(57)【要約】【課題】複数のシリーズ画像の間において、それらに含まれるスライス画像を、簡単且つ短時間に位置合わせすることができる医用画像処理装置を提供する。【解決手段】入力される画像データに基づいて医用画像を画面に表示する少なくとも１つの画像表示装置に接続されて用いられ、複数のシリーズ画像の間において、各シリーズ画像に含まれる複数の軸位断画像の解剖学的な断層の位置を対応付ける装置であって、被検体の解剖学的な断層の位置に関連付けられた座標系を格納する標準座標系及び特徴量格納部２２と、複数のシリーズ画像の各々に含まれる複数の軸位断画像に対し、上記座標系における座標値を付与するスライス座標決定部２５とを有する。【選択図】図１
2008043524.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力される画像データに基づいて医用画像を画面に表示する少なくとも１つの画像表示装置に接続されて用いられ、複数のシリーズ画像の間において、各シリーズ画像に含まれる複数の軸位断画像の解剖学的な断層の位置を対応付ける装置であって、
被検体の解剖学的な断層の位置に関連付けられた座標系を格納する格納手段と、
前記複数のシリーズ画像の各々に含まれる複数の軸位断画像に対し、前記座標系における座標値を付与する座標決定手段と、
を具備する医用画像処理装置。
【請求項２】
前記座標系が、骨格、又は、臓器を含む軟部組織に関連付けられている、請求項１記載の医用画像処理装置。
【請求項３】
前記格納手段が、前記座標系に関連付けられた各断層面における解剖学的な特徴を表す標準特徴量をさらに格納しており、
前記座標決定手段が、軸位断画像に表された体部の解剖学的な特徴を表す特徴量を算出し、前記標準特徴量を参照することにより、前記特徴量に対応する前記座標系上の座標値を求める、
請求項１又は２記載の医用画像処理装置。
【請求項４】
前記標準特徴量及び前記特徴量が、体部の円形度と、空気領域の割合と、骨領域の割合と、軟部組織の割合との内の少なくとも１つを含む、請求項３記載の医用画像処理装置。
【請求項５】
前記座標決定手段によって軸位断画像に付与された座標値に基づいて、複数のシリーズ画像の間において、解剖学的な断層の位置が一致又は略一致するように、複数の軸位断画像を互いに対応付ける位置合わせ処理手段をさらに具備する請求項１〜４のいずれか１項記載の医用画像処理装置。
【請求項６】
前記座標決定手段によって座標値が付与された第１のシリーズの軸位断画像が前記少なくとも１つの画像表示装置の画面に表示されており、前記画面上においてユーザが所望の軸位断画像を指定した場合に、前記位置合わせ処理手段が、第１のシリーズとは異なる第２のシリーズの軸位断画像の内で、ユーザによって指定された軸位断画像に対応付けられた軸位断画像を選択し、前記少なくとも１つの画像表示装置の画面に表示させる、請求項５記載の医用画像処理装置。
【請求項７】
複数のシリーズ画像の間で互いに対応付けられた複数の軸位断画像同士が、前記少なくとも１つの画像表示装置の画面の対応する位置にそれぞれ表示されるように、前記少なくとも１つの画像表示装置における表示形式を設定する手段をさらに具備する請求項５記載の医用画像処理装置。
【請求項８】
複数のシリーズ画像の間で互いに対応付けられた複数の軸位断画像同士が、前記少なくとも１つの画像表示装置の画面に同じタイミングで連動して順次表示されるように、前記少なくとも１つの画像表示装置における表示形式を設定する手段をさらに具備する請求項５記載の医用画像処理装置。
【請求項９】
前記座標系に関連付けられた模式図を画面に表示させる手段をさらに具備し、
ユーザが前記模式図中の所望の領域を指定した場合に、前記位置合わせ処理手段が、該領域に対応する前記座標系における座標値と同一又は略同一の座標値が付与された軸位断画像を抽出し、前記少なくとも１つの画像表示装置に表示させる、
請求項１〜８のいずれか１項記載の医用画像処理装置。
【請求項１０】
前記座標系に関連付けられた部位リストを画面に表示させる手段をさらに具備し、
ユーザが前記部位リスト中の所望の部位を指定した場合に、前記位置合わせ処理手段が、該部位に対応する前記座標系における座標値と同一又は略同一の座標値が付与された軸位断画像を抽出し、前記少なくとも１つの画像表示装置に表示させる、
請求項１〜８のいずれか１項記載の医用画像処理装置。
【請求項１１】
前記座標系に関連付けられた単純Ｘ線画像を画面に表示させる手段をさらに具備し、
ユーザが前記単純Ｘ線画像中の所望の領域を指定した場合に、前記位置合わせ処理手段が、該領域に対応する前記座標系における座標値と同一又は略同一の座標値が付与された軸位断画像を抽出し、前記少なくとも１つの画像表示装置に表示させる、
請求項１〜８のいずれか１項記載の医用画像処理装置。
【請求項１２】
入力される画像データに基づいて医用画像を画面に表示する少なくとも１つの画像表示装置に接続されて用いられ、複数のシリーズ画像の間において、各シリーズ画像に含まれる複数の軸位断画像の解剖学的な断層の位置を対応付ける装置において用いられるプログラムであって、
被検体の解剖学的な断層の位置に関連付けられた座標系を読み出す手順（ａ）と、
前記複数のシリーズ画像の各々に含まれる複数の軸位断画像に対し、前記座標系における座標値を付与する手順（ｂ）と、
をＣＰＵに実行させる医用画像処理プログラム。
【請求項１３】
前記座標系が、骨格、又は、臓器を含む軟部組織に関連付けられている、請求項１２記載の医用画像処理プログラム。
【請求項１４】
手順（ａ）が、前記座標系に関連付けられた各断層面における解剖学的な特徴を表す標準特徴量をさらに格納することを含み、
手順（ｂ）が、軸位断画像に表された体部の解剖学的な特徴を表す特徴量を算出し、前記標準特徴量を参照することにより、前記特徴量に対応する前記座標系上の座標値を求めることを含む、
請求項１２又は１３記載の医用画像処理プログラム。
【請求項１５】
