特許 6248044 ３Ｄ医療灌流画像の視覚化

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6248044

(24)【登録日】2017年11月24日

(45)【発行日】2017年12月13日

(54)【発明の名称】３Ｄ医療灌流画像の視覚化

(51)【国際特許分類】

   A61B 5/055 20060101AFI20171204BHJP

   A61B 6/03 20060101ALI20171204BHJP

   A61B 8/14 20060101ALI20171204BHJP

   G06T 19/00 20110101ALI20171204BHJP

【ＦＩ】

   A61B5/05 380

   A61B6/03 360Q

   A61B6/03 360N

   A61B6/03 360G

   A61B8/14

   G06T19/00 A

【請求項の数】15

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2014-545394(P2014-545394)

(86)(22)【出願日】2012年11月15日

(65)【公表番号】特表2015-505690(P2015-505690A)

(43)【公表日】2015年2月26日

(86)【国際出願番号】IB2012056448

(87)【国際公開番号】WO2013084095

(87)【国際公開日】20130613

【審査請求日】2015年11月12日

(31)【優先権主張番号】61/567,696

(32)【優先日】2011年12月7日

(33)【優先権主張国】US

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】590000248

【氏名又は名称】コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ

【氏名又は名称原語表記】ＫＯＮＩＮＫＬＩＪＫＥ ＰＨＩＬＩＰＳ Ｎ．Ｖ．

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(74)【代理人】

【識別番号】100091214

【弁理士】

【氏名又は名称】大貫 進介

(72)【発明者】

【氏名】ヴィームカー，ラファエル

(72)【発明者】

【氏名】ビューロウ，トーマス

(72)【発明者】

【氏名】ベルクトールト，マルティン

(72)【発明者】

【氏名】メーツ，キルステン

(72)【発明者】

【氏名】カルルセン，イングヴァー−クルト

【審査官】 亀澤 智博

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２００４／０８９２１８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００８−１７３２３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１１−５１２９６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１５１８８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１１／１１４７３３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００６−１９８０６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−０７５３９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−０５３１０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−０７７３２９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６１Ｂ ５／０５５

Ａ６１Ｂ ６／００ − ６／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

画像処理装置であって、
第１の期間にわたる構造を表示する第１の時系列の３次元（３Ｄ）画像と、前記第１の期間と異なる第２の期間にわたる前記構造を表示する第２の時系列の３Ｄ画像を取得する入力部と、
符号化機能を使用して、前記第１の時系列の３Ｄ画像を単一の第１の３Ｄ画像へと組み合わせ、前記第２の時系列の３Ｄ画像を単一の第２の３Ｄ画像へと組み合わせて、第１及び第２の３Ｄ画像を生成するプロセッサであって、前記符号化機能が、それぞれの時系列の３Ｄ画像のそれぞれの同じ場所に配置されたボクセルの経時的な変化を、単一の３Ｄ画像のボクセル内に符号化するように構成される、プロセッサと、
前記第１及び前記第２の時系列の３Ｄ画像の経時的な前記変化の比較表示を可能にするために共通視点から前記第１及び前記第２の３Ｄ画像を出力画像にレンダリングするためのレンダラと
を備える、画像処理装置。

【請求項2】

前記プロセッサは、追加の符号化機能を使用するように構成され、前記追加の符号化機能は、前記時系列の３Ｄ画像のそれぞれの同じ場所に配置されたボクセルの経時的な前記変化を異なるように符号化するために、前記符号化機能とは異なり、
前記プロセッサは、
前記符号化機能を使用して、前記第１の時系列の３Ｄ画像から第１の中間３Ｄ画像を生成し、前記第２の時系列の３Ｄ画像から第２の中間３Ｄ画像を生成し、
前記追加の符号化機能を使用して、前記第１の時系列の３Ｄ画像から第３の中間３Ｄ画像を生成し、前記第２の時系列の３Ｄ画像から第４の中間３Ｄ画像を生成し、
前記第１の中間３Ｄ画像、前記第２の中間３Ｄ画像、前記第３の中間３Ｄ画像及び前記第４の中間３Ｄ画像に応じて、前記第１の３Ｄ画像及び前記第２の３Ｄ画像を生成する
ように構成される、請求項１に記載の画像処理装置。

【請求項3】

前記プロセッサが、（ｉ）前記第１の３Ｄ画像を前記第１の中間３Ｄ画像と前記第３の中間３Ｄ画像との間の差として生成し、（ｉｉ）前記第２の３Ｄ画像を前記第２の中間３Ｄ画像と前記第４の中間３Ｄ画像との間の差として生成するように構成される、請求項２に記載の画像処理装置。

【請求項4】

前記レンダラが、（ｉ）画像融合プロセスを使用して前記第１の３Ｄ画像及び前記第２の３Ｄ画像を融合３Ｄ画像へと組み合わせ、（ｉｉ）前記融合３Ｄ画像を前記出力画像にレンダリングするように構成される、請求項３に記載の画像処理装置。

【請求項5】

前記画像融合プロセスが、（ｉ）前記第１の３Ｄ画像のボクセル値を、前記融合３Ｄ画像の前記ボクセル値の色相、彩度、不透明度のグループのうちの少なくとも１つにマッピングするステップと、（ｉｉ）前記第２の３Ｄ画像の前記ボクセル値を前記グループのうちの少なくとも別の１つにマッピングするステップとを含む、請求項４に記載の画像処理装置。

【請求項6】

前記プロセッサが、前記第１の３Ｄ画像及び前記第２の３Ｄ画像を互いに位置合わせされた３Ｄ画像として得るために、位置合わせプロセスを使用するように構成される、請求項３に記載の画像処理装置。

【請求項7】

前記プロセッサは、融合３Ｄ画像を前記出力画像にレンダリングする代わりに、前記位置合わせプロセスの結果を評価し、前記位置合わせプロセスが失敗した場合に前記第１の３Ｄ画像及び前記第２の３Ｄ画像の並列レンダリングを得るために前記第１の３Ｄ画像及び前記第２の３Ｄ画像を前記出力画像の別個の表示域にレンダリングするように構成される、請求項６に記載の画像処理装置。

【請求項8】

前記プロセッサは、（ｉ）前記第１の３Ｄ画像を前記第１の中間３Ｄ画像と前記第３の中間３Ｄ画像との組合せとして生成し、（ｉｉ）前記第２の３Ｄ画像を前記第２の中間３Ｄ画像と前記第４の中間３Ｄ画像との組合せとして生成するように構成される、請求項２に記載の画像処理装置。

【請求項9】

前記プロセッサが、前記第１の３Ｄ画像の生成、及び／又は前記第２の３Ｄ画像の生成ために画像融合プロセスを使用するように構成される、請求項８に記載の画像処理装置。

【請求項10】

前記レンダラは、前記第１の３Ｄ画像及び前記第２の３Ｄ画像の並列レンダリングを得るために、（ｉ）前記第１の３Ｄ画像を前記出力画像の第１の表示域にレンダリングし、（ｉｉ）前記第２の３Ｄ画像を前記出力画像の第２の表示域にレンダリングするように構成される、請求項８に記載の画像処理装置。

【請求項11】

ユーザが前記レンダリングの前記共通視点を変更できるようにするためのユーザ入力を更に含む、請求項１に記載の画像処理装置。

【請求項12】

前記第１の時系列の３Ｄ画像が、ベースライン期日における患者の器官及び／又は組織の灌流を示す前記患者のベースライン検査を構成し、前記第２の時系列の３Ｄ画像が、前記ベースライン期日及び追跡期日における前記灌流の比較表示を可能にするために前記追跡期日における前記患者の前記器官及び／又は組織の前記灌流を示す前記患者の追跡検査を構成する、請求項１に記載の画像処理装置。

