(57)【要約】      （修正有）【課題】画像に描出される範囲が異なる複数の画像の位置合わせを行うことのできる画像処理装置を提供する。【解決手段】画像取得部１１０は、第一の保持部により保持された被検体の乳房（対象領域）と胸壁（第一の構造）とを含む第一の領域を撮像して得られる第一の画像（ＭＲＩ画像）を取得する。また画像取得部は、第二の保持部により保持された被検体の乳房を少なくとも含む第二の領域を撮像して得られる第二の画像（ＰＡＴ画像）を取得する。変形取得部１２５はより撮像範囲の大きい第一の画像と、撮像範囲の小さい第二の画像と、撮像範囲の小ささを補うための第二の保持部の位置とに基づいて、第一の画像と第二の画像との間での被検体の変形を示す変形情報を得る。画像変形部１６０は、変形推定部１５０により推定された結果に基づき、ＭＲＩ画像とＰＡＴ画像に描出される被検体の形状・構造を一致させるための変形を行う。【選択図】図１
2017108992.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の保持部により保持された被検体の対象領域と前記被検体の第一の構造とを含む第一の領域を撮像して得られる第一の画像と、第二の保持部により保持された被検体の前記対象領域を少なくとも含む第二の領域を撮像して得られる第二の画像と、を取得する画像取得手段と、
前記第二の画像に対する前記第二の保持部の位置と、前記第一の画像に含まれる前記第一の構造の位置とに基づいて、前記第一の画像と前記第二の画像との間での被検体の変形を示す変形情報を得る変形取得手段と、
前記変形情報に基づいて前記第一の画像と前記第二の画像の少なくともいずれかを変形する変形手段と、
を有することを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記変形取得手段は、前記第一の画像における前記第一の構造の位置と、前記第二の画像に対する前記第二の保持部の位置とを用いて、前記第二の画像に対する前記第一の構造の位置を特定し、
前記第二の画像に対する前記第一の構造の位置に基づいて、前記変形情報を得る
ことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記第一の構造は、前記第一の画像に含まれかつ前記第二の画像には含まれないことを特徴とする請求項１または２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記第一の構造は、前記対象領域よりもより前記被検体の体表からの距離が遠い領域であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記第一の画像は、前記第一の構造と、前記第一の構造とは異なる第二の構造とを含み、
前記変形取得手段は、前記第二の構造の前記第一の画像における位置に基づいて、前記第二の画像に対する前記第一の構造の位置を特定することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記第二の構造は前記被検体の体表であり、
前記変形取得手段は、前記第一の画像における前記体表の位置及び形状と、前記第二の画像に対する前記第二の保持部の位置及び形状とに基づいて、前記第一の画像から前記第二の画像への座標変換を求め、前記第一の画像における前記第一の構造の位置に前記座標変換を施すことで、前記第二の画像に対する前記第一の構造の位置を特定することを特徴とする請求項５に記載の画像処理装置。
【請求項７】
前記第一の構造は、前記被検体の胸壁であることを特徴とする請求項５または６に記載の画像処理装置。
【請求項８】
前記対象領域は第三の構造を含み、
前記変形取得手段は、
前記第一の画像における前記第二の構造の位置と、
前記第二の保持部と前記第二の画像との位置関係に基づき定められる前記第二の構造の前記第二の画像における位置との対応関係と、
前記第一の画像における前記第三の構造の位置と前記第二の画像における前記第三の構造の位置と、
に基づいて、前記第二の画像に対する前記第一の構造の位置を特定することを特徴とする請求項５乃至７のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項９】
前記第三の構造は前記被検体の乳頭であることを特徴とする請求項８に記載の画像処理装置。
【請求項１０】
前記変形取得手段は、前記第一の画像における前記第一の構造と、前記第二の画像に対する前記第二の保持部の位置とに基づいて、前記第一の画像と前記第二の画像との間での前記被検体の姿勢の変化を示す変換情報を得て、前記変換情報に基づいて前記変形情報を得ることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項１１】
前記変形取得手段は、前記第二の保持部の形状に基づいて、前記第一の画像の撮像時と前記第二の画像の撮像時との間における前記被検体の回転状態の変化を推定し、前記回転状態の変化に基づいて前記変形情報を得ることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項１２】
前記変形取得手段は、前記第一の画像を変形させた後の前記被検体の内部が、前記第二の保持部の内部と重ならないように、前記変形情報を推定することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項１３】
前記変形手段は、前記変形情報に基づいて前記第一の画像を変形するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項１４】
前記被検体は乳房であることを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項１５】
前記第一の画像は、ＣＴ画像、ＭＲＩ画像、または核磁気共鳴撮像装置により撮像された画像のいずれかであることを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項１６】
前記第二の画像は、光音響断層撮像装置により撮像された画像であることを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項１７】
第一の保持部により保持された被検体の対象領域と前記被検体の第一の構造とを含む第一の領域を撮像して得られる第一の画像と、第二の保持部により保持された被検体の前記対象領域を少なくとも含む第二の領域を撮像して得られる第二の画像と、を取得する画像取得手段と、
前記第二の画像に対する前記第二の保持部の位置と、前記第一の画像に含まれる前記第一の構造の位置とに基づいて、前記第一の画像と前記第二の画像との間での被検体の変形を示す変形情報を得る変形取得手段と、
前記変形情報に基づいて前記第一の画像と前記第二の画像の少なくともいずれかを変形する変形手段と、
を有することを特徴とする画像処理システム。
【請求項１８】
第一の保持部により保持された被検体の対象領域と前記被検体の第一の構造とを含む第一の領域を撮像して得られる第一の画像を取得するステップと、
第二の保持部により保持された被検体の前記対象領域を少なくとも含む第二の領域を撮像して得られる第二の画像と、を取得するステップと、
前記第二の画像に対する前記第二の保持部の位置と、前記第一の画像に含まれる前記第一の構造の位置とに基づいて、前記第一の画像と前記第二の画像との間での被検体の変形を示す変形情報を得るステップと、
前記変形情報に基づいて前記第一の画像と前記第二の画像の少なくともいずれかを変形するステップと、
を有することを特徴とする画像処理方法。
【請求項１９】
請求項１８に記載の画像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。
【請求項２０】
コンピュータを請求項１乃至１６のいずれか１項に記載の画像処理装置の各手段として機能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、画像処理装置、画像処理システム、画像処理方法、及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
画像を用いた診断や検査の現場では、様々な撮像装置で被検体を撮像した画像により、被検体の同じ部位を観察することが行われる。その際、夫々の撮像装置で撮像される被検体の姿勢や変形状態が異なるため、これをキャンセルする目的で画像を変形等することにより複数の画像を位置合わせする処理が用いられる。この場合、位置合わせ対象の複数の画像のそれぞれに映る被検体の形状を利用して位置合わせが行われる。
【０００３】
特許文献１には、ＭＲＩ装置により撮像された３次元画像と、赤外線カメラにより撮像された２次元画像とを、それぞれの画像に映る、撮像対象物の表層に位置する血管の像を利用して位置合わせ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２０１５−７３８５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
画像に描出される範囲は、撮像装置により異なる場合がある。一方の画像にしか撮像されない領域がある場合には、変形位置合わせの精度が低下したり、計算コストが大きくかかってしまったりするという問題があった。
