(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンピュータ断層撮影により得られ椎骨を含む領域の３次元画像データに基づいて、ＣＴ値をグレースケールで表現し椎体を含む２次元断面の第１のＣＴ画像を再構成する画像再構成部と、
再構成された前記第１のＣＴ画像における海綿骨の領域のＣＴ値を最小値とし、皮質骨の領域のＣＴ値を最大値とする、前記第１のＣＴ画像に対してカラーマッピングを行うＣＴ値の範囲を設定する範囲設定部と、
前記範囲設定部で設定されたＣＴ値の範囲に基づいて、前記第１のＣＴ画像に対して前記範囲のＣＴ値に応じた色分けで複数の色を用いたカラーマッピングを行うことにより、前記第１のＣＴ画像を、ＣＴ値をカラーで表す第２のＣＴ画像に変換するカラー画像生成部と、
前記第１のＣＴ画像と前記第２のＣＴ画像とを重ね合わせてフュージョン画像を生成するフュージョン画像生成部と、
を備える医用画像処理装置。
【請求項２】
前記画像再構成部は、
複数の異なる時点でコンピュータ断層撮影により得られた前記３次元画像データそれぞれから、前記複数の異なる時点での同一断面における前記第１のＣＴ画像を再構成し、
前記範囲設定部は、
前記複数の異なる時点のうち、基準となる時点での前記第１のＣＴ画像における前記海綿骨の領域のＣＴ値と前記皮質骨の領域のＣＴ値とに基づいて、カラーマッピングを行うＣＴ値の範囲を設定し、
前記カラー画像生成部は、
前記複数の異なる時点での同一断面における前記第１のＣＴ画像それぞれを、前記範囲設定部で設定された範囲でカラーマッピングを行うことにより、ＣＴ値をカラーで表す第２のＣＴ画像にそれぞれ変換し、
前記フュージョン画像生成部は、
同一の時点での前記第１のＣＴ画像と前記第２のＣＴ画像とを重ね合わせて複数の異なる時点での前記フュージョン画像をそれぞれ生成する、
請求項１に記載の医用画像処理装置。
【請求項３】
複数の異なる時点での同一断面の前記フュージョン画像を比較表示する表示出力部を備える、
請求項２に記載の医用画像処理装置。
【請求項４】
前記範囲設定部は、
前記海綿骨の領域のＣＴ値の平均値を、カラーマッピングを行うＣＴ値の最小値とし、
前記皮質骨の領域のＣＴ値の平均値を、カラーマッピングを行うＣＴ値の最大値として、カラーマッピングを行うＣＴ値の範囲を設定する、
請求項１から３のいずれか一項に記載の医用画像処理装置。
【請求項５】
前記画像再構成部は、
前記椎体の複数の異なる水平断面のＣＴ画像を、前記第１のＣＴ画像として再構成する、
請求項１から４のいずれか一項に記載の医用画像処理装置。
【請求項６】
前記範囲設定部は、
前記第１のＣＴ画像の椎体の中心部とその前後左右の５点の平均値を海綿骨のＣＴ値の平均値として算出し、
椎弓・椎弓根を含む皮質骨３点の平均値を皮質骨のＣＴ値の平均値として算出する、
請求項５に記載の医用画像処理装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項に記載の医用画像処理装置と、
前記医用画像処理装置によって処理される医用画像を撮像する撮像装置と、
を備える医用画像解析システム。
【請求項８】
コンピュータを用いて、コンピュータ断層撮影により得られ椎骨を含む領域の３次元画像データに基づいて、ＣＴ値をグレースケールで表現し椎体を含む２次元断面の第１のＣＴ画像を再構成する画像再構成ステップと、
コンピュータを用いて、再構成された前記第１のＣＴ画像における海綿骨の領域のＣＴ値を最小値とし、皮質骨の領域のＣＴ値を最大値とする、前記第１のＣＴ画像に対してカラーマッピングを行うＣＴ値の範囲を設定する範囲設定ステップと、
コンピュータを用いて、前記範囲設定ステップで設定されたＣＴ値の範囲に基づいて、前記第１のＣＴ画像に対して前記範囲のＣＴ値に応じた色分けで複数の色を用いたカラーマッピングを行うことにより、前記第１のＣＴ画像を、ＣＴ値をカラーで表す第２のＣＴ画像に変換するカラー画像生成ステップと、
コンピュータを用いて、前記第１のＣＴ画像と前記第２のＣＴ画像とを重ね合わせてフュージョン画像を生成するフュージョン画像生成ステップと、
を含む医用画像処理方法。
【請求項９】
前記画像再構成ステップでは、
複数の異なる時点でコンピュータ断層撮影により得られた前記３次元画像データそれぞれから、前記複数の異なる時点での同一断面における前記第１のＣＴ画像を再構成し、
前記範囲設定ステップでは、
前記複数の異なる時点のうち、基準となる時点での前記第１のＣＴ画像における前記海綿骨の領域のＣＴ値と前記皮質骨の領域のＣＴ値とに基づいて、カラーマッピングを行うＣＴ値の範囲を設定し、
前記カラー画像生成ステップでは、
前記複数の異なる時点での同一断面における前記第１のＣＴ画像それぞれを、前記範囲設定部で設定された範囲でカラーマッピングを行うことにより、ＣＴ値をカラーで表す第２のＣＴ画像にそれぞれ変換し、
前記フュージョン画像生成ステップでは、
同一の時点での前記第１のＣＴ画像と前記第２のＣＴ画像とを重ね合わせて複数の異なる時点での前記フュージョン画像をそれぞれ生成する、
請求項８に記載の医用画像処理方法。
【請求項１０】
コンピュータを、
コンピュータ断層撮影により得られ椎骨を含む領域の３次元画像データに基づいて、ＣＴ値をグレースケールで表現し椎体を含む２次元断面の第１のＣＴ画像を再構成する画像再構成部、
再構成された前記第１のＣＴ画像における海綿骨の領域のＣＴ値を最小値とし、皮質骨の領域のＣＴ値を最大値とする、前記第１のＣＴ画像に対してカラーマッピングを行うＣＴ値の範囲を設定する範囲設定部、
前記範囲設定部で設定されたＣＴ値の範囲に基づいて、前記第１のＣＴ画像に対して前記範囲のＣＴ値に応じた色分けで複数の色を用いたカラーマッピングを行うことにより、前記第１のＣＴ画像を、ＣＴ値をカラーで表す第２のＣＴ画像に変換するカラー画像生成部、
前記第１のＣＴ画像と前記第２のＣＴ画像とを重ね合わせてフュージョン画像を生成するフュージョン画像生成部、
として機能させるプログラム。
【請求項１１】
前記画像再構成部は、
複数の異なる時点でコンピュータ断層撮影により得られた前記３次元画像データそれぞれから、前記複数の異なる時点での同一断面における前記第１のＣＴ画像を再構成し、
前記範囲設定部は、
前記複数の異なる時点のうち、基準となる時点での前記第１のＣＴ画像における前記海綿骨の領域のＣＴ値と前記皮質骨の領域のＣＴ値とに基づいて、カラーマッピングを行うＣＴ値の範囲を設定し、
前記カラー画像生成部は、
前記複数の異なる時点での同一断面における前記第１のＣＴ画像それぞれを、前記範囲設定部で設定された範囲でカラーマッピングを行うことにより、ＣＴ値をカラーで表す第２のＣＴ画像にそれぞれ変換し、
前記フュージョン画像生成部は、
同一の時点での前記第１のＣＴ画像と前記第２のＣＴ画像とを重ね合わせて複数の異なる時点での前記フュージョン画像をそれぞれ生成する、
ようにコンピュータを機能させる、
請求項１０に記載のプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医用画像処理装置、医用画像解析システム、医用画像処理方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
