JP6452974B2

JP6452974B2 - 医用画像処理装置

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Publication number: JP6452974B2
Application number: JP2014145270A
Authority: JP
Inventors: 康太青柳
Original assignee: Canon Medical Systems Corp
Current assignee: Canon Medical Systems Corp
Priority date: 2014-07-15
Filing date: 2014-07-15
Publication date: 2019-01-16
Anticipated expiration: 2034-07-15
Also published as: JP2016019674A

Description

本発明の実施形態は、医用画像処理装置に関する。

従来、Ｘ線診断装置、Ｘ線ＣＴ（Computed Tomography）装置、ＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）装置、超音波診断装置、ＰＥＴ（Positron Emission Tomography）装置、ＳＰＥＣＴ（Single Photon Emission CT）装置などの医用画像診断装置において、対象部位の形態情報を表す形態画像や、機能情報を表す機能画像が収集されている。そして、上述した医用画像診断装置によって収集された形態画像と機能画像とをフュージョン（Fusion）したフュージョン画像が種々の診断に用いられている。

例えば、虚血性心疾患の診断において、造影剤を用いて収集された冠動脈のＣＴ画像（形態画像）と、左心室心筋の血流情報を示すＳＰＥＣＴ画像（機能画像）とをフュージョンしたフュージョン画像により、冠動脈の狭窄部位と心筋虚血との位置関係の評価が行われる。

特開２０１４−０００４７５号公報

本発明が解決しようとする課題は、形態情報と機能情報とを用いた診断の効率を向上させる医用画像処理装置を提供することである。

実施形態の医用画像処理装置は、合成画像生成部と、表示制御部と、受付部とを備える。合成画像生成部は、関心部位の形態情報が断面画像で示された形態画像と、前記関心部位の周辺に関する機能情報を示す機能画像とを、前記関心部位との位置関係に基づいて合成した合成画像を生成する。表示制御部は、前記合成画像生成部によって生成された合成画像を表示部にて表示するように制御する。受付部は、前記表示部にて表示された合成画像に含まれる形態画像及び機能画像のうち少なくとも一方に対する操作を受け付ける。また、前記表示制御部は、前記受付部が、前記機能情報を取得する対象部位の変更操作として心筋の外膜側から内膜側へ向かう又は前記内膜側から前記外膜側へ向かう厚み方向の変更操作を受け付けた場合に、前記形態画像の表示を維持した状態で、前記変更操作に応じた厚み方向の位置における機能画像の表示を行う。

図１は、第１の実施形態に係る医用画像処理装置の構成の一例を示す図である。図２は、第１の実施形態に係る断面画像生成部による処理の一例を示す図である。図３は、第１の実施形態に係る合成画像生成部による処理の一例を説明するための図である。図４は、第１の実施形態に係る合成画像生成部によって生成される合成画像の一例を示す図である。図５Ａは、第１の実施形態に係る断面画像の回転操作を説明するための図である。図５Ｂは、第１の実施形態に係る回転操作に伴う合成画像の表示状態を説明するための図である。図６Ａは、第１の実施形態に係る機能画像の変更操作を説明するための図である。図６Ｂは、第１の実施形態に係る変更操作に伴う合成画像の表示状態を説明するための図である。図７は、第１の実施形態に係る医用画像処理装置による処理の手順を示すフローチャートである。図８は、第２の実施形態に係る医用画像処理装置による処理の一例を説明するための図である。図９は、第２の実施形態に係る医用画像処理装置による処理の手順を示すフローチャートである。図１０は、第３の実施形態に係る合成画像の一例を示す図である。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る医用画像処理装置１００の構成の一例を示す図である。図１に示すように、医用画像処理装置１００は、入力部１１０と、表示部１２０と、通信部１３０と、記憶部１４０と、制御部１５０とを有する。例えば、医用画像処理装置１００は、ワークステーションや、任意のパーソナルコンピュータなどであり、図示しない医用画像診断装置や、画像保管装置などとネットワークを介して接続される。医用画像診断装置は、例えば、Ｘ線ＣＴ（Computed Tomography）装置、ＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）装置、Ｘ線診断装置、超音波診断装置、ＰＥＴ装置、ＳＰＥＣＴ装置などである。医用画像診断装置は、医用画像データを生成する。画像保管装置は、医用画像を保管するデータベースである。具体的には、画像保管装置は、医用画像診断装置から送信された医用画像データを記憶部に格納し、これを保管する。

