JP5554028B2

JP5554028B2 - 医用画像処理装置、医用画像処理プログラム、及びｘ線ｃｔ装置

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Publication number: JP5554028B2
Application number: JP2009175877A
Authority: JP
Inventors: 達郎前田
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Medical Systems Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Canon Medical Systems Corp
Priority date: 2009-07-28
Filing date: 2009-07-28
Publication date: 2014-07-23
Anticipated expiration: 2029-07-28
Also published as: JP2011024913A

Description

この発明は、Ｘ線ＣＴ装置やＭＲＩ装置などの医用画像診断装置によって得られた画像データに基づいて、管状組織の内部を表す画像データを生成する医用画像処理装置、及び医用画像処理プログラムに関する。また、この発明は、被検体にＸ線を曝射して得られたＸ線投影データに基づいて、管状組織の内部を表す画像データを生成するＸ線ＣＴ装置に関する。

Ｘ線ＣＴ装置などの医用画像取得装置によって取得された画像データに基づいて、いわゆる仮想内視鏡表示（ｖｉｒｔｕａｌｅｎｄｏｓｃｏｐｙ；ＶＥ）を行うことで、血管、腸、気管支などの管状組織の内部を観察することが行われている。仮想内視鏡表示によると、観察者の視点を管状組織の内部で自由に移動させて管状組織の内部を表示することができ、更に、任意位置における形態情報から腫瘍などの状態を確認して診断を行うことができる。従来、仮想内視鏡表示を実行する場合、管状組織の内部を観察しながら視点を動かし、腫瘍などの領域を探す作業を行っていた。

また、Ｘ線ＣＴ装置を用いて、被検体の***を撮影によって変えて、被検体の***を各***にした状態で大腸を撮影することで、各***における大腸を３次元的に表わすボリュームデータを取得し、各***におけるボリュームデータにおいて視点位置を一致させて仮想内視鏡表示を実行する試みがなされている（例えば特許文献１）。このように被検体の***を変えて撮影することで、大腸に残渣物が残っている場合に、その残渣物を避けて大腸を表す画像データを取得することが可能となる。例えば、被検体を仰向けにした状態で撮影することで取得された大腸を表すボリュームデータと、被検体をうつ伏せにした状態で撮影することで取得された大腸を表すボリュームデータとにおいて、視点位置を合わせて仮想内視鏡表示を実行していた。

上記特許文献１に記載されている視点位置を一致させる方法について、図５を参照して説明する。図５は、従来技術において、被検体の***を変えて撮影を行うことで取得された大腸領域を表す画像を模式的に示す図である。

（１）まず、Ｘ線ＣＴ装置を用いて、被検体の***を撮影ごとに変えて、被検体の***を各***にした状態で大腸を撮影することで、各***における大腸を表わすボリュームデータを取得する。図５に示す例では、被検体を仰向けにした状態（Ｓｕｐｉｎｅ）で撮影することで、仰向け状態における大腸を表すボリュームデータ８００を取得し、被検体をうつ伏せにした状態（Ｐｒｏｎｅ）で撮影することで、うつ伏せ状態における大腸を表すボリュームデータ９００を取得する。

（２）次に、仰向け状態で取得されたボリュームデータ８００に基づいて、３次元的な芯線８１０を抽出する。同様に、うつ伏せ状態で取得されたボリュームデータ９００に基づいて、３次元的な芯線９１０を抽出する。１例として、大腸の中心を通る中心線を芯線として抽出する。

（３）次に、各***における芯線の始点を設定し、芯線に沿って始点からの距離を求める。例えば、大腸における肛門の位置を始点として、芯線に沿って肛門（始点）からの距離を求める。図５に示す例の場合、芯線８１０の端部の特徴点８２０を肛門の位置として、特徴点８２０を始点に設定する。そして、芯線８１０に沿って始点（特徴点８２０）からの距離Ｌ_１を求める。さらに、３次元の直交座標系（ｘ、ｙ、ｚ）を定義し、距離Ｌ_１と芯線８１０のｘ軸上の座標位置ｘとの関係を曲線で表すグラフ（Ｌ_１−ｘ）、距離Ｌ_１と芯線８１０のｙ軸上の座標位置ｙとの関係を曲線で表すグラフ（Ｌ_１−ｙ）、及び、距離Ｌ_１と芯線８１０のｚ軸上の座標位置ｚとの関係を曲線で表すグラフ（Ｌ_１−ｚ）を求める。同様に、芯線９１０の端部の特徴点９２０を肛門の位置として、特徴点９２０を始点に設定する。そして、芯線９１０に沿って始点（特徴点９２０）からの距離Ｌ_２を求める。さらに、距離Ｌ_２と芯線９１０のｘ軸上の座標位置ｘとの関係を曲線で表すグラフ（Ｌ_２−ｘ）、距離Ｌ_２と芯線９１０のｙ軸上の座標位置ｙとの関係を曲線で表すグラフ（Ｌ_２−ｙ）、及び、距離Ｌ_２と芯線９１０のｚ軸上の座標位置ｚとの関係を曲線で表すグラフ（Ｌ_２−ｚ）を求める。

（４）次に、（３）で求められた各グラフにおいて、各座標位置ｘ、ｙ、ｚがピークを形成する距離を求める。具体的には、グラフ（Ｌ_１−ｘ）を対象にして、座標位置ｘを距離Ｌ_１で微分することで、座標位置ｘがピークを形成する距離Ｌ_１ｘを求める。同様に、グラフ（Ｌ_１−ｙ）を対象にして、座標位置ｙを距離Ｌ_１で微分することで、座標位置ｙがピークを形成する距離Ｌ_１ｙを求める。同様に、グラフ（Ｌ_１−ｚ）を対象にして、座標位置ｚを距離Ｌ_１で微分することで、座標位置ｚがピークを形成する距離Ｌ_１ｚを求める。また、グラフ（Ｌ_２−ｘ）を対象にして、座標位置ｘを距離Ｌ_２で微分することで、座標位置ｘがピークを形成する距離Ｌ_２ｘを求める。同様に、グラフ（Ｌ_２−ｙ）を対象にして、座標位置ｙを距離Ｌ_２で微分することで、座標位置ｙがピークを形成する距離Ｌ_２ｙを求める。同様に、グラフ（Ｌ_２−ｚ）を対象にして、座標位置ｚを距離Ｌ_２で微分することで、座標位置ｚがピークを形成する距離Ｌ_２ｚを求める。

そして、座標位置ｘがピークを形成する距離Ｌ_１ｘと、座標位置ｙがピークを形成する距離Ｌ_１ｙと、座標位置ｚがピークを形成する距離Ｌ_１ｚとが一致する芯線８１０上の点を、芯線８１０における特徴点（大腸の形状が変化している点）として定義する。この方法によって、芯線８１０上の特徴点８２１〜８２４を、大腸の形状が変化している点として定義する。同様に、座標位置ｘがピークを形成する距離Ｌ_２ｘと、座標位置ｙがピークを形成する距離Ｌ_２ｙと、座標位置ｚがピークを形成する距離Ｌ_２ｚとが一致する芯線９１０上の点を、芯線９１０における特徴点（大腸の形状が変化している点）として定義する。これにより、芯線９１０上の特徴点９２１〜９２４を、大腸の形状が変化している点として定義する。また、芯線８１０において、始点として設定された特徴点８２０とは反対側の端部の点を終点（特徴点８２５）として定義する。同様に、芯線９１０において、始点として設定された特徴点９２０とは反対側の端部の点を終点（特徴点９２５）として定義する。

（５）次に、仰向け状態で取得されたボリュームデータ８００における特徴点８２０〜８２５と、うつ伏せ状態で取得されたボリュームデータ９００における特徴点９２０〜９２５とを対応付ける。例えば、始点として設定された特徴点８２０及び特徴点９２０は同じ位置にある特徴点であるとして、特徴点８２０と特徴点９２０とを対応付ける。また、芯線８１０に沿って特徴点８２０の次の特徴点８２１と、芯線９１０に沿って次の特徴点９２１とは、同じ位置にある特徴点であるとして、特徴点８２１と特徴点９２１とを対応付ける。同様に、特徴点８２２と特徴点９２２とを対応付け、特徴点８２３と特徴点９２３とを対応付け、特徴点８２４と特徴点９２４とを対応付け、特徴点８２５と特徴点９２５とを対応付ける。このようにして、大腸の形状が変化している点（特徴点）の位置を、仰向け状態で取得されたボリュームデータ８００と、うつ伏せ状態で取得されたボリュームデータ９００とで対応付ける。

そして、仰向け状態で取得されたボリュームデータ８００と、うつ伏せ状態で取得されたボリュームデータ９００とにおいて、視点位置を合わせて仮想内視鏡表示を行う。例えば、ボリュームデータ８００において、芯線８１０に沿って特徴点８２１から特徴点８２２まで視点を移動させながら、特徴点８２１と特徴点８２２との間の各位置における大腸の内部を仮想内視鏡表示する。一方、ボリュームデータ９００においても、芯線９１０に沿って、特徴点８２１に対応する特徴点９２１から、特徴点８２２に対応する特徴点９２２に向かって視点を移動させながら、特徴点９２１と特徴点９２２との間の各位置における大腸の内部を仮想内視鏡表示する。このようにして、仰向け状態で取得されたボリュームデータ８００と、うつ伏せ状態で取得されたボリュームデータ９００とにおいて、視点位置を合わせて仮想内視鏡表示を行う。

米国特許第７２２４８２７号明細書

しかしながら、上記特許文献１に記載の方法によると、仰向け状態における大腸の長さと、うつ伏せ状態における大腸の長さとで差がある場合に、その差分に相当する領域については、視点位置を合わせて仮想内視鏡表示することが困難である。例えば、ボリュームデータ８００においては、特徴点８２１と特徴点８２２との間の距離が６０ｃｍであり、ボリュームデータ９００においては、特徴点９２１と特徴点９２２との間の距離が６５ｃｍであった場合について説明する。すなわち、ボリュームデータ９００に表わされている大腸の方が、ボリュームデータ８００に表わされている大腸よりも、対応する区間（特徴点８２１（９２１）〜特徴点８２２（９２２））において５ｃｍ長い場合について説明する。この場合、ボリュームデータ８００については、特徴点８２１（０ｃｍ地点）から特徴点８２２（６０ｃｍ地点）まで芯線８１０に沿って視点を移動させながら、特徴点８２１（０ｃｍ地点）と特徴点８２２（６０ｃｍ地点）との間の各座標位置における大腸の内部を仮想内視鏡表示する。すなわち、０ｃｍから６０ｃｍまでの領域を対象にして仮想内視鏡表示を行う。

一方、ボリュームデータ９００については、特徴点９２１（０ｃｍ地点）から特徴点９２２（６５ｃｍ地点）に向かって芯線９１０に沿って視点を移動させながら、特徴点９２１（０ｃｍ地点）と特徴点９２２（６５ｃｍ地点）との間の各座標位置における大腸の内部を仮想内視鏡を行う。この場合において、仰向け状態で取得されたボリュームデータ８００と、うつ伏せ状態で取得されたボリュームデータ９００とにおいて、視点位置を合わせて０ｃｍ地点から６０ｃｍ地点まで仮想内視鏡表示を行おうとすると、ボリュームデータ９００については、６０ｃｍの地点（仮想点９３０）までしか、仮想内視鏡表示を行わないことになる。つまり、ボリュームデータ８００については、特徴点８２１（０ｃｍ地点）から特徴点８２２（６０ｃｍ地点）までの区間すべてを対象にして仮想内視鏡表示が行われるが、ボリュームデータ９００については、その区間に対応するのは、特徴点９２１（０ｃｍ地点）から仮想点９３０（６０ｃｍ地点）までの区間であるため、特徴点９２１（０ｃｍ地点）から仮想点９３０（６０ｃｍ地点）までの区間についてのみ仮想内視鏡表示を行うことになる。