【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かかる画像処理装置は、第一の保持部により保持された被検体の対象領域と前記被検体の第一の構造とを含む第一の領域を撮像して得られる第一の画像と、第二の保持部により保持された被検体の前記対象部位を少なくとも含む第二の領域を撮像して得られる第二の画像と、を取得する画像取得手段と、前記第二の画像に対する前記第二の保持部の位置と、前記第一の画像に含まれる前記第一の構造の位置とに基づいて、前記第一の画像と前記第二の画像との間での被検体の変形を示す変形情報を得る変形取得手段と、前記変形情報に基づいて前記第一の画像と前記第二の画像の少なくともいずれかを変形する変形手段と、
を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
第一の画像と第二の画像に加え、被検体の変形に影響を与えうる、撮影時に被検体を保持する保持部を考慮することで、計算コストを抑えつつより精度良く位置合わせを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施形態にかかる画像処理装置の機能構成の一例を示す図である。
【図２】実施形態にかかる画像処理装置における処理の一例を示すフローチャートである。
【図３】ＭＲＩ画像の撮像時における被検体の体位の一例を示す図である。
【図４】ＭＲＩ画像の一例を示す図である。
【図５】ＰＡＴ画像の撮像時における被検体の体位の一例を示す図である。
【図６】ＰＡＴ画像の一例を示す図である。
【図７】ＭＲＩ画像に含まれる解剖学的構造の抽出処理の一例を示す図である。
【図８】ＰＡＴ画像に含まれる解剖学的構造の抽出処理の一例を示す図である。
【図９】ＰＡＴ画像に対する第一の構造（胸壁）の推定処理の一例を示すフローチャートである。
【図１０】ＰＡＴ画像に対する第一の構造（胸壁）の推定処理の一例を示す図である。
【図１１】ＰＡＴ画像に対する第一の構造（胸壁）の推定処理の一例を示す図である。
【図１２】ＰＡＴ画像に対する第一の構造の推定処理の一例を示すフローチャートである。
【図１３】ＰＡＴ画像に対する第一の構造の推定処理の一例を示す図である。
【図１４】ＰＡＴ画像に対する第一の構造の推定処理の一例を示す図である。
【図１５】第一の実施形態にかかる画像処理装置のハードウェア構成の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
診断や検査のための画像を撮像するための各種の撮像装置を、以下ではモダリティと称する。モダリティには、例えば、光音響断層撮像（Ｐｈｏｔｏａｃｏｕｓｔｉｃ  ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ：ＰＡＴ）装置や、核磁気共鳴撮像（Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ  Ｉｍａｇｉｎｇ：ＭＲＩ）装置や、超音波（Ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ：ＵＳ）撮像装置が挙げられる。
【００１０】
モダリティの一つであるＰＡＴ装置は、被検体に光パルスを照射して被検体内の吸収物質を励起し、吸収物質の熱弾性膨張により生じる光音響信号を検出して、被検体の光吸収に関わる性質を画像化する装置である。以下では、ＰＡＴ装置により取得される画像を総称して、光音響断層画像（ＰＡＴ画像）と称する。
【００１１】
ＰＡＴ装置は、Ｘ線などと比べてエネルギーの小さい近赤外光を被検体に照射するため、被検体の深部の画像化が難しい場合がある。よって、ＰＡＴ画像は、解剖学的な情報の画像化に優れる他のモダリティにより取得される画像と併用して診断に用いられることがある。たとえば、ＰＡＴ画像は、ＭＲＩ装置により取得される画像と併用して用いられる。以下では、ＭＲＩ装置により取得される画像を総称して、核磁気共鳴画像（ＭＲＩ画像）と称する。
【００１２】
被検体の同じ所定部位（対象領域）を撮像したＰＡＴ画像とＭＲＩ画像を併用して診断に用いる場合に、比較を容易にするために所定部位（対象領域）の形状を略一致させるための位置合わせを行うことがある。しかし、ＰＡＴ画像の撮像とＭＲＩ画像の撮像では、被検体の姿勢や保持方法が異なる場合がある。また、ＰＡＴ装置とＭＲＩ装置では、画像化の原理が異なるため、それぞれの画像に描出される構造が異なる場合がある。そのため、ＰＡＴ画像とＭＲＩ画像の位置合わせにおいて、何らかの対応する特徴同士の位置をランドマークとして用いることにより、全体の位置合わせの精度が向上すると考えられる。
【００１３】
本発明の実施形態に係る画像処理では、第一の保持部により保持された被検体の所定部位（対象領域）を含む第一の領域を、第一の撮像装置（例えばＭＲＩ）で撮像して得られる第一の画像（ＭＲＩ画像）を取得する。そして、第二の保持部により保持された被検体の所定部位（対象領域）を含む第二の領域を、第二の撮像装置（例えばＰＡＴ）で撮像して得られる第二の画像（ＰＡＴ画像）を取得する。そして、第一及び第二の保持部の少なくともいずれか一方の位置と、第一の画像と、前記第二の画像と、に基づいて、第一の画像と前記第二の画像との間での前記所定部位（対象領域）の変形を示す変形情報を得る。このようにすることで、仮に例えば第二の撮像装置の撮像範囲が第一の撮像装置に比べて小さくとも、第二の画像の撮像範囲との位置関係が予め分かっている第二の撮像装置の保持部（第二の保持部）の位置を考慮して変形状態を推定することができる。これにより、画像のみを利用して変形を推定する場合に比べて、精度向上や計算時間の軽減が見込める。例えば、ＭＲＩ画像上の被検体がＰＡＴ撮像系の保持部（第二の保持部）の内部に入らないように剛体変換を求め、姿勢の違いをキャンセルし、その上で非剛体の位置合わせを行うことができる。
【００１４】
［第一の実施形態］
第一の実施形態では、ＰＡＴ画像には描出されない深部の構造を、ＭＲＩ画像から推定し、ＰＡＴ画像とＭＲＩ画像の位置合わせを行う。第一の実施形態にかかる画像処理装置は、第一の撮像装置によって所定部位（対象領域）を含む被検体を撮像した第一の画像、たとえばＭＲＩ画像を取得する。また、第一の実施形態にかかる画像処理装置は、第二の撮像装置によって所定部位（対象領域）を含む被検体を撮像した第二の画像、たとえばＰＡＴ画像を取得する。そして、第二の撮像装置の保持部（第二の保持部）の位置情報に基づいて、ＭＲＩ画像とＰＡＴ画像の位置合わせを行う。このとき、第二の撮像装置の保持部（第二の保持部）の位置情報を用いて、ＭＲＩ画像には描出されかつＰＡＴ画像には描出されない被検体の第一の構造の、ＰＡＴ画像撮像時におけるＰＡＴ画像に対する位置を推定する。そして、推定された第一の構造とＰＡＴ画像との位置関係に基づいて、ＭＲＩ画像とＰＡＴ画像の位置合わせを行う。なお、画像間の位置合わせ処理とは、一方の画像と他方の画像との間の変形を推定する処理である。また、位置合わせ処理は、推定した変形に基づいて、他方の画像と形状や位置がなるべく一致するように、少なくとも一方の画像を変形させた変形画像を生成する処理を含んでもよい。ただし、変形画像の生成や表示は第一の実施形態にかかる画像処理装置とは別の装置が行ってもよく、変形位置合わせ処理に必須ではない。
【００１５】
第一の実施形態においては、注目する被検体の部位（所定部位／対象領域）は乳房である。特に、第一の実施形態では、ＰＡＴ装置における乳房の保持部（第二の保持部）と画像化される領域との位置関係に基づいて、ＰＡＴ画像撮像時における被検体の第一の構造のＰＡＴ画像に対する位置を推定する。ここで、第一の構造とは、たとえば大胸筋の胸壁である。同一の被検体を撮像したＭＲＩ画像およびＰＡＴ画像には、所定部位（対象領域）の内部が描出される。このとき、所定部位（対象領域）に印加される外部圧力や重力方向といった撮像時の条件の違いにより、両画像間に描出される所定部位（対象領域）の形状は必ずしも同一ではない。第一の実施形態にかかる画像処理装置は、両画像間に描出される所定部位（対象領域）の形状の違い、すなわち変形を推定する。これにより、両画像に描出される所定部位（対象領域）の位置や形状を対応させ、ユーザが両画像を比較して観察するのを容易にすることができる。第一の実施形態においては、ＭＲＩ画像に比べてＰＡＴ画像の撮像範囲が狭く、胸壁の領域がＰＡＴ画像には描出されていない場合について説明する。
【００１６】
図１は、第一の実施形態にかかる画像処理装置１００の機能構成の一例を示す図である。画像処理装置１００には、データベース３０と表示部５０が接続されている。データベース３０には、第一の撮像装置の一例であるＭＲＩ装置と、第二の撮像装置の一例であるＰＡＴ装置が接続されている。
【００１７】
画像処理装置１００は、画像取得部１１０と、撮像条件取得部１２０と、変形取得部１２５と、画像変形部１６０と、表示制御部１７０とを有する。
【００１８】
