(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影により取得された３次元画像から、対象構造物を抽出する構造物抽出手段と、
前記対象構造物の基準線上の各点において、該基準線に垂直な断面を設定する断面設定手段と、
前記各断面上に関心領域が存在する場合、前記基準線および前記関心領域を含む、前記各断面における１つの切断面を決定する切断面決定手段と、
前記各断面における切断面を含むＣＰＲ画像を生成する画像生成手段と、
前記ＣＰＲ画像を表示する表示手段と、
を備え
前記表示手段は、前記各断面における切断面の、基準となる断面の切断面からの前記基準線を中心とした角度を表す情報を含む前記ＣＰＲ画像を表示することを特徴とするＣＰＲ画像生成装置。
【請求項２】
前記対象構造物は、管状構造物である請求項１記載のＣＰＲ画像生成装置。
【請求項３】
前記関心領域は、前記対象構造物の分岐、該対象構造物に隣接する他の構造物、該対象構造物内の他の構造物、および病変の少なくとも１つである請求項１または２記載のＣＰＲ画像生成装置。
【請求項４】
前記画像生成手段は、前記各断面における切断面が連続する切断曲面を生成し、該切断曲面を含む前記ＣＰＲ画像を生成する請求項１から３のいずれか１項記載のＣＰＲ画像生成装置。
【請求項５】
前記各断面に複数の関心領域が存在する場合、前記切断面決定手段は、１つの関心領域を選択する請求項１から４のいずれか１項記載のＣＰＲ画像生成装置。
【請求項６】
撮影により取得された３次元画像から、対象構造物を抽出し、
前記対象構造物の基準線上の各点において、該基準線に垂直な断面を設定し、
前記各断面上に関心領域が存在する場合、前記基準線および前記関心領域を含む、前記各断面における１つの切断面を決定し、
前記各断面における切断面を含むＣＰＲ画像を生成し、
前記ＣＰＲ画像、および前記各断面における切断面の、基準となる断面の切断面からの前記基準線を中心とした角度を表す情報を表示することを特徴とするＣＰＲ画像生成方法。
【請求項７】
撮影により取得された３次元画像から、対象構造物を抽出する手順と、
前記対象構造物の基準線上の各点において、該基準線に垂直な断面を設定する手順と、
前記各断面上に関心領域が存在する場合、前記基準線および前記関心領域を含む、前記各断面における１つの切断面を決定する手順と、
前記各断面における切断面を含むＣＰＲ画像を生成する手順と、
前記ＣＰＲ画像、および前記各断面における切断面の、基準となる断面の切断面からの前記基準線を中心とした角度を表す情報を表示する手順をコンピュータに実行させることを特徴とするＣＰＲ画像生成プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、血管等の構造物の長手方向に沿った断面を表すＣＰＲ（Curved Planer Reconstruction）画像を生成するＣＰＲ画像生成装置、方法およびプログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、被写体の血管、腸、気管支、動脈等の管腔を有する管状構造物の病変を観察するために、ＣＴ（Computed Tomography）装置およびＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）装置等により得られた物体の３次元画像から３次元構造のイメージをボリュームレンダリングにより取得し、３次元画像から内視鏡を模してあたかもその管腔内に入って見ているように管腔内面を観察できるモードを有する医用画像表示装置が知られている。さらに、３次元画像処理としてＭＩＰ（Maximum Intensity Projection）処理、ＭｉｎＩＰ（Minimum Intensity Projection）処理、ＭＰＲ（Multi Planar Reconstruction）処理、ＣＰＲ（Curved Planer Reconstruction）処理等が知られている。特に、ＣＰＲ処理は３次元画像における任意の曲面を指定し、指定した曲面に沿った３次元画像を２次元画像に再構成してＣＰＲ画像を生成するものである。これにより、管状構造物の内壁面の形態について、長手方向の断面を一画面で表示することができる（例えば特許文献１参照）。【０００３】