従って、仰向け状態で取得されたボリュームデータ８００と、うつ伏せ状態で取得されたボリュームデータ９００とで、視点位置を合わせて仮想内視鏡表示を行う場合、うつ伏せ状態で取得されたボリュームデータ９００については、６０ｃｍから６５ｃｍまでの領域において、仰向け状態で取得されたボリュームデータ８００に対応させて仮想内視鏡表示が行われないことになる。その結果、従来技術に係る方法では、仰向け状態で取得されたボリュームデータ８００に対応させて、うつ伏せ状態で取得されたボリュームデータ９００において表示されない領域が発生することになる。そのことにより、被検体の***を各***にした状態で大腸を撮影して、各***で取得されたボリュームデータにおいて視点位置を合わせて仮想内視鏡表示を行う場合に、いずれかのボリュームデータにおいて観察されない領域が発生するおそれがあった。つまり、大腸を仮想内視鏡表示で観察する場合に、その観察において見落としが発生するおそれがあった。

この発明は上記の問題を解決するものであり、被検体の***を撮影ごとに変えて同じ撮影対象を撮影することで取得された各***における画像データについて、視点位置を合わせて仮想内視鏡表示を行う場合に、各***における画像データにおいて、観察されない領域の発生を抑制することが可能な医用画像処理装置、医用画像処理プログラム、及びＸ線ＣＴ装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、管状組織がそれぞれ異なる状態で表わされた第１ボリュームデータと第２ボリュームデータとを受けて、前記第１ボリュームデータから前記管状組織の第１芯線を抽出し、前記第２ボリュームデータから前記管状組織の第２芯線を抽出する芯線抽出手段と、前記第１芯線が表す前記管状組織の形状に基づいて前記管状組織の第１の特徴点を特定し、前記第２芯線が表す前記管状組織の形状に基づいて前記管状組織の第２の特徴点を特定する特定手段と、前記第１芯線上に設定された始点から前記第１の特徴点までの距離と、前記第２芯線上に設定された始点から前記第２の特徴点までの距離との差が、予め設定された所定距離以内に含まれる前記第１の特徴点と前記第２の特徴点とを対応付ける対応付け手段と、隣り合う前記第１の特徴点間の距離を規格化し、隣り合う前記第２の特徴点間の距離を規格化し、前記規格化された隣り合う前記第１の特徴点の間の第１区間と、前記第１の特徴点と対応付けられた隣り合う前記第２の特徴点の間の第２区間とにおいて、前記規格化された距離が同じ位置にそれぞれ視点を設定し、前記第１ボリュームデータと前記第２ボリュームデータとに対してボリュームレンダリングを施すことで、前記第１ボリュームデータに基づく前記管状組織の内部を表す第１の３次元画像データと前記第２ボリュームデータに基づく前記管状組織の内部を表す第２の３次元画像データとを生成する画像生成手段と、前記第１の３次元画像データに基づく第１の３次元画像と、前記第２の３次元画像データに基づく第２の３次元画像とを並べて表示手段に表示させる表示制御手段と、を有し、前記特定手段は、前記第１芯線上に始点を設定し、前記第１芯線上の位置と前記第１芯線に沿った前記始点からの距離との関係を第１曲線で表した第１グラフと、前記第２芯線上に始点を設定し、前記第２芯線上の位置と前記第２芯線に沿った前記始点からの距離との関係を第２曲線で表した第２グラフとを求めるグラフ作成手段と、前記第１曲線の傾きに基づいて前記第１曲線の特徴点を前記第１の特徴点として特定し、前記第２曲線の傾きに基づいて前記第２曲線の特徴点を前記第２の特徴点として特定する特徴点特定手段と、からなり、前記特徴点特定手段は、前記第１曲線を前記第１芯線における距離によって２次微分することで得られた２次微分値が、予め設定された第１閾値以下となる前記第１芯線上の位置を前記第１の特徴点として特定し、前記第２曲線を前記第２芯線における距離によって２次微分することで得られた２次微分値が、前記第１閾値以下となる前記第２芯線上の位置を前記第２の特徴点として特定することを特徴とする医用画像処理装置である。
また、請求項３に記載の発明は、コンピュータに、管状組織がそれぞれ異なる状態で表わされた第１ボリュームデータと第２ボリュームデータとを受けて、前記第１ボリュームデータから前記管状組織の第１芯線を抽出し、前記第２ボリュームデータから前記管状組織の第２芯線を抽出する芯線抽出機能と、前記第１芯線が表す前記管状組織の形状に基づいて前記管状組織の第１の特徴点を特定し、前記第２芯線が表す前記管状組織の形状に基づいて前記管状組織の第２の特徴点を特定する特定機能と、前記第１芯線上に設定された始点から前記第１の特徴点までの距離と、前記第２芯線上に設定された始点から前記第２の特徴点までの距離との差が、予め設定された所定距離以内に含まれる前記第１の特徴点と前記第２の特徴点とを対応付ける対応付け機能と、隣り合う前記第１の特徴点間の距離を規格化し、隣り合う前記第２の特徴点間の距離を規格化し、前記規格化された隣り合う前記第１の特徴点の間の第１区間と、前記第１の特徴点と対応付けられた隣り合う前記第２の特徴点の間の第２区間とにおいて、前記規格化された距離が同じ位置にそれぞれ視点を設定し、前記第１ボリュームデータと前記第２ボリュームデータとに対してボリュームレンダリングを施すことで、前記第１ボリュームデータに基づく前記管状組織の内部を表す第１の３次元画像データと前記第２ボリュームデータに基づく前記管状組織の内部を表す第２の３次元画像データとを生成する画像生成機能と、前記第１の３次元画像データに基づく第１の３次元画像と、前記第２の３次元画像データに基づく第２の３次元画像とを並べて表示手段に表示させる表示制御機能と、を実行させるものであって、前記特定機能は、前記第１芯線上に始点を設定し、前記第１芯線上の位置と前記第１芯線に沿った前記始点からの距離との関係を第１曲線で表した第１グラフと、前記第２芯線上に始点を設定し、前記第２芯線上の位置と前記第２芯線に沿った前記始点からの距離との関係を第２曲線で表した第２グラフとを求めるグラフ作成機能と、前記第１曲線の傾きに基づいて前記第１曲線の特徴点を前記第１の特徴点として特定し、前記第２曲線の傾きに基づいて前記第２曲線の特徴点を前記第２の特徴点として特定する特徴点特定機能と、を有し、前記特徴点特定機能は、前記第１曲線を前記第１芯線における距離によって２次微分することで得られた２次微分値が、予め設定された第１閾値以下となる前記第１芯線上の位置を前記第１の特徴点として特定し、前記第２曲線を前記第２芯線における距離によって２次微分することで得られた２次微分値が、前記第１閾値以下となる前記第２芯線上の位置を前記第２の特徴点として特定すること、を特徴とする医用画像処理プログラムである。
また、請求項４に記載の発明は、管状組織を有する被検体の***を第１***にした状態で前記被検体を撮影することで、前記第１***における前記被検体を表す第１ボリュームデータを取得し、前記被検体の***を前記第１***とは異なる第２***にした状態で前記被検体を撮影することで、前記第２***における前記被検体を表す第２ボリュームデータを取得する画像取得手段と、前記第１ボリュームデータから前記管状組織の第１芯線を抽出し、前記第２ボリュームデータから前記管状組織の第２芯線を抽出する芯線抽出手段と、前記第１芯線が表す前記管状組織の形状に基づいて前記管状組織の第１の特徴点を特定し、前記第２芯線が表す前記管状組織の形状に基づいて前記管状組織の第２の特徴点を特定する特定手段と、前記第１芯線上に設定された始点から前記第１の特徴点までの距離と、前記第２芯線上に設定された始点から前記第２の特徴点までの距離との差が、予め設定された所定距離以内に含まれる前記第１の特徴点と前記第２の特徴点とを対応付ける対応付け手段と、隣り合う前記第１の特徴点間の距離を規格化し、隣り合う前記第２の特徴点間の距離を規格化し、前記規格化された隣り合う前記第１の特徴点の間の第１区間と、前記第１の特徴点と対応付けられた隣り合う前記第２の特徴点の間の第２区間とにおいて、前記規格化された距離が同じ位置にそれぞれ視点を設定し、前記第１ボリュームデータと前記第２ボリュームデータとに対してボリュームレンダリングを施すことで、前記第１ボリュームデータに基づく前記管状組織の内部を表す第１の３次元画像データと前記第２ボリュームデータに基づく前記管状組織の内部を表す第２の３次元画像データとを生成する画像生成手段と、前記第１の３次元画像データに基づく第１の３次元画像と、前記第２の３次元画像データに基づく第２の３次元画像とを並べて表示手段に表示させる表示制御手段と、を有し、前記特定手段は、前記第１芯線上に始点を設定し、前記第１芯線上の位置と前記第１芯線に沿った前記始点からの距離との関係を第１曲線で表した第１グラフと、前記第２芯線上に始点を設定し、前記第２芯線上の位置と前記第２芯線に沿った前記始点からの距離との関係を第２曲線で表した第２グラフとを求めるグラフ作成手段と、前記第１曲線の傾きに基づいて前記第１曲線の特徴点を前記第１の特徴点として特定し、前記第２曲線の傾きに基づいて前記第２曲線の特徴点を前記第２の特徴点として特定する特徴点特定手段と、からなり、前記特徴点特定手段は、前記第１曲線を前記第１芯線における距離によって２次微分することで得られた２次微分値が、予め設定された第１閾値以下となる前記第１芯線上の位置を前記第１の特徴点として特定し、前記第２曲線を前記第２芯線における距離によって２次微分することで得られた２次微分値が、前記第１閾値以下となる前記第２芯線上の位置を前記第２の特徴点として特定することを特徴とするＸ線ＣＴ装置である。

この発明によると、第１区間の距離と、その第１区間に対応する第２区間の距離とを規格化し、第１区間と第２区間とにおいて、規格化された距離が同じ位置にそれぞれ視点を設定して、第１ボリュームデータと第２ボリュームデータとに対してボリュームレンダリングを施すことで、第１ボリュームデータと第２ボリュームデータとで、それぞれ対応する位置における３次元画像データを生成して表示することが可能となる。そのことにより、第１区間の長さと第２区間の長さとが異なっていても、第１区間及び第２区間の全体に亘って３次元画像データを生成して表示することが可能となる。その結果、管状組織がそれぞれ異なる状態で表わされた第１の３次元画像と第２の３次元画像とにおいて、管状組織の観察における見落としの発生を抑制することが可能となる。

この発明の実施形態に係る医用画像処理装置を示すブロック図である。この発明の実施形態において、被検体の***を変えて撮影を行うことで取得された大腸領域を表す画像を模式的に示す図である。この発明の実施形態に係る医用画像処理装置によって、大腸の形状が変化している箇所を特定する処理を説明するためのグラフである。この発明の実施形態に係る医用画像処理装置によって、大腸の形状が変化している箇所を特定する処理を説明するためのグラフである。従来技術において、被検体の***を変えて撮影を行うことで取得された大腸領域を表す画像を模式的に示す図である。

この発明の実施形態に係る医用画像処理装置について、図１を参照して説明する。図１は、この発明の実施形態に係る医用画像処理装置を示すブロック図である。

この発明の実施形態に係る医用画像処理装置１は、画像データ記憶部２、芯線抽出部３、グラフ作成部４、特徴点特定部５、対応付け部６、画像生成部７、表示制御部９、及び表示部１０を備えている。また、医用画像処理装置１は、医用画像診断装置５０に接続されている。