上述した医用画像処理装置１００と、医用画像診断装置と、画像保管装置とは、例えば、病院内に設置された院内ＬＡＮ（Local Area Network）により、直接的、又は間接的に相互に通信可能な状態となっている。例えば、ＰＡＣＳ（Picture Archiving and Communication System）が導入されている場合、各装置は、ＤＩＣＯＭ（Digital Imaging and Communications in Medicine）規格に則って、医用画像等を相互に送受信する。

第１の実施形態に係る医用画像処理装置１００は、形態情報と機能情報とを用いた診断の効率を向上させることを可能にする。上述したように、従来技術においては、種々の医用画像診断装置によって収集された形態画像と機能画像とがフュージョンされたフュージョン画像を用いた診断が行われている。ここで、従来技術におけるフュージョン画像は、一般的に３次元画像が用いられる。すなわち、従来技術におけるフュージョン画像は、各ボリュームデータに対してボリュームレンダリング処理を行うことでそれぞれ生成された３次元の形態画像と３次元の機能画像とをフュージョンすることで生成される。このように生成されたフュージョン画像は、形態情報と機能情報との３次元的な位置関係を容易に把握することを可能にする。

一方、形態情報による詳細な診断では、２次元画像やＭＰＲ（Multi Planar Reconstruction）画像などの２次元表示が用いられることが一般的である。一例を挙げると、虚血性心疾患の診断においては、冠動脈の狭窄を観察するためにＣＰＤ（Curved Multi Planer Reconstruction）やＳＰＲ（Stretched Multi Planer Reconstruction）などの冠動脈の芯線に沿った断面画像が多用される。しかしながら、上述した従来のフュージョン画像では、診断上重要なこれらＣＰＲやＳＰＲと機能情報との連携が考慮されていない。そこで、本願では、ＣＰＲやＳＰＲなどの断面画像と機能画像とを合成した合成画像を生成することで、形態情報と機能情報とを用いた診断の効率を向上させる医用画像処理装置１００を提供することを目的とする。

図１に戻って、入力部１１０は、マウス、キーボード、トラックボール等であり、医用画像処理装置１００に対する各種操作の入力を操作者から受け付ける。例えば、入力部１１０は、形態情報を含む医用画像データ（以下、形態画像データと記す）及び機能情報を含む医用画像データ（以下、機能画像データと記す）を医用画像診断装置や、画像保管装置から取得するための情報の入力などを受け付ける。また、例えば、入力部１１０は、形態画像及び機能画像に対する種々の操作を実行するための入力を受け付ける。

表示部１２０は、液晶パネル等であり、各種情報を表示する。具体的には、表示部１２０は、操作者から各種操作を受け付けるためのＧＵＩ（Graphical User Interface）や、後述する制御部１５０による処理によって生成された合成画像等を表示する。通信部１３０は、ＮＩＣ（Network Interface Card）等であり、他の装置との間で通信を行う。

記憶部１４０は、図１に示すように、画像データ記憶部１４１を有する。例えば、記憶部１４０は、ハードディスク、半導体メモリ素子等であり、各種情報を記憶する。画像データ記憶部１４１は、通信部１３０を介して医用画像診断装置や画像保管装置から取得した形態画像データ及び機能画像データを記憶する。

制御部１５０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＭＰＵ（Micro Processing Unit）等の電子回路、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等の集積回路であり、医用画像処理装置１００の全体制御を行なう。

また、制御部１５０は、図１に示すように、例えば、画像取得部１５１と、断面画像生成部１５２と、合成画像生成部１５３と、表示制御部１５４とを有する。そして、制御部１５０は、形態画像の断面画像と機能画像とを合成した合成画像を生成して、生成した合成画像を表示する。

画像取得部１５１は、通信部１３０を介して、図示しない医用画像診断装置や画像保管装置から形態情報を含む形態画像データと機能情報を含む機能画像データとを取得して、画像データ記憶部１４１に格納する。例えば、画像取得部１５１は、入力部１１０を介して操作者から入力された情報に基づいて、Ｘ線ＣＴ装置やＭＲＩ装置、Ｘ線診断装置、超音波診断装置、ＰＥＴ装置、ＳＰＥＣＴ装置などの医用画像診断装置、或いは、画像保管装置から形態画像データ及び機能画像データを取得する。以下、形態画像データとして造影剤を用いた収集された冠動脈を含むＣＴ画像データを取得し、機能画像データとして左心室心筋の血流情報を示すＳＰＥＣＴ画像データを取得した場合について説明する。

