(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なる複数の時点で被検体を撮影して得られる複数の３次元画像データに基づいて、差分画像データを取得する差分処理手段と、
前記差分画像データに対して最大値投影処理及び最小値投影処理を行い、前記複数の時点のうち第一の時点に対して第二の時点で画素値が増加し、正値として描出される第一の領域と、前記第一の時点に対して第二の時点で画素値が減少し、負値として描出される第二の領域とを含む投影画像であって、異なる複数の投影方向から投影した複数の投影画像を取得する取得手段と、
前記複数の投影画像を表示部に表示させる表示制御手段と、を有することを特徴とする情報処理装置。
【請求項２】
前記取得手段により取得される投影画像は、前記第一の時点及び第二の時点で得られる３次元画像データを差分処理して得られる差分画像データを最大値投影処理して得られる最大値投影画像と、最小値投影処理して得られる最小値投影画像と、を合成することにより得られる投影画像であることを特徴とする請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項３】
前記複数の投影画像は、前記差分画像データを第一の方向に最大値投影処理及び最小値投影して得られる第一の最大値投影画像と第一の最小値投影画像を合成することにより得られる投影画像と、前記差分画像データを第二の方向に最大値投影処理及び最小値投影して得られる第二の最大値投影画像と第二の最小値投影画像を合成することにより得られる投影画像と、を含むことを特徴とする請求項２に記載の情報処理装置。
【請求項４】
前記表示制御手段は、前記表示部に前記複数の投影画像を、前記投影方向を変えながら切り替え表示させることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の情報処理装置。
【請求項５】
前記表示制御手段は、前記投影方向が回転するように前記複数の投影画像を切り替え表示させることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の情報処理装置。
【請求項６】
投影方向を指定する指定手段をさらに有し、
前記表示制御手段は、指定された投影方向で投影した前記投影画像を前記表示部に表示させることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の情報処理装置。
【請求項７】
前記表示制御手段は、前記取得された複数の投影画像の１つにおいて、前記３次元画像データに含まれる領域のうち、閾値以上に画素値が増加又は減少した領域か、閾値以上の大きさを有する領域の少なくともいずれかが前記１つの投影画像の投影方向から見て重複している場合には、前記１つの投影画像と共に当該重複していることを示す情報を前記表示部に表示させることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の情報処理装置。
【請求項８】
前記取得手段により取得される投影画像は、前記第一の時点で撮影して得られた３次元画像データと、前記第二の時点で撮影して得られた３次元画像データとの位置合わせのために、前記第一の時点で撮影してられた３次元画像データと前記第二の時点で撮影して得られた３次元画像データのうち少なくとも一方を変形して得られる３次元画像データに基づいて得られる投影画像であることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の情報処理装置。
【請求項９】
前記取得手段により取得される投影画像は、前記第一の時点で撮影して得られた３次元画像データと、前記第二の時点で撮影して得られた３次元画像データとの差分画像データに基づいて得られる投影画像であることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか一項に記載の情報処理装置。
【請求項１０】
前記表示制御手段は、前記投影画像とともに、前記複数の３次元画像データと、前記差分画像データの少なくともいずれかを表示させることを特徴とする請求項９に記載の情報処理装置。
【請求項１１】
前記３次元画像データは、前記被検体の複数の断層画像であることを特徴とする請求項１乃至請求項１０のいずれか１項に記載の情報処理装置。
【請求項１２】
前記第一の領域は、閾値以上に画素値が増加した領域であり、前記第二の領域は、閾値以上に画素値が減少した領域であることを特徴とする請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項１３】
前記投影画像において、造骨性がんが発生した領域が正値として描出され、溶骨性がんが発生した領域が負値として描出されることを特徴とする請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項１４】
異なる複数の時点で被検体を撮影して得られる複数の３次元画像データに基づいて、差分画像データを取得する差分処理手段と、
前記差分画像データに対して最大値投影処理及び最小値投影処理を行い、前記複数の時点のうち第一の時点に対して第二の時点で画素値が増加し、正値として描出される第一の領域と、前記第一の時点に対して第二の時点で画素値が減少し、負値として描出される第二の領域とを含む投影画像であって、異なる複数の投影方向から投影した複数の投影画像を生成する生成手段と、
前記複数の投影画像を表示部に表示させるために外部に出力する出力手段と、
を有することを特徴とする画像処理装置。
【請求項１５】
異なる複数の時点で被検体を撮影して得られる複数の３次元画像データに基づいて、差分画像データを取得する差分処理手段と、
前記差分画像データに対して最大値投影処理及び最小値投影処理を行い、前記複数の時点のうち第一の時点に対して第二の時点で画素値が増加し、正値として描出される第一の領域と、前記第一の時点に対して第二の時点で画素値が減少し、負値として描出される第二の領域とを含む投影画像であって、異なる複数の投影方向から投影した複数の投影画像を取得する取得手段と、
前記複数の投影画像を表示部に表示させる表示制御手段と、
を有することを特徴とする情報処理システム。
【請求項１６】
異なる複数の時点で被検体を撮影して得られる複数の３次元画像データに基づいて、差分画像データを取得するステップと、
前記差分画像データに対して最大値投影処理及び最小値投影処理を行い、前記複数の時点のうち第一の時点に対して第二の時点で画素値が増加し、正値として描出される第一の領域と、前記第一の時点に対して第二の時点で画素値が減少し、負値として描出される第二の領域とを含む投影画像であって、異なる複数の投影方向から投影した複数の投影画像を取得する取得ステップと、
前記複数の投影画像を表示部に表示させる表示制御ステップと、
を有することを特徴とする情報処理方法。
【請求項１７】
請求項１６に記載の情報処理方法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、情報処理装置、画像処理装置、情報処理システム、情報処理方法、及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
医師が医用画像を用いて診療を行う際に、病変部位の発見や経過観察のために、複数の時点で同一の領域を撮影して得られた複数の医用画像を観察することがある。その場合に、病態に変化のあった領域を強調するために、撮影された時点の異なる２枚の３次元画像間の差分を表す画像、すなわち経時差分画像を作成することがある。
【０００３】