前記標準特徴量及び前記特徴量が、体部の円形度と、空気領域の割合と、骨領域の割合と、軟部組織の割合との内の少なくとも１つを含む、請求項１４記載の医用画像処理プログラム。
【請求項１６】
手順（ｂ）において軸位断画像に付与された座標値に基づいて、複数のシリーズ画像の間において、解剖学的な断層の位置が一致又は略一致するように、複数の軸位断画像を互いに対応付ける手順（ｃ）をさらにＣＰＵに実行させる請求項１２〜１５のいずれか１項記載の医用画像処理プログラム。
【請求項１７】
手順（ｂ）において座標値が付与された第１のシリーズの軸位断画像が前記少なくとも１つの画像表示装置の画面に表示されており、前記画面上においてユーザが所望の軸位断画像を指定した場合に、手順（ｃ）が、第１のシリーズとは異なる第２のシリーズの軸位断画像の内で、ユーザによって指定された軸位断画像に対応付けられた軸位断画像を選択し、前記少なくとも１つの画像表示装置の画面に表示させることを含む、請求項１６記載の医用画像処理プログラム。
【請求項１８】
複数のシリーズ画像の間で互いに対応付けられた複数の軸位断画像同士が、前記少なくとも１つの画像表示装置の画面の対応する位置にそれぞれ表示されるように、前記少なくとも１つの画像表示装置における表示形式を設定する手順（ｄ）をさらにＣＰＵに実行させる請求項１６記載の医用画像処理プログラム。
【請求項１９】
複数のシリーズ画像の間で互いに対応付けられた複数の軸位断画像同士が、前記少なくとも１つの画像表示装置の画面に同じタイミングで連動して順次表示されるように、前記少なくとも１つの画像表示装置における表示形式を設定する手順（ｄ）をさらにＣＰＵに実行させる請求項１６記載の医用画像処理プログラム。
【請求項２０】
前記座標系に関連付けられた模式図を画面に表示させる手順をさらにＣＰＵに実行させ、
ユーザが前記模式図中の所望の領域を指定した場合に、手順（ｃ）が、該領域に対応する前記座標系における座標値と同一又は略同一の座標値が付与された軸位断画像を抽出し、前記少なくとも１つの画像表示装置に表示させることを含む、
請求項１２〜１９のいずれか１項記載の医用画像処理プログラム。
【請求項２１】
前記座標系に関連付けられた部位リストを画面に表示させる手順をさらにＣＰＵに実行させ、
ユーザが前記部位リスト中の所望の部位を指定した場合に、手順（ｃ）が、該部位に対応する前記座標系における座標値と同一又は略同一の座標値が付与された軸位断画像を抽出し、前記少なくとも１つの画像表示装置に表示させることを含む、
請求項１２〜１９のいずれか１項記載の医用画像処理プログラム。
【請求項２２】
前記座標系に関連付けられた単純Ｘ線画像を画面に表示させる手順をさらにＣＰＵに実行させ、
ユーザが前記単純Ｘ線画像中の所望の領域を指定した場合に、手順（ｃ）が、該領域に対応する前記座標系における座標値と同一又は略同一の座標値が付与された軸位断画像を抽出し、前記少なくとも１つの画像表示装置に表示させることを含む、
請求項１２〜１９のいずれか１項記載の医用画像処理プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医療用撮像モダリティによって取得された画像データに基づいて、画像表示端末に軸位断画像を表示させる医用画像処理装置、及び、そのような装置において用いられる医用画像処理プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、医療診断においては、生体の内部が表示された医用画像が多く用いられており、そのような医用画像を取得するために、Ｘ線撮影や、Ｘ線ＣＴ（computed tomography：コンピュータ断層撮影）装置や、超音波（ＵＳ）診断装置や、ＭＲＩ（magnetic resonance imaging：磁気共鳴撮像）装置や、ＰＥＴ（positron emission tomography：ポジトロン断層撮影）等の様々な技術や装置（モダリティ）が広く利用されている。それらの装置の多くはディジタル化されており、病院内での診断情報処理システム等の構築が進められている。また、それらの撮像技術の内でも、ＣＴやＭＲＩは生体の軸位断画像を比較的狭い間隔で取得して表示できるので、生体の病変部位の発見や評価に大きな成果を上げている。ここで、軸位断画像とは、被検体の体軸に直交又はほぼ直交する面（所謂、輪切り面）が表された断層像のことをいう。以下において、軸位断画像のことを、単にスライス画像とも言う。
【０００３】
このような医用画像に基づいて医療診断を行う際に、患部の経時的変化を観察するために、同一の患者の同一部位を異なる時期に撮像したスライス画像を比較読影する場合がある。そのような場合に、読影医は、まず、一方のシリーズ画像の内の注目すべきスライス画像に対して、解剖学的にそれと同じ断層面が表されたスライス画像を、他方のシリーズ画像の内から探し出さなくてはならない。ところが、１回の撮像によって生成される１連（１シリーズ）の画像に含まれるスライス画像は、数百枚、或いは、それ以上になるため、そのような作業は読影医にとって大変な手間となっている。
【０００４】
関連する技術として、特許文献１には、少なくとも１つの医用画像撮影モダリティに基づく複数回の検査により取得された複数枚の断層像から成る複数組の三次元画像を出力デバイスに表示するようにした画像表示システムにおいて、複数組の三次元画像の中から解剖学的断層位置が略同一の第１の断層像対を少なくとも１つ指定する指定手段と、上記複数組の三次元画像中の少なくとも１つの三次元画像の断層間隔及び第１の断層像対間の位置情報に基づいて、上記複数組の三次元画像の中から解剖学的断層位置が略同一の少なくとも１つの断層像対を設定する断層像対設定手段と、設定された少なくとも１つの断層像対を出力デバイスに表示させる表示制御手段とを備える画像表示システムが開示されている。
【０００５】