断面画像生成部１５２は、関心部位の形態情報が断面画像で示された形態画像を生成する。具体的には、断面画像生成部１５２は、管状構造を有する関心部位の長軸方向の断面画像を生成する。例えば、断面画像生成部１５２は、管状構造を有する関心部位のＣＰＲ画像又はＳＰＲ画像を生成する。図２は、第１の実施形態に係る断面画像生成部１５２による処理の一例を示す図である。図２においては、断面画像生成部１５２が冠動脈のＳＰＲ画像を生成する場合について示す。

例えば、断面画像生成部１５２は、図２に示すように、ＣＴ画像データ（ＣＴボリュームデータ）に含まれる冠動脈の関心領域Ｒ１のＳＰＲ画像を生成する。ここで、関心領域Ｒ１については、入力部１１０を介して操作者が指定する場合であってもよく、断面画像生成部１５２が関心領域Ｒ１を抽出する場合であってもよい。操作者が指定する場合には、例えば、医用画像診断装置１００は、冠動脈を示すＣＴ画像を表示部１２０に表示し、表示したＣＴ画像に対して入力部１１０を介した関心領域Ｒ１の指定操作を受け付ける。なお、表示部１２０に表示される冠動脈のＣＴ画像は、２次元画像、３次元画像のどちらでもよい。

また、断面画像生成部１５２が関心領域Ｒ１を抽出する場合には、例えば、断面画像生成部１５２は、造影された心臓のＣＴボリュームデータを画像データ記憶部１４１から読み出し、ＣＴボリュームデータのボクセルごとのＣＴ値を用いた領域拡張法（region growing）や、人体アトラス（Atlas）などに基づいて、関心領域を抽出する。一例を挙げると、断面画像生成部１５２は、ＣＴ値を用いた領域拡張法や人体アトラスに基づいて、図２の（Ａ）に示すように、ＣＴボリュームデータに含まれる心臓領域を抽出して、抽出した心臓領域から冠動脈を抽出する。そして、断面画像生成部１５２は、冠動脈の左冠動脈に含まれる左前下行枝や左回旋枝、右冠動脈などの情報に基づいて、関心領域Ｒ１を抽出する。なお、冠動脈におけるどの位置を関心領域Ｒ１とするかについては、予め設定される。また、上記した人体アトラスとは、臓器の立体構造や機能が集約されたデータベースである。また、形態画像データから関心領域を抽出する手法は、上記した手法に限定されるものではなく、他の既存技術を適用可能である。

そして、断面画像生成部１５２は、関心領域Ｒ１を抽出すると、抽出した関心領域Ｒ１のＳＰＲ画像を生成する。例えば、断面画像生成部１５２は、まず、ベッセルトラッキング法や、内部領域を細線化する方法などを用いて関心領域Ｒ１（冠動脈）の芯線を抽出する。そして、断面画像生成部１５２は、指定された切断方向で、抽出した芯線に沿った平面で関心領域Ｒ１（冠動脈）を切断した２次元の断面画像を生成する。断面画像生成部１５２は、芯線に沿って平面を移動させながら断面画像を順次生成して、生成した断面画像を連結したＣＰＲ画像を生成する。その後、断面画像生成部１５２は、図２の（Ｂ）に示すように、生成したＣＰＲ画像を伸長したＳＰＲ画像を生成する。

図１に戻って、合成画像生成部１５３は、関心部位の形態情報を示す形態画像（断面画像）と、関心部位以外の領域（関心部位の周辺）に関する機能情報を示す機能画像とを、関心部位との位置関係に基づいて合成した合成画像を生成する。具体的には、合成画像生成部１５３は、管状構造を有する関心部位の長軸方向の形態画像と、前記管状構造の走行方向に直交する方向における前記管状構造の周辺の機能画像とを合成した合成画像を生成する。例えば、合成画像生成部１５３は、断面画像生成部１５２によって生成されたＣＰＲ画像又はＳＰＲ画像と機能画像とを合成した合成画像を生成する。