【請求項13】

請求項１に記載の前記画像処理装置を含むワークステーション又は画像化装置。

【請求項14】

− 第１の期間にわたる構造を表示する第１の時系列の３次元（３Ｄ）画像と、前記第１の期間と異なる第２の期間にわたる前記構造を表示する第２の時系列の３Ｄ画像を取得するステップと、
− プロセッサによって、符号化機能を使用して、前記第１の時系列の３Ｄ画像を単一の第１の３Ｄ画像へと組み合わせ、前記第２の時系列の３Ｄ画像を単一の第２の３Ｄ画像へと組み合わせて、第１及び第２の３Ｄ画像を生成するプロセッサステップであって、前記符号化機能が、それぞれの時系列の３Ｄ画像のそれぞれの同じ場所に配置されたボクセルの経時的な変化を、単一の３Ｄ画像のボクセル内に符号化するように構成される、ステップと、
− 前記第１及び前記第２の時系列の３Ｄ画像の経時的な前記変化の比較表示を可能にするために共通視点から前記第１及び前記第２の３Ｄ画像を出力画像にレンダリングするステップと
を含む、方法。

【請求項15】

請求項１４に記載の方法をプロセッサ・システムに実行させるための命令を含むコンピュータ・プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、一連の画像を単一の画像へと組み合わせる画像処理装置及び方法に関する。本発明は更に、上記の画像処理装置を含むワークステーション又は画像化装置、並びに上記の方法をプロセッサ・システムに実行させるためのコンピュータ・プログラム製品に関する。

【0002】

画像視認及び画像表示の分野では、いくつかの画像を単一の出力画像へと組み合わせて、これらのいくつかの画像内に含まれる関連情報をユーザに都合よく表示できるようにすることが望ましいことがある。この理由は、他の方法によると前記情報を得るのにユーザがこれらのいくつかの画像中をスクロールするか、又は視覚的に比較する必要がある場合があるためである。これらのいくつかの画像を単一の出力画像へと組み合わせることにより、ユーザは、単一の出力画像を見るだけでいくつかの画像についての上記情報を得ることが可能である。

【背景技術】

【0003】

ユーザは、時系列の３次元［３Ｄ］画像から視覚情報を得る必要がある可能性がある。特に、ユーザは、その情報を得るのに第１の時系列の３Ｄ画像を第２の時系列の３Ｄ画像と比較する必要があることがある。

【0004】

例えば乳癌治療の分野において、患者は、胸部組織中の悪性腫瘍を治療するために化学療法又は放射線治療を受けることがある。治療を始める前に、第１の時系列の３Ｄ画像を、例えば核磁気共鳴映像法（ＭＲＩ）を使用して、いわゆるベースライン検査の一部として取得することがある。治療中又は治療後に、次に、第２の時系列の３Ｄ画像を、患者が化学療法又は放射線治療に反応しているかどうかを確かめるために、いわゆる追跡検査の一部として取得することがある。

【0005】

各時系列の３Ｄ画像は、いわゆる動的コントラスト強調（ＤＣＥ：Dynamic Contrast Enhanced）時系列とすることができ、ＤＣＥでは、臨床医が胸部組織の中又は近くの灌流を評価できるようにするために患者への造影剤の投与前及び投与後に、３Ｄ画像が取得される。各時系列は、例えば数分にわたることがある。治療の前後の灌流を比較することによって、臨床医は、患者が化学療法又は放射線治療に反応しているかどうかを確かめることができる関連情報を得ることが可能である。

【0006】

時系列の３Ｄ画像を単一の３Ｄ画像へと組み合わせることは公知である。例えば下記の非特許文献１は、他の解剖学的構造を含む４次元（４Ｄ）灌流コンピュータ断層撮影（ｐＣＴ：perfusion Computed Tomography）走査から血管及び灌流組織を区分化する方法を説明している。この方法は、灌流組織の３Ｄ機能パラメータ・マップを作るために４Ｄ ｐＣＴデータ・セット内の所与のボクセルについて、経時的な強度変化を観察することを含む。これらのマップにおいて、強度−時間曲線の最良適合、最大強度と最小強度との間の差及び最大強度に達する時間の大きさが示される。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0007】

【非特許文献1】W. Wee他、「Methodology for visualization and perfusion analysis of ４D dynamic contrast-enhanced CT imaging」、Proceedings of the XVIth ICCR

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

前述の方法の問題は、それが第１及び第２の時系列の３Ｄ画像をユーザに直観的に表示するのに十分には適していないことである。

【0009】

第１及び第２の時系列の３Ｄ画像をユーザに直観的に表示する改善された装置又は方法を有することは有利であろう。

【課題を解決するための手段】

【0010】

この問題によりよく対処するために、本発明の第１の態様は画像処理装置を提供し、該画像処理装置は、符号化機能（encoding function）を使用して時系列の３次元［３Ｄ］画像を単一の３Ｄ画像へと組み合わせるプロセッサを備える。符号化機能は、単一の３Ｄ画像のボクセルにおいて、時系列の３Ｄ画像のそれぞれの同じ場所に配置されたボクセルの経時的な変化を符号化するように構成される。画像処理装置は、プロセッサを使用してそれぞれ第１及び第２の３Ｄ画像を生成するために第１及び第２の時系列の３Ｄ画像を取得するための入力部と、第１及び第２の時系列の３Ｄ画像の経時的な変化の比較表示を可能にするために共通視点から第１及び第２の３Ｄ画像を出力画像にレンダリングするためのレンダラとを備える。

【0011】

本発明の更なる態様では、上記の画像処理装置を含むワークステーション及び画像化装置が提供される。

【0012】

本発明の更なる態様では、方法が提供される。この方法は、符号化機能を使用して時系列の３次元［３Ｄ］画像を単一の３Ｄ画像へと組み合わせるためにプロセッサを使用するステップを含む。符号化機能は、単一の３Ｄ画像のボクセルにおいて、時系列の３Ｄ画像のそれぞれの同じ場所に配置されたボクセルの経時的な変化を符号化するように構成される。本方法は、プロセッサを使用してそれぞれの第１及び第２の３Ｄ画像を生成するために第１及び第２の時系列の３Ｄ画像を取得するステップと、第１及び第２の時系列の３Ｄ画像の経時的な変化の比較表示を可能にするために共通視点から第１及び第２の３Ｄ画像を出力画像にレンダリングするステップとを含む。

【0013】

本発明の更なる態様では、上記の方法をプロセッサ・システムに実行させる命令を含むコンピュータ・プログラム製品が提供される。

【0014】

プロセッサは、時系列の３Ｄ画像を単一の３Ｄ画像へと組み合わせるように構成される。ここで、３Ｄ画像という用語は、例えば立体（volumetric）画像要素、すなわち、いわゆるボクセルからなる立体画像、又は立体画像として解釈され得る３Ｄ画像、例えば一緒に立体画像を構成するか若しくは立体画像として解釈され得るピクセルからなる２Ｄスライスのスタックを意味する。時系列の３Ｄ画像を単一の３Ｄ画像へと組み合わせるために、符号化機能が使用される。符号化機能は、３Ｄ画像の時系列の各々の所与のボクセルで生じる経時的な変化が単一の３Ｄ画像の同じ場所に配置されたボクセルでどのように表現されるべきかを表現する。したがって、時系列の３Ｄ画像の所与の空間位置における経時的な値の変化が、単一の３Ｄ画像の同じ空間位置の値として表現される。

【0015】

入力部が、第１の時系列の３Ｄ画像及び第２の時系列の３Ｄ画像を取得する。次いで、プロセッサを使用して、第１の時系列の３Ｄ画像から第１の３Ｄ画像を生成する。したがって、プロセッサは第１の時系列の３Ｄ画像を組み合わせて第１の３Ｄ画像にする。さらに、プロセッサを使用して、第２の時系列の３Ｄ画像を組み合わせて第２の３Ｄ画像にする。次に、レンダラは、第１の３Ｄ画像及び第２の３Ｄ画像のボリュームレンダリングを行う。その結果、双方の３Ｄ画像のボリュームレンダリングを含む出力画像が得られる。双方の３Ｄ画像のボリュームレンダリングは、同じ視点からのものであり、すなわち、仮想カメラが同じ位置に位置付けられていることを要する。したがって、第１及び第２の３Ｄ画像の同じ一部分が出力画像に示される。

