(57)【要約】【課題】医用画像ボリューム・データにおける３次元関心領域を、２次元画像上で簡便に指定する技術を提供する。【解決手段】本発明の一実施形態は、３次元医用画像処理システムにおける３次元医用画像データの画像表示において、ユーザによる３次元関心領域の指定を支援する。ユーザ入力に応じて３次元医用画像データにおいて表示すべき候補オブジェクトを選択し、３次元医用画像データを可視化処理して選択した候補オブジェクトを明示する画像を表示する。表示された前記候補オブジェクト画像に対するユーザ選択入力に従って、３次元関心領域を指定するためのオブジェクトを選択する。ユーザは、その選択されたオブジェクトに対して関心領域指定の入力を行う。【選択図】図４
2012085833.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザ入力を取得する入力取得部と、データ記憶装置と、画像処理部と、表示装置とを備える、３次元医用画像データの画像処理システムであって、
前記データ記憶装置は、前記３次元医用画像データを記憶し、
前記画像処理部は、前記３次元医用画像データを可視化処理して、一つ又は複数の候補オブジェクトのそれぞれを明示する一つ又は複数の候補オブジェクト画像データを生成し、その一つ又は複数の候補オブジェクト画像データを前記データ記憶装置に記憶し、
前記表示装置は、前記データ記憶装置に記憶されている前記一つ又は複数の候補オブジェクト画像データの画像を表示し、
前記画像処理部は、前記表示された画像に対するユーザ選択入力に従って、前記一つ又は複数の候補オブジェクトから３次元関心領域を指定するためのオブジェクトを選択し、
前記入力取得部は、前記選択したオブジェクトの表示画像に対する前記ユーザからの前記３次元関心領域の指定入力を受け付ける、画像処理システム。
【請求項２】
前記画像処理部は、前記３次元医用画像データを可視化処理して初期可視化画像データを生成し、その初期可視化画像データを前記データ記憶装置に記憶し、
前記表示装置は、前記初期可視化画像データによる画像を表示し、
前記画像処理部は、表示されている前記初期可視化画像に対するユーザ入力に従って、前記３次元医用画像データにおける判定領域を決定し、
前記一つ又は複数の候補オブジェクトのそれぞれの一部は、前記判定領域に含まれる、請求項１に記載の画像処理システム。
【請求項３】
前記判定領域は立体形状を有している、請求項２に記載の画像処理システム。
【請求項４】
前記判定領域は、前記初期可視化処理画像におけるユーザ指定の２次元位置を含む直線に沿って延び断面が一定形状の領域である、請求項３に記載の画像処理システム。
【請求項５】
前記一つ又は複数の候補オブジェクトは、前記３次元医用画像データ内に予め定義されている、請求項１〜４のいずれかに記載の画像処理システム。
【請求項６】
前記画像処理部は、前記３次元医用画像データにおける一つ又は複数のオブジェクトをボクセル輝度に基づき推定し、
前記一つ又は複数の候補オブジェクトは、前記推定された一つ又は複数のオブジェクトに含まれる、請求項１〜４のいずれかに記載の画像処理システム。
【請求項７】
前記画像処理システムは、前記判定領域におけるボクセルの輝度に基づき、前記判定領域における前記一つ又は複数のオブジェクトを推定し、
前記画像処理システムは、前記判定領域内で前記一つ又は複数の候補オブジェクトのそれぞれを明示する一つ又は複数の画像データを生成する、請求項２〜４のいずれかに記載の画像処理システム。
【請求項８】
前記画像処理部は、前記一つ又は複数の候補オブジェクトのそれぞれについて、方向が異なる２つの候補オブジェクト画像データを生成して前記データ記憶装置に記憶し、
前記表示装置は、前記２つの候補オブジェクト画像を同時に表示する、請求項１〜７のいずれかに記載の画像処理システム。
【請求項９】
前記画像処理部は、前記一つ又は複数の候補オブジェクトのそれぞれについて、方向が異なる２つの候補オブジェクト画像データを生成して前記データ記憶装置に記憶し、
前記表示装置は、前記２つの候補オブジェクト画像を同時に表示し、
前記２つの候補オブジェクト画像の一つは、前記判定領域において前記候補オブジェクトの位置を明示する、請求項２〜４のいずれかに記載の画像処理システム。
【請求項１０】
前記表示装置は、前記２つの候補オブジェクト画像の複数の組を順次表示する、請求項９に記載の画像処理システム。
【請求項１１】
前記画像処理部は、前記３次元関心領域の画像データとして、３次元領域抽出処理のパラメータを前記データ記憶装置に記憶し、
前記画像処理部は、前記パラメータを使用して、前記３次元領域画像抽出処理により前記３次元医用画像データにおける前記３次元関心領域の画像データを生成する、請求項１〜１０のいずれかに記載の画像処理システム。
【請求項１２】
医用画像処理システムにおける３次元医用画像データの画像表示において、ユーザによる３次元関心領域の指定を支援する処理をプロセッサに実行させるプログラムであって、前記処理は、
前記３次元医用画像データを可視化処理して、一つ又は複数の候補オブジェクトのそれぞれを明示する一つ又は複数の候補オブジェクト画像データを生成し、その一つ又は複数の候補オブジェクト画像データをデータ記憶装置に記憶し、
前記データ記憶装置に記憶されている前記一つ又は複数の候補オブジェクト画像データを表示装置に出力し、
表示された前記一つ又は複数の候補オブジェクト画像に対するユーザ選択入力に従って、前記一つ又は複数の候補オブジェクトから前記３次元関心領域を指定するためのオブジェクトを選択し、
前記選択したオブジェクトの画像表示に対する前記ユーザからの前記３次元関心領域の指定入力を受け付ける、ことを含むプログラム。
【請求項１３】
前記処理は、
前記３次元医用画像データを可視化処理して初期可視化画像データを生成し、その画像データを前記データ記憶装置に記憶し、
前記初期可視化画像データを前記表示装置に出力し、
表示されている前記初期可視化画像に対するユーザ入力に従って、前記３次元医用画像データにおける判定領域を決定し、
前記一つ又は複数の候補オブジェクトのそれぞれの一部は、前記判定領域に含まれる、請求項１２に記載のプログラム。
【請求項１４】
３次元医用画像データ処理システムにおける画像処理方法であって、
前記３次元医用画像データをデータ記憶装置に記憶し、
前記３次元医用画像データを可視化処理して一つ又は複数の候補オブジェクトのそれぞれを明示する一つ又は複数の候補オブジェクト画像データを生成し、その一つ又は複数の候補オブジェクト画像データを前記データ記憶装置に記憶し、
前記データ記憶装置に記憶されている前記一つ又は複数の候補オブジェクト画像データによる画像を表示し、
前記表示された一つ又は複数の画像に対するユーザ選択入力に従って、前記一つ又は複数の候補オブジェクトから３次元関心領域を指定するためのオブジェクトを選択し、
前記選択したオブジェクトの表示画像に対する前記ユーザからの前記３次元関心領域の指定入力を受け付ける、画像処理方法。
【請求項１５】
前記３次元医用画像データを可視化処理して初期可視化画像データを生成し、その初期可視化画像データを前記データ記憶装置に記憶し、
前記初期可視化画像データを表示し、
表示されている前記初期可視化画像に対するユーザ入力に従って、前記３次元医用画像データにおける判定領域を決定し、
前記一つ又は複数の候補オブジェクトのそれぞれの一部は、前記判定領域に含まれる、請求項１４に記載の画像処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３次元医用画像データの画像処理システム、その画像処理方法及びプログラムに関し、特に、医用画像ボリューム・データから生成した２次元画像上での３次元関心領域指定を支援する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線ＣＴ(Ｘ−ｒａｙ  Ｃｏｍｐｕｔｅｄ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ)装置やＭＲＩ(Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ  Ｉｍａｇｉｎｇ)装置等に代表される医用画像検査装置を用いた診断では、医者が、撮影された３次元医用画像データ(以下、「医用画像ボリューム・データ」、「ボリューム・データ」ともいう)から得られる可視化画像を診断の補助として使用する場合がある。
【０００３】
可視化画像は、医用画像ボリューム・データに対して複数の医用画像処理アルゴリズムを用いて可視化処理を行うことで得られる。ここで用いる医用画像処理アルゴリズムとしては、入力ボリューム・データから必要な組織だけを抽出して表示する方法エッジを強調して表示する方法等、診断目的に応じた複数の方法が存在する。
【０００４】