ＭＲＩ装置２０は、撮像されたＭＲＩ画像をデータベース３０に出力する。ＰＡＴ装置４０は、撮像されたＰＡＴ画像をデータベース３０に出力する。データベース３０は、たとえばＰＡＣＳ（Ｐｉｃｔｕｒｅ  Ａｒｃｈｉｖｉｎｇ  ａｎｄ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ）である。データベース３０は、モダリティから出力された情報を保持し、画像処理装置１００からの要求に基づいて、情報を画像処理装置１００に出力する。画像処理装置１００は、データベース３０を介さずモダリティから直接画像や情報を取得するようにしてもよい。表示部５０は、たとえば液晶モニタである。表示部５０は、後述する表示制御部１７０により制御される。
【００１９】
画像取得部１１０は、第一の保持部により保持された被検体の所定部位（対象領域）と被検体の第一の構造とを含む第一の領域を、第一の撮像装置で撮像して得られる第一の画像を取得する。本実施形態では、第一の画像はＭＲＩ画像である。また画像取得部１１０は、第二の保持部により保持された被検体の前記所定部位（対象領域）を少なくとも含む第二の領域を、第二の撮像装置で撮像して得られる第二の画像を取得する。本実施形態では、第二の画像はＰＡＴ画像である。画像取得部１１０は、たとえばユーザの操作入力により指定されたＭＲＩ画像とＰＡＴ画像をデータベース３０から取得する。画像取得部１１０は、取得した画像データを変形取得部１２５、画像変形部１６０、表示制御部１７０に適宜出力する。
【００２０】
撮像条件取得部１２０は、第一の撮像装置により第一の画像を撮像するための撮像条件を取得する。撮像条件取得部１２０は、撮像条件として、第一の画像と被検体の位置とを関係付ける情報を取得する。たとえば、撮像条件取得部１２０は、被検体の姿勢を表すための座標系（被検体座標系）と第一の画像の座標系とを関係付ける行列を取得する。また、撮像条件取得部１２０は、第二の撮像装置により第二の画像を撮像するための撮像条件を取得する。撮像条件取得部１２０は、第二の画像と被検体の位置とを関係付ける情報を取得する。たとえば、撮像条件取得部１２０は、被検体座標系と第二の画像の座標系とを関係付ける行列を取得する。また、第二の撮像装置における被検体を保持するための保持部（第二の保持部）の形状を示す形状情報を取得する。
【００２１】
変形取得部１２５は、第二の保持部の位置と、前記第一の画像に含まれる第一の構造の位置とに基づいて、第一の画像と第二の画像との間での前記被検体の変形を示す変形情報を得る。実施形態の１つでは、より撮像範囲の大きい第一の画像と、撮像範囲の小さい第二の画像と、当該撮像範囲の小ささを補うための第二の保持部の位置とに基づく変形推定が行われる。実施形態の１つにかかる変形取得部１２５は、例えば特徴抽出部１３０と、境界条件取得部１４０と、変形推定部１５０とを有する。
【００２２】
特徴抽出部１３０は、モダリティにより撮像された画像に含まれる被検体の解剖学的構造を抽出する。たとえば、特徴抽出部１３０は、被検体の解剖学的構造として、ＭＲＩ装置２０やＰＡＴ装置４０により撮像された画像に描出される被検体の体表の形状、胸壁の形状、および乳頭の位置を抽出する。特徴抽出部１３０は、抽出した特徴領域についての情報を、境界条件取得部１４０に出力する。
【００２３】
境界条件取得部１４０は、変形推定部１５０による変形推定の処理のための境界条件を取得する。境界条件取得部１４０は、ＭＲＩ画像に含まれる解剖学的構造であってＰＡＴ画像に含まれない解剖学的構造（以下、第一の構造と呼ぶ）の、ＰＡＴ画像に対する位置を推定する。境界条件取得部１４０は、推定した第一の構造に基づいた境界条件を取得し、当該境界条件を変形推定部１５０に出力する。
【００２４】
変形推定部１５０は、境界条件取得部１４０により取得された境界条件に基づいて、ＭＲＩ画像とＰＡＴ画像に描出される被検体の所定部位（対象領域）の形状を一致させるための変形を推定する。たとえば、変形推定部１５０は、ＭＲＩ画像を変形するための関数を推定する。変形推定部１５０は、推定した結果を画像変形部１６０に出力する。
【００２５】
画像変形部１６０は、変形推定部１５０により推定された結果に基づいて、ＭＲＩ画像とＰＡＴ画像に描出される被検体の所定部位（対象領域）の形状を一致させるための変形を行う。たとえば、変形推定部１５０により推定された関数に基づいて、ＭＲＩ画像を変形させることにより、ＭＲＩ画像とＰＡＴ画像に描出される被検体の所定部位（対象領域）の位置合わせを行う。
【００２６】
表示制御部１７０は、画像取得部１１０、変形推定部１５０、画像変形部１６０からの出力に基づいて、表示部５０に表示させるためのデータを生成し、当該データを表示部５０に出力して表示させる。
【００２７】
図１５は、画像処理装置１００のハードウェア構成の一例を示す図である。画像処理装置１００は、たとえばコンピュータである。画像処理装置１００は、主制御部であるＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）１５０１、記憶部であるＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）１５０２、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）１５０５、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ  Ｓｔａｔｅ  Ｄｒｉｖｅ）１５０６、グラフィック制御部であるＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）１５０８、通信部である通信回路１５０３及び１５０４、接続部であるＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ）１５０７、ＨＤＭＩ（登録商標）（Ｈｉｇｈ  Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）１５０９を有し、これらは内部バスにより通信可能に接続されている。ＣＰＵ１５０１は画像処理装置１００及びこれに接続している各部を統合的に制御する制御回路である。ＲＡＭ１５０２は画像処理装置１００を及びこれに接続している各部における処理を実行するためのプログラムや、画像処理で用いる各種パラメータを記憶するためのメモリである。ＲＡＭ１５０２は、ＣＰＵ１５０１が実行する制御プログラムを格納し、ＣＰＵ１５０１が各種制御を実行する際の様々なデータを一時的に格納する。ＲＯＭ１５０５は、ＣＰＵによる制御の手順を記憶させたプログラムやデータを格納する。通信部である通信回路１５０３はたとえばデータベース３０と接続しているアクセスポイントに接続する。通信回路１５０４はたとえばＨＩＳ（Ｈｏｓｐｉｔａｌ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ）（不図示）やＲＩＳ（Ｒａｄｉｏｌｏｇｙ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ）（不図示）といった情報システムとの通信を中継するアクセスポイントに接続している。ＳＳＤ１５０６は上述したようなプログラムや、ＭＲＩ装置２０やＰＡＴ装置４０により撮像された画像、画像を撮像するための撮像条件、その他各種パラメータが記憶される。ＵＳＢ１５０７は操作部１５１０と接続している。ＧＰＵ１５０８は画像処理ユニットであり、ＣＰＵ１５０１からの制御に応じて画像処理を実行する。画像処理の結果得られる画像はＨＤＭＩ（登録商標）２０９を介して表示部５０に出力され、表示される。表示部５０及び操作部１５１０はタッチパネルモニタとして統合されていても良い。
【００２８】
実施形態の１つでは、画像取得部１１０や撮像条件取得部１２０は、通信回路１５０３に対応しており、画像や撮像条件の情報をＭＲＩ装置２０やＰＡＴ装置４０等のモダリティから、あるいはデータベース３０から受信する。その他の実施形態では、画像取得部１１０や撮像条件取得部１２０は、ＣＰＵ１５０１に対応し、ＣＰＵ１５０１がＳＳＤ１５０６から画像や撮像条件の情報を取得する。
【００２９】
変形取得部に対応する特徴抽出部１３０、境界条件取得部１４０、変形推定部１５０は、ＣＰＵ１５０１により実現されてもよいし、ＣＰＵ１５０１とＣＰＵ１５０１により制御されるＧＰＵ１５０８により実現されていてもよい。これらの場合には、ＣＰＵ１５０１が上述の制御プログラムを実行することにより、変形取得部を実現する。
【００３０】
別の実施形態では、変形取得部に対応する特徴抽出部１３０、境界条件取得部１４０、変形推定部１５０の処理の一部又は全部を実行するハードウェア回路をＦＰＧＡ等で構成することとしてもよい。この場合には、ＦＰＧＡに対する情報入力、ＦＰＧＡのパラメータ設定、ＦＰＧＡの出力情報の処理の少なくともいずれかがＣＰＵ１５０１により実行されることとなる。
【００３１】
上述のＣＰＵ１５０１に加えて図示しないＦＰＧＡ等のハードウェア回路により実現される。例えば、制御部２０２は、撮影制御２０２１の機能を実現するＦＰＧＡを含む。この場合、このＦＰＧＡに対する入力、パラメータ設定、出力の受け取りの少なくともいずれかの処理はＣＰＵ１５０１により制御される。
【００３２】
なお、別の実施形態では、表示制御部１７０は、ＣＰＵ１５０１及びＧＰＵ１５０８により実現される。この際にＣＰＵ１５０１はＧＰＵ１５０８に対して表示部５０への所定の情報の表示を指示し、ＧＰＵ１５０８が表示部５０に表示させるための表示データを生成及び当該表示データの表示部５０への出力を行う。
【００３３】
