(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】
(24)【登録日】2023-09-01
(45)【発行日】2023-09-11
(54)【発明の名称】医用画像処理装置、Ｘ線診断装置及び医用情報処理システム
(51)【国際特許分類】
A61B 6/03 20060101AFI20230904BHJP
G06T 7/00 20170101ALI20230904BHJP
G06T 7/55 20170101ALI20230904BHJP
【ＦＩ】
A61B6/03 360G
A61B6/03 360J
G06T7/00 350B
G06T7/55
G06T7/00 612
【請求項の数】
19
(21)【出願番号】P 2019021252
(22)【出願日】2019-02-08
(65)【公開番号】P2020127600
(43)【公開日】2020-08-27
【審査請求日】2021-12-07
【前置審査】
(73)【特許権者】
【識別番号】594164542
【氏名又は名称】キヤノンメディカルシステムズ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001771
【氏名又は名称】弁理士法人虎ノ門知的財産事務所
(72)【発明者】
【氏名】佐々木 翔
(72)【発明者】
【氏名】長江 亮一
(72)【発明者】
【氏名】藤戸 智生
【審査官】佐々木 創太郎
(56)【参考文献】
【文献】特表２０１９－５００１４６（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１０／００９８３１６（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ａ６１Ｂ ６／００ － ６／１４
Ｇ０６Ｔ ７／００ － ７／９０
Ｇ０６Ｖ １０／００ － ２０／９０
３０／４１８
４０／１６
４０／２０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
２次元Ｘ線画像データを取得する取得部と、前記２次元Ｘ線画像データにおける各位置について深度情報を付加した３次元データを生成する付加部と、
前記３次元データを投影することにより、前記２次元Ｘ線画像データと異なる撮影角度で収集されるＸ線画像データを擬似的に示した擬似画像データを生成する生成部と
を備える、医用画像処理装置。
【請求項2】
前記付加部は、前記２次元Ｘ線画像データと同じ被検体について収集された３次元画像データに基づいて、前記２次元Ｘ線画像データにおける各位置について深度情報を推定し、推定した深度情報を前記２次元Ｘ線画像データの各位置に付加することで前記３次元データを生成する、請求項１に記載の医用画像処理装置。
【請求項3】
前記付加部は、前記２次元Ｘ線画像データと前記３次元画像データとを位置合わせすることで、前記２次元Ｘ線画像データにおける各位置について深度情報を推定する、請求項２に記載の医用画像処理装置。
【請求項4】
深度情報を推定するように機能付けられた学習済みモデルを記憶するモデル記憶部を更に備え、前記付加部は、前記２次元Ｘ線画像データを前記学習済みモデルに入力することで前記２次元Ｘ線画像データにおける各位置について深度情報を推定させ、推定させた深度情報を前記２次元Ｘ線画像データの各位置に付加することで前記３次元データを生成する、請求項１～３のいずれか一項に記載の医用画像処理装置。
【請求項5】
前記学習済みモデルを生成するモデル生成部を更に備える、請求項４に記載の医用画像処理装置。
【請求項6】
前記モデル生成部は、２次元で収集されたＸ線画像データである第１画像データと、当該第１画像データにおける各位置について深度情報を付加した第２画像データとを用いて、前記学習済みモデルを生成する、請求項５に記載の医用画像処理装置。
【請求項7】
前記付加部は、前記第１画像データの各位置に深度情報を付加する操作を受け付けることで、前記第２画像データを生成する、請求項６に記載の医用画像処理装置。
【請求項8】
前記付加部は、前記第１画像データと同じ被検体について収集された３次元画像データに基づいて、前記第１画像データにおける各位置について深度情報を推定し、推定した深度情報を前記第１画像データの各位置に付加することで、前記第２画像データを生成する、請求項６に記載の医用画像処理装置。
【請求項9】
前記モデル生成部は、前記２次元Ｘ線画像データを前記第１画像データとして用いて、前記学習済みモデルを生成する、請求項６～８のいずれか一項に記載の医用画像処理装置。
【請求項10】
前記付加部は、前記異なる撮影角度で収集されたＸ線画像データに基づいて前記３次元データを補正し、前記モデル生成部は、前記２次元Ｘ線画像データを前記第１画像データとし、補正後の前記３次元データを前記第２画像データとして用いて、前記学習済みモデルを生成する、請求項６に記載の医用画像処理装置。
【請求項11】
前記付加部は、前記２次元Ｘ線画像データにおける各位置について、画素値に基づいて深度情報を推定し、推定した深度情報を前記２次元Ｘ線画像データの各位置に付加することで前記３次元データを生成する、請求項１～１０のいずれか一項に記載の医用画像処理装置。
【請求項12】
前記生成部は、前記３次元データにおいて実空間におけるアイソセンターに対応する点を特定し、当該対応する点まわりに前記３次元データを回転させ、回転後の前記３次元データを投影することにより、前記擬似画像データを生成する、請求項１～１１のいずれか一項に記載の医用画像処理装置。
【請求項13】
前記２次元Ｘ線画像データと同じ被検体について収集されたＸ線画像データを当該Ｘ線画像データの撮影位置及び撮影角度に応じて３次元空間上に登録した被検体マップを記憶するマップ記憶部と、前記２次元Ｘ線画像データを、当該２次元Ｘ線画像データの撮影位置及び撮影角度に応じて前記３次元空間上に登録することで、前記被検体マップを更新するマップ生成部とを更に備える、請求項１～１２のいずれか一項に記載の医用画像処理装置。
【請求項14】
前記マップ生成部は、撮影位置が同じであり且つ撮影角度が異なる複数の２次元のＸ線画像データに基づいて３次元のＸ線画像データを生成し、生成した３次元のＸ線画像データを前記３次元空間上に登録することで、前記被検体マップを更新する、請求項１３に記載の医用画像処理装置。
【請求項15】
前記マップ生成部は、複数のＸ線画像データが重なる部分が滑らかに繋がるように、前記被検体マップを更新する、請求項１３又は１４に記載の医用画像処理装置。
【請求項16】
前記付加部は、前記被検体マップに基づいて、前記２次元Ｘ線画像データにおける各位置について深度情報を推定し、推定した深度情報を前記２次元Ｘ線画像データの各位置に付加することで前記３次元データを生成する、請求項１３～１５のいずれか一項に記載の医用画像処理装置。
【請求項17】
前記付加部は、前記被検体マップに基づいて前記３次元データを拡張し、前記生成部は、拡張後の前記３次元データを投影することにより、前記擬似画像データを生成する、請求項１３～１６のいずれか一項に記載の医用画像処理装置。
【請求項18】
２次元Ｘ線画像データを収集する収集部と、前記２次元Ｘ線画像データにおける各位置について深度情報を付加した３次元データを生成する付加部と、
前記３次元データを投影することにより、前記２次元Ｘ線画像データと異なる撮影角度で収集されるＸ線画像データを擬似的に示した擬似画像データを生成する生成部と
を備える、Ｘ線診断装置。
【請求項19】
２次元Ｘ線画像データを収集する収集部と、前記２次元Ｘ線画像データにおける各位置について深度情報を付加した３次元データを生成する付加部と、
前記３次元データを投影することにより、前記２次元Ｘ線画像データと異なる撮影角度で収集されるＸ線画像データを擬似的に示した擬似画像データを生成する生成部と
を備える、医用情報処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明の実施形態は、医用画像処理装置、Ｘ線診断装置及び医用情報処理システムに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、Ｘ線診断装置を用いた検査において、撮影条件を設定するためにＸ線透視が用いられている。具体的には、Ｘ線診断装置は、操作者による操作の下、撮影位置や撮影角度等の撮影条件を変更しながら透視像を表示する。そして、操作者は、透視像を参照することで、検査対象部位を観察しやすい撮影条件を選択することができる。しかしながら、Ｘ線透視により撮影条件を設定する場合、撮影条件の設定段階において透視像を収集するための被ばくを生じることとなる。