骨粗鬆症は、骨形成速度よりも骨吸収速度が高いことにより、骨に小さな穴が多発する症状である。高齢化に伴い、骨粗鬆症を患う患者の数が増加している。そこで、骨粗鬆症の治療に用いられる薬剤の開発が盛んになっている（例えば、特許文献１、２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１１／０３０７７４号
【特許文献２】特表２０１０−５０６８４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
骨粗鬆症は、脊椎椎体等の骨折の原因となる。上述の薬剤はこのような骨粗鬆症性の脊椎椎体骨折の治療にも用いられる。椎体骨折の治療は長期間に及ぶ。骨折した椎体の治癒状態を確認するため、骨癒合が得られたと思われる段階になると、動態撮影が行われ、その撮影で椎体の不安定性が消失していることを確認することで骨癒合が得られているか否かが判定される。
【０００５】
一方、骨密度の測定には、Ｘ線を用いたＤＥＸＡ（Dual-Energy X-ray Absorptiometry）法が用いられるのが一般的である。ＤＥＸＡ法を用いれば、椎体ごとに骨密度を簡便に測定できる。しかしながら、ＤＥＸＡ法では、骨密度の数値が改善していることは確認することができるが、椎体の海綿骨あるいは皮質骨のどの部分でどの程度骨量が増加したかまでは分かり得ない。
【０００６】
これらの検査に加えてコンピュータ断層撮影（Computed Tomography；ＣＴ）により椎体内部の３次元Ｘ線ＣＴ画像の撮影も広く行われている。矢状断面のＣＴ画像、水平断面のＣＴ画像、冠状断面のＣＴ画像を経時的に観察すれば、骨癒合の過程をある程度確認することができる。しかしながら、ＣＴ画像は、２５６階調のグレー表示（白黒表示）で表示されるため、椎体内部の微細な骨量変化を視覚的に判別することは困難である。骨癒合の過程を見るために椎体内部の構造を強調表示すれば、周辺の部位の像が失われ、椎体と周辺の部位との位置関係を把握できなくなるので、その画像を診断に用いて治療に生かすのが難しくなる。
【０００７】
この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、椎体の内部状態を適切に診断するための画像を生成する医用画像処理装置、医用画像解析システム、医用画像処理方法及び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】
上記目的を達成するため、この発明の第１の観点に係る医用画像処理装置は、
コンピュータ断層撮影により得られ椎骨を含む領域の３次元画像データに基づいて、ＣＴ値をグレースケールで表現し椎体を含む２次元断面の第１のＣＴ画像を再構成する画像再構成部と、
再構成された前記第１のＣＴ画像における海綿骨の領域のＣＴ値を最小値とし、皮質骨の領域のＣＴ値を最大値とする、前記第１のＣＴ画像に対してカラーマッピングを行うＣＴ値の範囲を設定する範囲設定部と、
前記範囲設定部で設定されたＣＴ値の範囲に基づいて、前記第１のＣＴ画像に対して前記範囲のＣＴ値に応じた色分けで複数の色を用いたカラーマッピングを行うことにより、前記第１のＣＴ画像を、ＣＴ値をカラーで表す第２のＣＴ画像に変換するカラー画像生成部と、
前記第１のＣＴ画像と前記第２のＣＴ画像とを重ね合わせてフュージョン画像を生成するフュージョン画像生成部と、
を備える。
【０００９】
前記画像再構成部は、
複数の異なる時点でコンピュータ断層撮影により得られた前記３次元画像データそれぞれから、前記複数の異なる時点での同一断面における前記第１のＣＴ画像を再構成し、
前記範囲設定部は、
前記複数の異なる時点のうち、基準となる時点での前記第１のＣＴ画像における前記海綿骨の領域のＣＴ値と前記皮質骨の領域のＣＴ値とに基づいて、カラーマッピングを行うＣＴ値の範囲を設定し、
前記カラー画像生成部は、
前記複数の異なる時点での同一断面における前記第１のＣＴ画像それぞれを、前記範囲設定部で設定された範囲でカラーマッピングを行うことにより、ＣＴ値をカラーで表す第２のＣＴ画像にそれぞれ変換し、
前記フュージョン画像生成部は、
同一の時点での前記第１のＣＴ画像と前記第２のＣＴ画像とを重ね合わせて複数の異なる時点での前記フュージョン画像をそれぞれ生成する、
こととしてもよい。
【００１０】
複数の異なる時点での同一断面の前記フュージョン画像を比較表示する表示出力部を備える、
こととしてもよい。
【００１１】
前記範囲設定部は、
前記海綿骨の領域のＣＴ値の平均値を、カラーマッピングを行うＣＴ値の最小値とし、
前記皮質骨の領域のＣＴ値の平均値を、カラーマッピングを行うＣＴ値の最大値として、カラーマッピングを行うＣＴ値の範囲を設定する、
こととしてもよい。
【００１２】
前記画像再構成部は、
前記椎体の複数の異なる水平断面のＣＴ画像を、前記第１のＣＴ画像として再構成する、
こととしてもよい。
【００１３】
前記範囲設定部は、
前記第１のＣＴ画像の椎体の中心部とその前後左右の５点の平均値を海綿骨のＣＴ値の平均値として算出し、
椎弓・椎弓根を含む皮質骨３点の平均値を皮質骨のＣＴ値の平均値として算出する、
こととしてもよい。
【００１４】
この発明の第２の観点に係る医用画像解析システムは、
この発明の医用画像処理装置と、
前記医用画像処理装置によって処理される医用画像を撮像する撮像装置と、
を備える。
【００１５】
この発明の第３の観点に係る医用画像処理方法は、
コンピュータを用いて、コンピュータ断層撮影により得られ椎骨を含む領域の３次元画像データに基づいて、ＣＴ値をグレースケールで表現し椎体を含む２次元断面の第１のＣＴ画像を再構成する画像再構成ステップと、
コンピュータを用いて、再構成された前記第１のＣＴ画像における海綿骨の領域のＣＴ値を最小値とし、皮質骨の領域のＣＴ値を最大値とする、前記第１のＣＴ画像に対してカラーマッピングを行うＣＴ値の範囲を設定する範囲設定ステップと、
コンピュータを用いて、前記範囲設定ステップで設定されたＣＴ値の範囲に基づいて、前記第１のＣＴ画像に対して前記範囲のＣＴ値に応じた色分けで複数の色を用いたカラーマッピングを行うことにより、前記第１のＣＴ画像を、ＣＴ値をカラーで表す第２のＣＴ画像に変換するカラー画像生成ステップと、
コンピュータを用いて、前記第１のＣＴ画像と前記第２のＣＴ画像とを重ね合わせてフュージョン画像を生成するフュージョン画像生成ステップと、
を含む。
【００１６】
前記画像再構成ステップでは、
複数の異なる時点でコンピュータ断層撮影により得られた前記３次元画像データそれぞれから、前記複数の異なる時点での同一断面における前記第１のＣＴ画像を再構成し、
前記範囲設定ステップでは、
前記複数の異なる時点のうち、基準となる時点での前記第１のＣＴ画像における前記海綿骨の領域のＣＴ値と前記皮質骨の領域のＣＴ値とに基づいて、カラーマッピングを行うＣＴ値の範囲を設定し、
前記カラー画像生成ステップでは、
前記複数の異なる時点での同一断面における前記第１のＣＴ画像それぞれを、前記範囲設定部で設定された範囲でカラーマッピングを行うことにより、ＣＴ値をカラーで表す第２のＣＴ画像にそれぞれ変換し、
前記フュージョン画像生成ステップでは、
