(57)【要約】【課題】画像全体ではなくて、画像の中の特徴のある一部を用いることによって画像照合を行うことにより、従来装置に比較して軽快に動作することが可能な画像照合装置を提供する。【解決手段】照合する２枚の画像１、２の相対的な位置のずれを検出する画像照合装置において、一方の画像１の一部を切り出す画像切り出し手段と、この切り出し画像１の位置をずらす画像スライド手段と、他方の画像２と上記位置をずらせた切り出し画像１とを入力しこれらの画像を表示する表示手段と、上記画像スライド手段による切り出し画像１の移動量を計測する画像ずれ検出手段とを備えた。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
照合する２枚の画像１、２の相対的な位置のずれを検出する画像照合装置において、一方の画像１の一部を切り出す画像切り出し手段と、この切り出し画像１の位置をずらす画像スライド手段と、他方の画像２と上記位置をずらせた切り出し画像１とを入力しこれらの画像を表示する表示手段と、上記画像スライド手段による切り出し画像１の移動量を計測する画像ずれ検出手段とを備えたことを特徴とする画像照合装置。
【請求項２】
照合する２枚の画像１、２の相対的な位置のずれを検出する画像照合装置において、一方の画像１の一部を切り出す画像切り出し手段と、この切り出し画像１の位置をずらす画像スライド手段と、他方の画像２と上記位置をずらせた切り出し画像１とを入力しこれらの画像の輝度差をもつ差分画像を生成する画像差分手段と、この差分画像を表示する表示手段と、上記画像スライド手段による切り出し画像１の移動量を計測する画像ずれ検出手段とを備えたことを特徴とする画像照合装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の医療画像（Ｘ線写真など）を比較して、一方の画像が他方の画像に比べてどれだけ上下左右方向に移動しているか（画像相互間のズレ量）を検出することを目的とした画像照合装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
画像の一致度を判定する装置は、例えば特開昭６３−２２９５８２号公報などに記載されている。画像の類似性を判定する装置は、例えば特開平３−４３８７７号公報などに記載されている。
【０００３】
ところで、放射線治療では、患者に対して１ｍｍ以内の精度で、放射線（Ｘ線や陽子線）を照射する必要がある。また、放射線治療では、通常２０〜３０回に分割して放射線を照射する。通常は１日１回の照射なので、約１ヶ月の治療を要する。この約１ヶ月の間、正確な位置に放射線を照射するには、如何にして患者を毎回の照射において同じ位置に寝かせるかがポイントとなる。このために、最初の日に患者を寝かせた位置を記憶しておき、その後は同じ位置に寝かせることが必要になる。
【０００４】
このための仕掛けとして、最初に寝かせた位置でＸ線写真を撮っておき、これを保存しておく。その後に治療を実施する際は、まず患者を適当に寝かせてＸ線写真を撮り、以前のＸ線写真と比較して、そのズレ量（前後，左右の平行移動量）を求めて、治療台（患者が寝ているベッド）を移動させることによって、正確に放射線を照射することができる。この際、患者はベッドに対して平行に寝かせるため、回転方向の調整は不要である。
【０００５】
図４は、従来型の画像照合装置の構成図である。図において、１は、照合対象である２画像のうち一方の画像が入力され、その入力画像の位置を移動することができる画像スライド装置、２はこの画像スライド装置の画像の移動量を計測するカウンタ、３は上記画像スライド装置の出力である移動後の画像と上記照合対象である他方の画像とを比較し輝度の差を求める画像差分装置、４は照合対象である２画像を表示するディスプレイである。
【０００６】
この画像照合装置は、予め準備された２枚の画像（通常はＸ線写真）の位置の差（上下方向に何ｍｍ、左右方向に何ｍｍという値）を求めるものである。放射線治療では、放射線を患者の体内患部に精度良く照射するため、同一の患者を異なる日に治療台の全く同じ位置に寝かせることが必要となる。これは次のようにして行われる。患者を治療台に最初に寝かせた位置でＸ線写真を撮影する。後日、同じ患者を治療台に寝かせた場合に再度Ｘ線写真を撮影する。この２枚の写真の位置ずれを測定して、治療台をずれの分だけ移動させる。これによって、患者を正確に同一の位置に寝かせたものとみなすことが出来る。