【0003】
撮影条件の設定段階における被ばく量を低減するため、ＬＩＨ（Ｌａｓｔ Ｉｍａｇｅ Ｈｏｌｄ）が用いた手法が知られている。具体的には、Ｘ線診断装置は、ＬＩＨをディスプレイに表示するとともに、ＬＩＨ上に撮影位置を示すＲＯＩ（Ｒｅｇｉｏｎ Ｏｆ Ｉｎｔｅｒｅｓｔ）を表示させる。そして、操作者は、検査対象部位を観察しやすいようにＬＩＨ上のＲＯＩを調整することで、撮影位置を設定することができる。しかしながら、ＬＩＨにより撮影条件を設定する場合、ＬＩＨに含まれない位置の画像やＬＩＨと異なる角度の画像は表示されないため、撮影条件を設定しにくい場合があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特表２０１２－５２９３１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明が解決しようとする課題は、被ばく量を低減しつつ、撮影条件の設定を容易にすることである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
実施形態の医用画像処理装置は、取得部と、付加部と、生成部とを備える。取得部は、２次元Ｘ線画像データを取得する。付加部は、前記２次元Ｘ線画像データにおける各位置について深度情報を付加した３次元データを生成する。生成部は、前記３次元データを投影することにより、前記２次元Ｘ線画像データと異なる撮影角度で収集されるＸ線画像データを擬似的に示した擬似画像データを生成する。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下、図面を参照して、実施形態に係る医用画像処理装置、Ｘ線診断装置及び医用情報処理システムを説明する。
【0009】
（第１の実施形態）
まず、第１の実施形態について説明する。第１の実施形態では、Ｘ線診断装置１０、画像保管装置２０及び医用画像処理装置３０を含んだ医用情報処理システム１について説明する。
まず、第１の実施形態について説明する。第１の実施形態では、Ｘ線診断装置１０、画像保管装置２０及び医用画像処理装置３０を含んだ医用情報処理システム１について説明する。
【0010】
図１は、第１の実施形態に係る医用情報処理システム１の構成の一例を示すブロック図である。図１に示すように、第１の実施形態に係る医用情報処理システム１は、Ｘ線診断装置１０と、画像保管装置２０と、医用画像処理装置３０とを備える。図１に示すように、Ｘ線診断装置１０、画像保管装置２０及び医用画像処理装置３０は、ネットワークＮＷを介して相互に接続される。
【0011】
なお、第１の実施形態では、医用画像処理装置３０においてＸ線診断装置１０の撮影条件の設定を行なう場合について説明する。即ち、医用画像処理装置３０は設定した撮影条件をＸ線診断装置１０に対して送信し、Ｘ線診断装置１０は、医用画像処理装置３０から受け付けた撮影条件に基づいてＸ線画像データの収集を実行する。
【0012】
Ｘ線診断装置１０は、被検体からＸ線画像データを収集する装置である。例えば、Ｘ線診断装置１０は、撮影条件の設定段階において被検体から２次元Ｘ線画像データを収集し、収集したＸ線画像データを医用画像処理装置３０に対して送信する。また、例えば、Ｘ線診断装置１０は、被検体から３次元Ｘ線画像データを収集し、収集した３次元Ｘ線画像データを画像保管装置２０に対して送信する。また、例えば、Ｘ線診断装置１０は、医用画像処理装置３０から受け付けた撮影条件に基づいて、２次元Ｘ線画像データの収集を実行する。なお、Ｘ線診断装置１０の構成については後述する。
【0013】
画像保管装置２０は、医用情報処理システム１に含まれる装置により収集された各種の医用画像データを保管する装置である。例えば、画像保管装置２０は、Ｘ線診断装置１０等の医用画像診断装置により収集された被検体の３次元画像データを受け付けて、装置内又は装置外に設けられたメモリに記憶させる。なお、被検体の３次元画像データについては後述する。例えば、画像保管装置２０は、サーバ装置等のコンピュータ機器によって実現される。
【0014】
医用画像処理装置３０は、撮影条件の設定段階において、Ｘ線診断装置１０から被検体の２次元Ｘ線画像データを取得し、取得した２次元Ｘ線画像データに基づいて撮影条件の設定を行なう。例えば、医用画像処理装置３０は、２次元Ｘ線画像データにおける各位置について深度情報を付加した３次元データを生成する。また、医用画像処理装置３０は、生成した３次元データを投影することにより、２次元Ｘ線画像データと異なる撮影角度で収集されるＸ線画像データを擬似的に示した擬似画像データを生成する。また、医用画像処理装置３０は、生成した擬似画像データを表示し、擬似画像データを参照した操作者からの入力操作を受け付けることで撮影条件を設定する。なお、医用画像処理装置３０が行なう処理については後述する。例えば、医用画像処理装置３０は、ワークステーション等のコンピュータ機器によって実現される。
【0015】
なお、ネットワークＮＷを介して接続可能であれば、Ｘ線診断装置１０、画像保管装置２０及び医用画像処理装置３０が設置される場所は任意である。例えば、医用画像処理装置３０は、Ｘ線診断装置１０と異なる病院に設置されてもよい。即ち、ネットワークＮＷは、院内で閉じたローカルネットワークにより構成されてもよいし、インターネットを介したネットワークでもよい。また、図１においてはＸ線診断装置１０を１つ示すが、医用情報処理システム１は複数のＸ線診断装置１０を含んでもよい。
【0016】
図１に示すように、医用画像処理装置３０は、入力インターフェース３１と、ディスプレイ３２と、記憶回路３３と、処理回路３４とを有する。
【0017】
入力インターフェース３１は、操作者からの各種の入力操作を受け付け、受け付けた入力操作を電気信号に変換して処理回路３４に出力する。例えば、入力インターフェース３１は、マウスやキーボード、トラックボール、スイッチ、ボタン、ジョイスティック、操作面へ触れることで入力操作を行うタッチパッド、表示画面とタッチパッドとが一体化されたタッチスクリーン、光学センサを用いた非接触入力回路、音声入力回路等により実現される。なお、入力インターフェース３１は、医用画像処理装置３０本体と無線通信可能なタブレット端末等で構成されることにしても構わない。また、入力インターフェース３１は、マウスやキーボード等の物理的な操作部品を備えるものだけに限られない。例えば、医用画像処理装置３０とは別体に設けられた外部の入力機器から入力操作に対応する電気信号を受け取り、この電気信号を処理回路３４へ出力する電気信号の処理回路も入力インターフェース３１の例に含まれる。
【0018】
ディスプレイ３２は、各種の情報を表示する。例えば、ディスプレイ３２は、入力インターフェース３１を介して操作者から各種指示や各種設定等を受け付けるためのＧＵＩ（Graphical User Interface）を表示する。また、ディスプレイ３２は、被検体について収集された各種の画像データを表示する。例えば、ディスプレイ３２は、Ｘ線診断装置１０によって収集された被検体の２次元Ｘ線画像データや、処理回路３４によって生成された擬似画像データを表示する。例えば、ディスプレイ３２は、液晶ディスプレイやＣＲＴ（Cathode Ray Tube）ディスプレイである。ディスプレイ３２は、デスクトップ型でもよいし、医用画像処理装置３０本体と無線通信可能なタブレット端末等で構成されることにしても構わない。
【0019】
記憶回路３３は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子、ハードディスク、光ディスク等により実現される。例えば、記憶回路３３は、Ｘ線診断装置１０から取得した被検体の２次元Ｘ線画像データや、画像保管装置２０から取得した被検体の３次元画像データを記憶する。また、例えば、記憶回路３３は、医用画像処理装置３０に含まれる回路がその機能を実現するためのプログラムを記憶する。なお、記憶回路３３は、医用画像処理装置３０とネットワークＮＷを介して接続されたサーバ群（クラウド）により実現されることとしてもよい。
【0020】