また、特許文献２には、医用画像撮像装置により得た複数枚の断層画像である同一受診者の当日撮影胸部画像（現在画像）と過去撮影胸部画像（過去画像）を読み込み、その両画像を同時に画像表示手段に表示する画像診断支援装置において、現在画像及び過去画像から気管及び気管支を抽出する抽出手段と、該抽出手段によって抽出された気管から最初に分岐する気管支分岐部をそれぞれ判別する気管支分岐判別手段と、該気管支分岐判別手段によってそれぞれ判別した気管支分岐部に対応する現在画像と過去画像とを基準にして、体軸方向の同一位置における現在画像と過去画像とを画像表示手段に表示させる画像位置合わせ手段とを備える画像診断支援装置が開示されている。
【特許文献１】特開平８−２９４４８５号公報
【特許文献２】特開２００５−１２４８９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このように、２つのシリーズ画像の間において、解剖学的に同じ断層が表された複数組のスライス画像の位置を合わせる手法が知られている。しかしながら、３つ以上のシリーズ画像について位置合わせを行いたい場合には、２つのシリーズ画像間における座標系の変換処理（位置合わせ処理）を、全ての組み合わせについて行わなくてはならい。例えば、５つのシリーズ画像Ａ〜Ｅを互いに位置合わせする場合には、ＡとＢ、ＡとＣ、…、ＤとＥの計２０回の演算処理を行う必要が生じる。従って、非常に多くの手間と時間を要しており、効率が悪い。
【０００７】
そこで、上記の点に鑑み、本発明は、３つ以上のシリーズ画像についても、それらに含まれるスライス画像を、簡単且つ短時間に位置合わせすることができる医用画像処理装置と、そこで用いられる医用画像処理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】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明の１つの観点に係る医用画像処理装置は、入力される画像データに基づいて医用画像を画面に表示する少なくとも１つの画像表示装置に接続されて用いられ、複数のシリーズ画像の間において、各シリーズ画像に含まれる複数の軸位断画像の解剖学的な断層の位置を対応付ける装置であって、被検体の解剖学的な断層の位置に関連付けられた座標系を格納する格納手段と、複数のシリーズ画像の各々に含まれる複数の軸位断画像に対し、上記座標系における座標値を付与する座標決定手段とを具備する。
【０００９】
また、本発明の１つの観点に係る医用画像処理プログラムは、入力される画像データに基づいて医用画像を画面に表示する少なくとも１つの画像表示装置に接続されて用いられ、複数のシリーズ画像の間において、各シリーズ画像に含まれる複数の軸位断画像の解剖学的な断層の位置を対応付ける装置において用いられるプログラムであって、被検体の解剖学的な断層の位置に関連付けられた座標系を読み出す手順（ａ）と、複数のシリーズ画像の各々に含まれる複数の軸位断画像に対し、上記座標系における座標値を付与する手順（ｂ）とをＣＰＵに実行させる。
【００１０】
本願において、各軸位断画像のことを「スライス画像」といい、１つのシリーズに含まれる軸位断画像の集合のことを「シリーズ画像」という。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、複数のシリーズ画像の各々に含まれる複数のスライス画像に、解剖学的な断層の位置に関連付けられた座標系における座標値を付与するので、その座標系を介してシリーズ画像間の位置合わせを容易に行うことができる。また、シリーズ画像間の座標変換等の直接的な処理が不要になるので、３つ以上のシリーズ画像を位置合わせする場合においても、少ない手間で効率的に処理することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら詳しく説明する。なお、同一の構成要素には同一の参照番号を付して、説明を省略する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る医用画像処理装置を含む医用画像撮影システムの構成を示すブロック図である。この医用画像撮影システムは、被検体について医用画像の撮像検査を行うモダリティ１と、画像サーバ２と、画像表示端末３と、読影用端末４とを含んでいる。これらの装置１〜４は、ＤＩＣＯＭ（Digital Imaging and Communications in Medicine）規格に準拠している。
【００１３】
モダリティ１は、ＣＴ装置１ａや、ＣＲ（computed radiography）装置１ｂや、ＭＲＩ装置１ｃや、ＰＥＴ装置１ｄや、超音波診断装置（ＵＳ）１ｅ等の医用画像撮影装置を含んでいる。これらのモダリティ１ａ〜１ｅは、撮像検査を行うことにより画像データを生成して、画像付帯情報と共に画像サーバ２に出力する。画像付帯情報には、例えば、患者情報（氏名、年齢、性別等）や、撮像日情報や、部位情報（頭部、胸部、腹部等）や、画像の方向を表す情報（（００２０，００３７）：Image Orientation(Patient)、又は、（００２０，００２０）：Patient Orientation）や、スライスの厚さを表す情報（（００１８，００５０）：Slice Thickness）等が含まれる。ここで、括弧内は、各情報のＤＩＣＯＭタグ及び属性名を示している。
【００１４】
画像サーバ２は、モダリティ１によって取得された画像データを保管及び管理するＰＡＣＳ（Picture Archiving and Communication System：医用画像情報システム）用のサーバである。この画像サーバ２は、通常の画像サーバの機能（画像データの保管等）に加えて、複数のシリーズ画像間における位置合わせを行う機能（位置合わせ処理機能）も有しており、位置合わせ用の医用画像処理装置としても動作する。画像サーバ２は、後述する読影用端末４の要求に従って、画像データを画像表示端末３に出力する。画像サーバ２の機能及び動作については、後で詳しく説明する。
【００１５】
画像表示端末３は、外部から入力される画像データに基づいて検査画像を表示する端末装置であり、高精細なディスプレイを備えている。また、画像表示端末３は、ユーザが命令を入力するための入力装置（例えば、入力ボタン、キーボード、マウス等）を備えていても良い。なお、図１に示す画像表示端末３の画面３ａには、複数の軸位断画像が模式的に示されている。