特許文献１には過去に撮影された画像と現在の画像とを差分して差分画像を生成することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２―１９００１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
異なる時点で撮影された医用画像においては、全ての条件が必ずしも完全に同一ではない場合がある。したがって、経時差分画像において、異なる時点で病態に変化のあった領域が強調される以外に、ランダムノイズや条件の違いによるアーティファクトが含まれるおそれがある。３次元画像である経時差分画像に対して、ある方向から投影する投影処理により、経時差分画像に含まれるアーティファクトを低減し得る。同時に、この投影処理によって、病態に変化のあった領域として強調されている領域が重複してしまうおそれがある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の実施形態の一つに係る情報処理装置は、異なる複数の時点で被検体を撮影して得られる複数の３次元画像データに基づいて、前記複数の時点のうち第一の時点に対して第二の時点で画素値が増加した３次元部分領域と、画素値が減少した３次元部分領域とに応じた投影画像であって、異なる複数の投影方向から投影した複数の投影画像を取得する取得手段と、前記複数の投影画像を表示部に表示させる表示制御手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、異なる時点で撮影された３次元画像データ間で変化があった領域に応じた投影画像を表示させることにより、病態に変化があった領域を、アーティファクトの影響を少なくして提示することができる。そして、異なる複数の投影方向から投影した複数の投影画像を表示させることにより、ある投影方向において重複していた領域を、別の投影方向からの投影画像に表示させることができる。よって、ユーザは病態に変化があった領域を見落としてしまう可能性を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第一の実施形態にかかる情報処理装置を含むシステムの一例を示す図である。
【図２】第一の実施形態にかかる画像処理装置及び情報処理装置のハードウェアの構成の一例を示す図である。
【図３】第一の実施形態にかかる位置合わせ処理に含まれる処理の一例を示すフローチャートである。
【図４】第一の実施形態にかかる差分処理の一例を示す図である。
【図５】第一の実施形態にかかる差分処理の一例を示す図である。
【図６】第一の実施形態にかかる差分処理の一例を示す図である。
【図７】第一の実施形態にかかる投影処理の一例を示す図である。
【図８】第一の実施形態にかかる投影処理の一例を示す図である。
【図９】第一の実施形態にかかる投影処理の一例を示す図である。
【図１０】第一の実施形態にかかる画像処理装置の処理の一例を示すフローチャートである。
【図１１】第一の実施形態にかかる情報処理装置の処理の一例を示すフローチャートである。
【図１２】第一の実施形態にかかる情報処理装置の表示部に表示される画面の一例を示す図である。
【図１３】第一の実施形態にかかる投影処理の一例を示す図である。
【図１４】第二の実施形態にかかる画像処理装置の処理の一例を示すフローチャートである。
【図１５】第二の実施形態にかかる情報処理装置の処理の一例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】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
【００１０】
［第一の実施形態］
本発明の第一の実施形態にかかる情報処理装置は、異なる複数の時点で被検体を撮影して得られる複数の３次元画像データに基づく経時差分画像について、複数の方向から投影した投影画像を取得し、表示部に表示させる。
【００１１】
図１は、第一の実施形態にかかる情報処理装置を含むシステムの一例を示す図である。当該システムは、医用画像撮影装置３０、ＰＡＣＳ４０，画像処理装置５０、情報処理装置６０を含み、ネットワーク２０によりそれぞれ接続されている。
【００１２】
ネットワーク２０は、当該システムに含まれる各装置を接続する。ネットワーク２０は、たとえばローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）である。ネットワーク２０は、たとえばリピータ、ハブ、ブリッジ、ルータといった機器と、インターネットといった回線により構成される。
【００１３】
医用画像撮影装置３０は、診断に用いられる医用画像を撮影するための装置である。たとえば、磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）撮影装置、Ｘ線コンピュータ断層（ＣＴ）撮影装置、ポジトロン断層（ＰＥＴ）撮影装置である。当該システムには複数の医用画像撮影装置３０が含まれ得る。
【００１４】
ＰＡＣＳ４０は、画像保存通信システム（Ｐｉｃｔｕｒｅ  Ａｒｃｈｉｖｉｎｇ  ａｎｄ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ）である。医用画像撮影装置３０により撮影された画像を受信して保存し、接続された装置の要求に応じて画像を各装置に送信する。また、受信した画像とともに、その画像に関連付けられた各種データを保存可能なデータベースを備える。
【００１５】
画像処理装置５０は、第一の実施形態にかかる画像処理を行う装置である。画像処理装置５０は、たとえば医用画像を処理する画像処理ワークステーションである。画像処理装置５０は、取得部５１、生成部５２、出力部５３を含む。取得部５１は、画像処理装置５０において画像処理を施す画像を取得する。取得部５１は、ネットワーク２０を介して医用画像撮影装置３０やＰＡＣＳ４０から画像を取得する。生成部５２は第一の実施形態にかかる画像処理を行う。生成部５２は、位置合わせ部５２１、差分処理部５２２、投影処理部５２３、合成処理部５２４を含む。位置合わせ部５２１は、異なる複数の時点で被検体を撮影して得られる複数の３次元画像データに含まれる被検体の位置を一致させる処理を行う。差分処理部５２２は、位置合わせ部５２１によって被検体の位置が一致した３次元画像データ間の差分を取得する処理を行う。これにより、異なる複数の時点で被検体を撮影して得られる複数の３次元画像データの経時差分画像が得られる。投影処理部５２３は、差分処理部５２２により取得された経時差分画像に対して、ある方向から投影した投影画像を取得する。投影処理部５２３は、一つの経時差分画像に対して異なる複数の投影方向から投影した複数の投影画像を取得することができる。投影処理部５２３は、たとえば最大値投影処理や最小値投影処理を行うことができる。合成処理部５２４は、投影処理部５２３により取得された複数の投影画像を合成する処理を行う。第一の実施形態にかかる画像処理については、後に詳述する。
【００１６】
情報処理装置６０は、第一の実施形態にかかる情報処理を行う装置である。情報処理装置６０は、たとえば電子計算機である。情報処理装置６０には、表示部６１と操作部６２が接続されていてもよい。表示部６１は、たとえば液晶モニタである。操作部６２は、たとえばキーボードやマウスである。表示部６１と操作部６２はタッチパネルモニタに統合されていてもよい。
【００１７】