同一の時点での前記第１のＣＴ画像と前記第２のＣＴ画像とを重ね合わせて複数の異なる時点での前記フュージョン画像をそれぞれ生成する、
こととしてもよい。
【００１７】
この発明の第４の観点に係るプログラムは、
コンピュータを、
コンピュータ断層撮影により得られ椎骨を含む領域の３次元画像データに基づいて、ＣＴ値をグレースケールで表現し椎体を含む２次元断面の第１のＣＴ画像を再構成する画像再構成部、
再構成された前記第１のＣＴ画像における海綿骨の領域のＣＴ値を最小値とし、皮質骨の領域のＣＴ値を最大値とする、前記第１のＣＴ画像に対してカラーマッピングを行うＣＴ値の範囲を設定する範囲設定部、
前記範囲設定部で設定されたＣＴ値の範囲に基づいて、前記第１のＣＴ画像に対して前記範囲のＣＴ値に応じた色分けで複数の色を用いたカラーマッピングを行うことにより、前記第１のＣＴ画像を、ＣＴ値をカラーで表す第２のＣＴ画像に変換するカラー画像生成部、
前記第１のＣＴ画像と前記第２のＣＴ画像とを重ね合わせてフュージョン画像を生成するフュージョン画像生成部、
として機能させる。
【００１８】
前記画像再構成部は、
複数の異なる時点でコンピュータ断層撮影により得られた前記３次元画像データそれぞれから、前記複数の異なる時点での同一断面における前記第１のＣＴ画像を再構成し、
前記範囲設定部は、
前記複数の異なる時点のうち、基準となる時点での前記第１のＣＴ画像における前記海綿骨の領域のＣＴ値と前記皮質骨の領域のＣＴ値とに基づいて、カラーマッピングを行うＣＴ値の範囲を設定し、
前記カラー画像生成部は、
前記複数の異なる時点での同一断面における前記第１のＣＴ画像それぞれを、前記範囲設定部で設定された範囲でカラーマッピングを行うことにより、ＣＴ値をカラーで表す第２のＣＴ画像にそれぞれ変換し、
前記フュージョン画像生成部は、
同一の時点での前記第１のＣＴ画像と前記第２のＣＴ画像とを重ね合わせて複数の異なる時点での前記フュージョン画像をそれぞれ生成する、
ようにコンピュータを機能させる、
こととしてもよい。
【発明の効果】
【００１９】
この発明によれば、椎体周辺の部位をコントラスト良く表示するグレースケール画像と、椎体の内部状態を色で強調して表示するカラー画像とが重ね合わせてフュージョン画像が生成される。このフュージョン画像は、椎体周辺の部位の像を消失させることなく椎体内部状態を強調した画像となる。このため、このフュージョン画像を見れば、椎体の内部状態を適切に診断することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】この発明の実施の形態に係る医用画像解析システムの構成を示すブロック図である。
【図２】図１の医用画像処理装置のハードウエア構成を示すブロック図である。
【図３】椎骨を含む領域の３次元画像データの一例を示す図である。
【図４】矢状断面、水平断面、冠状断面の表示画像の一例を示す図である。
【図５】椎体上部、椎体中部、椎体下部の水平断面を設定する様子を示す図である。
【図６】グレースケールの２次元断面画像の一例を示す図である。
【図７】グレースケール画像データに対するカラーマッピングの一例を示す図である。
【図８】（Ａ）及び（Ｂ）は、海綿骨及び皮質骨の領域の一例を示す図である。
【図９】（Ａ）は、グレースケールの画像の一例を示す図である。（Ｂ）は、カラー画像の一例を示す図である。（Ｃ）は、フュージョン画像の一例を示す図である。
【図１０】グレースケール画像からカラー画像への変換の流れを示す図である。
【図１１】複数の異なる時点でのフュージョン画像（水平断面）の比較表示の一例を示す図である。
【図１２】診断処理のフローチャートである。
【図１３】画像再構成処理のフローチャートである。
【図１４】ウインドウ設定処理のフローチャートである。
【図１５】複数の異なる時点のフュージョン画像（矢状断面）の比較表示の一例を示す図である。
【図１６】被検体毎に異なるウインドウを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、この発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００２２】
図１に示すこの実施の形態に係る医用画像解析システム１００は、例えば骨粗鬆症性に起因する椎体骨折の治療等に用いられる。椎体は、椎骨の一部である。椎骨は、脊椎の分節をなす個々の骨のことである。椎骨は縦一列に並んでいる。
【００２３】
図１に示すように、医用画像解析システム１００は、撮像装置１と、医用画像処理装置２とを備える。撮像装置１と医用画像処理装置２との間は、通信ネットワークで接続されている。この通信ネットワークにより、撮像装置１と医用画像処理装置２との間でデータの送受信が可能となる。
【００２４】
撮像装置１は、コンピュータ断層撮影（Computed Tomography；ＣＴ）によりＸ線ＣＴ画像を撮像する装置（モダリティ）である。撮像装置１は、被検者の背骨（椎骨）を含む３次元画像データを撮像する。撮像装置１は、Ｘ線管と検出器とを備える。Ｘ線管から発せられたＸ線は、被検者に入射しその体内に一部吸収されて減衰した後透過し、Ｘ線管の反対側に位置する検出器に到達して検出される。この間、Ｘ線管及び検出器は、被検者の周囲を回転するので、被検者がＸ線を全方位から受けた時の検出結果が検出器で検出される。検出器の検出結果は、生データとして撮像装置１に保存される。
【００２５】
さらに、撮像装置１は、保存された生データに基づいて画像再構成処理（逆ラドン変換等）を施すことにより被検者の上半身の横断面データ（スライス画像データ）を生成する。さらに、撮像装置１は、スライス画像データに基づいて、被検者の上半身の３次元画像データを生成する。このようにして、椎骨を含む３次元画像データが得られる。得られた３次元画像データは、ＤＩＣＯＭ（Digital Imaging and Communications in Medicine）データとして、通信ネットワークを介して医用画像処理装置２に送信される。
【００２６】
ＤＩＣＯＭデータとは、ＤＩＣＯＭ規格に基づいて生成されたデータをいう。ＤＩＣＯＭ規格は、主に医用画像データのフォーマットとして用いられている。ＤＩＣＯＭデータは、上記３次元画像データとＤＩＣＯＭ規格に準じた付帯情報とで構成される。付帯情報は、患者情報、撮影条件情報、画像情報及び表示情報等の画像データの属性情報であり、ＤＩＣＯＭデータにタグ情報として埋め込まれる。
【００２７】
医用画像処理装置２は、受信したＤＩＣＯＭデータに含まれる椎骨を含む３次元画像データに基づいて、椎体の内部状態を診断するための２次元断面画像を生成する。
【００２８】
図２には、図１の医用画像処理装置２のハードウエア構成が示されている。図２に示すように、医用画像処理装置２は、制御部３１、主記憶部３２、外部記憶部３３、操作部３４、表示部３５及び通信部３６を備える。主記憶部３２、外部記憶部３３、操作部３４、表示部３５及び通信部３６はいずれも内部バス３０を介して制御部３１に接続されている。
【００２９】
制御部３１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等から構成されている。このＣＰＵが、外部記憶部３３に記憶されているプログラム３９を実行することにより、図１に示す医用画像処理装置２の各構成要素が実現される。