【0016】

その結果、出力画像が同じ視点からの双方の３Ｄ画像のボリュームレンダリングを含むことにより、第１及び第２の時系列の３Ｄ画像の経時的な変化に関して変化の比較表示を行う出力画像が得られる。したがって、ユーザは、出力画像を見ることによって、第１の時系列の３Ｄ画像と第２の時系列の３Ｄ画像の経時的な変化の間の差を直接決定することができる。

【0017】

本発明は、時系列の３Ｄ画像によって構成される実に多くの視覚情報のために、ユーザがいくつかの時系列の３Ｄ画像から関連情報を得るのに困惑するという認識に部分的に基づいている。しかし、発明者等は、ユーザに関連する情報は、典型的に、例えば時系列の３Ｄ画像の各々の経時的な変化それ自体ではなく時系列の３Ｄ画像の各々の経時的な変化の間の差に関連することを認識している。

【0018】

第１の時系列の３Ｄ画像を第１の３Ｄ画像へと組み合わせ、第２の時系列の３Ｄ画像を第２の３Ｄ画像へと組み合わせることによって、各時系列の経時的な変化が、２つのそれぞれの単一の３Ｄ画像において視覚化される。単一の３Ｄ画像の双方を出力画像にレンダリングすることによって、及びレンダリングに共通視点を使用することによって、各時系列の経時的な変化を同時に及び共通視点から示す、単一の出力画像が得られる。したがって、ユーザは、単一の出力画像を見ることによって経時的な変化の間の差を容易に得ることができる。

【0019】

有利には、ユーザは、第１及び第２の時系列の３Ｄ画像に含まれる関連情報をより容易に識別することが可能である。有利には、第１及び第２の時系列の３Ｄ画像を視覚的に検査又は比較するのに、時間がかからない。

【0020】

オプションとして、プロセッサは、追加の符号化機能を使用するように構成される。追加の符号化機能は、時系列の３Ｄ画像のそれぞれの同じ場所に配置されたボクセルの経時的な前記変化を異なるように符号化するために、上記符号化機能とは異なる。プロセッサは、符号化機能を使用して、第１の時系列の３Ｄ画像から第１の中間３Ｄ画像を、第２の時系列の３Ｄ画像から第２の中間３Ｄ画像を生成し、追加の符号化機能を使用して、第１の時系列の３Ｄ画像から第３の中間３Ｄ画像を、第２の時系列の３Ｄ画像から第４の中間３Ｄ画像を生成し、第１の中間３Ｄ画像、第２の中間３Ｄ画像、第３の中間３Ｄ画像及び第４の中間３Ｄ画像に応じて、第１及び第２の３Ｄ画像を生成するように構成される。

【0021】

プロセッサは、追加の符号化機能を使用して、時系列の３Ｄ画像のそれぞれの同じ場所に配置されたボクセルの経時的な前記変化の異なる態様を符号化する。例えば符号化機能は、経時的な変化のレート（rate）を符号化してよく、追加の符号化機能は、経時的な変化の大きさ（magnitude）を符号化してよい。符号化機能及び追加の符号化機能を使用して、第１の時系列の３Ｄ画像からそれぞれ第１及び第３の中間３Ｄ画像を生成し、第２の時系列の３Ｄ画像からそれぞれ第２及び第４の中間３Ｄ画像を生成する。したがって、時系列の３Ｄ画像の各々について、時系列の３Ｄ画像の各々の経時的な変化の異なる符号化を表す２つの中間３Ｄ画像が得られる。次に、４つの中間３Ｄ画像が全て、第１及び第２の３Ｄ画像の生成に使用され、第１及び第２の３Ｄ画像は、引き続いて、共通視点から出力画像にレンダリングされる。

【0022】

その結果、第１及び第２の時系列の３Ｄ画像の経時的な変化の２つの異なる態様の比較表示を可能にする出力画像が得られる。例えばユーザは、単一の出力画像を見ることによって経時的な変化のレートと大きさとの差を得ることができる。有利には、符号化機能に加えて追加の符号化機能を使用することによって、第１及び第２の時系列の３Ｄ画像の経時的な変化の間の差のより良い表示が出力画像において得られる。有利には、符号化機能及び追加の符号化機能は一緒に、経時的な変化をより確実に符号化する。

【0023】

オプションとして、プロセッサは、（ｉ）第１の３Ｄ画像を第１の中間３Ｄ画像と第２の中間３Ｄ画像との間の差として生成し、（ｉｉ）第２の３Ｄ画像を第３の中間３Ｄ画像と第４の中間３Ｄ画像との間の差として生成するように構成される。したがって、第１の３Ｄ画像は、第１及び第２の時系列の３Ｄ画像の経時的な変化の間の第１の態様の差を直接的に示し、第２の３Ｄ画像は、その経時的な変化の間の第２の態様の差を直接的に示す。上述の第１及び第２の３Ｄ画像を出力画像にレンダリングすることによって、ユーザは、中間の視覚的解釈ステップを必要とすることなく前記差を直接見ることができる。有利には、ユーザは、第１及び第２の時系列の３Ｄ画像に含まれる関連情報を、より容易に見分けることができる。有利には、前記時系列の３Ｄ画像を視覚的に検査するのに、時間がかからない。

【0024】

オプションとして、レンダラは、（ｉ）画像融合プロセスを使用して、第１及び第２の３Ｄ画像を融合３Ｄ画像へと組み合わせ、（ｉｉ）融合３Ｄ画像を出力画像にレンダリングするように構成される。画像融合プロセスを使用して、第１及び第２の３Ｄ画像を融合３Ｄ画像へと組み合わせることによって、第１及び第２の３Ｄ画像は、その後出力画像にレンダリングされる単一の３Ｄ画像へとマージされる。したがって、ユーザは、関連情報を単一のボリュームレンダリングから得ることができる。有利には、２つのボリュームレンダリングの比較に必要とされる中間の視覚的解釈ステップが省略されるので、ユーザは第１及び第２の時系列の３Ｄ画像の経時的な変化の間の差をより容易に見分けることができる。

【0025】

オプションとして、画像融合プロセスは、（ｉ）第１の３Ｄ画像のボクセル値を、融合３Ｄ画像のボクセル値の色相、彩度、不透明度のグループのうちの少なくとも１つにマッピングするステップと、（ｉｉ）第２の３Ｄ画像のボクセル値を前記グループのうちの少なくとも別の１つにマッピングするステップとを含む。第１の３Ｄ画像のボクセル値を融合３Ｄ画像のボクセル値の一部分又は態様にマッピングすることによって、及び第２の３Ｄ画像のボクセル値を融合３Ｄ画像のボクセル値の異なる一部分又は態様にマッピングすることによって、第１及び第２の３Ｄ画像は融合３Ｄ画像において明確に区別可能である。有利には、ユーザは、第１の３Ｄ画像によって与えられる情報と第２の３Ｄ画像によって与えられる情報との間を出力画像において明確に区別することができる。

【0026】

オプションとして、プロセッサは、第１及び第２の３Ｄ画像を互いに位置合わせされた（registered）３Ｄ画像として得るために、位置合わせプロセス（registration process）を使用するように構成される。位置合わせプロセスを使用することによって、第１の３Ｄ画像によって与えられる情報と第２の３Ｄ画像によって与えられる情報との間の空間位置の差が減少又は除去されるので、改善された融合３Ｄ画像が得られる。有利には、空間位置の差を補償するために必要な中間の視覚的解釈ステップが省略されるので、ユーザは、出力画像における第１及び第２の時系列の３Ｄ画像の経時的な変化の間の差をより容易に知覚することができる。

