶＢ内の断層像を第２断層画像ＳＢとして特定するとともに、第１の関心領域ＲＡに対応する第２画像内ＶＢの関心領域を第２の関心領域ＲＢとして特定する。
【００３２】
詳細には、まず、第２断層画像特定部１４は、変形量算出部１３により推定された変換関数により、第１画像ＶＡを変換し、第１画像ＶＡと第２画像ＶＢの対応する画素を特定する。そして、第１の関心領域情報に基づいて、第２画像ＶＢに第１画像ＶＡを一致するように変形するための、第１の関心領域ＲＡ内の各位置における変形量を算出する。次に、第２断層画像特定部１４は、第１画像ＶＡの３次元座標系のｘ、ｙ、ｚ方向についてそれぞれ第１の関心領域に含まれる全画素の変形量の平均値Ｔ（Ｔｘ，Ｔｙ，Ｔｚ）を求める。
【００３３】
図３は、第２断層画像の特定方法を説明する図である。図３の左側は、第１画像ＶＡを、図２Ａ、２Ｂと垂直な方向から示したｘｚ断面を表す図である。図３左側では第１画像ＶＡを構成する断層画像を水平線で示し、第１断層画像ＳＡを水平な太線で示す。また、図３の右側は、第２画像ＶＢのｘｚ断面を表す図であり、第２画像ＶＢを構成する複数の断層画像を水平線で示し、第２断層画像ＳＢを水平な太線で示す。
【００３４】
第２断層画像特定部１４は、第１断層画像ＳＡ上のＰＡ１とＰＡ２の中点に位置する画素ＰＡ３の座標を算出し、第２画像ＶＢにおいてＰＡ３と同じ座標である画素ＰＢ３の位置を第１の関心領域内の全画素の変形量の平均値Ｔだけ移動させたＰＢ３’の座標を取得する。そして、ＰＢ３’を含む第２画像ＶＢ中のアキシャル画像を第２断層画像ＳＢとして特定する。ここでは、第１断層画像ＳＡと第２断層画像ＳＢは共にアキシャル画像（患者を所定の向きで表した断層像）であるため、第１断層画像ＳＡの法線ベクトルＮＶＡ（図３左側の破線矢印）と患者の体軸とのなす角と、第２断層画像ＳＢの法線ベクトルＮＶＢ（図３右側の破線矢印）と患者の体軸とのなす角は等しいものとなる。
【００３５】
なお、ここでは、スライス間隔の設定により、ＰＢ３’を含む第２画像ＶＢ中のアキシャル画像が存在しない場合には、ＰＢ３’を挟んでｚ方向に隣接する２つのアキシャル画像から、ＰＢ３’を含む第２画像ＶＢ中のアキシャル画像を補完して生成し、これを第２断層画像ＳＢとする。また、本実施形態のように、第１画像ＶＡと第２画像ＶＢで被写体の姿勢や向きが同じ場合には、第１画像ＶＡの座標系で第１断層画像ＳＡの第１断層画像ＳＡを含む平面に対し、第２画像ＶＢ中の座標系で第１断層画像ＳＡを含む平面と同じ位置に位置する平面を特定し、この特定された平面をｚ方向の移動量の平均値Ｔｚだけｚ方向に移動させた平面を第２断層画像ＳＢとしてもよい。
【００３６】
また、第２断層画像特定部１４は、第１の関心領域ＲＡに含まれる全ての画素に対応する第２画像内ＶＢの各画素からなる領域を第２の関心領域ＲＢとして特定する。また、第２断層画像特定部は、第２の関心領域ＲＢの輪郭に位置する画素の座標を第２断層画像に垂直に投影した座標を算出する。図３の右に示す、第２画像ＶＢ内のＰＢ１とＰＢ２は、第１断層画像ＳＡのＰＡ１とＰＡ２にそれぞれ対応する画素である。この例では、第１画像ＶＡにおいては、ＰＡ１とＰＡ２は第１断層画像ＳＡに含まれたが、経時変化や撮影時の患者の姿勢の微妙な違いなどにより、ＰＢ１とＰＢ２は両方とも第２断層画像ＳＢには含まれない位置に存在している。比較観察のために、ユーザ操作により指定された第１の関心領域ＲＡを挟んで対向する位置の画素ＰＡ１、ＰＡ２が、第２断層画像ＳＢ上でどこに位置するかを示すことが望ましいため、本実施形態においては、後述のように第１の関心領域ＲＡの輪郭を、第２断層画像ＳＢ上に投影して表示する。このため、図３の右図に示すように、第１の関心領域ＲＡの輪郭上の画素ＰＡ１、ＰＡ２に対応する画素ＰＢ１、ＰＢ２を、第２断層画像ＳＢ上に投影したＰＢ１’、ＰＢ２’の座標を求める。
【００３７】
