(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象の３次元ボリュームデータに基づいて第１の透視画像を生成する画像生成部と、
前記第１の透視画像上において指定された領域を取得する領域取得部と、
前記領域取得部により取得された前記第１の透視画像上の領域と前記第１の透視画像を生成する際の視点とに基づいて定められる錐体と前記３次元ボリュームデータとの重なる領域に含まれるボクセルに対してラベルを付与するラベル付与部と、
を備え、
前記第１の透視画像は、前記３次元ボリュームデータにおいて前記ラベルが付与されたボクセルに基づいて、前記対象の前記３次元ボリュームデータを取得した時と異なる時に前記対象を撮像して取得した画像と位置合わせされる、
画像処理装置。
【請求項２】
前記画像生成部は、
異なる視点を用いて、前記３次元ボリュームデータに基づいた複数の前記第１の透視画像を生成する
請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記画像生成部が生成した前記第１の透視画像を表示する表示部を更に備え、
前記画像生成部は、
複数の前記第１の透視画像のうちいずれかにおいて領域が指定されると、指定された領域に基づいて前記ラベルが付与されるボクセルに対応する領域を、他の前記第１の透視画像上に重畳した画像を生成して前記表示部に表示させる
請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記ラベル付与部は、
前記領域取得部が異なる前記第１の透視画像上それぞれにおいて指定された領域を取得した場合、指定された領域ごとに前記錐体を算出し、算出した複数の前記錐体と前記３次元ボリュームデータとの重なる領域に含まれるボクセルに対して前記ラベルを付与する、
請求項２又は請求項３に記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記ラベル付与部は、
算出した前記錐体と前記３次元ボリュームデータとの重なる領域に含まれるボクセルのうち、所定のボクセル値を有するボクセルに対して前記ラベルを付与する
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記ラベル付与部は、
前記第１の透視画像上において複数の領域が指定されると、指定された領域で定められる前記錐体と前記３次元ボリュームデータとの重なる領域に含まれるボクセルに対して、指定された領域ごとに異なるラベルを前記ラベルとして付与する
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の画像処理装置。
【請求項７】
前記対象を透視して撮影する撮像装置で取得した第２の透視画像と、前記ラベル付与部により前記ラベルの付与された前記３次元ボリュームデータから生成される前記第１の透視画像との画像照合を行うことにより、前記第２の透視画像を撮影したときの前記対象の位置と前記３次元ボリュームデータを取得したときの前記対象の位置とのずれを算出する画像照合部を更に備える、
請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の画像処理装置。
【請求項８】
前記ラベル付与部により前記ラベルが付与された前記３次元ボリュームデータに基づいて、放射線治療における線量分布を算出する線量算出部を更に備える、
請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の画像処理装置。
【請求項９】
前記ラベル付与部により前記ラベルが付与された前記３次元ボリュームデータに基づいて、前記ラベルが付与されたボクセルの３次元画像を生成する３次元画像生成部を更に備える、
請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の画像処理装置。
【請求項１０】
対象の３次元ボリュームデータに基づいて第１の透視画像を生成する画像生成部と、
前記第１の透視画像上において指定された領域を取得する領域取得部と、
前記領域取得部により取得された前記第１の透視画像上の領域と前記第１の透視画像を生成する際の視点とに基づいて定められる錐体と前記３次元ボリュームデータとの重なる領域に含まれるボクセルに対してラベルを付与するラベル付与部と、
を備え、
前記第１の透視画像は、前記３次元ボリュームデータにおいて前記ラベルが付与されたボクセルに基づいて、前記対象の前記３次元ボリュームデータを取得した時と異なる時に前記対象を撮像して取得した画像と位置合わせされる、
画像処理装置としてコンピュータを機能させる画像処理プログラム。
【請求項１１】
対象の３次元ボリュームデータに基づいて第１の透視画像を生成する画像生成ステップと、
前記第１の透視画像上において指定された領域を取得する領域取得ステップと、
前記領域取得ステップにおいて取得された前記第１の透視画像上の領域と前記第１の透視画像を生成する際の視点とに基づいて定められる錐体と前記３次元ボリュームデータとの重なる領域に含まれるボクセルに対してラベルを付与するラベル付与ステップと、
を有し、
前記第１の透視画像は、前記３次元ボリュームデータにおいて前記ラベルが付与されたボクセルに基づいて、前記対象の前記３次元ボリュームデータを取得した時と異なる時に前記対象を撮像して取得した画像と位置合わせされる、
画像処理方法。
【請求項１２】
請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の画像処理装置と、
前記対象を透視して撮影する撮像装置と、
治療計画及び前記対象の前記３次元ボリュームデータを記憶する計画装置と、
前記画像処理装置により前記ラベルが付与された前記３次元ボリュームデータから第３の透視画像を生成し、生成した第３の透視画像と前記撮像装置により撮影された第２の透視画像との画像照合を前記ラベルの付与されたボクセルに基づいて行うことにより、治療計画時の前記対象の位置と前記撮像装置による撮影時の前記対象の位置とのずれを算出する制御装置と、
を備える治療システム。
【請求項１３】
前記対象に対して治療線を照射する治療装置と、
前記対象を乗せる可動台を有する寝台装置と、
を更に備え、
前記制御装置は、算出したずれに基づいて、前記対象の治療が施される部分に前記治療線が照射される位置に前記可動台を移動させる、
請求項１２に記載の治療システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、画像処理装置、画像処理プログラム、画像処理方法及び治療システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＴ（Computed Tomography：コンピュータ断層撮影）は、放射線など物体を透過する粒子線を用いて物体を走査して物体内部の画像を構成する。ＣＴで取得した３次元ボリュームデータは物体内部の形状や構成の把握に利用できるので、ＣＴは物体の非破壊検査や医療用途など幅広く利用されている。例えば、物体の任意の断面画像や任意の視点からの物体の透視投影画像を３次元ボリュームデータから再構成することで、物体内部の状態が可視化される。