（医用画像診断装置５０）
医用画像診断装置５０は例えばＸ線ＣＴ装置やＭＲＩ装置であり、被検体を撮影することで、撮影対象を３次元的に表わすボリュームデータを取得する。例えば、医用画像診断装置５０としてＸ線ＣＴ装置を用いて、被検体の***を撮影ごとに変えて、被検体の大腸（管状組織）を撮影することで、各***における大腸領域を含む組織を３次元的に表すボリュームデータを取得する。この実施形態では、１例として、医用画像診断装置５０によって、被検体を仰向けにした状態（Ｓｕｐｉｎｅ）で撮影することで、仰向け状態における大腸領域を含む組織を表すボリュームデータを取得する。また、医用画像診断装置５０によって、被検体をうつ伏せにした状態（Ｐｒｏｎｅ）で撮影することで、うつ伏せ状態における大腸領域を含む組織を表すボリュームデータを取得する。なお、仰向け状態の***が、この発明の「第１***」の１例に相当し、うつ伏せ状態の***が、この発明の「第２***」の１例に相当する。また、仰向け状態におけるボリュームデータが、この発明の「第１ボリュームデータ」の１例に相当し、うつ伏せ状態におけるボリュームデータが、この発明の「第２ボリュームデータ」の１例に相当する。

医用画像診断装置５０は、各***におけるボリュームデータを医用画像処理装置１に出力する。この実施形態では、医用画像診断装置５０は、仰向け状態における大腸領域を含む組織を表すボリュームデータと、うつ伏せ状態における大腸領域を含む組織を表すボリュームデータとを医用画像処理装置１に出力する。

（画像データ記憶部２）
画像データ記憶部２は、医用画像診断装置５０から画像データを受けて、その画像データを記憶する。この実施形態では、画像データ記憶部２は、仰向け状態で取得された大腸領域を含む組織を表すボリュームデータと、うつ伏せ状態で取得された大腸領域を含む組織を表すボリュームデータとを記憶する。なお、画像データ記憶部２は、ハードディスクやメモリなどの記憶装置によって構成されている。

（芯線抽出部３）
芯線抽出部３は、大腸領域を含む組織を表わすボリュームデータを画像データ記憶部２から読み込んで、大腸領域を含む組織を表すボリュームデータから、大腸領域を３次元的に表すボリュームデータを抽出する。この実施形態では、芯線抽出部３は、仰向け状態で取得された大腸領域を含む組織を表すボリュームデータから、仰向け状態における大腸領域を表すボリュームデータを抽出する。また、芯線抽出部３は、うつ伏せ状態における大腸領域を含む組織を表すボリュームデータから、うつ伏せ状態における大腸領域を含む組織を表すボリュームデータを抽出する。大腸領域を表すボリュームデータを抽出方法は、公知の抽出方法を採用することができる。例えば、芯線抽出部３は、ボリュームデータを形成する画素の画素値について閾値処理を実行することで、大腸に相当する画像領域（大腸領域）を抽出する。閾値処理で用いる閾値は、医用画像処理装置１に設けられている図示しない記憶装置に予め記憶させておけば良い。

ここで、大腸領域を表す画像について、図２を参照して説明する。図２は、この発明の実施形態において、被検体の***を変えて撮影を行うことで取得された大腸領域を表す画像を模式的に示す図である。例えば図２に示すように、芯線抽出部３は、仰向け状態（Ｓｕｐｉｎｅ）における大腸領域を表すボリュームデータ１００と、うつ伏せ状態（Ｐｒｏｎｅ）における大腸領域を表すボリュームデータ２００とをそれぞれ抽出する。

さらに、芯線抽出部３は、仰向け状態で取得されたボリュームデータ１００に基づいて、３次元的な芯線１１０を抽出する。同様に、芯線抽出部３は、うつ伏せ状態で取得されたボリュームデータ２００に基づいて、３次元的な芯線２１０を抽出する。１例として、芯線抽出部３は、大腸領域の中心を通る中心線を芯線として、芯線１１０と芯線２１０とを抽出する。例えば、特開２００６−２４６９４１号公報に記載の方法や、特開２００４−２３００８６号公報に記載の方法によって、大腸領域を表すボリュームデータから芯線を抽出することができる。なお、大腸領域において、途絶している領域がある場合には、芯線抽出部３は、その途絶している区間を直線で繋げることで芯線を抽出する。そして、芯線抽出部３は、仰向け状態における芯線１１０の座標情報と、うつ伏せ状態における芯線２１０の座標情報とを、グラフ作成部４と画像生成部７とに出力する。なお、芯線１１０が、この発明の「第１芯線」の１例に相当し、芯線２１０が、この発明の「第２芯線」の１例に相当する。また、芯線抽出部３が、この発明の「芯線抽出手段」の１例に相当する。

（グラフ作成部４）
グラフ作成部４は、始点設定部４１と距離算出部４２とを備えている。グラフ作成部４は、芯線抽出部３によって抽出された芯線の座標情報に基づいて、芯線上の各座標位置と芯線の長さとの関係を曲線で表すグラフを作成する。以下、グラフ作成部４の詳細を説明する。

（始点設定部４１）
始点設定部４１は、芯線抽出部３によって抽出された各***における芯線に対して、始点を設定する。図２に示す例の場合、始点設定部４１は、芯線１１０の端部の位置にある特徴点１２０を始点として設定する。同様に、始点設定部４１は、芯線２１０の端部にある特徴点２２０を始点として設定する。なお、特徴点１２０及び特徴点２２０は、大腸における肛門の位置に相当する。このように、始点設定部４１は、芯線１１０と芯線２１０とにおいて、同じ位置に始点を設定する。例えば、始点設定部４１は、芯線１１０において特徴点１２０を始点に設定した場合、特徴点１２０の座標位置と、芯線２１０における特徴点２２０及び特徴点２２５の座標位置とを比べて、座標位置が特徴点１２０と比較的近い特徴点を、芯線２１０における始点として設定する。座標位置が比較的近い場合には、芯線２１０において特徴点１２０と同じ位置を示していると推定されるからである。図２に示す例の場合、特徴点２２０の座標位置が特徴点１２０の座標位置と比較的近いため、始点設定部４１は、特徴点２２０を芯線２１０における始点に設定する。なお、始点設定部４１は、芯線１１０において、特徴点１２０とは反対側の端部にある特徴点１２５を始点として設定し、芯線２１０において、特徴点２２０とは反対側の端部にある特徴点２２５を始点として設定しても良い。または、始点設定部４１は、図示しない操作部によって操作者が指定した点を始点として設定しても良い。

（距離算出部４２）
距離算出部４２は、各***における芯線に沿って始点からの距離を求める。具体的には、距離算出部４２は、仰向け状態における芯線１１０に沿って、始点設定部４１によって設定された始点（特徴点１２０）からの距離Ｌ_１を求める。同様に、距離算出部４２は、うつ伏せ状態における芯線２１０に沿って、始点設定部４１によって設定された始点（特徴点２２０）からの距離Ｌ_２を求める。

以上のように距離Ｌ_１及び距離Ｌ_２が求められると、グラフ作成部４は、芯線上の各座標位置と芯線の長さ（距離Ｌ_１、距離Ｌ_２）との関係を曲線で表すグラフを作成する。具体的には、グラフ作成部４は、３次元の直交座標系（ｘ、ｙ、ｚ）を定義し、距離Ｌ_１と芯線１１０のｘ軸上の座標位置ｘとの関係を曲線で表すグラフ（Ｌ_１−ｘ）を求める。同様に、グラフ作成部４は、距離Ｌ_１と芯線１１０のｙ軸上の座標位置ｙとの関係を曲線で表すグラフ（Ｌ_１−ｙ）を求め、距離Ｌ_１と芯線１１０のｚ軸上の座標位置ｚとの関係を曲線で表すグラフ（Ｌ_１−ｚ）を求める。また、グラフ作成部４は、距離Ｌ_２と芯線２１０のｘ軸上の座標位置ｘとの関係を曲線で表すグラフ（Ｌ_２−ｘ）、距離Ｌ_２と芯線２１０のｙ軸上の座標位置ｙとの関係を曲線で表すグラフ（Ｌ_２−ｙ）、及び、距離Ｌ_２と芯線２１０のｚ軸上の座標位置ｚとの関係を曲線で表すグラフ（Ｌ_２−ｚ）を求める。

グラフ作成部４によって作成された各グラフを図３及び図４に示す。図３及び図４は、この発明の実施形態に係る医用画像処理装置によって、大腸の形状が変化している箇所を特定する処理を説明するためのグラフである。図３には、距離Ｌ_１と芯線１１０の各軸の座標位置との関係を示すグラフが示されている。また、図４には、距離Ｌ_２と芯線２１０の各軸の座標位置との関係を示すグラフが示されている。

図３において、グラフ３００は、距離Ｌ_１とｘ軸上の座標位置ｘとの関係を曲線で表すグラフ（Ｌ_１−ｘ）であり、グラフ３１０は、距離Ｌ_１とｙ軸上の座標位置ｙとの関係を曲線で表すグラフ（Ｌ_１−ｙ）であり、グラフ３２０は、距離Ｌ_１とｚ軸上の座標位置ｚとの関係を曲線で表すグラフ（Ｌ_１−ｚ）である。一方、図４において、グラフ４００は、距離Ｌ_２とｘ軸上の座標位置ｘとの関係を曲線で表すグラフ（Ｌ_２−ｘ）であり、グラフ４１０は、距離Ｌ_２とｙ軸上の座標位置ｙとの関係を曲線で表すグラフ（Ｌ_２−ｙ）であり、グラフ４２０は、距離Ｌ_２とｚ軸上の座標位置ｚとの関係を曲線で表すグラフ（Ｌ_２−ｚ）である。

以上のようにして、グラフ作成部４は、仰向け状態における芯線１１０に基づいて、各軸上の座標位置と距離Ｌ_１との関係を曲線で表すグラフを作成し、また、うつ伏せ状態における芯線２１０に基づいて、各軸上の座標位置と距離Ｌ_２との関係を曲線で表すグラフを作成する。そして、グラフ作成部４は、各グラフの曲線を示す情報を特徴点特定部５に出力する。なお、グラフ３００、３１０、３２０が、この発明の「第１グラフ」の１例に相当し、グラフ３００、３１０、３２０にそれぞれ表わされた曲線が、この発明の「第１曲線」に相当する。また、グラフ４００、４１０、４２０が、この発明の「第２グラフ」の１例に相当し、グラフ４００、４１０、４２０にそれぞれ表わされた曲線が、この発明の「第２曲線」に相当する。また、グラフ作成部４が、この発明の「グラフ作成手段」の１例に相当する。

（特徴点特定部５）
特徴点特定部５は、微分処理部５１と、個別ピーク点特定部５２と、個別変化点特定部５５と、形状変化点特定部５８とを備えている。特徴点特定部５は、グラフ作成部４によって作成されたグラフが表す曲線に基づいて、大腸の形状が変化している箇所（特徴点）を特定する。例えば、特徴点特定部５は、各グラフが表す曲線のピーク点を特定し、そのピーク点を大腸の形状が変化している箇所（特徴点）として定義する。また、特徴点特定部５は、各グラフが表す曲線の傾きの変化量が予め設定された閾値以上となっている点を、大腸の形状が変化している箇所（特徴点）として定義する。以下、特徴点特定部５の各部について説明する。