【0027】

オプションとして、プロセッサは、融合３Ｄ画像を出力画像にレンダリングする代わりに、位置合わせプロセスの結果を評価し、位置合わせプロセスが失敗している場合に第１及び第２の３Ｄ画像の並列レンダリングを得るために第１及び第２の３Ｄ画像を出力画像の別個の表示域にレンダリングするように構成される。

【0028】

位置合わせプロセスが、例えば位置合わせプロセス自体の失敗のために、又は第１及び第２の時系列の３Ｄ画像の間の著しい差のために不十分な結果をもたらす場合、不十分な位置合わせ結果は不十分な融合３Ｄ画像となり、したがって、不十分な出力画像をもたらすことがあり得るので、融合３Ｄ画像のレンダリングは省略される。代わりに、第１及び第２の３Ｄ画像は各々個別にレンダリングされ、結果として得られる２つのボリュームレンダリングが出力画像に並列に表示される。ここで、表示域（viewport）という用語は、ボリュームレンダリングを表示するために使用される出力画像の一部分を指す。有利には、ユーザは、位置合わせプロセスが不十分な結果をもたらす場合に出力画像から誤った結論を導き出す可能性が低い。有利には、ユーザは、不十分な結果の原因をより容易に見分けることが可能である。

【0029】

オプションとして、プロセッサは、（ｉ）第１の３Ｄ画像を第１の中間３Ｄ画像と第３の中間３Ｄ画像との組合せとして生成し、（ｉｉ）第２の３Ｄ画像を第２の中間３Ｄ画像と第４の中間３Ｄ画像との組合せとして生成するように構成される。したがって、第１の３Ｄ画像は、第１の時系列の３Ｄ画像の経時的な変化の双方の態様を組み合わせ、第２の３Ｄ画像は、第２の時系列の３Ｄ画像の経時的な変化の双方の態様を組み合わせる。上述の第１及び第２の３Ｄ画像を出力画像にレンダリングすることによって、ユーザは、第２の時系列の３Ｄ画像の関連情報とは別個の第１の時系列の３Ｄ画像の関連情報を得ることができる。有利には、第１及び第２の時系列の３Ｄ画像が本質的に異なる場合、例えば異なる対象である場合に、ユーザが出力画像によって混乱させられることは少ない。

【0030】

オプションとして、プロセッサは、第１の３Ｄ画像の生成、及び／又は第２の３Ｄ画像の生成に画像融合プロセスを使用するように構成される。画像処理プロセスは、第１の中間３Ｄ画像及び第３の中間３Ｄ画像を第１の３Ｄ画像へと組み合わせ、第２の中間３Ｄ画像及び第４の中間３Ｄ画像を第２の３Ｄ画像へと組み合わせるのにより良く適する。

【0031】

オプションとして、レンダラは、第１及び第２の３Ｄ画像の並列レンダリングを得るために、（ｉ）第１の３Ｄ画像を出力画像の第１の表示域にレンダリングし、（ｉｉ）第２の３Ｄ画像を出力画像の第２の表示域にレンダリングするように構成される。第１の３Ｄ画像は、出力画像の第１の表示域に、すなわち、第１の３Ｄ画像を見るために設けられる出力画像の第１の部分に第１のボリュームレンダリングとしてレンダリングされ、第２の３Ｄ画像は、出力画像の第２の表示域に、例えば出力画像の第２の（したがって別個の）部分に第２のボリュームレンダリングとしてレンダリングされる。したがって、第１の３Ｄ画像及び第２の３Ｄ画像は出力画像に別々に視覚化される。有利には、ユーザは、出力画像における第１及び第２の時系列の３Ｄ画像によって与えられる情報を容易に区別することができ、その結果、双方の時系列の３Ｄ画像が、例えば本質的に異なり、異なる対象であるか、誤った選択を対象とする場合に混乱が少なくなる。

【0032】

オプションとして、画像処理装置は、ユーザがレンダリングの共通視点を変更できるようにするためのユーザ入力部を更に含む。したがって、ユーザは、レンダリングで使用される視点を変更することによって第１及び第２の３Ｄ画像を対話式に見ることができる。有利には、ユーザは、双方の３Ｄ画像を同時にナビゲートしてもよく、ナビゲートの間、出力画像において第１及び第２の時系列の３Ｄ画像の経時的な変化の比較表示を依然として得ることができる。

【0033】

オプションとして、第１の時系列の３Ｄ画像は、ベースライン期日における患者の器官及び／又は組織の灌流を示す患者のベースライン検査を構成し、第２の時系列の３Ｄ画像は、ベースライン期日及び追跡期日における灌流の比較表示を可能にするために追跡期日における患者の器官及び／又は組織の灌流を示す患者の追跡検査を構成する。灌流（perfusion）という用語は、比較的短い期間、例えば秒、分、時間にわたる時系列の画像の各々内、すなわち、患者の単一の検査内の血流又は他の流体の流れの経時的な変化を意味する。画像処理装置は、ベースライン期日と追跡期日とにおける灌流の比較表示を可能にする。実際上、その比較表示は、経時的な灌流の変化、すなわち、ベースライン期日と追跡期日との間の変化の表示を行う。しかし、明確さのために、経時的な変化(change over time)という用語は、普通なら、時系列の３Ｄ画像の各々内の変化、例えば灌流の変化に対する変化ではなく灌流に対する変化を指すのに使用される。

【0034】

本発明の上述の実施形態、実施態様及び／又は態様の２つ又はそれ以上を、有用と思われる任意の方法で組み合わせてもよいことが当業者には理解されよう。

【0035】

画像処理装置について説明される変更及び変形に対応する変更及び変形が、ワークステーション、画像化装置、方法及び／又はコンピュータ・プログラム製品に対して、本明細書に基づいて当業者によって行われる可能性がある。

【0036】

本方法は、これらに限られないが、標準Ｘ線画像化、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）、磁気共鳴画像化（ＭＲＩ）、超音波（ＵＳ）、陽電子放射断層撮影（ＰＥＴ）、単一光子放出コンピュータ断層撮影（ＳＰＥＣＴ）及び核医学（ＮＭ）のような、様々な取得手段によって取得される多次元の画像データに適用され得ることが当業者には理解されよう。多次元画像データの次元は、時間に関連する可能性がある。例えば３次元画像は、２次元画像の時間領域系列を含むことができる。

【0037】

本発明は独立請求項において定義される。有利な実施形態は従属請求項において定義される。

【0038】

本発明のこれら及び他の態様は、以下で説明される実施形態から明らかであり、以下で説明される実施形態を参照して明瞭にあるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0039】

【図1】本発明による画像処理装置及び画像処理装置に接続された表示装置を示す図である。

【図2a】第１の時系列の３Ｄ画像からの３Ｄ画像を示す図である。

【図2b】第２の時系列の３Ｄ画像からの追加の３Ｄ画像を示す図である。

【図3】第１の時系列の３Ｄ画像、並びに前記時系列の３Ｄ画像から得られる第１及び第３の中間３Ｄ画像を示す図である。

【図4】第１及び第３の中間３Ｄ画像と、第２及び第４の中間３Ｄ画像とが組み合わされ、出力画像にレンダリングされることを示す図である。

【図5a】第１の中間３Ｄ画像と第２の中間３Ｄ画像との間の差、及び第３の中間３Ｄ画像と第４の中間３Ｄ画像との間の差が融合画像に融合され、融合画像が出力画像にレンダリングされることを示す図である。

【図5b】第１及び第３の中間３Ｄ画像の組み合わせと、第２及び第４の中間３Ｄ画像の組み合わせとが出力画像の別個の表示域にレンダリングされることを示す図である。

【図6a】融合画像のレンダリングを含む出力画像を示す図である。

【図6b】別個の表示域へのレンダリングを含む出力画像を示す図である。

【図7】本発明による方法を示す図である。

【図8】本発明によるコンピュータ・プログラム製品を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0040】