情報処理装置６０は、制御部６３を含む。制御部６３は、情報処理装置６０及び情報処理装置６０と接続されている各装置を統合的に制御する。制御部６３は、取得部６３３と、表示制御部６３４と、指定部６３５を含む。取得部６３３は、表示部６１に表示させる画像を取得する。取得部６３３は、ネットワーク２０を介して、医用画像撮影装置３０、ＰＡＣＳ４０、画像処理装置５０から画像を取得する。表示制御部６３４は、表示部６１に表示させる画面を制御する。たとえば、取得部６３３は投影処理部５２３により取得された複数の投影画像を取得する。表示制御部６３４は、取得部６３３が取得した複数の投影画像を表示部６１に表示させる。指定部６３５は、投影処理部５２３が行う投影処理の投影方向を指定する。たとえば、操作部６２を介したユーザの操作入力に基づいて、指定部６３５は投影方向を指定する。情報処理装置６０が行う処理については、後に後述する。
【００１８】
図２は、画像処理装置５０及び情報処理装置６０のハードウェアの構成の一例を示す図である。画像処理装置５０及び情報処理装置６０は、ＣＰＵ２０１、ＲＡＭ２０２、ＳＳＤ２０３、通信回路２０４、ＵＳＢ２０５、ＨＤＭＩ（登録商標）２０６を含む。ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）２０１は、ＳＳＤ２０３に保存されているプログラムをＲＡＭ２０２に一時的に保存させる。さらに、ＣＰＵ２０１は、ＲＡＭ２０２に一時的に保存したプログラムを実行することで装置を統合的に制御する。ＣＰＵ２０１は表示部６１の表示を制御する。ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）２０２は、一次記憶装置である。ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ  Ｓｔａｔｅ  Ｄｒｉｖｅ）２０３は、画像処理装置５０若しくは情報処理装置６０を動作させるために必要なプログラムが保存されている。ＳＳＤ２０３は、たとえばフラッシュメモリなどその他の記憶媒体でもよい。また、ＳＳＤ２０３にはデータが保存される。通信回路２０４は、ネットワーク２０に接続し、システムに含まれる各装置と通信を行うための回路である。ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ）２０５及びＨＤＭＩ（登録商標）（Ｈｉｇｈ  Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）２０６は接続部である。情報処理装置６０のＵＳＢ２０５は操作部６２と接続している。情報処理装置６０のＨＤＭＩ（登録商標）２０６は、表示部６１と接続している。
【００１９】
以下では、第一の実施形態における３次元画像データとして、医用画像撮影装置３０によって取得された断層画像を例に説明する。断層画像の具体例としては、ＭＲＩ撮影装置により取得されるＭＲ画像、ＣＴ撮影装置により取得されたＣＴ画像、ＰＥＴ撮影装置により取得されたＰＥＴ画像が挙げられる。なお、ＭＲ画像にはいくつかの異なる撮影方法があり、たとえばＴ１強調画像、Ｔ２強調画像、拡散強調画像といった、異なる特徴を有する断層画像を得ることができる。断層画像は１つ以上の二次元画像である断層面画像で構成されており、異なる撮影位置の断層面画像を積層することで、三次元的に人体といった被検体を表現している。
【００２０】
医師が断層画像を観察して患者の異常の有無を診断する際には、断層画像を構成する断層面画像群を表示する装置を用いて、表示する断層面画像を１つ１つ切り替えながら異常を探す操作が行われる。断層画像は、二次元画像である断層面画像を積層して三次元的に被検体を表現したものであるので、三次元の直交座標系によって、任意の画素の座標を特定できる。具体的には、断層像を構成するＺ番目の断層面画像の、横方向Ｘ番目、縦方向Ｙ番目の画素を示す座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）により画素を特定できる。断層画像を観察した医師が発見した病変を表現する際には、たとえば「座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）に病変がある」と記録する。また、断層画像の座標群に対応する画素群により、病変領域や、「大脳領域」といった解剖学的領域を特定することができる。
【００２１】
次に、位置合わせ部５２１が行う画像処理について説明する。位置合わせ部５２１は、画像レジストレーション処理を行う。画像レジストレーション処理とは、２つの異なる画像中の被検体をなるべく一致させるように一方、もしくは、双方の画像を変形する処理である。ある患者の断層画像と、それよりも過去に撮影された断層画像とを医師が見比べ、問題のある変化があるかどうか観察する。その際に、同じ医用画像撮影装置３０で撮影した断層画像であっても、撮影時の患者の姿勢が異なっていると、それぞれの断層面画像を比較しにくい場合がある。新しく撮影された断層画像に画像レジストレーション処理を行い、一方もしくは双方の断層画像を変形させて同じ部位を観察する際の断層面画像の様相を類似させることにより、観察が容易になる。双方の断層画像を変形させる場合は、たとえば２つの断層画像とは別に基準となる同じ撮影対象を含む基準断層画像に基づいて変形の処理を行う。つまり、基準断層画像に２つの断層画像それぞれがなるべく一致するように、２つの断層画像を変形させる。
【００２２】
基準断層画像を用いた変形の処理では、複数の断層画像を一致させる変形を行う際に、処理の回数を少なくすることができる。たとえば、４つの断層画像のうち任意の２つをなるべく一致するように変形させる場合には、最大６通りの組み合わせがある。一方を変形させる方法により全ての断層画像の位置合わせを行う場合には、画像レジストレーション処理を６回行う必要がある。基準断層画像を利用する方法により全ての断層画像の位置合わせを行う場合には、画像レジストレーション処理を４回行えばよい。さらに、基準断層画像を利用する方法では、画像レジストレーション処理を行った断層画像からユーザは観察を行うことができ、待ち時間を減らすことができる。
【００２３】
画像レジストレーション処理においては、断層画像の変形を制御するための変形情報を生成する。そして、変形情報に従って断層画像を変形させる。変形情報とは、ある座標の画素を移動させるための情報である。変形情報に従い、断層画像を構成する各画素を移動させることにより、変形後の断層画像が取得される。変形情報に含まれていない画素がある場合には、変形後の断層画像に画素値が設定されていない画素が生じる。その場合、画素値が設定されていない画素に対し、線形補間等の画素値補間手法によって、その他の画素値が設定されている画素の値と位置に基づいて画素値を設定することができる。
【００２４】
位置合わせ部５２１は、たとえば非剛体レジストレーション（Ｎｏｎｒｉｇｉｄ  Ｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ）による処理を行う。ここでは、ＬＤＤＭＭ（Ｌａｒｇｅ  Ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｄｉｆｆｅｏｍｏｒｐｈｉｃ  Ｍｅｔｒｉｃ  Ｍａｐｐｉｎｇ）（Ｍｉｌｌｅｒ  他  １９９３，Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｎａｔｉｏｎａｌ  Ａｃａｄｅｍｙ  ｏｆ  Ｓｃｉｅｎｃｅｓ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｕｎｉｔｅｄ  Ｓｔａｔｅｓ  ｏｆ  Ａｍｅｒｉｃａ，９０，１  １９４−１  １９４８；  Ｊｏｓｈｉ  他，１９９５，Ｇｅｏｍｅｔｒｉｃ  ｍｅｔｈｏｄｓ  ｉｎ  Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｉｍａｇｉｎｇ，Ｓａｎ  Ｄｉｅｇｏ，ＣＡ；Ｇｒａｎａｎｄｅｒ  ａｎｄ  Ｍｉｌｌｅｒ，１９９６，Ｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌ  ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ  ａｎｄ  ｇｒａｐｈｉｃｓ  ｎｅｗｓｌｅｔｔｅｒ  ７，３−８）と呼ばれるアルゴリズムを用いた画像レジストレーション処理を例として説明する。