（微分処理部５１）
微分処理部５１は、グラフ作成部４によって作成された各グラフが表す曲線を示す情報を受けて、各グラフが表す曲線に対して距離による微分処理を行う。この実施形態では、微分処理部５１は、各グラフが表す曲線に対して距離による１次微分と２次微分とを行う。そして、微分処理部５１は、微分処理によって得られた１次微分値と２次微分値とを、個別ピーク点特定部５２と個別変化点特定部５５とに出力する。

例えば、微分処理部５１は、距離Ｌ_１とｘ軸上の座標位置ｘとの関係を曲線で表すグラフ３００に対して、距離Ｌ_１による１次微分処理と２次微分処理とを行い、１次微分値と２次微分値とを個別ピーク点特定部５２と個別変化点特定部５５とに出力する。同様に、微分処理部５１は、距離Ｌ_１とｙ軸上の座標位置ｙとの関係を曲線で表すグラフ３１０に対して、距離Ｌ_１による１次微分処理と２次微分処理とを行い、１次微分値と２次微分値とを個別ピーク点特定部５２と個別変化点特定部５５とに出力する。同様に、微分処理部５１は、距離Ｌ_１とｚ軸上の座標位置ｚとの関係を曲線で表すグラフ３２０に対して、距離Ｌ_１による１次微分処理と２次微分処理とを行い、１次微分値と２次微分値とを個別ピーク点特定部５２と個別変化点特定部５５とに出力する。また、微分処理部５１は、距離Ｌ_２とｘ軸上の座標位置ｘとの関係を曲線で表すグラフ４００に対して、距離Ｌ_２による１次微分処理と２次微分処理とを行い、１次微分値と２次微分値とを個別ピーク点特定部５２と個別変化点特定部５５とに出力する。同様に、微分処理部５１は、距離Ｌ_２とｙ軸上の座標位置ｙとの関係を曲線で表すグラフ４１０に対して、距離Ｌ_２による１次微分処理と２次微分処理とを行い、１次微分値と２次微分値とを個別ピーク点特定部５２と個別変化点特定部５５とに出力する。同様に、微分処理部５１は、距離Ｌ_２とｚ軸上の座標位置ｚとの関係を曲線で表すグラフ４２０に対して、距離Ｌ_２による１次微分処理と２次微分処理とを行い、１次微分値と２次微分値とを個別ピーク点特定部５２と個別変化点特定部５５とに出力する。

（個別ピーク点特定部５２）
個別ピーク点特定部５２は、ピーク点特定部５３とピーク点推定部５４とを備えている。個別ピーク点特定部５２は、各グラフの１次微分値と２次微分値とを微分処理部５１から受けて、各グラフが表す曲線において座標位置ｘ、ｙ、ｚがそれぞれピークを形成するピーク点（グラフの傾きの符号が変化する点）を特定する。

（ピーク点特定部５３）
ピーク点特定部５３は、各グラフが表す曲線において、２次微分値が「０」となる点をピーク点として特定する。具体的には、ピーク点特定部５３は、グラフ３００が表す曲線の２次微分値が「０」となる点３０１（Ｌ_１ｘａ、Ｘ_１ａ）をピーク点として特定する。また、ピーク点特定部５３は、グラフ３００が表す曲線の２次微分値が「０」となる点３０３をピーク点として特定する。同様に、ピーク点特定部５３は、グラフ３１０が表す曲線の２次微分値が「０」となる点３１１（Ｌ_１ｙａ、Ｙ_１ａ）をピーク点として特定する。同様に、ピーク点特定部５３は、グラフ３２０が表す曲線の２次微分値が「０」となる点３２１（Ｌ_１ｚａ、Ｚ_１ａ）をピーク点として特定する。このように、ピーク点特定部５３は、仰向け状態における大腸の長さ（距離Ｌ_１）と、座標位置ｘ、ｙ、ｚとの関係に基づいて、仰向け状態において座標位置ｘ、ｙ、ｚのそれぞれがピークを形成するピーク点を特定する。

さらに、ピーク点特定部５３は、グラフ４００が表す曲線の２次微分値が「０」となる点４０１（Ｌ_２ｘａ、Ｘ_２ａ）をピーク点として特定する。また、ピーク点特定部５３は、グラフ４００が表す曲線の２次微分値が「０」となる点４０３をピーク点として特定する。同様に、ピーク点特定部５３は、グラフ４１０が表す曲線の２次微分値が「０」となる点４１１（Ｌ_２ｙａ、Ｙ_２ａ）をピーク点として特定する。同様に、ピーク点特定部５３は、グラフ４２０が表す曲線の２次微分値が「０」となる点４２１（Ｌ_２ｚａ、Ｚ_２ａ）をピーク点として特定する。このように、ピーク点特定部５３は、うつ伏せ状態における大腸の長さ（距離Ｌ_２）と、座標位置ｘ、ｙ、ｚとの関係に基づいて、うつ伏せ状態において座標位置ｘ、ｙ、ｚのそれぞれがピークを形成するピーク点を特定する。

（ピーク点推定部５４）
一方、ピーク点推定部５４は、各グラフが表す曲線の２次微分値が予め設定された第１閾値以下となる距離の範囲を特定し、その距離の範囲において中心となる距離の点をピーク点として推定する。例えば、各グラフが表す曲線において明確なピーク点を特定することが困難な場合には、ピーク点推定部５４によって各グラフが表す曲線のピーク点を推定すれば良い。具体的には、ピーク点推定部５４は、グラフ３００が表す曲線の２次微分値が第１閾値以下となる距離の範囲ΔＬ_１を特定し、その距離の範囲ΔＬ_１において中心となる距離Ｌ_１ｘａの点３０１（Ｌ_１ｘａ、Ｘ_１ａ）をピーク点として推定する。同様に、ピーク点推定部５４は、グラフ３１０が表す曲線の２次微分値が第１閾値以下となる距離の範囲ΔＬ_１を特定し、その距離の範囲ΔＬ_１において中心となる距離Ｌ_１ｙａの点３１１（Ｌ_１ｙａ、Ｙ_１ａ）をピーク点として推定する。同様に、ピーク点推定部５４は、グラフ３２０が表す曲線の２次微分値が第１閾値以下となる距離の範囲ΔＬ_１を特定し、その距離の範囲ΔＬ_１において中心となる距離Ｌ_１ｚａの点３２１（Ｌ_１ｚａ、Ｚ_１ａ）をピーク点として推定する。このように、ピーク点推定部５４は、仰向け状態における大腸の長さ（距離Ｌ_１）と、座標位置ｘ、ｙ、ｚとの関係に基づいて、座標位置ｘ、ｙ、ｚのそれぞれがピークを形成するピーク点を推定する。

さらに、ピーク点推定部５４は、グラフ４００が表す曲線の２次微分値が第１閾値以下となる距離の範囲ΔＬ_２を特定し、その距離の範囲ΔＬ_２において中心となる距離Ｌ_２ｘａの点４０１（Ｌ_２ｘａ、Ｘ_２ａ）をピーク点として推定する。同様に、ピーク点推定部５４は、グラフ４１０が表す曲線の２次微分値が第１閾値以下となる距離の範囲ΔＬ_２を特定し、その距離の範囲ΔＬ_２において中心となる距離Ｌ_２ｙａの点４１１（Ｌ_２ｙａ、Ｙ_２ａ）をピーク点として推定する。同様に、ピーク点推定部５４は、グラフ４２０が表す曲線の２次微分値が第１閾値以下となる距離の範囲ΔＬ_２を特定し、その距離の範囲ΔＬ_２において中心となる距離Ｌ_２ｚａの点４２１（Ｌ_２ｚａ、Ｚ_２ａ）をピーク点として推定する。このように、ピーク点推定部５４は、うつ伏せ状態における大腸の長さ（距離Ｌ_２）と、座標位置ｘ、ｙ、ｚとの関係に基づいて、座標位置ｘ、ｙ、ｚのそれぞれがピークを形成するピーク点を推定する。なお、第１閾値、距離の範囲ΔＬ_１、及び距離の範囲ΔＬ_２は、経験的に求められる値であり、図示しない記憶部に予め記憶されている。

この実施形態においては、ピーク点特定部５３によって２次微分値が「０」となる点をピーク点として特定しても良いし、ピーク点推定部５４によってピーク点を推定しても良い。以上のようにして、各座標位置ｘ、ｙ、ｚのそれぞれがピークを形成するピーク点が特定又は推定されると、個別ピーク点特定部５２は、各ピーク点の距離と座標位置とを示す情報を形状変化点特定部５８に出力する。すなわち、個別ピーク点特定部５２は、仰向け状態における座標位置ｘ、ｙ、ｚのそれぞれのピーク点の距離と座標位置とを示す情報を形状変化点特定部５８に出力する。具体的には、個別ピーク点特定部５２は、点３０１（Ｌ_１ｘａ、Ｘ_１ａ）を示す情報、点３１１（Ｌ_１ｙａ、Ｙ_１ａ）を示す情報、及び点３２１（Ｌ_１ｚａ、Ｚ_１ａ）を示す情報を形状変化点特定部５８に出力する。また、個別ピーク点特定部５２は、うつ伏せ状態における座標位置ｘ、ｙ、ｚのそれぞれのピーク点の距離と座標位置とを示す情報を形状変化点特定部５８に出力する。具体的には、個別ピーク点特定部５２は、点４０１（Ｌ_２ｘａ、Ｘ_２ａ）を示す情報、点４１１（Ｌ_２ｙａ、Ｙ_２ａ）を示す情報、及び点４２１（Ｌ_２ｚａ、Ｚ_２ａ）を示す情報を形状変化点特定部５８に出力する。

（個別変化点特定部５５）
個別変化点特定部５５は、変化点特定部５６と変化点推定部５７とを備えている。個別変化点特定部５５は、各グラフの１次微分値と２次微分値を微分処理部５１から受けて、各グラフの傾きの変化量が閾値以上となっている箇所を、大腸の形状が変化している箇所（変化点）として定義する。

（変化点特定部５６）
変化点特定部５６は、各グラフが表す曲線において、１次微分値の変化量が大きい点を大腸の形状が変化している箇所（変化点）として定義する。例えば、変化点特定部５６は、各グラフが表す曲線において、２次微分値がピークを形成する点を特定する。具体的には、変化点特定部５６は、グラフ３００が表す曲線の２次微分値がピークを形成する点３０２（Ｌ_１ｘｂ、Ｘ_１ｂ）を特定する。同様に、変化点特定部５６は、グラフ３１０が表す曲線の２次微分値がピークを形成する点３１２（Ｌ_１ｙｂ、Ｙ_１ｂ）を特定する。同様に、変化点特定部５６は、グラフ３２０が表す曲線の２次微分値がピークを形成する点３２２（Ｌ_１ｚｂ、Ｚ_１ｂ）を特定する。このように、変化点特定部５６は、仰向け状態における大腸の長さ（距離Ｌ_１）と、座標位置ｘ、ｙ、ｚとの関係に基づいて、仰向け状態における大腸の形状（芯線の形状）が変化している箇所（変化点）を特定する。

さらに、変化点特定部５６は、グラフ４００が表す曲線の２次微分値がピークを形成する点４０２（Ｌ_２ｘｂ、Ｘ_２ｂ）を特定する。同様に、変化点特定部５６は、グラフ４１０が表す曲線の２次微分値がピークを形成する点４１２（Ｌ_２ｙｂ、Ｙ_２ｂ）を特定する。同様に、変化点特定部５６は、グラフ４２０が表す曲線の２次微分値がピークを形成する点４２２（Ｌ_２ｚｂ、Ｚ_２ｂ）を特定する。このように、変化点特定部５６は、うつ伏せ状態における大腸の長さ（距離Ｌ_２）と、座標位置ｘ、ｙ、ｚとの関係に基づいて、うつ伏せ状態における大腸の形状（芯線の形状）が変化している箇所（変化点）を特定する。