処理回路３４は、取得機能３４１、付加機能３４２、生成機能３４３、表示制御機能３４４及び制御機能３４５を実行することで、医用画像処理装置３０全体の動作を制御する。ここで、取得機能３４１は、取得部の一例である。また、付加機能３４２は、付加部の一例である。また、生成機能３４３は、生成部の一例である。
【0021】
例えば、処理回路３４は、取得機能３４１に対応するプログラムを記憶回路３３から読み出して実行することにより、Ｘ線診断装置１０から２次元Ｘ線画像データを取得する。また、例えば、処理回路３４は、付加機能３４２に対応するプログラムを記憶回路３３から読み出して実行することにより、２次元Ｘ線画像データにおける各位置について深度情報を付加した３次元データを生成する。また、例えば、処理回路３４は、生成機能３４３に対応するプログラムを記憶回路３３から読み出して実行することにより、擬似画像データを生成する。また、例えば、処理回路３４は、表示制御機能３４４に対応するプログラムを記憶回路３３から読み出して実行することにより、擬似画像データをディスプレイ３２に表示させる。また、例えば、処理回路３４は、制御機能３４５に対応するプログラムを記憶回路３３から読み出して実行することにより、操作者から受け付けた入力操作に応じて撮影位置や撮影角度等の撮影条件を設定し、設定した撮影条件をＸ線診断装置１０に対して送信する。なお、取得機能３４１、付加機能３４２、生成機能３４３、表示制御機能３４４及び制御機能３４５による処理については後述する。
【0022】
図１に示す医用画像処理装置３０においては、各処理機能がコンピュータによって実行可能なプログラムの形態で記憶回路３３へ記憶されている。処理回路３４は、記憶回路３３からプログラムを読み出して実行することで各プログラムに対応する機能を実現するプロセッサである。換言すると、各プログラムを読み出した状態の処理回路３４は、読み出したプログラムに対応する機能を有することとなる。
【0023】
なお、図１においては単一の処理回路３４にて、取得機能３４１、付加機能３４２、生成機能３４３、表示制御機能３４４及び制御機能３４５が実現するものとして説明したが、複数の独立したプロセッサを組み合わせて処理回路３４を構成し、各プロセッサがプログラムを実行することにより機能を実現するものとしても構わない。また、処理回路３４が有する各処理機能は、単一又は複数の処理回路に適宜に分散又は統合されて実現されてもよい。
【0024】
次に、図２を用いて、Ｘ線診断装置１０について説明する。図２は、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１０の構成の一例を示すブロック図である。図２に示すように、Ｘ線診断装置１０は、Ｘ線高電圧装置１０１と、Ｘ線管１０２と、Ｘ線絞り器１０３と、天板１０４と、Ｃアーム１０５と、Ｘ線検出器１０６と、記憶回路１０７と、ディスプレイ１０８と、入力インターフェース１０９と、処理回路１１０とを備える。
【0025】
Ｘ線高電圧装置１０１は、処理回路１１０による制御の下、Ｘ線管１０２に高電圧を供給する。例えば、Ｘ線高電圧装置１０１は、変圧器（トランス）及び整流器等の電気回路を有し、Ｘ線管１０２に印加する高電圧を発生する高電圧発生装置と、Ｘ線管１０２が照射するＸ線に応じた出力電圧の制御を行うＸ線制御装置とを有する。なお、高電圧発生装置は、変圧器方式であってもよいし、インバータ方式であってもよい。
【0026】
Ｘ線管１０２は、熱電子を発生する陰極（フィラメント）と、熱電子の衝突を受けてＸ線を発生する陽極（ターゲット）とを有する真空管である。Ｘ線管１０２は、Ｘ線高電圧装置１０１から供給される高電圧を用いて、陰極から陽極に向けて熱電子を照射することにより、Ｘ線を発生する。
【0027】
Ｘ線絞り器１０３は、Ｘ線管１０２により発生されたＸ線の照射範囲を絞り込むコリメータと、Ｘ線管１０２から曝射されたＸ線を調節するフィルタとを有する。
【0028】
Ｘ線絞り器１０３におけるコリメータは、例えば、スライド可能な４枚の絞り羽根を有する。コリメータは、絞り羽根をスライドさせることで、Ｘ線管１０２が発生したＸ線を絞り込んで被検体Ｐに照射させる。ここで、絞り羽根は、鉛などで構成された板状部材であり、Ｘ線の照射範囲を調整するためにＸ線管１０２のＸ線照射口付近に設けられる。
【0029】
Ｘ線絞り器１０３におけるフィルタは、被検体Ｐに対する被曝線量の低減とＸ線画像データの画質向上を目的として、その材質や厚みによって透過するＸ線の線質を変化させ、被検体Ｐに吸収されやすい軟線成分を低減したり、Ｘ線画像データのコントラスト低下を招く高エネルギー成分を低減したりする。また、フィルタは、その材質や厚み、位置などによってＸ線の線量及び照射範囲を変化させ、Ｘ線管１０２から被検体Ｐへ照射されるＸ線が予め定められた分布になるようにＸ線を減衰させる。
【0030】
例えば、Ｘ線絞り器１０３は、モータ及びアクチュエータ等の駆動機構を有し、後述する処理回路１１０による制御の下、駆動機構を動作させることによりＸ線の照射を制御する。例えば、Ｘ線絞り器１０３は、処理回路１１０から受け付けた制御信号に応じて駆動電圧を駆動機構に付加することにより、コリメータの絞り羽根の開度を調整して、被検体Ｐに対して照射されるＸ線の照射範囲を制御する。また、例えば、Ｘ線絞り器１０３は、処理回路１１０から受け付けた制御信号に応じて駆動電圧を駆動機構に付加することにより、フィルタの位置を調整することで、被検体Ｐに対して照射されるＸ線の線量の分布を制御する。
【0031】
天板１０４は、被検体Ｐを載せるベッドであり、図示しない寝台駆動装置の上に配置される。なお、被検体Ｐは、Ｘ線診断装置１０に含まれない。例えば、寝台駆動装置は、モータ及びアクチュエータ等の駆動機構を有し、後述する処理回路１１０による制御の下、駆動機構を動作させることにより、天板１０４の移動・傾斜を制御する。例えば、寝台駆動装置は、処理回路１１０から受け付けた制御信号に応じて駆動電圧を駆動機構に付加することにより、天板１０４を移動させたり、傾斜させたりする。
【0032】
なお、本実施形態では、図２に示すように、天板１０４の短手方向をＸ軸方向とする。また、Ｘ軸方向に直交し、天板１０４に対して水平な方向をＹ軸方向とする。Ｙ軸方向は、天板１０４の長手方向に対応する。また、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に直交する方向をＺ軸方向とする。即ち、天板１０４に対して垂直な方向をＺ軸方向とする。また、天板１０４を基準としたＸＹＺ座標系については、基準座標系とも記載する。
【0033】
Ｃアーム１０５は、Ｘ線管１０２及びＸ線絞り器１０３と、Ｘ線検出器１０６とを、被検体Ｐを挟んで対向するように保持する。例えば、Ｃアーム１０５は、モータ及びアクチュエータ等の駆動機構を有し、後述する処理回路１１０による制御の下、駆動機構を動作させることにより、回転したり移動したりする。例えば、Ｃアーム１０５は、処理回路１１０から受け付けた制御信号に応じて駆動電圧を駆動機構に付加することにより、Ｘ線管１０２及びＸ線絞り器１０３と、Ｘ線検出器１０６とを被検体Ｐに対して回転・移動させ、Ｘ線の照射位置や照射角度を制御する。なお、図２では、Ｘ線診断装置１０がシングルプレーンの場合を例に挙げて説明しているが、実施形態はこれに限定されるものではなく、バイプレーンの場合であってもよい。
【0034】
Ｘ線検出器１０６は、例えば、マトリクス状に配列された検出素子を有するＸ線平面検出器（Flat Panel Detector：ＦＰＤ）である。Ｘ線検出器１０６は、Ｘ線管１０２から照射されて被検体Ｐを透過したＸ線を検出して、検出したＸ線量に対応した検出信号を処理回路１１０へと出力する。なお、Ｘ線検出器１０６は、グリッド、シンチレータアレイ及び光センサアレイを有する間接変換型の検出器であってもよいし、入射したＸ線を電気信号に変換する半導体素子を有する直接変換型の検出器であっても構わない。
【0035】
記憶回路１０７は、例えば、ＲＡＭ、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子、ハードディスク、光ディスク等により実現される。例えば、記憶回路１０７は、処理回路１１０によって収集されたＸ線画像データを受け付けて記憶する。また、記憶回路１０７は、処理回路１１０によって読み出されて実行される各種機能に対応するプログラムを記憶する。なお、記憶回路１０７は、Ｘ線診断装置１０とネットワークを介して接続されたサーバ群（クラウド）により実現されることとしてもよい。
【0036】