【００２５】
たとえば、第一の断層画像Ｉ（χ）と第二の断層画像Ｊ（χ）の画像レジストレーション処理を行うとする。ここで、χは３次元座標（ｘ，ｙ，ｚ）で表される位置ベクトルであり、３次元画像において各格子点を構成するボクセル（ｖｏｘｅｌ）に相当する。χ＝（ｘ，ｙ，ｚ）Ｔであり、Ｔは転置を表す。第一の断層画像Ｉ（χ）と第二の断層画像Ｊ（χ）のそれぞれにおいて、断層画像中の撮影対象に対応する点の集合の族Γ＝｛γ１，γ２，γ３，・・・，γｎ｝を定義する。断層画像中の撮影対象とは、たとえば被検体の特定の解剖学的構造である。
【００２６】
第一の断層画像Ｉ（χ）と第二の断層画像Ｊ（χ）の撮影対象が正確に位置合わせされているならば、それぞれの断層画像群に含まれる撮影対象に対応する画素群γ（γはΓに属する）は、Ｉ（χ）とＪ（χ）において同時確率Ｐ（ｉ，ｊ｜γ）で、それぞれ濃度値ｉ，ｊで現れると仮定する。つまり、第一の断層画像Ｉ（χ）および第二の断層画像Ｊ（χ）のそれぞれに含まれる撮影対象に対応する画素群γが持つ濃度値を、各標本値とする確率変数ＩまたはＪをそれぞれの断層画像に設定する。そして、それぞれの断層画像の確率変数を組としてなる多次元確率ベクトル、ここでは２次元確率ベクトル（Ｉ，Ｊ）が所定の同時分布Ｐ（Ｉ（χ），Ｊ（χ）｜γ）に従うと仮定する。
【００２７】
次に、位置合わせされてない、すなわち画像レジストレーション処理が行われていない第一の断層画像Ｉ（χ）および第二の断層画像Ｊ（χ）について検討する。第二の断層画像Ｊ（χ）を構成する第一の画素群を第一の断層画像Ｉ（χ）を構成する第二の画素群に位置合わせする非剛体レジストレーション変換をＴ（χ）とする。この変換Ｔ（χ）により、第一の画素群と第二の画素群とが、第一の断層画像Ｉ（χ）と第二の断層画像Ｊ（χ）との間で適正に対応づけられたならば、第一の画素群と第二の画素群において各濃度値を組としてなる２次元ベクトル（ｉ，ｊ）は上述した同時分布に従うと仮定する。２次元ベクトル（ｉ，ｊ）が観測される尤度を示す尤度関数を式１および式２により定義する。
【００２８】
【数１】
0006667231.tif 000002
【００２９】
【数２】
0006667231.tif 000003
なお、このような形式の尤度関数は、統計解析の分野における尤度解析法、特に最尤推定法において一般的に用いられるものである。最尤推定法では、母集団の分布における平均や共分散等を未知とし、これらを母数として尤度関数に組み込んでその最尤推定量を求めるのが一般的である。第一の実施形態においては、母集団の分布は予め推定しておき、非剛体レジストレーション変換Ｔ（χ）のパラメータφを母数として尤度関数に組み込んでその最尤推定量を求める。パラメータφについては後述する。なお、予め推定しておいた母集団の分布に対して最尤推定法を適用することもできる。
【００３０】
断層画像中の撮影対象である解剖学的構造の集合族Γは、２つの組織すなわち位置合わせの対象となる標的組織と、その他の周辺組織とからなるものとする。式１を式３のように変形する。
【００３１】
【数３】
0006667231.tif 000004
また、最大対数尤度変換ＴＭＬを、式４により定義する。
【００３２】
【数４】
0006667231.tif 000005
式４の尤度関数を類似性の尺度として、式５のように定義される画像レジストレーション評価関数（目的関数）中に組み込む。
【００３３】
【数５】
0006667231.tif 000006
ただし、Ｃｓｉｍｉｌａｒｉｔｙ（φ）は上述の尤度として定義された類似性尺度項を表す。Ｃｓｍｏｏｔｈ（φ）は平滑制限項を表す。λは２つの項のバランスを取るための、重みづけのパラメータである。Ｃｓｉｍｉｌａｒｉｔｙ（φ）およびＣｓｍｏｏｔｈ（φ）は、それぞれ各局所領域における類似性尺度項および平滑制限項であり、式６および式７によって与えられる。
【００３４】
【数６】
0006667231.tif 000007
【００３５】
【数７】
0006667231.tif 000008
Ｖはφが関係する局所領域を表す。また、Φは式８で与えられるレジストレーション変換を記述するパラメータを表す。
【００３６】
【数８】
0006667231.tif 000009
δ（ｘ；Φ）はＢ−スプライン（曲面）で記述される自由曲面の変形（ＦＦＤ）を表す。ΦはＢ−スプライン制御点の全体集合を表す。φはΦに属しており、各局所領域に関係する制御点の部分集合を表す。
【００３７】
式５で定義されるレジストレーション評価関数を最小化するため、例えば下記に示すような階層グリッドを用いる最急降下アルゴリズムを使用する。図３は位置合わせ部５２１により行われる位置合わせ処理に含まれる処理を例示するフローチャートである。最急降下アルゴリズムにより処理を、図３を参照しながら説明する。
【００３８】
ステップＳ３０１において、制御点Φｍ（ｍ＝０）を初期化する。すなわち、上述した処理におけるΦの初期値を設定する。
【００３９】
ステップＳ３０２において、式５の勾配ベクトルを式９に基づいて取得する。
【００４０】
【数９】
0006667231.tif 000010
ステップＳ３０３において、｜｜∇Ｃ｜｜＞ε（εは小さな正の数）の間で、制御点Φを式１０に基づいて更新し、勾配ベクトル▽Ｃを再取得する。これにより、制御点Φを更新する。
【００４１】
【数１０】
0006667231.tif 000011
ステップＳ３０４において、制御点Φの階層を細かくする。式１０より得たΦｍ＋１に基づいて、ステップＳ３０２に進んで、上述した処理を繰り返す。ただし、Φｍはｍ番目の階層レベルのＢ−スプライン制御点グリッドを示す。
【００４２】
上述したステップＳ３０２からステップＳ３０４の処理を、最高階層度に達するまで繰り返して終了する。最高階層度に達するのは、Φが収束した時点である。あるいは、所定の回数を繰り返すと終了するようにしてもよい。
【００４３】
なお、上述の例では自由曲面を表現するモデリング手法としてＢ−スプラインを用いているが、ベツィエの手法やその他のモデリング手法を用いてもよい。また、上述の例ではレジストレーション評価関数を最小化するためのアルゴリズムとして最急降下法を用いているが、共役勾配法やニュートン・ラフソン法、準ニュートン法、レーベンベルグ・マルカート法といった最適化法を用いてもよい。
【００４４】
次に、第一の実施形態にかかる画像処理における画像サブトラクション処理について説明する。画像サブトラクション処理とは、図４に示すように、２つの断層画像群において位置関係が対応している画素同士で画素値を減算し、差分画像を得る処理である。たとえば、撮影対象が同じで、撮影時期の異なる２つの断層画像群を用いて画像サブトラクション処理を行うこと。これにより、撮影時期の異なる２つの断層画像間の差、すなわち変化が描出された強調画像である差分断層画像が得られる。このような差分断層画像を経時差分画像、または、経時差分断層画像と呼ぶ。なお、第一の実施形態における画像サブトラクション処理においては、特に明記しない限り、撮影時期の新しい断層画像を構成する画素値群から、撮影時期の古い断層画像を構成する画素値群を減算するものとする。
【００４５】