また、上記のＣＴ装置等から得られた３次元画像の他に、被写体の機能を示す機能画像も用いられている。機能画像としては、例えば単光子放出断層撮影（Single Photon Emission Tomography）により取得されたＳＰＥＣＴ画像、および陽電子放出断層撮影（Positron Emission Tomography）により取得されたＰＥＴ画像等が知られている。このような機能画像をＣＰＲ画像と併せて表示することにより、例えば冠動脈を診断対象とする場合、冠動脈の状態と心臓の機能の状態とを同時に確認することができる。【０００４】
一方、血管等のように蛇行しながら延びる管状構造物においては、ＣＰＲ画像により表された管状構造物の縦断面は、管状構造物の蛇行に沿った湾曲形状またはねじれ形状を有する切断曲面となる。このため、ＣＰＲ画像に慣れないユーザには、ＣＰＲ画像が管状構造物の各位置をどの向きに切断した曲面を表しているのかを判断することが難しかった。このため、縦断面を表す指標をＣＰＲ画像とともに表示することにより、切断曲面と管状構造物との位置関係を示す手法が提案されている（特許文献２参照）。また、特許文献２には、血管および気管支のように分岐を含む管状構造物において、全ての分岐を含むマルチパスＣＰＲ画像を生成する手法が提案されている。特許文献２に記載されたマルチパスＣＰＲ画像を生成する手法は、分岐間の区画毎に切断曲面を設定し、各区画のＣＰＲ画像を１つの画像上に生成する手法である。なお、切断曲面の設定は、切断曲面の各位置の法線方向等の情報に基づいて行われる。これにより、管状構造物の各分岐の構造を含むＣＰＲ画像を生成することができるため、管状構造物の分岐の構造を一画面で表示することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１３５８４３号公報
【特許文献２】特開２０１２−０２４５１７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２に記載された手法では、管状構造物の分岐位置において切断曲面が連続しない。このため、生成されるマルチパスＣＰＲ画像において、分岐位置の画像に境界が生じてしまう。【０００７】
一方、心筋梗塞等の疾患は、冠動脈の狭窄部分に血栓が詰まり、詰まった冠動脈の下流側に血液が流れなくなる結果、心筋が活動しなくなることにより発生する。心筋梗塞等が発生する可能性は、血管の狭窄率が高いほど高くなる。血管が狭窄する原因は血管壁に形成されるプラークである。このため、血管においてプラークがどの程度発生しているかをＣＰＲ画像において観察することは、極めて重要である。また、肺癌等の肺における腫瘍等の病変の確認のために、気管支に内視鏡を挿入して病変の生検を行う場合があるが、この場合、病変に到達するまでの経路および気管支と病変の位置との関係をＣＰＲ画像において観察することが重要である。【０００８】
しかしながら、これらの心筋、プラークおよび病変等の関心領域は、管状構造物の１つの縦断面上にのみ存在するものではなく、管状構造物の各断面の中心または重心を結んだ管状構造物の中心線（以下、芯線とする）に垂直な断面において、芯線を中心とする放射状の任意の位置に存在する。このため、従来のように１つの縦切断面のみを設定してＣＰＲ画像を生成したのでは、ＣＰＲ画像において関心領域を良好に観察することができない場合がある。【０００９】
本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、分岐、心筋、プラークおよび病変等の関心領域を含むようにＣＰＲ画像を生成することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明によるＣＰＲ画像生成装置は、撮影により取得された３次元画像から、対象構造物を抽出する構造物抽出手段と、