図３は、第１の実施形態に係る合成画像生成部１５３による処理の一例を説明するための図である。例えば、合成画像生成部１５３は、図３に示すように、冠動脈のＳＰＲ画像と左心室心筋の血流情報を示すＳＰＥＣＴ画像とを合成した合成画像を生成する。ここで、合成画像生成部１５３は、まず、画像取得部１５１によって取得され、画像データ記憶部１４１に記憶されたＣＴボリュームデータとＳＰＥＣＴ画像データ（ＳＰＥＣＴボリュームデータ）とを読み出し、位置合わせを行う。

例えば、合成画像生成部１５３は、２つのボリュームデータに含まれる部位の形状の特徴に基づく手法や、２つのボリュームデータの相互情報量に基づく手法などにより、ＣＴボリュームデータとＳＰＥＣＴ画像データとの位置合わせを行う。なお、２つのボリュームデータの位置合わせの手法は、上記した手法に限定されるものではなく、他の既存技術を適用可能である。このように、２つのボリュームデータの位置合わせが行われることで、２つのデータ間で位置（座標）が関連付けられるため、ＣＴボリュームデータ上の座標に対応するＳＰＥＣＴボリュームデータ上の座標を算出することができる。

そして、合成画像生成部１５３は、断面画像生成部１５２から管状構造を有する関心領域の走行に関する情報を取得して、関心領域からの距離に基づく合成画像を生成する。例えば、合成画像生成部１５３は、関心領域Ｒ１の芯線の位置情報（例えば、座標の情報）を取得して、芯線からの距離に基づく合成画像を生成する。

一例を挙げると、合成画像生成部１５３は、図３の（Ａ）に示すように、冠動脈の関心領域Ｒ１の芯線上の点Ｐから左心室心筋に垂線を下した点Ｍを算出する。そして、合成画像生成部１５３は、点Ｍを通り関心領域Ｒ１の走行方向に直交する方向「Ａ−Ｂ」を算出して、方向「Ａ−Ｂ」に沿った機能画像の領域を抽出する。例えば、合成画像生成部１５３は、算出した方向「Ａ−Ｂ」で関心領域Ｒ１の芯線上で直線となっている区間分の領域を機能画像から抽出する。

そして、合成画像生成部１５３は、図３の（Ｂ）に示すように、点Ｍに基づいて、関心領域Ｒ１のＳＰＲ画像と抽出した機能画像とを合成した合成画像を生成する。ここで、図３の（Ｂ）に示す合成画像は、冠動脈（関心領域Ｒ１）の走行方向に沿った距離と、左心室心筋上で冠動脈（関心領域Ｒ１）の走行方向に直交する方向の冠動脈からの距離を示す。すなわち、図３の（Ｂ）に示す合成画像は、関心領域Ｒ１の芯線から「Ａ」の方向への距離と、「Ｂ」の方向への距離とが示される。

合成画像生成部１５３は、冠動脈（関心領域Ｒ１）の芯線上の点Ｐを移動させながら、上述した処理を順次実行して、図４に示す合成画像を生成する。すなわち、合成画像生成部１５３は、図４に示すように、関心領域Ｒ１のＳＰＲ画像に対して抽出した機能画像の領域それぞれを貼り合わせた合成画像を生成する。これにより、観察者は、冠動脈における狭窄の詳細を観察しつつ、狭窄によって生じている支配領域の虚血についても同時に観察することができる。なお、図４は、第１の実施形態に係る合成画像生成部１５３によって生成される合成画像の一例を示す図である。また、図４に示す合成画像は、あくまでも一例であり、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、冠動脈から「Ａ」の方向への機能画像のみが合成された合成画像と、冠動脈から「Ｂ」の方向への機能画像のみが合成された合成画像の２つの合成画像が生成される場合であってもよい。また、合成画像は、断面画像から関心領域のみが切り出されて機能画像と合成される場合であってもよく、或いは、断面画像の関心領域以外の領域に抽出された機能画像が重畳される場合であってもよい。

図１に戻って、表示制御部１５４は、合成画像生成部１５３によって生成された合成画像を表示部１２０にて表示するように制御する。例えば、表示制御部１５４は、図４に示す合成画像を表示部１２０にて表示するように制御する。

上述したように、医用画像処理装置１００は、形態情報を示す断面画像と機能画像とを合成画像を生成して、表示部１２０に表示する。ここで、ＣＰＲ画像やＳＰＲ画像などの断面画像を観察する場合には、断面画像の回転操作が行われる場合がある。例えば、図４に示す冠動脈を例に挙げて説明すると、表示されたＳＰＲ画像を観察する際の視線方向（図に対して垂直方向）に狭窄が生じている場合には、表示されたＳＰＲ画像に狭窄が描出されない。そこで、観察者は、全周囲に渡って冠動脈を観察するために、断面画像を回転させる場合がある。