（変化点推定部５７）
一方、変化点推定部５７は、各グラフが表す曲線の傾きの変化量が予め設定された第２閾値以上となる距離の範囲を特定し、その距離の範囲において中心となる距離の箇所を、大腸の形状が変化している箇所（変化点）として推定する。具体的には、変化点推定部５７は、各グラフが表す曲線の２次微分値が予め設定された第２閾値以上となる距離の範囲を特定し、その距離の範囲において中心となる距離の箇所を、大腸の形状が変化している箇所（変化点）として推定する。例えば、各グラフにおいて明確な変化点を特定することが困難な場合には、変化点推定部５７によって各グラフが表す曲線の変化点を推定すれば良い。具体的には、変化点推定部５７は、グラフ３００が表す曲線の２次微分値が第２閾値以上となる距離の範囲ΔＬ_３を特定し、その距離の範囲ΔＬ_３において中心となる距離Ｌ_１ｘｂの点３０２（Ｌ_１ｘｂ、Ｘ_１ｂ）を変化点として推定する。同様に、変化点推定部５７は、グラフ３１０が表す曲線の２次微分値が第２閾値以上となる距離の範囲ΔＬ_３を特定し、その距離の範囲ΔＬ_３において中心となる距離Ｌ_１ｙｂの点３１２（Ｌ_１ｙｂ、Ｙ_１ｂ）を変化点として推定する。同様に、変化点推定部５７は、グラフ３２０が表す曲線の２次微分値が第２閾値以上となる距離の範囲ΔＬ_３を特定し、その距離の範囲ΔＬ_３において中心となる距離Ｌ_１ｚｂの点３２２（Ｌ_１ｚｂ、Ｚ_１ｂ）を変化点として推定する。このように、変化点推定部５７は、仰向け状態における大腸の長さ（距離Ｌ１）と、座標位置ｘ、ｙ、ｚとの関係に基づいて、仰向け状態における大腸の形状（芯線の形状）が変化している箇所（変化点）を推定する。

さらに、変化点推定部５７は、グラフ４００が表す曲線の２次微分値が第２閾値以上となる距離の範囲ΔＬ_４を特定し、その距離の範囲ΔＬ_４において中心となる距離Ｌ_２ｘｂの点４０２（Ｌ_２ｘｂ、Ｘ_２ｂ）を変化点として推定する。同様に、変化点推定部５７は、グラフ４１０が表す曲線の２次微分値が第２閾値以上となる距離の範囲ΔＬ_４を特定し、その距離の範囲ΔＬ_４において中心となる距離Ｌ_２ｙｂの点４１２（Ｌ_２ｙｂ、Ｙ_２ｂ）を変化点として推定する。同様に、変化点推定部５７は、グラフ４２０が表す曲線の２次微分値が第２閾値以上となる距離の範囲ΔＬ_４を特定し、その距離の範囲ΔＬ_４において中心となる距離Ｌ_２ｚｂの点４２２（Ｌ_２ｚｂ、Ｚ_２ｂ）を変化点として推定する。このように、変化点推定部５７は、うつ伏せ状態における大腸の長さ（距離Ｌ_２）と、座標位置ｘ、ｙ、ｚとの関係に基づいて、うつ伏せ状態における大腸の形状（芯線の形状）が変化している箇所（変化点）を推定する。なお、第２閾値、距離の範囲ΔＬ_３、及び距離の範囲ΔＬ_４は、経験的に求められる値であり、図示しない記憶部に予め記憶されている。

この実施形態においては、変化点特定部５６によって２次微分値がピークを形成する点を変化点として特定しても良いし、変化点推定部５７によって変化点を推定しても良い。以上のように、変化点が特定又は推定されると、個別変化点特定部５５は、各変化点の距離と座標位置とを示す情報を形状変化点特定部５８に出力する。すなわち、個別変化点特定部５５は、仰向け状態における変化点の距離と座標位置とを示す情報を形状変化点特定部５８に出力する。具体的には、個別変化点特定部５５は、点３０２（Ｌ_１ｘｂ、Ｘ_１ｂ）を示す情報、点３１２（Ｌ_１ｙｂ、Ｙ_１ｂ）を示す情報、点３２２（Ｌ_１ｚｂ、Ｚ_１ｂ）を示す情報を形状変化点特定部５８に出力する。また、個別変化点特定部５５は、うつ伏せ状態における変化点の距離と座標位置とを示す情報を形状変化点特定部５８に出力する。具体的には、個別変化点特定部５５は、点４０２（Ｌ_２ｘｂ、Ｘ_２ｂ）を示す情報、点４１２（Ｌ_２ｙｂ、Ｙ_２ｂ）を示す情報、及び点４２２（Ｌ_２ｚｂ、Ｚ_２ｂ）を示す情報を形状変化点特定部５８に出力する。

（形状変化点特定部５８）
形状変化点特定部５８は、個別ピーク点特定部５２によって求められた各座標軸（ｘ、ｙ、ｚ）のピーク点に基づいて、３次元空間において大腸の形状が変化している箇所（特徴点）を特定する。すなわち、形状変化点特定部５８は、仰向け状態における各座標軸のピーク点に基づいて、仰向け状態において大腸の形状が変化している箇所（特徴点）を特定する。また、形状変化点特定部５８は、うつ伏せ状態における各座標軸のピーク点に基づいて、うつ伏せ状態において大腸の形状が変化している箇所（特徴点）を特定する。

例えば、形状変化点特定部５８は、ピーク点の距離が３つの座標軸で一致している座標位置（ｘ、ｙ、ｚ）を、３次元空間における大腸の特徴点として特定する。例えば、形状変化点特定部５８は、仰向け状態における座標位置ｘのピーク点の距離Ｌ_１ｘａ、座標位置ｙのピーク点の距離Ｌ_１ｙａ、及び座標位置ｚのピーク点の距離Ｌ_１ｚａが一致している場合に（距離Ｌ_１ｘａ＝距離Ｌ_１ｙａ＝距離Ｌ_１ｚａ）、その距離Ｌ_１ｘａの座標位置（Ｘ_１ａ、Ｙ_１ａ、Ｚ_１ａ）を、３次元空間において大腸の形状が変化している特徴点として特定する。また、形状変化点特定部５８は、ピーク点の距離が２つの座標軸で一致している場合に、その一致している距離の座標位置（ｘ、ｙ、ｚ）を、３次元空間において大腸の形状が変化している特徴点として特定する。例えば、形状変化点特定部５８は、仰向け状態における座標位置ｘのピーク点の距離Ｌ_１ｘａと、座標位置ｙのピーク点の距離Ｌ_１ｙａとが一致している場合に（距離Ｌ_１ｘａ＝距離Ｌ_１ｙａ）、その距離Ｌ_１ｘａの座標位置（Ｘ_１ａ、Ｙ_１ａ、ｚ）を、３次元空間において大腸の形状が変化している特徴点として特定する。

同様に、形状変化点特定部５８は、うつ伏せ状態における座標位置ｘのピーク点の距離Ｌ_２ｘａ、座標位置ｙのピーク点の距離Ｌ_２ｙａ、及び座標位置ｚのピーク点の距離Ｌ_２ｚａが一致している場合（距離Ｌ_２ｘａ＝距離Ｌ_２ｙａ＝距離Ｌ_２ｚａ）、その距離Ｌ_２ｘａの座標位置（Ｘ_２ａ、Ｙ_２ａ、Ｚ_２ａ）を、３次元空間において大腸の形状が変化している特徴点として特定する。また、形状変化点特定部５８は、うつ伏せ状態における座標位置ｘのピーク点の距離Ｌ_２ｘａと、座標位置ｙのピーク点の距離Ｌ_２ｙａとが一致している場合に（距離Ｌ_２ｘａ＝距離Ｌ_２ｙａ）、その距離Ｌ_２ｘａの座標位置（Ｘ_２ａ、Ｙ_２ａ、ｚ）を、３次元空間において大腸の形状が変化している特徴点として特定しても良い。

また、形状変化点特定部５８は、ピーク点の距離が３つの座標軸で一致していない場合であっても、３つの座標軸におけるピーク点の距離が予め設定された所定距離の範囲内に含まれている場合に、３つの座標軸におけるピーク点の距離の平均距離を算出し、その平均距離の座標位置（ｘ、ｙ、ｚ）を、３次元空間における大腸の特徴点として定義しても良い。例えば、形状変化点特定部５８は、３つの座標軸におけるピーク点の距離の差を求め、その距離の差が予め設定された距離差ΔＬ_５以内となる場合に、３つの座標軸におけるピーク点の距離の平均距離を求め、その平均距離の座標位置（ｘ、ｙ、ｚ）を大腸の特徴点として定義する。なお、距離差ΔＬ_５は、経験的に求められる値であり、図示しない記憶部に予め記憶されている。

１例として、仰向け状態における座標位置ｘのピーク点の距離Ｌ_１ｘａ、座標位置ｙのピーク点の距離Ｌ_１ｙａ、及び座標位置ｚのピーク点の距離Ｌ_１ｚａが一致していない場合について説明する。この場合、形状変化点特定部５８は、距離Ｌ_１ｘａ、距離Ｌ_１ｙａ、及び距離Ｌ_１ｚａのそれぞれの差を求める。そして、形状変化点特定部５８は、その距離の差が予め設定された距離差ΔＬ_５以内となる場合に、距離Ｌ_１ｘａ、距離Ｌ_１ｙａ、及び距離Ｌ_１ｚａの平均距離を求め、その平均距離の座標位置（ｘ、ｙ、ｚ）を仰向け状態における大腸の特徴点として定義する。また、うつ伏せ状態における座標位置ｘのピーク点の距離Ｌ_２ｘａ、座標位置ｙのピーク点の距離Ｌ_２ｙａ、及び座標位置ｚのピーク点の距離Ｌ_２ｚａが一致していない場合も、形状変化点特定部５８は、距離Ｌ_２ｘａ、距離Ｌ_２ｙａ、及び距離Ｌ_２ｚａのそれぞれの差を求める。そして、形状変化点特定部５８は、その距離の差が予め設定された距離差ΔＬ_５以内となる場合に、距離Ｌ_２ｘａ、距離Ｌ_２ｙａ、及び距離Ｌ_２ｚａの平均距離を求め、その平均距離の座標位置（ｘ、ｙ、ｚ）をうつ伏せ状態における大腸の特徴点として定義する。

また、形状変化点特定部５８は、２つの座標軸におけるピーク点の距離の差を求め、その距離の差が予め設定された距離差ΔＬ_５以内となる場合に、その２つの座標軸におけるピーク点の距離の平均距離を求め、その平均距離の座標位置（ｘ、ｙ、ｚ）を大腸の特徴点として定義しても良い。

例えば、形状変化点特定部５８は、仰向け状態における距離Ｌ_１ｘａ、距離Ｌ_１ｙａ、及び距離Ｌ_１ｚａのそれぞれの差を求める。そして、形状変化点特定部５８は、距離Ｌ_１ｘａと距離Ｌ_１ｙａとの差が予め設定された距離差ΔＬ_５以内となる場合に、距離Ｌ_１ｘａと距離Ｌ_１ｙａとの平均距離を求め、その平均距離の座標位置（ｘ、ｙ、ｚ）を仰向け状態における大腸の特徴点として定義しても良い。同様に、形状変化点特定部５８は、うつ伏せ状態における距離Ｌ_２ｘａ、距離Ｌ_２ｙａ、及び距離Ｌ_２ｚａのそれぞれの差を求める。そして、形状変化点特定部５８は、距離Ｌ_２ｘａと距離Ｌ_２ｙａとの差が予め設定された距離差ΔＬ_５以内となる場合に、距離Ｌ_２ｘａと距離Ｌ_２ｙａとの平均距離を求め、その平均距離の座標位置（ｘ、ｙ、ｚ）をうつ伏せ状態における大腸の特徴点として定義しても良い。