また、撮影時期の異なる断層画像群においては、それぞれの断層画像中で撮影対象の位置がずれている場合がある。したがって、同じ医用画像撮影装置３０により撮影され、同じパラメータ設定により取得された断層画像群であっても、同じ座標の画素同士を減算するだけでは、変化のあった部分だけを描出した経時差分断層画像が得られない場合がある。そのため、撮影時期の異なる断層画像群を対象に画像サブトラクション処理を行う場合には、断層画像群間で撮影対象の位置関係を一致させるため、画像サブトラクション処理の前に、上述したような画像レジストレーション処理を行う。
【００４６】
具体例として、図５に示すような２枚の画像の経時差分断層画像を得る場合について説明する。左辺第１項は、ある被検体の第一のＣＴ画像であり、撮影対象は肺である。第一のＣＴ画像には肺胞領域に囲まれた孤立性肺がんの領域が示されている。左辺第２項は、第一のＣＴ画像が撮影された時期よりも前に撮影された第二のＣＴ画像であり、撮影対象は肺である。第一のＣＴ画像から第二のＣＴ画像を差分した経時差分断層画像を得る。簡単のため、第一のＣＴ画像と第二のＣＴ画像において、変化の合った部分は肺がん領域のみとする。
【００４７】
まず、第一のＣＴ画像と第二のＣＴ画像における肺領域が一致するように、第二のＣＴ画像を画像レジストレーション処理によって変形させる。つぎに、第一のＣＴ画像と変形させた第二のＣＴ画像とを画像サブトラクション処理することによって、経時差分断層画像を得る。結果として、変化のあった肺がん領域のみが経時差分断層画像において正値の画素値を有し、その他の領域の画素値は０である画像が得られる。通常、ＣＴ撮影において肺がん領域は周囲の肺胞領域よりもＸ線の吸収率が高い。そのため、ＣＴ画像においては、たとえば肺がん領域の画素値は高く、肺胞領域の画素値は低く表現される。第一のＣＴ画像における肺がんのある画素値の高い領域から、第二のＣＴ画像における肺がんの無い画素値の低い領域が減算されることとなる。したがって、図５の右辺に示す経時差分断層画像においては、肺がんのある領域だけが正値として描出される。図５に示した例では肺がん領域以外の部分は変化が無く、画素値が一致するものとして仮定しているため、肺がん領域以外の画素値同士の減算結果は０として描出される。
【００４８】
別の経時差分断層画像の例を図６に示す。図６の左辺第１項は、被検体である患者の溶骨性がんによって骨が一部溶けてしまった状態を表す第一のＣＴ画像である。図６の左辺第２項は、第一のＣＴ画像よりも前に撮影され、骨が溶けてしまう前の状態を表す第二のＣＴ画像である。上述した例と同様にして、第一のＣＴ画像から第二のＣＴ画像を差分して、図６の右辺に示すような経時差分断層画像が取得される。ＣＴ撮影において、骨の領域は骨がとけてしまった領域よりもＸ線の吸収率が高い。そのため、ＣＴ画像においては、たとえば骨の領域の画素値は高く、骨が溶けてしまった領域の画素値は低く表現される。したがって、経時差分断層画像においては骨が溶けてなくなってしまった領域が、特に画素値の低い負値として表現される。
【００４９】
上記の具体例より、新しく撮影された第一の断層画像と過去に撮影した第二の断層画像を対象に、画像サブトラクション処理によって得られる経時差分断層画像の特徴をまとめる。第一の断層画像に第二の断層画像と比べ画素値が高い領域があると、その領域は経時差分断層画像において画素値の高い領域（正値）として描出される。また、第一の断層画像に第二の断層画像と比べ画素値の低い領域があると、その領域は経時差分断層画像において画素値の低い領域（負値）として描出される。
【００５０】
次に、第一の実施形態にかかる画像処理における投影処理について説明する。投影処理とは、３次元画像である断層画像から、二次元画像である投影画像を生成する処理である。投影画像とは、たとえばＭＩＰ（Ｍａｘｉｍｕｍ  Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ  Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ）画像やＭｉｎＩＰ（Ｍｉｎｉｍｕｍ  Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ  Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ）画像、ボリュームレンダリング画像、サーフェスレンダリング画像などである。ＭＩＰ画像とは、最大値投影処理により得られる最大値投影画像である。最大値投影処理とは、三次元画像の任意の視点方向の投影経路における最大値を投影面に表示する処理である。ＭｉｎＩＰ画像とは、最小値投影処理により得られる最小値投影画像である。最小値投影処理とは、三次元画像の任意の視点方向の投影経路における最小値を投影面に表示する処理である。
【００５１】
特に、経時差分断層画像より生成したＭＩＰ画像は、視線方向の最大画素値を描出するため、過去の断層画像と比べ画素値の高くなった領域を描出するのに有効である。たとえば、新たに肺がん領域や造骨性がん（骨が硬くなるがん）領域が現れた場合などに有効である。図７に示すような断層面画像群で構成される断層画像において、視線方向ベクトルを（０，０，１）とした場合にＭＩＰ画像を生成すると図８に示すような二次元画像が得られる。また、経時差分断層画像のＭｉｎＩＰ画像は、視線方向の最小画素値を描出するため、過去の断層画像と比べ画素値の低くなった領域を描出するのに有効である。たとえば、新たに溶骨性がんや骨折の亀裂・剥離領域が現れた場合などに有効である。図７に示すような断層面画像群で構成される断層画像において、視線方向ベクトルを（０，０，１）とした場合にＭｉｎＩＰ画像を生成すると図９に示すような二次元画像が得られる。
【００５２】
次に、第一の実施形態に係る画像処理装置５０における処理について、図１０を用いて説明する。画像処理装置５０は、取得部５１により複数の断層画像を取得し、生成部５２により経時差分断層画像とその投影画像を生成し、出力部５３により情報処理装置６０に投影画像を出力する。さらに、情報処理装置６０から入力された任意の画素の座標を指定する情報に基づいて、当該座標に対応する断層面画像を生成部５２は生成し、出力部５３は情報処理装置６０に出力する。これにより、断層画像を比較して観察するのに好適な画像を生成して出力することができる。以下では、同じ被検体の同じ部位を、同じ医用画像撮影装置３０で撮影した、２つの断層画像を比較して観察する場合を例に説明する。
【００５３】
ステップＳ１００１において、取得部５１は、比較して観察したい少なくとも２つ以上の断層画像群を取得する。ここでは、第一の断層画像と、第一の断層画像と同じ被検体を過去に撮影した第二の断層画像の２つの断層画像を取得する。取得部５１は、ネットワーク２０を介してＰＡＣＳ４０から断層画像を取得する。あるいは、取得部５１は画像処理装置５０のＳＳＤ２０３に保存されている断層画像を取得する。取得部５１はユーザの操作入力に応じて断層画像を取得する。別の例では、取得部５１はＰＡＣＳ４０に断層画像が保存された時点で自動的に画像処理装置５０に送信させるように制御する。さらに、取得部５１はＰＡＣＳ４０から同じ被検体の過去の断層画像を自動的に検索して画像処理装置５０に送信させるように制御してもよい。同様に、取得部５１は医用画像撮影装置３０で断層画像が撮影された時点で自動的に画像処理装置５０に出力するように制御してもよい。
【００５４】
ステップＳ１００２において、位置合わせ部５２１はステップＳ１０１において取得した２つの断層画像を画像レジストレーション処理し、２つの断層画像がなるべく一致するように変形する。ここでは、位置合わせ部５２１は第二の断層画像を変形させ、第三の断層画像を得たとする。つまり、ステップＳ１００２の処理により、第一の断層画像と撮影対象の位置関係がほぼ一致している第三の断層画像が取得される。出力部５３は、位置合わせ部５２１により生成された第三の断層画像をＳＳＤ２０３またはＰＡＣＳ４０に出力して保存させる。たとえば図１０に示すような処理をステップＳ１００２で中断した場合に、取得部５１はＳＳＤ２０３またはＰＡＣＳ４０から第三の断層画像を取得し、続く処理を再開することができる。