ディスプレイ１０８は、各種の情報を表示する。例えば、ディスプレイ１０８は、処理回路１１０による制御の下、操作者の指示を受け付けるためのＧＵＩや、各種のＸ線画像を表示する。例えば、ディスプレイ１０８は、液晶ディスプレイやＣＲＴディスプレイである。なお、ディスプレイ１０８はデスクトップ型でもよいし、処理回路１１０と無線通信可能なタブレット端末等で構成されることにしても構わない。
【0037】
入力インターフェース１０９は、操作者からの各種の入力操作を受け付け、受け付けた入力操作を電気信号に変換して処理回路１１０に出力する。例えば、入力インターフェース１０９は、マウスやキーボード、トラックボール、スイッチ、ボタン、ジョイスティック、操作面へ触れることで入力操作を行うタッチパッド、表示画面とタッチパッドとが一体化されたタッチスクリーン、光学センサを用いた非接触入力回路、音声入力回路等により実現される。なお、入力インターフェース１０９は、処理回路１１０と無線通信可能なタブレット端末等で構成されることにしても構わない。また、入力インターフェース１０９は、マウスやキーボード等の物理的な操作部品を備えるものだけに限られない。例えば、Ｘ線診断装置１０とは別体に設けられた外部の入力機器から入力操作に対応する電気信号を受け取り、この電気信号を処理回路１１０へ出力する電気信号の処理回路も入力インターフェース１０９の例に含まれる。
【0038】
処理回路１１０は、収集機能１１０ａ、表示制御機能１１０ｂ及び送信機能１１０ｃを実行することで、Ｘ線診断装置１０全体の動作を制御する。
【0039】
例えば、処理回路１１０は、記憶回路１０７から収集機能１１０ａに相当するプログラムを読み出して実行することにより、被検体ＰからＸ線画像データを収集する。例えば、収集機能１１０ａは、Ｘ線高電圧装置１０１を制御し、Ｘ線管１０２に供給する電圧を調整することで、被検体Ｐに対して照射されるＸ線量やオン／オフを制御する。
【0040】
また、例えば、収集機能１１０ａは、Ｘ線管１０２、Ｘ線絞り器１０３、天板１０４、Ｃアーム１０５及びＸ線検出器１０６の動作を制御することにより、撮影位置や撮影角度、Ｘ線条件（管電流値や管電圧値等）等の撮影条件を制御する。以下では、Ｘ線診断装置１０においてＸ線画像データの収集に用いられる機構（Ｘ線管１０２、Ｘ線絞り器１０３、天板１０４、Ｃアーム１０５及びＸ線検出器１０６）を、撮影系とも記載する。
【0041】
具体的には、収集機能１１０ａは、Ｘ線絞り器１０３の動作を制御し、コリメータが有する絞り羽根の開度を調整することで、被検体Ｐに対して照射されるＸ線の照射範囲を制御する。また、収集機能１１０ａは、Ｘ線絞り器１０３の動作を制御し、フィルタの位置を調整することで、Ｘ線の線量の分布を制御する。また、収集機能１１０ａは、Ｃアーム１０５を回転させたり、移動させたりすることで、Ｘ線の照射範囲及び照射角度を制御する。また、収集機能１１０ａは、天板１０４を移動させたり、傾斜させたりすることで、Ｘ線の照射範囲及び照射角度を制御する。また、収集機能１１０ａは、Ｘ線検出器１０６から受信した検出信号に基づいてＸ線画像データを生成し、生成したＸ線画像データを記憶回路１０７に格納する。
【0042】
また、処理回路１１０は、記憶回路１０７から表示制御機能１１０ｂに相当するプログラムを読み出して実行することにより、ＧＵＩや各種のＸ線画像をディスプレイ１０８に表示させる。また、処理回路１１０は、記憶回路１０７から送信機能１１０ｃに相当するプログラムを読み出して実行することにより、収集機能１１０ａによって収集されたＸ線画像データを、画像保管装置２０又は医用画像処理装置３０に対して送信する。
【0043】
図２に示すＸ線診断装置１０においては、各処理機能がコンピュータによって実行可能なプログラムの形態で記憶回路１０７へ記憶されている。処理回路１１０は、記憶回路１０７からプログラムを読み出して実行することで各プログラムに対応する機能を実現するプロセッサである。換言すると、プログラムを読み出した状態の処理回路１１０は、読み出したプログラムに対応する機能を有することとなる。
【0044】
なお、図２においては単一の処理回路１１０にて、収集機能１１０ａ、表示制御機能１１０ｂ及び送信機能１１０ｃが実現するものとして説明したが、複数の独立したプロセッサを組み合わせて処理回路１１０を構成し、各プロセッサがプログラムを実行することにより機能を実現するものとしても構わない。また、処理回路１１０が有する各処理機能は、単一又は複数の処理回路に適宜に分散又は統合されて実現されてもよい。
【0045】
上記説明において用いた「プロセッサ」という文言は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、あるいは、特定用途向け集積回路（Application Specific Integrated Circuit：ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理デバイス（例えば、単純プログラマブル論理デバイス（Simple Programmable Logic Device：ＳＰＬＤ）、複合プログラマブル論理デバイス（Complex Programmable Logic Device：ＣＰＬＤ）、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ（Field Programmable Gate Array：ＦＰＧＡ））等の回路を意味する。プロセッサは記憶回路３３又は記憶回路１０７に保存されたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。
【0046】
なお、図１及び図２においては、単一の記憶回路３３又は記憶回路１０７が各処理機能に対応するプログラムを記憶するものとして説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、複数の記憶回路３３を分散して配置し、処理回路３４は、個別の記憶回路３３から対応するプログラムを読み出す構成としても構わない。同様に、複数の記憶回路１０７を分散して配置し、処理回路１１０は、個別の記憶回路１０７から対応するプログラムを読み出す構成としても構わない。また、記憶回路３３及び記憶回路１０７にプログラムを保存する代わりに、プロセッサの回路内にプログラムを直接組み込むよう構成しても構わない。この場合、プロセッサは回路内に組み込まれたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。
【0047】
また、処理回路３４及び処理回路１１０は、ネットワークＮＷを介して接続された外部装置のプロセッサを利用して、機能を実現することとしてもよい。例えば、処理回路３４は、記憶回路３３から各機能に対応するプログラムを読み出して実行するとともに、医用画像処理装置３０とネットワークＮＷを介して接続されたサーバ群（クラウド）を計算資源として利用することにより、図１に示す各機能を実現する。
【0048】
以上、Ｘ線診断装置１０、画像保管装置２０及び医用画像処理装置３０を含んだ医用情報処理システム１について説明した。かかる構成のもと、医用情報処理システム１における医用画像処理装置３０は、処理回路３４による処理によって、被ばく量を低減しつつ、Ｘ線診断装置１０における撮影条件の設定を容易にする。
【0049】
まず、図３及び図４を用いて、医用画像処理装置３０における撮影条件の設定の例を説明する。例えば、医用画像処理装置３０は、撮影条件の設定段階において、図３に示す２次元Ｘ線画像データＩ１１をＸ線診断装置１０から取得し、取得した２次元Ｘ線画像データＩ１１に基づいて撮影条件の設定を行なう。なお、図３は、第１の実施形態に係る２次元Ｘ線画像データＩ１１を示す図である。また、図４は、第１の実施形態に係る撮影条件の設定の一例を示す図である。
【0050】