【００１６】
読影用端末４は、ユーザ（読影医）が、画像表示端末３に表示された検査画像を参照しながら読影レポート等を作成するために用いられる装置であり、読影レポート等を表示する画面４ａや、キーボード等の入力デバイス４ｂ等を備えている。
【００１７】
次に、画像サーバ２の機能及び位置合わせ処理動作について説明する。図１に示すように、画像サーバ２は、制御部２１と、標準座標系及び特徴量格納部２２と、特徴量計算部２３と、座標値探索部２４と、スライス座標決定部２５と、格納部２６と、位置合わせ処理部２７と、表示形式設定部２８とを有している。この内の制御部２１、特徴量計算部２３〜スライス座標決定部２５、及び、位置合わせ処理部２７〜表示形式設定部２８は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）とプログラムとによって構成されており、以下に説明する位置合わせ処理動作は、格納部２６に格納されている本実施形態に係る医用画像処理プログラムに従って、ＣＰＵにより実行される。
【００１８】
制御部２１は、モダリティ１から出力された画像データ及びその画像付帯情報を格納部２６に格納させる。また、制御部２１は、入力された画像データによって表される画像の方向（軸位断（axial）、冠状断（coronal）、矢状断方向（sagittal）等）を確認し、軸位断方向である場合には、その画像データ及び画像付帯情報を特徴量計算部２３にも出力する。なお、画像の方向は、例えば、ＤＩＣＯＭタグ（００２０，００３７）：Image Orientation(Patient)、又は、（００２０，００２０）：Patient Orientationが付与された画像付帯情報によって取得される。
【００１９】
格納部２６は、例えば、画像サーバ２に内蔵されているハードディスクドライブであり、制御部２１の制御の下で、画像データ及びその画像付帯情報や、ＣＰＵに位置合わせ動作をさせるための制御プログラム（医用画像部位分割プログラム）等を格納する。なお、記録媒体としては、ハードディスクの他に、ＭＯ、ＭＴ、ＲＡＭ、ＣＤ−ＲＯＭ、又は、ＤＶＤ−ＲＯＭ等を用いても良く、その場合には、それらの記録媒体を駆動する駆動装置が、画像サーバ２に内蔵され、又は、画像サーバ２の外部に接続される。
【００２０】
標準座標系及び特徴量格納部２２は、予め用意されている１つ又は複数の標準座標系と、標準座標系の各座標値における標準特徴量を格納している。
標準座標系とは、複数のシリーズ画像間の位置合わせを行う際に基準として使用される座標系であり、被検体の各部分の位置を体軸（Ｚ軸）上の座標値として表したものである。
【００２１】
図２は、骨格に関する標準座標系を示す模式図である。この標準座標系においては、頭頂部をＺ＝０、足底部をＺ＝１００としている。このようなスケールにおいて、眼球の座標値Ｚは６．７であり、第一頚椎の座標値Ｚは１０．０であり、第一胸椎の座標値Ｚは１７．３であり、第一腰椎の座標値Ｚは３４．７であり、恥骨結合の座標値Ｚは５１．３となっている。
【００２２】
標準座標系としては、図２に示す骨格を基準とした座標系の他に、臓器の配置を基準とした座標系（軟部組織に関する標準座標系）等を用意しても良い。また、呼吸の状態に応じて複数の座標系を用意しても良い（例えば、呼気状態座標系、吸気状態座標系、平均状態座標系等）。さらに、骨格のバランスや臓器の配置は、年齢や身長や男女の別等に応じて変化するので、被検体の分類に応じて複数の座標系を作成しても良い（例えば、幼児用座標系、１２〜１５歳用座標系、成年用座標系、男性用座標系、女性用座標系等）。
【００２３】
一方、特徴量とは、１つの軸位断面における解剖学的な特徴を様々な観点から数値化したものである。その内の標準特徴量とは、標準座標系の各座標値における一般的な（標準的な）特徴量のことである。図３は、標準座標系及び特徴量格納部２２に格納されている標準特徴量テーブルを示している。ある座標値Ｚにおけるスライス画像は、以下に説明する標準特徴量ＸＡ、ＸＢ、ＸＣ、ＸＤによって特徴付けられる。
【００２４】
ここで、モダリティによらず、スライス画像全般においては、特徴量として、体部の形状に基づいて算出した値（例えば、円形度）が用いることができる。また、各画素データの値（即ち、画素の輝度）が体部の特性（組織性状等）に対応している場合には、その値から特徴量を算出しても良い。例えば、ＣＴ画像における画素データの値はＣＴ値によって決定されるが、この値は、体部を透過した放射線量を表す物理量である。なお、水のＣＴ値は０ＨＵであり、空気領域のＣＴ値は−１０００ＨＵ程度であり、骨領域のＣＴ値は、例えば、８０ＨＵ〜１０００ＨＵ程度である。また、臓器等の軟部組織のＣＴ値は、空気領域よりも高く、骨領域よりも低い、例えば、２８ＨＵ〜６０ＨＵ程度である。
【００２５】
図３に示すように、本実施形態においては、次の４つの特徴量を用いている。
（ａ）体部全体の円形度
円形度ＸＡは、対象領域の面積Ｓ及びその周囲の長さＬを用いて、次式（１）によって算出される。
ＸＡ＝４πＳ／Ｌ２  …（１）
円形度ＸＡは、対象領域の形状が真円に近づくほど１．０に近づき、形状が真円から離れるほど（例えば、楕円率が１から離れるほど）小さくなる。例えば、対象領域が頭部である場合には、円形度は比較的高くなる。反対に、対象領域が胸部や腹部である場合には、円形度は比較的低くなる。
【００２６】
（ｂ）空気領域特徴量
空気領域特徴量ＸＢは、（空気領域を示すＣＴ値の画素数）／（体部全体の画素数）によって算出される。例えば、対象領域が胸部である場合には、肺が存在しているために空気領域は比較的広くなる（４０％〜８０％）。また、腹部においては、空気領域の割合は、それよりも若干低くなる（１０％〜４０％）。さらに、対象領域が頭部や脚部である場合には、空気領域はほぼゼロとなる。
【００２７】
（ｃ）骨領域特徴量