対象構造物の基準線上の各点において、基準線に垂直な断面を設定する断面設定手段と、
各断面上に関心領域が存在する場合、基準線および関心領域を含む、各断面における１つの切断面を決定する切断面決定手段と、
各断面における切断面を含むＣＰＲ画像を生成する画像生成手段とを備えたことを特徴とするものである。【００１１】
ＣＰＲ画像は、対象構造物の芯線に沿った断面を表す画像であるが、対象構造物が例えば血管または気管支のように複数の分岐を含む場合、分岐毎に複数の芯線が存在する。このような場合、ＣＰＲ画像を生成するためには、１つの芯線を決定する必要がある。「基準線」とは、対象構造物が複数の芯線を含む場合に、ＣＰＲ画像を生成するための１つの芯線を意味する。なお、対象構造物が１つの芯線のみを含む場合、その１つの芯線が基準線となる。【００１２】
なお、本発明によるＣＰＲ画像生成装置においては、対象構造物は管状構造物であってもよい。【００１３】
また、本発明によるＣＰＲ画像生成装置においては、関心領域は、対象構造物の分岐、対象構造物に隣接する他の構造物、対象構造物内の他の構造物、および病変の少なくとも１つであってもよい。【００１４】
「対象構造物に隣接する他の構造物」としては、例えば冠動脈を対象構造物とした場合における心筋等を挙げることができる。「対象構造物内の他の構造物」とは、例えば冠動脈を対象構造物とした場合における狭窄部分に形成されたプラーク等を挙げることができる。【００１５】
また、本発明によるＣＰＲ画像生成装置においては、画像生成手段は、各断面における切断面が連続する切断曲面を生成し、切断曲面を含むＣＰＲ画像を生成するものであってもよい。【００１６】
また、本発明によるＣＰＲ画像生成装置においては、各断面に複数の関心領域が存在する場合、切断面決定手段は、１つの関心領域を選択するものであってもよい。【００１７】
また、本発明によるＣＰＲ画像生成装置においては、ＣＰＲ画像を表示する表示手段をさらに備えるものとしてもよい。【００１８】
この場合、表示手段は、各断面における切断面の基準となる断面の切断面からの基準線を中心とした角度を表す情報を表示するものであってもよい。【００１９】
本発明によるＣＰＲ画像生成方法は、撮影により取得された３次元画像から、対象構造物を抽出し、
対象構造物の基準線上の各点において、基準線に垂直な断面を設定し、
各断面上に関心領域が存在する場合、基準線および関心領域を含む、各断面における１つの切断面を決定し、
各断面における切断面を含むＣＰＲ画像を生成することを特徴とするものである。【００２０】
なお、本発明によるＣＰＲ画像生成方法をコンピュータに実行させるためのプログラムとして提供してもよい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、３次元画像から対象構造物および対象構造物の基準線が抽出され、基準線上の各点において、基準線に垂直な断面が設定される。そして、各断面において関心領域が存在する場合には、基準線および対象構造物に関連する関心領域を含む、各断面における１つの切断面が決定され、各断面における１つの切断面を含むＣＰＲ画像が生成される。このため、各断面において基準線を中心とする放射状の任意の方向に存在する関心領域を含むようにＣＰＲ画像を生成することができる。したがって、ＣＰＲ画像において、対象構造物に含まれる複数の関心領域を良好に観察することができる。また、各断面において１つの切断面を決定しているため、例えば関心領域が分岐である場合において、ＣＰＲ画像に複数の分岐を含ませることができ、かつ分岐間においてＣＰＲ画像が連続するようになる。このため、境界がない自然な印象のＣＰＲ画像を生成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施形態によるＣＰＲ画像生成装置を適用した、診断支援システムの概要を示すハードウェア構成図