例えば、取得機能３４１は、図３に示す２次元Ｘ線画像データＩ１１として、ＬＩＨを取得する。具体的には、Ｘ線診断装置１０における収集機能１１０ａは、時系列的に複数の２次元Ｘ線画像データを収集し、収集した２次元Ｘ線画像データを、医用画像処理装置３０に対して順次送信する。また、取得機能３４１は、Ｘ線診断装置１０から送信された２次元Ｘ線画像データを順次取得する。また、表示制御機能３４４は、取得機能３４１が取得した２次元Ｘ線画像データを、ディスプレイ３２に順次表示させる。なお、２次元Ｘ線画像データの収集及び表示を並行して実行する処理については、Ｘ線透視とも記載する。また、収集と並行して表示される２次元Ｘ線画像データについては、透視像とも記載する。次に、操作者は、所望のタイミングで、Ｘ線透視を停止する旨の入力操作を行なう。例えば、操作者は、ディスプレイ３２に表示される透視像を参照しつつ、撮影位置や撮影角度を適宜変更する。そして、操作者は、透視像上に検査対象部位が現れたタイミングで入力インターフェース３１が備える停止ボタンを押下することにより、透視を停止する旨の入力操作を行なう。一例を挙げると、図３に示す部位Ａ１が検査対象部位である場合において、操作者は、透視像上に部位Ａ１が現れたタイミングで停止ボタンを押下する。ここで、表示制御機能３４４は、停止ボタンが押下された際に表示されていた２次元Ｘ線画像データを、ディスプレイ３２に表示させたままとする。即ち、表示制御機能３４４は、ＬＩＨをディスプレイ３２に表示させる。また、取得機能３４１は、ＬＩＨを、２次元Ｘ線画像データＩ１１として特定する。
【0051】
次に、表示制御機能３４４は、図４の左図に示すように、２次元Ｘ線画像データＩ１１上に、撮影位置を示すＲＯＩを表示させる。ここで、操作者は、検査対象部位を観察しやすいように２次元Ｘ線画像データＩ１１上のＲＯＩを調整することで、撮影位置の設定を行なうことができる。例えば、部位Ａ１が検査対象部位である場合において、操作者は、ＲＯＩの中心に部位Ａ１が位置するように２次元Ｘ線画像データＩ１１上でＲＯＩを移動させることで、部位Ａ１を観察しやすいように撮影位置の設定を行なうことができる。
【0052】
図４に示したように、操作者は、２次元Ｘ線画像データＩ１１上のＲＯＩを調整することで、直感的に撮影位置の設定を行なうことができる。また、操作者が２次元Ｘ線画像データＩ１１上のＲＯＩを調整している間はＸ線透視の必要がないため、Ｘ線透視のみによって撮影位置を設定する場合と比較して、被ばく量を低減することができる。
【0053】
ここで、撮影位置の設定に加えて、或いは撮影位置の設定に代えて、撮影角度の設定が行われる場合がある。即ち、２次元Ｘ線画像データＩ１１を参照した操作者が撮影角度の変更を希望する場合がある。例えば、２次元Ｘ線画像データＩ１１において検査対象部位に対して奥行き方向に骨などの背景成分が重なっている場合、操作者は、より検査対象部位を観察しやすくなるように、Ｃアーム１０５を被検体Ｐに対して回転させることを希望する場合がある。
【0054】
しかしながら、２次元Ｘ線画像データＩ１１を参照しても、変更後の撮影角度を直感的に理解することはできない。即ち、撮影角度に応じてＸ線画像データ上に現れる各部位（例えば、図３の部位Ａ１や部位Ａ２等）の配置は変化するため、撮影角度を変更した場合、２次元Ｘ線画像データＩ１１とは各部位の配置が異なるＸ線画像データが収集されることとなる。そして、変更後の撮影角度のＸ線画像データについて操作者が想像するしかないとなれば、その撮影角度が適切であるか否かを直感的に判断することはできない。このため、操作者にとって、２次元Ｘ線画像データＩ１１のみを参照して撮影角度を設定することは容易でない。また、Ｘ線透視を再開すれば、追加収集した透視像によって変更後の撮影角度を直感的に理解することはできるものの、被検体Ｐの被ばく量が増加する。
【0055】
そこで、医用画像処理装置３０は、透視像の追加収集によらず、変更後の撮影角度を直感的に理解することができる画像データを生成することで、被ばく量を低減しつつ、撮影角度の設定を容易にする。具体的には、医用画像処理装置３０は、２次元Ｘ線画像データＩ１１と異なる撮影角度で収集されるＸ線画像データを擬似的に示した画像データを生成することで、被ばく量を低減しつつ、撮影角度の設定を容易にする。なお、以下では、２次元Ｘ線画像データＩ１１と異なる撮影角度で収集されるＸ線画像データを、回転画像データとも記載する。また、以下では、回転画像データを擬似的に示した画像データを、擬似画像データと記載する。
【0056】
以下、擬似画像データの生成処理の一例について、図５Ａ及び図５Ｂを用いて説明する。図５Ａに示す軸ｙ’は、図２等に示したＹ軸方向（天板１０４の長手方向）と平行であり、且つ、アイソセンター（Ｃアーム１０５の回転中心）を通る軸である。以下では一例として、軸ｙ’を回転軸としてＣアーム１０５を回転させることにより、撮影角度を変化させる場合について説明する。なお、図５Ａは、第１の実施形態に係るアイソセンターを通る軸ｙ’を示す図である。また、図５Ｂは、第１の実施形態に係る擬似画像データの生成処理の一例を示す図である。
【0057】
例えば、生成機能３４３は、まず、アイソセンターと２次元Ｘ線画像データＩ１１との位置関係を特定する。一例を挙げると、生成機能３４３は、天板１０４を基準とする基準座標系において、実空間におけるアイソセンターに対応する点を特定する。ここで、アイソセンターはＣアーム１０５の配置に応じて決まるものであるため、生成機能３４３は、Ｘ線診断装置１０からＣアーム１０５の制御情報を取得することにより、アイソセンターに対応する点を特定することができる。また、生成機能３４３は、プリセットされた条件に基づいて、基準座標系における２次元Ｘ線画像データＩ１１の位置を特定する。例えば、生成機能３４３は、天板１０４の上方（＋Ｚ方向）に「１０ｃｍ」の位置を、２次元Ｘ線画像データＩ１１の位置として特定する。
【0058】
なお、生成機能３４３は、被検体Ｐの体格に基づいて、基準座標系における２次元Ｘ線画像データＩ１１の位置を特定してもよい。例えば、生成機能３４３は、ＨＩＳ（Hospital Information System）やＲＩＳ（Radiology Information System）等のシステムから、被検体Ｐの体格に関わるパラメータ（年齢や性別、体重、身長など）を取得する。そして、生成機能３４３は、取得したパラメータに基づいて、基準座標系における２次元Ｘ線画像データＩ１１の位置を特定する。例えば、生成機能３４３は、取得したパラメータに対応付いた高さ「１２ｃｍ」に基づき、天板１０４の上方「１２ｃｍ」の位置を２次元Ｘ線画像データＩ１１の位置として特定する。
【0059】
基準座標系においてアイソセンターに対応する点及び２次元Ｘ線画像データＩ１１の位置をそれぞれ特定することにより、生成機能３４３は、アイソセンターと２次元Ｘ線画像データＩ１１との位置関係を特定することができる。また、軸ｙ’は、Ｙ軸方向と平行であり且つアイソセンターを通る軸である。従って、生成機能３４３は、アイソセンターと２次元Ｘ線画像データＩ１１との位置関係を特定することにより、軸ｙ’と２次元Ｘ線画像データＩ１１との位置関係を特定することができる。
【0060】
別の例を挙げると、生成機能３４３は、被検体Ｐの３次元画像データに基づいて、アイソセンターと２次元Ｘ線画像データＩ１１との位置関係を特定する。ここで、３次元画像データとは、例えば、Ｘ線ＣＴ（Computed Tomography）装置により収集されるＣＴ画像データや、ＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）装置により収集されるＭＲ画像データ、Ｘ線診断装置１０により収集される３次元Ｘ線画像データ等である。
【0061】
以下では、３次元画像データの例として、Ｘ線診断装置１０により収集される３次元Ｘ線画像データＶ１１について説明する。例えば、Ｘ線診断装置１０は、２次元Ｘ線画像データＩ１１の収集に先立って、被検体Ｐに対する回転撮影を実行し、３次元Ｘ線画像データＶ１１を収集する。具体的には、収集機能１１０ａは、Ｃアーム１０５を回転させることにより、Ｘ線管１０２及びＸ線検出器１０６を被検体Ｐの周囲で回転移動させながら、所定のフレームレートでＸ線管１０２からＸ線を照射させる。ここで、Ｘ線検出器１０６は、検出したＸ線量に対応した検出信号を出力し、収集機能１１０ａは、Ｘ線検出器１０６から受信した検出信号に基づいて複数の投影データを生成する。即ち、収集機能１１０ａは、回転撮影を実行することによって、所定のフレームレートで複数の投影データを収集する。そして、収集機能１１０ａは、収集した複数の投影データから３次元Ｘ線画像データＶ１１を再構成する。なお、３次元Ｘ線画像データＶ１１は、天板１０４の上に載置された被検体Ｐについて収集されたものであるため、天板１０４を基準とする基準座標系における３次元Ｘ線画像データＶ１１の位置は既知である。また、送信機能１１０ｃは、再構成された３次元Ｘ線画像データＶ１１を、画像保管装置２０に対して送信する。
【0062】