上述の実施形態では画像処理装置１００は通信回路１５０３、１５０４と２つの独立した通信回路を含むが、その他の実施形態では単一の通信回路を含むこととしてもよい。
【００３４】
また別の実施形態では、ＣＰＵ１５０１は装置の中に複数含まれていてもよい。
【００３５】
次に、図２乃至図１１を適宜参照して、画像処理装置１００により行われる画像処理について説明する。図２は、画像処理装置１００により行われる処理の一例を示すフローチャートである。
【００３６】
ステップＳ２００において画像取得部１１０は、第一の画像の一例であるＭＲＩ画像と、第二の画像の一例であるＰＡＴ画像とを取得する。ステップＳ２１０において撮像条件取得部１２０は、ステップＳ２００で取得されたＭＲＩ画像の撮像条件と、ＰＡＴ画像の撮像条件とを取得する。ステップＳ２２０において抽出手段として機能する特徴抽出部１３０は、被検体の解剖学的構造を、ステップＳ２００で取得されたＭＲＩ画像及びＰＡＴ画像から抽出する。ステップＳ２３０において推定手段として機能する境界条件取得部１４０は、ステップＳ２００で取得されたＰＡＴ画像に対する被検体の第一の構造を推定する。そして、境界条件取得部１４０は、ステップＳ２２０において抽出されたＭＲＩ画像に含まれる第一の構造と、推定されたＰＡＴ画像に対する第一の構造とに基づいて、境界条件を取得する。ステップＳ２４０とステップＳ２５０において、変形推定部１５０と画像変形部１６０は、ステップＳ２３０で取得された境界条件に基づいて、ＭＲＩ画像とＰＡＴ画像とを、所定部位（対象領域）について位置合わせをするための変形を推定し、位置合わせを実行する。ステップＳ２６０とステップＳ２７０において表示制御手段として機能する表示制御部１７０は、表示部５０に表示させるための画像を生成し、表示部５０に当該画像のデータを出力して表示させる。
【００３７】
第一の実施形態では、図９に示すようにステップＳ２３０はステップＳ２３００とステップＳ２３１０とステップＳ２３２０からなる。ステップＳ２３０において境界条件取得部１４０は、ＭＲＩ画像とＰＡＴ画像に描出される乳頭の位置と、ＭＲＩ画像に描出される被検体の表面の形状と、ＰＡＴ装置の被検体を保持するための保持部（第二の保持部）の形状とに基づいて、ＭＲＩ画像に描出される胸壁をＰＡＴ画像の空間に投影する。以下、各ステップについて詳述する。
【００３８】
ステップＳ２００において、画像取得部１１０は、被検体の乳房を注目する部位（所定部位／対象領域）として撮像した第一の画像であるＭＲＩ画像と、第二の画像であるＰＡＴ画像とをデータベース３０より取得する。ステップＳ２００において取得されるＭＲＩ画像ＩｍｒｉとＰＡＴ画像Ｉｐａｔはともに３次元画像である。なお、ＭＲＩ画像ＩｍｒｉおよびＰＡＴ画像Ｉｐａｔは、ステップＳ２００以前に、第一の撮像装置であるＭＲＩ装置２０および第二の撮像装置であるＰＡＴ装置４０により取得され、それぞれデータベース３０に格納されているものとする。
【００３９】
図３は、ＭＲＩ画像を撮像する際の、ＭＲＩ装置２０と被検体との位置関係の一例を示す図である。図３は、被検体３００がＭＲＩ装置２０のベッド３１０の上で伏臥位の体位をとっている際の断面図である。紙面奥方向が、被検体３００の脚側から頭側へ向かう方向である。被検体の所定部位（対象領域）として乳房を撮像する場合には、乳房を明瞭に描出するために、信号を取得する素子であるマンモコイル３３０を乳房に近い距離に配置する。乳房をベッド３１０上の撮像溝３２０に挿入した状態で撮像が行われる。
【００４０】
図４は、三次元画像であるＭＲＩ画像Ｉｍｒｉのアキシャル（体軸）断面画像３５０であり、ＭＲＩ画像の一例を示す図である。図４に示すように、ＭＲＩ画像Ｉｍｒｉの断面画像３５０には、所定部位（対象領域）である乳房３６０や、体表（第二の構造）３７０、胸壁（第一の構造）３８０が描出されている。胸壁３８０は、大胸筋と乳房との境界面を示している。なお、ＭＲＩ画像Ｉｍｒｉには三次元の基準座標系３９０が定められているものとする。ここで基準座標系は、ＭＲＩ画像Ｉｍｒｉの端点の位置（例えば画像の左上端）を原点とし、ＭＲＩ画像Ｉｍｒｉの画像領域は基準座標系３９０において全ての軸方向の座標値が正の領域に含まれるものとする。また、Ｚ軸の正方向は、被検体の体軸方向であって、脚側から頭側に向かう方向とする。
【００４１】
ＰＡＴ画像を撮像する際の、ＰＡＴ装置４０と被検体との位置関係を、図５に例示する。図５は、被検体４００がＰＡＴ装置４０のベッド４０５の上で伏臥位から体軸方向に紙面右回りに回転した体位をとっている際の断面図である。紙面奥方向が、被検体４００の脚側から頭側へ向かう方向である。被検体として乳房を撮像する場合には、乳房４２０が撮像溝４１０に挿入される。図５は、被検体の右乳房を撮像する場合を示している。被検体４００の体表４３０は撮像溝４１０の淵の位置４４０、４４１、４４２、４４３と接するような位置関係となる。
【００４２】
図６は、三次元画像であるＰＡＴ画像Ｉｐａｔのアキシャル（体軸）断面画像４５０であり、ＰＡＴ画像の一例を示す図である。図６に示すように、ＰＡＴ画像４５０には検査対象部位である乳房４６０が描出されているが、本実施形態の例では、ＰＡＴ画像４５０には、第二の保持部と接触する体表（第二の構造）や、胸壁（第一の構造）は描出されていない。ＰＡＴ画像４５０には基準座標系４７０が定められているものとする。基準座標系４７０はＰＡＴ画像Ｉｐａｔの端点の位置を原点とし、ＰＡＴ画像Ｉｐａｔの画像領域は基準座標系４７０において全ての軸方向の座標値が正の領域に含まれるものとする。また、ｚ軸の正方向は、被検体の体軸方向であって、脚側から頭側に向かう方向とする。ここでＰＡＴ画像４５０は、図４に示したＭＲＩ画像Ｉｍｒｉの断面画像３５０と比較した場合に撮像範囲が狭く、ＭＲＩ画像Ｉｍｒｉで描出された胸壁３８０は、ＰＡＴ画像Ｉｐａｔには含まれないものとする。
【００４３】
ステップＳ２１０において、撮像条件取得部１２０は、ＭＲＩ画像およびＰＡＴ画像の撮像に関する撮像条件をデータベース３０から取得する。第一の実施形態においては、撮像条件はデータベース３０に保存されているＭＲＩ画像やＰＡＴ画像のそれぞれと関連付いた状態で保存されているものとする。撮像条件取得部１２０は、撮像条件として、撮像時の被検体の位置情報を取得する。第一の実施形態においては、撮像条件取得部１２０は位置情報として、ＭＲＩ画像における被検体の位置関係を表す情報を取得する。また、撮像条件取得部１２０は、位置情報として、ＰＡＴ画像における被検体の位置関係を表す情報を取得する。さらに、撮像条件取得部１２０は、撮像条件として、ＰＡＴ装置における被検体を保持するための保持部（第二の保持部）の形状を示す形状情報を取得する。
【００４４】
まず、撮像条件取得部１２０は、ＭＲＩ画像の撮像に関する撮像条件である位置情報として、ＭＲＩ画像の基準座標系における被検体の方位情報を取得する。方位情報とは、被検体の姿勢を表す直行三軸方向と、図４に示すＭＲＩ画像の基準座標系３９０とを関係付ける情報である。方位情報とは、たとえば、２つの座標系を関係付けるための、回転行列である。直行三軸方向とは、被検体の左手から右手に向かう方向であるＸ軸方向と、被検体の背から腹に向かう方向であるＹ軸方向と、被検体の脚から頭に向かう方向であるＺ軸方向の三軸である。第一の実施形態では、上記被検体の姿勢を表す直行三軸方向と基準座標系３９０との回転の関係を、回転行列Ｔｍｒｉで表すものとする。ここでは、回転行列Ｔｍｒｉは３次元の直行座標系の回転を表す３行３列の行列である。第一の実施形態においては、図４に示すように、被検体の姿勢を表す直行三軸方向と、ＭＲＩ画像の基準座標系３９０の直行三軸方向とが略一致するものとする。したがって、回転行列Ｔｍｒｉは単位行列となる。なお、回転行列Ｔｍｒｉは、ＭＲＩ画像に描出される被検体の体位に基づいて設定してもよい。また、ＭＲＩ撮像に先だってＴｍｒｉを設定しておき、設定に応じて被検体の姿勢を決め、ＭＲＩ画像の撮像を行ってもよい。
【００４５】
次に、撮像条件取得部１２０は、ＰＡＴ画像の撮像に関する撮像条件である位置情報として、ＰＡＴ画像の基準座標系における被検体の方位情報を取得する。方位情報とは、被検体の姿勢を表す直行三軸方向と、図６に示すＰＡＴ画像の基準座標系４７０との回転の関係を表す情報である。第一の実施形態では、上記被検体の姿勢を表す直行三軸方向と基準座標系４７０との回転の関係を、回転行列Ｔｐａｔで表すものとする。なお、回転行列Ｔｐａｔは、Ｔｍｒｉと同様に、ＰＡＴ画像に描出される被検体の体位に基づいて設定してもよい。また、ＰＡＴ撮像に先だってＴｐａｔを設定しておき、設定に応じて被検体の姿勢を決め、ＰＡＴ画像の撮像を行ってもよい。ＴｐａｔをＴｍｒｉと略同一となるように設定しておき、設定に応じてＰＡＴ画像およびＭＲＩ画像を撮像する際の被検体の姿勢を決めるようにしてもよい。その場合、ＰＡＴ撮像時の被検体の体位の目安となるように、ＰＡＴ装置の保持部（第二の保持部）にマーキングなどを施すことが有効である。
【００４６】