【図２】本実施形態によるＣＰＲ画像生成装置の構成を示す概略ブロック図
【図３】抽出された冠動脈領域を示す図
【図４】プラークが存在する領域を説明するための図
【図５】心筋が存在する領域を説明するための図
【図６】分岐が存在する領域を説明するための図
【図７】切断曲面の生成を説明するための図
【図８】切断曲面の生成を説明するための図
【図９】ＣＰＲ画像を示す図
【図１０】本実施形態において行われる処理を示すフローチャート
【図１１】基準となる断面の切断面からの基準線を中心とした角度を説明するための図
【図１２】角度情報を表示したＣＰＲ画像を示す図
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の第１の実施形態によるＣＰＲ画像生成装置を適用した、診断支援システムの概要を示すハードウェア構成図である。図１に示すように、診断支援システムでは、本実施形態によるＣＰＲ画像生成装置１、３次元画像撮影装置２、および画像保管サーバ３が、ネットワーク４を経由して通信可能な状態で接続されている。そして、診断支援システムにおいては、被検体の診断対象となる部位についてのＣＰＲ画像を、ＣＰＲ画像生成装置１において生成するものである。
【００２４】
３次元画像撮影装置２は、被検体の診断対象となる部位を撮影することにより、その部位を表す３次元画像を生成する装置であり、具体的には、ＣＴ装置、ＭＲＩ装置、およびＰＥＴ（Positron Emission Tomography)装置等である。この３次元画像撮影装置２により生成された３次元画像は画像保管サーバ３に送信され、保存される。なお、本実施形態においては、被検体の診断対象部位は冠動脈であり、３次元画像撮影装置２はＣＴ装置であり、被検体の胸部の３次元画像が生成されるものとする。
【００２５】
画像保管サーバ３は、各種データを保存して管理するコンピュータであり、大容量外部記憶装置およびデータベース管理用ソフトウェアを備えている。画像保管サーバ３は、有線あるいは無線のネットワーク４を介して他の装置と通信を行い、画像データ等を送受信する。具体的には３次元画像撮影装置２において生成された３次元画像等の画像データをネットワーク経由で取得し、大容量外部記憶装置等の記録媒体に保存して管理する。なお、画像データの格納形式およびネットワーク４経由での各装置間の通信は、ＤＩＣＯＭ（Digital Imaging and COmmunication in Medicine）等のプロトコルに基づいている。
【００２６】
ＣＰＲ画像生成装置１は、１台のコンピュータに、本発明のＣＰＲ画像生成プログラムをインストールしたものである。コンピュータは、診断を行う医師が直接操作するワークステーションまたはパーソナルコンピュータでもよいし、それらとネットワークを介して接続されたサーバコンピュータでもよい。ＣＰＲ画像生成プログラムは、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）あるいはＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disk Read Only Memory）等の記録媒体に記録されて配布され、その記録媒体からコンピュータにインストールされる。または、ネットワークに接続されたサーバコンピュータの記憶装置、もしくはネットワークストレージに、外部からアクセス可能な状態で記憶され、要求に応じて医師が使用するコンピュータにダウンロードされ、インストールされる。
【００２７】
図２は、コンピュータにＣＰＲ画像生成プログラムをインストールすることにより実現されるＣＰＲ画像生成装置の概略構成を示す図である。図２に示すように、ＣＰＲ画像生成装置１は、標準的なワークステーションの構成として、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１１、メモリ１２およびストレージ１３を備えている。また、ＣＰＲ画像生成装置１には、ディスプレイ１４および、マウス等の入力部１５が接続されている。