【００３０】
主記憶部３２は、ＲＡＭ（Random-Access Memory）等から構成されている。主記憶部３２には、外部記憶部３３に記憶されているプログラム３９がロードされる。この他、主記憶部３２は、制御部３１の作業領域（データの一時記憶領域）として用いられる。
【００３１】
外部記憶部３３は、フラッシュメモリ、ハードディスク、ＤＶＤ−ＲＡＭ（Digital Versatile Disc Random-Access Memory）、ＤＶＤ−ＲＷ（Digital Versatile Disc ReWritable）等の不揮発性メモリから構成される。外部記憶部３３には、制御部３１に実行させるためのプログラム３９があらかじめ記憶されている。また、外部記憶部３３は、制御部３１の指示に従って、このプログラム３９の実行の際に用いられるデータを制御部３１に供給し、制御部３１から供給されたデータを記憶する。
【００３２】
操作部３４は、キーボード及びマウスなどのポインティングデバイス等と、キーボードおよびポインティングデバイス等を内部バス３０に接続するインターフェイス装置から構成されている。操作部３４を介して、操作者が操作した内容に関する情報が制御部３１に入力される。
【００３３】
表示部３５は、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）またはＬＣＤ（Liquid Crystal Display）などから構成される。表示部３５には、椎骨を含む３次元画像データ及び椎体の２次元断面画像などが表示される。
【００３４】
通信部３６は、シリアルインターフェイスまたはパラレルインターフェイスから構成されている。通信部３６が、通信ネットワークを介して、撮像装置１と接続され、撮像装置１から送られたＤＩＣＯＭデータを受信する。
【００３５】
図１に示す医用画像処理装置２の各種構成要素は、図２に示すプログラム３９が、制御部３１、主記憶部３２、外部記憶部３３、操作部３４、表示部３５及び通信部３６などをハードウエア資源として用いて実行されることによってその機能を発揮する。
【００３６】
図２に示すようなハードウエア構成を有する医用画像処理装置２は、その機能構成として、図１に示すように、記憶部１０と、データ取得部１１と、画像再構成部１２と、ウインドウ設定部１３と、カラー画像生成部１４と、フュージョン画像生成部１５と、表示出力部１６と、を備える。
【００３７】
記憶部１０は、各種データを記憶する。記憶部１０によって記憶されるデータの１つにＤＩＣＯＭデータ２１がある。記憶部１０は、図２に示すハードウエア構成のうち、図２の外部記憶部３３に対応する。
【００３８】
データ取得部１１は、図２に示すハードウエア構成のうち、制御部３１、操作部３４、表示部３５及び通信部３６に対応する。データ取得部１１は、撮像装置１から送信されたＤＩＣＯＭデータを取得する。
【００３９】
より具体的には、データ取得部１１としての制御部３１がプログラム３９を実行することにより、表示部３５には、撮像装置１からデータを取得するためのデータ取得ボタンが表示される。操作部３４の操作入力により、データ取得ボタンを選択すると、制御部３１は、通信部３６を介して撮像装置１にデータ取得コマンドを送信する。撮像装置１は、このコマンドを受けて、ＤＩＣＯＭデータを通信部３６に送信する。制御部３１は、通信部３６を介して受信したＤＩＣＯＭデータを受信する。制御部３１は、受信したＤＩＣＯＭデータをＤＩＣＯＭデータ２１として記憶部１０に記憶する。
【００４０】
撮像装置１では、複数の被検者の撮像が行われ、それぞれの撮像データがＤＩＣＯＭデータとして得られる。同一の被検者に対しても、日をおいて撮像が行われる。例えば、同一の被検者に対して、骨折直後、その４週間後、１２週間後というように、間隔をおいて撮像が行われ、それぞれＤＩＣＯＭデータが生成される。データ取得部１１は、これらの複数のＤＩＣＯＭデータを受信して、ＤＩＣＯＭデータ２１として記憶部１０に記憶する。ＤＩＣＯＭデータ２１は、そのような３次元画像データの集合体である。
【００４１】
画像再構成部１２は、図２に示すハードウエア構成のうち、制御部３１、操作部３４及び表示部３５に対応する。画像再構成部１２は、記憶部１０に記憶されたＤＩＣＯＭデータ２１から、診断対象となる椎骨を含む領域の３次元画像データを入力する。図３にはこの３次元画像データの一例が示されている。図３に示すように、この３次元画像データは、被検者の内部をＣＴ値で表現した３次元画像データである。
【００４２】
ＣＴ値は、単位がＨＵ（Hounsfield unit）値とも呼ばれ、堅いもの（Ｘ線が透過しにくいもの）ほど高くなる。ＣＴ値の単位はＨＵであり、空気が−１０００ＨＵであり、水が０ＨＵとなり、最も堅い骨が１０００ＨＵとなる。したがって、この３次元画像データでは、しっかりした骨ほどＣＴ値は高くなり、弱い骨のＣＴ値は低くなる。骨のＣＴ値は、骨折によっても変化する。図３では、骨の部分以外の図示は省略されている。実際の画像には、他の部位の像も表れている。
【００４３】
画像再構成部１２は、入力された３次元画像データに基づいて、椎体を含む２次元断面のＣＴ画像（第１のＣＴ画像）を再構成する。このＣＴ画像は、ＣＴ値をグレースケールで表現するグレー画像である。再構成されたグレー画像は、グレースケールＣＴ画像データ２２として、記憶部１０に格納される。
【００４４】
より具体的には、画像再構成部１２としての制御部３１は、操作部３４の操作入力により、プログラム３９を実行して、表示部３５にＤＩＣＯＭデータ２１の中に含まれる３次元画像データのリストを表示させる。操作部３４の操作入力により、表示部３５に表示されたリストの中から、１つの３次元画像データが選択されると、制御部３１は、プログラム３９に含まれる３次元（３Ｄ）ビューアを起動し、３Ｄビューアにより、表示部３５は、例えば、図３に示すような３次元画像データを表示する。
【００４５】
プログラム３９には、ＭＰＲ（任意多断面再構成）機能のプログラムも含まれている。ＭＰＲ機能は、３次元画像データから任意の２次元断面の画像データを再構成して表示する機能である。プログラム３９には、２次元（２Ｄ）ビューアも含まれている。表示部３５には、３次元画像データとともにＭＰＲの起動ボタンも表示されている。操作部３４の操作入力により、起動ボタンが選択されると、制御部３１は、ＭＰＲ機能及び２Ｄビューアを起動する。表示部３５は、図４に示すように、ＭＰＲ機能及び２Ｄビューアにより、３次元画像データから、矢状断面画像と、水平断面画像と、冠状断面画像とを再構成して表示する。
【００４６】
矢状断面、水平断面及び冠状断面は調整することが可能である。オペレータは、表示部３５に表示された矢状断面画像と、水平断面画像と、冠状断面画像とを見ながら操作部３４を操作して、矢状断面の位置を変更することができる。この変更に応じて、制御部３１が、ＭＰＲ機能により、変更された矢状断面画像、水平断面画像、冠状断面画像を再構成し、表示部３５に表示する。操作部３４の操作入力による断面の調整と表示部３５の調整画像の表示との繰り返しにより、正確な矢状断面の位置が決定される。
【００４７】