また、取得機能３４１は、２次元Ｘ線画像データＩ１１を取得した後、ネットワークＮＷを介して、画像保管装置２０から３次元Ｘ線画像データＶ１１を取得する。次に、生成機能３４３は、３次元Ｘ線画像データＶ１１と２次元Ｘ線画像データＩ１１とを位置合わせすることで、３次元Ｘ線画像データＶ１１に対する２次元Ｘ線画像データＩ１１の位置を特定する。これにより、生成機能３４３は、基準座標系における２次元Ｘ線画像データＩ１１の位置を特定する。また、生成機能３４３は、基準座標系において、実空間におけるアイソセンターに対応する点を特定する。そして、基準座標系においてアイソセンターに対応する点及び２次元Ｘ線画像データＩ１１の位置をそれぞれ特定することにより、生成機能３４３は、アイソセンターと２次元Ｘ線画像データＩ１１との位置関係を特定することができる。また、生成機能３４３は、アイソセンターと２次元Ｘ線画像データＩ１１との位置関係に基づいて、軸ｙ’と２次元Ｘ線画像データＩ１１との位置関係を特定することができる。
【0063】
なお、図５Ｂにおいては一例として、２次元Ｘ線画像データＩ１１がＹ軸に対して平行であり、且つ、アイソセンターに対応する点が２次元Ｘ線画像データＩ１１上に位置している場合について説明する。即ち、図５Ｂにおいては、軸ｙ’と２次元Ｘ線画像データＩ１１とが平行であり、且つ、軸ｙ’が２次元Ｘ線画像データＩ１１を通る場合について説明する。
【0064】
例えば、２次元Ｘ線画像データＩ１１を参照した操作者は、入力インターフェース３１を介して、撮影角度の変更操作を入力する。なお、以下では、２次元Ｘ線画像データＩ１１の撮影角度を、撮影角度Ｗ１１と記載する。また、以下では、操作者による変更後の撮影角度を、撮影角度Ｗ１２と記載する。また、以下では、撮影角度Ｗ１２で収集されるＸ線画像データを、回転画像データＩ１２と記載する。図５Ｂに示す場合、２次元Ｘ線画像データＩ１１の撮影角度Ｗ１１は、Ｚ軸方向に一致する。また、図５Ｂに示す場合、変更後の撮影角度Ｗ１２（即ち、回転画像データＩ１２の撮影角度）は、撮影角度Ｗ１１から角度「θ１」だけ変更された角度である。
【0065】
生成機能３４３は、２次元Ｘ線画像データＩ１１に基づいて、回転画像データＩ１２を擬似的に示す擬似画像データを生成する。例えば、生成機能３４３は、図５Ｂに示すように、軸ｙ’を回転軸として２次元Ｘ線画像データＩ１１を角度「θ１」だけ回転させる。即ち、生成機能３４３は、アイソセンターに対応する点まわりに、２次元Ｘ線画像データＩ１１を角度「θ１」だけ回転させる。次に、生成機能３４３は、回転後の２次元Ｘ線画像データＩ１１をＸＹ平面上に投影することで、擬似画像データＩ１３ａを生成する。即ち、生成機能３４３は、角度「θ１」に応じて２次元Ｘ線画像データＩ１１を正射影することで、回転画像データＩ１２を擬似した擬似画像データＩ１３ａを生成する。また、表示制御機能３４４は、生成機能３４３が生成した擬似画像データＩ１３ａをディスプレイ３２に表示させる。
【0066】
しかしながら、図５Ｂに示す擬似画像データＩ１３ａにおいては、２次元Ｘ線画像データＩ１１に含まれる各部位（部位Ａ１や部位Ａ２等）の奥行き方向の位置が考慮されていない。即ち、擬似画像データＩ１３ａにおいては、２次元Ｘ線画像データＩ１１における各位置の深度情報が考慮されていない。このため、擬似画像データＩ１３ａは、回転画像データＩ１２と大きく異なる画像となってしまう場合がある。ひいては、擬似画像データＩ１３ａを参照した操作者が、変更後の撮影角度Ｗ１２を直感的に理解することができない場合がある。
【0067】
そこで、処理回路３４は、２次元Ｘ線画像データＩ１１における各位置の深度情報を考慮した擬似画像データを生成することにより、変更後の撮影角度Ｗ１２を直感的に理解することを可能とする。具体的には、処理回路３４は、図６に示すように、２次元Ｘ線画像データＩ１１における各位置について深度情報を付加した３次元データＤ１１を生成し、生成した３次元データＤ１１を投影することにより、深度情報を考慮した擬似画像データＩ１３ｂを生成する。なお、図６は、第１の実施形態に係る擬似画像データＩ１３ｂの生成処理の一例を示す図である。
【0068】
以下、処理回路３４による擬似画像データＩ１３ｂの生成処理について詳細に説明する。まず、付加機能３４２は、２次元Ｘ線画像データＩ１１における各位置について深度情報を付加した３次元データＤ１１を生成する。ここで、深度情報は、２次元Ｘ線画像データＩ１１の奥行き方向の位置を示す情報である。例えば、図６に示す場合、深度情報は、Ｚ軸方向の位置を示す情報である。一例を挙げると、深度情報は、Ｚ座標である。
【0069】
例えば、付加機能３４２は、２次元Ｘ線画像データＩ１１と同じ被検体Ｐについて収集された３次元画像データに基づいて、２次元Ｘ線画像データＩ１１における各位置について深度情報を推定し、推定した深度情報を２次元Ｘ線画像データＩ１１の各位置に付加することで３次元データＤ１１を生成する。以下、３次元画像データの例として、Ｘ線診断装置１０により収集される３次元Ｘ線画像データＶ１１について説明する。
【0070】
例えば、Ｘ線診断装置１０は、２次元Ｘ線画像データＩ１１の収集に先立って、被検体Ｐから３次元Ｘ線画像データＶ１１を収集し、収集した３次元Ｘ線画像データＶ１１を画像保管装置２０に対して送信する。また、取得機能３４１は、２次元Ｘ線画像データＩ１１を取得した後、ネットワークＮＷを介して、画像保管装置２０から３次元Ｘ線画像データＶ１１を取得する。次に、付加機能３４２は、３次元Ｘ線画像データＶ１１と２次元Ｘ線画像データＩ１１とを位置合わせすることで、２次元Ｘ線画像データＩ１１における各位置について深度情報を推定する。
【0071】
例えば、付加機能３４２は、まず、２次元Ｘ線画像データＩ１１のうち骨に対応する領域の輪郭データＬｃを抽出する。一例を挙げると、付加機能３４２は、２次元Ｘ線画像データＩ１１についてエッジ抽出処理を行なうことにより、輪郭データＬｃを抽出する。輪郭データＬｃは、例えば、２次元座標値を持つ頂点の集合として表現される。また、付加機能３４２は、３次元Ｘ線画像データＶ１１を平面に投影した投影画像データを複数生成する。ここで、付加機能３４２は、位置及び向きを変化させつつ３次元Ｘ線画像データＶ１１を平面に透視することで、様々な投影画像データを生成する。次に、付加機能３４２は、複数の投影画像データそれぞれについて、投影画像データのうち骨に対応する領域の輪郭データＬｖを抽出する。輪郭データＬｖは、例えば、２次元座標値を持つ頂点の集合として表現される。次に、付加機能３４２は、複数の投影画像データそれぞれについて、輪郭データＬｃ上の各頂点と、その頂点から最短距離にある輪郭データＬｖの頂点との間の距離値の総和を算出する。次に、付加機能３４２は、算出した距離値の総和が最小となる投影画像データを特定する。そして、付加機能３４２は、特定した投影画像データの生成時における３次元Ｘ線画像データＶ１１の位置及び向きを、２次元Ｘ線画像データＩ１１に対する３次元Ｘ線画像データＶ１１の位置及び向きとして特定する。
【0072】
即ち、付加機能３４２は、２次元Ｘ線画像データＩ１１から抽出した輪郭データＬｃの頂点と、３次元Ｘ線画像データＶ１１から抽出した輪郭データＬｖの頂点との間の距離値の総和を、３次元Ｘ線画像データＶ１１の位置及び向きを変数とする評価関数として定義する。そして、付加機能３４２は、評価関数の最小化を図ることで、３次元Ｘ線画像データＶ１１と２次元Ｘ線画像データＩ１１とを位置合わせする。
【0073】
なお、評価関数の変数は、３次元Ｘ線画像データＶ１１の位置及び向きに限定されるものではない。例えば、付加機能３４２は、３次元Ｘ線画像データＶ１１の位置及び向きと、３次元Ｘ線画像データＶ１１の変形度とを変数として、評価関数を定義してもよい。即ち、付加機能３４２は、３次元Ｘ線画像データＶ１１を剛体として２次元Ｘ線画像データＩ１１と位置合わせしてもよいし、３次元Ｘ線画像データＶ１１を変形させながら２次元Ｘ線画像データＩ１１と位置合わせしてもよい。
【0074】
また、付加機能３４２は、血管造影の有無に応じて、３次元Ｘ線画像データＶ１１と２次元Ｘ線画像データＩ１１との位置合わせを行なってもよい。例えば、２次元Ｘ線画像データＩ１１が血管非造影画像であり、３次元Ｘ線画像データＶ１１が血管造影画像である場合、付加機能３４２は、３次元Ｘ線画像データＶ１１を、血管モデルと非血管モデルとに分離する。次に、付加機能３４２は、３次元Ｘ線画像データＶ１１に基づく非血管モデルと、２次元Ｘ線画像データＩ１１とを位置合わせる。これにより、付加機能３４２は、２次元Ｘ線画像データＩ１１が血管非造影画像であり、３次元Ｘ線画像データＶ１１が血管造影画像である場合においても、３次元Ｘ線画像データＶ１１と２次元Ｘ線画像データＩ１１とを精度良く位置合わせすることができる。