さらに、撮像条件取得部１２０は、ＰＡＴ画像の撮像に関する撮像条件として、基準座標系４７０におけるＰＡＴ装置４０の保持部（第二の保持部）の形状情報をさらに取得する。ここでＰＡＴ装置４０の保持部（第二の保持部）とは、撮像時に被検体と接し、被検体を保持するための部材である。保持部とはたとえば、被検体が伏すベッド４０５や撮像溝である。第一の実施形態において、撮像条件取得部１２０は、図５に示したベッド４０５および撮像溝の淵の位置４４０、４４１、４４２、４４３により形成される形状を保持部形状として取得する。保持部形状は、撮像に際して計測して取得してもよいし、撮像装置の設計情報等から予め取得または設定してもよい。第一の実施形態において保持部形状は、ＰＡＴ画像の撮像領域との位置関係が既知であり、ＰＡＴ画像の基準座標系４７０における少なくとも１以上の位置座標の集合で表すこととする。以下では、保持部形状をＨｐａｔと表記する。
【００４７】
第一の実施形態においては、形態情報である保持部形状は撮像装置毎にデータベース３０若しくは画像処理装置１００に予め保存されているものとする。撮像条件取得部１２０は、画像取得部１１０によりデータベース３０から取得されたＰＡＴ画像と関連付けられている撮像条件に基づいてＰＡＴ装置４０により撮像された画像であることを取得する。そして撮像条件取得部１２０は、ＰＡＴ装置４０の保持部形状を示す形状情報をデータベース３０若しくは画像処理装置１００から取得する。
【００４８】
ステップＳ２２０において、特徴抽出部１３０は、ＭＲＩ画像とＰＡＴ画像のそれぞれに含まれる被検体の解剖学的構造を抽出する。
【００４９】
まず、特徴抽出部１３０は、ＭＲＩ画像Ｉｍｒｉに含まれる被検体の解剖学的構造を抽出する。特徴抽出部１３０は被検体の解剖学的構造として、例えば被検体の表面の形状である体表形状、胸壁の形状、および、乳頭の位置のそれぞれを抽出する。体表形状、胸壁の形状は、たとえば画像のエッジ強度を取得し、それに基づいて抽出することができる。また、乳頭の位置は、たとえば体表形状の曲率の変化や画像の輝度パターンに基づいて検出することができる。特徴抽出部１３０の処理は、ＭＲＩ画像Ｉｍｒｉに基づいて画像処理装置１００により自動で行われるようにしてもよい。あるいは、表示制御部１７０がＭＲＩ画像Ｉｍｒｉを表示部５０に表示し、ユーザが表示部５０に表示されている内容を観察して被検体の解剖学的構造を設定できるようにしてもよい。なお、MRI画像Imriには左右の両乳房が描出されるため、画像中には左右夫々の乳頭が描出されるが、本処理ステップでは、PAT画像Ipatと共通して描出される検査対象側の乳房（図５の例では右乳房）の乳頭位置を抽出するものとする。特徴抽出部１３０は、ユーザの操作入力に基づいて、体表や胸壁の形状、乳頭の位置を取得する。なお、体表形状と胸壁の形状と乳頭の位置の３つを抽出することは必須ではない。ＭＲＩ画像の撮像とＰＡＴ画像の撮像とで被検体の姿勢の違いを補正できればよい。
【００５０】
ステップＳ２２０における特徴抽出部１３０の処理により、図７に示すようにＭＲＩ画像Ｉｍｒｉから、被検体の体表形状５００、胸壁形状５１０、乳頭位置５２０が抽出される。なお、ＭＲＩ画像Ｉｍｒｉには被検体の左右の両乳房が描出されているが、ここでは、ＰＡＴ画像Ｉｐａｔが検査対象としている側（図５の例では右）の乳房の乳頭位置５２０を抽出するものとする。体表形状および胸壁形状はそれぞれ、形状を表す少なくとも１以上の位置座標の集合であり、それぞれＳｍｒｉ、Ｃｍｒｉと表記する。また、乳頭位置は三次元の位置座標値であり、Ｐｍｒｉと表記する。乳頭位置についても、少なくとも１以上の位置座標の集合として表してもよい。Ｓｍｒｉ、Ｃｍｒｉ、Ｐｍｒｉは、ＭＲＩ画像の基準座標系３９０における三次元の位置情報である。
【００５１】
また、ステップＳ２２０において特徴抽出部１３０は、ＰＡＴ画像Ｉｐａｔに含まれる被検体の解剖学的構造を抽出する。例えば、特徴抽出部１３０は、被検体の解剖学的構造として、被検体の体表の形状と乳頭の位置のそれぞれを抽出する。特徴抽出部１３０は、上述したようなＭＲＩ画像に含まれる被検体の解剖学的構造を抽出する処理と同様にして、ＰＡＴ画像に含まれる被検体の解剖学的構造の抽出処理を行う。
【００５２】
ステップＳ２２０における特徴抽出部１３０の処理により、図８に示すようにＰＡＴ画像Ｉｐａｔから体表形状５５０と乳頭位置５６０が抽出される。抽出した体表形状をＳｐａｔ、乳頭位置をＰｐａｔと表記する。ＳｐａｔおよびＰｐａｔは、ＰＡＴ画像の基準座標系４７０における三次元の位置情報である。なお、ＰＡＴ画像ＩｐａｔはＭＲＩ画像Ｉｍｒｉと比較して撮像範囲が狭く、胸壁の位置が描出されないため、特徴抽出部１３０は胸壁形状の抽出処理を行わない。
【００５３】
ステップＳ２３０において境界条件取得部１４０は、ステップＳ２１０で取得した撮像条件およびステップＳ２２０で抽出した特徴情報に基づいて、ＭＲＩ画像とＰＡＴ画像の間の変形推定のための境界条件を取得する。
【００５４】
第一の実施形態においては、位置合わせの対象である被検体の所定部位（対象領域）が人体の乳房なので、境界条件として、たとえば被検体の胸壁（第一の構造）の位置に関する情報を用いる。乳房は柔軟な組織で構成されるのに対し、胸壁は比較的に剛体に近い組織で構成される。したがって、胸壁を乳房の変形を推定するための境界条件として利用することができる。具体的には、後述する変形推定部１５０は胸壁を境に被検体の外側すなわち乳房側と、内側すなわち体腔側とを区別し、乳房が存在する外側だけを変形推定の対象とする。その際、ステップＳ２３０において境界条件取得部１４０により取得される胸壁位置に関する情報を用いる。変形推定部１５０は胸壁を変形が生じない剛体と見なし、乳房領域の胸壁と接する位置における変形量をゼロとする条件を境界条件として、乳房の変形を推定することができる。
【００５５】
即ち、変形取得部１２５の境界条件取得部１４０は、第一の画像Ｉｍｒｉ（３５０）に描出され、かつ第二の画像Ｉｐａｔ（４５０）には描出されない被検体３００の体表形状Ｓｍｒｉ（５００）を用いる。また、第二の画像Ｉｐａｔ（４５０）を撮像するための第二の保持部の形状５７０の第二の画像Ｉｐａｔ（４５０）との位置関係を示す情報Ｈｐａｔを用いる。これら２つの情報、体表形状Ｓｍｒｉ（５００）及び保持部形状Ｈｐａｔを用いて、第一の画像Ｉｍｒｉ（３５０）に描出され第二の画像Ｉｐａｔ（４５０）に描出されない被検体３００の胸壁形状Ｃｍｒｉ（５１０）の第二の画像Ｉｐａｔ（４５０）との位置関係を示す情報Ｃｐａｔ＝Ｃｍｒｉ´´を特定（推定）する。
【００５６】
これにより、ＰＡＴ画像上での胸壁形状Ｃｐａｔ＝Ｃｍｒｉ´´の情報が得られることとなる。この胸壁形状Ｃｍｒｉ（５１０）はもともと第一の画像Ｉｍｒｉ（３５０）にのみ描出され、第二の画像Ｉｐａｔ（４５０）で描出される所定部位の領域（対象領域）よりもより被検体３００の体表５００からの距離が遠い部位である。そのため、体表側と体内側の両方にランドマークを設けることができ、所定部位（対象領域）に関する変形推定の精度を向上させることができる。
【００５７】
ステップＳ２３０では、境界条件取得部１４０は、ステップＳ２２０で取得したＭＲＩ画像における被検体の第一の構造である胸壁の形状Ｃｍｒｉに基づいて、ＰＡＴ画像に描出されない胸壁の形状を推定する。具体的には、境界条件取得部１４０はＭＲＩ画像の胸壁形状Ｃｍｒｉを、ＰＡＴ画像の基準座標系４７０に変換する。境界条件取得部１４０は、ＭＲＩ画像における乳房の体表形状と、ＰＡＴ装置４０の保持部形状との位置合わせを行うことにより、ＭＲＩ画像の胸壁形状をＰＡＴ画像上に投影する。以下では、ステップＳ２３０における具体的な処理の手順を図９に示すフローチャートを用いて説明する。
【００５８】
ステップＳ２３００において、境界条件取得部１４０は、ＭＲＩ画像の基準座標系における被検体の乳頭位置Ｐｍｒｉを、ＰＡＴ画像の基準座標系における被検体の乳頭位置Ｐｐａｔに移動するための並進変換Ｔｐを取得する。ＴｐはＰｍｒｉとＰｐａｔの差分により取得される。このとき、ＭＲＩ画像の基準座標系とＰＡＴ画像の基準座標系における被検体の姿勢が異なっている（すなわち、ステップＳ２１０で得たＴｍｒｉとＴｐａｔが異なっている）場合には、その姿勢の差異を解消する回転をＴｐに付与する。そして、境界条件取得部１４０は、ＭＲＩ画像の基準座標系における被検体の体表形状Ｓｍｒｉ、胸壁形状Ｃｍｒｉ、乳頭位置Ｐｍｒｉをそれぞれ変換Ｔｐで変換し、体表形状Ｓｍｒｉ´、胸壁形状Ｃｍｒｉ´、乳頭位置Ｐｍｒｉ´を取得する。
【００５９】
図１０は、ステップＳ２３００における処理により取得された体表形状Ｓｍｒｉ´、胸壁形状Ｃｍｒｉ´、乳頭位置Ｐｍｒｉ´と、ＰＡＴ画像の基準座標系における位置情報であるＰＡＴ装置の保持部形状Ｈｐａｔとの位置関係を表す図である。図１０に示すように、変換Ｔｐにより乳頭位置ＰｐａｔとＰｍｒｉ´が略一致した位置にある。このとき、体表形状Ｓｍｒｉ´と保持部形状Ｈｐａｔとの間は、交差または乖離した状態となっている。
【００６０】
