JP5408493B2 - 医療用画像処理装置及び医療用画像処理プログラム - Google Patents
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Description
uxにおけるボリュームデータである。つまり、補間ボリュームデータ生成部105が補間ボリュームデータtauxを生成することは、実際はコンピュータ断層撮影装置で撮像されていない時刻tauxにおいて、あたかもコンピュータ断層撮影装置により撮像して、ボリュームデータ生成部101がボリュームデータを生成したことと、同等となる。
い換えると、補間ボリュームデータの時刻情報tauxと直前のタイミングに生成されたボリュームデータtk−1の時刻情報tk−1との間隔Aと、補間ボリュームデータの時刻情報tauxと直後のタイミングに生成されたボリュームデータの時刻情報tkとの間隔Bとが異なる間隔、すなわち、非等間隔となっている。この理由については、後述する。
tk及び補間画像tauxを表示する。表示部111は、時系列となった実画像tk−1
、tk及び補間画像taux以外に、各画像の時刻情報も表示する。また、必要に応じて、表示部111は、画像生成部107で生成された3次元画像のシーケンスを、表示処理部109での処理の後、動画像として再生することができる。
ける3次元の補間画像を、補間画像tauxと称する。
に生成された実画像tk−1の時刻情報tk−1との間隔Cと、補間画像tauxの時刻
情報tauxと直後のタイミングに生成された実画像tkの時刻情報tkとの間隔Dとが非等間隔となっている。本実施の形態において、ボリュームデータtk−1と、時刻情報tk−1の次のタイミングで生成されるボリュームデータtkとの間隔が、およそ0.1秒から数年単位である。これは、画像生成部107で生成される医療画像(実画像tk−1、実画像tk、及び補間画像taux)とは異なる通常の画像で構成される動画像(たとえば、テレビなどの映像)のフレーム間隔(例えば、1/60秒)と比べて非常に大きいことに起因する。
ミングに生成された実画像tk−1の時刻情報tk−1との間隔Cと、補間画像taux
の時刻情報tauxと直後のタイミングに生成された実画像tkの時刻情報tkとの間隔Dとが、非等間隔であるが、これに限らない。実画像tk−1と実画像tkとの間で発生している被検体である患者3の関心領域の経時変化を観察するのに適したタイミングであれば、補間画像tauxの時刻情報tauxと直前のタイミングに生成された実画像tk−1の時刻情報tk−1との間隔Cと、補間画像tauxの時刻情報tauxと直後のタイミングに生成された実画像tkの時刻情報tkとの間隔Dとが、等間隔に設定されてもよい。すわなち、実画像tk−1と実画像tkとの間で発生している被検体である患者3の検査部位(関心領域)の経時変化を観察するのに適したタイミングであれば、時刻情報tk−1と時刻情報tk−1との間の任意の時刻で画像生成部107が補間画像tauxを生成しても良い。言い換えると、本実施の形態において、ボリュームデータtauxの時刻tauxは、たとえば、被検体(患者3)の検査部位(関心領域)の変化が現れると予測される時間に依存して、適宜設定することができる。これにより、本実施の形態では、X線の線量を削減し、被検体である患者3への影響を極力抑えることができる。
図5は、時刻tk−1と時刻tk−1との任意の時刻で画像生成部107が補間画像t
auxを生成する一例を模式的に示す図である。図5に示すように、画像生成部107は、実画像tk−1を生成した時刻0.0secと、実画像tkを生成した時刻情報1.5secとの間の任意の時刻情報1.0secの補間画像tauxを生成する。そのため、実画像を生成した時刻の間の任意の時刻で補間画像を生成することができ、実画像tk−1、と実画像tkとの間で発生している患者3の診断範囲の経時変化を観察することができる。