【０００３】
放射線治療においては、ＣＴで取得した３次元ボリュームデータから再構成するＤＲＲ（Digital Reconstructed Radiograph）と、治療直前に患者を撮影して得られたＸ線画像との画像照合が行われ、病巣と放射線照射領域との位置合わせが画像照合の結果に基づいて行われる。放射線治療は、患者の病巣に対して放射線を照射することで病巣の組織を破壊する治療方法である。そのため、病巣と放射線照射領域との位置合わせにずれが生じた場合、病巣の組織が残ってしまう。病巣と放射線照射領域との位置合わせを正確に行うために、治療の前にＣＴで患者の３次元ボリュームデータが取得され、病巣の位置が３次元的に把握される。また、３次元的に把握された病巣の位置に基づいて、病巣に対して効率的に放射線を照射する方向や放射強度を定めた治療計画の策定が行われる。
【０００４】
また、治療においては、治療計画に従って放射線を照射するため、治療計画を策定した際の患者の位置と治療を実施する際の患者の位置とを合わせることが必要となる。そのために、治療直前のＸ線撮影によって得られたＸ線画像と治療計画に用いられた３次元ボリュームデータから再構成された複数のＤＲＲとの画像照合が行われ、Ｘ線画像に最も類似したＤＲＲが探索される。そして、Ｘ線画像に最も類似したＤＲＲの生成条件から、治療計画を策定した際の患者の位置と治療直前の患者の位置とのずれが算出され、算出されたずれに基づいて、患者を乗せた寝台を移動させる。この位置合わせは、３次元空間で行われるため、複数の方向から撮影したＸ線画像それぞれとＤＲＲとの画像照合が行われる。
【０００５】
Ｘ線画像を撮影した時刻と、ＤＲＲの元になる３次元ボリュームデータを取得した時刻とが異なるため、患者の姿勢などにずれが生じていることがある。例えば、患者の顎の開き具合が異なるなど関節においてずれが生じることがある。また、体内の軟部組織など変形が生じやすいためにずれが生じることがある。関節及び形状のずれは、画像照合に対して悪影響を与える要因になりうる。そこで、画像照合に用いる画像上の領域又は画像照合に用いない画像上の領域、あるいは両方をユーザが設定することで、位置合わせの精度が向上することがある。以下、本明細書においてユーザが設定する領域をＲＯＩ（Region Of Interest）という。
【０００６】
ＲＯＩは、位置合わせの際に多数再構成されるＤＲＲではなく、Ｘ線画像においてユーザによって設定されることが考えられる。しかし、Ｘ線画像においてＲＯＩが設定されると、複数回に亘って行われる放射線治療では、治療の度にＲＯＩを設定しなければいけないことになる。一方、３次元ボリュームデータに対してＲＯＩを設定すれば、治療の度にＲＯＩを設定することを省略できるので、３次元ボリュームデータに対してＲＯＩを設定することが望ましい。また。ＣＴで得られた３次元ボリュームデータは患者の内部構成を表しているので、病巣や患部を直接ＲＯＩに設定することができる。
【０００７】
３次元ボリュームデータにＲＯＩを設定するためには、断面画像上にＲＯＩを断面画像上にＲＯＩを指定することにより３次元ボリュームデータにＲＯＩを設定することができるが、３次元の領域をＲＯＩとして設定するには多数の断面画像上にＲＯＩを指定する必要があるため手間が掛かる場合があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第５４１６８４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明が解決しようとする課題は、３次元ボリュームデータにおけるＲＯＩの設定を容易にすることができる画像処理装置、画像処理プログラム、画像処理方法及び治療システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
実施形態の画像処理装置は、画像生成部と領域取得部とラベル付与部と持つ。画像生成部は、対象の３次元ボリュームデータに基づいて第１の透視画像を生成する。領域取得部は、第１の透視画像上において指定された領域を取得する。ラベル付与部は、領域取得部により取得された第１の透視画像上の領域と当該第１の透視画像を生成する際の視点とに基づいて定められる錐体と３次元ボリュームデータとの重なる領域に対してラベルを付与する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１の実施形態の治療システムの構成を示すブロック図。
【図２】ＤＲＲを生成する際の処理を示す図。
【図３】第１の実施形態における画像処理装置の構成を示すブロック図。
【図４】第１の実施形態におけるラベル付与部が行う動作の概要を示す図。
【図５】第１の実施形態におけるラベル付与部が行う異なる動作の概要を示す図。
【図６】第１の実施形態における画像処理装置が行うラベル付与の処理を示すフローチャート。
【図７】第２の実施形態における画像処理装置の構成を示すブロック図。
【図８】異なる２方向から対象Ａを撮影する撮像装置における第１線源部及び第２線源部と第１撮像部及び第２撮像部との位置関係を示す図。
【図９】第３の実施形態における画像処理装置の構成を示すブロック図。
【図１０】画像処理装置が行う処理の概要を示す図。
【図１１】第４の実施形態における画像処理装置の構成を示すブロック図。
【図１２】画像処理装置における画像の表示例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、実施形態の画像処理装置、画像処理プログラム、画像処理方法及び治療システムを、図面を参照して説明する。なお、以下の実施形態では、同一の参照符号を付した部分は同様の動作を行うものとして、重複する説明を適宜省略する。
【００１３】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態における治療システム１０の構成を示すブロック図である。治療システム１０は、画像処理装置１００、制御装置２００、計画装置３００及び撮像装置４００を備える。治療システム１０は、治療装置５００及び寝台装置６００を更に備えてもよい。治療システム１０では、計画装置３００を用いて策定された治療計画に基づいて、技師や医師などのユーザが画像処理装置１００、制御装置２００、撮像装置４００、治療装置５００及び寝台装置６００を操作して患者Ａに対する治療を行う。以下、患者Ａを対象という。
【００１４】
計画装置３００は、放射線治療、陽子線治療又は粒子線治療などが施される対象Ａに対する治療計画を策定する装置である。計画装置３００は、対象Ａの内部構成を撮影した画像などの情報と、ユーザによる操作入力とに基づいて治療計画を定める。計画装置３００において用いられる画像は、対象Ａの内部を透視して撮影することが可能な撮像装置により撮像された画像である。このような撮像装置としては、例えばＸ線装置、ＣＴ装置、磁気共鳴画像（Magnetic Resonance Imaging：ＭＲＩ）装置、ＰＥＴ（Positron Emission Tomography）装置、ＳＰＥＣＴ（Single Photon Emission Computed Tomography）装置などがある。また、計画装置３００において用いられる画像は、２次元画像と３次元画像とのいずれでもよい。本実施形態では、Ｘ線ＣＴ装置によって収集された３次元ボリュームデータに基づく画像が、治療計画を定める際に用いられる場合について説明する。