ステップＳ２３１０において、境界条件取得部１４０は、ステップＳ２３００で取得した体表形状Ｓｍｒｉ´とＰＡＴ装置４０の保持部形状Ｈｐａｔとの間の位置合わせ処理を実行する。かかる処理では、ＭＲＩ画像の体表位置Ｓｍｒｉ´と、第二の保持部の形状Ｈｐａｔとに基づいて、これらを略一致させる剛体変換を推定する。ステップＳ２３１０における位置合わせの処理では、Ｉｔｅｒａｔｉｖｅ  Ｃｌｏｓｅｓｔ  Ｐｏｉｎｔ（ＩＣＰ）法などの公知の手法を用いる。境界条件取得部１４０は、体表形状Ｓｍｒｉ´のうちの位置合わせの対象（所定部位／対象領域）である乳房、すなわち図１０に示す右側の乳房の周辺の形状のみを位置合わせの処理に用いることとする。たとえば、境界条件取得部１４０は、体表形状Ｓｍｒｉ´全体を含むバウンディングボックスを取得する。境界条件取得部１４０は、当該バウンディングボックスを左右に分割し、位置合わせの対象ではない側の乳房（図の例では左乳房）のバウンディングボックスに含まれる体表形状を削除する。これにより、境界条件取得部１４０は、体表形状Ｓｍｒｉ´とＰＡＴ装置４０の保持部形状Ｈｐａｔとの間の位置合わせを実行し、剛体変換Ｔｓを取得する。なお、上記の処理は、保持部形状Ｈｐａｔに接触する体表形状Ｓｍｒｉ´のうち、保持部との接触による変形が相対的に小さいことが見込まれる部位、例えば胸骨や肋骨、の周辺の体表形状のみを用いて実行される。すなわち、保持部との接触によって形状が大きく変形する乳房自体の体表形状は、上記の処理では使用されない。さらに、境界条件取得部１４０は、体表形状Ｓｍｒｉ´、胸壁形状Ｃｍｒｉ´、乳頭位置Ｐｍｒｉ´をそれぞれ、剛体変換Ｔｓで変換し、体表形状Ｓｍｒｉ´´、胸壁形状Ｃｍｒｉ´´、乳頭位置Ｐｍｒｉ´´を取得する。
【００６１】
上述の剛体変換Ｔｓを求める処理は、第一の撮像装置で撮像されるときと、第二の撮像装置で撮像されるときとの間の被検体３００の姿勢の変化（回転状態の変化）を示す変換情報を取得する処理を含む。当該姿勢の変化を示す変換情報を取得するにあたり、画像のみならず、第二の保持部の形状Ｈｐａｔが用いられる。この第二の保持部の形状Ｈｐａｔと、第二の画像Ｉｍｒｉから求められる体表形状Ｓｍｒｉ等により、姿勢情報が算出される。このような姿勢を揃える処理は、後段の変形推定の処理精度の向上や計算負荷の低減に寄与する。
【００６２】
なお、姿勢の相違を変換する処理は、Ｓ２１０の回転行列Ｔｐａｔを求める処理でも行われるが、Ｓ２１０で行われる処理は、仰臥位と伏臥位など、被検体の大まかな撮影体位の変更をするための処理である。本ステップＳ２３１０で行われる処理は、例えば第一の画像と第二の画像が同じ仰臥位で撮像された場合に、第一の撮像装置と第二の撮像装置との保持部形状等の違いによる被検体の回転状態をキャンセルするための処理である。Ｓ２１０で行われる処理が、例えば撮像条件として取得できる情報で実行できるのに対し、本ステップＳ２３１０に係る処理は、第一の画像と第二の保持部の形状の情報が用いられる点で異なる。
【００６３】
図１１は、ステップＳ２３１０の処理により境界条件取得部１４０が取得した体表形状Ｓｍｒｉ´´、胸壁形状Ｃｍｒｉ´´、乳頭位置Ｐｍｒｉ´´と、ＰＡＴ装置４０の保持部形状Ｈｐａｔとの位置関係を表す図である。図１１に示すように、体表形状Ｓｍｒｉ´´の一部と保持部形状Ｈｐａｔの一部の形状は略一致する。
【００６４】
なお、上述の例ではＳｍｒｉ´とＨｐａｔとの位置合わせにより剛体変換Ｔｓを取得する場合を説明したが、本発明はこれに限らない。たとえば、Ｓｍｒｉ´が表す形状の内側、すなわち被検体の体内側と、Ｈｐａｔが表す形状の内側、すなわちＰＡＴ装置の保持部の内部とが重ならないようにする条件を付加して位置合わせを行ってもよい。つまり、被検体と保持部とが接する状態となる条件で剛体変換Ｔｓを取得してもよい。
【００６５】
ステップＳ２３２０において、境界条件取得部１４０は、ステップＳ２３１０で取得した変換後の胸壁形状Ｃｍｒｉ´´を、境界条件として取得する。このように、境界条件取得部１４０は、ＭＲＩ画像に含まれる第一の構造であってＰＡＴ画像に含まれない第一の構造の、ＰＡＴ画像に対する位置や形状を推定する推定手段として機能する。第一の実施形態では、境界条件取得部１４０は、ＰＡＴ装置４０の保持部（第二の保持部）と被検体の第二の構造である体表との位置関係に基づいて、ＰＡＴ画像に描出されない第一の構造の形状を取得する。
【００６６】
以上の処理により、第一の実施形態におけるステップＳ２３０の処理が実行される。
【００６７】
ステップＳ２４０において、変形推定部１５０は、ＭＲＩ画像ＩｍｒｉとＰＡＴ画像Ｉｐａｔの間の変形推定を行い、位置合わせ処理を実行する。変形推定部１５０は、ステップＳ２２０で特徴抽出部により抽出された特徴情報、ステップＳ２３０で境界条件取得部１４０により取得された境界条件に基づいて変形推定を行う。第一の実施形態においては、ＭＲＩ画像上の座標値とＰＡＴ画像上の座標値との対応関係を推定する場合を例に説明する。
【００６８】
変形推定部１５０は、被検体に含まれる特定の領域をランドマークとして変形推定に用いる。たとえば、ステップＳ２２０で抽出したＭＲＩ画像における胸壁形状Ｃｍｒｉと、ステップＳ２３０で取得した境界条件である胸壁形状Ｃｍｒｉ´´を、ランドマークとして用いることができる。さらに変形推定部１５０は、ステップＳ２２０で取得したＭＲＩ画像における体表形状ＳｍｒｉとＰＡＴ画像における体表形状Ｓｐａｔを、ランドマークとして用いることができる。すなわち変形推定部１５０は、対応するランドマークにおける点群の対応関係を与え、対応するランドマークの位置を略一致させるような変形を推定する。また変形推定部１５０は、ＭＲＩ画像における乳頭位置Ｐｍｒｉと、ＰＡＴ画像における乳頭位置Ｐｐａｔをランドマークとして用いることができる。その他の例として変形推定部１５０は、ＭＲＩ画像およびＰＡＴ画像に対してパターンマッチングなど公知の画像処理手法、画像認識手法を適用して乳房領域中の対応する位置を検出し、ランドマークとして用いてもよい。たとえば、変形推定部１５０はＭＲＩ画像およびＰＡＴ画像に描出される血管や乳腺の分岐点といった特徴的な部位を同定し、ランドマークとしてもよい。さらに、ＭＲＩ画像およびＰＡＴ画像を表示制御部１７０により表示部５０に表示させ、操作部１５１０を介したユーザの操作入力に基づいて、変形推定部１５０はランドマークを取得してもよい。
【００６９】
このように本実施形態では、２画像間の胸壁（第一の構造）の位置の対応関係である第一の対応関係を少なくとも用いて、画像間の変形を推定する。また、さらに、２画像間の体表（第二の構造）の位置の対応関係である第二の対応関係や、乳頭（第三の構造）の位置の対応関係である第三の対応関係に基づいて、画像間の変形を推定する。ここで第一の対応関係とは、第一の画像Ｉｍｒｉ（３５０）に含まれる被検体３００の胸壁形状Ｃｍｒｉの位置（第一の構造の位置）と、被検体３００の胸壁形状の第二の画像Ｉｐａｔ（４５０）との位置関係を示す情報Ｃｐａｔとの対応関係である。Ｃｐａｔは第二の画像Ｉｐａｔには描出されないため、第一の画像Ｉｍｒｉにおける体表形状Ｃｍｒｉと第二の撮像装置の保持部の形状Ｈｐａｔとの関係に基づいて推定される。また第二の対応関係とは、第一の画像Ｉｍｒｉ（３５０）に含まれる被検体３００の体表形状のうちの乳房付近の形状と、第二の画像Ｉｐａｔ（４５０）における被検体３００の体表形状のうちの乳房付近の形状との対応関係である。また第三の対応関係とは、第一の画像Ｉｍｒｉ（３５０）に含まれる被検体３００の乳頭位置Ｐｍｒｉと、第二の画像Ｉｐａｔ（４５０）における被検体３００の乳頭位置Ｐｐａｔとの対応関係である。
【００７０】
これらの対応関係に基づいて、変形取得部１２５が、第一の画像Ｉｍｒｉと第二の画像Ｉｐａｔとの間での前記被検体の変形を示す変形情報を得る。
【００７１】
変形推定部１５０は、ステップＳ２３０で取得した境界条件である胸壁形状Ｃｍｒｉ´´を含むランドマークを用いて、ＭＲＩ画像とＰＡＴ画像との間の変形を推定する。変形推定部１５０は、Ｔｈｉｎ−Ｐｌａｔｅ  Ｓｐｌｉｎｅ法やＦｒｅｅ  Ｆｏｒｍ  Ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ法といった手法により、変形を推定する。具体例としては、式１に示すようなコスト関数Ｅを定め、このコスト関数の値を最小化する変形をＴｈｉｎ−Ｐｌａｔｅ  ＳｐｌｉｎｅやＦｒｅｅ  Ｆｏｒｍ  Ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ等によって推定するようにできる。
Ｅ＝Ｅｐｅｃｔｒａｌ＋Ｅｓｕｒｆａｃｅ＋Ｅｎｉｐｐｌｅ＋Ｅｆｅａｔｕｒｅ  ・・・（式１）
ここでＥｐｅｃｔｒａｌは胸壁形状の一致度に関するコスト項であり、変形を施した際のＣｍｒｉおよびＣｐａｔ(＝Ｃｍｒｉ´´）の位置に基づいて算出される。また、Ｅｓｕｒｆａｃｅは体表形状の一致度に関するコスト項であり、変形を施した際のＳｍｒｉ´´およびＳｐａｔの位置に基づいて算出される。ただし、本ステップの処理においては、体表形状Ｓｍｒｉ´´として、ステップＳ２３１０の処理で用いた胸骨や肋骨の周辺の体表形状ではなく、乳房自体の体表形状を主に使用する。また、Ｅｎｉｐｐｌｅは乳頭位置の一致度に関するコスト項であり、変形を施した際のＰｍｒｉ´´およびＰｐａｔの位置に基づいて算出される。またＥｆｅａｔｕｒｅは両画像間の対応する特徴的な部位の間の距離に関するコスト項である。上記の各コスト項は幾何形状間距離の計測手法など、周知の手法で算出できる。なお、これらのコスト項以外にも、画像間の輝度値分布の類似度をコスト項として追加してもよい。また、不自然な変形を抑制するための正則化項をコスト項として追加してもよい。
【００７２】