図6は、心室容量の大きさの経時変化を示すモデルと画像生成部107が作成した補間画像tauxとを比較した図である。上述のように、時刻情報tk−1と時刻情報tk−1との間の時刻であれば、任意の時刻で画像生成部107が補間画像tauxを生成することが可能なので、たとえば図6に示すように、心室容量の大きさの経時変化を示すモデルの最大容量を示す時刻で、画像生成部107が補間画像tauxを作成し、心室容量の大きさの経時変化を示すモデルと補間画像tauxにあらわれる心室の大きさとを比較することができる。
また、画像生成部107は、同一の被検体から同一の検査部位を対象として、異なるモードで動作するコンピュータ断層撮影装置又は異なるコンピュータ断層撮影装置により供給された複数のボリュームデータから、時系列の複数の3次元画像セットを生成し、複数の3次元画像セットから正確に同期した画像のシーケンスを生成することができる。図7は、画像生成部107が生成した2組の時系列に並んだ3次元画像セットを示す。また、図8は、図7に示す2組みの3次元画像セットを同期させた画像のシーケンスを示す図である。
上述した実施の形態1に係る医療用画像処理装置100によれば、動き解析情報に基づき、補間画像を実画像間に補間することで、画像内の特定の領域の変化を正確に表示する。しかし、補間画像を実画像間に補間する場合、実画像の画質によっては、単純に補間画像を補間するだけでは、画像内の特定の領域の変化を正確に表示できない場合もある。
補正処理の一例として、コンピュータ断層撮影装置の撮影対象の条件などから、補正処理部306の補正処理前の時刻tk−1、tkにおける画像の画質が均一でない場合、補正処理部306は、動き解析情報生成部303からの入力された動き解析情報、ボリュームデータ生成部301から入力されたボリュームデータtkのボクセル及びボリュームデータtk−1のボクセルに基づき、画像生成部307で生成する実画像tk−1、tk、の画素値を求める。詳細は、図13、図14を参照して後述する。
そして、ステップST34へ遷移する。
ステップST34では、出力フェイズの全ボクセルについて、前後の入力フェイズでの対応する位置を、動き解析情報により求める。そして、ステップST35へ遷移する。
ステップST36では、入力フェイズに対応する入力画素値の信頼度を取得する。
そして、ステップST37へ遷移する。
また、補正処理部306は、動き解析情報生成部303からの入力された動き解析情報、並びにボリュームデータ生成部301から入力されたボリュームデータtk、のボクセル及びボリュームデータtk−1のボクセルに基づき、画像生成部307で生成する実画像tk−1、tkの画素値の値的な歪み量を求める。詳細は、図15を参照して後述する。
ここで、図15を参照して、実画像tk−1、tkの画質、における特性(明度、ダイナミックレンジ)を均一とするための、補正処理部306で補正処理について説明する。図15は、本実施の形態に係る医療用画像処理装置300補正処理フローの例(2)である。
ステップST43では、歪の量の関数から、ボリュームデータtk、tk−1の各ボクセル位置について、画素値の補正係数を算出する。そして、ステップST44へ遷移する。
そして、ステップST45へ遷移する。
ステップST45では、出力フェイズの全ボクセルについて、前後の入力フェイズでの対応する位置を、動き解析情報から算出する。そして、ステップST46へ遷移する。
ステップST47では、上記入力画素値に、対応ボクセル位置の補正係数による変換をし、これをそれぞれの入力フェイズについて加算したものを、出力フェイズの画素値とする。そして、処理が終了する。
また、本実施の形態に係る医療用画像処理装置300の一つの特徴として、補正処理部306は、動き解析情報及び2以上の実画像(入力画像)tk−1、tkの画質情報に基づき、動き解析情報から得られる入力画像内の特定の領域に関する変形又変位による画素値の変化を見込んだ補正処理を行うこともできる。図16を参照して、説明する。
図17は、実画像tk−1、tk、tk+1の補正処理の例(3)を説明するための図
である。説明のため、図17では、実画像(入力画像)tk−1、tk、tk+1内の特
定の領域を領域R2とする。図17に示すように、領域R2は、実画像tk−1から実画像tk+1へ遷移する間に縮小する。領域Rが縮小すると、領域R2では造影剤などが濃縮され、何も補正処理を実行しなければ、実画像(入力画像)tk−1、よりも、実画像tk、tk+1の領域R2の画素値が大きくなってしまう。