【００５５】
ステップＳ１００３において、差分処理部５２２は第一の断層画像と第三の断層画像を用いて画像サブトラクション処理を行い、経時差分断層画像を生成する。
【００５６】
ステップＳ１００４において、投影処理部５２３は複数の投影方向を特定する。投影方向は、３次元の直交座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）において視線上方向ベクトルと視線方向ベクトルにより定義できる。視線上方向ベクトルは、たとえば、Ａｘｉａｌ画像が積層される方向をＺ軸とした場合、経時差分断層画像を構成する断層面画像の積層方向軸に垂直な視線上方向ベクトルは（Ｘ、Ｙ、Ｚ）＝（０、０、−１）と表現される。投影画像は、視線上方向ベクトルを保ったまま、視線方向ベクトルを（Ｘ、Ｙ、Ｚ）＝（−ｓｉｎθ、−ｃｏｓθ、０）として、θを０以上、２π（πは円周率）未満の間で、全画素を投影することにより得られる。この例においては、θが０のとき、Ｃｏｒｏｎａｌ画像方向の投影画像となる。また、θがπ／２のとき、Ｓａｇｉｔｔａｌ方向の投影画像となる。第一の実施形態においては、投影処理部５２３は視線方向ベクトルにおけるθを一定の間隔で変化させながら、複数の投影画像を生成する。つまり、投影処理部５２３により生成された、複数の投影方向による投影画像を情報処理装置６０の表示部６１に出力すると、回転表示の動画として表示させることができる。
【００５７】
さらに、ステップＳ１００４ではユーザの操作入力により指定された投影方向を特定する。ユーザの操作入力は、たとえば情報処理装置６０の操作部６２を介して行われ、情報処理装置６０の指定部６３５により画像処理装置５０に入力される。また、投影方向はユーザが予め設定しておくことができる。たとえば、特に投影方向を指定する入力がなければのための複数の投影方向を特定することとする。そして、投影方向を指定する入力があれば、指定された投影方向を特定することとする。
【００５８】
ステップＳ１００５において、投影処理部５２３は画素値の増加領域を反映した投影画像を生成する。たとえば、投影処理部５２３はステップＳ１００３で生成された経時差分断層画像のＭＩＰ画像を生成する。これにより、異なる複数の時点で被検体を撮影して得られる複数の３次元画像データについて、画素値が増加した３次元部分領域に応じた投影画像が得られる。
【００５９】
ステップＳ１００６において、投影処理部５２３は画素値の減少領域を反映した投影画像を生成する。たとえば、投影処理部５２３はステップＳ１００３で生成された経時差分断層画像のＭｉｎＩＰ画像を生成する。これにより、異なる複数の時点で被検体を撮影して得られる複数の３次元画像データについて、画素値が減少した３次元部分領域に応じた投影画像が得られる。
【００６０】
ステップＳ１００５およびステップＳ１００６において、画素値が増加したり減少したりした領域を反映した投影画像を生成することにより、経時差分断層画像よりもアーティファクトの影響を低減した画像を得ることができる。これにより、ユーザが画像を観察する際に、変化が生じた部分をより容易に知ることができる。
【００６１】
なお、第一の断層画像と第三の断層画像の撮影対象の位置関係が完全に一致していれば、ステップＳ１０３において生成される経時差分断層画像において変化が生じた領域以外の画素の画素値は０となる。実際には、画像レジストレーション処理を行っても、ずれが発生する場合がある。したがって、ステップＳ１００５及びステップＳ１００６において経時差分断層画像の投影画像を生成した際に、変化が生じた領域以外の領域においても、おおまかな形状が描出されることがある。
【００６２】
ステップＳ１００７において、合成処理部５２４はステップＳ１００５およびステップＳ１００６において生成された投影画像を合成する。これにより、画素値が高くなった変化と画素値が低くなった変化を同時に観察可能な画像を得ることができる。ステップＳ１００５及びＳ１００６において、同じ視線方向からＭＩＰ画像とＭｉｎＩＰ画像を生成するとそれぞれ同じ大きさ、すなわち同じ画素数の画像が生成される。ステップＳ１００７では、ステップＳ１００５及びステップＳ１００６で得られたＭＩＰ画像とＭｉｎＩＰ画像の同じ座標の画素同士の画素値を加算した投影画像を生成する。
【００６３】
ステップＳ１００８では、ステップＳ１００４乃至ステップＳ１００７において生成される、合成された投影画像を含む複数の投影画像を、出力部５３が情報処理装置６０に出力する。
【００６４】
すなわち、第一の実施形態にかかる画像処理装置５０は、異なる複数の時点で被検体を撮影して得られる複数の３次元画像データを取得する取得手段である取得部５１を有する。また、画像処理装置５０は、複数の３次元画像データに基づいて、複数の時点のうち第一の時点に対して第二の時点で画素値が増加した３次元部分領域と、画素値が減少した３次元部分領域とを示す投影画像であって、異なる複数の投影方向から投影した複数の投影画像を生成する生成手段である生成部５２を有する。さらに、複数の投影画像を表示部に表示させるために外部に出力する出力手段である出力部５３を有する。
【００６５】
続いて、第一の実施形態にかかる情報処理装置６０における処理を、図１１を用いて説明する。情報処理装置６０は、取得部６３３により投影画像を取得し、表示制御部６３４により投影画像を表示部６１に表示させ、指定部６３５により投影方向を指定する。これにより、画像を比較して観察するのに好適な画像を生成して出力することができる。
【００６６】
ステップＳ１１０１において、情報処理装置６０は、表示部６１に表示させる画像を指示する入力を受け付ける。たとえば、操作部６２を介して、表示部６１に表示させる画像を指示するユーザの操作入力を受け付ける。ユーザは情報処理装置６０のＳＳＤ２０３や、ＰＡＣＳ４０に保存されている画像から、表示部６１に表示させる画像を選択して指示することができる。あるいは、医用画像撮影装置３０で画像が撮影されたことを示す情報が情報処理装置６０に入力されることにより、当該撮影された画像を表示する指示として受け付ける。
【００６７】
ステップＳ１１０２において、取得部６３３は投影画像を画像処理装置５０から取得する。
【００６８】
ステップＳ１１０３において、指定部６３５は投影方向を指定する。第一の実施形態においては、初期設定として回転表示のための複数の投影方向を指定するものとする。指定部６３５は、指定された投影方向に対応する投影画像をステップＳ１１０２において取得していない場合には、取得部６３３に画像処理装置５０から取得させる。
【００６９】
ステップＳ１１０４において、表示制御部６３４は投影画像を表示部６１に表示させる。図１２はステップＳ１１０４において表示部６１に表示される画面の例である。図１２では、右側の「Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ  Ｉｍａｇｅ」と示される領域に、投影画像が表示される。ここでは、回転表示の動画が表示されているものとする。たとえば、全身を撮影したＣＴ画像の経時差分断層画像の投影画像は、被検体のおおまかな形状が、画面の縦方向を回転軸として横方向に回転し続けている回転表示の動画が表示される。図１２に示した例では、人体が回転しているように見えるため人体の形状が把握しやすい。さらに、ステップＳ１１０２において、図１０に示すステップＳ１００７で生成された合成画像を取得して表示部６１に表示させる。すなわち、複数の投影画像を表示部６１に表示させる。これにより、変化のあった領域として強調して表示される領域が、人体のどの位置にあるのかを把握しやすい。