また近年、技術の進歩により、医用画像撮像装置が一度に撮影可能な断層画像（以下、「スライス画像」ともいう）の枚数が加速度的に増加しており、撮影結果として出力されるボリューム・データの量も膨大なサイズとなっている。
【０００５】
そのため、医用画像を使用した診断において、スライス画像ごとの読影に加えて、Ｖｏｌｕｍｅ  Ｒｅｎｄｅｒｉｎｇ（ＶＲ）、Ｍａｘｉｍｕｍ  Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ  Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ（ＭＩＰ）等の３次元再構成手法を用いて再構成した２次元画像を読影することが主流になっている。しかし、３次元の情報を持つ対象物の２次元画像において対象物の３次元位置を指定するには、２次元平面内の位置情報に加え、２次元平面上で奥行き方向の情報を扱う必要がある。
【０００６】
読影医は、読影結果をレポートとして主治医へ報告するが、２次元画像上で３次元的な位置を表現することは難しく、そのことが原因となり、読影医−主治医間の情報交換がスムーズにいかない場合も多い。
【０００７】
また、これまでは電子カルテ（レポート）と３次元医用画像データは個別に扱われていたが、近年は電子カルテと医用画像サーバであるＰＡＣＳ（Ｐｉｃｔｕｒｅ  Ａｒｃｈｉｖｉｎｇ  ａｎｄ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ）を一つのシステムとして利用する場合も増えてきており、２次元画像上で３次元位置を簡易に選択することができる方法が求められている。これらの要求に対し、次に述べるような技術が、先行技術として提案されている。
【０００８】
特許文献１は、医用スライス画像を積み上げて３次元対象物の画像を表示した場合、その画像上の指定した一点のスライス画像上での座標及びこの座標の属するスライス画像番号を求める技術であり、任意の視点で表示した３次元対象物の画像上での一点の座標と、回転によって得たその点の軌跡上の任意の一点の座標とから、コンピュータ内の処理により、そのスライス画像番号及び座標を算出する技術である。
【０００９】
特許文献２は、複数の２次元ウインドに基づいて、点の３次元座標を確定する画像処理方法である。特許文献３は、３次元データを平面上に投影した２次元画像を表示するとき、２次元画像中の注目点とその周囲の関心領域について、その他の領域との立体的な位置関係を任意の方向から表示できるようにすることを目的とした技術である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平６−２７４５９９号公報
【特許文献２】特開平８−２１２３９０号公報
【特許文献３】特開平９−８１７８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上述のように、２次元平面に投影された３次元画像に対して、３次元座標で表される点又は領域を２次元平面上で指定する方法として、複数の視点から投影された複数の投影画像を利用してそれを指定する方法がこれまでに提案されてきている。しかし、医療診断の対象となる生体は多くの組織及び器官からなる複雑な構成を有しており、医療診断においては、３次元関心領域を、２次元画像を用いてより迅速かつ容易に指定することができる技術が求められている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の一態様は、ユーザ入力を取得する入力取得部と、データ記憶装置と、画像処理部と、表示装置とを備える、３次元医用画像データの画像処理システムである。前記データ記憶装置は、前記３次元医用画像データを記憶する。前記画像処理部は、前記３次元医用画像データを可視化処理して、一つ又は複数の候補オブジェクトのそれぞれを明示する一つ又は複数の候補オブジェクト画像データを生成し、その一つ又は複数の候補オブジェクト画像データを前記データ記憶装置に記憶する。前記表示装置は、前記データ記憶装置に記憶されている前記一つ又は複数の候補オブジェクト画像データの画像を表示する  前記画像処理部は、前記表示された画像に対するユーザ選択入力に従って、前記一つ又は複数の候補オブジェクトから３次元関心領域を指定するためのオブジェクトを選択する。前記入力取得部は、前記選択したオブジェクトの表示画像に対する前記ユーザからの前記３次元関心領域の指定入力を受け付ける。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、医用画像ボリューム・データにおける３次元関心領域を、２次元画像上で簡便に指定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施形態に係る医用画像処理システムの構成を模式的に示すシステム構成図である。
【図２】本実施形態において、画像処理装置で実行される３次元関心領域指定処理の一例を示すフローチャートである。
【図３】本実施形態に係る医用画像処理システムの一部構成を模式的に示すブロック図である。
【図４】本実施形態において、３次元関心領域指定処理に利用する２次元指定位置と判定領域を説明する図である。
【図５Ａ】本実施形態において、オブジェクトを指定するステップにおける画面表示の一例を示す図である。
【図５Ｂ】本実施形態において、オブジェクトを指定するステップにおける画面表示の一例を示す図である。
【図５Ｃ】本実施形態において、オブジェクトを指定するステップにおける画面表示の一例を示す図である。
【図５Ｄ】本実施形態において、オブジェクトを指定するステップにおける画面表示の一例を示す図である。
【図５Ｅ】本実施形態において、オブジェクトを指定するステップにおける画面表示の一例を示す図である。
【図５Ｆ】本実施形態において、オブジェクトを指定するステップにおける画面表示の一例を示す図である。
【図６】本実施形態において、オブジェクトを指定するステップにおける画面表示の他の例を示す図である。
【図７】本実施形態において、ボクセルの輝度の変化を利用してオブジェクトを抽出する方法を説明する図である。
【図８】本実施形態において、ボクセルの輝度の分布を利用してオブジェクトを推定する方法を説明する図である。
【図９】本実施形態のボクセルの輝度分布を利用したオブジェクト推定処理が参照する、輝度とオブジェクトの対応を示すオブジェクト輝度対応表の一例である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、本発明の実施形態を、図を参照しながら詳細に説明する。説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略及び簡略化がなされている。又、各図面において、同一要素には同一の符号が付されており、説明の明確化のため、必要に応じて重複説明は省略されている。
【００１６】
本実施形態の医用画像処理システムは、３次元医用画像データ（以下において医用画像ボリューム・データ又はボリューム・データとも呼ぶ）に対するユーザ（主に医師）の３次元関心領域（以下において関心領域とも呼ぶ）の指定を支援する。関心領域は、ボリューム・データが表す対象物において、ユーザが詳細な画像表示を行うことを望む領域である。
【００１７】
医用画像処理システムは、ユーザ入力に応じてボリューム・データから一つ又は複数のオブジェクトの２次元画像を生成し、それらを表示する。オブジェクトは、医用画像処理システムにおいて、組織、器官又は器官における区域など、生体における一単位を表す。医用画像ボリューム・データおけるオブジェクトは、画像処理システムにおいて扱われる一纏まりのボクセルであり、生体における実際の組織や器官と一致することが好ましいが、一致していないこともある。
【００１８】
本実施形態において、ユーザは、表示された一つ又は複数の表示されたオブジェクト画像から、少なくとも一つのオブジェクト画像を選択する。ユーザは、選択したオブジェクトの画像に対しする入力により関心領域を指定することができる。このように、ユーザによる関心領域の指定のため、ユーザ入力に応じてオブジェクトの画像を自動的に表示することで、ユーザは関心領域の指定を簡便かつ迅速に行うことができる。
【００１９】
図１は、本実施形態の医用画像処理システムの構成を模式的に示すブロック図である。図１に示すように、医用画像処理装置システム１は、医用画像ボリューム・データ及びそれに関わるデータを記憶する不揮発性記憶媒体を備える外部記憶装置１０、Ｘ線ＣＴ装置やＭＲＩ装置等の医用画像撮像装置で撮像されたボリューム・データに対して画像処理を行う画像処理装置１１、画像処理された画像を表示する表示装置１２、各処理の開始等の指示や、画面に対する操作を入力する入力装置１３を備える。
【００２０】