【００１５】
計画装置３００は、データベース部３１０、表示部３２０、操作部３３０及び制御部３４０を備える。データベース部３１０は、対象Ａを撮影して得られた３次元ボリュームデータを記憶する。データベース部３１０に記憶される３次元ボリュームデータは、対象Ａを撮影して得られたボクセルデータそのものであってもよいし、撮影して得られたデータに対して、対数変換、オフセット補正、感度補正、ビームハードニング補正、散乱線補正等の補正処理を施したデータからなるボクセルデータであってもよい。また、データベース部３１０には、ボクセルデータに加えて、ボクセルデータから再構成された２次元画像が記憶されていてもよい。本実施形態では、ボクセルデータの集合が３次元ボリュームデータ（ボリュームデータ）としてデータベース部３１０に記憶されている場合について説明する。
【００１６】
表示部３２０は、制御部３４０による制御に基づいて、再構成画像を表示する。再構成画像はデータベース部３１０に記憶されているボクセルデータを再構成することにより得られる。本実施形態では、所定方向から対象Ａを透視した場合に得られる画像をシミュレーションした画像（ＤＲＲ：Digitally Reconstructed Radiograph）を再構成画像として用いる場合について説明する。表示部３２０が表示する再構成画像は、撮像装置４００が撮影する画像の種類と対応していることが好ましい。例えば撮像装置４００がＸ線装置である場合、表示部３２０に表示される再構成画像は、Ｘ線装置で撮影した画像をシミュレーションしたＤＤＲ画像であることが好ましい。
【００１７】
操作部３３０は、ユーザによる操作入力を受け付け、受け付けた操作入力に応じた情報を制御部３４０に送る。制御部３４０は、操作部３３０から受けた情報に基づいて、計画装置３００が備える各部の動作を制御する。制御部３４０は、例えば中央処理装置（ＣＰＵ：Central Processing Unit）を有する情報処理装置であり、記憶されているプログラムに基づいて制御動作を行う。制御部３４０は、再構成画像や操作入力に応じた情報に基づいて、治療が施される対象Ａの部位を示す情報をデータベース部３１０に記憶させる。
【００１８】
撮像装置４００は、Ｘ線装置などであり、治療時における対象Ａの内部を透視して撮影する装置である。本実施形態では、撮像装置４００がＸ線装置である場合について説明する。撮像装置４００は、制御部４１０、第１線源部４２０、第２線源部４３０、第１撮像部４４０及び第２撮像部４５０を備える。
【００１９】
第１撮像部４４０は、第１線源部４２０から放出されたＸ線であって対象Ａを透過したＸ線に基づいて、対象Ａを透視した透視画像を生成する。第１撮像部４４０は、フラット・パネル・ディテクタ（ＦＰＤ:Flat Panel Detector）を有している。ＦＰＤは、対象Ａを透過したＸ線を受けてデジタル信号に変換する。第１撮像部４４０は、ＦＰＤにより得られたデジタル信号に基づいて、透視画像を生成する。
【００２０】
第２撮像部４５０は、第１撮像部４４０と同様に、第２線源部４３０から放出されたＸ線であって対象Ａを透過したＸ線に基づいて、対象Ａを透視した透視画像を生成する。第２撮像部４５０は、第１撮像部４４０と同様にＦＰＤを有している。第２撮像部４５０は、ＦＰＤにより得られたデジタル信号に基づいて、透視画像を生成する。
【００２１】
なお、第１撮像部４４０が対象Ａを透視する方向と第２撮像部４５０が対象Ａを透視する方向とは異なっている。例えば、第１撮像部４４０のＦＰＤの撮像面と第２撮像部４５０のＦＰＤの撮像面とが直交するように、第１線源部４２０、第２線源部４３０、第１撮像部４４０及び第２撮像部４５０は配置されている。なお、第１撮像部４４０及び第２撮像部４５０は、ＦＰＤに代えてイメージ・インテンシファイア（Ｉ．Ｉ．：Image Intensifier）を有していてもよい。
【００２２】
制御部４１０は、撮像装置４００が備える各部を制御する。制御部４１０は、例えば中央処理装置（ＣＰＵ）を有する情報処理装置であり、記憶するプログラムに基づいて制御動作を行う。制御部４１０は、第１撮像部４４０及び第２撮像部４５０が生成した対象Ａの一対の透視画像を制御装置２００に供給する。以下、撮像装置４００から制御装置２００へ供給される一対の透視画像を第２の透視画像という。
【００２３】
画像処理装置１００は、計画装置３００のデータベース部３１０に記憶されている３次元ボリュームデータを読み出し、３次元ボリュームデータにおける領域をＲＯＩに設定する。画像処理装置１００は、設定したＲＯＩに基づいてラベルを付与した３次元ボリュームデータを制御装置２００へ供給する。
【００２４】
制御装置２００は、画像処理装置１００から取得した３次元ボリュームデータと撮像装置４００から取得した第２の透視画像とに基づいて、３次元ボリュームデータを取得したときの対象Ａの位置と第２の透視画像を撮影したときの対象Ａの位置とのずれを算出する。制御装置２００は、算出したずれに基づいて、寝台装置６００を制御する。
【００２５】
制御装置２００は、表示部２１０、操作部２２０及び変位差算出部２３０を備える。表示部２１０は、３次元ボリュームデータから再構成するＤＲＲと第２の透視画像とを含む画像を表示する。以下、３次元ボリュームデータから再構成するＤＲＲを第１の透視画像という。操作部２２０は、ユーザによる操作入力を受け付け、受け付けた操作入力に応じた情報を変位差算出部２３０へ送る。操作部２２０は、例えばキーボードや、マウス又はある。表示部２１０がタッチパネルディスプレイである場合、表示部２１０と操作部２２０とは一体として構成されていてもよい。
【００２６】
変位差算出部２３０は、３次元ボリュームデータから視点が異なる複数の第１の透視画像を生成し、複数の第１の透視画像と一対の第２の透視画像とで画像照合を行う。変位差算出部２３０は、画像照合の結果に基づいて、一対の第２の透視画像それぞれに最も類似した第１の透視画像を検出する。変位差算出部２３０は、検出した第１の透視画像を生成した際の生成条件から、３次元ボリュームデータを取得したときの対象Ａの位置と第２の透視画像を撮影したときの対象Ａの位置とのずれを算出する。変位差算出部２３０は、算出したずれに基づいて、寝台装置６００を制御する。なお、変位差算出部２３０によるずれの算出は、公知の技術を適用して行ってもよい。
【００２７】
治療装置５００は、対象Ａに対して放射線治療、陽子線治療又は粒子線治療を施す装置である。治療装置５００は、制御部５１０及び複数の線源部５２０を備える。制御部５１０は、治療装置５００が備える各部を制御する。制御部５１０は、例えば中央処理装置（ＣＰＵ）を有する情報処理装置であり、記憶されたプログラムに基づいて制御動作を行う。制御部５１０は、寝台装置６００が対象Ａを移動させたことを検出した後に、線源部５２０を稼働可能状態にする。複数の線源部５２０それぞれは、稼働可能状態になるとユーザの制御に基づいて対象Ａに向けて放射線、陽子線又は粒子線を照射する。複数の線源部５２０は、各線源部５２０から照射される放射線、陽子線又は粒子線が一点（アイソセンタ）で交わるように、配置されている。