また、形状変化点特定部５８は、個別変化点特定部５５によって求められた各座標軸（ｘ、ｙ、ｚ）の変化点に基づいて、３次元空間において大腸の形状が変化している特徴点を特定する。すなわち、形状変化点特定部５８は、仰向け状態における各座標軸の変化点に基づいて、仰向け状態において大腸の形状が変化している特徴点を特定する。また、形状変化点特定部５８は、うつ伏せ状態における各座標軸の変化点に基づいて、うつ伏せ状態において大腸の形状が変化している特徴点を特定する。

例えば、形状変化点特定部５８は、変化点の距離が３つの座標軸で一致している座標位置（ｘ、ｙ、ｚ）を、３次元空間における大腸の特徴点として定義する。例えば、形状変化点特定部５８は、仰向け状態における座標位置ｘの変化点の距離Ｌ_１ｘｂ、座標位置ｙの変化点の距離Ｌ_１ｙｂ、及び座標位置ｚの変化点の距離Ｌ_１ｚｂが一致している場合に（距離Ｌ_１ｘｂ＝距離Ｌ_１ｙｂ＝距離Ｌ_１ｚｂ）、その距離Ｌ_１ｘｂの座標位置（Ｘ_１ｂ、Ｙ_１ｂ、Ｚ_１ｂ）を、３次元空間において大腸の形状が変化している特徴点として定義する。また、形状変化点特定部５８は、変化点の距離が２つの座標軸で一致している場合に、その一致している距離の座標位置（ｘ、ｙ、ｚ）を、３次元空間において大腸の形状が変化している特徴点として定義しても良い。例えば、形状変化点特定部５８は、仰向け状態における座標位置ｘの変化点の距離Ｌ_１ｘｂと、座標位置ｙの変化点の距離Ｌ_１ｙｂとが一致している場合に（距離Ｌ_１ｘｂ＝距離Ｌ_１ｙｂ）、その距離Ｌ_１ｘｂの座標位置（Ｘ_１ｂ、Ｙ_１ｂ、ｚ）を、３次元空間において大腸の形状が変化している特徴点として定義する。

同様に、形状変化点特定部５８は、うつ伏せ状態における座標位置ｘの変化点の距離Ｌ_２ｘｂ、座標位置ｙの変化点の距離Ｌ_２ｙｂ、及び座標位置ｚの変化点の距離Ｌ_２ｚｂが一致している場合（距離Ｌ_２ｘｂ＝距離Ｌ_２ｙｂ＝距離Ｌ_２ｚｂ）、その距離Ｌ_２ｘｂの座標位置（Ｘ_２ｂ、Ｙ_２ｂ、Ｚ_２ｂ）を、３次元空間において大腸の形状が変化している特徴点として定義する。また、形状変化点特定部５８は、うつ伏せ状態における座標位置ｘの変化点の距離Ｌ_２ｘｂと、座標位置ｙの変化点の距離Ｌ_２ｙｂとが一致している場合に（距離Ｌ_２ｘｂ＝距離Ｌ_２ｙｂ）、その距離Ｌ_２ｘｂの座標位置（Ｘ_２ｂ、Ｙ_２ｂ、ｚ）を、３次元空間において大腸の形状が変化している特徴点として定義しても良い。

また、形状変化点特定部５８は、変化点の距離が３つの座標軸で一致していない場合であっても、３つの座標軸における変化点の距離が予め設定された所定距離の範囲内に含まれている場合に、３つの座標軸における変化点の距離の平均距離を算出し、その平均距離の座標位置（ｘ、ｙ、ｚ）を、３次元空間における大腸の特徴点として定義しても良い。例えば、形状変化点特定部５８は、３つの座標軸における変化点の距離の差を求め、その距離の差が予め設定された距離差ΔＬ_５以内となる場合に、３つの座標軸における変化点の距離の平均距離を求め、その平均距離の座標位置（ｘ、ｙ、ｚ）を大腸の特徴点として定義する。

１例として、仰向け状態における座標位置ｘの変化点の距離Ｌ_１ｘｂ、座標位置ｙの変化点の距離Ｌ_１ｙｂ、及び座標位置ｚの変化点の距離Ｌ_１ｚａが一致していない場合について説明する。この場合、形状変化点特定部５８は、距離Ｌ_１ｘｂ、距離Ｌ_１ｙｂ、及び距離Ｌ_１ｚｂのそれぞれの差を求める。そして、形状変化点特定部５８は、その距離の差が予め設定された距離差ΔＬ_５以内となる場合に、距離Ｌ_１ｘｂ、距離Ｌ_１ｙｂ、及び距離Ｌ_１ｚｂの平均距離を求め、その平均距離の座標位置（ｘ、ｙ、ｚ）を仰向け状態における大腸の特徴点として定義する。また、うつ伏せ状態における座標位置ｘの変化点の距離Ｌ_２ｘｂ、座標位置ｙの変化点の距離Ｌ_２ｙｂ、及び座標位置ｚの変化点の距離Ｌ_２ｚｂが一致していない場合も、形状変化点特定部５８は、距離Ｌ_２ｘｂ、距離Ｌ_２ｙｂ、及び距離Ｌ_２ｚｂのそれぞれの差を求める。そして、形状変化点特定部５８は、その距離の差が予め設定された距離差ΔＬ_５以内となる場合に、距離Ｌ_２ｘｂ、距離Ｌ２_ｙｂ、及びＬ_２ｚｂの平均距離を求め、その平均距離の座標位置（ｘ、ｙ、ｚ）をうつ伏せ状態における大腸の特徴点として定義する。

また、形状変化点特定部５８は、２つの座標軸における変化点の距離の差を求め、その距離の差が予め設定された距離差ΔＬ_５以内となる場合に、その２つの座標軸における変化点の距離の平均距離を求め、その平均距離の座標位置（ｘ、ｙ、ｚ）を大腸の特徴点として定義しても良い。

例えば、形状変化点特定部５８は、仰向け状態における距離Ｌ_１ｘｂ、距離Ｌ_１ｙｂ、及び距離Ｌ_１ｚｂのそれぞれの差を求める。そして、形状変化点特定部５８は、距離Ｌ_１ｘｂと距離Ｌ_１ｙｂとの差が予め設定された距離差ΔＬ_５以内となる場合に、距離Ｌ_１ｘｂと距離Ｌ_１ｙｂとの平均距離を求め、その平均距離の座標位置（ｘ、ｙ、ｚ）を仰向け状態における大腸の特徴点として定義しても良い。同様に、形状変化点特定部５８は、うつ伏せ状態における距離Ｌ_２ｘｂ、距離Ｌ_２ｙｂ、及び距離Ｌ_２ｚｂのそれぞれの差を求める。そして、形状変化点特定部５８は、距離Ｌ_２ｘｂと距離Ｌ_２ｙｂとの差が予め設定された距離差ΔＬ_５以内となる場合に、距離Ｌ_２ｘｂと距離Ｌ_２ｙｂとの平均距離を求め、その平均距離の座標位置（ｘ、ｙ、ｚ）をうつ伏せ状態における大腸の特徴点として定義しても良い。

以上のようにして、特徴点特定部５は、大腸の形状が変化している特徴点を、異なる***で取得されたボリュームデータについてそれぞれ求める。この実施形態では、特徴点特定部５は、大腸の形状が変化している特徴点を、仰向け状態のボリュームデータとうつ伏せ状態のボリュームデータとについてそれぞれ求める。そして、特徴点特定部５は、仰向け状態における大腸の特徴点の位置を示す位置情報と、うつ伏せ状態における大腸の特徴点の位置を示す位置情報とを対応付け部６に出力する。特徴点の位置を示す位置情報には、３次元直交座標系で表わされる座標情報（位置ｘ、位置ｙ、位置ｚ）と、芯線の始点からの距離とが含まれている。

特徴点特定部５によって特定された特徴点について、図２を参照して説明する。仰向け状態におけるボリュームデータ１００については、特徴点１２１、特徴点１２２、特徴点１２３、及び特徴点１２４が、特徴点特定部５によって特定された特徴点である。なお、ボリュームデータ１００において、特徴点１２０は、始点設定部４１にて設定された芯線１１０の始点であり、特徴点１２５は芯線１１０の終点である。また、うつ伏せ状態におけるボリュームデータ２００については、特徴点２２１、特徴点２２２、特徴点２２３、及び特徴点２２４が、特徴点特定部５によって特定された特徴点である。なお、ボリュームデータ２００において、特徴点２２０は、始点設定部４１にて設定された芯線２１０の始点であり、特徴点２２５は芯線２１０の終点である。

この実施形態においては、特徴点特定部５は、仰向け状態における特徴点１２０、特徴点１２１、特徴点１２２、特徴点１２３、特徴点１２４、及び特徴点１２５の位置を示す位置情報（ｘｙｚの座標情報と始点からの距離とを含む情報）と、うつ伏せ状態における特徴点２２０、特徴点２２１、特徴点２２２、特徴点２２３、特徴点２２４、及び特徴点２２５の位置を示す位置情報とを、対応付け部６に出力する。なお、仰向け状態における特徴点１２０、特徴点１２１、特徴点１２２、特徴点１２３、特徴点１２４、及び特徴点１２５が、この発明の「第１の特徴点」の１例に相当する。また、うつ伏せ状態における特徴点２２０、特徴点２２１、特徴点２２２、特徴点２２３、特徴点２２４、及び特徴点２２５が、この発明の「第２の特徴点」の１例に相当する。また、特徴点特定部５が、この発明の「特徴点特定手段」の１例に相当する。また、グラフ作成部４と特徴点特定部５とによって、この発明の「特定手段」の１例を構成する。

（対応付け部６）
対応付け部６は、異なる***における大腸の特徴点を、異なる***同士で対応付ける。この実施形態では、対応付け部６は、仰向け状態における大腸の特徴点と、うつ伏せ状態における大腸の特徴点とを対応付ける。具体的には、対応付け部６は、仰向け状態における特徴点の位置情報に含まれる始点からの距離と、うつ伏せ状態における特徴点の位置情報に含まれる始点からの距離とを比べて、仰向け状態における特徴点の距離とうつ伏せ状態における特徴点の距離との差が、予め設定された距離差ΔＬ_６以内に含まれる特徴点同士を対応付ける。仰向け状態における特徴点の距離と、うつ伏せ状態における特徴点の距離の差が、距離差ΔＬ_６以内であれば、２つの特徴点は大腸において同一部位の位置を示していると考えられるため、対応付け部６は、距離の差が距離差ΔＬ_６以内となる２つの特徴点同士を対応付ける。なお、距離差ΔＬ_６は、経験的に求められる値であり、図示しない記憶部に予め記憶されている。