入力装置１３の典型的な例は、キーボード及びポインタ・デバイスである。画像処理装置１１は、ネットワーク及びそのネットワークに接続された入出力用計算機を介して、表示装置１２及び入力装置１３に接続されてもよい。利用者は、入出力用計算機を介して、画像処理装置１１にアクセスする。また、外部記憶装置１０は、画像処理装置１１に直接に又はネットワークを介して接続することができる。典型的には、外部記憶装置１０は、磁気ディスクを備えるハードディスク・ドライブ又は半導体不揮発性記憶媒体を備えるフラッシュメモリ装置である。
【００２１】
画像処理装置１１は、データの演算処理を実行するプロセッサであるＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）１４とＣＰＵ１４が処理するデータ（実行するプログラムを含む）を記憶する内部メモリ１５とを含む。ＣＰＵ１４は、プログラムに従って動作することで、画像処理アルゴリズム実行部１４１、入力操作取得部１４２及び指定領域算出部１４３として機能する。さらに、画像処理アルゴリズム実行部１４１としての動作において、ＣＰＵ１４は、可視化処理実行部１４４及びオブジェクト処理実行部１４５として機能する。ＣＰＵ１４の処理の少なくとも一部は、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）が行ってもよい。特に、画像処理アルゴリズム実行部１４１の処理の一部をＧＰＵが行うことで、より高速な処理を実現できる。
【００２２】
画像処理アルゴリズム実行部１４１において、可視化処理実行部１４４は、ボリューム・データに対して可視化処理を実行し表示装置に表示する。オブジェクト処理実行部１４５は、オブジェクトに対する処理やそれに関わる判断を行う。入力操作取得部１４２は、入力装置１３からの入力を取得する。指定領域算出部１４３は、入力操作取得部１４２から得たユーザ入力に基づき、ボリューム・データにおいてユーザが指定した領域を算出する。これらの機能部の詳細は後述する。
【００２３】
ＣＰＵ１４は、内部メモリ１５内のそれぞれの記憶領域に記憶されているプログラムから選択されたコマンドに従って動作する。従って、ＣＰＵ１４の動作により実現される機能部を主語とする説明は、プログラムを主語とした説明でもよい。プログラムの一部又は全部は、専用ハードウェアによって実現してもよい。プログラムは、プログラム配布サーバや、計算機読み取り可能媒体によって画像処理システム１にインストールすることができ、外部記憶装置１０の記憶領域に記憶することができる。
【００２４】
データ記憶装置の一例である内部メモリ２０は、典型的には、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）であり、メインメモリとキャッシュ・メモリを含む。内部メモリ２０は、プログラムの他、ボリューム・データ及びそれに関わる情報（データ）を記憶する。具体的には、入力操作取得部１４２が取得したデータ、画像処理アルゴリズム実行部１４１及び指定領域算出部１４３が生成したデータを、それらの記憶領域に記憶する。ボリューム・データは、外部記憶装置１０から内部メモリ１５にロードされる。プログラム間のデータ転送は、内部メモリ１５を介して行われる。
【００２５】
以下において、本実施形態の医用画像処理システム１において、ボリューム・データにおける３次元関心領域を指定する処理を説明する。医用画像処理システム１は、ボリューム・データの２次元可視化画像を表示し、その表示に対するユーザの入力に従って、一つ又は複数のオブジェクトの画像を表示する。
【００２６】
オブジェクトがボリューム・データにおいて定義されている場合、医用画像処理システム１は、定義されているオブジェクトの画像を表示する。オブジェクトがボリューム・データにおいて定義されていない場合、医用画像処理システム１は、ボリューム・データからオブジェクトを推定し、そのオブジェクトの画像を表示する。
【００２７】
医用画像処理システム１は、複数のオブジェクトの画像を順次又は一括して表示する。ユーザは、一つのオブジェクト画像を選択し、その選択したオブジェクトの画像において関心領域を指定する。医用画像処理システム１は、指定された関心領域を表示する。
【００２８】
図２のフローチャートに従って、２次元画像上で３次元関心領域を指定する処理の全体の流れを説明する。この処理の説明において、適宜、図３を参照する。図３は、図１に示す画像処理システム１における一部の構成を示し、その一部構成における本処理でのデータの流れを模式的に示している。
【００２９】
図２に示すように、画像処理装置１１は、入力装置１３からの入力もしくは外部システム（を介した入力装置１３）からの指示で、３次元領域指定処理を開始する（Ｓ１０）。図３に示すように、外部記憶装置１０から内部メモリ１５にボリューム・データ１５１が転送される。
【００３０】
次に、可視化処理実行部１４４（画像処理アルゴリズム実行部１４１）は、内部メモリ１５に記憶されているボリューム・データ１５１を取得し、そのボリューム・データに対して可視化処理を実行し、初期可視化画像データ１５２を生成する（Ｓ１１）。図３に示すように、生成された初期可視化画像データ１５２は、内部メモリ１５に記憶される。その後、初期可視化画像データ１５２は表示装置１２に転送され、表示装置１２が初期可視化画像を表示する（Ｓ１２）。
【００３１】
ステップ１２において可視化処理実行部１４４が行う可視化処理とは、ボリューム・データ１５１から２次元の可視化画像（データ）を生成する処理である。この可視化処理は、例えば、３次元可視化方法及び断面生成方法を使用することができる。
【００３２】
３次元可視化方法の例は、ボクセル値から透明度を設定し、各視線上にあるボクセルにおける光の吸収と拡散を考慮してボクセルの光を加算し、対象物を立体的に表示するボリューム・レンダリング（Ｖｏｌｕｍｅ  Ｒｅｎｄｅｒｉｎｇ：ＶＲ）、各視線上にあるボクセルの最大のボクセル値を投影するＭＩＰ（Ｍａｘｉｍｕｍ  Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ  Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ）等である。
【００３３】
断面生成方法の例は、Ａｘｉａｌ、Ｓａｇｉｔｔａｌ、Ｃｏｒｏｎａｌ等の規定された断面や任意断面での断面図を表示するＭｕｌｔｉ  Ｐｌａｎａｒ  Ｒｅｆｏｒｍａｔ（ＭＰＲ）、任意曲面での断面図を表示するＣｕｒｅｖｅｄ  Ｍｕｌｔｉ  Ｐｌａｎａｒ  Ｒｅｆｏｒｍａｔ（ＣＭＰＲ）等である。
【００３４】
可視化処理実行部１４４は、表示装置１２を使用して初期可視化画像を表示する。この初期可視化画像データ１５２を生成する可視化処理（Ｓ１１）の対象範囲及び使用する可視化手法は、予め設定されている、若しくは、ユーザが入力装置１３を介してそれらを指定することができるようにしてもよい。
【００３５】
ユーザは、入力装置１３によって、表示装置１２に表示された２次元初期可視化画像における位置を指定する。入力操作取得部１４２は、表示装置１２に表示された初期可視化画像に対して指定された指定２次元位置を入力装置１３から受け取る。例えば、ユーザが入力装置１３としてマウスを使用する場合、カーソルでの指定やクリック等で表示画面上において指定される２次元座標が、指定２次元位置である。この２次元位置は、可視化画像内における座標である。
【００３６】
入力操作取得部１４２は、指定２次元位置の２次元座標と、現在表示されている初期可視化画像の位置を１次元座標として取得し、指定領域算出部１４３にその情報を転送する。初期可視化画像の位置は、初期可視化画像が断面画像である場合はそのスライス位置、初期可視化画像がＶＲ画像やＭＩＰ画像などの投影画像である場合は、その投影面の位置である。初期可視化画像の１次元座標が規定値である場合には、指定２次元位置の２次元座標のみを指定領域算出部１４３に送ればよい。
【００３７】
この１次元座標は、例えば、ボリューム・データ１５１における特定座標軸上の、初期可視化画像の中心位置の座標である。上述のように、この１次元座標（可視化画像位置）は、予め設定されている若しくはユーザの指定により決定される。１次元座標は、初期可視化画像上のいずれの点を基準として決定してもよく、上記指定座標を基準に決定してもよい。
【００３８】
指定領域算出部１４３は、指定２次元位置の２次元座標及び初期可視化画像の１次元座標から、ボリューム・データ１５１における３次元座標を算出する（Ｓ１３）。さらに、指定領域算出部１４３は、算出した３次元座標を指定位置（初期位置）として、画像処理アルゴリズム実行部１４１のオブジェクト処理実行部１４５へ転送する。
【００３９】
可視化画像が平面の断面画像又は投影画像である例において、指定領域算出部１４３は、平面画像の中心位置における上記特定座標の座標、平面画像のボリューム・データにおける法線方向ベクトル及び指定２次元位置の２次元座標から、ボリューム・データにおける座標を算出することができる。画像が球面の一部である場合には、例えば、その画像の曲率中心のボリューム・データにおける座標を使用して座標を算出することができる。