【００２８】
寝台装置６００は対象Ａを乗せる可動台を備えている。寝台装置６００は、制御装置２００において算出されたずれに基づいて、対象Ａを乗せる可動台を移動させる。これにより、治療計画時に定めた対象Ａの病巣とアイソセンタとの位置が一致し、治療装置５００から治療線が照射されることで病巣の組織が破壊される。なお、可動台には、寝床や椅子などの形状を有するものが用いられる。
【００２９】
ここで、治療システム１０において用いられるＤＲＲの生成方法について説明する。ＤＲＲは、Ｘ線画像をシミュレーションするために生成される画像であるので、まずＸ線画像の撮影モデルについて説明してから、ＤＲＲの生成方法について説明する。
【００３０】
Ｘ線画像の撮影モデルについて説明する。Ｘ線画像の撮影では、Ｘ線源から被写体に向けて照射されたＸ線が被写体を通過してＦＰＤに到達したときのＸ線のエネルギーの大小を画素値に変換して画像化が行われる。ＦＰＤには２次元平面上にＸ線検出器が配置されており、各Ｘ線検出器が検出するＸ線のエネルギーが画素値に変換される。Ｘ線が被写体を通過してＦＰＤに到達したときのＸ線のエネルギーは、被写体内の組織に応じて減衰しているため、Ｘ線画像は被写体内を透視した画像になる。Ｘ線画像における各画素の位置（ｉ∈Ｒ２）に配置されているＸ線検出器に到達するＸ線のエネルギーＰｉは式（１）で表すことができる。
【００３１】
【数１】
0006437286.tif 000002
【００３２】
式（１）において、Ｐ０は被写体に入射したときのＸ線のエネルギーである。μ（ｌ，ｐ）は位置ｌにおける物体の線源弱係数（linear attenuation coefficient）である。線源弱係数は物質を通過するＸ線のエネルギーＰに応じて変化する値である。線源から画素位置ｉに配置されているＸ線検出器に到達するまでのＸ線の経路上にある物質の線源弱係数を線積分して得られた値が、Ｘ線検出器に到達するＸ線のエネルギーである。Ｘ線検出器の検出特性はＰｉの対数をとったものに対して線形になるように設計されているので、Ｘ線検出器が出力する信号を画素値に線形変換することによりＸ線画像が得られる。すなわち、Ｘ線画像の各画素の画素値Ｔｉは式（２）で表すことができる。なお、ｌｏｇ（Ｐ０）は定数である。
【００３３】
【数２】
0006437286.tif 000003
【００３４】
上記のように、Ｘ線撮影で得られるＸ線画像の各画素は、線源から照射されるＸ線がＦＰＤのＸ線検出器に到達する経路上の対象Ａの線源弱係数の積和に応じて画素化される。
【００３５】
ＤＲＲの生成方法について説明する。ＤＲＲは、例えば３次元ボリュームデータで表される対象Ａを寝台装置６００上に仮想的に配置したときに、任意の方向から透視投影をして生成される。図２は、ＤＲＲを生成する際の処理を示す図である。アイソセンタを原点とする３次元空間座標系における座標を（ｘ，ｙ，ｚ）とし、再構成画像における２次元座標を（ｕ，ｖ）とする。再構成画像の座標（ｕ，ｖ）における画素の画素値Ｉ（ｕ，ｖ）は式（３）により算出される。
【００３６】
【数３】
0006437286.tif 000004
【００３７】
式（３）において、Ｖ（ｘ，ｙ，ｚ）は寝台装置６００に仮想的に配置された対象Ａの座標（ｘ，ｙ，ｚ）における３次元ボリュームデータの値である。画素値Ｉ（ｕ，ｖ）は、光線Ｌ上の３次元ボリュームデータの値の積分によって得られることを式（３）は示している。Ｗ（Ｖ）は、３次元ボリュームデータの値に掛かる重み係数である。重み係数Ｗ（Ｖ）を制御することにより、特定の３次元ボリュームデータの値を強調したＤＲＲを生成することができる。重み係数Ｗ（Ｖ）の制御は、ＤＲＲとＸ線画像とを照合する際に注目する組織を強調したり、ユーザが注目する組織を強調して視認性を向上させたりすることができる。
【００３８】
データ値Ｖ（ｘ，ｙ，ｚ）は、位置（ｘ，ｙ，ｚ）に位置する物質の線源弱係数に基づく値である。そこで、光線Ｌの経路上になる物質の線源弱係数の和を用いてＤＲＲを生成した場合、Ｘ線画像も式（２）で示すように光線上の線源弱係数の和で画素値が決定されるので、ＤＲＲとＸ線画像とは類似する。
【００３９】
ＤＲＲを生成するためには、光線の経路Ｌと対象Ａの３次元ボリュームデータの位置とを定める必要がある。治療システム１０において対象Ａの位置決めをする際には、治療時に対象Ａの透視画像を撮影するときの撮像装置４００におけるＸ線がＦＰＤに到達する経路に基づいて、ＤＲＲを生成するための光線の経路Ｌと対象Ａの位置とを定める。
【００４０】
ＤＲＲ以外の再構成画像としてＭＩＰ（Maximum Intensity Projection）画像がある。ＭＩＰ画像は、最大値投影画像とも呼ばれ、ＤＲＲと同様に３次元ボリュームデータから再構成される画像である。ＭＩＰ画像の各画素値は、ＤＲＲと同様に光線の経路上のデータ値Ｖ（ｘ，ｙ，ｚ）から求める。ＤＲＲとの違いは、光線の経路上のデータ値の積分値ではなく、光線の経路上のデータ値の最大値を画素値とすることである。
【００４１】
前述のように、ＤＲＲやＭＩＰ画像などの再構成画像は、光線の経路を定める視点及び投影面を定めれば、多数の視線方向からの透視画像を得ることができる。
【００４２】
図３は、第１の実施形態における画像処理装置１００の構成を示すブロック図である。同図に示すように、画像処理装置１００は、記憶部１０１、画像生成部１０２、表示部１０３、操作部１０４、領域取得部１０５及びラベル付与部１０６を備える。記憶部１０１は、画像生成部１０２が３次元ボリュームデータから第１の透視画像を生成する際に用いるパラメータを予め記憶する。記憶部１０１に記憶されるパラメータは、３次元ボリュームデータに対する視点及び投影面を定める座標を含む情報である。このパラメータに、例えば撮像装置４００の第１線源部４２０と第１撮像部４４０との位置関係、及び、第２線源部４３０と第２撮像部４５０との位置関係に基づいて定められたパラメータを用いてもよい。
【００４３】
画像生成部１０２は、計画装置３００のデータベース部３１０から対象Ａの３次元ボリュームデータを読み出す。画像生成部１０２は、３次元ボリュームデータとデータベース部３１０に記憶されているパラメータとに基づいて、前述した方法により第１の透視画像を生成する。画像生成部１０２は、生成した第１の透視画像を表示部１０３へ出力する。表示部１０３は、画像生成部１０２により生成され第１の透視画像を表示する。表示部１０３は、例えばＬＣＤ（Liquid Crystal Display）を含み構成され、ユーザが視認できるように第１の透視画像を表示する。
【００４４】
操作部１０４は、ユーザによる操作入力を受け付け、受け付けた操作入力に応じた情報を領域取得部１０５へ送る。操作部１０４は、例えばキーボードや、マウス又はタッチペンなどのポインティングデバイスである。ユーザは、操作部１０４を通じて、表示部１０３に表示された第１の透視画像上において領域を指定する。操作部１０４から領域取得部１０５へ送られる情報は、ユーザが指定した領域を示す情報である。領域を指定する際には、例えば表示部１０３に表示されている第１の透視画像上に四角形や円などの基本的な図形を貼り合わせて領域を指定する方法や、第１の透視画像上をポインティングデバイスでなぞった範囲を領域として扱う方法などがある。