表示制御部１５は、第１断層画像ＳＡおよび第２断層画像ＳＢを比較可能にディスプレイ３に表示させる。また、第２断層画像ＳＢ上に第２の関心領域ＲＢを投影して識別表示させる。なお、表示制御部１５は、ユーザの入力などの必要に応じて、取得した第１画像ＶＡおよび第２画像ＶＢおよび／または本実施形態の医用画像表示プログラムの実行過程で生成した各画像をディスプレイ３に表示させてもよい。
【００３８】
図４に、第１断層画像ＳＡと第２断層画像ＳＢの比較表示の一例を示す。図４に示すように、本実施形態では、表示制御部１５は、第２断層画像ＳＢに投影した第２の関心領域ＲＢの輪郭を、白色の指標ＭＡを用いて識別表示する。なお、本実施形態においては、表示制御部１５は、第１断層画像ＳＡ上に、第１の関心領域ＲＡおよびユーザ操作により指定された第１の関心領域ＲＡの境界上の２つの画素ＰＡ１，ＰＡ２を識別可能に表示し、第２断層画像ＳＢ上に２つの画素ＰＡ１，ＰＡ２に対応する各画素ＰＢ１、ＰＢ２の位置を投影した位置の画素ＰＢ１’、ＰＢ２’も識別可能に表示する。
【００３９】
図５は本発明の医用画像表示方法の好ましい実施形態を示すフローチャートである。図５を参照して、本実施形態の医用画像表示について説明する。
【００４０】
まず、画像取得部１１は、被写体を撮像して得られた第１画像（第１画像データ）ＶＡおよび第２画像（第２画像データ）ＶＢを取得する（Ｓ０１）。次に、第１断層画像情報取得部１２は、第１断層画像ＳＡを特定する情報および第１断層画像ＳＡに含まれる第１の関心領域ＲＡを特定する情報を取得する（Ｓ０２）。次いで、変形量算出部１３は、第１画像ＶＡの画素値と第２画像ＶＢの画素値の類似性の尺度を表す評価関数に基づいて、評価関数が最大値となるような変形量μを算出し、算出した変形量に基づいて第１画像ＶＡの画素値と第２画像ＶＢが一致するような変換関数を推定する（Ｓ０３）。
【００４１】
そして、第２断層画像特定部１４は、第１の関心領域ＲＡ内の複数の位置の画像変形量に基づいて、第２断層画像ＳＢと第２の関心領域ＲＢを特定する（Ｓ０４）。そして、表示制御部１５は、図４に示すように第１断層画像ＳＡと第２断層画像ＳＢを比較可能に並列表示するとともに、第２断層画像ＳＢ上に関心領域を輪郭の指標ＭＢを用いて識別表示する（Ｓ０５）。
【００４２】
上記本実施形態によれば、第２断層画像特定部が第１の関心領域ＲＡに含まれる複数の位置の変形量に基づいて対応する第２断層画像ＳＢを特定するものである。経過観察においては、病変部などある程度の拡がりを持つ領域を関心領域とする場合が多いため、第１の関心領域内の複数の位置の変形量の情報を用いて第２断層画像の位置を特定することにより、第１の関心領域内で複数の位置の変形量を判断に用いて第１断層画像ＳＡに対応する第２断層画像ＳＢの位置を適切に特定して比較表示することができる。結果として、精度よく比較読影を行うための支援を行うことができる。上記実施形態では、第１の関心領域ＲＡに含まれる全ての位置の変形量に基づいて対応する第２断層画像ＳＢを特定したため、より上記効果が著しい。ただし、本実施形態に限定されず第１の関心領域ＲＡに含まれる一部の位置の変形量に基づいて対応する第２断層画像ＳＢを特定してもよい。
【００４３】
また、特許文献１ないし４に開示された手法によれば、一方の画像を変形させた画像を生成して表示していたところ、本実施形態によれば、経過観察のために２つの時点における対応する位置の、変形していない断層画像を比較可能に表示するため、診断プラクティスの臓器や関心領域などの実際の形状を正確に観察できるように、断層画像を変形しないで表示して比較読影を行いたいという要望に対応する画像を表示できる。また、特許文献１ないし４に記載された手法における変形した画像を生成するための処理コストを省略できる。
【００４４】