骨領域特徴量ＸＣは、（骨領域を示すＣＴ値の画素数）／（体部全体の画素数）によって算出される。例えば、対象領域が腹部である場合には、体部全体に対する骨部の領域は比較的狭い範囲となる。反対に、対象領域が脚部である場合には、体部全体に対して骨部が多くの割合を占める。
【００２８】
（ｄ）軟部組織特徴量
軟部組織特徴量ＸＤは、（軟部組織を示すＣＴ値の画素数）／（体部全体の画素数）によって算出される。
【００２９】
なお、上記の（ｂ）〜（ｄ）を採用する場合には、体部全体から脂肪領域を除くことが望ましい。脂肪領域は個人差による変動要素が大きいからである。
或いは、モダリティに対応した画素値のヒストグラムそのものや確率分布を標準特徴量として利用しても良い。
【００３０】
標準座標系及び特徴量格納部２２に格納されている標準特徴量は、例えば、次のようにして用意される。
(i)論文等に開示されている解剖学的な既知データから標準特徴量を取得する。
(ii)特定の被検体を表すシリーズ画像を解析することによって特徴量を取得する。
(iii)過去に撮像されたシリーズ画像の内で、各スライス画像に表された体部の解剖学的な位置（第一頚椎、肺尖等）が特定されているものを抽出し、スライス画像の解析を行うことにより特徴量を求め、それらの平均値を標準特徴量とする。
【００３１】
ここで、上記の方法(iii)を用いる場合には、全てのスライス画像を目視観察することにより、そこに表された体部の解剖学的な位置を特定しても良い。また、より簡易な方法として、適当な間隔で目視観察することにより幾つかのスライス画像の解剖学的な位置を特定し、画像付帯情報の内のスライス間隔情報を用いて、計算によりそれらの間のスライス画像の位置を決定しても良い。さらに、別の方法として、解剖学的な位置が既知である部位が表されたスライス画像を、手動又は自動で認識するようにしても良い。例えば、図４の（ａ）に示すように、特徴量の１つである空気領域の変化を観察すると、空気領域が増加し始める位置（胸部の開始位置）や、空気領域が急激に減少する位置（胸部と腹部の境界）が発見される。そこで、図４の（ｂ）に示すように、１シリーズのスライス画像について算出された空気領域の微分値を探索することにより、そのような特徴的な位置（境界等）を特定することができる。さらに、スライス間隔情報を用いて、それらの間のスライス画像の位置を計算により決定すればよい。
このような標準特徴量は、標準座標系が複数存在する場合には、標準座標系ごとに用意される。また、１つの標準座標系に対して、標準特徴量をモダリティごとに用意しても良い。
【００３２】
再び、図１を参照すると、特徴量計算部２３は、制御部２１から入力されたスライス画像の特徴量を算出する。本実施形態においては、標準特徴量ＸＡに対応する特徴量Ｘａ（円形度）と、標準特徴量ＸＢに対応する特徴量Ｘｂ（空気領域）と、標準特徴量ＸＣに対応する特徴量Ｘｃ（骨領域）と、標準特徴量ＸＤに対応する特徴量Ｘｄ（軟部組織領域）とが算出される。
【００３３】
座標値探索部２４は、特徴量計算部２３において算出された特徴量に最も適合する標準特徴量と、その標準特徴量に対応する所定の標準座標系における座標値を探索する。そして、その標準特徴量に対応する座標値を、解析対象となっているスライス画像の座標値として暫定的に付与する。なお、座標値探索部２４において用いられる標準座標系は、ユーザが指定しても良いし、画像付帯情報（患者情報、撮像部位等）に基づいて、特徴量計算部２３が選択するようにしても良い。
【００３４】
座標値の探索方法としては、例えば、次の方法（１）及び（２）が挙げられる。
（１）評価関数を用いる方法
所定の評価関数を用意し、その値が最も小さくなるときの標準特徴量を求め、その標準特徴量に対応する標準座標系上の座標値を、スライス画像の座標値とする。評価関数としては、例えば、算出された特徴量と標準特徴量との差の絶対値の和｜Ｘａ−ＸＡ｜＋｜Ｘｂ−ＸＢ｜＋｜Ｘｃ−ＸＣ｜＋｜Ｘｄ−ＸＤ｜や、平均自乗誤差{（（Ｘａ−ＸＡ）２＋（Ｘｂ−ＸＢ）２＋（Ｘｃ−ＸＣ）２＋（Ｘｄ−ＸＤ）２）／４}１／２が用いられる。また、評価関数の値を計算する際には、特徴量の種類に応じて重み付けをしても良い。
【００３５】
（２）確率分布を用いる方法
標準特徴量として確率分布が用意されている場合には、確率分布を利用して特徴量のマッチングを行う。
ここで、図５を参照すると、標準座標系上の座標Ｚ＝２０における空気領域の標準特徴量の確率分布（平均８０％）と、座標Ｚ＝４５における空気領域の標準特徴量の確率分布（平均４０％）が得られている。いま、解析対象となっているスライス画像の空気領域が７０％であるとして、標準座標系上の各座標における空気領域の確率分布と比較すると、このスライス画像の座標がＺ＝２０である確率は０．８であり、このスライス画像の座標がＺ＝４５である確率は０．２である。このような確率分布を利用した解析を、他の特徴量についても行い、各座標における確率を合計して最も確率が高くなる座標を、解析対象であるスライスの座標値とする。
【００３６】
再び、図１を参照すると、スライス座標決定部２５は、座標値探索部２４が１シリーズ分のスライス画像について標準座標系における座標値を暫定的に付与すると、各スライス画像の画像付帯情報に含まれるスライス番号を参照して、スライス番号と座標値とが矛盾していないか否かを確認する。そして、矛盾が生じている場合には、それらのスライス画像及び暫定的に付与された座標値を座標値探索部２４に戻し、スライス番号順になるように座標値の探索をやり直させる。一方、矛盾が生じていない場合には、スライス座標決定部２５は、各スライス画像の画像付帯情報に標準座標系における座標値を追加して、画像データ格納部２６に格納させる。
【００３７】
このような動作を、モダリティ１から出力された各シリーズ画像について行うことにより、図６に示すように、別々に撮像されたシリーズ画像Ａ〜Ｃが、標準座標系に関連付けられる。
【００３８】