、もっともS/Nの高い画素の画素値を、実画像tkにおける画素値とする。
図18は、実画像及び補間画像の補正処理の例(4)を説明するための図である。補正処理の他の例として、図18に示すように、上述した補正処理を組み合わせて、補正処理部306は、補間ボリュームデータ生成部305で生成した実画像tk−1、tk間の補間画像taux2について、実画像tk−1、tkに関する動き解析情報、及び画質を均一化する補正処理(図13、図14参照)後の実画像tk−1、tkの画質情報などに基づき、補間画像taux2の補正処理を行うことができる。
を用いると、補正処理部306は、動き解析情報生成部303から得られる実画像tk−1、tkに関する動き解析情報に基づき、図18に示す領域R3の変形変異を取得し、補間画像taux2に対して変形変異を見込んだ補正処理を行う。
た方法を用いると、補正処理部306は、動き解析情報生成部303から得られる実画像tk−1、補間画像taux2間、及び補間像taux2、実画像tk間の動き解析情報
に基づき、領域R2の変形変異を取得し、補間実画像taux2について実画像tk−1
、tk、及び補間画像taux2で対応する画素値を比較し、もっともS/Nの高い画素
の画素値を、実画像taux2における画素値とする。この場合、比較する補間画像ta
ux2の画素値をゼロとすれば良い。
図19は、実画像の補正処理の例(5)を説明するための図である。補正処理の他の例として、図19に示すように、補正処理部306は、補間ボリュームデータ生成部305で生成した実画像tk−1、tkについて、実画像tk−1、tkに関する動き解析情報、及び実画像tk−1、tkの画質情報などに基づき、実画像tkの補正処理を行い、実画像tk−1から数えて2番目の実画像tkについては、実画像tk−1の画素値との差分のみをデータとして保存しておくで、情報量(量子化ビット数)を減らしつつ、画質を維持することができる。同様に、補正処理部306は、補間ボリュームデータ生成部305で生成した実画像tk、tk+1について、実画像tk、tk+1に関する動き解析情報、及び実画像tk、tk+1の画質情報などに基づき、実画像tk+1の補正処理を行い、実画像tk+1については、実画像tkの画素値との差分のみをデータとして保存しておくで、情報量(量子化ビット数)を減らしつつ、画質を維持することができる。
3次元画像を生成し、時系列に並べる。
k及び補間画像taux以外に、各画像の時刻情報も表示する。また、必要に応じて、表示部111は、画像生成部307で生成された3次元画像のシーケンスを、表示処理部309での処理の後、動画像として再生することができる。
上述した実施の形態1に係る医療用画像処理装置100によれば、動き解析情報に基づき、補間画像を実画像間に補間することで、画像内の特定の領域の変化を正確に表示する。その一方で、観察対象の領域を画像としてよりも、その形状や大きさなどのより客観的な指標で把握したい場合がある。この場合は観察対象のジオメトリ情報を作成するが、補間ボリュームを含む多数のボリュームデータそれぞれにジオメトリ情報を作成するには多大な労力がかかる。また、異なるボリュームデータのジオメトリ情報の間の対応関係を設定するのも多大な労力がかかる。
k及び補間画像taux以外に、各画像の時刻情報も表示する。また、必要に応じて、表示部511は、画像生成部507で生成された3次元画像のシーケンスを、表示処理部509での処理の後、動画像として再生することができる。
次に、図22を参照して、本実施の形態3に係る医療用画像処理装置500の画像処理の一例について説明する。図22は、本実施の形態3に係る医療用画像処理装置500の画像処理の例(1)を示す図である。
次に、図23を参照して、本実施の形態3に係る医療用画像処理装置500の画像処理の一例について説明する。図23は、本実施の形態3に係る医療用画像処理装置500の画像処理の例(2)を示す図である。