操作部３４の操作入力により、矢状断面の位置が決定されると、画像再構成部１２としての制御部３１は、その矢状断面を基準として、椎体を含む領域の水平断面の画像を再構成する。画像再構成部１２（制御部３１）は、再構成された水平断面の画像データを、グレースケールＣＴ画像データ２２として、記憶部１０に記憶する。
【００４８】
画像再構成部１２は、椎体上部、椎体中部、椎体下部の３つの水平断面のＣＴ画像を、グレースケール画像として再構成する。図５には、椎体上部、椎体中部、椎体下部で水平断面が指定される様子が示されている。図５では、厚さ２ｍｍ、２ｍｍ間隔、有効視野１００ｍｍで、椎体上部、中部、下部の水平断面が選択されている。
【００４９】
図６には、このグレースケールの２次元断面画像の一例が示されている。この画像は、椎体及び他の部位を含む水平断面の画像である。このグレースケールの画像は、２５６階調のＣＴ値で表現される画像である。例えば、上述した−１０００ＨＵ〜＋１０００ＨＵのうち、所定のウインドウで区切られた範囲のＣＴ値が２５６階調の濃淡の輝度値に割り振られて表示される。図６に示すように、骨である椎体は、他の部位よりもＸ線の透過率が低いので、ＣＴ値が他の部位よりも高めとなり、白っぽく写っている。
【００５０】
椎体は、海綿骨と皮質骨とにより形成されている。海綿骨は、脊柱椎体などに含まれる海綿状の骨である。皮質骨は、海綿骨を薄く覆っている骨や、長管骨の中央部のように厚い竹筒状になっている骨である。海綿骨よりも皮質骨の方が固く骨密度が高いため、ＣＴ画像において、皮質骨の領域ではＣＴ値が高くなっており、海綿骨の領域ではＣＴ値が低くなっている。
【００５１】
範囲設定部としてのウインドウ設定部１３は、図２に示すハードウエア構成のうち、制御部３１、操作部３４及び表示部３５に対応する。ウインドウ設定部１３は、再構成されたグレースケールＣＴ画像データ２２に含まれる海綿骨の領域のＣＴ値と皮質骨の領域のＣＴ値とに基づいて、グレースケールの２次元画像のＣＴ画像に対してカラーマッピングを行うＣＴ値の範囲（ウインドウ）を設定する。ウインドウ設定部１３は、グレースケールＣＴ画像データ２２を入力する。ウインドウ設定部１３は、海綿骨の領域を抽出して、その領域のＣＴ値の平均値を、カラーマッピングを行うＣＴ値の最小値として算出する。さらに、ウインドウ設定部１３は、皮質骨の領域を抽出して、その領域のＣＴ値の平均値を、カラーマッピングを行うＣＴ値の最大値として算出する。
【００５２】
ウインドウ設定部１３は、算出されたＣＴ値の最大値、ＣＴ値の最小値に基づいて、カラーマッピングを行うウインドウの幅（ＷＷ）とレベル（ＷＬ）を設定する。ウインドウのレベルＷＬは、ウインドウの中央値である。カラーマッピングを行うＣＴ値の範囲（ＷＷ、ＷＬ）は、ウインドウデータ２３として記憶部１０に記憶される。このウインドウ内にあるＣＴ値に対して、ＣＴ値が大きくなるにつれて、青（寒色系）から赤（暖色系）までの２５６色の色彩が付与される。
【００５３】
図７には、グレースケール画像データのＣＴ値とウインドウとの関係が示されている。図７に示すように、グレースケールＣＴ画像データ２２においてＣＴ値は−１０００〜＋１０００の値をとる。ＣＴ値が大きくなるにつれて、各画素の色は黒から白へ変化する。椎体の領域は他の部位の領域よりも白く写るので、皮質骨の領域のＣＴ値の平均値及び海綿骨の領域のＣＴ値の平均値は、他の部位のＣＴ値よりも高めにでる。
【００５４】
皮質骨の領域の方が、海綿骨の領域よりも白く写るので、皮質骨の領域のＣＴ値の平均値は、海綿骨の領域のＣＴ値の平均値よりも高くなる。そこで、皮質骨の領域のＣＴ値の平均値を最大値とし、海綿骨の領域のＣＴ値の平均値を最小値としてカラーマッピングを行うＣＴ値の範囲を決定すれば、グレースケールＣＴ画像データ２２の骨の領域に正確にカラーマッピングを行うことができる。図７に示すように、ウインドウのレベルＷＬは、皮質骨の領域のＣＴ値の平均値と、海綿骨の領域のＣＴ値の平均値との中間値となり、ウインドウ幅ＷＷは、皮質骨の領域のＣＴ値の平均値と、海綿骨の領域のＣＴ値の平均値との差となる。
【００５５】
海綿骨の領域と皮質骨の領域の抽出方法には、様々な方法が考えられる。例えば、表示部３５に表示されたグレースケールの画像の一部を、操作部３４の操作入力により指定することにより、海綿骨、皮質骨の領域を抽出し、制御部３１が、抽出された領域のＣＴ値の平均値を算出するようにすることができる。
【００５６】
図８（Ａ）には、椎体上部、椎体中部、椎体下部で水平断面画像においてそれぞれ指定された海綿骨の５点の領域ＲＯＩ１〜ＲＯＩ５と３点の皮質骨の領域ＲＯＩ６〜ＲＯＩ８とが示されている。ウインドウ設定部１３は、図８（Ｂ）に示すように、各グレースケール画像の椎体の中心部とその前後左右の５点に取った関心領域ＲＯＩ１〜ＲＯＩ５の平均値を海綿骨のＣＴ値の平均値として算出し、椎弓・椎弓根の皮質骨３点に捕った関心領域ＲＯＩ６〜ＲＯＩ８の平均値を皮質骨のＣＴ値の平均値として算出する。なお、各点のうち、指定しづらい点がある場合には、その点の指定を省略するようにしてもよい。
【００５７】
カラー画像生成部１４は、制御部３１、操作部３４及び表示部３５に対応する。カラー画像生成部１４は、ウインドウ設定部１３で設定されたＣＴ値の範囲（ウインドウデータ２３）に基づいて、グレースケール画像に対してカラーマッピングを行うことにより、グレースケールＣＴ画像データ２２を、ＣＴ値をカラーで表すカラー画像（第２のＣＴ画像）に変換する。カラー画像は、カラー画像データ２４として記憶部１０に記憶される。
【００５８】
図９（Ａ）には、グレースケールの画像の一例が示され、図９（Ｂ）には、その断面画像に対してカラーマッピングが行われて生成されるカラー画像の一例が示されている。図９（Ｂ）では、青色が付与された画素は暗く、赤色が付与された画素は明るくなるように示されている。このカラー画像では、色付けされてない画素は、黒色で示されており、骨の領域のみがカラーで色付け表示されている。Ｘ線画像では、ＣＴ値はその領域のＸ線の透過率と相関している。したがって、ＣＴ値は、骨の領域においては骨密度を表しているとみなすことができる。このカラー画像では、骨の領域内部がその内部領域のＣＴ値の対応する色で色付けされており、骨の領域内の色の分布により、その領域の骨密度の分布がどのようになっているかを確認することができる。
【００５９】
この色付けは、操作部３４の操作入力により、カラー画像生成部１４としての制御部３１によって実行され、その画像が表示部３５に表示されることにより行われる。
【００６０】
フュージョン画像生成部１５は、制御部３１、操作部３４及び表示部３５に対応する。フュージョン画像生成部１５は、グレースケールＣＴ画像データ２２とそのグレースケール画像から生成されたカラー画像データ２４とを位置合わせして、これらを重ね合わせてフュージョン画像を生成する。フュージョン画像は、フュージョン画像データ２５として記憶部１０に記憶される。
【００６１】
図９（Ｃ）には、図９（Ａ）のグレー画像と、図９（Ｂ）のカラー画像とを重ね合わせて生成されたフュージョン画像が示されている。図９（Ｃ）では、白黒表示で示されているが、このフュージョン画像は、骨の領域がカラー表示され、他の部位がグレースケールで表示されたグレースケールとカラーの混合画像となっている。