図５Ａは、第１の実施形態に係る断面画像の回転操作を説明するための図である。例えば、入力部１１０は、図５Ａ示すように、断面画像の関心領域Ｒ１の芯線を回転軸とした回転操作を受け付ける。このとき、合成画像の機能情報は、関心領域の芯線からの距離に基づいて合成されていることから、図５Ａに示すように、断面画像の回転操作を受け付けても機能情報に変化はない。図５Ｂは、第１の実施形態に係る回転操作に伴う合成画像の表示状態を説明するための図である。例えば、入力部１１０が関心領域Ｒ１を１８０度回転させる操作を受け付けた場合に、表示制御部１５４は、図５Ｂに示すように、機能画像の表示を維持した状態で、回転操作に応じた断面画像の１８０度反転表示を行う。

上述したように、入力部１１０が回転操作を受け付けると、断面画像生成部１５２は、入力部１１０が受け付けた回転操作に応じて、切断する向きを変化させて関心領域Ｒ１を切断したＳＰＲ画像を生成する。そして、合成画像生成部１５３は、生成されたＳＰＲ画像と表示されている機能画像とを合成した合成画像を生成する。表示制御部１５４は、生成された合成画像を表示部１２０にて表示するように制御する。

また、断面画像と合成される機能画像が厚み方向に機能情報を有する場合がある。例えば、超音波診断装置による２Ｄスペックルトラッキング解析では、心室壁を心内膜下層と心外膜下層に分けて壁内のストレイン（strain）解析を行うことができる。心筋疾患の虚血性変化は、心内膜下層から始まり、重症になるにつれて心外膜側へ及ぶようになるため、内膜側と外膜側で分けて解析することで、より軽症のうちに異常の診断を行うことが可能となっている。

そこで、医用画像処理装置１００においては、機能画像の厚み方向の変更操作を受け付けて、変更操作に応じた機能情報を表示することができる。図６Ａは、第１の実施形態に係る機能画像の変更操作を説明するための図である。例えば、入力部１１０は、図６Ａに示すように、厚み方向に機能情報を有する機能画像において、表示される機能情報の位置や厚みを厚み方向に変化させる変更操作を受け付ける。このとき、合成画像の断面情報は、機能画像の変更操作を受け付けても変化はない。図６Ｂは、第１の実施形態に係る変更操作に伴う合成画像の表示状態を説明するための図である。例えば、入力部１１０が心筋の外膜側から内膜側（或いは、内膜側から外膜側）への変更操作を受け付けた場合に、表示制御部１５４は、図６Ｂに示すように、断面画像の表示を維持した状態で、変更操作に応じた厚み方向の位置における機能画像の表示を行う。

なお、上述した例は、あくまでも一例であり、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、上述した例では、厚み方向に機能情報を有する機能画像として、超音波診断装置によって収集された機能画像を用いる場合に説明したが、その他、ＭＲＩ装置による遅延造影解析で収集された機能画像を用いる場合であってもよい。例えば、ＭＲＩ装置による遅延造影解析では、内膜化心筋梗塞の診断を行うことが可能である。

図７は、第１の実施形態に係る医用画像処理装置１００による処理の手順を示すフローチャートである。図７に示すように、第１の実施形態に係る医用画像処理装置１００においては、画像取得部１５１が、通信部１３０を介して、医用画像診断装置又は画像保管装置から形態画像及び機能画像のボリュームデータを取得する（ステップＳ１０１）。そして、断面画像生成部１５２は、断面画像を生成する対象となる対象領域（関心領域）を抽出して（ステップＳ１０２）、ＣＰＲ画像やＳＰＲ画像などの断面画像を生成する（ステップＳ１０３）。

また、合成画像生成部１５３は、画像取得部１５１によって取得された形態画像及び機能画像のボリュームデータを位置合わせして（ステップＳ１０４）、形態画像上の対象領域の点に対応する機能画像の領域を特定する（ステップＳ１０５）。合成画像生成部１５３は、対象領域の点を移動させながら対応する領域を特定し（ステップＳ１０６）、特定した領域を抽出する。