このようにして変形推定部１５０は、ＭＲＩ画像の基準座標系における胸壁形状Ｃｍｒｉおよび、ＰＡＴ画像の基準座標系における胸壁形状Ｃｍｒｉ´´とを略一致させ、両画像に共通して描出される体表形状や乳頭位置などを略一致させるような変形を推定する。変形推定部１５０により推定された結果は、たとえば三次元座標値を変換する関数として表現される。第一の実施形態においては、当該関数をｆｄ（ｘ，ｙ，ｚ）と表記する。ｆｄはＭＲＩ画像の基準座標系における座標値を引数とし、それに対応するＰＡＴ画像の基準座標系の座標値を返す関数である。
【００７３】
ステップＳ２５０において画像変形部１６０は、ステップＳ２４０において取得された変換関数ｆｄ（ｘ，ｙ，ｚ）に基づいて、画像変形処理を実行する。第一の実施形態においては、被検体の所定部位（対象領域）の位置や形状がＰＡＴ画像Ｉｐａｔと一致するようにＭＲＩ画像Ｉｍｒｉを変形させた変形画像Ｉｍｒｉ＿ｄを生成する。このとき、変換関数に基づいて画像を変形する処理は公知のいかなる手法を用いて実行しても良い。生成される変形画像Ｉｍｒｉ＿ｄは、ＰＡＴ画像Ｉｐａｔと同一の基準座標系４７０で定義され、基準座標系４７０において同一の座標におけるＩｍｒｉ＿ｄとＩｐａｔの画素は、被検体における略同一の位置に対応する。なお、画像変形部１６０は変換関数ｆｄ（ｘ，ｙ，ｚ）に基づいて、被検体の所定部位（対象領域）の位置や形状がＭＲＩ画像Ｉｍｒｉと一致するようにＰＡＴ画像Ｉｐａｔを変形させた変形画像Ｉｐａｔ＿ｄを生成してもよい。画像変形部１６０は、生成した変形画像を、データベース３０へ出力して、データベース３０に保存する。
【００７４】
ステップＳ２６０において、表示制御部１７０はＭＲＩ画像を変形した変形画像Ｉｍｒｉ＿ｄおよびＰＡＴ画像Ｉｐａｔに基づいて、表示部５０に表示させるための画像データである表示画像Ｉｄｉｓｐを生成する。表示制御部１７０は、Ｉｍｒｉ＿ｄおよびＩｐａｔの同一断面を切り出した二次元画像をそれぞれ生成し、それらの二次元画像を並べた画像をＩｄｉｓｐとして生成する。また、表示制御部１７０はＩｍｒｉ＿ｄおよびＩｐａｔの同一断面を切り出した二次元画像を重畳して表示画像Ｉｄｉｓｐを生成してもよい。表示制御部１７０は、ＭＲＩ画像およびＰＡＴ画像のそれぞれから抽出した体表形状や乳頭位置を、適切な座標変換を施して表示画像上に重畳して表示するようにしても良い。
【００７５】
ステップＳ２７０において表示制御部１７０は、ステップＳ２６０で生成した表示画像Ｉｄｉｓｐを表示部５０に表示させるための制御を行う。
【００７６】
第一の実施形態にかかる画像処理装置１００により、被検体の同一断面におけるＭＲＩ画像とＰＡＴ画像を、両画像に描出される被検体の形状を一致させるための位置合わせ処理を行って表示させることができる。したがって、ＭＲＩ画像とＰＡＴ画像との比較をユーザはより容易に行うことができる。
【００７７】
これにより、ＰＡＴ画像には描出されない胸壁の位置における変形の境界条件を反映して、ＭＲＩ画像とＰＡＴ画像との位置合わせを行うことができる。特に乳房の深部における位置合わせの精度を向上させることができる。
【００７８】
［第二の実施形態］
本発明の第二の実施形態では、第一の画像の一例であるＭＲＩ画像における被検体の特定の構造と第一の構造との位置関係を示す情報と、第二の画像の一例であるＰＡＴ画像における被検体の特定の構造とＰＡＴ装置の保持部との位置関係を示す情報とに基づいて、ＰＡＴ画像に対する第一の構造の位置を推定する。
【００７９】
第二の実施形態においても、画像処理装置１００の機能構成は図１に示したものと同様であるため、上述した説明を援用することにより、詳しい説明を省略する。また、第二の実施形態においても、画像処理装置１００のハードウェア構成は図１５に示したものと同様であるため、上述した説明を援用することにより、詳しい説明を省略する。以下では、第一の実施形態における画像処理装置１００の処理と異なる部分を中心に説明する。
【００８０】
第二の実施形態において、画像処理装置１００による処理は図２に例示するフローチャートと、ステップＳ２３０を除いて同様である。第一の実施形態においては、ステップＳ２３０で境界条件取得部１４０は、ＭＲＩ画像における体表形状とＰＡＴ装置４０の保持部（第二の保持部）の形状とに基づいて、第一の構造である胸壁のＰＡＴ画像に対する位置を推定することにより境界条件を取得した。一方、第二の実施形態では、ステップＳ２３０で境界条件取得部１４０は、ＭＲＩ画像における被検体の乳頭と胸壁との位置関係と、ＰＡＴ画像における被検体の乳頭位置に近接するＰＡＴ装置４０のベッド面上の位置とに基づいて、第一の構造である胸壁のＰＡＴ画像に対する位置を推定することにより境界条件を取得する。以下では、ステップＳ２３０における具体的な処理の手順を図１２に示すフローチャートを用いて説明する。
【００８１】
ステップＳ１２００において、境界条件取得部１４０は、ＰＡＴ装置のベッド面上で、ＰＡＴ画像における被検体の乳頭位置に近接する位置を取得する。
【００８２】
図１３は、ＰＡＴ装置４０と被検体の位置関係の一例を示す図である。図１３に示される被検体の断面は、図５に示される断面と同一とする。既出の構成には同じ符号を付しており、上述した説明を援用することにより、ここでの説明を省略する。図１３においてベッド面７００は、ベッド４０５の上面を撮影溝の上部に延長した仮想的な面である。境界条件取得部１４０は、ステップＳ２１０において撮像条件取得部１２０により取得された、ＰＡＴ装置４０の保持部形状Ｈｐａｔ（５７０）を取得する。そして、境界条件取得部１４０は、ステップＳ２２０において特徴抽出部１３０により取得された、ＰＡＴ画像における乳頭５６０の位置Ｐｐａｔを取得する。境界条件取得部１４０は、保持部形状Ｈｐａｔと乳頭位置Ｐｐａｔとに基づいて、乳頭５６０に近接する、ベッド面７００上の位置７１０を取得する。乳頭５６０に近接するベッド面７００上の位置とは、たとえば乳頭５６０に最も近接する位置である。境界条件取得部１４０は、位置７１０の位置情報を、ＰＡＴ画像の基準座標系４７０における座標Ｄｐａｔとして記録する。また、境界条件取得部１４０はＤｐａｔから乳頭５６０に向かうベクトル７２０を取得し、ベクトル７２０をＶｐａｔとして記録する。
【００８３】
ステップＳ１２１０において、境界条件取得部１４０は、被検体の乳頭位置に近接するＭＲＩ画像上の胸壁位置を取得する。
【００８４】
図１４はＭＲＩ画像に対して特徴抽出部１３０による処理の結果得られる画像の一例である。図１４に示される被検体の断面は、図７に示される断面と同一とする。既出の構成には同じ符号を付しており、上述した説明を援用することにより、ここでの説明を省略する。境界条件取得部１４０は、ステップＳ２２０において特徴抽出部１３０により取得された胸壁５１０上に位置し、乳頭５２０に近接する位置７５０を取得する。乳頭５２０に近接する胸壁５１０上の位置とは、たとえば乳頭５２０に最も近接する位置である。境界条件取得部１４０は、ＭＲＩ画像における乳頭５２０の位置と、胸壁５１０の形状とに基づいて位置７５０を取得し、位置７５０をＭＲＩ画像の基準座標系３９０における座標Ｄｍｒｉとして記録する。また、境界条件取得部１４０はＤｍｒｉから乳頭５２０に向かうベクトル７６０を取得しＶｍｒｉとして記録する。
【００８５】
ステップＳ１２２０において、境界条件取得部１４０は、ステップＳ１２００およびステップＳ１２１０で取得した情報に基づいて、ＭＲＩ画像の基準座標系と、ＰＡＴ画像の基準座標系との間の変換を求める。具体的には、境界条件取得部１４０はステップＳ１２００およびステップＳ１２１０で取得した位置ＤｐａｔとＤｍｒｉを一致させ、かつ、ベクトルＶｐａｔおよびベクトルＶｍｒｉの向きを一致させるような剛体変換Ｔｓを推定する。剛体変換Ｔｓを取得する方法は、公知の手法を用いることとする。ここで、剛体変換Ｔｓは、位置ＤｐａｔをＤｍｒｉへ、またベクトルＶｐａｔをＶｍｒｉへと変換するような剛体変換である。
【００８６】
ステップＳ１２３０において、境界条件取得部１４０は、ステップＳ１２２０で取得した剛体変換Ｔｓに基づいて境界条件を取得する。具体的には、境界条件取得部１４０はステップＳ２２０で取得した胸壁形状Ｃｍｒｉを、剛体変換Ｔｓにより座標変換し、Ｃｍｒｉ´´を取得する。そして境界条件取得部１４０は、Ｃｍｒｉ´´を境界条件として記録する。
【００８７】
以上により、第二の実施形態におけるステップＳ２３０の処理が実行される。第二の実施形態では、第一の実施形態と比べて計算コストを低減することができる。これは、ステップＳ２３０においてＰＡＴ画像に対する第一の構造の位置を推定する際に、ＭＲＩ画像に描出される体表形状とＰＡＴ装置の保持部形状との位置合わせよりも、乳頭位置からのベクトルの位置合わせの方が計算コストを少なくできるためである。
【００８８】
［変形例］
第一の実施形態及び第二の実施形態では、ＰＡＴ画像に描出されていない被検体の第一の構造である胸壁の位置や形状を、ＭＲＩ画像に基づいて推定する場合を例に説明した。変形例として、たとえばＰＡＴ画像に被検体の第一の構造（胸壁）が描出されているか否かを判定し、当該判定の結果に基づいて処理を切り替えてもよい。
【００８９】
たとえば、図２に示すステップＳ２２０の処理において、特徴抽出部１３０は前述した処理に加えて、ＰＡＴ画像から胸壁形状を抽出する処理を実行することとする。特徴抽出部１３０は、ＰＡＴ画像から胸壁形状を抽出する処理が成功した場合に、当該ＰＡＴ画像に胸壁が描出されていると判定する。特徴抽出部１３０は、ＰＡＴ画像から胸壁形状を抽出する処理が失敗した場合に、当該ＰＡＴ画像に胸壁が描出されていないと判定する。特徴抽出部１３０は、判定の結果を保存する。特徴抽出部１３０は、判定の結果を画像処理装置１００のＲＡＭ１５０２、ＲＯＭ１５０５、ＳＳＤ１５０６といった記憶部に出力して保存させてもよい。特徴抽出部１３０は、判定の結果を当該ＰＡＴ画像に付帯させてもよい。