【００４５】
領域取得部１０５は、第１の透視画像においてユーザにより指定された領域を示す情報を操作部１０４から取得し、取得した情報をラベル付与部１０６へ出力する。ラベル付与部１０６は、計画装置３００のデータベース部３１０から対象Ａの３次元ボリュームデータを読み出す。ラベル付与部１０６は、第１の透視画像上に指定された領域と第１の透視画像を生成する際に用いられた視点とで定められる錐体に基づいて、３次元ボリュームデータにおけるＲＯＩを定める。ラベル付与部１０６は、３次元ボリュームデータにおいて定めたＲＯＩに基づいて、３次元ボリュームデータを構成する各ボクセルに対してラベルを付与する。ラベル付与部１０６は、ラベルを含む３次元ボリュームデータを制御装置２００へ送る。
【００４６】
図４は、第１の実施形態におけるラベル付与部１０６が行う動作の概要を示す図である。同図に示すように、第１の透視画像上に四角形状の領域Ｒ１０が指定された場合、ラベル付与部１０６は、領域Ｒ１０と視点Ｖ１０とを結ぶ錐体Ｃ１０を算出する。この場合、錐体Ｃ１０は、四角錐になる。３次元ボリュームデータにおいて錐体Ｃ１０と交差する面のうち、視点Ｖ１０側の面を領域Ｒ１１とし第１の透視画像側の面を領域Ｒ１２とすると、錐体Ｃ１０と３次元ボリュームデータとが重なり合う領域は、領域Ｒ１１と領域Ｒ１２とを底面とする四角錐台となる。第１の透視画像において領域Ｒ１０が指定された場合、この四角錐台に含まれるボクセルがＲＯＩとして特定される。ラベル付与部１０６は、四角錐台に含まれるボクセルに対してラベルを付与する。
【００４７】
なお、ラベル付与部１０６は、特定された領域に含まれるボクセルのうち、予め定められた範囲内のＣＴ値を有するボクセルに対してラベルを付与するようにしてもよい。ボクセルのＣＴ値は当該ボクセル位置における対象Ａの組織に応じて値が異なるため、ＣＴ値に応じて組織を識別することができる。この性質を利用して、例えば特定された領域に含まれるボクセルのうち、骨を示すＣＴ値の範囲に含まれるＣＴ値を有するボクセルに対してのみラベルを付与するようにしてもよい。
【００４８】
また、第１の透視画像上において指定する領域を、２枚の第１の透視画像それぞれにおいて領域を指定してもよい。図５は、第１の実施形態におけるラベル付与部１０６が行う異なる動作の概要を示す図である。同図に示す動作では、領域Ｒ１０の指定に加えて領域２０が指定されている。２つの第１の透視画像それぞれにおいて領域Ｒ１０、Ｒ２０が指定された場合、ラベル付与部１０６は、視点Ｖ１０に基づいて生成された第１の透視画像上に指定された領域Ｒ１０と視点Ｖ１０とを結ぶ推定Ｃ１０を算出する。また、ラベル付与部１０６は、視点Ｖ２０に基づいて生成された第１の透視画像上に指定された領域Ｒ２０と視点Ｖ２０とを結ぶ推定Ｃ２０を算出する。
【００４９】
３次元ボリュームデータにおいて錐体Ｃ２０と交差する面のうち、視点Ｖ２０側の面を領域Ｒ２１とし第１の透視画像側の面を領域Ｒ２２とすると、推定Ｃ２０と３次元ボリュームデータとが重なり合う領域は、領域Ｒ２１と領域Ｒ２２とを底面とする四角錐台となる。ラベル付与部１０６は、３次元ボリュームデータにおいて錐体Ｃ１０と錐体Ｃ２０とが重なり合う領域に含まれるボクセルに対してラベルを付与する。
【００５０】
図６は、第１の実施形態における画像処理装置１００が行うラベル付与の処理を示すフローチャートである。画像処理装置１００において処理が開始されると、画像生成部１０２及びラベル付与部１０６は、計画装置３００のデータベース部３１０から３次元ボリュームデータを取得する（ステップＳ１０１）。画像生成部１０２は、３次元ボリュームデータと記憶部１０１に記憶されているパラメータとに基づいて、少なくとも１つの第１の透視画像を生成する（ステップＳ１０２）。画像生成部１０２により生成された第１の透視画像は、表示部１０３に表示される。
【００５１】
領域取得部１０５は、表示部１０３に表示される第１の透視画像上においてユーザが指定する領域を示す情報を、操作部１０４を介して取得する（ステップＳ１０３）。ラベル付与部１０６は、領域取得部１０５により取得された情報に基づいて、３次元ボリュームデータにおいて情報で示される領域に対応する各ボクセルに対してラベルを付与する（ステップＳ１０４）。ラベル付与部１０６は、ラベルを付与されたボクセルを含む３次元ボリュームデータを制御装置２００へ送り（ステップＳ１０５）、処理を終了させる。
【００５２】
前述の処理を行う画像処理装置１００を用いることにより、ユーザは第１の透視画像において関心のある領域を指定することで、第１の透視画像を生成した際の視点と領域とに基づいて定められる錐体と３次元ボリュームデータとの重なる領域に対してラベルを付与することで、３次元ボリュームデータにおいて関心領域（ＲＯＩ）を容易に設定することができる。
【００５３】
なお、画像生成部１０２は、領域取得部１０５が第１の透視画像上において指定された領域を示す情報を取得すると、当該情報に基づいて錐体を算出して、当該錐体に含まれる領域を重畳した第１の透視画像を生成してもよい。例えば、図５に示した例において、領域Ｒ１０が指定された場合に、画像生成部１０２は、錐体Ｃ１０に対応する領域を、視点Ｖ２０に基づいて生成された第１の透視画像上に重畳した第１の透視画像を生成してもよい。このように、他の第１の透視画像上に指定した領域に対応する領域が他の第１の透視画像上に示されることにより、ユーザが指定した領域で定まる錐体に対応する領域を他の第１の透視画像上において視認することができる。これにより、ユーザは、複数の第１の透視画像において領域を容易に指定することができる。
【００５４】
また、図４及び図５に示した例では、１つ又は２つの第１の透視画像それぞれに領域を指定する場合を示した。しかし、画像生成部１０２が３つ以上の第１の透視画像を生成し、ユーザがそれぞれの第１の透視画像上に領域を指定する場合、ラベル付与部１０６は、３次元ボリュームデータにおいて少なくとも２つの錐体が重なり合う領域のボクセルに対してラベルを付与する。また、この場合、ラベル付与部１０６は、３次元ボリュームデータにおいてすべての錐体が重なり合う領域のボクセルにラベルを付与してもよい。
【００５５】
また、ラベル付与部１０６は、３次元ボリュームデータにおいて錐体で特定される領域に含まれるボクセルのうち、予め定められたボクセル値を有するボクセルに対してラベルを付与するようにしてもよい。ＣＴ値をボクセル値とする場合、ＣＴ値に基づいて内部組織を特定することができるので、特定のＣＴ値を有するボクセルに対してラベルを付与することにより、内部組織を選択してラベルを付与することができる。ＣＴ値に基づいて特定できる内部組織には、例えば骨や血管などがある。
【００５６】
（第２の実施形態）