【００２８】
ストレージ１３には、ネットワーク４を経由して画像保管サーバ３から取得した、同一被検体についての最新および前回の診断時における過去の３次元画像、並びに処理に必要な情報を含む各種情報が記憶されている。なお、本実施形態においては、同一被検体についての胸部を対象部位とする３次元画像Ｇ０が記憶されているものとする。
【００２９】
また、メモリ１２には、ＣＰＲ画像生成プログラムが記憶されている。ＣＰＲ画像生成プログラムは、ＣＰＵ１１に実行させる処理として、３次元画像撮影装置２が取得した、３次元画像Ｇ０を取得する画像取得処理、３次元画像Ｇ０から対象構造物を抽出する構造物抽出処理、対象構造物の芯線の１つである基準線上の各点において、基準線に垂直な断面を設定する断面設定処理、各断面上に関心領域が存在する場合、基準線および関心領域を含む、各断面における１つの切断面を決定する切断面決定処理、並びに各断面における切断面を含むＣＰＲ画像を生成する画像生成処理を規定する。
【００３０】
そして、ＣＰＵ１１がプログラムに従いこれらの処理を実行することにより、コンピュータは、画像取得部２１、構造物抽出部２２、断面設定部２３、切断面決定部２４、および画像生成部２５として機能する。なお、ＣＰＲ画像生成装置１は、画像取得処理、構造物抽出処理、断面設定処理、切断面決定処理、および画像生成処理をそれぞれ行う複数のプロセッサまたは処理回路を備えるものであってもよい。
【００３１】
画像取得部２１は、診断の対象部位である冠動脈すなわち心臓を含む胸部の３次元画像Ｇ０を画像保管サーバ３から取得する。なお、３次元画像Ｇ０が既にストレージ１３に記憶されている場合には、画像取得部２１は、ストレージ１３から３次元画像Ｇ０を取得するようにしてもよい。
【００３２】
構造物抽出部２２は、例えば、特開２０１０−２００９２５号公報および特開２０１０−２２０７４２号公報等に記載された手法により、３次元画像Ｇ０から冠動脈領域を抽出する。この方法では、まず、ボリュームデータを構成するボクセルデータの値に基づいて、冠動脈の芯線を構成する複数の候補点の位置と主軸方向を算出する。もしくは、ボリュームデータについてヘッセ行列を算出し、算出されたヘッセ行列の固有値を解析することにより、冠動脈の芯線を構成する複数の候補点の位置情報と主軸方向を算出する。そして、候補点周辺のボクセルデータについて冠動脈らしさを表す特徴量を算出し、算出された特徴量に基づいてそのボクセルデータが冠動脈領域を表すものであるか否かを判別する。特徴量に基づく判別は、マシンラーニングにより予め取得された評価関数に基づいて行う。これにより、ボリュームデータから冠動脈領域３０が抽出される。図３に、抽出された冠動脈領域３０の一部を示す。
【００３３】
断面設定部２３は、冠動脈領域３０の基準線上の各点において、基準線に垂直な断面を設定する。上記特開２０１０−２００９２５号公報および特開２０１０−２２０７４２号公報に記載された手法では、冠動脈領域３０を抽出する過程において、冠動脈の芯線が設定される。また、芯線を構成する候補点のそれぞれについて、位置と主軸方向が算出される。このため、各候補点において、主軸方向と垂直な断面（直交断面）を、芯線に垂直な断面として設定することができる。
【００３４】
ここで、本実施形態において抽出される冠動脈領域３０は、図３に示すように分岐を有するため、芯線は分岐において２つに分かれる。ＣＰＲ画像を生成するためには、１つの芯線を決定する必要がある。このため、断面設定部２３は、２つの芯線のうち、ＣＰＲ画像を生成するための芯線を基準線に決定し、基準線において基準線に垂直な断面を設定する。なお、基準線の決定は、抽出された冠動脈領域をディスプレイ１４に表示して、操作者の入力部１５からの指示を受け付けることにより決定する。本実施形態においては、図３において上側から左側に延びる冠動脈領域３０Ａの芯線が基準線Ｌ０に決定されるものとする。図３において基準線Ｌ０を実線で示す。また、図３において分岐から下方に延びる冠動脈領域３０Ｂの芯線Ｃ０を破線で示す。また、図３においては、基準線Ｌ０上の候補点を黒丸で示す。