【００６２】
表示出力部１６は、図２のハードウエア構成における制御部３１及び表示部３５に対応する。表示出力部１６は、フュージョン画像データ２５を入力してこれを表示する。図９（Ｃ）に示すように、フュージョン画像は、骨以外の部位をはっきりを表示するとともに骨の領域内部の構造を色で強調する画像となっている。これは、白黒濃淡の部分のウインドウとは独立したウインドウで骨の領域をカラーマッピングしているためである。
【００６３】
このように、この医用画像解析システム１００は、骨以外の部位をはっきりを表示するとともに骨の領域の内部状態を色で強調するフュージョン画像を表示するので、骨粗鬆症による椎体骨折の治療などに有用である。例えば、椎体骨折の受傷時のフュージョン画像と、数ヶ月後経過した時のフュージョン画像とを両方生成し比較表示すれば、椎体の治癒具合を確認することができる。
【００６４】
この場合、画像再構成部１２は、複数の異なる時点で撮像装置１により得られた３次元画像データそれぞれから、複数の異なる時点での同一断面におけるグレースケール画像を再構成する。図１０には、このようにして再構成された基準時である椎体骨折直後のグレー画像、その４週間後の同一断面のグレー画像、その１２週間後の同一断面のグレー画像が示されている。
【００６５】
ウインドウ設定部１３は、複数の異なる時点のうち、基準となる時点でのグレースケール画像における海綿骨の領域のＣＴ値と皮質骨の領域のＣＴ値とに基づいて、カラーマッピングを行うＣＴ値の範囲を設定する。図１０では、基準時（受傷直後）のグレー画像に基づいて、ウインドウ幅ＷＷ、ウインドウレベルＷＬが決定される様子が示されている。
【００６６】
カラー画像生成部１４は、複数の異なる時点での同一断面におけるグレースケール画像それぞれを、ウインドウ設定部１３で設定された範囲でカラーマッピングを行うことにより、ＣＴ値をカラーで表すカラー画像にそれぞれ変換する。図１０では、基準時である椎体骨折直後に撮像されたグレー画像、４週間後に撮像された同一断面のグレー画像、１２週間後に撮像された同一断面のグレー画像がそれぞれ同一のウインドウ幅ＷＷ、レベルＷＬに応じてカラーマッピングされる様子が示されている。
【００６７】
フュージョン画像生成部１５は、同一の時点でのグレー画像と同一断面のカラー画像とを重ね合わせて複数の異なる時点でのフュージョン画像をそれぞれ生成する。
【００６８】
表示出力部１６は、基準時におけるフュージョン画像と、他の時点における前記フュージョン画像とを比較表示する。図１１には、基準時（受傷直後）のフュージョン画像（Baseline axial image）と、４週間後のフュージョン画像（4week axial image）と、１２週間後のフュージョン画像（12week axial image）とが示されている。図１１に示すように、基準時に比べ、４週間後では、海綿骨の領域の画素の色が、まばらではあるが暖色系に変化しており、海綿骨の骨密度が上昇しているのがわかる。また、１２週間後には、海綿骨の領域の画素の色がより暖色系に変化しており、海綿骨の骨密度が上昇している。このように、異なる時間のフュージョン画像を比較表示すれば、骨の内部の経時的変化を視覚的に確認することができる。
【００６９】
次に、この医用画像解析システム１００による診断処理の流れについて、図１２乃至図１４のフローチャートを中心に説明する。ここでは、基準時（受傷直後）、基準時から４週間後、基準時から１２週間後の２次元水平断面のフュージョン画像を比較表示する場合について説明する。
【００７０】
操作部３４の操作により、プログラム３９の実行が指示されると、制御部３１は、外部記憶部３３に記憶されたプログラム３９を主記憶部３２に読み込んで、図１２に示す処理の実行を開始する。
【００７１】
図１２に示すように、まず、データ取得部１１が、ＤＩＣＯＭデータの取得処理を行う（ステップＳ１）。ここでは、データ取得部１１が、撮像装置１からＤＩＣＯＭデータを受信し、ＤＩＣＯＭデータ２１として記憶部１０に格納する。ここでは、基準時（受傷直後）、基準時から４週間後、基準時から１２週間後のＤＩＣＯＭデータが得られて記憶部１０に記憶されるものとする。
【００７２】
続いて、画像再構成部１２が、画像再構成処理を行う（ステップＳ２）。図１３には、画像再構成処理の流れが示されている。図１３に示すように、まず、画像再構成部１２は、表示されたＤＩＣＯＭデータ２１のリストの中から、３次元画像データを選択する（ステップＳ２１）。ここでは、基準時（受傷直後）に撮像装置１で撮像された３次元画像データが選択される。
【００７３】
３次元画像データが選択されると、画像再構成部１２は、３Ｄビューアを開いて３次元画像データを表示部３５に表示させる（ステップＳ２２）。これにより、例えば、図３に示すような３次元画像が表示部３５に表示される。ここで、ＭＰＲ機能が選択されると、画像再構成部１２は、ＭＰＲ機能を用いて、図４に示すように、矢状断面画像と、水平断面画像と、冠状断面画像とを表示する（ステップＳ２３）。
【００７４】
始めに表示される矢状断面は正確ではない。そこで、画像再構成部１２は、矢状断面を調整する（ステップＳ２４）。具体的には、画像再構成部１２としての制御部３１は、操作部３４の操作入力に従って調整された矢状断面の位置の画像を再構成し、再構成された画像を表示部３４に表示させる。このようにして、矢状断面の調整が行われる。矢状断面が調整されると、それに合わせて水平断面、冠状断面も調整される。
【００７５】
調整後、ＭＰＲ機能により、画像再構成部１２は、骨折椎体に対して水平断面の画像データ（椎体上部・椎体中部・椎体下部）を生成する（ステップＳ２５）。椎体上部・椎体中部・椎体下部の水平断面は、図５に示すように任意に設定することができる。骨折による圧壊が著しい場合は、設定される水平断面は、１つでもよいし、２つでもよい。さらに、画像再構成部１２は、水平断面画像データ（椎体上部・椎体中部・椎体下部）をグレースケール画像データ２２として、記憶部１０に記憶する（ステップＳ２６）。
【００７６】
図１２に戻り、医用画像処理装置２は、基準時（受傷直後）の３次元画像データを処理しているのか否かを判定する（ステップＳ３）。この時点では、基準時（受傷直後）の３次元画像データを処理している。基準時（受傷直後）の３次元画像データを処理していると判定された場合（ステップＳ３；Ｙｅｓ）、ウインドウ設定部１３がウインドウ設定処理を行う（ステップＳ４）。
【００７７】
ステップＳ４において、図１４に示すように、ウインドウ設定部１３は、２Ｄビューアを用いて、生成した水平断面画像データ（椎体上部・椎体中部・椎体下部）を表示する（ステップＳ３１）。
【００７８】
続いて、ウインドウ設定部１３は、水平断面画像データ（椎体上部・椎体中部・椎体下部）それぞれについて、図８（Ｂ）に示すように、海綿骨の領域を最大５点、皮質骨の領域を最大３点、関心領域ＲＯＩとして指定する（ステップＳ３２）。
【００７９】