また、本実施形態によれば、第２断層画像特定部１４が、第２断層画像ＳＢと患者の体軸とのなす角度が第１断層画像ＳＡと患者の体軸とのなす角度と等しく、かつ、第１断層画像内の少なくとも１つの点と同じ座標の第２画像の位置を、第１の関心領域に含まれる複数の位置の画像変形量の平均値だけ移動した位置を含むように第２断層画像を特定するものであるため、第１断層画像と第２断層画像の表す断面の傾きが好適に対応したものとなる。なお、第１の関心領域の複数の位置の画像の変形量の平均値に換えて、第１の関心領域の複数の位置の画像の変形量の中央値を用いた場合にも、同効果が得られる。また、第１の実施形態においては第１断層画像および第２断層画像が現状の経過観察プラクティスに用いられているアキシャル画像であるため、医療関係者が観察しやすく、読影効率を効果的に高めることができる。また、第２断層画像特定部１４は、第２断層画像ＳＢと患者の体軸とのなす角度が第１断層画像ＳＡと患者の体軸とのなす角度と等しく、かつ、第１断層画像内の少なくとも１つの点と同じ座標の第２画像の位置を、第１の関心領域に含まれる複数の位置の画像変形量の平均値だけ移動した位置を含むように第２断層画像を特定するものであれば、あらゆる方法で第２断層画像を特定してよい。
【００４５】
本実施形態では、第１断層画像内のユーザに指定された位置ＰＡ１、ＰＡ２の中点に位置する画素ＰＡ３の位置を第２断層画像ＳＢ上の画素ＰＢ３’の位置と対応させ、このＰＡ３’に基づいて第２断層画像ＳＢを特定したが、これに限られず、第１断層画像内の位置と第２断層画像のこれに対応する位置のペアを任意に決定してよい。第２断層画像内に含まれる位置に対応する第１断層画像内の位置が第１の関心領域内の位置である場合には、第２断層画像が関心領域内の位置を好適に含むものとなるため、第２断層画像上で関心領域を観察するために好ましい。この点において、本実施形態のように、第１の関心領域の中心（または重心）を第２断層画像上の位置と対応する位置とした場合には、第２断層画像が第１の関心領域の中心（または重心）に対応する位置を含むものとすることができるため、第２断層画像が関心領域をより好適に表したものとなる可能性が高い。
【００４６】
また、本実施形態によれば、一方の画像上で関心領域を指定するだけで、比較のための第２断層画像ＳＢと第２の関心領域が表示されるため、従来のようにユーザの手動操作により第１画像および第２画像ＶＡ、ＶＢから比較読影のための断層画像を抽出し、かつ抽出された断層画像上で互いに対応する関心領域を設定する場合よりもユーザ作業の負担を低減することができる。
【００４７】
また、第１の関心領域ＲＡが第１の関心領域の境界上の複数の画素ＰＡ１、ＰＡ２の位置に基づいて定義される所定の多面体領域である直方体領域であるため、ユーザの第１の関心領域の入力作業が簡易である。なお、所定の多面体領域として、球や立方体など任意の形状の多面体領域を適用することができる。また、所定の多面体領域のユーザ操作による指定方法として、任意の方法を用いることができる。
【００４８】
さらに、第１の関心領域ＲＡが第１の関心領域を挟んで互いに対向する第１の関心領域の境界上の２つの画素ＰＡ１、ＰＡ２の位置に基づいて特定されるものであるため、ユーザの第１の関心領域の入力作業が簡易である。
【００４９】
なお、本実施形態に限定されず、第１の関心領域は第１断層画像上の２次元の領域であってもよい。また、第１の関心領域は曲面から構成されるものでもよく、曲面と平面の組合せにより構成されるものであってもよい。また、第１の関心領域は、ユーザ操作を入力装置により受け付けることにより取得したものでなく、周知の画像認識技術により認識されたものを取得したものであってもよい。
【００５０】
また、表示制御部１５が、第２の関心領域ＲＢの輪郭のみを第２断層画像ＳＢ上に投影し、投影した輪郭の指標ＭＢを第２断層画像ＳＢ上に識別表示しているため、第２の関心領域ＳＢの把握が容易である。また、ユーザが第２断層画像上の病変などの関心領域を計測する際に、表示された指標のサイズを利用して計測の指針となる情報を得ることができる。例えば、本実施形態の長方形の指標のサイズを関心領域の大きさの目安としたり、本実施形態の長方形の指標のＰＡ１とＰＡ２を結ぶ対角線の長さを関心領域の直径の目安としたりすることが考えられる。なお、第２の関心領域ＲＢを第２断層画像ＳＢ上に識別可能に投影して表示できるものであれば、周知の手法を用いて第２の関心領域ＲＢを表してよい。例えば、第２の関心領域ＲＢの投影像を半透明に表示してもよい。また、本実施形態のように、第２断層画像ＳＢに第２の関心領域ＲＢの輪郭を投影して識別表示すると共に、第１断層画像ＳＡにも第１の関心領域ＲＡの輪郭を表示した場合には、関心領域同士を対比しやすく読影効率を向上することができる。