例えば図２に示すように、対応付け部６は、仰向け状態における特徴点１２１と、うつ伏せ状態における特徴点２２１とを対応付ける。すなわち、芯線１１０に沿って始点（特徴点１２０）から特徴点１２１までの距離と、芯線２１０に沿って始点（特徴点２２０）から特徴点２２１までの距離との差が、距離差ΔＬ_６以内となっているため、対応付け部６は、特徴点１２１と特徴点２２１とを対応付ける。同様に、対応付け部６は、仰向け状態における特徴点１２２と、うつ伏せ状態における特徴点２２２とを対応付ける。また、対応付け部６は、仰向け状態における特徴点１２３と、うつ伏せ状態における特徴点２２３とを対応付ける。また、対応付け部６は、仰向け状態における特徴点１２４と、うつ伏せ状態における特徴点２２４とを対応付ける。また、対応付け部６は、仰向け状態における特徴点１２５と、うつ伏せ状態における特徴点２２５とを対応付ける。対応付け部６は、特徴点の対応関係を示す対応情報を作成する。１例として、対応付け部６は、仰向け状態における特徴点１２１と、うつ伏せ状態における特徴点２２１とが対応していることを示す対応情報を作成する。

そして、対応付け部６は、仰向け状態における各特徴点の位置を示す位置情報と、うつ伏せ状態における各特徴点の位置を示す位置情報と、特徴点の対応関係を示す対応情報とを、画像生成部７に出力する。なお、対応付け部６が、この発明の「対応付け手段」の１例に相当する。

（画像生成部７、規格化部８）
画像生成部７は、規格化部８を備えている。規格化部８は、同じ***における各特徴点について、互いに隣り合う特徴点の間の距離を規格化する。すなわち、規格化部８は、芯線に沿って互いに隣り合う特徴点の間の距離を規格化することで、特徴点間の全体の距離を１００％として、一方の特徴点を距離が０％の地点とし、他方の特徴点を距離が１００％の地点とする。具体的には、規格化部８は、仰向け状態における各特徴点の位置を示す位置情報に基づいて、互いに隣り合う特徴点の間の距離を規格化する。同様に、規格化部８は、うつ伏せ状態における各特徴点の位置を示す位置情報に基づいて、互いに隣り合う特徴点の間の距離を規格化する。

例えば図２に示すように、規格化部８は、仰向け状態における特徴点１２１と特徴点１２２との間の第１区間について、芯線１１０に沿った距離を規格化する。すなわち、規格化部８は、特徴点１２１と特徴点１２２との間の全体の距離を１００％とし、特徴点１２１を距離が０％の地点とし、特徴点１２２を距離が１００％の地点とする。また、規格化部８は、うつ伏せ状態における特徴点２２１と特徴点２２２との間の第２区間について、芯線２１０に沿った距離を規格化する。すなわち、規格化部８は、特徴点２２１と特徴点２２２との間の全体の距離を１００％とし、特徴点２２１を距離が０％の地点とし、特徴点２２２を距離が１００％の地点とする。

画像生成部７は、ボリュームデータを画像データ記憶部２から読み出して、そのボリュームデータにボリュームレンダリングを施すことで、組織を立体的に表す表示用の３次元画像データを生成する。この実施形態では、画像生成部７は、ボリュームデータに対していわゆる透視投影法に従ったボリュームレンダリングを施すことで、組織の内腔を仮想内視鏡的に表す３次元画像データを生成する。このような透視投影法によれば、血管、腸、気管支などの管状組織を内面から観察しているかのような３次元画像データを生成することができる。

画像生成部７は、仰向け状態におけるボリュームデータ１００を画像データ記憶部２から読み出して、芯線１１０上に視点を設定して、ボリュームデータ１００に対して透視投影法に従ったボリュームレンダリングを施すことで、その視点から見て大腸の内部を仮想内視鏡的に表す３次元画像データ（パースペクティブ画像データ）を生成する。これにより、仰向け状態における大腸の内腔を３次元的に表す画像データが生成される。同様に、画像生成部７は、うつ伏せ状態におけるボリュームデータ２００を画像データ記憶部２から読み出して、芯線２１０上に視点を設定して、ボリュームデータ２００に対して透視投影法に従ったボリュームレンダリングを施すことで、その視点から見て大腸の内部を仮想内視鏡的に表す３次元画像データを生成する。これにより、うつ伏せ状態における大腸の内腔を３次元的に表す画像データが生成される。

例えば、画像生成部７は、仰向け状態におけるボリュームデータ１００を対象にして、特徴点１２１から特徴点１２２まで芯線１１０に沿って視点１３０を移動させながら、各視点１３０において透視投影法に従ったボリュームレンダリングを実行することで、各視点１３０から見て大腸の内部を仮想内視鏡的に表す３次元画像データを生成する。また、画像生成部７は、うつ伏せ状態におけるボリュームデータ２００を対象にして、特徴点１２１に対応する特徴点２２１から、特徴点１２２に対応する特徴点２２２まで芯線２１０に沿って視点２３０を移動させながら、各視点２３０において透視投影法に従ったボリュームレンダリングを実行することで、各視点２３０から見て大腸の内部を仮想内視鏡的に表す３次元画像データを生成する。

仰向け状態において互いに隣り合う特徴点間の距離は規格化部８によって規格化され、うつ伏せ状態において互いに隣り合う特徴点間の距離は規格化部８によって規格化されている。上記の例では、特徴点１２１から特徴点１２２までの第１区間の長さが規格化され、その第１区間に対応する特徴点２２１から特徴点２２２までの第２区間の長さが規格化されている。画像生成部７は、特徴点１２１から特徴点１２２までの規格化された第１区間と、特徴点２２１から特徴点２２２までの規格化された第２区間とにおいて、それぞれ規格化された距離（距離の比率）が同じ位置に視点を設定して、ボリュームデータ１００とボリュームデータ２００とに対して透視投影法に従ったボリュームレンダリングを施すことで、仰向け状態における３次元画像データとうつ伏せ状態における３次元画像データとを生成する。

例えば図２に示すように、画像生成部７は、特徴点１２１と特徴点１２２との間の第１区間において全体の５０％の距離の地点に視点１３０を設定した場合、特徴点２２１と特徴点２２との間の第２区間において全体の５０％の距離の地点に視点２３０を設定する。このように、画像生成部７は、ボリュームデータ１００とボリュームデータ２００とにおいて、それぞれ規格化された距離（距離の比率）が同じ位置に視点を設定して、透視投影法に従ったボリュームレンダリングを実行することで、仰向け状態とうつ伏せ状態とでそれぞれ対応する位置における３次元画像データを生成する。

また、画像生成部７は、特徴点１２１と特徴点１２２との間の区間において、全体の０％の距離の地点（特徴点１２１）に視点１３０を設定した場合、特徴点２２１と特徴点２２２との間の第１区間において、全体の０％の距離の地点（特徴点２２１）に視点２３０を設定する。そして、画像生成部７は、視点１３０を芯線１１０に沿って特徴点１２１から特徴点１２２に向けて移動させながら、各視点１３０において透視投影法に従ったボリュームレンダリングを実行することで、各視点１３０から見て大腸の内部を仮想内視鏡的に表す３次元画像データを生成する。また、画像生成部７は、視点１３０の移動に合わせて、特徴点２２１と特徴点２２２との間の第２区間において、特徴点１２１と特徴点１２２との間の第１区間における視点１３０の位置と規格化された距離（距離の比率）が同じ位置に視点２３０を設定して、各視点２３０において透視投影法に従ったボリュームレンダリングを実行することで、各視点２３０から見て大腸の内部を仮想内視鏡的に表す３次元画像データを生成する。

以上のように、画像生成部７は、仰向け状態におけるボリュームデータ１００とうつ伏せ状態におけるボリュームデータ２００とを対象にして、特徴点が対応する第１区間と第２区間とにおいて、区間内の距離の比率（規格化された距離）がそれぞれ同じ位置に視点を設定して、ボリュームデータ１００とボリュームデータ２００とに透視投影法に従ったボリュームレンダリングを施すことで、仰向け状態における３次元画像データとうつ伏せ状態における３次元画像データとを生成する。そして、画像生成部７は、仰向け状態における大腸の内部を仮想内視鏡的に表す３次元画像データと、うつ伏せ状態における大腸の内部を仮想内視鏡的に表す３次元画像データとを表示制御部９に出力する。なお、画像生成部７が、この発明の「画像生成手段」の１例に相当する。また、仰向け状態における３次元画像データが、この発明の「第１の３次元画像データ」の１例に相当し、うつ伏せ状態における３次元画像データが、この発明の「第２の３次元画像データ」の１例に相当する。

（表示制御部９、表示部１０）
表示制御部９は、３次元画像データを画像生成部７から受けて、仰向け状態における３次元画像とうつ伏せ状態における３次元画像とを並べて表示部１０に表示させる。例えば、表示制御部９は、仰向け状態における特徴点１２１から特徴点１２２までの第１区間内に設定された各視点１３０における３次元画像（パースペクティブ画像）と、うつ伏せ状態における特徴点２２１から特徴点２２２までの第２区間内に設定された各視点２３０における３次元画像（パースペクティブ画像）とを、視点ごとに順次、表示部１０に表示させる。なお、表示制御部９が、この発明の「表示制御手段」の１例に相当する。

この実施形態によると、特徴点１２１から特徴点１２２までの第１区間と、特徴点２２１から特徴点２２２までの第２区間とにおいて、規格化された距離（距離の比率）が同じ位置にそれぞれ視点が設定されているため、第１区間の長さと第２区間の長さとが異なっていても、第１区間及び第２区間の全体に亘って３次元画像データを生成して、３次元画像を表示することが可能となる。そのことにより、仰向け状態における３次元画像とうつ伏せ状態における３次元画像とにおいて、大腸（管状組織）の観察における見落としの発生を抑制することが可能となる。その結果、見落とされた箇所を探すための作業を軽減することが可能となるため、診断時間の短縮を図ることが可能となる。

なお、芯線抽出部３、グラフ作成部４、特徴点特定部５、対応付け部６、画像生成部７、及び表示制御部９は、それぞれ図示しないＣＰＵと、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤなどの記憶装置とによって構成されていても良い。記憶装置には、芯線抽出部３の機能を実行するための芯線抽出プログラムと、グラフ作成部４の機能を実行するためのグラフ作成プログラムと、特徴点特定部５の機能を実行するための特徴点特定プログラムと、対応付け部６の機能を実行するための対応付けプログラムと、画像生成部７の機能を実行するための画像生成プログラムと、表示制御部９の機能を実行するための表示制御プログラムとが記憶されている。また、グラフ作成プログラムには、始点設定部４１の機能を実行するための始点設定プログラムと、距離算出部４２の機能を実行するための距離算出プログラムとが含まれている。また、特徴点特定プログラムには、微分処理部５１の機能を実行するための微分処理プログラムと、個別ピーク点特定部５２の機能を実行するための個別ピーク点特定プログラムと、個別変化点特定部５５の機能を実行するための個別変化点特定プログラムと、形状変化点特定部５８の機能を実行するための形状変化点特定プログラムとが含まれている。また、個別ピーク点特定プログラムには、ピーク点特定部５３の機能を実行するためのピーク点特定プログラムと、ピーク点推定部５４の機能を実行するためのピーク点推定プログラムとが含まれている。また、個別変化点特定プログラムには、変化点特定部５６の機能を実行するための変化点特定プログラムと、変化点推定部５７の機能を実行するための変化点推定プログラムとが含まれている。また、画像生成プログラムには、規格化部８の機能を実行するための規格化プログラムが含まれている。そして、ＣＰＵが各プログラムを実行することで、各部の機能を実行する。なお、芯線抽出プログラムと、グラフ作成プログラムと、特徴点特定プログラムと、対応付けプログラムと、画像生成プログラムと、表示制御プログラムとによって、この発明の「画像処理プログラム」の１例を構成する。