【００４０】
指定領域算出部１４３は、取得した初期位置から判定領域を決定し、図３に示すように、その判定領域を特定するデータ１５３を内部メモリ１５に記憶する。さらに、図２に示すように、オブジェクト処理実行部１４５は、その判定領域特定データ１５３が示す領域内に、ボリューム・データ１５１内で定義されているオブジェクトが存在するか否かを決定する（Ｓ１４）。オブジェクトの少なくとも一部が判定領域内にあるとき、オブジェクト処理実行部１４５は、そのオブジェクトが判定領域内に存在していると判定する。
【００４１】
オブジェクトは、上述のように、対象物である生体の一単位であり、例えば皮膚、骨、血管、胃、肝臓、脳等といった器官や組織である。判定領域は、上記初期位置を含む、線、所定の外形を有する面又は所定の外形を有する立体領域である。判定領域及び定義されたオブジェクトの有無の決定方法の詳細は後述する。
【００４２】
判定領域内において、ボリューム・データ１５１内で定義されているオブジェクトが存在しない場合、オブジェクト処理実行部１４５は、オブジェクト推定処理（Ｓ１５）を実行する。オブジェクト推定処理は、ボリューム・データ１５１における判定領域内のオブジェクトを推定する。オブジェクト推定処理の詳細は、後に、図７〜図９を参照して説明する。
【００４３】
オブジェクト処理実行部１４５は、図３に示すように、判定領域内にあるオブジェクト（候補オブジェクト）を特定するデータ１５４を内部メモリ１５に記憶する。なお、図２のフローチャートには示していないが、判定領域内にボリューム・データ１５１内で定義されたオブジェクトも推定されるオブジェクトも存在しない場合、ユーザは、オブジェクト選択をすることなく、関心領域を指定する（Ｓ１８）。
【００４４】
次に、図２に示すように、可視化処理実行部１４４は、候補オブジェクトの画像（候補オブジェクト画像）を表示する（Ｓ１６）。具体的には、図３に示すように、可視化処理実行部１４４は、ボリューム・データ１５１と候補オブジェクト特定データ１５４から、候補オブジェクト画像データ１５５を生成し、内部メモリ１５に記憶する。その候補オブジェクト画像データ１５５は表示装置１２に送られる。
【００４５】
表示装置１２は、オブジェクト画像データが表すオブジェクトの画像を表示する。複数の候補オブジェクトが存在する場合、候補オブジェクト画像は順次表示又は一括表示される。候補オブジェクト画像の表示方法の詳細は、図５Ａ〜図５Ｆ及び図６を参照して、後に説明する。
【００４６】
ユーザは、画像表示装置１２に表示されているオブジェクトを視認し、そのオブジェクトを関心領域の指定のために使用するか否かを決定し、その決定を入力装置１３により入力する（Ｓ１７）。ユーザが表示された全ての候補オブジェクトの画像を使用しないと決定すると（Ｓ１７におけるＮ）、処理は関心領域指定のステップ（Ｓ１９）に移る。
【００４７】
ユーザが表示されたオブジェクトの画像を関心領域の指定において利用すると決定（入力）し（Ｓ１７におけるＹ）、利用するオブジェクトの画像を入力装置１３による選択する（Ｓ１８）。典型的には、ユーザによる表示されている候補オブジェクト画像の選択が、そのオブジェクト画像の利用決定の入力である。
【００４８】
表示装置１２が目的のオブジェクトを候補オブジェクトとして表示した時点で、ユーザは入力装置１３により決定するという情報を入力する。入力操作取得部１４２は、候補オブジェクトが選択オブジェクトとして選択されたという情報を指定領域算出部１４３に転送する。指定領域算出部１４３は、その候補オブジェクトを選択オブジェクトとして定義する。
【００４９】
その後、処理は、関心領域指定ステップ（Ｓ２０）に移る。可視化処理実行部１４４は、選択されたオブジェクトの画像を、表示装置１２により表示する。複数の候補オブジェクトの画像が画面上に表示される構成においては、典型的には、選択された一つのオブジェクトの拡大画像を新たに表示する。候補オブジェクトの画像が順次表示される構成においては、選択されたときの画像をそのまま使用する又は新たに選択画像を再表示する。
【００５０】
ユーザは、表示されているオブジェクトの画像において、関心領域を指定するための入力を行う。オブジェクト画像における関心領域の指定方法の詳細は、後述する。可視化処理実行部１４４は、ユーザが入力装置１３により指定した関心領域の画像を、表示装置１２により表示する。
【００５１】
具体的には、指定領域算出部１４３は、入力操作取得部１４２から取得した入力データとオブジェクト処理実行部１４５から取得した対象オブジェクトの座標データから、指定された関心領域を示すボリューム・データ１５１にける座標データを算出する。可視化処理実行部１４４は、指定領域算出部１４３から、算出された上記座標データを取得する。
【００５２】
可視化処理実行部１４４は、指定領域算出部１４３から取得した座標データとボリューム・データ１５１から、指定された関心領域の画像データ１５６を生成し、内部メモリ１５に記憶する。関心領域画像データ１５６は、表示装置１２に転送され、表示装置１２は関心領域画像データが表す画像を表示する。
【００５３】
ユーザにとって所望の関心領域が表示されている場合（Ｓ２０におけるＹ）、関心領域指定処理は終了（Ｓ２１）する。所望の関心領域が表示されていない場合（Ｓ２０におけるＮ）、ユーザは入力装置１３により、関心領域指定処理を完了しないことを示す入力を行う。処理は、初期位置特定ステップ（Ｓ１３）及びそれ以降のステップを再実行する。設計によっては、処理は、可視化処理ステップ（Ｓ１１）又は可視化表示ステップ（Ｓ１２）から開始してもよい。
【００５４】
また、一つのボリューム・データに対して複数の関心領域を指定する場合、処理は、一旦終了（Ｓ２１）した後、初期位置特定ステップ（Ｓ１３）から開始する。上記と同様に、処理は、可視化処理ステップ（Ｓ１１）又は可視化表示ステップ（Ｓ１２）から開始してもよい。この場合、可視化処理実行部１４４は、例えば、すでに指定が完了している関心領域に対して色づけを行い、その領域が関心領域として既に指定されたことがあるということをユーザが視認できるようにすることが好ましい。
【００５５】
また、好ましい構成において、既に関心領域として指定されている領域に含まれるボクセルを新たに指定する関心領域に含ませることができるか、若しくは一つのボクセルは一つの関心領域のみに属すのか、ということが設定可能である。指定領域算出部１４３は、既にいずれかの関心領域に属しているボクセルと、そうでないボクセルに対して異なる処理を行うように構成されていてもよい。
【００５６】
＜判定領域＞
以下において、図２に示すフローチャートにおけるいくつかのステップの詳細を説明する。まず、ステップ１４の判定ステップについて具体的に説明を行う。ステップ１４は、判定領域（の少なくとも一部）と（少なくともその一部が）重なるオブジェクトを特定する。判定の対象となるオブジェクトは、ボリューム・データ１５１内で定義されているオブジェクトである。
【００５７】
図４を参照して、判定領域の好ましい例を説明する。図４の左図は、頭部のボリューム・データをＶＲによって可視化表示した画像を模式的に示す図であり、ユーザが２次元位置を指定する初期可視化画像である。ＶＲ画像の投影面は、頭部の前に位置している。本例においては、頭部の外側から皮膚、頭骨、脳の各オブジェクトが示されている。
【００５８】
図４の左図において、図に向かって左から右にＸ軸が延び、上から下にＹ軸が延びてい
る。また、図の手前から奥に向かってＺ軸が延びている。Ｚ軸の方向は、初期可視化画像（の投影面）の法線方向と一致している。ユーザが指定した２次元位置２１は×で示されている。さらに、判定領域２３は円で囲まれた領域であり、その指定位置２１を含んでいる。
【００５９】
図４の右図は、同じ頭部のボリューム・データを、Ｘ軸方向を法線とする投影面において、ＶＲによって可視化表示した画像を模式的に示す図である。図に向かって左から右にＺ軸が延び、上から下にＹ軸が延びている。また、図の奥から手前に向かってＸ軸が延びている。本例において、指定位置２１のＺ座標は、ボリューム・データ１５１における最も手前の位置（Ｚ＝０）である。指定位置２１からＺ軸に沿って延びる直線は、判定直線２２である。図４から理解されるように、判定領域２３は、判定直線２２を含み、Ｚ軸に沿って延びる円筒内の領域（円柱形状の領域）である。
【００６０】
オブジェクト処理実行部１４５は、判定領域２３が少なくともその一部を含むオブジェクトを特定する。オブジェクトは、ボリューム・データ１５１において定義されている。オブジェクトは、ボリューム・データ内の一つ又は複数のボクセルから構成されており、オブジェクト内のボクセルは、そのオブジェクトに属すると定義されている。
【００６１】