なお、補間ジオメトリ情報Gtauxとは、ジオメトリ情報と同様、1つの3次元補間画像について、中実、表面、線、位置、又はこれらの要素の組み合わせで表現した組織の情報である。
次に、図24を参照して、本実施の形態3に係る医療用画像処理装置500の画像処理の一例について説明する。図24は、本実施の形態3に係る医療用画像処理装置500の画像処理の例(3)を示す図である。
次に、図25を参照して、本実施の形態3に係る医療用画像処理装置500の画像処理の一例について説明する。図25は、本実施の形態3に係る医療用画像処理装置500の画像処理の例(4)を示す図である。
次に、図26を参照して、本実施の形態3に係る医療用画像処理装置500の画像処理の一例について説明する。図26は、本実施の形態3に係る医療用画像処理装置500の画像処理の例(5)を示す図である。
セグメンテーションに係る操作の手間、補正処理を減らすことができる。さらに、実画像と他の実画像との画質に差異によって、セグメンテーションの結果の揺らぎを抑止できる。そのため、ユーザは、より客観的な画像解析を行うことができる。
101、301、501 ボリュームデータ生成部
103、303、503 動き解析情報生成部
105、305、505 補間ボリュームデータ生成部
107、307、507 画像生成部
109、309、509 表示処理部
111、311、511 表示部
113、313、513 操作部
306 補正処理部
506 ジオメトリ情報生成部
Claims (6)
- 時刻を有する複数のボリュームデータのそれぞれを可視化する医療用画像処理装置であって、
前記複数のボリュームデータのうち、一のボリュームデータについて、ジオメトリ情報を生成する第1生成手段と、
前記複数のボリュームデータのうち、前記一のボリュームデータと他の少なくとも一のボリュームデータとの間の動き解析情報を生成する第2生成手段と、
前記複数のボリュームデータのうち、前記他の少なくとも一のボリュームデータについて、前記動き解析情報及び前記ジオメトリ情報に基づき、対応する新たなジオメトリ情報を生成する第3生成手段と、
前記他の少なくとも一のボリュームデータについて、前記対応する新たなジオメトリ情報を含む画像を表示するための処理を行う表示処理手段と、を備える医療用画像処理装置。 - 請求項1に記載の医療用画像処理装置であって、
前記動き解析情報に基づき、前記一のボリュームデータに含まれる特定の領域の変異又は変形を取得し、当該取得した変異又は変形、前記ジオメトリ情報、及び前記対応する新たなジオメトリ情報に基づき、ボクセル値の変化を予測し、前記他の少なくとも一のボリュームデータのボクセル値を補正する、医療用画像処理装置。 - 請求項1に記載の医療用画像処理装置であって、
さらに、前記一のボリュームデータと前記他の少なくとも一のボリュームデータとの間を補間する補間ボリュームデータを生成する第4生成手段と、
前記補間ボリュームデータについて、前記動き解析情報及び前記ジオメトリ情報に基づき、対応する補間ジオメトリ情報を生成する第5生成手段と、を備え、
前記表示処理手段は、
前記補間ボリュームデータについて、前記補間ジオメトリ情報を含む画像を表示するための処理を行う、医療用画像処理装置。 - 請求項3に記載の医療用画像処理装置であって、
前記一のボリュームデータの時刻情報及び前記補間ボリュームデータの時刻情報の間隔と、前記他のボリュームデータ及び前記補間ボリュームデータの時刻情報の間隔とは非等間隔である、医療用画像処理装置。 - 請求項1に記載の医療用画像処理装置であって、
前記表示処理手段は、
前記複数のボリュームデータについて描画する時に、前記ジオメトリ情報と前記新たなジオメトリ情報とを利用して、前記複数のボリュームデータで共通する特定の領域を含む画像を表示するための処理を行う、医療用画像処理装置。 - コンピュータを、請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の医療用画像処理装置が備える全ての手段として機能させるための医療用画像処理プログラム。
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