図１は、画像処理装置１１０を示している。以下では、画像処理装置１１０を装置１１０と呼ぶ。装置１１０は、符号化機能を使用して時系列の３Ｄ画像を単一の３Ｄ画像へと組み合わせるためのプロセッサ１２０を含む。装置は、プロセッサ１２０を使用してそれぞれの第１及び第２の３Ｄ画像１２２を生成するために第１及び第２の時系列の３Ｄ画像１３２を取得する入力部１３０を更に含む。第１及び第２の時系列の３Ｄ画像１３２をプロセッサ１２０に供給するために、入力部１３０はプロセッサ１２０に接続されるように示されている。装置１１０は、共通視点から第１及び第２の３Ｄ画像１２２を出力画像１６２にレンダリングするためのレンダラ１４０を更に含む。出力画像１６２をユーザに表示するために、装置１１０は、出力画像１６２を含むか又は出力画像１６２を示す表示データ１４２をディスプレイ１６０に提供するためにディスプレイ１６０に接続され得る。ディスプレイ１６０は、装置１１０の一部としてもよく、あるいは外部ディスプレイ、すなわち装置１１０の一部ではなくてもよい。

【0041】

装置１１０は、ユーザがレンダリングの共通視点１５４を変更できるようにするためのユーザ入力１５０を更に含む。そのために、ユーザ入力１５０は、マウス、キーボード、タッチセンサデバイス等のようなユーザ・インタフェース手段（図１に図示せず）に接続され、該ユーザ・インタフェース手段からユーザ入力データ１５２を受け取ることがある。

【0042】

装置１１０の動作中、入力部１３０は、第１及び第２の時系列の３Ｄ画像１３２を取得し、該時系列の３Ｄ画像１３２をプロセッサ１２０に供給する。プロセッサ１２０は、符号化機能を使用して第１及び第２の３Ｄ画像１２２を生成する。符号化機能は、単一の３Ｄ画像のボクセルにおいて、時系列の３Ｄ画像のそれぞれの同じ場所に配置されたボクセルの経時的な変化を符号化するように構成される。プロセッサ１２０は、第１及び第２の３Ｄ画像１２２をレンダラ１４０に供給する。レンダラ１４０は、ディスプレイ１６０における第１及び第２の時系列の３Ｄ画像の経時的な変化の比較表示を可能にするために、共通視点１５４から第１及び第２の３Ｄ画像１２２を出力画像１６２にレンダリングする。

【0043】

「画像」という用語は、２次元（２Ｄ）画像又は３次元（３Ｄ）画像のような多次元画像を指すことに留意されたい。ここで、「３Ｄ画像」という用語は、立体画像（volumetric image）、すなわち３つの空間次元を有するものを指す。画像は画像要素で構成される。画像要素は、画像が２Ｄ画像であるとき、いわゆる画素、すなわちピクセルとしてよい。また画像要素は、画像が立体画像であるときは、いわゆる立体画像要素、すなわちボクセルとしてよい。画像要素に関連する「値」という用語は、画像要素に割り当てられる表示可能な性質（property）を指す。例えばボクセルの値は、ボクセルの輝度及び／又はクロミナンスを表すことがあり、あるいは立体画像内のボクセルの不透明度又は半透明度を示すことがある。

【0044】

３Ｄ画像に関連する「レンダリング」という用語は、立体レンダリング技法を使用して立体画像から出力画像を取得することを指す。出力画像は２Ｄ画像であることがある。出力画像は、立体視をユーザに与える画像とすることもできる。立体レンダリング技法はボリュームレンダリングの分野からの任意の適切な技法とすることができる。例えば典型的に３Ｄ画像のボクセルを通して光線を放つことを伴う、いわゆる直接ボリュームレンダリング技法が使用され得る。使用され得る技法の他の例は、最大値投影法又は表面レンダリングである。

【0045】

図２ａは、第１の時系列の３Ｄ画像２００からの３Ｄ画像２０３を示す。３Ｄ画像２０３は、例として、磁気共鳴（ＭＲ）画像化技術によって得られた医療的な３Ｄ画像であるように示されている。しかし、３Ｄ画像２０３、さらに一般に３Ｄ画像のすべては、別の画像化技術で得られたものであってもよく、あるいはむしろ異なる分野、すなわち非医療の分野からのものであってもよい。３Ｄ画像２０３は、３Ｄ画像２０３のコンテンツ２０６を示すために部分的に半透明で示されている。図２ｂは、第２の時系列の３Ｄ画像からの追加の３Ｄ画像を示す。追加の３Ｄ画像３０３もやはり、追加の３Ｄ画像３０３のコンテンツ３０６を示すために部分的に半透明で示されている。図２ａと図２ｂとを比較すると、双方の３Ｄ画像２０３、３０３のコンテンツ間の差が目に見える。この差は、第１の時系列の３Ｄ画像が患者の医学的性質を視覚化するために患者のベースライン検査を構成することと、第２の時系列の３Ｄ画像が前記医学的性質の変化を視覚化するために患者の追跡検査を構成することとによる可能性がある。医学的性質は、悪性腫瘍、例えばそのサイズ又は場所に関連する可能性がある。変化は、例えば経時的な腫瘍の増大によるサイズの変化、又は反対に患者が治療に反応したことによるサイズの縮小であり得る。

【0046】

図３は、例として５つの３Ｄ画像２０１〜２０５を含む第１の時系列の３Ｄ画像２００を示す。第１の時系列の３Ｄ画像２００は、いわゆる動的コントラスト強調（ＤＣＥ）ＭＲＩ走査とすることができ、この画像は患者の治療を始める前に取得してよい。図３に示されていないが、患者が治療に反応しているかどうかを確かめるため、ある治療間隔の後に追加のＤＣＥ ＭＲＩ走査を取得していてもよい。追加のＤＣＥ ＭＲＩ走査が第２の時系列の３Ｄ画像を構成してよく、第２の時系列の３Ｄ画像は、そのコンテンツを除いて第１の時系列の３Ｄ画像２００と同様であり得る。当然、第１及び第２の時系列の３Ｄ画像は異なる範囲からのものであってもよく、例えばある区域の地震モニタリングのための２つの時系列の３Ｄ地震画像を構成してもよい。

【0047】

図３は更に、符号化機能を使用して、第１の時系列の３Ｄ画像２００から第１の中間３Ｄ画像２１０を生成４２２するように構成されているプロセッサ１２０の結果を示す。さらに、図３は、追加の符号化機能を使用するように構成されているプロセッサ１２０の結果を示している。追加の符号化機能は、時系列の３Ｄ画像２００のそれぞれの同じ場所に配置されたボクセルの経時的な変化を異なるように符号化するために符号化機能と異なり、プロセッサは、この追加の符号化機能を使用して、第１の時系列の３Ｄ画像２００から第３の中間３Ｄ画像２１２を生成４２４するように構成されている。符号化機能を使用して生成された３Ｄ画像と、追加の符号化機能を使用して生成された３Ｄ画像との間を視覚的に区別するために、追加の符号化機能を使用して生成された３Ｄ画像は、符号化機能を使用して生成された３Ｄ画像に対して反転グレースケールで示される。しかし、双方のタイプの３Ｄ画像は、やはり似ているように見える可能性があることが理解されよう。

【0048】

符号化機能及び追加の符号化機能は、ボクセルごとの時間曲線をボクセルごとのパラメータ又は値に変換するための任意の適切な機能とすることができる。そのような符号化機能は様々な画像化領域から既知である。一般に、そのような符号化機能は、時間曲線の最大値、最小値又は導関数（derivative）を決定することに関連し得る。医療的な画像化の分野では、そのような符号化機能は、特に灌流、すなわち血管、組織等の中又は外への血流に関連し得る。灌流に関連する符号化機能の例は、ＭＲＩで取得される３Ｄ画像のためのいわゆる百分率強調（ＰＥ：Percentage Enhancement）機能及び信号強調比（ＳＥＲ：Signal Enhancement Ratio）機能、並びにＣＴで取得される３Ｄ画像のためのピーク到達時間（ＴＴＰ：Time To Peak）機能、平均通過時間（ＭＴＴ：Mean Transit Time）機能、曲線下面積（ＡＵＣ：Area Under the Curve）機能である。以下では、符号化機能が、例として、第１の中間３Ｄ画像２１０として中間ＰＥ ３Ｄ画像を提供するためのＰＥ符号化機能として選択される。さらに、追加の符号化機能が、第３の中間３Ｄ画像２１２として中間ＳＥＲ ３Ｄ画像を提供するためのＳＥＲ符号化機能として選択される。