位置合わせ処理部２７は、制御部２１の制御の下で、格納部２６に格納されている互いに異なるシリーズ画像に含まれるスライス画像同士を、解剖学的な断層の位置が一致又は略一致するように、各々に付与された座標値に基づいて関連付ける。
また、表示形式設定部２８は、位置合わせ処理部２７において互いに対応付けられたシリーズ画像を画像表示端末３に表示する際に、その表示形式を設定する。
【００３９】
位置合わせ処理部２７によって行われる位置合わせ処理方法、及び、表示形式設定部２８によって設定される表示形式は、次に挙げる（１）〜（７）の通りである。
（１）対応するスライス画像を手動入力により表示させる方法
例えば、図７の（ａ）に示すように、シリーズ画像Ａを読影中のユーザが、その内のスライス画像３０１と同じ断層が表されたスライス画像であって、過去に撮像されたものを参照したい場合に、ユーザはスライス画像３０１上にカーソル２００を合わせてクリックする。それにより、スライス画像３０１に対応するスライス画像を表示する旨の命令が、画像サーバ２に入力される。それに応じて、位置合わせ処理部２７は、図８に示すように、スライス画像３０１の画像付帯情報から標準座標系における座標値（例えば、Ｚ＝Ｚ２＝１７．０）を取得し、同じ患者について過去に撮像されたシリーズ画像Ｂの内から、座標値Ｚ＝１７．０が付与されたスライス画像を検索する。そして、座標値Ｚ＝１７．０が付与されたスライス画像があった場合には、そのスライス画像４０１を格納部２６から画像表示端末３に出力させる。それにより、図７の（ｂ）に示すように、画像表示端末３の画面に、スライス画像３０１に対して解剖学的な断層の位置が等しいスライス画像４０１が表示される。
【００４０】
２つのスライス画像の表示形式としては、図７の（ｂ）に示すように、スライス画像３０１とスライス画像４０１とを１つの画面内に隣接して並べて表示しても良いし、２つの画像表示端末３を用いる場合には、それらの画像表示端末３にスライス画像３０１及び４０１をそれぞれ表示しても良い。また、図７の（ａ）において、ユーザが複数のスライス画像をクリックすることにより、互いに対応付けられた複数のスライス画像の組を並べて表示するようにしても良い。さらに、共通の標準座標系における座標値が付された３つ以上のシリーズ画像が存在する場合には、それらの間において対応するスライス画像を全て、又は、ユーザの指定により所望の数だけ表示するようにしても良い。
【００４１】
ここで、シリーズ画像Ａとシリーズ画像Ｂとにおいて、スライス間隔が異なっていたり、標準座標系における座標値Ｚの値がずれていたりする場合には、所望の座標値Ｚを有するスライス画像を取得できない場合がある。例えば、図８に示すように、シリーズ画像Ａの内のスライス画像３０２（座標値Ｚ＝１８．３）に対して、解剖学的な断層の位置が厳密に等しいスライス画像は、シリーズ画像Ｂには存在しない。そのような場合に、位置合わせ処理部２７は、シリーズ画像Ｂの内から、座標値Ｚがスライス画像３０２の座標値に最も近いスライス画像４０２（座標値Ｚ＝１８．４）を検索して表示させる。或いは、スライス画像３０２の座標値Ｚ＝１８．３の両隣に位置する２枚のスライス画像４０３及び４０２（座標値Ｚ＝１８．０及び１８．４）を表示させても良い。さらに、２枚のスライス画像４０３及び４０２に基づいて、座標値Ｚ＝１８．３におけるスライス画像を、補間処理によって新たに生成して表示させても良い。それにより、画像表示端末３の画面に、スライス画像３０２に対して解剖学的な断層の位置が略等しいスライス画像を表示することができる。
【００４２】
（２）続きのスライス画像を手動入力により表示させる方法
図９に示すように、ユーザがシリーズ画像Ａを読影しているときに、スライス画像３０３の続きとなるスライス画像を参照したい場合に、ユーザはその旨の命令を画像サーバ２に入力する。命令の入力方法としては、例えば、画像表示端末３の画面に表示されたスライス画像にカーソルを合わせて右クリックし、それによって表示されたポップアップから所望の命令を選択するようにすれば良い。それに応じて、位置合わせ処理部２７は、スライス画像３０３の画像付帯情報から、標準座標系における座標値Ｚ＝１８．６を取得し、同じ患者について撮像されたシリーズ画像Ｃの内から、座標Ｚ＝１８．６又はその近辺のスライス画像を検索する。そして、座標Ｚ＝１８．６又はその近辺のスライス画像４０１以降のスライス画像を、画像表示端末３に表示させる。
【００４３】
（３）対応するスライス画像を連動して自動表示（スタック表示）させる方法
ユーザによってシリーズ画像Ａとシリーズ画像Ｂとを連動表示させる旨がサーバ２（図１）に入力されると、位置合わせ処理部２７は、格納部２６からシリーズ画像Ａ及びＢの画像付帯情報を取得する。そして、シリーズ画像Ａの各スライス画像に付与された標準座標系における座標値Ｚと、シリーズ画像Ｂの各スライス画像に付与された標準座標系における座標値Ｚとに基づいて、座標値Ｚが等しいスライス画像を互いに対応付ける（図８参照）。一方、表示形式設定部２８は、図１０に示すように、シリーズ画像Ａ及びＢを表す画像データを２つの画像表示端末３にそれぞれ出力させ、互いに対応付けられたスライス画像が画面上の対応する位置に表示されるように、スライス画像の配置を決定する。
【００４４】
なお、先にも述べたように、一方のシリーズ画像内のスライス画像が、他方のシリーズ画像内のスライス画像に厳密に対応付けられないことがある。そのような場合には、先に述べたように、座標値Ｚが最も近似しているスライス画像同士を関連づけるようにしても良いし、補間処理により、座標値Ｚが等しいスライス画像を新たに生成しても良い。或いは、対応付ける相手が存在しないスライス画像については、そのスライス画像の相手方の表示欄を空欄にしておいても良い。
【００４５】
（４）対応するスライス画像を連動して自動表示（シネ表示）させる方法