【００３５】
断面設定部２３は、基準線Ｌ０上の各点、すなわち各候補点において、基準線Ｌ０に垂直な断面を設定する。なお、図３においては、説明のために候補点を間引いて５つの断面Ｐｉ、Ｐｉ＋ａ、Ｐｉ＋ｂ、Ｐｉ＋ｃ、Ｐｉ＋ｄを設定した状態を示している。
【００３６】
切断面決定部２４は、断面設定部２３が基準線Ｌ０に設定した各断面Ｐｋ（ｋ＝１〜ｎ：ｎは候補点の数）上に関心領域が存在する場合、基準線Ｌ０および関心領域を含む、各断面Ｐｋにおける１つの切断面Ｃｋを決定する。このため、切断面決定部２４は、各断面Ｐｋにおいて関心領域を設定する。なお、関心領域としては、各断面Ｐｋにおいてプラーク３２が形成されている領域および心筋３３の領域とすることができる。また、冠動脈領域３０における分岐３４の位置においては、分岐３４を関心領域とすることができる。なお、関心領域の設定のために、切断面決定部２４は、３次元画像Ｇ０から各断面Ｐｋの断面画像ＰＧｋを生成する。
【００３７】
ここで、切断面決定部２４は、図４に示すように、各断面画像ＰＧｋにおいて、基準線Ｌ０を中心とした複数（ここでは４方向）の冠動脈領域３０の内腔３１の径ｄ１〜ｄ４を算出する。ここで、冠動脈の内腔３１にプラーク３２が形成されていると、内腔３１の径は狭くなる。このため、切断面決定部２４は、径ｄ１〜ｄ４のうちの最小となる径となる内腔３１の位置をプラーク３２が存在する関心領域に設定する。図４においては、径ｄ１となる内腔３１の位置を関心領域に設定する。
【００３８】
また、冠動脈は心臓の表面に存在するため、断面画像ＰＧｋには、図５に示すように心筋３３が含まれる。心筋３３は、冠動脈に血流が十分に供給されるか否かにより、活動状況が変化するため、心筋梗塞等の診断上、重要な領域である。切断面決定部２４は、各断面Ｐｋの断面画像において心筋３３が存在する位置を関心領域に決定する。
【００３９】
また、切断面決定部２４は、断面Ｐｋが分岐に存在する場合、図６に示すように、分岐３４を関心領域に設定する。
【００４０】
そして、切断面決定部２４は、関心領域を含むように各断面Ｐｋにおける切断面を決定する。例えば、図４に示すようにプラーク３２が関心領域である場合、径ｄ１を含むように切断面Ｃｋを決定する。また、図５に示すように心筋３３が関心領域である場合、基準線Ｌ０を通り、かつ心筋３３を含むように切断面Ｃｋを決定する。また、図６に示すように、分岐３４が関心領域の場合、基準線Ｌ０としなかった芯線Ｃ０を通るように切断面Ｃｋを決定する。
【００４１】
なお、断面Ｐｋの位置によっては、プラークと心筋、またはプラークと分岐というように、複数の関心領域が存在する場合がある。特に本実施形態においては、冠動脈を診断の対象の構造物としているため、各断面Ｐｋにおいて必ず心筋が含まれる。本実施形態においては、切断面決定部２４は、関心領域について予め優先度を設定しておき、１つの断面に複数の関心領域が存在する場合は、優先度が高い方の関心領域を選択し、選択された関心領域を含むように切断面を決定する。本実施形態においては、プラーク、分岐および心筋の順で優先度を設定するものとする。このため、冠動脈領域３０におけるプラーク３２が存在する領域においては、心筋３３が存在していてもプラーク３２が関心領域として選択される。また、冠動脈領域３０における分岐３４が存在する領域においては、心筋３３が存在していても、分岐３４が関心領域として選択される。なお、各断面ｐｋの断面画像ＰＧｋをディスプレイ１４に表示し、操作者が切断面に含める関心領域を選択してもよい。
【００４２】