【0049】

図４は、符号化機能を使用して第２の時系列の３Ｄ画像から第２の中間３Ｄ画像３１０を生成し、追加の符号化機能を使用して、第２の時系列の３Ｄ画像から第４の中間３Ｄ画像３１２を生成するように構成されているプロセッサ１２０の結果を示す。したがって、中間ＰＥ ３Ｄ画像及び中間ＳＥＲ画像は、２つの時系列の３Ｄ画像の各々に対して得られる。双方の中間ＰＥ ３Ｄ画像の間の差、並びに双方の中間ＳＥＲ ３Ｄ画像の間の差は、ユーザと関係があり得る。この理由から、プロセッサ１２０は、図４に概略的に示すように、第１の中間３Ｄ画像２１０、第２の中間３Ｄ画像３１０、第３の中間３Ｄ画像２１２及び第４の中間３Ｄ画像３１２に応じて、第１及び第２の３Ｄ画像を生成４２６するように構成される。したがって、レンダラ１４０は次に、ディスプレイ１６０における第１及び第２の時系列の３Ｄ画像の経時的な変化の比較表示を可能にするために、第１及び第２の３Ｄ画像を出力画像１６２にレンダリングすることがある。

【0050】

上記中間３Ｄ画像に応じて第１及び第２の３Ｄ画像を生成し、続いて、共通視点から第１及び第２の３Ｄ画像を出力画像にレンダリングするための様々な方法が存在し得る。

【0051】

図５ａは、プロセッサ１２０が、（ｉ）第１の中間３Ｄ画像２１０と第２の中間３Ｄ画像３１０との間の差４２８として第１の３Ｄ画像を生成し、第３の中間３Ｄ画像２１２と第４の中間３Ｄ画像３１２との間の差４２８として第２の３Ｄ画像を生成するように構成される第１の例を示す。差４２８は、図５ａにおいてマイナス符号によって概略的に示される。第１の３Ｄ画像の生成は、第１の中間３Ｄ画像２１０から第２の中間３Ｄ画像３１０を減ずることを含み得る。その結果、第１の３Ｄ画像のボクセルは、符号付きの値、すなわち正負の値を含む。第２の３Ｄ画像の生成もそのような減算を含み得る。代替として、差４２８の決定は、例えば双方の中間３Ｄ画像の間の大きい差を強調するため、及び小さい差を非強調（deemphasize）にするために、非線形関数の使用を含み得る。当然、差４２８は、様々な他の適切な方法で決定されることもある。

【0052】

プロセッサ１２０は、第１及び第２の３Ｄ画像１２２を互いに位置合わせされた３Ｄ画像として得るために、位置合わせプロセスを使用するように構成され得る。位置合わせプロセスの使用は、第１の時系列の３Ｄ画像と第２の時系列の３Ｄ画像との間の空間的位置合わせを使用することを含み得る。次に、位置合わせの結果を使用して、中間ＰＥ ３Ｄ画像の間の対応するボクセル対ごとにＰＥ値の変化、すなわち差が計算され、中間ＳＥＲ ３Ｄ画像の間の対応するボクセル対ごとにＳＥＲ値の変化が計算される。

【0053】

図５ａの例において、レンダラ１４０は、画像融合プロセス４３０を使用して第１及び第２の３Ｄ画像を組み合わせて融合３Ｄ画像にし、融合３Ｄ画像を出力画像１６２にレンダリングするように構成され得る。したがって、画像融合プロセス４３０は、第１及び第２の３Ｄ画像を使用して融合された３Ｄ画像を生成する。画像融合プロセス４３０は、例えば単一のプロセスとしてもよく又は以下のものの組合せとしてもよい。

【0054】

第１の画像融合プロセスは、融合３Ｄ画像のボクセルのＰＥ値の変化を、例えばＰＥ増加には赤色、ＰＥ減少には緑色を用いて色分けすることと、ＰＥ増加により融合３Ｄ画像のボクセルの不透明度を調整することとを含む。第２の画像融合プロセスは、双方の中間ＰＥ ３Ｄ画像のボクセルの最大ＰＥ値によって融合３Ｄ画像のボクセルの不透明度を調整することと、融合３Ｄ画像のボクセルのＳＥＲ値の変化を、例えばＳＥＲ増加には赤い色相、ＰＥ減少には緑の色相を用いて、さらにＳＥＲ値におけるＳＥＲの規模によって与えられる色の彩度、例えばＰＥ値は高いがＳＥＲ値の変化は軽微な区域には白色を与える色の彩度を用いて、色分けすることとを含む。第３の画像融合プロセスは、２Ｄのルックアップ・テーブル（ＬＵＴ）を使用して、ＰＥ値及びＳＥＲ値における正負の変化に応じて色及び不透明度を融合３Ｄ画像のボクセルに割り当てることを含む。２ＤのＬＵＴは、ユーザの医学知識を最も直観的に反映するように手動で設計され得る。

【0055】

一般に、画像融合プロセスは、第１の３Ｄ画像のボクセル値を、融合３Ｄ画像のボクセル値の色相、彩度及び不透明度のグループのうちの少なくとも１つにマッピングすることと、第２の３Ｄ画像のボクセル値を上記部ループの少なくとも１つの別のものにマッピングすることとを含み得る。前述の画像融合プロセスは、当然、第１及び第３の中間３Ｄ画像の間の差を、第３及び第４の中間３Ｄ画像の間の差と融合させるのに適用してもよい。すなわち、前記中間３Ｄ画像は中間ＰＥ又はＳＥＲ ３Ｄ画像である必要がない。

【0056】

図５ａに示される例は、空間位置合わせの後に灌流パラメータのうちの１つの変化がボクセルごとに計算されるので、直接変化視覚化（Direct Change Visualization）と呼ばれる。次に、単一の３Ｄレンダリングは、すべてのボクセルを通る視認光線を放ち、変化の符号、すなわち選択された灌流パラメータ内の変化が正であるか又は負であるかと、変化の量からの不透明度とに応じて色を導き出すことによって計算される。図５ａに示されていないが、プロセッサ１２０は、出力画像１６２に融合３Ｄ画像をレンダリングする代わりに、位置合わせプロセスの結果を評価し、位置合わせプロセスが失敗している場合に第１及び第２の３Ｄ画像の並列レンダリングを得るために出力画像の別個の表示域に第１及び第２の３Ｄ画像をレンダリングするように構成することができる。並列レンダリングは、別の方法、すなわち第１及び第２の３Ｄ画像を中間３Ｄ画像に応じて生成し、続いて共通視点から第１及び第２の３Ｄ画像を出力画像にレンダリングするという、更なる例を構成する。上記並列レンダリングは図５ｂに関連して更に説明される。

【0057】

図５ｂは、第１の中間３Ｄ画像２１０と第３の中間３Ｄ画像２１２との組合せ４３２として第１の３Ｄ画像を生成し、第２の中間３Ｄ画像３１０と第４の中間３Ｄ画像３１２との組合せ４３２として第２の３Ｄ画像を生成するように構成されているプロセッサ１２０の結果を示す。さらに、レンダラ１４０は、第１及び第２の時系列の３Ｄ画像の経時的な変化の比較表示を与える第１及び第２の３Ｄ画像の並列レンダリングを得るために、第１の３Ｄ画像を出力画像１６４の第１の表示域１６５にレンダリングし、第２の３Ｄ画像を出力画像の第２の表示域１６６にレンダリングするように構成される。