【０００７】
次に、動作について説明する。まず最初の画像１は、画像スライド装置１に入る。この装置は使用者の操作によって、上下，左右に画像全体の位置を移動させるものである。この移動された画像１’（画像１と同一であるが位置が変更になっている）は画像２と共に画像差分装置３に送られる。画像差分装置３は、２枚の画像の輝度の差を求める。これは、２つの画像を張り合わせて、重なった部分の輝度（ｘ１とｘ２）からｘ１−ｘ２を求める処理である。これによって、もし２枚の画像が同一であれば全ての部分で色が相殺されて輝度＝０（即ち黒）となる。
【０００８】
この差分の画像をディスプレイ４に表示する。使用者は、ディスプレイ４の画像をモニタしつつ画像スライド装置１を操作して、画面全体が最も黒くなるようにする。カウンタ２は、使用者が画像スライド装置１を操作する毎に、その画像移動量を計測している。最終的に画面が黒くなった所で、カウンタ２の値を読みとることで、２枚の画像の上下，左右方向のズレ量を求めることができる。
【０００９】
【特許文献１】
特開昭６３−２２９５８２号公報。
【００１０】
【特許文献２】
特開平３−４３８７７号公報。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
従来の画像照合装置は以上のように構成されているので、２つの画像を照合する際に一方の画像（上記の例の場合は画像１）全体を、スライド装置１で移動させる必要があった。一般に画像データは大きなサイズであり、計算機でこの処理を行うと計算時間がかかる。これは使用者にとって、画像照合装置の応答速度が遅いことを意味しており、使い勝手が悪い装置になる傾向がある。
【００１２】
この発明は、上記のような問題点を解消するためになされたもので、画像全体ではなくて、画像の中の特徴のある一部を用いることによって画像照合を行うものであり、従来装置に比較して軽快に動作することが可能な画像照合装置を得ることを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
この発明の請求項１に係る画像照合装置は、照合する２枚の画像１、２の相対的な位置のずれを検出する画像照合装置において、一方の画像１の一部を切り出す画像切り出し手段と、この切り出し画像１の位置をずらす画像スライド手段と、他方の画像２と上記位置をずらせた切り出し画像１とを入力しこれらの画像を表示する表示手段と、上記画像スライド手段による切り出し画像１の移動量を計測する画像ずれ検出手段とを備えたものである。
【００１４】
また、この発明の請求項２に係る画像照合装置は、照合する２枚の画像１、２の相対的な位置のずれを検出する画像照合装置において、一方の画像１の一部を切り出す画像切り出し手段と、この切り出し画像１の位置をずらす画像スライド手段と、他方の画像２と上記位置をずらせた切り出し画像１とを入力しこれらの画像の輝度差をもつ差分画像を生成する画像差分手段と、この差分画像を表示する表示手段と、上記画像スライド手段による切り出し画像１の移動量を計測する画像ずれ検出手段とを備えたものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
この発明に係わる画像照合装置は、照合する２枚の画像のうち、一方の画像１の一部を切り取り、その画像を他方の画像２に貼り付けて、貼り付けた画像１を移動させながら画像２と重なる部分を探すことによって画像照合するものである。上記の画像の切り出し作業は、例えば、医師が画像１をディスプレイ上で見て確認し、その中から照合対象としての特徴を有する部分を特定し、切り出し範囲を設定し、後述する画像切り出し装置５に指示することによって行われる。上記説明では、医師による手動での切り出しであったが、特徴部分に関する属性などをあらかじめデータベースとして蓄積しておき、このデータベースをもとにパターン認識処理などのアルゴリズムを用いてコンピュータ演算で自動抽出させることも可能である。
【００１６】