続いて、ウインドウ設定部１３は、指定された海綿骨の領域のＣＴ値と、皮質骨の領域のＣＴ値とをそれぞれ取得する（ステップＳ３３）。続いて、ウインドウ設定部１３（制御部３１）は、海綿骨のＣＴ値の平均値、皮質骨のＣＴ値の平均値を算出する（ステップＳ３４）。続いて、ウインドウ設定部１３は、図７に示すように、海綿骨のＣＴ値の平均値を最小値、皮質骨のＣＴ値の平均値を最大値として、色を付与するウインドウ幅ＷＷ、レベルＷＬを算出して記憶部１０に記憶する（ステップＳ３５）。前述のとおり、ウインドウ幅ＷＷは、皮質骨のＣＴ値の平均値と海綿骨のＣＴ値の平均値との差であり、ウインドウのレベルＷＬは、皮質骨のＣＴ値の平均値と海綿骨のＣＴ値の平均値との中間値である。
【００８０】
図１２に戻り、カラー画像生成部１４が、カラー画像生成処理を行う（ステップＳ５）。具体的には、カラー画像生成部１４は、図１０に示すように、グレースケール画像におけるＣＴ値に対して、ウインドウ設定部１３で設定されたウインドウ幅ＷＷ、レベルＷＬに応じたＣＴ値に対してカラーマッピングを行い、カラー画像を生成する。
【００８１】
フュージョン画像生成部１５が、フュージョン画像生成処理を行う（ステップＳ６）。具体的には、フュージョン画像生成部１５は、例えば、図９（Ａ）に示すようなグレー画像と図９（Ｂ）に示すようなカラー画像とを重ね合わせて位置合わせを行い、それらを重ね合わせて図９（Ｃ）に示すフュージョン画像を生成する。具体的には、図９（Ａ）に示す画像のうち、カラーマッピングされていない領域と、図９（Ｂ）に示す画像のうち、カラーマッピングされている領域とが合成されて、フュージョン画像が生成される。フュージョン画像は、フュージョン画像データ２５として記憶部１０に記憶される。
【００８２】
続いて、医用画像処理装置２は、比較対象となる全ての画像で処理が完了したか否かを判定する（ステップＳ７）。この時点では、基準時に撮像された画像データの処理のみが行われただけである。比較対象となる全ての画像で処理が完了していない場合（ステップＳ７；Ｎｏ）、医用画像処理装置２は、ステップＳ２に戻る。
【００８３】
この場合、再び、画像再構成部１２は、画像再構成処理を行う（ステップＳ２）。この処理では、例えば、基準時から４週間後の３次元画像データに基づいて、椎体上部・椎体中部・椎体下部の２次元水平断面画像が生成され、記憶部１０にグレースケール画像データ２２として記憶される。
【００８４】
医用画像処理装置２は、基準時（受傷直後）の３次元画像データを処理しているのか否かを判定する（ステップＳ３）。この時点では、４週間後の３次元画像データを処理している。基準時（受傷直後）の３次元画像データを処理していないと判定された場合（ステップＳ３；Ｎｏ）、カラー画像生成部１４が、カラー画像生成処理を行う（ステップＳ５）。具体的には、カラー画像生成部１４は、図１０に示すように、グレースケール画像におけるＣＴ値に対して、基準時のグレースケール画像データ２２において設定されたウインドウ幅ＷＷ、レベルＷＬに応じたＣＴ値に対して色づけを行い、カラー画像を生成する。
【００８５】
続いて、フュージョン画像生成部１５が、フュージョン画像生成処理を行う（ステップＳ６）。具体的には、フュージョン画像生成部１５は、図９（Ａ）に示すグレー画像と図９（Ｂ）に示すカラー画像とを重ね合わせて図９（Ｃ）に示すフュージョン画像を生成する。生成されたフュージョン画像は、フュージョン画像データ２５として記憶部１０に記憶される。
【００８６】
続いて、医用画像処理装置２は、比較対象となる全ての画像で処理が完了したか否かを判定する（ステップＳ７）。この時点では、まだ、１２週間後に撮像された画像データの処理が行われていない。比較対象となる全ての画像で処理が完了していない場合（ステップＳ７；Ｎｏ）、医用画像処理装置２は、ステップＳ２に戻る。
【００８７】
ここでは、再び、画像再構成部１２は、画像再構成処理を行う（ステップＳ２）。ここでは、例えば、基準時から１２週間後の３次元画像データに基づいて、椎体上部・椎体中部・椎体下部の２次元水平断面の画像が生成され、グレースケールＣＴ画像データ２２として記憶部１０に記憶される。
【００８８】
医用画像処理装置２は、基準時（受傷直後）の３次元画像データを処理しているのか否かを判定する（ステップＳ３）。この時点では、１２週間後の３次元画像データを処理している。基準時（受傷直後）の３次元画像データを処理していないと判定された場合（ステップＳ３；Ｎｏ）、カラー画像生成部１４が、カラー画像生成処理を行う（ステップＳ５）。具体的には、カラー画像生成部１４は、グレースケール画像におけるＣＴ値に対して、基準時のグレースケール画像データ２２において設定されたウインドウ幅ＷＷ、レベルＷＬに応じたＣＴ値に対してカラーマッピングを行い、カラー画像を生成する。
【００８９】
続いて、フュージョン画像生成部１５が、フュージョン画像生成処理を行う（ステップＳ６）。具体的には、フュージョン画像生成部１５は、グレー画像（図９（Ａ）参照）とカラー画像（図９（Ｂ）参照）とを重ね合わせてフュージョン画像（図９（Ｃ）参照）を生成する。フュージョン画像は、フュージョン画像データ２５として記憶部１０に記憶される。
【００９０】
続いて、医用画像処理装置２は、比較対象となる全ての画像で処理が完了したか否かを判定する（ステップＳ７）。この時点では、基準時に撮像された画像データの処理のみが行われただけである。比較対象となる全ての画像で処理が完了している場合（ステップＳ７；Ｙｅｓ）、表示出力部１６が、フュージョン画像の表示出力処理を行う（ステップＳ８）。具体的には、表示出力部１６は、図１１に示すように、受傷時のフュージョン画像と、その後（４週間後、１２週間後）のフュージョン画像とを比較表示する。その後、医用画像処理装置２は、処理を終了する。
【００９１】
なお、この診断処理では、基準（４週間後、１２週間後）時のフュージョン画像、それ以降（４週間後、１２週間後）のフュージョン画像の処理を順番に行った。しかしながら、基準時、４週間後、１２週間後のグレースケールの２次元断面画像データの生成を先に行い、その後、基準時の２次元断面画像データに基づいて、ウインドウの幅ＷＷ、レベルＷＬを生成し、それから、基準時、４週間後、１２週間後のカラー画像の生成、フュージョン画像の生成を順番に行うようにしてもよい。
【００９２】
また、撮像装置１から基準時の３次元画像データを取得した時点で、基準時の３次元画像データに対して、グレースケールの２次元断面画像の生成、ウインドウデータの生成、カラー画像の生成、フュージョン画像の生成を行うようにしてもよい。それ以降に取得された３次元画像データについても、データが撮像装置１から取得される度に、同様の処理を行えばよい。そして、全てのフュージョン画像が生成された後で、それらの表示出力処理を行うようにすればよい。
【００９３】
また、上記実施の形態では、２次元グレースケールの画像を、水平断面の画像としたが、これには限られず、矢状断面の画像であってもよいし、冠状断面の画像であってもよい。図１５には、受傷時、４週間後、１２週間後の矢状断面のフュージョン画像が示されている。
【００９４】
以上詳細に説明したように、この実施の形態によれば、椎体周辺の部位をコントラスト良く表示するグレースケール画像と、椎体内部の骨量分布を色で強調して表示するカラー画像とが重ね合わせてフュージョン画像が生成される。このフュージョン画像は、椎体周辺の部位の像を消失させることなく椎体の内部状態を強調した画像となる。このため、このフュージョン画像を見れば、椎体の内部状態を適切に診断することができる。