【0058】

プロセッサ１２０は、図５ｂに概略的に示されるように、画像融合プロセス４３４を使用して、第１の中間３Ｄ画像２１０と第３の中間３Ｄ画像２１２との組合せ４３２から第１の３Ｄ画像を生成し、第２の３Ｄ画像３１０と第４の中間３Ｄ画像３１２との組合せ４３２から第２の３Ｄ画像を生成するように更に構成され得る。画像融合プロセス４３４は、図５ａに関連して以前に説明した画像融合プロセスのいずれかとすることができる。特に、組合せの中の中間３Ｄ画像の一方が中間ＰＥ ３Ｄ画像であり、他方が中間ＳＥＲ ３Ｄ画像であるとき、ＰＥ値を使用して融合３Ｄ画像のボクセルの不透明度を調整し、ＳＥＲ値を使用して色を調整することができる。その結果、第１及び第２の３Ｄ画像は、第１及び第２の融合３Ｄ画像であるとして取得される。

【0059】

第１及び第２の３Ｄ画像は、これらが第１及び第２の時系列の３Ｄ画像の経時的な変化を表すという点から、動態３Ｄ画像と呼ばれることがある。双方の動態３Ｄ画像は、ユーザが出力画像１６４を見る空間方位を改善するために、それぞれの時系列の３Ｄ画像の３Ｄ画像のうちの１つに対して更に融合させるか、又は重ね合わせられることがある。例えば第１の融合３Ｄ画像を、第１の時系列の３Ｄ画像の３Ｄ画像の１つの上に重ね合わせてよい。その結果、第１の融合３Ｄ画像のボクセルの輝度は、主として、第１の時系列の３Ｄ画像の一方によって提供され、色はＳＥＲ値によって調整され、ボクセルの不透明度はＰＥ値によって調整されうる。あるいは、動態３Ｄ画像を、例えば医療図表集から得られるような標準又は基準３Ｄ画像の上に重ね合わせてもよい。

【0060】

空間位置合わせは、第１及び第２の時系列の３Ｄ画像の間で計算され得る。図５ａに関連して説明したように、レンダラは、位置合わせプロセスが失敗した場合に第１及び第２の３Ｄ画像の並列レンダリングを得るために、さもなければ図５ａに関して説明したように、すなわち前述の直接変化視覚化によって出力画像を生成するために、第１及び第２の３Ｄ画像を出力画像１６４の別個の表示域１６５、１６６にレンダリングするように構成することができる。あるいは、プロセッサ１２０及びレンダラ１４０は、位置合わせプロセスが成功した場合にも、出力画像１６４を並列レンダリングとして生成するように構成されてもよい。

【0061】

図５ｂに示した例は並列視覚化（Side-By-Side Visualization）と呼ばれる。直接変化視覚化とは対照的に、第１及び第２の時系列の３Ｄ画像は各々、経時的なそれらの変化の出力画像１６０に別個のボリュームレンダリングをもたらす。しかし、直接変化視覚化におけるように、別個のボリュームレンダリングは、共通視点からの第１及び第２の３Ｄ画像を示す。ユーザは、例えばユーザ入力１５０に接続されるユーザ・インタフェース手段を使用して、レンダリングの共通視点を対話的に変更してもよい。その結果、ボリュームレンダリングのうちの一方についての回転、シフト等が他方のボリュームレンダリングの同じ回転、シフトをもたらす。したがって、第１及び第２の時系列の３Ｄ画像の経時的な変化の比較表示が維持される。

【0062】

図６ａは、３Ｄ画像の第１及び第２の時系列の直接変化視覚化を含む主表示域３２２を含む出力画像３２０の一例を示す。すなわち、主表示域３２２は、図５ａに関連して説明したような融合３Ｄ画像のボリュームレンダリングを示す。ユーザ入力１５０は、ユーザのクリックを示すユーザからの選択コマンドを受け取るか、又は融合３Ｄ画像のボリュームレンダリング、すなわち主表示域３２２の場所を選択するように構成され得る。その結果、レンダラ１４０は、第１及び第２の時系列の３Ｄ画像の各々の対応する場所のスライス状のビューをそれぞれ第１の補助表示域３２４及び第２の補助表示域３２６に表示し得る。さらに、レンダラは、選択コマンドに応じて、第１及び第２の時系列の３Ｄ画像の各々の対応する場所の動態曲線を出力画像３２０内に表示してもよい。この表示は、動態表示域３２８内にしてよい。ここで、動態曲線という用語は、それぞれの時系列の３Ｄ画像にまたがる特定のボクセルの経時的な値の変化のプロットを意味する。最後に、レンダラ１４０は、第１及び第２の時系列の３Ｄ画像の経時的な変化が主表示域３２２でどのように視覚化されるかを示す視覚化凡例３３０を表示するように構成され得る。視覚化凡例３３０は、画像融合プロセスが２ＤのＬＵＴを使用する場合、２ＤのＬＵＴのコンテンツを、色、強度、不透明度等の変化した２Ｄ画像として視覚化することができる。

【0063】

図６ｂは、第１の３Ｄ画像のボリュームレンダリングを含む第１の主表示域３４２と、第２の３Ｄ画像のボリュームレンダリングを含む第２の主表示域３４４とを含む出力画像３４０の一例を示す。第１及び第２の主表示域３４２、３４４は一緒に第１及び第２の時系列の３Ｄ画像の経時的な変化の並列視覚化を与える。すなわち、第１及び第２の主表示域３４２、３４４は、図５ｂに関連して説明したような第１及び第２の３Ｄ画像の別個のボリュームレンダリングを示す。さらに、出力画像３４０は、以前に図６ａに関連して説明したように、第１の補助表示域３２４、第２の補助表示域３２６、動態表示域３２８及び視覚化凡例３３０を含む。

【0064】

第１及び第２の主表示域３４２、３４４、並びに第１及び第２の補助表示域３２４、３２６は、第２の補助表示域３２６の第２の時系列の３Ｄ画像のスライス状のビューを曲線再フォーマット（curvilinear reformat）として歪曲させて（warp）、第１の補助表示域３２４の第１の時系列の３Ｄ画像のスライス状のビューに一致するように結合され得る。さらに、第２の補助表示域３２６内の３Ｄ画像の第２の時系列の曲線再フォーマットは、第１の補助表示域３２４の第１の時系列の３Ｄ画像のスライスの厚さを反映するように計算され、第２の主表示域３４４の第２の時系列の３Ｄ画像の動態ボリュームレンダリングを、第１の主表示域３４２の第１の時系列の３Ｄ画像の動態ボリュームレンダリングと一致するように歪曲させる。さらに、主表示域３４２、３４４及び補助表示域３２４、３２６をプロセッサ１２０によって結合してもよく、レンダラ１４０は、動態ボリュームレンダリングの一方の対話型回転が他方の動態ボリュームレンダリングの同じ回転をもたらし、スライス状のビューの一方の異なるスライスの対話型選択が他方のスライス状のビューの同じスライスを選択し、２つの動態ボリュームレンダリングのいずれか一方へのユーザのクリック又は選択が、補助表示域３２４、３２６の双方の対応する場所の適切なスライス状のビューを選択及び表示し、適切な動態曲線を動態表示域３２８に表示するように構成される。さらに、主表示域３２４、３４４の一方の色及び／又は不透明度調整における対話型変化により、他方の主表示域３２４、３４４において同じように色及び／又は不透明度調整が変化する。

【0065】

あるいは、前述の表示域は以前に説明したように結合させるが、第２の主表示域３４４の第２の時系列の３Ｄ画像の動態ボリュームレンダリングが歪曲されないこともある。代わりに、動態ボリュームレンダリングへのクリック又は選択により、第２の補助表示域３２６及び動態表示域３２８内の対応するスライス状のビューの対応する場所を選択し得るが、以前に説明したように、スライス状ビュー及び動態ボリュームレンダリングは歪曲されることはない。