【0075】
また、付加機能３４２は、他の医用画像データを介して、３次元Ｘ線画像データＶ１１と２次元Ｘ線画像データＩ１１とを位置合わせしてもよい。例えば、付加機能３４２は、被検体Ｐを撮像した３次元超音波画像データＶ１２を用いて、３次元Ｘ線画像データＶ１１と２次元Ｘ線画像データＩ１１とを位置合わせする。一例を挙げると、付加機能３４２は、３次元Ｘ線画像データＶ１１と３次元超音波画像データＶ１２との位置合わせを実行し、３次元Ｘ線画像データＶ１１に対する３次元超音波画像データＶ１２の位置及び向きを特定する。また、付加機能３４２は、２次元Ｘ線画像データＩ１１において、３次元超音波画像データＶ１２の撮像に用いられる超音波プローブの位置及び向きを特定することにより、２次元Ｘ線画像データＩ１１に対する３次元超音波画像データＶ１２の位置及び向きを特定する。例えば、付加機能３４２は、超音波プローブの構造を示す３次元モデルを２次元Ｘ線画像データＩ１１に対してマッチングすることにより、２次元Ｘ線画像データＩ１１において超音波プローブの位置及び向きを特定する。そして、付加機能３４２は、３次元Ｘ線画像データＶ１１に対する３次元超音波画像データＶ１２の位置及び向きと、２次元Ｘ線画像データＩ１１に対する３次元超音波画像データＶ１２の位置及び向きとに基づいて、３次元Ｘ線画像データＶ１１と２次元Ｘ線画像データＩ１１とを位置合わせする。
【0076】
また、付加機能３４２は、操作者からの入力操作に基づいて、３次元Ｘ線画像データＶ１１と２次元Ｘ線画像データＩ１１とを位置合わせしてもよい。一例を挙げると、操作者は、ディスプレイ３２に表示された３次元Ｘ線画像データＶ１１及び２次元Ｘ線画像データＩ１１を参照しつつ、入力インターフェース３１を介して、２次元Ｘ線画像データＩ１１に対する３次元Ｘ線画像データＶ１１の位置及び向きを変化させる。そして、操作者は、２次元Ｘ線画像データＩ１１に対する３次元Ｘ線画像データＶ１１の位置及び向き決定する操作を入力することにより、３次元Ｘ線画像データＶ１１と２次元Ｘ線画像データＩ１１とを位置合わせする。
【0077】
３次元Ｘ線画像データＶ１１と２次元Ｘ線画像データＩ１１とを位置合わせした後、付加機能３４２は、２次元Ｘ線画像データＩ１１における各位置について、深度情報を推定する。例えば、付加機能３４２は、３次元Ｘ線画像データＶ１１において部位Ａ１の位置を特定する。次に、付加機能３４２は、３次元Ｘ線画像データＶ１１と２次元Ｘ線画像データＩ１１との位置合わせの結果に基づいて、２次元Ｘ線画像データＩ１１から、３次元Ｘ線画像データＶ１１における部位Ａ１までの距離を算出する。なお、２次元Ｘ線画像データＩ１１から３次元Ｘ線画像データＶ１１における部位Ａ１までの距離は、例えば、２次元Ｘ線画像データＩ１１の奥行き方向（即ち、図６に示すＺ方向）の距離である。
【0078】
即ち、付加機能３４２は、２次元Ｘ線画像データＩ１１から３次元Ｘ線画像データＶ１１における部位Ａ１までの距離を、２次元Ｘ線画像データＩ１１における部位Ａ１の位置の深度情報として推定する。同様に、付加機能３４２は、２次元Ｘ線画像データＩ１１における他の位置（部位Ａ２の位置等）の深度情報を推定する。
【0079】
次に、付加機能３４２は、推定した深度情報を２次元Ｘ線画像データＩ１１における各位置に付加することで、図６に示す３次元データＤ１１を生成する。例えば、２次元Ｘ線画像データＩ１１における各画素は、それぞれがＸ座標及びＹ座標を有している。ここで、付加機能３４２は、２次元Ｘ線画像データＩ１１における各画素に対して、推定した深度情報をＺ座標として付加する。これにより、付加機能３４２は、３次元データＤ１１として、２次元Ｘ線画像データＩ１１における各画素を３次元空間に配置した３次元画像データを生成する。即ち、付加機能３４２は、深度情報に応じて２次元Ｘ線画像データＩ１１を３次元に拡張することで、３次元データＤ１１を生成する。なお、３次元データＤ１１の生成は、操作者による撮影角度の変更操作がある前に行なってもよいし、撮影角度の変更操作があった後に行なってもよい。
【0080】
次に、生成機能３４３は、図６に示すように、生成した３次元データＤ１１を角度「θ１」だけ回転させる。例えば、生成機能３４３は、基準座標系における３次元データＤ１１の位置に基づき、３次元データＤ１１において、実空間におけるアイソセンターに対応する点を特定する。次に、生成機能３４３は、アイソセンターを通る軸ｙ’を回転軸として、３次元データＤ１１を角度「θ１」だけ回転させる。即ち、生成機能３４３は、アイソセンターに対応する点まわりに、３次元データＤ１１を角度「θ１」だけ回転させる。
【0081】
次に、生成機能３４３は、図６に示すように、回転後の３次元データＤ１１をＸＹ平面上に投影することで、擬似画像データＩ１３ｂを生成する。また、表示制御機能３４４は、生成機能３４３が生成した擬似画像データＩ１３ｂをディスプレイ３２に表示させる。ここで、擬似画像データＩ１３ｂは、上述したように、２次元Ｘ線画像データＩ１１における各位置の深度情報を考慮して生成されたものである。このため、擬似画像データＩ１３ｂは、回転画像データＩ１２を十分に近似した画像となる。ひいては、擬似画像データＩ１３ｂを参照した操作者は、変更後の撮影角度Ｗ１２を直感的に理解することができる。
【0082】
なお、変更後の撮影角度Ｗ１２が適切でないと判断した場合、操作者は、再度、撮影角度の変更操作を行なう。例えば、擬似画像データＩ１３ｂにおいて検査対象部位に背景成分が重なっている場合、操作者は、より検査対象部位を観察しやすくなるように、再度撮影角度の変更操作を行なう。この場合、生成機能３４３は、変更後の撮影角度に応じて３次元データＤ１１を回転させ、回転後の３次元データＤ１１を投影することにより、変更後の撮影角度で収集される回転画像データを擬似的に示した擬似画像データを生成する。また、表示制御機能３４４は、生成された擬似画像データをディスプレイ３２に表示させる。
【0083】
一方で、変更後の撮影角度Ｗ１２が適切であると判断した場合、操作者は、撮影角度Ｗ１２を撮影条件とする旨の入力操作を行なう。この場合、制御機能３４５は、撮影角度Ｗ１２を撮影条件として設定し、設定した撮影条件をＸ線診断装置１０に対して送信する。また、収集機能１１０ａは、医用画像処理装置３０から受け付けた撮影条件に基づいて、２次元Ｘ線画像データの収集を実行する。即ち、収集機能１１０ａは、回転画像データＩ１２の収集を実行する。
【0084】
例えば、収集機能１１０ａは、まず、医用画像処理装置３０から受け付けた撮影条件に基づいて、Ｃアーム１０５等の撮影系を配置する。一例を挙げると、収集機能１１０ａは、アイソセンターまわりにＣアーム１０５を角度「θ１」だけ回転させる。次に、収集機能１１０ａは、Ｘ線高電圧装置１０１を制御して、Ｘ線管１０２から被検体Ｐに対してＸ線を照射させる。そして、収集機能１１０ａは、Ｘ線検出器１０６から受信した検出信号に基づいて回転画像データＩ１２を生成する。
【0085】
一例を挙げると、収集機能１１０ａは、被検体Ｐに対する手技の間、医用画像処理装置３０から受け付けた撮影角度をワーキングアングルとして、複数の回転画像データＩ１２を順次収集する。また、表示制御機能１１０ｂは、収集された回転画像データＩ１２を順次表示させる。即ち、収集機能１１０ａは、回転画像データＩ１２を透視像として収集する。
【0086】
なお、図６に示した擬似画像データＩ１３ｂにおいては、２次元Ｘ線画像データＩ１１と比較して、部位Ａ１が＋Ｘ方向にずれるとともに、部位Ａ２が－Ｘ方向にずれている。
このため、擬似画像データＩ１３ｂのうち部位Ａ１の－Ｘ方向側に近接する箇所の画素は、２次元Ｘ線画像データＩ１１に基づく情報を有していない場合がある。以下、擬似画像データＩ１３ｂの画素のうち、２次元Ｘ線画像データＩ１１に基づく情報を有していない画素を、空白画素と記載する。即ち、擬似画像データＩ１３ｂにおいては、部位Ａ１の－Ｘ方向側に近接する箇所の画素が空白画素となっている場合がある。また、部位Ａ２の＋Ｘ方向側に近接する箇所の画素も同様に、空白画素となっている場合がある。