【００５１】
本実施形態では、ユーザ操作により指定された関心領域を挟んで対向する境界上の２つの画素ＰＡ１、ＰＡ２の位置が第１断層画像ＳＡに表示され、ＰＡ１、ＰＡ２に対応する位置を第２断層画像ＳＢ上に投影した位置の画素ＰＢ１’、ＰＢ２’が第２断層画像ＳＢ上表示されているため、関心領域の対比がさらに容易である。
【００５２】
また、第１の実施形態の変形例として、第１の関心領域情報が第１の関心領域の境界上の複数の位置を表す情報であり、第２断層画像特定部１４が、第１の関心領域の境界の複数の位置からの距離が近いほど重みを大きくするように、第１の関心領域に含まれる各位置に対応する画像変形量を重み付け平均することにより、第１の関心領域の画像変形量を算出するものであってもよい。境界上の複数の位置がユーザ操作により指定された位置である場合には、関心領域の境界の変形量の重みを重くした変形量の重み付け平均を用いることにより、ユーザが関心領域であると判別した位置およびこの位置周辺の変形量に応じて第１断層画像に対する第２断層画像の移動量（変形量の重み付け平均値）を算出することができ、ユーザの関心領域と判別された位置の変形量に対応する位置の第２断層画像を適切に特定して表示することができる。
【００５３】
また、第１画像ＶＡと第２画像ＶＢが一致するように第１画像ＶＡを変形させる画像変形量に基づいて第１画像ＶＡの変換関数を推定し、推定した変換関数を用いて第１画像ＶＡを変換することにより、第１画像ＶＡと第２画像ＶＢの対応する画素を決定してもよく、第１画像ＶＡと第２画像ＶＢが一致するように第２画像ＶＢを変形させる画像変形量に基づいて第２画像ＶＢの変換関数を推定し、推定した変換関数を用いて第２画像ＶＢを変換することにより、第１画像ＶＡと第２画像ＶＢの対応する画素を決定してもよい。また、第１画像ＶＡと第２画像ＶＢを一致させる非剛体レジストレーション手法として、周知のあらゆる非剛体レジストレーション手法を適用してよい。
【００５４】
また、上記実施形態において変形量算出処理と第１の関心領域取得処理はどちらを先に行ってもよく同時に行ってもよい。
【００５５】
上記の各実施形態はあくまでも例示であり、上記のすべての説明が本発明の技術的範囲を限定的に解釈するために利用されるべきものではない。
【００５６】
この他、上記の実施形態におけるシステム構成、ハードウェア構成、処理フロー、モジュール構成、ユーザインターフェースや具体的処理内容等に対して、本発明の趣旨から逸脱しない範囲で様々な改変を行ったものも、本発明の技術的範囲に含まれる。
【００５７】
また、医用画像表示装置１は、複数台のコンピュータにより、手段としての機能を分担する構成としてもよい。また、入力装置、ディスプレイ等、システムを構成する装置としては、公知のあらゆる装置を採用することができる。
【符号の説明】
【００５８】
１  医用画像表示装置
２  ストレージ
３  ディスプレイ（表示装置）
４  入力装置
１１  画像取得部
１２  第１断層画像情報取得部
１３  変形量算出部
１４  第２断層画像特定部
１５  表示制御部
ＳＡ  第１断層画像
ＳＢ  第２断層画像
ＶＡ  第１画像
ＶＢ  第２画像
【図１】
0005745444.tif 000002
【図３】
0005745444.tif 000003
【図５】
0005745444.tif 000004
【図２Ａ】
0005745444.tif 000005
【図２Ｂ】
0005745444.tif 000006
【図４】
0005745444.tif 000007