後工程で、過去の画像と比較するため、肋骨など（Ｘ線で白く写る部分）の特徴がはっきりした部分の画像を切り出すことが通常である。画像処理はその画像データをメモリ上に読み込み、重畳処理を行うため、演算負荷が高いという特徴がある。一般的に、Ｘ線画像は１０２４×１０２４画素で、１６ｂｉｔ階調のデータを扱うため、１枚の画像だけで２Ｍｂｙｔｅのデータとなる。
【００１７】
また、画像間の加減演算を行う場合は、素子毎に計算（主に引き算）する必要があるため１００万回（１０２４×１０２４回）演算を実施する必要があり、処理負荷が大きい。このため、画像を切り出して小さくすることは、計算機の演算処理を大幅に減らすことに貢献できる。これによって、重畳表示する画像Ａを小さく切り抜くことによって、重畳処理を行う計算機負荷を下げることができ、軽快に動作する装置を得ることができる。
【００１８】
以下、この発明の実施の形態を図について説明する。図１において、５は入力画像の一部を切り取る画像切り出し装置、１は切り出した画像の位置をずらす画像スライド装置、２は画像をずらした量を計測するカウンタ、４は一方の画像の上に、切り取った画像を重畳表示するディスプレイを示す。
【００１９】
次に動作について説明する。入力される画像を、画像１と画像２と表現する。まず、画像切り出し装置５によって、画像１の一部を切り取る。切り取った画像の位置を、画像スライド装置１で移動させる。この移動操作は、画像スライド装置１に付属するマウスなどのポインティングデバイスを用いて実施する。
【００２０】
この移動させられた画像は、画像２と共にディスプレイ４に表示される。この場合の表示は、画像２の上に画像１を重畳表示するものであり、上書きである（従来例のような差分処理ではない）。従来例では、この画像重畳を画像全体に渡って実施したために、計算機の処理負荷が大きい問題点があったが、本発明においては、画像を切り出しているために移動させる画像のデータ量が小さい。従って、より軽快に動作させることができる。
【００２１】
画像の照合は、重畳した画像（画像１の一部）と画像２の境界線がスムーズに繋がる部分を探すことによって実施する。最もスムーズに繋がる部分を使用者が決定した後に、カウンタ２の値を読みとって、画像の移動量を求める。
【００２２】
図３に、本発明に係る画像処理装置の処理手順の説明図を示す。図の左に示すオリジナル画像は、過去に撮影された例えば胸部のＸ線画像である。このオリジナル画像より特徴部分である肋骨部分の画像を切り出す（手順１）。この切り出しは、医師の目視による判断（手動認識）でも、コンピュータによるパターン認識（自動認識）でも構わない。右の図は、放射線治療の当日のＸ線画像である。この当日の画像に上記の切り出した画像を重ねる（手順２）。切り出し画像を上下・左右にずらせ（移動させ）、当日の画像と最も重なる位置を見つける（手順３）。この最も重なった時の位置と、最初に重ねた時の位置のずれ（移動量）を計算する（手順４）。この移動量が実際の放射線治療時の治療台の移動制御に使用される。
【００２３】
なお、上記説明では、画像１の一部を切り取った後に、画像２の上に上書きしているが、図２に示すように３の「画像差分装置」を使用することも出来る。この場合は、画像の合わせ込み自体は従来例と同様の手順であるが、画像の一部を使用していることによって、従来例に比べ軽快な処理が可能となる。
【発明の効果】
以上のように、この発明においては、取り扱う画像を切り出すことによって装置を構成する計算機にかかる負荷を低減させることが可能となり、より軽快に動作する画像照合装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る画像照合装置の構成図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る他の画像照合装置の構成図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る画像照合の説明図である。
【図４】従来の画像照合装置の構成図である。
【符号の説明】
１　画像スライド装置、　２　カウンタ、　３　画像差分装置、　４　ディスプレィ、　５　画像切り出し装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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