第２の実施形態における画像処理装置は、第１の実施形態における画像処理装置１００（図３）と同様に、治療システム１０（図１）において用いられる。図７は、第２の実施形態における画像処理装置１００Ａの構成を示すブロック図である。同図に示すように、画像処理装置１００Ａは、記憶部１０１、画像生成部１０２、表示部１０３、操作部１０４、領域取得部１０５、ラベル付与部１１６及び画像照合部１１７を備える。画像処理装置１００Ａは、ラベル付与部１０６に代えてラベル付与部１１６を備えることと、画像照合部１１７を備えることとが第１の実施形態の画像処理装置１００と異なる。
【００５７】
ラベル付与部１１６は、ラベル付与部１０６と同様に、第１の透視画像上においてユーザにより定められた領域に基づいて、３次元ボリュームデータに含まれるボクセルに対してラベルを付与する。ラベル付与部１１６は、ボクセルに対して一つ又は複数の種類のラベルを付与する。
【００５８】
画像照合部１１７は、撮像装置４００において撮影された第２の透視画像を取得する。画像照合部１１７は、第２の透視画像と、ラベルの付与された３次元ボリュームデータから生成された複数の第１の透視画像それぞれとの類似度を算出する。画像照合部１１７は、算出した類似度に基づいて、複数の第１の透視画像のうち最も第２の透視画像に類似する第１の透視画像を検出する。画像照合部１１７は、第２の透視画像に最も類似する第１の透視画像を生成した際の３次元ボリュームデータの位置から、第２の透視画像を撮影したときの対象Ａの位置とのずれ（変位量）を算出する。画像照合部１１７は、算出した変位量を制御装置２００へ送る。制御装置２００は、取得した変位量に基づいて、寝台装置６００を制御する。
【００５９】
前述のように、治療計画を定める際に用いる対象Ａの３次元ボリュームデータの位置と、治療をする際に撮像装置４００で撮影したときの対象Ａの位置とのずれを合わせる位置合わせは、第２の透視画像（ＤＲＲ）と第１の透視画像（Ｘ線画像）との画像照合結果に基づいて行われる。この位置合わせは、３次元空間で行う処理であるため、少なくとも２つの異なる方向から撮影した第１の透視画像が用いられる。
【００６０】
図８は、異なる２方向から対象Ａを撮影する撮像装置４００における第１線源部及び第２線源部と第１撮像部及び第２撮像部との位置関係を示す図である。同図に示すように、第１線源部４２０及び第２線源部４３０それぞれと対をなす第１撮像部４４０及び第２撮像部４５０が撮像装置４００に備えられる。第２の透視画像を生成する際の投影面に対応する第１撮像部４４０及び第２撮像部４５０は、前述のように、ＦＰＤを有している。第１線源部４２０から出力されるＸ線は、対象Ａの内部を通過して第１撮像部４４０に到達する。第１撮像部４４０は、対象Ａを透過してきたＸ線のエネルギーに基づいて第２の透視画像を生成する。同様に、第２線源部４３０から出力されるＸ線は、対象Ａの内部を通過して第２撮像部４５０に到達する。第２撮像部４５０は、対象Ａを透過してきたＸ線のエネルギーに基づいて第２の透視画像を生成する。
【００６１】
撮像装置４００において、第２の透視画像それぞれを撮像する、第１線源部４２０及び第１撮像部４４０の組と第２線源部４３０及び第２撮像部４５０の組とは、撮影位置の校正が行われている。撮像装置４００において定義される３次元空間座標系と、第１撮像部４４０と第２撮像部４５０とにおける投影面との間で座標変換を行うための透視投影行列が予め定められている。
【００６２】
このように、撮像装置４００が校正済みである場合、Ｘ線の線源と投影面との位置関係、すなわち第１線源部４２０、第２線源部４３０、第１撮像部４４０及び第２撮像部４５０の位置関係が既知である。この場合、画像処理装置１００において、第１の透視画像を生成する際に使用する光線の経路ｌを、Ｘ線の線源の位置を視点としＦＰＤの検出面を投影面として定める。
【００６３】
前述のように、第１の透視画像を生成する際の視点及び投影面を定めることで、ＣＴ装置などで３次元ボリュームデータを取得したときの対象Ａの位置が、撮像装置４００で対象Ａの第２の透視画像を撮影したときの位置と一致するならば、第１の透視画像と第２の透視画像とが最も類似する。第１の透視画像を生成する際のパラメータを、第２の透視画像を撮影する撮像装置４００に基づいて定めることにより、第１の透視画像と第２の透視画像との間の画像照合が容易になる利点がある。
【００６４】
ラベル付与部１１６は、図８に示された投影面（第２の透視画像）上において指定された領域と視点とから定まる錐体と、３次元ボリュームデータとが重なる範囲に位置するボクセルに対してラベルを付与する。このとき、ラベルを付与するボクセルは、同一のラベルが付与されるボクセルに限ってもよい。例えば、ラベルを付与するボクセルは、治療計画時に３次元ボリュームデータに付加された情報に基づいて選択してもよい。
【００６５】
例えば、放射線治療の治療計画では、放射線ビームの照射方向及び照射強度を定める。このとき、３次元ボリュームデータにおいて放射線を照射すべき標的の範囲を示すＣＴＶ（Clinical Target Volume）、正常な臓器などの放射線を照射すべきでない範囲を示すＰＲＶ（Planning organ at Risk Volume）などが設定される。ラベルが付与されるボクセルは、第１の透視画像上において指定された領域により定められる錐体と重なる範囲のボクセルのうち、治療計画においてＣＴＶ及びＰＲＶに設定されたボクセルに対してラベルを付与してもよい。
【００６６】
また、画像生成部１０２は、生成する第１の透視画像上に、治療計画において定められたＣＴＶやＰＲＶの領域を重畳した画像を生成してもよい。これにより、ユーザは、表示部１０３に表示されるＣＴＶやＰＲＶが重畳された第１の透視画像に基づいて領域することができ、領域の指定が容易になる。
【００６７】
ここで、ラベル付与部１１６が付与するラベルの種類について説明する。ラベルの種類としては、例えば計算領域ラベルと非計算領域ラベルとを定めることができる。計算領域ラベルは、治療計画で定められたＣＴＶやＰＲＶが含まれるように領域が指定されたときにボクセルに対して付与されるラベルである。非計算領域ラベルは、画像照合において類似度の算出対象外として領域が指定されたときにボクセルに対して付与されるラベルである。ラベルは、数値によって表現されてもよい。例えば、非計算領域ラベルに対しては小さい数値を割り当て、計算領域ラベルに対しては大きい数値を割り当てる。なお、いずれのラベルをボクセルに対して割り当てるかの選択は、ユーザが第１の透視画像上に領域を指定する際に行われる。
【００６８】
画像照合部１１７は、複数の第１の透視画像と第２の透視画像と類似度を算出し、第２の透視画像に対する類似度が最も高い第１の透視画像を検出する。画像照合部１１７は、検出した類似度の最も高い第１の透視画像を生成する際に用いたパラメータから対象Ａの位置を算出し、算出した位置と第２の透視画像を撮影したときの対象Ａの位置とのずれを算出する。画像照合部１１７は、算出したずれを制御装置２００へ送る。制御装置２００は、画像照合部１１７が算出したずれに基づいて寝台装置６００を制御し、対象Ａの病巣の位置とアイソセンタと合わせる。
【００６９】