ボリューム・データ１５１においてオブジェクトを定義する手法の一つは、マスクを使用する。マスクは、そのマスクが関連付けられた領域を覆い、その領域を特定し他の領域から区別するデータである。マスクは、ＤＩＣＯＭ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｉｍａｇｉｎｇ  ａｎｄ  ＣＯｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  ｉｎ  Ｍｅｄｉｃｉｎｅ）のタグ情報として保存してもよく、マスクの情報がボリューム・データとは別のフォーマットで保存されていてもよい。
【００６２】
図４に示す好ましい例において、判定領域２３は、指定位置２１からＺ軸に沿って延びる判定直線２２を中心とする円柱状の立体領域である。オブジェクト処理実行部１４５は、判定領域２３に含まれる各ボクセルについて、いずれかのオブジェクトに属していると定義されているか否かを判定する。判定領域２３内のボクセルがオブジェクトに属すると定義されている場合、オブジェクト処理実行部１４５は、そのオブジェクトを表示すべき候補オブジェクトと決定する。
【００６３】
判定領域は、典型的には、ユーザによる指定ない限り、対象物の一方の外端から他方の外端まで延びている。判定領域は、本例のような立体領域の他、連なるボクセルからなる線又は所定の形状を有する面でもよい。例えば、図４の例において、オブジェクト処理実行部１４５は、判定直線２２を判定領域として使用することができる。判定直線２２上のボクセルがオブジェクトに属する場合、オブジェクト処理実行部１４５は、そのオブジェクトを表示すべき候補オブジェクトと決定する。
【００６４】
線は、判定領域の好ましい形状の一つである。線である判定領域は、ユーザが望む部分のみを含むことができる。判定領域と対象物との関係を把握しやすいように又処理の簡易性の点から、線は直線であることが好ましい。
【００６５】
一方、判定領域が線である場合、指定位置の数ボクセルのずれによって、表示される候補オブジェクトが変わってしまう。そのため、さらに好ましい構成において、判定領域は所定の外形を有する立体領域である。これにより、指定位置のわずかなずれにより影響されることなく、ユーザが望む領域の候補オブジェクトを適切に表示することができる。
【００６６】
判定領域と対象物との関係の把握容易性及び処理の簡易性の点から、立体領域は、ユーザ指定位置を含む直線方向において延び、その直線を法線とする断面形状が一定の立体であることが好ましい。典型的な断面形状は、図４の判断領域２３のように、円である。
【００６７】
図４の例において、判定直線２２の方向は、初期可視化画像（の投影面）の法線方向である。判定領域がユーザの指定２次元位置から延びる方向は、判定領域と対象物との関係を把握容易性及び処理の簡易性の点から、この方向であることが好ましい。同様に点から、判定直線の方向を、初期可視化画像における指定位置の視線方向と一致させてもよい。初期化可視化画像が断面である場合、指定位置における視線方向は、その法線方向である、設計によっては、判定直線の方向は、これらと異なる方向であってもよい。
【００６８】
また、判定領域の形状（外形及びその延びる方向を含む）は、予め設定されていてもよく、ユーザにより指定可能であってもよい。ユーザ指定可能な構成において、指定領域算出部１４３は、入力装置１３によるユーザ入力に応じて判定領域の形状を決定する。例えば、ユーザは、直線及び円柱の一方の形状を選択する。直線を選択した場合には、その方向を指定し、円柱を選択した場合にその方向と断面の大きさを指定する。
【００６９】
＜オブジェクトの選択＞
次に、判定領域と重なる候補オブジェクト画像の表示及びユーザによる関心領域指定のためのオブジェクトの選択（Ｓ１６〜Ｓ１８）について具体的に説明を行う。まず、図４に示した例に従い、判断領域２３内の候補オブジェクト画像の表示及びユーザによるオブジェクトの選択の例を説明する。
【００７０】
図５Ａ〜図５Ｆは、表示装置１２の異なる画面表示を示している。本例において、表示装置１２は、図５Ａ〜図５Ｆの画像を順に画面上に表示する。図５Ａ〜図５Ｆにおいて、表示装置１２の画面は、判定領域２３内の候補オブジェクトの画像を表示している。本例においては、皮膚３１、頭骨３２及び脳３３が、判定領域２３内のオブジェクトである。皮膚３１が最も外側にあり、その内側に頭骨３２があり、頭骨の内側に脳３３がある。
【００７１】
図５Ａ〜図５Ｆの各図において、左図は頭部の前に設定した投影面に対する画像であり、右図は頭部の横に設定した投影面に対する画像である。本例において、左図及び右図は、３次元情報を有する２次元画像であり、ＶＲやＭＩＰの手法を使用して形成された画像である。図５Ａ〜図５Ｆの左図は、候補オブジェクトを強調して表示している。右図は、候補オブジェクトを指示する候補位置２４を表示している。これらの点は、図４と同様である。そのため、図５Ａ〜図５Ｆには、図４におけるＸ、Ｙ、Ｚ軸が適用される。
【００７２】
表示装置１２は、ユーザ入力に従って、図５Ａ〜図５Ｆの画像を順に画面上に表示する。いずれかの画像においてオブジェクトをユーザが選択すると、画像処理装置１１は、それ以降の画像を表示することなく、関心領域指定のステップ（図２におけるＳ１９）に移る。画像処理装置１１は、全ての画像を表示した後に、ユーザの選択を受け付けてもよい。
【００７３】
表示装置１２は、最初に、図５Ａの画像を表示する。図５Ａは、最も外側のオブジェクトである皮膚３１を候補オブジェクトとして選択した画像を示している。可視化処理実行部１４４は、オブジェクト処理実行部１４５からオブジェクト３１についての情報を取得し、図５Ａにおける二つの画像５１、５２の画像データを生成する。
【００７４】
具体的には、オブジェクト処理実行部１４５は、指定位置２１からＺ方向に伸ばした直線（判断直線２２）上において、指定位置２１に最も近いオブジェクト３１を特定する。ボリューム・データ１５１においてオブジェクトが定義されている場合にはボリューム・データ１５１に付随するオブジェクトの情報から、定義されていない場合にはボリューム・データ１５１において推定したオブジェクトに関する情報から、オブジェクト処理実行部１４５は、指定位置２１に最も近いオブジェクトを特定することができる。
【００７５】
可視化処理実行部１４４、オブジェクト３１に関する情報をオブジェクト処理実行部１４５から取得し、図５Ａに示す二つの画像５１、５２の画像データを生成する。右図５２の画像データは、頭部の可視化画像のデータと、その画像における候補位置２４を表示するデータと含む。候補位置２４は、判定直線２３と候補オブジェクトである皮膚３１との交差位置であって、指定位置２１に最も近い位置である。図５Ａに示すように、右図５２は、頭部の可視化画像に加え、候補位置２４を示す図形を含む。
【００７６】
可視化処理実行部１４４は、二つの画像５１、５２において候補オブジェクト３１を明確に視認できるよう、候補オブジェクト３１を明示する。図５Ａの例は、模式的に、候補オブジェクト（皮膚）３１の輪郭を実線で、それ以外のオブジェクトの輪郭を点線で表示している。
【００７７】
好ましい構成において、可視化処理実行部１４４は、画像データ５１、５２の生成において、候補オブジェクト３１に属するボクセルと、それら以外のボクセルとに対して、異なる可視化処理を行う。例えば、可視化処理実行部１４４は、候補オブジェクト３１に属するボクセルをＶＲにより可視化処理し、他のボクセルをＭＩＰにより可視化処理して、画像データ５１、５２を生成する（図５Ａにおける実線はＶＲ、点線はＭＩＰ）。
【００７８】
このように、候補オブジェクトとそれ以外の部分とに異なる可視化手法を適用して画像データを生成することで、可視化画像は、候補オブジェクトを他の部分共に表示すると共に、候補オブジェクトを他の部分から明確に区別して表示することができる。
【００７９】
可視化処理実行部１４４は、他の方法により、候補オブジェクトを区別して表示してもよい。例えば、可視化処理実行部１４４は、候補オブジェクト３１に属するボクセルのみを表示して、他の部分（図５Ａにおける点線部分）を表示しない。他の例において、可視化処理実行部１４４は、全てのボクセルに対して同じ可視化手法を適用するが、候補オブジェクトに属するボクセルに対しては、他のボクセルとは異なる色又は透明度を設定することで、候補オブジェクトを他の部分から区別して表示することができる。
【００８０】
ユーザによる視認容易性の点から、左図５１の画像データの生成と右図５２の画像データの生成は、同様の可視化処理を使用することが好ましい。しかし、可視化処理実行部１４４は、二つの画像のデータ生成において、異なる可視化処理を使用してもよい。例えば、可視化処理実行部１４４は、右図５２において、断面図を示してもよい。若しくは、左図５１の画像データの生成においては候補オブジェクトとそれ以外の部分とに対して異なる可視化手法を適用し、右図５２の画像データの生成においては全てのボクセルに同一の可視化手法を適用して、候補オブジェクトに他の部分と異なる透明度を設定してもよい。