【0066】

一般に、単一の３Ｄ画像は単に３Ｄ画像と呼ばれることがあり、一方、時系列３Ｄ画像、例えば灌流ボリュームのデータ・セットは４Ｄ画像と呼ばれることがあることに留意されたい。したがって、図６ｂの第１及び第２の主表示域３４２、３４４のボリュームレンダリングは、４Ｄ画像のボリュームレンダリングと呼ばれることがある。さらに、２つ又はそれ以上の時系列の３Ｄ画像、例えば灌流ボリュームのベースライン及び追跡検査の組合せを、５Ｄ画像と呼ぶことができる。したがって、図６ａの主表示域３２２のボリュームレンダリングは、５Ｄ画像のボリュームレンダリングと呼ばれることがある。さらに、図６ｂの第１及び第２の補助表示域３２４、３２６のボリュームレンダリングは、それらがスライス状のビュー、すなわち、２Ｄ画像と、対応する時系列の３Ｄ画像の各々の経時的な変化の追加的に色符号化された情報、すなわち動態情報とを含むので、３Ｄ画像のボリュームレンダリングと呼ばれることがある。

【0067】

図７は、本発明による方法４００を示しており、この方法は、「プロセッサを使用する」という名称の第１のステップにおいて、符号化機能を使用して時系列の３次元［３Ｄ］画像を単一の３Ｄ画像へと組み合わせるためのプロセッサを使用すること４１０を含む。上記符号化機能は、単一の３Ｄ画像のボクセルにおいて、時系列の３Ｄ画像のそれぞれの同じ場所に配置されたボクセルの経時的な変化を符号化するように構成される。方法４００は、「第１及び第２の３Ｄ画像を生成する」という名称の第２のステップにおいて、プロセッサを使用してそれぞれの第１及び第２の３Ｄ画像を生成するために第１及び第２の時系列の３Ｄ画像を得ること４２０を更に含む。方法４００は、「出力画像をレンダリングする」という名称の第３のステップにおいて、第１及び第２の時系列の３Ｄ画像の経時的な変化の比較表示を可能にするために、共通視点からの第１及び第２の３Ｄ画像を出力画像にレンダリングすること４４０を更に含む。方法４００は装置１１０の動作に対応し得る。しかし、方法４００は装置１１０から切り離して行われてもよい。

【0068】

図８は、本発明による方法をプロセッサ・システムに実行させるための命令を含むコンピュータ・プログラム製品４５２を示す。コンピュータ・プログラム製品４５２は、例えば一連の機械読取可能物理的マークとして、及び／又は異なる電気的、例えば磁気的若しくは光学的な性質又は値を有する一連の要素としてコンピュータ読取可能媒体４５０に含まれ得る。

【0069】

一般に、装置１１０は追加の符号化機能を使用する必要がない可能性があることに留意されたい。むしろ、プロセッサ１２０は、第１の時系列の３Ｄ画像を第１の３Ｄ画像に、第２の時系列の３Ｄ画像を第２の３Ｄ画像に直接組み合わせてよい。したがって、プロセッサは中間３Ｄ画像を生成する必要がないことがある。次に、レンダラ１４０は、第１及び第２の３Ｄ画像の間の差をレンダリングする、すなわち、主表示域に単一の差分ベース３Ｄ画像をレンダリングすることが可能である。差分ベース３Ｄ画像をレンダリングする前に、マッピングを差分ベース３Ｄ画像に適用してもよい。例えば赤い色相を正の値に割り当てて、緑の色相を負の値に割り当てることがある。マッピングは、前記プロセスにおいて追加の３Ｄ画像の使用を省略することを除いて、以前に説明した画像融合プロセスと同様とすることができることが理解されよう。あるいは、レンダラ１４０は、第１及び第２の３Ｄ画像を別々に、すなわち、別個の第１及び第２の主表示域にレンダリングしてもよい。

【0070】

本発明は、本発明を実行するように構成されたコンピュータ・プログラム、特に担体上又はその中のコンピュータ・プログラムにも当てはまることが理解されよう。プログラムは、部分的にコンパイルされる形態、又は本発明による方法の実施での使用に適切な任意の他の形態のように、ソース・コード、オブジェクト・コード、ソース・コードとオブジェクト・コードとの中間のコードの形態とすることができる。そのようなプログラムが多くの異なるアーキテクチャ設計を有し得ることも理解されよう。例えば本発明による方法又はシステムの機能を実装するプログラム・コードを、１つ又は複数のサブルーチンにサブ分割してもよい。これらのサブルーチンに機能を分配する様々な方法が当業者には明らかであろう。複数のサブルーチンが１つの実行可能ファイルに一緒に記憶されて自己完結型のプログラムを形成してもよい。そのような実行可能ファイルは、コンピュータ実行可能命令、例えばプロセッサ命令及び／又はインタプリタ命令（例えばＪａｖａ（登録商標）インタプリタ命令）を備えてもよい。あるいは、サブルーチンの１つ又は複数あるいは全てが、少なくとも１つの外部ライブラリ・ファイルに記憶され、例えば実行時に主プログラムに静的に又は動的にリンクされ得る。主プログラムは、サブルーチンのうちの少なくとも１つへの少なくとも１つの呼出しを含む。サブルーチンは、互いに対する機能呼出しも含むことがある。コンピュータ・プログラム製品に関連する実施形態は、本明細書に記載される方法のうちの少なくとも１つの各処理ステップに対応するコンピュータ実行可能命令を含む。これらの命令はサブルーチンにサブ分割され、及び／又は静的又は動的にリンクされ得る１つ又は複数のファイルに記憶され得る。コンピュータ・プログラム製品に関連する別の実施形態は、本明細書に記載されるシステム及び／又は製品のうちの少なくとも１つの各手段に対応するコンピュータ実行可能命令を含む。これらの命令は、サブルーチンにサブ分割され、及び／又は静的に又は動的にリンクされ得る１つ又は複数のファイルに記憶されうる。

【0071】

コンピュータ・プログラムの担体は、プログラムを運ぶことができる任意のエンティティ又はデバイスとしてよい。例えば担体は、例えばＣＤ ＲＯＭ若しくは半導体ＲＯＭ等のＲＯＭ、又は例えばハードディスク等の磁気記録媒体のような記憶媒体を含んでよい。さらに、担体は、電気若しくは光ケーブルを介して、又は無線若しくは他の手段によって伝えることができる電気又は光信号などの伝達可能担体とすることができる。プログラムがそのような信号で具現されるとき、担体は、そのようなケーブル又は他のデバイス若しくは手段によって構成され得る。あるいは、担体は、プログラムが埋め込まれる集積回路とすることができ、集積回路は関連する方法を実行するか又は実行の際に使用されるように構成される。

【0072】

上述の実施形態は本発明を限定するのではなく説明するものであること、及び当業者が、多くの代替実施形態を、添付の特許請求の範囲の範囲から逸脱することなく設計することが可能であることに留意されたい。特許請求の範囲において、括弧間に配置されたいかなる参照符号も請求項を限定するように解釈されないものとする。「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」という動詞及びその語形変化の使用は、請求項に記載された要素又はステップ以外の要素又はステップの存在を排除しない。要素に先行する冠詞「ある（ａ、ａｎ）」は、複数のそのような要素の存在を排除しない。本発明は、いくつかの別個の要素を含むハードウェアによって、及び適切にプログラムされたコンピュータによって実施され得る。いくつかの手段を列挙する装置の請求項において、これらの手段のいくつかは、ハードウェアの同一の要素によって具現されうる。いくつかの方策が互いに異なる従属請求項に説明されているという単なる事実は、これらの方策の組合せが有利に使用されない可能性があることを示すものではない。

【図1】

【図2a】

【図2b】

【図3】

【図4】

【図5a】

【図5b】

【図6a】

【図6b】

【図7】

【図8】