画像照合部１１７は、例えば式（４）を用いて類似度Ｅを算出する。式（４）で算出される類似度Ｅは、値が小さいほど類似度が高いことを表す。式（４）において、ｉは第１の透視画像及び第２の透視画像における画素位置を示す位置ベクトルである。Ωは、第１の透視画像及び第２の透視画像における画素位置すべての集合である。ｗｉは画素ｉに対する重みであり、画像照合における画素ｉの重要度が高いほど高い値になる。Ｗは、重みｗｉの総和であり、式（５）で算出される。Ｉ（ｉ）は第１の透視画像における画素ｉの画素値である。Ｔ（ｉ）は第２の透視画像における画素ｉの画素値である。
【００７０】
【数４】
0006437286.tif 000005
【００７１】
【数５】
0006437286.tif 000006
【００７２】
重みｗｉは、例えば第１の透視画像の画素ｉを生成する際に使用する光線上に、計算領域ラベルが付与されたボクセルがあれば１が割り当てられ、なければ０が割り当てられる。また、３次元ボリュームデータのボクセルに対して計算領域ラベル、ラベルなし、非計算領域ラベルの３種類のラベルが付与されている場合、計算領域ラベル、ラベルなし、非計算領域ラベルの順に値が小さくなるように重みが割り当てられる。例えば、「計算領域ラベル」に対して１が割り当てられ、「ラベルなし」に対して０．５が割り当てられ、「非計算領域ラベル」に対して０が割り当てられる。ラベルが前述の条件を満たす数値で与えられている場合、その値を重みｗｉとして用いてもよい。また、第１の透視画像を生成する際の光線上に位置するボクセルに複数種類のラベルが付与されている場合、ラベルに対応する重みのうち最も高い重みを用いてもよい。
【００７３】
第２の実施形態における画像処理装置１００Ａを用いることにより、３次元ボリュームデータに基づいて生成された第１の透視画像上にユーザが領域を指定することで、３次元ボリュームデータに対して関心領域（ＲＯＩ）を設定することができる。また、３次元ボリュームデータに対して設定した関心領域に基づいた画像照合を行うことにより、関心領域に着目した対象Ａのずれを算出することができ、放射線治療に適した位置合わせを行うことができる。
【００７４】
なお、第２の実施形態においては、画像処理装置１００Ａと制御装置２００とが異なる装置として説明したが、画像処理装置１００Ａと制御装置２００とが一つの装置として構成されてもよい。例えば、制御装置２００が、画像処理装置１００Ａの構成要素を備え、画像照合部１１７が算出したずれを変位差算出部２３０へ供給するようにしてもよい。
【００７５】
（第３の実施形態）
図９は、第３の実施形態における画像処理装置１００Ｂの構成を示すブロック図である。同図に示すように、画像処理装置１００Ｂは、記憶部１０１、画像生成部１０２、表示部１０３、操作部１０４、領域取得部１０５、ラベル付与部１０６、断面画像生成部１２７、対象領域検出部１２８及び線量算出部１２９を備える。画像処理装置１００Ｂは、断面画像生成部１２７、対象領域検出部１２８及び線量算出部１２９を更に備えることが第１の実施形態の画像処理装置１００と異なる。
【００７６】
断面画像生成部１２７は、３次元ボリュームデータに含まれるボクセルのうち、ラベル付与部１０６によりラベルが付与されたボクセルが含まれる範囲に対して複数の断面画像を生成する。断面画像生成部１２７は、断面画像を対象領域検出部１２８へ送る。対象領域検出部１２８は、断面画像生成部１２７から取得した複数の断面画像それぞれに対して領域分割を行う。対象領域検出部１２８は、分割された領域のうち病巣の腫瘍に対応する領域を対象領域として検出し、腫瘍の輪郭を特定する。対象領域検出部１２８は、３次元ボリュームデータにおいて、対象領域に対応するボクセルに対して更にラベルを付与する。なお、対象領域検出部１２８が付与するラベルは、ラベル付与部１０６が付与するラベルと異なるラベルである。
【００７７】
線量算出部１２９は、対象領域検出部１２８によりラベルが付与されたボクセルを腫瘍として線量分布計算を行って、治療計画を決定する。なお、画像処理装置１００Ｂにおいてラベル付与部１０６に代えてラベル付与部１１６が備えられる場合、線量算出部１２９は、ラベル付与部１１６により付与されたＣＴＶ、ＰＲＶのラベルに基づいて、治療計画を決定してもよい。例えば、線量算出部１２９は、ＣＴＶ、ＰＲＶのラベルが付与された３次元ボリュームデータを入力し、ＣＴＶの形状及び位置、ＣＴＶとＰＲＶとの位置関係に基づいて、放射線ビームの強度及び照射方向などを決定する。更に、線量算出部１２９は、３次元ボリュームデータを用いて線量分布計算を行って、適切な治療計画を決定する。
【００７８】
図１０は、画像処理装置１００Ｂが行う処理の概要を示す図である。ラベル付与部１０６によりＲＯＩが設定された３次元ボリュームデータが生成される。ＲＯＩは、第１の透視画像において指定された領域で定まる複数の錐体が３次元ボリュームデータと重なり合う交差領域である。ＲＯＩが設定された領域に含まれるボクセルにはラベルが付与されている。また、ＲＯＩには、治療において放射線の照射対象となる腫瘍であってＣＴＶの対象となる腫瘍が含まれている。
【００７９】
断面画像生成部１２７は、所定の方向に平行な複数の面で３次元ボリュームデータを切断した場合の複数の断面画像を含む断面画像群を、３次元ボリュームデータから生成する。断面画像それぞれにおける各画素値は、画素に対応するボクセルのボクセル値から得られる。断面画像生成部１２７は、生成した断面画像のうち、ラベルが付与されたボクセルに対応する画素を含む断面画像を対象領域検出部１２８へ供給する。
【００８０】
対象領域検出部１２８は、断面画像生成部１２７から取得した複数の断面画像ごとに、断面画像においてラベルが付与されている画素を含む領域に対して領域分割を行う。対象領域検出部１２８は、領域分割して得られた複数の部分領域のうち腫瘍に対応する部分領域を特定することで、腫瘍の輪郭を検出する。例えば図１０において、断面画像０１ａはラベルが付与された領域であってＲＯＩとして指定された領域の断面である錐体断面０１ｂを含み、錐体断面０１ｂは腫瘍の断面である腫瘍断面０１ｃが含まれている。断面画像群のうちＲＯＩを含む断面画像すべてにおいて、腫瘍断面の輪郭を示す輪郭情報が得られれば、３次元ボリュームデータにおける腫瘍の輪郭を得ることができる。
【００８１】
断面画像における錐体断面に対する領域分割は、対象領域検出部１２８が公知の領域分割の方法を錐体断面に対して適用することで行う。例えば領域分割の方法として、各画素の特徴量に応じて２クラスに分割するＫ−Ｍｅａｎｓ法を用いてもよい。Ｋ−Ｍｅａｎｓ法における特徴量には、画素値を用いることができる。また、推定断面における閉領域の境界を求めるＳｎａｋｅｓ法を利用してもよい。他の領域分割手法としては、ＬｅｖｅｌＳｅｔ法、ＧｒａｐｈＣｕｔ法などを用いてもよい。
【００８２】
なお、対象領域検出部１２８は、領域分割の結果として、錐体断面において複数の閉領域が検出された場合、複数の閉領域のうち面積が最も大きい閉領域を腫瘍に対応する対象領域として検出してもよい。また、対象領域検出部１２８は、錐体断面において複数の閉領域が検出された場合、各閉領域に対応するボクセルのボクセル値（ＣＴ値）に基づいて、いずれかを選択してもよい。対象領域検出部１２８は、選択した閉領域を腫瘍に対応する対象領域として検出する。また、対象領域検出部１２８は、錐体断面において閉領域が検出されなかった場合に、腫瘍に対するＲＯＩの設定が不適切である可能性があることをユーザに通知するメッセージを出力するようにしてもよい。