【００８１】
図５Ａに示す最初の候補オブジェクト３１を選択しない場合、ユーザは、入力装置１３により、次の候補オブジェクトを表示することを指示する。例えば、入力装置１３として、マウスのホイール又はテン・キーの矢印キーを使用して、ユーザは、判定直線２２において候補位置２４をＺ軸正方向に一段進める指示を入力する。
【００８２】
入力操作取得部１４２は、候補位置２４が判定直線２２上において、Ｚ軸正方向へ一段進んだことをオブジェクト処理実行部１４５へ通知する。オブジェクト処理実行部１４５では、判定直線２２上にある次のオブジェクト３２を候補オブジェクトとして決定する。オブジェクト３２は、頭骨である。
【００８３】
可視化処理実行部１４４は、オブジェクト処理実行部１４５から、頭骨オブジェクト３２に関する情報を取得し、図５Ｂに示す二つの画像のデータを生成する。画像データの生成方法は、図５Ａに示す画像５１、５２の画像データの生成と同様である。図５Ｂの画像５３、５４は、候補オブジェクト３２を他の部分から区別して表示すると共に、候補オブジェクト３２に対応する候補位置２４を示す点を表示している。
【００８４】
候補オブジェクト３２を選択しない場合、ユーザは、候補位置２４をＺ軸正方向に一段進める指示を入力装置１３から入力する。図５Ｂに示す画像データの生成と同様に、可視化処理実行部１４４は、オブジェクト処理実行部１４５から得たオブジェクト３３の情報から、図５Ｃに示す画像の画像データを生成する。次の候補オブジェクト３３は、脳である。
【００８５】
このように、ユーザが入力装置１３で一段階ずつ候補位置２４を進めると、可視化処理実行部１４４は、図５Ａ〜図５Ｆに示す画面表示１、２、３、４、５のように、表示画像を変化させる。表示装置１２が目的のオブジェクトを候補オブジェクトとして表示すると、ユーザは入力装置１３から表示されている候補オブジェクトを選択するという情報を入力する。入力操作取得部１４２は現在の候補オブジェクトが選択オブジェクトとして選択されたという情報を、指定領域算出部１４３に転送する。指定領域算出部１４３では、表示されている現在の候補オブジェクトを、選択オブジェクトとして定義する。
【００８６】
上記の例において、同一のオブジェクトを表示する画像は、同一の画像である。つまり、図５Ａと図５Ｆとは同一の画像を示し、図５Ｂと図５Ｅとは同一の画像を示し、図５Ｃと図５Ｄとは同一の画像を示している。これと異なり、可視化処理実行部１４４は、図５Ａ〜図５Ｆの左図において、候補位置２４に応じて同一オブジェクトの異なる投影面の画像を表示してもよい。
【００８７】
好ましい構成において、可視化処理実行部１４４は、図５Ａ〜図５Ｆに示すように、一つの画面において二つの画像を表示する。異なる方向からの画像を同時に表示することで、ユーザが候補オブジェクトをより的確に認識することができる。設計によっては、可視化処理実行部１４４は、一種類の画像のみを順次表示してもよい。例えば、上記例において、左図又は右図の一方のみを、順次表示する。
【００８８】
好ましくは、一種類の画像を表示する構成においては、可視化処理実行部１４４は、ユーザが初期位置を指定する初期可視化画像と同一方向の画像を表示する。その一種類の画像がＶＲやＭＩＰを使用した投影面での画像ある場合、同一方向の画像は、投影面及び視線が同一である。上記例においては、上記例における左図の画像が、この画像に相当する。これにより、ユーザは、初期可視化画像との関係において、候補オブジェクトを視認することができる。
【００８９】
異なる画像を同時に表示する構成においては、一方の画像は判定領域内にある候補オブジェクトの位置を明示することが好ましい。上記例においては、右図における判定直線２２上の候補位置２４の画像が、この位置を明示している。この画像の面は、上記例の右図ように判定領域と平行であることが好ましいが、平行でなくともよい。他方の画像は、初期可視化画像と同一方向であることが好ましい。
【００９０】
可視化処理実行部１４４は、図５Ａ〜図５Ｆに示す好ましい例とは異なる方法により、候補オブジェクトの画像を表示してもよい。好ましい他の構成において、可視化処理実行部１４４は、複数の候補オブジェクトの画像を画面において一括表示する。図６は、図４の例に従い、頭部のボリューム・データにおけるオブジェクトの画像を表示している。図６に示す表示画面は、判断領域２３内の全ての候補オブジェクトを一括表示する例を示している。
【００９１】
図６の画面は、初期可視化画像６１及び候補オブジェクト画像６２〜６４を示している。皮膚、骨、脳のオブジェクト３１〜３３のそれぞれの一部が、判定領域２３内のボクセルであり、候補オブジェクト画像６２、６３、６４は、それぞれ、皮膚３１、頭骨３２、脳３３を表示している。ユーザは、表示されている候補オブジェクト画像から、入力装置１３を用いて、選択する候補オブジェクト画像を指定することができる。
【００９２】
可視化処理実行部１４４は、オブジェクト処理実行１４５から、判定領域２３内のボクセルが属する全てのオブジェクトの情報を受け取り、それらの画像を表示する。表示された各オブジェクトの画像には、この例が１：皮膚、２：骨、３：脳と示しているように、番号やアルファベットを付すことが好ましい。
【００９３】
可視化処理実行部１４４は、全ての候補オブジェクトの画像を一括表示することが好ましいが、判定領域２３内の全ての候補オブジェクトの内、一部の複数オブジェクトの画像セットを画面上に表示してもよい。可視化処理実行部１４４は、ユーザ入力に応じて、別の画像セットを順次表示する。可視化処理実行部１４４は、初期可視化画像６１も表示することが好ましいが、それを省略してもよい。可視化処理実行部１４４は、図５Ａ〜図５Ｆに示す画像５２を合わせて表示してもよい。
【００９４】
＜オブジェクトの推定＞
以下において、図２のフローチャートに示すオブジェクトの推定（Ｓ１５）及び推定したオブジェクトの画像表示方法（Ｓ１６）について具体的に説明する。好ましい推定方法は、ボリューム・データにおけるボクセルの輝度を利用する。以下においては、輝度の変化を利用してオブジェクトを推定する方法と、輝度の分布を利用してオブジェクトを推定する方法を説明する。
【００９５】
まず、図７を参照して、輝度の変化を利用してオブジェクトを推定する方法の一例を説明する。多くの場合、ボクセルの輝度値は、オブジェクトの境界で著しい変化を示す。つまり、隣接ボクセル間の輝度値の差分は、オブジェクトの境界で著しく大きくなる。そのため、オブジェクト処理実行部１４５は、ボクセル輝度値の変化を算出することで、オブジェクトを推定することができる。
【００９６】
図７において、上段図は、図４と同様に、頭部、ユーザによる指定位置２１、判定直線２２及び判定領域２３を、Ｚ軸方向およびＸ軸方向から見たモデル図である。図７における中段図は、上段図の判定直線２２上のボクセルの輝度Ｖを示すグラフのモデル図である。横軸がＺ軸における座標、縦軸が輝度Ｖを表す。Ｚ軸の各座標値において、輝度Ｖは、判定領域２３内のＺ軸に垂直な面を構成するボクセルの輝度値の平均値でもよい。
【００９７】
図７における下段図は、隣接ボクセル間の輝度値の差を示すグラフのモデル図である。グラフにおける横軸はＺ軸の座標、縦軸は輝度差分Ｖdifを示している。Ｚ軸に垂直な面の輝度平均値を使用する場合、輝度差分Ｖdifは隣接面間における輝度平均値の差分である。Ｖdifが大きい位置は、Ｖが大きな変化を示す位置である。オブジェクト処理実行部１４５は、輝度差分Ｖdifが規定の閾値ＶＤthを超える位置を、Ｚsとする。本例においては、オブジェクト処理実行部１４５は、六つの位置Ｚ0〜Ｚ5を検出する。これらの位置は、図５Ａ〜図５Ｆに示した六つの候補位置に相当する。
【００９８】
オブジェクト処理実行部１４５は、初期可視化画像における全ての画素について同様の処理を行い、頭部のボリューム・データにおけるオブジェクトの座標情報を得る。本例においては、皮膚、頭骨そして脳のそれぞれに相当するオブジェクトの座標情報を得る。可視化処理実行部１４４は、オブジェクト処理実行部１４５から、これらのオブジェクトの座標情報を取得し、図５Ａ〜図５Ｆ及び図６に示す画像と略同様の画像のデータを生成し、ユーザ入力に応じて、それら画像を表示する。
【００９９】
好ましい構成において、オブジェクト処理実行部１４５は、上述のように、各オブジェクトの全体を示す座標データを算出する。他の構成において、オブジェクト処理実行部１４５は、判断領域２２内におけるボクセルについてのみ上記処理を行う。これにより、オブジェクト推定のための処理量を小さくする。
【０１００】
具体的には、オブジェクト処理実行部１４５は、初期可視化画像において判定領域２３内にある画素について輝度変化を算出する。オブジェクト処理実行部１４５は、判定領域２３に含まれる領域においてオブジェクトを推定し、各オブジェクトの座標データを生成する。可視化処理実行部１４４は、オブジェクト処理実行部１４５から取得したオブジェクト情報とボリューム・データとから、表示画像データを生成する。