その後、合成画像生成部１５３は、断面画像生成部１５２によって生成された断面画像と、抽出した領域とを合成することで合成画像を生成する（ステップＳ１０７）。そして、表示制御部１５４は、生成された合成画像を表示部１２０にて表示するように制御する（ステップＳ１０８）。そして、入力部１１０が形態画像の回転操作を受け付けると（ステップＳ１０９、Ｙｅｓ）、断面画像生成部１５２が、回転操作に応じた断面画像を生成する（ステップＳ１０３）。

一方、回転操作を受け付けず（ステップＳ１０９、Ｎｏ）、入力部１１０が機能画像の厚み方向の変更操作を受け付けると（ステップＳ１１０、Ｙｅｓ）、合成画像生成部１５３が、変更操作に応じた厚み方向の位置の機能情報から領域を特定する（ステップＳ１０５）。なお、図７においては、形態画像の回転操作の受け付けの判定の後、機能画像の厚み方向の変更操作の受け付けの判定を行う手順を示しているが、実際には同時に判定が行われる。そして、形態画像の回転操作を受け付けず（ステップＳ１０９、Ｎｏ）、機能画像の厚み方向の変更操作を受け付けなかった場合に（ステップＳ１１０、Ｎｏ）、処理を終了する。

上述したように、第１の実施形態によれば、合成画像生成部１５３は、関心部位の形態情報が断面画像で示された形態画像と、関心部位の周辺に関する機能情報を示す機能画像とを、関心部位との位置関係に基づいて合成した合成画像を生成する。表示制御部１５４は、合成画像生成部１５３によって生成された合成画像を表示部１２０にて表示するように制御する。従って、第１の実施形態に係る医用画像処理装置１００は、詳細な形態情報を観察しつつ、周囲の機能情報を観察することができ、形態情報と機能情報とを用いた診断の効率を向上させることを可能にする。

また、第１の実施形態によれば、合成画像生成部１５３は、管状構造を有する関心部位の長軸方向の形態画像と、管状構造の走行方向に直交する方向における管状構造の周辺の機能画像とを合成した合成画像を生成する。従って、第１の実施形態に係る医用画像処理装置１００は、血管などの管状構造の形態と周囲の機能情報との位置関係を容易に把握することを可能にする。

また、第１の実施形態によれば、入力部１１０は、表示部１２０にて表示された合成画像に含まれる形態画像（断面画像）及び機能画像のうち少なくとも一方に対する操作を受け付ける。従って、第１の実施形態に係る医用画像処理装置１００は、合成画像に含まれる形態情報及び機能情報に対する操作を可能にする。

また、第１の実施形態によれば、表示制御部１５４は、入力部１１０が形態画像（断面画像）の回転操作を受け付けた場合に、機能画像の表示を維持した状態で、回転操作に応じた形態画像（断面画像）の回転表示を行う。従って、第１の実施形態に係る医用画像処理装置１００は、管状構造を有する対象領域を全周囲に渡って観察するとともに、機能情報も同時に観察することを可能にする。

また、第１の実施形態によれば、表示制御部１５４は、入力部１１０が機能画像の厚み方向の変更操作を受け付けた場合に、形態画像（断面画像）の表示を維持した状態で、変更操作に応じた厚み方向の位置における機能画像の表示を行う。従って、第１の実施形態に係る医用画像処理装置１００は、形態画像（断面画像）の周囲の機能情報を網羅的に観察することを可能にする。

（第２の実施形態）
上述した第１の実施形態では、対象領域（関心領域）の走行に直交する方向の機能画像の領域を抽出して、複数の領域を貼り合わせることで合成画像を生成する場合について説明した。第２の実施形態では、機能画像のボリュームデータから断面画像を生成して、形態情報の断面画像と合成することで合成画像を生成する場合について説明する。なお、第２の実施形態に係る医用画像処理装置１００は、第１の実施形態に係る医用画像処理装置１００と比較して、断面画像生成部１５２及び合成画像生成部１５３による処理内容が異なる以下、これらを中心に説明し、第１の実施形態において説明した構成と同様の機能を有する点については、図１と同一の符号を付し、説明を省略する。

第２の実施形態に係る断面画像生成部１５２は、関心部位を機能画像に投影した位置に基づいた機能情報を示す断面画像を生成する。例えば、断面画像生成部１５２は、図８の（Ａ）に示すように、画像取得部１５１によって取得され、画像データ記憶部１４１に記憶されたＣＴボリュームデータとＳＰＥＣＴ画像データ（ＳＰＥＣＴボリュームデータ）とを読み出し、位置合わせを行う。