【００９０】
当該判定の結果が「失敗」である場合には、画像処理装置１００はステップＳ２３０以降の処理を第１の実施形態又は第二の実施形態と同様に実行する。当該判定の結果が「成功」である場合には、図２に示すステップＳ２３０の処理において、境界条件取得部１４０は、ステップＳ２２０において特徴抽出部１３０により抽出された胸壁形状をＣｐａｔとして取得する。そして、ステップＳ２４０において変形推定部１５０は、ＰＡＴ画像の基準座標系における胸壁形状として、Ｃｍｒｉ´´に代えてＣｐａｔを用いて前述した変形推定の処理を実行する。これにより、ＰＡＴ画像上に胸壁が描出されている場合には、その形状を用いた位置合わせを実行し、描出されていない場合には、ＭＲＩ画像に基づいて推定した胸壁の形状を用いた位置合わせを実行することができる。より信頼性の高い情報に基づいた位置合わせを実行することができるため、位置合わせの精度を向上することができる。
【００９１】
さらに、ステップＳ２２０において、特徴抽出部１３０がＰＡＴ画像から胸壁形状を部分的に抽出できた場合について説明する。境界条件取得部１４０はＰＡＴ画像の基準座標系における胸壁形状Ｃｍｒｉ´´と、部分的に抽出された胸壁形状とに基づいて境界条件を取得してもよい。具体的には、ステップＳ２３０において境界条件取得部１４０は、推定される胸壁形状Ｃｍｒｉ´´に、ＰＡＴ画像から抽出された部分的な胸壁形状Ｃｐａｔを併せて用いる。境界条件取得部１４０は、Ｃｍｒｉ´´の中でＣｐａｔと共通する範囲内の形状を、Ｃｐａｔの形状に置き換えた形状を境界条件として取得する。あるいは、境界条件取得部１４０は、Ｃｍｒｉ´´とＣｐａｔとを加算した形状を境界条件として取得する。ＭＲＩ画像に基づいて推定された胸壁形状Ｃｍｒｉ´´とＣｐａｔのそれぞれの信頼度を評価し、信頼度に基づいてステップＳ２４０の変形推定の処理を実行しても良い。その際、Ｃｍｒｉ´´よりもＣｐａｔの方に高い信頼度を与えるようにしてもよいし、Ｃｐａｔの抽出時のエッジ強度などに基づいて部分的に異なる信頼度を与えるようにしてもよい。これにより、ＰＡＴ画像上に描出される部分的な胸壁形状を用いつつ、ＰＡＴ画像上に描出されない部分の胸壁形状については、ＭＲＩ画像の胸壁形状に基づいて推定される。より信頼性の高い情報に基づいた位置合わせを実行することができるため、位置合わせの精度を向上することができる。
【００９２】
また、ＰＡＴ画像に被験体の胸壁形状が描出されている場合に、ＭＲＩ画像から抽出された胸壁形状Ｃｍｒｉに基づいてＰＡＴ画像の胸壁形状を抽出してもよい。具体的には、図２に示すステップＳ２００からステップＳ２３０までの処理に基づいて、特徴抽出部１３０はＰＡＴ画像の基準座標系における胸壁形状Ｃｍｒｉ´´を取得する。さらに、特徴抽出部１３０はＣｍｒｉ´´に基づいて、ＰＡＴ画像から胸壁形状を抽出する処理を実行する。たとえば、ＰＡＴ画像の中でＣｍｒｉ´´の近傍のエッジを検出し、Ｃｐａｔを抽出する。これにより、ＭＲＩ画像から抽出した被検体の胸壁形状に基づいて、ＰＡＴ画像から胸壁形状を抽出する処理を実行できる。すなわち、ＰＡＴ画像から胸壁形状を抽出する処理の精度を向上することができる。
【００９３】
第一の実施形態及び第二の実施形態では、ＰＡＴ装置の保持部形状に基づいて境界条件を取得する場合を例に説明した。変形例として、保持部形状に所定のオフセットを考慮してもよい。たとえば、ＰＡＴ装置と被検体との間に設置されるクッションといった緩衝部材や、被検体の脂肪の厚みを考慮したオフセットを、予め設定しておくことができる。さらに、緩衝部材に対して被検体の沈み込む深さを、被検体の体重に基づいて考慮してもよい。オフセットを考慮した処理の一例では、ベッド面７００に平行な面で、脂肪の厚みとして１０ｍｍを加えた面を用いて第一の実施形態及び第二の実施形態で説明した処理を行う。オフセットの値は、固定値を用いてもよいし、被検体の特性に応じて設定してもよい。ＭＲＩ画像から胸骨付近の体表と大胸筋面との距離を求めて用いてもよい。また、オフセットを考慮した処理の別の例としては、緩衝部材を設置した場合に被検体の体表は必ずベッド面７００よりも上方に位置することに基づいて、境界条件取得部１４０は、胸壁の位置を推定するようにしてもよい。これにより、境界条件に用いられる胸壁の位置をより精度良く取得できるため、位置合わせの精度を向上することができる。
【００９４】
第二の実施形態の変形例として、ステップＳ１２２０において剛体変換Ｔｓを取得する際に、Ｔｓにより変換される胸壁形状Ｃｍｒｉ´´がＰＡＴ装置のベッド面７００に接することを条件としてもよい。これにより、被検体の胸壁面とベッド面との位置関係を、より精度良く取得することができる。
【００９５】
第一の実施形態及び第二の実施形態では、被検体の乳房を撮像して得られる画像を対象として本発明を実施する場合を例として説明した。変形例として、被検体の足や腕など他の部位を撮像して得られる画像を対象として本発明を実施してもよい。他の部位を対象として本発明を実施する場合には、たとえばＭＲＩ画像から骨形状を抽出し、ＰＡＴ画像における骨形状を推定し、ＭＲＩ画像とＰＡＴ画像との間の位置合わせの境界条件に用いることができる。
【００９６】
第一の実施形態及び第二の実施形態では、ＭＲＩ画像とＰＡＴ画像との間の変形位置合わせに本発明を適用する場合を例として説明したが、本発明の適用はこれに限らない。たとえば、ＭＲＩ画像とＸ線マンモグラフィ画像との間の位置合わせなど、任意の異なるモダリティによって取得される画像間の位置合わせ処理も本発明の実施形態に含まれる。あるいは、ＣＴ撮像装置、ＭＲＩ撮像装置、またはＰＥＴ（核磁気共鳴）撮像装置で得られるＣＴ画像、ＭＲＩ画像、ＰＥＴ画像の少なくともいずれかと、ＵＳ撮像装置またはＰＡＴ撮像装置で得られるＰＡＴ画像との位置合わせも本発明の実施形態に含まれる。また、同一のモダリティにより取得された画像間の位置合わせに本発明を適用してもよい。その際、同一のモダリティで取得された画像であって、撮像範囲の異なる画像間の位置合わせにおいて、一方の画像に描出されない被検体の第一の構造を推定し、当該第一の構造に基づいて位置合わせを行うことにより、位置合わせの精度を向上することができる。
【００９７】
上述の実施形態では、第一の画像（ＭＲＩ画像）よりも第二の画像（ＰＡＴ）の撮像範囲が狭いものとし、第一の画像には乳房（対象領域）と胸壁（第一の構造）と保持部と接触する乳房外の体表（第二の構造）が、第二の画像には乳房が含まれ胸壁や第二の保持部と接触する乳房外の体表は含まれないものとしたが、本発明の実施形態はこれに限らない。例えば、第二の画像（ＰＡＴ画像）に乳房（対象領域）と胸壁（第一の構造）と保持部と接触する乳房外の体表（第二の構造）が含まれるような画像に対して、上述の処理を適用することも本発明の実施形態に含まれる。例えばこれは、ＰＡＴ画像中で胸壁の領域が鮮明に描出されないような場合には、第二の保持部やＭＲＩ画像中の胸壁・体表の情報を用いて胸壁の領域をより精度良く特定することが出来るため、有用である。
【００９８】
上述の実施形態では、対象領域として乳房を、第一の構造として胸壁を、第二の構造として体表を用いた例を示したが、これらは適宜変更し得る。本発明の実施形態の１つでは、一方の画像で適切に描出されない領域を、他方の画像と、当該一方の画像の撮影装置の保持部の位置を利用して特定しつつ、（変形）位置合わせを行うことを目的としている。そして保持部の位置と他方の画像の第二の構造を利用して当該一方の画像における第一の構造の位置を特定するものである。かかる技術思想に含まれるように対象領域、第一の構造、第二の構造は適宜選択し得る。
【００９９】
本発明の実施形態には、以下のようにして装置、システム、制御方法を実現するような実施形態も含まれる。すなわち、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形で実現するという方法である。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。
【０１００】
上述の各実施形態における画像処理装置は、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。画像処理装置および画像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。
【０１０１】
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。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が記録されたコンピュータが読み取り可能な記録媒体を含む。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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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