【００７０】
ステップＳ１１０５において、指定部６３５は投影方向の指定があるか否かを判定する。投影方向が指定されるとステップＳ１１０３に進む。投影方向が指定されなければ、ステップＳ１１０６に進む。ユーザは、操作部６２を介して投影方向を指定することができる。第一の実施形態では、初期設定として一定間隔で視線方向ベクトルのθを変化させた回転表示の動画が表示部６１に表示されている。その場合に、たとえば投影画像の表示部分に、操作部６２の一例であるマウスの指示位置を示すマウスポインタが重ねられた時点でのθを、指定部６３５は投影方向として指定する。ステップＳ１１０３では、マウスポインタが重ねられた時点でのθを投影方向として指定する。ステップＳ１１０４では、表示制御部６３４は指定された投影方向に対応する投影画像を表示部６１に表示させる。これにより、投影画像にマウスポインタが重ねられた時点で、回転表示を停止する。回転表示されている場合に投影方向を指定するための操作入力として、投影画像上の領域をクリックしてもよい。投影画像上で、マウスのホイール操作やキーボードのキー操作により、投影方向を指定してもよい。ユーザは、投影画像の視線方向ベクトルを操作し、回転表示の位置を調整することができる。
【００７１】
また、ステップＳ１１０５において、ユーザの操作入力により表示部６１に表示させる投影画像の種類を変更できる。たとえば、ユーザはＭＩＰ画像と、ＭｉｎＩＰ画像と、ＭＩＰ画像とＭｉｎＩＰ画像を合成した投影画像のうち所望の投影画像を、表示部６１に表示させることができる。情報処理装置６０は、投影画像のもととなる断層画像を撮影した目的に応じて、表示部６１に表示させる投影画像を決定してもよい。たとえば、被検体である患者に疑われる疾病に関連する病変部位を検出するのに適した投影画像を表示制御部６３４は表示部６１に表示させる。肺がんが疑われるのであれば、画素値が増加した領域を表現することができるＭＩＰ画像を表示制御部６３４は表示部６１に表示させる。
【００７２】
ステップＳ１１０６において、情報処理装置は表示部６１に投影画像を表示させるのを終了する操作入力を受け付ける。たとえば、表示を終了させる操作入力は、表示制御部６３４により表示部６１の画面に表示されているアイコン（不図示）への操作により行われる。終了の操作入力があれば、表示を終了する。終了の操作入力がなければ、ステップＳ１１０４に進み、投影画像の表示を継続する。
【００７３】
ＭＩＰ画像とＭｉｎＩＰ画像を合成した投影画像は、ある投影方向においては、それぞれの画像で強調される領域が重なって表示される場合が考えられる。たとえば、図１３に示すように、ある領域における同じ視線直線上に画素値が高くなった変化と低くなった変化があると、ＭＩＰ画像に記録されている正値とＭｉｎＩＰ画像に記録されている負値とが重なる場合である。このとき、ＭＩＰ画像とＭｉｎＩＰ画像を合成するための加算の過程で打ち消しあい、合成画像において０に近い画素値となってしまうことがある。比較したい断層画像群において変化があったにも関わらず、投影画像には特徴が描出されないおそれがある。ステップＳ１１０２乃至ステップＳ１１０４の処理において、たとえば回転表示のように複数の投影方向の投影画像を表示することにより、強調された領域の重なりが解消された投影画像を表示することができる。ユーザは、変化のあった領域をより正確に知ることができる。また、たとえば回転表示のように、投影画像の視線方向を切り替え表示させることで、ユーザが手動で視線方向を切り替える手間を低減することができる。
【００７４】
第一の実施形態にかかる情報処理装置６０は、異なる複数の時点で被検体を撮影して得られる複数の３次元画像データに基づいて、前記複数の時点のうち第一の時点に対して第二の時点で画素値が増加した３次元部分領域と、画素値が減少した３次元部分領域とに応じた投影画像であって、異なる複数の投影方向から投影した複数の投影画像を取得する取得手段である取得部６３３を有する。また、複数の投影画像を表示部に表示させる表示制御手段である表示制御部６３４を有する。
【００７５】
すなわち、第一の実施形態にかかる情報処理装置６０は、２つ以上の断層画像群間の変化を三次元的に把握しやすく提示できる。変化が生じた３次元部分領域を、アーティファクトの影響を少なくして表示することができる。これにより、ユーザは、変化が生じた３次元部分領域を、より容易に知ることができる。特に、経時差分断層画像の投影画像表示によって変化のあった領域を容易に知ることができ、病変を見落としてしまう可能性を低減でき、病変部位を目視で探索する手間を軽減することができる。
【００７６】
［第二の実施形態］
次に本発明の第二の実施形態について説明する。第一の実施形態では投影処理において最大値投影処理や最小値投影処理を行う例を説明した。第二の実施形態にかかる情報処理装置は、異なる時点で撮影された複数の３次元画像データについて、閾値以上に画素値が増加又は減少した領域や、閾値以上に大きさが変化した領域についての情報である領域表示の情報を取得する。
【００７７】
図１４は、第二の実施形態にかかる画像処理装置５０における処理を例示するフローチャートである。図１４に示すステップＳ１００１乃至ステップＳ１００４は、図１０に示すステップＳ１００１乃至ステップＳ１００４と同様であるため、上述した説明を援用して詳しい説明を省略する。
【００７８】
ステップＳ１４０１において、投影処理部５２３は、経時差分断層画像に含まれる領域のうち、閾値以上の大きさだけ変化した領域と、画素値が閾値以上変化した領域とを取得する。閾値は、ユーザが予め設定しておくことができる。また、医用画像を撮影する検査の目的に応じて設定することができる。ここで、大きさとは３次元画像データの場合にはボクセル数や体積である。ステップＳ１４０１で取得した領域についての情報を、以下では領域情報と称する。領域情報は、病変領域の経時変化が生じた領域を、その他のアーティファクトと区別するのに有用であると考えられる。たとえば、ある癌の領域が経時変化において大きくなったならば、その領域が全体として拡大するように変化すると考えられ、アーティファクトとは区別される。また、癌の領域が発生したならば、その領域の画素値の変化は、アーティファクトが発生した領域よりも大きいと考えられる。
【００７９】
ステップＳ１４０２において、投影処理部５２３は、複数の投影画像を生成する。ステップＳ１４０２での処理は、図１０に示すステップＳ１００４乃至ステップＳ１００７までの処理と同様である。
【００８０】
ステップＳ１４０３において、出力部５３は、ステップＳ１４０１で取得した領域情報と、ステップＳ１４０２で生成した複数の投影画像とを情報処理装置６０に出力する。
【００８１】
これにより、第一の実施形態と同様に、変化の生じた領域を強調しつつアーティファクトの少ない投影画像を生成することができる。
【００８２】
図１５は、第二の実施形態にかかる情報処理装置６０における処理を例示するフローチャートである。図１５に示すステップＳ１１０１乃至ステップＳ１１０６は図１１に示すステップＳ１１０１乃至ステップＳ１１０６と同様であるため、上述した説明を援用して詳しい説明を省略する。以下に説明する情報処理装置６０の処理においては、図１４に示すような処理により、画像処理装置５０で生成される投影画像を用いることとする。図１５に示す情報処理装置６０の処理を、第一の実施形態にかかる画像処理装置５０で生成される投影画像に適用してもよい。
【００８３】
ステップＳ１５０１において、表示制御部６３４は、領域表示を重畳表示する。まず、取得部６３３は、図１４に示すステップＳ１４０１で取得した領域情報を取得する。表示制御部６３４は、領域情報で示される領域の表示を、ステップＳ１１０４で表示部６１に表示されている投影画像に、重畳して表示させる。たとえば、ＭＩＰ画像やＭｉｎＩＰ画像により経時変化のあった領域が強調表示されるが、アーティファクトが含まれる場合がある。