ユーザによってシリーズ画像Ａとシリーズ画像Ｂとを連動シネ表示させる旨がサーバ２（図１）に入力されると、位置合わせ処理部２７は、上記の方法（３）において説明したのと同様に、それらのシリーズ画像Ａ及びＢにそれぞれ含まれるスライス画像を互いに対応付ける。一方、表示形式設定部２８は、図１１に示すように、シリーズ画像Ａ及びＢを表す画像データを２つの画像表示端末３にそれぞれ出力させ、互いに対応付けられたスライス画像が２つの画面上にそれぞれ、同じタイミングで順次表示されるように、表示を切り替える。なお、この方法においても、２つのシリーズ画像にそれぞれ含まれるスライス画像を厳密に対応付けられない場合には、座標値Ｚが最も近似しているスライス画像同士を関連づけても良いし、補間処理により新たなスライス画像を生成しても良い。或いは、対応付ける相手が存在しないスライス画像については、そのスライス画像の表示タイミングにおいて相手方の表示欄を空欄にしておいても良い
【００４６】
上記の方法（３）及び（４）においては、シリーズ画像Ａ及びＢを２つの画像表示端末３にそれぞれ表示させているが、１つの画像表示端末３の画面に２つの領域を設けて、それらの領域にシリーズ画像Ａ及びＢをそれぞれ表示させても良い。また、共通の標準座標系における座標値が付された３つ以上のシリーズ画像が存在する場合には、それらの間において対応するスライス画像を全て、又は、ユーザの指定により所望の数だけ連動して表示させるようにしても良い。
【００４７】
以上の方法（１）〜（４）においては、互いに異なるシリーズ画像を同時に表示させているが、その際には、階調、回転、縮尺等の表示パラメータを互いに揃えることが望ましい。
【００４８】
（５）模式図と連携してスライス画像を表示させる方法
図１２に示すように、標準座標系に関連付けられた人体組織の模式図を予め用意しておき、画面の一部に模式図を表示させておく。そして、ユーザが模式図上の所望の位置にカーソル２２０を合わせてクリックすると、位置合わせ処理部２７は、その位置に相当する座標値Ｚを取得し、読影対象となっているシリーズ画像や過去に撮像されたシリーズ画像から、その座標値Ｚが付与されたスライス画像を検索して、画像データを出力させる。それにより、ユーザ所望の解剖学的な断層が表されたスライス画像が、画像表示端末３（図１）に表示される。
【００４９】
（６）部位リストと連携してスライス画像を表示させる方法
上記の方法（５）における人体組織の模式図の替わりに、図１３に示すように、標準座標系に関連付けられた部位リストを用意しても良い。例えば、ユーザが、リスト中の「肺尖」欄にカーソル２３０を合わせてクリックすると、位置合わせ処理部２７は、「肺尖」に対応する座標値Ｚを取得し、読影対象となっているシリーズ画像や過去に撮像されたシリーズ画像からその座標値Ｚが付与されたスライス画像を検索して、画像データを出力させる。
【００５０】
（７）単純Ｘ線画像と連携してスライス画像を表示させる方法
上記の方法（５）における人体組織の模式図の替わりに、読影対象となっているシリーズ画像と同じ患者について撮影された単純Ｘ線画像を標準座標系に関連付けることにより、シリーズ画像と単純Ｘ線画像とを連携させても良い。単純Ｘ線画像に表された体部の各部分に標準座標系における座標値Ｚを割り当てる際には、公知の自動画像認識技術を利用すれば良い。例えば、胸部Ｘ線画像については、特開２００５−１９８８８７号公報に開示されている肺野認識技術を適用しても良い。
【００５１】
上記の方法（５）〜（７）においては、標準座標系における座標値を利用することにより、スライス画像をユーザ所望の模式図等に容易に連携させることができ、また、連携させる模式図等を容易に切り替えることが可能になる。さらに、連携させる模式図等の所望の領域をユーザが指定することにより、その領域に相当する座標値Ｚ（又はその近似値）が付与されたスライス画像を複数のシリーズ画像の内からそれぞれ検索し、それらを並べて同時に表示させても良いし、それらのスライス画像から出発して、対応するスライス画像を連動してスタック表示又はシネ表示させても良い。
【００５２】
次に、本発明の第２の実施形態に係る医用画像処理装置について説明する。図１４は、本実施形態に係る医用画像処理装置を含む医用画像撮影システムの構成を示すブロック図である。
図１４に示すように、このシステムは、図１に示す画像サーバ２の替わりに、画像サーバ５と、医用画像処理装置６と、画像格納装置７とを含んでいる。これらの装置５〜７は、ＤＩＣＯＭ規格に準拠している。その他の構成については、図１に示すシステムにおけるものと同様である。
【００５３】
画像サーバ５は、モダリティ１から出力された画像データを保管及び管理するＰＡＣＳ用サーバである。画像サーバ５は、モダリティ１から入力された画像データを画像格納装置７に格納させる。また、画像サーバ５は、画像データを医用画像処理装置６にも出力し、複数のシリーズ画像間における位置合わせ処理を実行させる。さらに、画像サーバ５は、読影用端末４の要求に従って、画像格納装置７に格納されている画像データを画像表示端末３に出力するように、画像格納装置７を制御する。
【００５４】
医用画像処理装置６は、複数のシリーズ画像間において、それらに含まれるスライス画像の位置合わせを行う装置であり、標準座標系及び特徴量格納部６１と、特徴量計算部６２と、座標値探索部６３と、スライス座標決定部６４と、位置合わせ処理部６５と、表示形式設定部６６とを有している。これらの各部の機能及び動作は、図１に示す標準座標系及び特徴量格納部２２〜スライス座標決定部２５、及び、位置合わせ処理部２７〜表示形式設定部２８におけるものと同様である。このような医用画像処理装置６は、例えば、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）によって構成されている。
【００５５】
画像格納装置７は、例えば、画像サーバ５に接続されているハードディスクドライブである。或いは、記録媒体として、その他に、ＭＯ、ＭＴ、ＲＡＭ、ＣＤ−ＲＯＭ、又は、ＤＶＤ−ＲＯＭ等を用いても良く、その場合には、それらの記録媒体を駆動する駆動装置が、画像サーバ５に接続される。或いは、画像サーバ５に画像格納装置７を内蔵させても良い。
【００５６】