【０１０１】
可視化処理実行部１４４は、図５Ａ〜図５Ｆにおける右図または左図の画像データを生成し、その画像を表示する。この際、可視化処理実行部１４４は図５Ａ〜図５Ｆにおける左右の図の同時に表示してもよい。可視化処理実行部１４４は、判断領域２２内において、候補オブジェクトを強調して表示し、候補オブジェクトの部分を他の部分から区別する。可視化処理実行部１４４は、候補位置２４も合わせて表示することが好ましい。
【０１０２】
他の構成において、オブジェクト処理実行部１４５は、判定直線２２上のボクセルについてのみ輝度変化を算出し、判定直線２２上のみでオブジェクトを推定する。図７を参照して説明したように、オブジェクト処理実行部１４５は、判定直線２２におけるオブジェクトの境界位置を検出する。可視化処理実行部１４４は、図５Ａ〜図５Ｆにおける候補位置２４を表示する。候補位置２４の表示は候補オブジェクトを示しており、可視化処理実行部１４４は、候補位置２４の表示により候補オブジェクトを他の部分から区別して表示する。
【０１０３】
入力装置１３を介してユーザが一つの候補位置を選択すると、指定領域算出部１４３は選択された候補位置を関心領域指定（Ｓ１９）のための指定位置と定義する。画像処理アルゴリズム実行部１４１は、この位置を基準として関心領域指定のステップ（Ｓ１９）を実行する。
【０１０４】
次に、図８を参照して、ボクセルの輝度の分布を利用してオブジェクトを推定する（Ｓ１５）方法を説明する。図８における上段図は、図７の上段図と同様に、頭部、ユーザによる指定位置２１、判定直線２２及び判定領域２３を、Ｚ軸方向およびＸ軸方向から見たモデル図である。図８における中段図は、上段図の判定直線２２上のボクセルの輝度Ｖを示すグラフのモデル図である。横軸がＺ軸における座標、縦軸が輝度Ｖを表す。Ｚ軸の各座標値において、輝度Ｖは、判定領域２３内のＺ軸に垂直な面を構成するボクセルの輝度値の平均値でもよい。
【０１０５】
医用画像においては、オブジェクト即ち器官や組織が持つ輝度を、推測できることが多い。本推定方法は、この性質を利用する。図９に例示するような、オブジェクトとオブジェクトを構成するボクセルの輝度との間の対応表９１を、画像処理アルゴリズム実行部１４１で利用できるように、予め用意しておく。オブジェクト輝度対応表９１において、オブジェクト１、オブジェクト２、オブジェクト３は、それぞれ、皮膚オブジェクト３１、脳オブジェクト３３、頭骨オブジェクト３２に対応する。
【０１０６】
オブジェクト処理実行部１４５は、判定直線２２上の指定位置Ｚ0からＺ軸正方向に向かって、判定直線２２上のボクセルの輝度を順次参照する。オブジェクト処理実行部１４５は、オブジェクト輝度対応表９１を参照して、オブジェクトの輝度範囲内の最初のボクセルを検出すると、そのボクセルの座標値を、オブジェクト位置として保存する。図８の例においては、Ｚ1〜Ｚ7が示す位置（ボクセル）が、この条件を満たす位置である。
【０１０７】
可視化処理実行部１４４は、オブジェクト処理実行部１４５からボクセル座標Ｚ1〜Ｚ7を取得し、図８右図又は左図の可視化画像と共に最初に指定された初期位置Ｚ座標Ｚ1〜Ｚ7のボクセルを明示することで、候補オブジェクトを示す。例えば、ユーザが入力装置１３により候補位置をＺ方向へ移動する指示を入力すると、入力操作取得部１４２がその指示を取得し、オブジェクト処理実行部１４５へと送る。
【０１０８】
この情報を得たオブジェクト処理実行部１４５は、候補位置がＺ軸正方向へ一段進むごとに、前述したＺ1〜Ｚ7の座標を、順次、可視化処理実行部１４４へ送る。可視化処理実行部１４４は、取得した座標値のボクセルを他特別して表示することで、新たな候補位置を示す。
【０１０９】
このようにして、可視化処理実行部１４４は、表示する候補位置をＺ0〜Ｚ7へと移動する。表示候補位置が目的の位置に移動すると、ユーザは、入力装置１３により表示されている候補位置を選択することを示す情報を入力する。入力操作取得部１４２は、表示されている候補位置を指定位置とする決定を指定領域算出部１４３に送る。指定領域算出部１４３は、その候補位置を指定位置と定義する。関心領域指定ステップ（Ｓ１８）は、この指定位置に基づいて、関心領域を決定する。
【０１１０】
図８において、位置Ｚ1〜Ｚ7の全てのボクセルが、オブジェクト輝度対応表９１に示す対応オブジェクトに実際に含まれるわけではない。具体的には、位置Ｚ2及び位置Ｚ6は、脳３３内にはなく、皮膚３１と頭骨３２との境界近傍に現れる。明示するオブジェクトの種類を特定して表示しない場合、このような位置を明示することに問題はない。オブジェクトの境界位置近傍を明示することができれば、ユーザは、その位置を基準として、簡便に関心領域を指定することができるからである。
【０１１１】
可視化処理実行部１４４は、隣接位置間の距離を基準として、対応オブジェクト外の位置を特定し、その位置を表示すべき候補位置から除外してもよい。具体的には、オブジェクト処理実行部１４５は、対象位置とその次の位置との間の距離が規定の閾値以下である場合には、その対象位置を候補位置から除外する。
【０１１２】
好ましい構成において、可視化処理実行部１４４は、図５Ａ〜図５Ｆのように、異なる方向における画像を同時に表示することが好ましく、さらに、表示画像においてオブジェクトにおける候補位置以外部分も強調表示することが好ましい。例えば、可視化処理実行部１４４は、ボリューム・データにおけるボクセルの輝度を平滑化及び解析し、候補位置付近のボクセルにおいて候補位置と同一輝度を持つボクセルを強調して表示する。可視化処理実行部１４４は、例えば、指定位置が位置Ｚ4である場合は、輝度Ｖ3をもつボクセルを強調する可視化表示を行う。
【０１１３】
ボクセルを強調する可視化表示は、図２におけるステップ１２について説明したように、その輝度値を持つボクセルにＶＲを適用しそれ以外のボクセルに対してはＭＩＰを適応するように可視化手法を変えて表示する方法、同じ可視化手法において特定輝度値を持つボクセルとそれ以外のボクセルの色や透明度を変えて表示する方法などがある。
【０１１４】
オブジェクト処理実行部１４５は、オブジェクト輝度対応表９１を参照して、候補位置のオブジェクトの範囲を決定してもよい。オブジェクト処理実行部１４５は、候補位置から連続する範囲内において、対応輝度範囲内にあるボクセルを検出する。これらボクセルが構成する範囲を、オブジェクトの範囲と推定（決定）する。
【０１１５】
オブジェクト処理実行部１４５は、判定領域２３内又は頭部全体においてこの処理を行う。可視化処理実行部１４４は、この情報により、判定領域２３内において、又は、図５Ａ〜図５Ｆに示したように頭部全体において、オブジェクトを他の部分から区別して表示する。
【０１１６】
図７及び図８を参照して説明したボクセルの輝度に基づき推定されたオブジェクト（の少なくとも一部）は、ボリューム・データ内でオブジェクトが定義されている構成と異なり、実際のオブジェクト、つまり対象物の器官や組織と正確に一致するとは限らない。この構成におけるオブジェクト画像表示（Ｓ１６）は、上述のように、オブジェクト処理実行部１４５が推定したオブジェクトの画像を表示する。
【０１１７】
オブジェクト画像表示（Ｓ１６）は、その後のユーザによる関心領域指定（Ｓ１８）の基準となる領域（位置）を特定するための処理である。そのため、表示する候補オブジェクトが、実際の対象物と必ずしも一致しなくともよい。しかし、関心領域の指定（Ｓ１８）をより正確にサポートするためには、オブジェクト処理実行部１４５は、輝度に基づき推定することで候補オブジェクトを決定するのではなく、ボリューム・データ内の定義情報に従って候補オブジェクトを決定することが好ましい。なお、予め定義されているオブジェクトと推定したオブジェクトの双方を表示してもよい。
【０１１８】
＜関心領域の指定＞
次に、ユーザ入力に応じた関心領域の指定（Ｓ１８）について、より詳細に説明を行う。ステップ１８は、選択されたオブジェクト内で更に詳細に、関心領域の指定を行う。ユーザが表示された候補オブジェクトのいずれも利用しないという判定（Ｓ１７におけるＮ）をした場合には、ユーザは、初期可視化画像において２次元指定位置を指定（Ｓ１３）した後、ステップ１４〜ステップ１８をスキップして、本ステップ１９を実行することになる。
【０１１９】
このステップ１９において、ユーザは、入力装置１３から、関心領域の形状、サイズ、位置を入力する。入力操作取得部１４２は入力装置１３からの入力を取得し、指定領域算出部１４３は、入力操作取得部１４２から受け取ったユーザ入力から、関心領域を算出する。なお、関心領域の形状、位置、サイズの指定は、順序は不同であり、また関心領域の指定は表示装置に都度表示を行い、複数回の指定や修正も可能とするべきである。