【００９５】
また、この実施の形態によれば、表示出力部１６において、図１１に示すように、基準時のフュージョン画像と、それ以降（４週間後、１２週間後）のフュージョン画像とを比較表示することにより、骨折椎体内部の骨の内部状態の経時的変化を確認することができる。この比較表示により、骨粗鬆症性の椎体骨折における椎体での骨癒合の過程や骨量の微細な増加を視覚的に評価することができる。
【００９６】
図１１、図１５に示す画像は、例えば、第１腰椎椎体骨折の場合で、腰椎軟性装具とテリパラチドを週１回製剤投与による保存的治療を行った場合の骨折椎体の内部状態の経時的変化を示すものである。図１１、図１５に示すように、この比較表示を見れば、骨折椎体に対して、投与した製剤が、骨折椎体のどの部分（海綿骨又は皮質骨）でどのような骨量、骨密度の増加に関与しているのかを確認することができる。また、この比較表示により、骨折椎体だけでなく、骨折していない非骨折椎体でも画像処理を行い、骨折椎体と非骨折椎体との比較表示を行うようにすれば、骨折椎体と非骨折椎体との間での骨量増加に違いがあるか否かなどの確認することも可能である。
【００９７】
この医用画像解析システム１００を用いれば、ファントム等の特殊な機器が不要となるので、比較的簡便で容易に骨量変化の推移、経時的、視覚的な変化を把握することができる。
【００９８】
なお、上記実施の形態では、医用画像解析システム１００を、骨粗鬆症による椎体骨折の治療に薬剤を用いたときの効果を確認する場合について説明したが、これには限られない。骨折の有無にかかわらず、ビスホスホネート製剤、副甲状腺ホルモン（ＰＵＨ）製剤、骨粗鬆症の治療薬の効果の確認にも適用することができる。さらに、各種骨粗鬆症の治療薬を投与した場合の骨量増加・骨形成作用の違いを明らかにして製剤の効果判定に用いることができる。
【００９９】
骨密度は人によって異なる。特に骨粗鬆症の患者ではその違いは大きい。そこで、上記実施の形態における医用画像解析システム１００のフュージョン画像のカラーマッピングを行うウインドウの幅ＷＷ、レベルＷＬは、実際の海綿骨のＣＴ値、皮質骨のＣＴ値に基づいて決定される。例えば、図１６に示すように、皮質骨のＣＴ値の平均値、海綿骨のＣＴ値の平均値が高い人のウインドウはＷ１のようになり、皮質骨のＣＴ値の平均値、海綿骨のＣＴ値の平均値が低い人のウインドウはＷ２のようになる。このようにすれば、その人の骨密度に応じた分解能を有し、その人の椎体の状態をよりきめ細かく表現したフュージョン画像を表示することにより、その椎体の内部状態の経時的変化等をより鮮明に描き出すことができるようになる。
【０１００】
また、上記実施の形態では、ＣＴ値が大きくなるにつれて、青（寒色系）から赤（暖色系）までの２５６色の色彩を付与したが、これには限られない。色の数は、２５６より多くても良いし、２５６より少なくてもよい。また、ＣＴ値に対する配色も任意に設定可能である。ＣＴ値が大きくなるにつれて、色を暖色系に変更する必要はない。
【０１０１】
さらに、複数の時点におけるフュージョン画像間で、同一の部位のＣＴ値の変化量を計算により求め、ＣＴ値と骨密度との相関関係に基づいて、その骨量の変化度合量等を算出したり、画像によって可視化するようにしてもよい。
【０１０２】
この医用画像解析システム１００は、臨床での使用に適している。上記各実施の形態に係るプログラム３９は、近年急速に普及しているワークステーションにアプリケーションとして組み込むことができる。
【０１０３】
その他、医用画像処理装置２のハードウエア構成やソフトウエア構成は一例であり、任意に変更および修正が可能である。
【０１０４】
制御部３１、主記憶部３２、外部記憶部３３、操作部３４、表示部３５及び通信部３６、内部バス３０などから構成される医用画像処理装置２の処理を行う中心となる部分は、専用のシステムによらず、通常のコンピュータシステムを用いて実現可能である。例えば、前記の動作を実行するためのコンピュータプログラムを、コンピュータが読み取り可能な記録媒体（フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ等）に格納して配布し、当該コンピュータプログラムをコンピュータにインストールすることにより、前記の処理を実行する医用画像処理装置２を構成してもよい。また、インターネット等の通信ネットワーク上のサーバ装置が有する記憶装置に当該コンピュータプログラムを格納しておき、通常のコンピュータシステムがダウンロード等することで医用画像処理装置２を構成してもよい。
【０１０５】
医用画像処理装置２の機能を、ＯＳ（オペレーティングシステム）とアプリケーションプログラムの分担、またはＯＳとアプリケーションプログラムとの協働により実現する場合などには、アプリケーションプログラム部分のみを記録媒体や記憶装置に格納してもよい。
【０１０６】
搬送波にコンピュータプログラムを重畳し、通信ネットワークを介して配信することも可能である。たとえば、通信ネットワーク上の掲示板（BBS, Bulletin Board System）にコンピュータプログラムを掲示し、ネットワークを介してコンピュータプログラムを配信してもよい。そして、このコンピュータプログラムを起動し、ＯＳの制御下で、他のアプリケーションプログラムと同様に実行することにより、前記の処理を実行できるように構成してもよい。
【０１０７】
この発明は、この発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施の形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施の形態は、この発明を説明するためのものであり、この発明の範囲を限定するものではない。すなわち、この発明の範囲は、実施の形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。そして、特許請求の範囲内及びそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、この発明の範囲内とみなされる。
【符号の説明】
【０１０８】
１  撮像装置、２  医用画像処理装置、１０  記憶部、１１  データ取得部、１２  画像再構成部、１３  ウインドウ設定部、１４  カラー画像生成部、１５  フュージョン画像生成部、１６  表示出力部、２１  ＤＩＣＯＭデータ、２２  グレースケールＣＴ画像データ、２３  ウインドウデータ、２４  カラー画像データ、２５  フュージョン画像データ、３０  内部バス、３１  制御部、３２  主記憶部、３３  外部記憶部、３４  操作部、３５  表示部、３６  通信部、３９  プログラム、１００  医用画像解析システム。
【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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【図１６】
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