画像生成部２５は、切断面決定部２４が決定した各断面Ｐｋの切断面Ｃｋを、補間する等して滑らかに接続して切断曲面を生成する。図７〜図８は切断曲面の生成を説明するための図である。本実施形態においては、冠動脈領域３０の背後に心筋３３が存在し、図７に示すように、冠動脈領域３０Ａの破線で囲んだ部分Ｂ１にプラーク３２が存在しているものとする。この場合、図８に示すように、各断面Ｐｋにおける複数の関心領域が切断されるように、切断面決定部２４により切断曲面ＣＭ０が決定される。なお、図８においては、矢印の方向が各断面Ｐｋにおける切断面Ｃｋの方向である。これにより、部分Ｂ１においてはプラーク３２を切断し、分岐３４においては冠動脈領域３０Ｂを切断し、その他の領域においては心筋３３を切断するように切断曲面ＣＭ０が決定される。
【００４３】
そして、画像生成部２５は、冠動脈領域３０を切断曲面ＣＭ０により切断してＣＰＲ画像を生成する。なお、本実施形態において生成されるＣＰＲ画像は、ストレートＣＰＲ(Straightened CPR)画像とするが、ストレッチＣＰＲ(Stretched  CPR)画像や、プロジェクトＣＰＲ(Projected CPR)画像でもよい。図９はＣＰＲ画像を示す図である。図９に示すように、本実施形態において生成されるＣＰＲ画像Ｇ１０においては、冠動脈領域３０において、プラーク３２および分岐３４が含まれるものとなる。また、分岐３４を含むため、基準線Ｌ０としなかった芯線Ｃ０についての冠動脈領域３０Ｂが含まれるものとなる。なお、ＣＰＲ画像Ｇ１０において、プラーク３２および冠動脈領域３０Ｂ以外の部分は、心筋３３である。
【００４４】
次いで、本実施形態において行われる処理について説明する。図１０は本実施形態にお手行われる処理を示すフローチャートである。まず、画像取得部２１が、３次元画像Ｇ０を取得し、構造物抽出部２２が、３次元画像Ｇ０から冠動脈領域３０を抽出する（ステップＳＴ１）。次いで、断面設定部２３が、冠動脈領域３０における基準線Ｌ０上の各点について、基準線Ｌ０に垂直な断面Ｐｋを設定する（ステップＳＴ２）。そして、切断面決定部２４が、各断面Ｐｋ上に関心領域が存在する場合、基準線Ｌ０および関心領域を含む、各断面における１つの切断面Ｃｋを決定する（ステップＳＴ３）。さらに、画像生成部２５が、切断面Ｃｋを含むＣＰＲ画像Ｇ１０を生成し（ステップＳＴ４）、生成されたＣＰＲ画像Ｇ１０をディスプレイ１４に表示し（ステップＳＴ５）、処理を終了する。
【００４５】
このように、本実施形態によれば、各断面において基準線を中心とする放射状の任意の方向に存在する関心領域を含むようにＣＰＲ画像Ｇ１０を生成することができる。このため、ＣＰＲ画像Ｇ１０において冠動脈領域３０に含まれる複数の関心領域を良好に観察することができる。また、各断面Ｐｋにおいて１つの切断面Ｃｋを決定しているため、例えば関心領域が分岐である場合において、ＣＰＲ画像に複数の分岐を含ませることができ、かつ分岐位置においてＣＰＲ画像Ｇ１０が連続するようになる。このため、境界がない自然な印象のＣＰＲ画像Ｇ１０を生成することができる。
【００４６】
また、各断面Ｐｋにおける切断面Ｃｋが連続する切断曲面ＣＭ０を生成し、切断曲面ＣＭ０を含むＣＰＲ画像Ｇ１０を生成することにより、切断面Ｃｋが滑らかに変化する。このため、断面間において、ＣＰＲ画像Ｇ１０に境界が発生してしまうことを防止できる。
【００４７】
また、各断面に複数の関心領域が存在する場合、１つの関心領域を選択することにより、選択された関心領域をＣＰＲ画像Ｇ１０に含めることができる。
【００４８】
なお、上記実施形態において、ＣＰＲ画像Ｇ１０を表示する際に、各断面Ｐｋにおける切断面Ｃｋの基準となる断面の切断面からの基準線Ｌ０を中心とした角度を表す情報を表示してもよい。例えば、図１１の上側に示す基準となる断面ＰＢにおける切断面ＣＢｋを基準となる切断面とする。そして、図１１の下側に示すある断面Ｐｋの切断面Ｃｋについて、基準となる切断面ＣＢｋからの基準線Ｌ０を中心とした角度θｋを求める。そして、求めた角度θｋを表す角度情報をＣＰＲ画像Ｇ１０におけるその切断面Ｃｋを得た断面Ｐｋと対応づけて表示する。図１２は角度情報４０を表示したＣＰＲ画像を示す図である。なお、角度情報４０は適宜サンプリングした断面Ｐｋと対応づけて表示される。これにより、ＣＰＲ画像Ｇ１０において注目している領域が、基準となる切断面からどの程度角度がずれているかを認識することができる。また、角度θｋの大きさに応じて、ＣＰＲ画像Ｇ１０における冠動脈領域３０を色分けして表示してもよい。