【００８３】
第３の実施形態における画像処理装置１００Ｂを用いることにより、３次元ボリュームデータに基づいて生成された第１の透視画像上にユーザが領域を指定することで、３次元ボリュームデータに対して関心領域（ＲＯＩ）を設定することができる。更に、３次元ボリュームデータにおけるＲＯＩの断面画像に基づいて、病巣の腫瘍の輪郭を特定することができ、適切な治療計画を決定することができる。
【００８４】
なお、第３の実施形態における画像処理装置１００Ｂは、第１及び第２の実施形態における画像処理装置と同様に、治療システムに適用してもよい。この場合、画像処理装置１００Ｂは、対象領域として特定した腫瘍に対応するボクセルに対してＲＯＩと異なるラベルを付与するようにしてもよい。
【００８５】
（第４の実施形態）
第４の実施形態における画像処理装置は、第１の実施形態における画像処理装置１００（図３）と同様に、治療システム１０（図１）において用いられる。図１１は、第４の実施形態における画像処理装置１００Ｃの構成を示すブロック図である。同図に示すように、画像処理装置１００Ｃは、記憶部１０１、画像生成部１０２、３次元画像表示部１３３、操作部１０４、領域取得部１０５、ラベル付与部１０６及び３次元画像生成部１３７を備える。画像処理装置１００Ｃは、表示部１０３に代えて３次元画像表示部１３３を備えることと、３次元画像生成部１３７を備えることとが第１の実施形態の画像処理装置１００と異なる。
【００８６】
３次元画像表示部１３３は、画像を立体表示できる表示装置を含む。立体表示できる表示装置とは、例えば特殊な眼鏡をユーザが装着し、眼鏡を通して表示装置の表示面を見ることにより立体視を可能とする表示装置である。あるいは、３次元画像表示部１３３が含む表示装置は、特殊な眼鏡を用いずに立体視を可能とする表示装置であってもよい。３次元画像表示部１３３は、立体視できる画像を表示するとともに、画像生成部１０２が生成する第１の透視画像を平面画像として表示する。
【００８７】
３次元画像生成部１３７は、ラベルの付与された３次元ボリュームデータを取得し、３次元ボリュームデータに基づいて立体視のための視差画像を３次元画像として生成する。３次元画像生成部１３７は、３次元画像を３次元画像表示部１３３へ供給し、３次元画像表示部１３３に表示させる。３次元画像生成部１３７は、３次元ボリュームレンダリング法を用いて、右目と左目とに対応する異なる視点ごとの画像を生成することにより、視差画像を生成する。
【００８８】
３次元ボリュームデータから画像を生成する方法として、ボリュームレンダリング法がある。ボリュームレンダリング法では、画像上に表示するＣＴ値に対して不透明度を与え、画像上に表示しないＣＴ値に対して透明度を割り当てる。その後、特定の視点から見た場合の光線の透過と反射とを計算した陰影付けと色付けとによるレンダリングを行うことで画像を生成する方法である。このようにレンダリングすることで、ＤＲＲやＭＩＰ画像、断面画像と異なり、より実態に近い画像を得ることができる。
【００８９】
レンダリングを行う際に、同じＣＴ値を有するボクセルであっても、ラベルが付与されているボクセルとラベルが付与されていないボクセルとに対して異なる色を割り当てることにより、ラベルが付与されている領域を、レンダリングで得られる画像において特定することができる。
【００９０】
図１２は、画像処理装置１００Ｃにおける画像の表示例を示す図である。同図には、３次元画像表示部１３３の表示面において、３次元画像生成部１３７により生成された３次元画像と、画像生成部１０２により生成された２つの第１の透視画像とが表示されている例が示されている。２つの第１の透視画像は、異なる視点に基づいて生成された画像である。第１の透視画像上においてユーザが領域Ｒ４１及び領域Ｒ４２を指定すると、ラベル付与部１０６が領域Ｒ４１及び領域Ｒ４２で定まる錐体それぞれを算出する。ラベル付与部１０６は、３次元ボリュームデータにおいて２つの錐体が重なり合う領域に含まれるに対してラベルを付与する。３次元ボリュームデータにおいてラベルが付与されたボクセルは、３次元画像生成部１３７によって不透明度を与えられて、３次元画像において視認できる像として表現され、３次元画像におけるラベルの付与された領域Ｒ４０として表示される。
【００９１】
第４の実施形態における画像処理装置１００Ｃを用いることにより、３次元ボリュームデータに基づいて生成された第１の透視画像上にユーザが領域を指定することで、３次元ボリュームデータに対して関心領域（ＲＯＩ）を設定することができる。また、３次元ボリュームデータに対して設定した関心領域における特定のＣＴ値に対応する組織を立体視することにより、適切な関心領域を設定できたか否かをユーザが把握することができる。
【００９２】
以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、第１の透視画像上において指定された領域と第１の透視画像を生成した際の視点とから錐体を算出し、３次元ボリュームデータと錐体とが重なり合う領域を関心領域（ＲＯＩ）に設定するラベル付与部を持つことにより、３次元ボリュームデータにおけるＲＯＩの設定を容易にすることができる。
【００９３】
なお、各実施形態において説明した画像処理装置は、例えば汎用のコンピュータ装置を基本ハードウェアとして用いることでも実現することが可能である。すなわち、画像処理装置が備える各構成要素は、上記のコンピュータ装置に搭載されたプロセッサにプログラムを実行させることにより実現することができる。このとき、画像処理装置は、上記のプログラムをコンピュータ装置に予めインストールすることで実現してもよいし、ＣＤ−ＲＯＭなどの記憶媒体に記憶して、あるいはネットワークを介して上記のプログラムを配布して、このプログラムをコンピュータ装置に適宜インストールすることで実現してもよい。
【００９４】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００９５】
１０…治療システム、１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ…画像処理装置、１０１…記憶部、１０２…画像生成部、１０３…表示部、１０４…操作部、１０５…領域取得部、１０６，１１６…ラベル付与部、１１７…画像照合部、１２７…断面画像生成部、１２８…対象領域検出部、１２９…線量算出部、１３３…３次元画像表示部、１３７…３次元画像生成部、２００…制御装置、２１０…表示部、２２０…操作部、２３０…変位差算出部、３００…計画装置、３１０…データベース部、３２０…表示部、３３０…操作部、３４０…制御部、４００…撮像装置、４１０…制御部、４２０…第１線源部、４３０…第２線源部、４４０…第１撮像部、４５０…第２撮像部、５００…治療装置、５１０…制御部、５２０…線源部、６００…寝台装置
【図１】
0006437286.tif 000007
【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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