そして、断面画像生成部１５２は、冠動脈の関心領域Ｒ１の芯線上の点Ｐの位置をずらしながら左心室心筋に投影する。すなわち、断面画像生成部１５２は、図８の（Ａ）に示すように、点Ｐを移動させながら左心室心筋に投影して、投影線Ｌを抽出する。その後、断面画像生成部１５２は、抽出した投影線Ｌに沿った平面で左心室心筋を切断した２次元の断面画像を、平面を移動させながら順次生成して、生成した２次元の断面画像を連結したＣＰＲ画像を生成する。その後、断面画像生成部１５２は、図８の（Ｂ）に示すように、生成したＣＰＲ画像を伸長した左心室心筋のＳＰＲ画像を生成する。

第２の実施形態に係る合成画像生成部１５３は、断面画像生成部１５２によって生成された管状構造を有する関心部位の長軸方向の断面画像と、関心部位を機能画像に投影した位置に基づいて生成された断面画像とを合成した合成画像を生成する。例えば、合成画像生成部１５３は、図８の（Ｃ）に示すように、関心領域Ｒ１（冠動脈）のＳＰＲ画像の芯線を左心室心筋のＳＰＲ画像の投影線Ｌに合せて合成した合成画像を生成する。なお、図８は、第２の実施形態に係る医用画像処理装置１００による処理の一例を説明するための図である。

図９は、第２の実施形態に係る医用画像処理装置１００による処理の手順を示すフローチャートである。なお、図９においては、第１の実施形態と同様の処理について、同一のステップ番号を付し、詳細な説明を省略する。図９に示すように、第２の実施形態に係る医用画像処理装置１００においては、画像取得部１５１が、形態画像及び機能画像のボリュームデータを取得して（ステップＳ１０１）、断面画像生成部１５２が、対象領域を抽出して（ステップＳ１０２）、断面画像を生成する（ステップＳ１０３）。

そして、断面画像生成部１５２は、画像取得部１５１によって取得された形態画像及び機能画像のボリュームデータを位置合わせして（ステップＳ１０４）、対象領域（関心領域）上の点を機能画像上に投影した投影線を抽出する（ステップＳ２０１）。その後、断面画像生成部１５２は、抽出した投影線に基づいて、機能画像の断面画像を生成する（ステップＳ２０２）。合成画像生成部１５３は、断面画像生成部１５２によって生成された形態画像の断面画像と、機能画像の断面画像とを合成した合成画像を生成する（ステップＳ２０３）。表示制御部１５４は、生成された合成画像を表示部１２０にて表示するように制御する（ステップＳ１０８）。その後、第１の実施形態と同様にステップＳ１０９及びステップＳ１１０の判定処理を実行して、処理を終了する。

上述したように、第２の実施形態によれば、合成画像生成部１５３は、管状構造を有する関心部位の長軸方向の形態画像（断面画像）と、関心部位を機能画像に投影した位置に基づいて生成された機能情報を示す断面画像とを合成した合成画像を生成する。従って、第２の実施形態に係る医用画像処理装置１００は、機能画像から複数の領域を抽出することなく、合成画像を生成することを可能にする。

（第３の実施形態）
さて、これまで第１及び第２の実施形態について説明したが、上述した第１及び第２の実施形態以外にも、種々の異なる形態にて実施されてよいものである。

上述した第１及び第２の実施形態では、形態画像と機能画像との境界を対象部位（冠動脈の関心領域Ｒ１）の輪郭とする場合について説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、対象部位の輪郭よりも外側を境界とする場合であってもよい。図１０は、第３の実施形態に係る合成画像の一例を示す図である。図１０においては、冠動脈の関心領域Ｒ１の断面画像と、左心室心筋の機能画像とを合成する場合について示す。

例えば、第３の実施形態に係る医用画像処理装置１００は、図１０に示すように、関心領域Ｒ１の輪郭の外側に周辺領域が示された合成画像を生成して表示する。かかる場合には、例えば、合成画像生成部１５３が、断面画像生成部１５２によって生成された関心領域Ｒ１の断面画像と機能画像とを合成する際に、関心領域Ｒ１の輪郭から所定の距離の領域を含む断面画像を用いて合成画像を生成する。これにより、形態画像で観察される対象部位の輪郭（冠動脈壁など）について、より観察しやすい画像を表示することを可能にする。