このように、本実施形態においては、医用画像処理装置６をＰＣによって構成するので、既存の医用画像撮影システムに医用画像位置合わせ処理機能を容易に組み込むことができる。従って、既存の設備を活用しつつ、所望のスライス画像を効率良く表示させることが可能となる。
【００５７】
なお、本実施形態において、医用画像処理装置６は、画像処理後の画像データやそれらの画像付帯情報を画像格納装置７に出力して格納させているが、医用画像処理装置６に内蔵されている格納装置（例えば、ハードディスク）に画像データや画像付帯情報を格納するようにしても良い。
【００５８】
ここで、以上説明した第１及び第２の実施形態においては、モダリティ１から直接画像サーバ２及び５に入力された画像データについて、位置合わせ処理が行われている。しかしながら、モダリティ１において生成された後で一旦記録媒体に格納された画像データを画像サーバ２又は医用画像処理装置６に読み込むことにより、位置合わせ処理を行っても良い。
【００５９】
次に、本発明の第１及び第２の実施形態に係る医用画像処理装置を含む医用画像撮影システムの別の構成例について、図１５を参照しながら説明する。図１５に示すように、このシステムにおいて、モダリティ１、画像サーバ２、画像表示端末３、読影用端末４は、ＬＡＮ（ローカル・エリア・ネットワーク）等のネットワークＮ１を介して互いに接続されている。或いは、画像サーバ２の替わりに、図１４に示す画像サーバ５と、医用画像処理装置６と、画像格納装置７とを、ネットワークＮ１に接続しても良い。また、このネットワークＮ１に、各診療科に設置されている端末３０や、ＲＩＳ（radiology information system：放射線科情報管理システム）４０や、ＨＩＳ（Hospital Information System：病院情報システム）５０を接続しても良い。
【００６０】
図１５に示すように、医用画像位置合わせ処理機能を有する画像サーバ２（又は、医用画像処理装置６）をネットワークＮ１に接続することにより、互いに位置合わせされた複数のシリーズ画像を種々の端末（例えば、読影用端末４や、各診療科端末３０）において利用できるようになるので、効率の良い読影や医療診断を行うことが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明は、医療用撮像モダリティによって取得された画像データに基づいて、画像表示端末に軸位断画像を表示させる医用画像処理装置、及び、そのような装置において用いられる医用画像処理プログラムにおいて利用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る医用画像処理装置を含む医用画像撮影システムの構成を示す図である。
【図２】骨格に関する標準座標系を示す図である。
【図３】標準特徴量を示すテーブルである。
【図４】空気領域特徴量の体軸方向における変化を示すグラフである。
【図５】確率分布に基づいて特徴量を求める方法を説明するための図である。
【図６】シリーズ画像の標準座標系への関連付けの概念を示す図である。
【図７】対応するスライス画像を手動入力により表示させる方法を説明するための図である。
【図８】標準座標系を介したスライス画像の位置合わせを説明するための図である。
【図９】続きのスライス画像を手動入力により表示させる方法を説明するための図である。
【図１０】位置合わせされたスライス画像が連動して自動表示（スタック表示）される画面を示す図である。
【図１１】位置合わせされたスライス画像が連動して自動表示（シネ表示）される画面を示す図である。
【図１２】模式図と連携してスライス画像を表示させる方法において用いられる模式図を示す図である。
【図１３】部位リストと連携してスライス画像を表示させる方法において用いられる部位リストである。
【図１４】本発明の第２の実施形態に係る医用画像処理装置を含む医用画像撮影システムを示すブロック図である。
【図１５】本発明の第１の実施形態に係る医用画像処理装置を含む医用画像撮影システムの別の構成例を示す図である。
【符号の説明】
【００６３】
１  モダリティ
１ａ  コンピュータ断層撮影（ＣＴ）装置
１ｂ  コンピュータ放射線撮影（ＣＲ）装置
１ｃ  磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）装置
１ｄ  ポジトロン断層撮影（ＰＥＴ）装置
１ｅ  超音波撮像（ＵＳ）装置
２、５  画像サーバ
３  画像表示端末
３ａ、４ａ  画面
４  読影用端末
４ｂ  入力デバイス
６  医用画像処理装置
２１  制御部
２２、６１  標準座標系及び特徴量格納部
２３、６２  特徴量計算部
２４、６３  座標値探索部
２５、６４  スライス座標決定部
２６  画像データ格納部
２７、６５  位置合わせ処理部
２８、６６  表示形式設定部
３０  診療科端末
４０  放射線科情報管理システム（ＲＩＳ）
５０  病院情報システム（ＨＩＳ）
２００、２２０  カーソル
１００、３０１〜３０３、２１１、２１２、４０１〜４０３  スライス画像
【図１】
2008043524.tif 000003
【図２】
2008043524.tif 000004
【図３】
2008043524.tif 000005
【図４】
2008043524.tif 000006
【図５】
2008043524.tif 000007
【図６】
2008043524.tif 000008
【図７】
2008043524.tif 000009
【図８】
2008043524.tif 000010
【図９】
2008043524.tif 000011
【図１０】
2008043524.tif 000012
【図１１】
2008043524.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
2008043524.tif 000015
【図１４】
2008043524.tif 000016
【図１５】
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