また、医用画像診断装置５０に医用画像処理装置１を含ませても良い。例えば、医用画像診断装置５０としてＸ線ＣＴ装置を用い、そのＸ線ＣＴ装置に医用画像処理装置１を含ませても良い。Ｘ線ＣＴ装置は、Ｘ線を曝射するＸ線管球と、被検体を間にしてＸ線管球と対向して配置されたＸ線検出器と、再構成処理部とを備え、Ｘ線管球からＸ線を曝射しながらＸ線管球とＸ線検出器とを被検体の周りで回転させることで、Ｘ線投影データを収集する。そして、再構成処理部は、収集されたＸ線投影データを再構成することで、被検体を表すボリュームデータを生成する。なお、Ｘ線管球、Ｘ線検出器、及び再構成部によって、この発明の「画像取得手段」の１例を構成する。

この実施形態では、Ｘ線ＣＴ装置は、被検体を仰向けにした状態で大腸を撮影することで、仰向け状態における大腸を表すボリュームデータを生成する。また、Ｘ線ＣＴ装置は、被検体をうつ伏せにした状態で大腸を撮影することで、うつ伏せ状態における大腸を表すボリュームデータを生成する。そして、Ｘ線ＣＴ装置に含まれる医用画像処理装置１によって、仰向け状態における大腸の特徴点とうつ伏せ状態における大腸の特徴点とを特定し、仰向け状態における大腸の特徴点とうつ伏せ状態における大腸の特徴点とを対応付ける。さらに、Ｘ線ＣＴ装置に含まれる医用画像処理装置１によって、同じ***において互いに隣り合う特徴点間の距離を規格化し、規格化された区間内において、仰向け状態とうつ伏せ状態とで規格化された距離（距離の比率）が同じ位置にそれぞれ視点を設定して、仰向け状態におけるボリュームデータとうつ伏せ状態におけるボリュームデータとに対して、透視投影法に従ったボリュームレンダリングを施すことで、仰向け状態における３次元画像データとうつ伏せ状態における３次元画像データとを生成する。このように、仰向け状態とうつ伏せ状態とにおいて、規格化された距離（距離の比率）が同じ位置に視点を設定して３次元画像データを生成しているため、仰向け状態における３次元画像とうつ伏せ状態における３次元画像とにおいて、大腸（管状組織）の観察における見落としの発生を抑制することが可能となる。

１医用画像処理装置
２画像データ記憶部
３芯線抽出部
４グラフ作成部
５特徴点特定部
６対応付け部
７画像生成部
８規格化部
９表示制御部
１０表示部
４１始点設定部
４２距離算出部
５１微分処理部
５２個別ピーク点特定部
５３ピーク点特定部
５４ピーク点推定部
５５個別変化点特定部
５６変化点特定部
５７変化点推定部
５８形状変化点特定部

Claims

管状組織がそれぞれ異なる状態で表わされた第１ボリュームデータと第２ボリュームデータとを受けて、前記第１ボリュームデータから前記管状組織の第１芯線を抽出し、前記第２ボリュームデータから前記管状組織の第２芯線を抽出する芯線抽出手段と、
前記第１芯線が表す前記管状組織の形状に基づいて前記管状組織の第１の特徴点を特定し、前記第２芯線が表す前記管状組織の形状に基づいて前記管状組織の第２の特徴点を特定する特定手段と、
前記第１芯線上に設定された始点から前記第１の特徴点までの距離と、前記第２芯線上に設定された始点から前記第２の特徴点までの距離との差が、予め設定された所定距離以内に含まれる前記第１の特徴点と前記第２の特徴点とを対応付ける対応付け手段と、
隣り合う前記第１の特徴点間の距離を規格化し、隣り合う前記第２の特徴点間の距離を規格化し、前記規格化された隣り合う前記第１の特徴点の間の第１区間と、前記第１の特徴点と対応付けられた隣り合う前記第２の特徴点の間の第２区間とにおいて、前記規格化された距離が同じ位置にそれぞれ視点を設定し、前記第１ボリュームデータと前記第２ボリュームデータとに対してボリュームレンダリングを施すことで、前記第１ボリュームデータに基づく前記管状組織の内部を表す第１の３次元画像データと前記第２ボリュームデータに基づく前記管状組織の内部を表す第２の３次元画像データとを生成する画像生成手段と、
前記第１の３次元画像データに基づく第１の３次元画像と、前記第２の３次元画像データに基づく第２の３次元画像とを並べて表示手段に表示させる表示制御手段と、
を有し、
前記特定手段は、
前記第１芯線上に始点を設定し、前記第１芯線上の位置と前記第１芯線に沿った前記始点からの距離との関係を第１曲線で表した第１グラフと、前記第２芯線上に始点を設定し、前記第２芯線上の位置と前記第２芯線に沿った前記始点からの距離との関係を第２曲線で表した第２グラフとを求めるグラフ作成手段と、
前記第１曲線の傾きに基づいて前記第１曲線の特徴点を前記第１の特徴点として特定し、前記第２曲線の傾きに基づいて前記第２曲線の特徴点を前記第２の特徴点として特定する特徴点特定手段と、からなり、
前記特徴点特定手段は、前記第１曲線を前記第１芯線における距離によって２次微分することで得られた２次微分値が、予め設定された第１閾値以下となる前記第１芯線上の位置を前記第１の特徴点として特定し、前記第２曲線を前記第２芯線における距離によって２次微分することで得られた２次微分値が、前記第１閾値以下となる前記第２芯線上の位置を前記第２の特徴点として特定することを特徴とする医用画像処理装置。
前記芯線抽出手段は、前記管状組織を有する被検体の***を第１***にした状態で前記被検体が撮影されることで取得された前記第１***における前記被検体を表すボリュームデータを前記第１ボリュームデータとして受け、前記被検体の***を前記第１***とは異なる第２***にした状態で前記被検体が撮影されることで取得された前記第２***における前記被検体を表すボリュームデータを前記第２ボリュームデータとして受けて、前記第１ボリュームデータから前記管状組織の前記第１芯線を抽出し、前記第２ボリュームデータから前記管状組織の前記第２芯線を抽出することを特徴とする請求項１に記載の医用画像処理装置。
コンピュータに、
管状組織がそれぞれ異なる状態で表わされた第１ボリュームデータと第２ボリュームデータとを受けて、前記第１ボリュームデータから前記管状組織の第１芯線を抽出し、前記第２ボリュームデータから前記管状組織の第２芯線を抽出する芯線抽出機能と、
前記第１芯線が表す前記管状組織の形状に基づいて前記管状組織の第１の特徴点を特定し、前記第２芯線が表す前記管状組織の形状に基づいて前記管状組織の第２の特徴点を特定する特定機能と、
前記第１芯線上に設定された始点から前記第１の特徴点までの距離と、前記第２芯線上に設定された始点から前記第２の特徴点までの距離との差が、予め設定された所定距離以内に含まれる前記第１の特徴点と前記第２の特徴点とを対応付ける対応付け機能と、
隣り合う前記第１の特徴点間の距離を規格化し、隣り合う前記第２の特徴点間の距離を規格化し、前記規格化された隣り合う前記第１の特徴点の間の第１区間と、前記第１の特徴点と対応付けられた隣り合う前記第２の特徴点の間の第２区間とにおいて、前記規格化された距離が同じ位置にそれぞれ視点を設定し、前記第１ボリュームデータと前記第２ボリュームデータとに対してボリュームレンダリングを施すことで、前記第１ボリュームデータに基づく前記管状組織の内部を表す第１の３次元画像データと前記第２ボリュームデータに基づく前記管状組織の内部を表す第２の３次元画像データとを生成する画像生成機能と、
前記第１の３次元画像データに基づく第１の３次元画像と、前記第２の３次元画像データに基づく第２の３次元画像とを並べて表示手段に表示させる表示制御機能と、
を実行させるものであって、
前記特定機能は、
前記第１芯線上に始点を設定し、前記第１芯線上の位置と前記第１芯線に沿った前記始点からの距離との関係を第１曲線で表した第１グラフと、前記第２芯線上に始点を設定し、前記第２芯線上の位置と前記第２芯線に沿った前記始点からの距離との関係を第２曲線で表した第２グラフとを求めるグラフ作成機能と、
前記第１曲線の傾きに基づいて前記第１曲線の特徴点を前記第１の特徴点として特定し、前記第２曲線の傾きに基づいて前記第２曲線の特徴点を前記第２の特徴点として特定する特徴点特定機能と、を有し、
前記特徴点特定機能は、前記第１曲線を前記第１芯線における距離によって２次微分することで得られた２次微分値が、予め設定された第１閾値以下となる前記第１芯線上の位置を前記第１の特徴点として特定し、前記第２曲線を前記第２芯線における距離によって２次微分することで得られた２次微分値が、前記第１閾値以下となる前記第２芯線上の位置を前記第２の特徴点として特定すること、
を特徴とする医用画像処理プログラム。
管状組織を有する被検体の***を第１***にした状態で前記被検体を撮影することで、前記第１***における前記被検体を表す第１ボリュームデータを取得し、前記被検体の***を前記第１***とは異なる第２***にした状態で前記被検体を撮影することで、前記第２***における前記被検体を表す第２ボリュームデータを取得する画像取得手段と、
前記第１ボリュームデータから前記管状組織の第１芯線を抽出し、前記第２ボリュームデータから前記管状組織の第２芯線を抽出する芯線抽出手段と、
前記第１芯線が表す前記管状組織の形状に基づいて前記管状組織の第１の特徴点を特定し、前記第２芯線が表す前記管状組織の形状に基づいて前記管状組織の第２の特徴点を特定する特定手段と、
前記第１芯線上に設定された始点から前記第１の特徴点までの距離と、前記第２芯線上に設定された始点から前記第２の特徴点までの距離との差が、予め設定された所定距離以内に含まれる前記第１の特徴点と前記第２の特徴点とを対応付ける対応付け手段と、
隣り合う前記第１の特徴点間の距離を規格化し、隣り合う前記第２の特徴点間の距離を規格化し、前記規格化された隣り合う前記第１の特徴点の間の第１区間と、前記第１の特徴点と対応付けられた隣り合う前記第２の特徴点の間の第２区間とにおいて、前記規格化された距離が同じ位置にそれぞれ視点を設定し、前記第１ボリュームデータと前記第２ボリュームデータとに対してボリュームレンダリングを施すことで、前記第１ボリュームデータに基づく前記管状組織の内部を表す第１の３次元画像データと前記第２ボリュームデータに基づく前記管状組織の内部を表す第２の３次元画像データとを生成する画像生成手段と、
前記第１の３次元画像データに基づく第１の３次元画像と、前記第２の３次元画像データに基づく第２の３次元画像とを並べて表示手段に表示させる表示制御手段と、
を有し、
前記特定手段は、
前記第１芯線上に始点を設定し、前記第１芯線上の位置と前記第１芯線に沿った前記始点からの距離との関係を第１曲線で表した第１グラフと、前記第２芯線上に始点を設定し、前記第２芯線上の位置と前記第２芯線に沿った前記始点からの距離との関係を第２曲線で表した第２グラフとを求めるグラフ作成手段と、
前記第１曲線の傾きに基づいて前記第１曲線の特徴点を前記第１の特徴点として特定し、前記第２曲線の傾きに基づいて前記第２曲線の特徴点を前記第２の特徴点として特定する特徴点特定手段と、からなり、
前記特徴点特定手段は、前記第１曲線を前記第１芯線における距離によって２次微分することで得られた２次微分値が、予め設定された第１閾値以下となる前記第１芯線上の位置を前記第１の特徴点として特定し、前記第２曲線を前記第２芯線における距離によって２次微分することで得られた２次微分値が、前記第１閾値以下となる前記第２芯線上の位置を前記第２の特徴点として特定することを特徴とするＸ線ＣＴ装置。