【００８４】
ステップＳ１５０２では、ステップＳ１１０３で指定された投影方向により、ステップＳ１１０４において表示されている投影画像において、表示制御部６３４はステップＳ１５０１において重畳表示した領域表示が重複するか否かを判定する。領域表示が重畳している領域は、がん領域など、ユーザが着目したい領域であると考えられる。たとえば図１３に示すように、ＭＩＰ画像やＭｉｎＩＰ画像のそれぞれにおいて強調される領域が、ある投影方向において重なる場合がある。さらに、ＭＩＰ画像やＭｉｎＩＰ画像において強調された領域が領域表示と重畳している領域が重複する場合には、ユーザが着目したい領域が、ある投影方向に置いて重複していると考えられる。ユーザが着目したい領域が、ステップＳ１１０４において表示されている投影画像において重複している場合には、どちらか一方しか描出されなかったり、ＭＩＰ画像とＭｉｎＩＰ画像を合成した結果、画素値が相殺されて描出されなかったりするおそれがある。よって、ユーザは着目したい領域を見落としてしまうおそれがある。ステップＳ１５０２において、表示制御部６３４が重複すると判定した場合、ステップＳ１５０３に進む。表示制御部６３４が重複しないと判定した場合、ステップＳ１１０５に進む。
【００８５】
ステップＳ１５０３において、表示制御部６３４は、「重複します」というアラートを表示部６１の画面に表示させる。これにより、ユーザは表示部６１に表示されている投影画像において、着目したい領域を見落としてしまう可能性を低減することができる。表示制御部６３４がアラートを表示すると、ステップＳ１１０５に進む。
【００８６】
図１５に示すステップＳ１１０５及びステップＳ１１０６は、図１１に示すステップＳ１１０５及びステップＳ１１０６と同様の処理であるため、上述した説明を援用して詳しい説明を省略する。
【００８７】
このように、第二の実施形態にかかる情報処理装置により、異なる時点で撮影された３次元画像データの中で経時変化のあった領域のうち、ユーザが着目したい領域をよりわかりやすく表示することができる。これにより、ユーザが着目したい領域を見落とす可能性が少なくなる。
【００８８】
［変形例］
続いて、第一の実施形態及び第二の実施形態の変形例を説明する。図１２に表示部６１に投影画像を表示させる画面を例示しているが、表示制御部６３４は、同時に当該投影画像に関わる断層画像又は断層面画像を表示させてもよい。たとえば、図１２には「Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ  Ｉｍａｇｅ」において強調されている領域すなわち経時変化のあった領域に対応する位置の、断層面画像を左から古い順に表示している。ユーザが投影画像上の位置を操作部６２を介して指定することにより、表示制御部６３４は指定された位置に対応する断層面画像を表示させることもできる。具体的には、投影画像は二次元画像であり、投影画像を構成する画素群の縦方向であるＹ座標は、投影画像の生成元である断層画像群のＺ座標に相当する。そのため、投影画像の表示部分である座標が指定されれば、投影画像におけるＹ座標および上記断層画像群のＺ座標が特定される。表示制御部６３４は、特定された第一の断層画像の前記Ｚ座標を通る断層面画像、または、第三の断層画像の前記Ｚ座標を通る断層面画像、もしくはその両方を表示部６１に表示させることができる。ユーザは病変の可能性のある領域を発見すると、同時に断層面画像を観察することが多く行われている。そのような場合に、投影画像と断層面画像を切り替えたり、病変と対応する位置の断層面画像を探したりする手間を軽減することができる。つまり、ユーザはたとえばＭＩＰ画像による投影画像上で濃く表示された部分をマウスクリックすることで、瞬時に画素値が高くなるような変化のあった断層面画像に切り替え、観察することができるため、従来の断層面画像の切り替え操作の手間が軽減される。
【００８９】
第一の実施形態及び第二の実施形態の別の変形例としては、表示制御部６３４は複数の断層面画像を同時に若しくは切り替えて表示部６１に表示させる。第一の断層画像と第二の断層画像、第三の断層画像、経時差分断層画像といった断層画像群においては、それらを構成する断層面画像（たとえばＡｘｉａｌ画像など）が表示するのが一般的である。表示制御部６３４は、Ｃｏｒｏｎａｌ画像やＳａｇｉｔｔａｌ画像などの別の断層面に再構成した断層面画像をＡｘｉａｌ画像と同時に若しくは切り替えて表示部６１に表示させる。第一の断層画像と第三の断層画像は画像レジストレーション処理によって撮影対象の位置関係がほぼ一致するように処理されている。一方の断層画像に対して表示操作が行われた場合に、もう一方の断層画像にも同様の表示操作を適用することによって、双方の断層画像における同じ位置の断層面画像を同期させながら表示することが可能である。さらに、ある断層面画像に対する表示操作を、別の断層面画像に対する表示操作に変換して適用すれば、その他の断層面画像を同期させながら表示させたり、即座に切り替えて表示させたりすることが可能である。つまり、過去の断層画像で病変が含まれる断層面画像を表示すると、新しい断層画像における病変があった位置を含む断層面画像が自動的に同期表示される。これにより、ユーザは容易に病変の変化が確認でき、断層面画像を切り替える操作の手間が軽減される。また、同じ位置の投影画像については、ユーザの操作によって投影画像の種類や氏線方向といった表示条件を変更することができる。表示条件が変更されるたびに情報処理装置６０は、表示条件を画像処理装置５０に出力する。画像処理装置５０は、入力された表示条件に対応する経時差分断層画像の投影画像を生成し、情報処理装置６０に出力する。
【００９０】
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。
【００９１】
上述の各実施形態における情報処理装置は、単体の装置として実現してもよいし、複数の装置を互いに通信可能に組合せて上述の処理を実行する形態としてもよく、いずれも本発明の実施形態に含まれる。共通のサーバ装置あるいはサーバ群で、上述の処理を実行することとしてもよい。情報処理装置および情報処理システムを構成する複数の装置は所定の通信レートで通信可能であればよく、また同一の施設内あるいは同一の国に存在することを要しない。
【００９２】
本発明の実施形態には、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムを、システムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータが該供給されたプログラムのコードを読みだして実行するという形態を含む。
【００９３】
したがって、実施形態に係る処理をコンピュータで実現するために、該コンピュータにインストールされるプログラムコード自体も本発明の実施形態の一つである。また、コンピュータが読みだしたプログラムに含まれる指示に基づき、コンピュータで稼働しているＯＳなどが、実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によっても前述した実施形態の機能が実現され得る。
【００９４】
上述の実施形態を適宜組み合わせた形態も、本発明の実施形態に含まれる。
【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１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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