【０１２０】
最初に、形状指定について説明する。ユーザは、関心領域の形状として、点、多面体、球、円筒、円錐等の基本図形、フリーハンドで描画される閉曲線等を利用することができる。例えば、ユーザは、予め用意した基本図形の中から一つの図形を指定する。指定領域算出部１４３は、その選択図形を関心領域の形状と定義する。
【０１２１】
フリーハンドによる閉曲線又は多面体を利用する方法の一例において、ユーザは、１視点の２次元平面上で２次元形状を描画し、指定領域算出部１４３は、その２次元形状を奥行き方向に伸ばした柱状の３次元形状を指定領域と定義する。他の例において、ユーザは、異なる複数視点からの断面画像、例えばＭＰＲ画像又はＣＭＰＲ画像、において、それぞれ２次元形状を描画する。指定領域算出部１４３はそれらを輪郭とした３次元形状を関心領域の形状と定義する。
【０１２２】
好ましい他の指定方法は、自動抽出手法（自動抽出アルゴリズム）により、３次元領域を抽出する。典型的な自動抽出手法は、Ｒｅｇｉｏｎ  Ｇｒｏｗｉｎｇ法である。Ｒｅｇｉｏｎ  Ｇｒｏｗｉｎｇとは、一点または複数点のシード点（起点）から、それに隣接する画素を参照し、輝度等の情報をもとに予め設定したＧｒｏｗｉｎｇ条件に適合するか否かを判断し、適合する場合はその隣接画素を領域内とし、領域内の画素全てをシードとして領域を広げていく。
【０１２３】
この場合、ユーザは、入力装置１３によってシード点を指定する、もしくは初期可視化画像において指定した２次元位置（Ｓ１３）をシード点として使用することができる。指定領域算出部１４３は、指定されたシード点、及び、予め定められた閾値及び条件もしくは入力装置１３を介して調整された閾値及び条件を用いて、Ｒｅｇｉｏｎ  Ｇｒｏｗｉｎｇ処理を行う。他の自動抽出手法として、Ｗａｔｅｒｓｈｅｄ法やＳｎａｋｅｓ法などを利用することができる。
【０１２４】
この他、対象オブジェクトが指定されている場合には（Ｓ１７におけるＹ及びＳ１８におけるオブジェクト指定）、ユーザは、そのオブジェクトを、関心領域として指定することができる。入力装置１３及び入力操作取得部１４２を介して、選択オブジェクトを３次元形状として指定する旨の入力を受け取った指定領域算出部１４３は、オブジェクト処理実行部１４５から現在のオブジェクトに属するボクセルの情報を受け取り、その領域を関心領域の形状と定義する。
【０１２５】
関心領域の位置の指定は、ステップ１３で指定された２次元位置を基準として使用することができる。そこから、ＭＰＲ、ＣＭＰＲ等の複数視点から投影した複数の２次元画像の表示内での移動を繰り返して決定する。この他、ＭＩＰにより可視化された画面上で表示されている画素、即ち表示画面内で指定したＸＹ位置のＺ軸上の点、又は、判定領域２３内での最大輝度の点を指定点として使用してもよい。関心領域のサイズの指定は、入力装置１３、入力操作取得部１４２を介して行うが、例えばキーボードの方向キー、マウス・ホイールによる指定、直接数値による指定などを入力とする。
【０１２６】
選択オブジェクト及びその他の領域を含む画像において関心領域を指定する場合、ユーザが、いずれの領域において指定位置を移動するかを選択することができることが好ましい。一例において、候補オブジェクトにおける移動とそれ以外の領域における移動とに、入力装置１３の異なる操作法を適用する。
【０１２７】
例えば、ホイールの回転のみの操作は選択オブジェクトにおける移動の入力であり、キーボードのキー（例えばＣｔｒｌ）を押しながらのホイール回転は、選択オブジェクト以外の領域における移動の入力である。もしくは、ユーザは、入力装置１３から、いずれか一方の領域を選択する入力をした後、入力装置１３により指定位置を移動する。これらの判断は、入力操作取得部１４２が行う。
【０１２８】
＜関心領域データの記憶＞
指定された関心領域の記憶において、指定領域算出部１４３は、ボリューム・データに関連付けて関心領域を定義し、内部メモリ２０（及び、必要により、外部記憶装置１０）へ記憶する。その方法の一例は、関心領域情報として、関心領域内のボクセルの３次元位置（３次元座標）の全てをボリューム・データに関連付けて記憶する。他の例は、ボリューム・データと同じボクセル数のマスク・データを生成し、関心領域内のボクセルと関心領域外のボクセルとに対して異なるマスク値を与え、そのマスク・データを記憶する。
【０１２９】
マスク・データの生成は、例えば、関心領域内のボクセルに値１を与え、関心領域外のボクセルに値０を与える。また、関心領域が球、立方体、円柱等の規定の形状である場合には、基準座標（中心の座標や特徴点（直方体の角など）の座標）、規定形状の情報、関心領域のサイズを記憶すれば、それらの情報によりボリューム・データから関心領域を再現することができる。
【０１３０】
次に、Ｒｅｇｉｏｎ  Ｇｒｏｗｉｎｇ法のような３次元領域自動抽出方法で抽出した領域を関心領域とする場合には、その抽出方法における１つ又は複数の基準ボクセル(シード)を含むパラメータを記憶することにより、マスク・データを記憶するよりも少ないデータ量で同じ関心領域を定義することが可能である。なお、関心領域を３次元形状として拡大／縮小を行っている場合には、パラメータはその情報（拡大／縮小率）を含む。
【０１３１】
この他、３次元領域自動抽出方法としてＷａｔｅｒｓｈｅｄ法を利用する場合、Ｒｅｇｉｏｎ  Ｇｒｏｗｉｎｇのように、１つまたは複数の基準ボクセル(シード)と閾値を含むパラメータを記憶し、Ｓｎａｋｅｓ法を使用する場合には、エネルギー関数と複数の制御点を含むパラメータを記憶する。
【０１３２】
関心領域の記憶においては、関心領域の細部の情報が必要ないという場合もある。臓器や疾患部位を抽出しその最大径を計測する場合にはボクセル単位での正確さが求められるが、例えば、細部の形状や詳細な位置は必要なく、大まかな位置と大まかな３次元の範囲のみ記憶できればよいという場合もある。
【０１３３】
このように、関心領域の指定の際には細かく見ていたとしても、記憶時には情報量を落として関心領域（を定義するデータ）を記憶する場合には、指定領域算出部１４３は、複雑な３次元形状を予め設定されている規定形状へ変形させ、変形した関心領域（を定義するデータ）を記憶してもよい。例えば、指定領域算出部１４３は、基準位置の座標（例えば中心や特徴点の座標）、規定形状の情報、関心領域のサイズを記憶する。データ・サイズ、記憶データの扱い容易性、関心領域の数等、状況により適切な記憶方法が異なるため、利用目的に合わせた記憶方法をとることが重要である。
【０１３４】
以上、本発明を添付の図面を参照して詳細に説明したが、本発明はこのような具体的構成に限定されるものではなく、添付した請求の範囲の趣旨内における様々な変更及び同等の構成を含むものである。
【０１３５】
例えば、上述のように、画像処理装置は、ユーザ入力に応じて決定した判定領域と重なるオブジェクトを、候補オブジェクトとして表示することが好ましい。これにより、候補オブジェクトとして適切なオブジェクトを選択的に表示することができる。しかし、設計によっては、画像処理装置は、判定領域を使用しなくともよい。例えば、画像処理装置は、ボリューム・データにおいて定義されている全てのオブジェクトを順次又は一括表示してもよい。
【符号の説明】
【０１３６】
１  医用画像処理システム、１０  外部記憶装置、１１  画像処理装置、１２  表示装置
１３  入力装置、１５  内部メモリ、２０  内部メモリ
２１  画像処理アルゴリズム実行部、２１  ２次元指定位置、２２  判定直線
２３  判定領域、２４  候補位置、３１  皮膚オブジェクト、３１  皮膚オブジェクト
３２  頭骨オブジェクト、３３  脳オブジェクト、６１  初期可視化画像
６２〜６４  候補オブジェクト画像、９１  オブジェクト輝度対応表
１４１  画像処理アルゴリズム実行部、１４２  入力操作取得部
１４３  指定領域算出部、１４４  可視化処理実行部、１４５  オブジェクト処理実行部
１５１  ボリューム・データ、１５２  初期可視化画像データ
１５３  判定領域特定データ、１５４  候補オブジェクト特定データ
１５５  候補オブジェクト画像データ、１５６  関心領域画像データ
【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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図５Ｅ】
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【図５Ｆ】
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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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