また、上述した第１及び第２の実施形態では、形態画像としてＣＴ画像を用いる場合について説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、例えば、形態画像として、ＭＲ画像、Ｘ線画像、超音波画像などが用いられる場合であってもよい。

また、上述した第１及び第２の実施形態では、機能画像としてＳＰＥＣＴ画像を用いる場合について説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、例えば、ＰＥＴ画像、ＣＴ画像、ＭＲ画像、超音波画像などが用いられる場合であってもよい。

また、上述した第１及び第２の実施形態では、冠動脈の形態画像と左心室心筋の機能画像とを合成する場合について説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、種々の画像に適用する場合であってもよい。例えば、肺野を観察する際に、気管支の形態画像と肺機能を示す機能画像とを合成したり、或いは、腫瘍の診断を行う際に、リンパ管の形態画像と機能画像とを合成したりする場合であってもよい。

また、上述した第１及び第２の実施形態では、画像取得部１５１が、画像保管装置又は医用画像診断装置から医用画像データを取得する場合について説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、例えば、医師がフラッシュメモリや外付けハードディスクなどの可搬性の記憶媒体で医用画像データを持ち運び、医用画像処理装置１００の画像データ記憶部１４１に格納する場合であってもよい。かかる場合、画像取得部１５１によるボリュームデータの取得は実行されなくてもよい。

また、上述した第１及び第２の実施形態では、医用画像処理装置１００について説明したが、実施形態はこれに限定されるものではなく、例えば、図１に示す医用画像処理装置１００の制御部１５０が医用画像診断装置に組み込まれ、医用画像診断装置にて上述した処理が実行される場合であってもよい。

以上述べた少なくともひとつの実施形態の医用画像処理装置によれば、形態情報と機能情報とを用いた診断の効率を向上させることを可能にする。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１００医用画像処理装置
１１０入力部
１５０制御部
１５１画像取得部
１５２断面画像生成部
１５３合成画像生成部
１５４表示制御部

Claims

関心部位の形態情報が断面画像で示された形態画像と、前記関心部位の周辺に関する機能情報を示す機能画像とを、前記関心部位との位置関係に基づいて合成した合成画像を生成する合成画像生成部と、
前記合成画像生成部によって生成された合成画像を表示部にて表示するように制御する表示制御部と、
前記表示部にて表示された合成画像に含まれる形態画像及び機能画像のうち少なくとも一方に対する操作を受け付ける受付部と、
を備え、
前記表示制御部は、前記受付部が、前記機能情報を取得する対象部位の変更操作として心筋の外膜側から内膜側へ向かう又は前記内膜側から前記外膜側へ向かう厚み方向の変更操作を受け付けた場合に、前記形態画像の表示を維持した状態で、前記変更操作に応じた厚み方向の位置における機能画像の表示を行うことを特徴とする医用画像処理装置。
前記合成画像生成部は、管状構造を有する関心部位の長軸方向の形態画像と、前記管状構造の走行方向に直交する方向における前記管状構造の周辺の機能画像とを合成した合成画像を生成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。
前記合成画像生成部は、冠動脈上の関心部位の長軸方向の形態画像と、前記冠動脈の形状の３次元空間分布を示す形態ボリューム上の前記関心部位を、心筋の機能指標値の３次元空間分布を示す機能ボリュームに対して投影した位置に基づいて生成された前記機能情報を示す断面画像である前記機能画像とを合成した合成画像を生成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。
前記合成画像生成部は、前記関心部位の冠動脈の輪郭から外側に、更に所定の距離だけ離れた位置に境界を設定し、前記機能画像を合成する際に、前記境界より内側に対しては前記機能画像を合成しないことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の医用画像処理装置。
前記表示制御部は、前記受付部が管状構造を有する前記関心部位の長軸方向についての前記形態画像に対して前記関心部位の長軸方向を軸とした断面の回転を行う回転操作を受け付けた場合に、前記機能画像の表示を維持した状態で、前記回転操作に応じた前記形態画像の前記関心部位の長軸方向を軸として断面を回転させた際の、断面上にある前記関心部位の形態を表示する回転表示を行うことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の医用画像処理装置。
前記形態画像がＳＰＲ画像又はＣＰＲ画像であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の医用画像処理装置。