【００４９】
なお、上記実施形態においては、冠動脈を対象構造物としているが、他の管状構造物、例えば気管支および大腸等を対象構造物としてもよい。対象構造物が気管支の場合、構造物抽出部２２は、３次元画像Ｇ０から気管支の構造を気管支領域として抽出する。具体的には、例えば特開２０１０−２２０７４２号公報等に記載された手法を用いて、入力された３次元画像Ｇ０に含まれる気管支領域のグラフ構造を、３次元の気管支領域として抽出する。また、対象構造物が大腸の場合、構造物抽出部２２は、３次元画像Ｇ０における大腸の画素値となる領域を大腸領域として抽出する。
【００５０】
また、気管支を対象構造物とする場合、診断に重要なのは気管支の近傍に存在する腫瘍である。また、大腸を対象構造物とする場合、診断に重要なのは大腸内腔壁に存在する腫瘍である。このため、構造物抽出部２２において、ＣＡＤ（Computer-Aided Diagnosis）により腫瘍を抽出することが好ましい。この場合、断面設定部２３は腫瘍を関心領域として切断面Ｃｋを設定すればよい。
【００５１】
とくに、気管支を対象構造物とした場合、本実施形態によれば、気管支の入り口から複数の分岐および腫瘍を含むようにＣＰＲ画像Ｇ１０を生成できる。このため、腫瘍の生検を行うための内視鏡検査を行う際に、内視鏡を気管支のどの分岐を通って腫瘍に到達させればよいかを、ＣＰＲ画像Ｇ１０により、容易に確認することができる。
【００５２】
また、上記実施形態においては、冠動脈等の管状構造物を対象としてＣＰＲ画像を生成しているが、これに限定されるものではなく、脊柱、四肢等の長手方向に延びる構造物を対象構造物としてＣＰＲ画像を生成してもよい。
【００５３】
また、上記実施形態においては、ＣＰＲ画像Ｇ１０と同時に、心筋の機能画像を表示してもよい。これにより、冠動脈の状態と心臓の機能の状態とを同時に確認することができる。
【００５４】
以下、本実施形態の作用効果について説明する。
【００５５】
各断面における切断面が連続する切断曲面を生成し、切断曲面を含むＣＰＲ画像を生成することにより、切断面が滑らかに変化するため、各断面の間において、ＣＰＲ画像に境界が発生してしまうことをより確実に防止できる。
【００５６】
各断面に複数の関心領域が存在する場合、１つの関心領域を選択することにより、選択された関心領域をＣＰＲ画像に含めることができる。
【００５７】
各断面における切断面の、基準となる断面の切断面からの基準線を中心とした角度を表す情報を表示することにより、ＣＰＲ画像において注目している領域が、基準となる断面の切断面からどの程度角度がずれているかを認識することができる。
【符号の説明】
【００５８】
１    ＣＰＲ画像生成装置
２    ３次元画像撮影装置
３    画像保管サーバ
４    ネットワーク
１１    ＣＰＵ
１２    メモリ
１３    ストレージ
１４    ディスプレイ
１５    入力部
２１    画像取得部
２２    構造物抽出部
２３    断面設定部
２４    切断面決定部
２５    画像生成部
３０，３０Ａ，３０Ｂ    冠動脈領域
３１    内腔
３２    プラーク
３３    心筋
３４    分岐
４０    角度情報
Ｃｋ    切断面
ＣＭ０    切断曲面
Ｇ１０    ＣＰＲ画像
Ｐｋ    断面
ＰＧｋ    断面画像
【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１１】
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【図１２】
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