このため、擬似画像データＩ１３ｂのうち部位Ａ１の－Ｘ方向側に近接する箇所の画素は、２次元Ｘ線画像データＩ１１に基づく情報を有していない場合がある。以下、擬似画像データＩ１３ｂの画素のうち、２次元Ｘ線画像データＩ１１に基づく情報を有していない画素を、空白画素と記載する。即ち、擬似画像データＩ１３ｂにおいては、部位Ａ１の－Ｘ方向側に近接する箇所の画素が空白画素となっている場合がある。また、部位Ａ２の＋Ｘ方向側に近接する箇所の画素も同様に、空白画素となっている場合がある。
【0087】
そこで、生成機能３４３は、擬似画像データＩ１３ｂの空白画素の補完処理を行なうこととしてもよい。例えば、生成機能３４３は、空白画素の画素値を、擬似画像データＩ１３ｂにおける背景画素の画素値の平均値により置換することで、空白画素の補完処理を行なう。なお、背景画素とは、例えば、擬似画像データＩ１３ｂの画素のうち、部位Ａ１の位置の画素、部位Ａ２の位置の画素、及び、空白画素を除く画素である。別の例を挙げると、生成機能３４３は、空白画素の画素値をプリセット値により置換することで、空白画素の補完処理を行なう。
【0088】
また、図６においては、アイソセンターに対応する点が２次元Ｘ線画像データＩ１１上に位置している場合について説明した。即ち、図６においては、軸ｙ’が２次元Ｘ線画像データＩ１１を通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い。以下、アイソセンターに対応する点が２次元Ｘ線画像データＩ１１上に位置していない場合における擬似画像データの生成処理について説明する。
【0089】
例えば、アイソセンターに対応する点は、２次元Ｘ線画像データＩ１１に対してＺ方向にずれている場合がある。この場合、Ｙ軸方向と平行であり且つアイソセンターを通る軸ｙ’は、図７Ａに示すように、Ｚ方向から見れば２次元Ｘ線画像データＩ１１と重なって見えるものの、Ｚ方向にずれているため、２次元Ｘ線画像データＩ１１を通らない。なお、図７Ａは、第１の実施形態に係るアイソセンターを通る軸ｙ’を示す図である。
【0090】
この場合、付加機能３４２は、まず、図７Ｂに示すように、２次元Ｘ線画像データＩ１１における各位置について深度情報を付加した３次元データＤ１１を生成する。例えば、付加機能３４２は、３次元Ｘ線画像データＶ１１に基づいて２次元Ｘ線画像データＩ１１における各位置について深度情報を推定し、推定した深度情報を２次元Ｘ線画像データＩ１１の各位置に付加することで３次元データＤ１１を生成する。なお、図７Ｂは、第１の実施形態に係る擬似画像データの生成処理の一例を示す図である。図７Ｂにおいては、アイソセンターに対応する点が３次元データＤ１１の外部領域に位置しているものとして説明する。即ち、図７Ｂにおいては、軸ｙ’が３次元データＤ１１を通らないものとして説明する。
【0091】
次に、生成機能３４３は、図７Ｂに示すように、生成した３次元データＤ１１を角度「θ１」だけ回転させる。例えば、生成機能３４３は、基準座標系における３次元データＤ１１の位置に基づき、３次元データＤ１１において、実空間におけるアイソセンターに対応する点を特定する。次に、生成機能３４３は、アイソセンターを通る軸ｙ’を回転軸として、３次元データＤ１１を角度「θ１」だけ回転させる。即ち、生成機能３４３は、アイソセンターに対応する点まわりに、３次元データＤ１１を角度「θ１」だけ回転させる。なお、アイソセンターに対応する点が３次元データＤ１１の外部領域に位置している場合においては、アイソセンターに対応する点まわりに３次元データＤ１１を回転させる際、３次元データＤ１１は、アイソセンターに対応する点を中心とする円軌道に沿って移動することとなる。
【0092】
次に、生成機能３４３は、図７Ｂに示すように、回転後の３次元データＤ１１をＸＹ平面上に投影することで、擬似画像データＩ１３ｃを生成する。また、表示制御機能３４４は、生成機能３４３が生成した擬似画像データＩ１３ｃをディスプレイ３２に表示させる。ここで、擬似画像データＩ１３ｃは、上述したように、２次元Ｘ線画像データＩ１１における各位置の深度情報を考慮して生成されたものである。このため、擬似画像データＩ１３ｃは、回転画像データＩ１２を十分に近似した画像となる。ひいては、擬似画像データＩ１３ｃを参照した操作者は、変更後の撮影角度Ｗ１２を直感的に理解し、変更後の撮影角度Ｗ１２が適切であるか否かを容易に判断することができる。例えば、変更後の撮影角度Ｗ１２が適切でないと判断した場合、操作者は、再度、撮影角度の変更操作を行なう。また、変更後の撮影角度Ｗ１２が適切であると判断した場合、操作者は、撮影角度Ｗ１２を撮影条件とする旨の入力操作を行なう。
【0093】
なお、図７Ｂに示したように、アイソセンターに対応する点まわりに３次元データＤ１１を回転させる際、３次元データＤ１１は、アイソセンターに対応する点を中心とする円軌道に沿って＋Ｘ方向に移動する。このため、擬似画像データＩ１３ｃにおいては、２次元Ｘ線画像データＩ１１と比較して、部位Ａ１や部位Ａ２等の各部位が全体的に＋Ｘ方向に移動している。ここで、擬似画像データＩ１３ｃのうち－Ｘ方向側の端部の画素は、２次元Ｘ線画像データＩ１１に基づく情報を有していない場合がある。即ち、擬似画像データＩ１３ｃにおいては、－Ｘ方向側の端部の画素が空白画素となっている場合がある。そこで、生成機能３４３は、擬似画像データＩ１３ｃの空白画素の補完処理を行なうこととしてもよい。例えば、生成機能３４３は、空白画素の画素値を、擬似画像データＩ１３ｃにおける背景画素の画素値の平均値や、プリセット値により置換することで、空白画素の補完処理を行なう。
【0094】
なお、図６及び図７Ｂにおいては、説明の便宜のため、３次元データＤ１１を３次元画像データとして示したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、３次元データＤ１１は、２次元Ｘ線画像データＩ１１における各画素に深度情報を付帯させたデータであってもよい。即ち、３次元データＤ１１は、２次元画像データであってもよい。この場合、生成機能３４３は、軸ｙ’を回転軸として３次元データＤ１１を角度「θ１」だけ回転させ、回転後の３次元データＤ１１をＸＹ平面上に投影する。この際、生成機能３４３は、付帯する深度情報に応じて投影方向を画素ごとにシフトさせる。これにより、生成機能３４３は、２次元Ｘ線画像データＩ１１における各位置の深度情報を考慮した擬似画像データを生成することができる。
【0095】
また、これまで、３次元Ｘ線画像データＶ１１等の３次元画像データに基づいて、２次元Ｘ線画像データＩ１１における各位置の深度情報を推定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い。例えば、付加機能３４２は、２次元Ｘ線画像データＩ１１における各位置について、画素値に基づいて深度情報を推定してもよい。
【0096】
ここで、画素値に基づく深度情報の推定について、図８を用いて説明する。図８は、第１の実施形態に係る２次元Ｘ線画像データＩ１１ａを示す図である。図８に示す２次元Ｘ線画像データＩ１１ａは、被検体Ｐの右股関節における動脈を造影した血管画像であり、２次元Ｘ線画像データＩ１１の一例である。
【0097】
図８に示すように、２次元Ｘ線画像データＩ１１ａにおいては、造影された血管を示す画素は低い画素値を有し、血管以外の背景画素（骨など）は高い画素値を有する。即ち、２次元Ｘ線画像データＩ１１ａにおいては、血管を示す画素は黒に近い色を有し、背景画素は白に近い色を有する。例えば、付加機能３４２は、２次元Ｘ線画像データＩ１１ａにおける各画素の画素値が閾値を超えるか否かに応じて、各画素を、血管を示す画素と背景画素とに分離する。ここで、股関節における動脈（大腿動脈等）は、股関節を構成する骨に対して、被検体Ｐの前方に位置することが知られている。そこで、付加機能３４２は、２次元Ｘ線画像データＩ１１において、血管を示す画素が背景画素よりも前方（即ち、＋Ｚ方向）に位置することを示すように、２次元Ｘ線画像データＩ１１における各位置の深度情報を推定する。即ち、付加機能３４２は、２次元Ｘ線画像データＩ１１における各位置について、画素値に基づいて血管を示す画素か背景画素かを判定し、判定の結果に応じて深度情報を推定する。
【0098】
また、これまで、２次元Ｘ線画像データＩ１１がＬＩＨであるものとして説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、２次元Ｘ線画像データＩ１１は、ＬＩＨ以外の透視像であってもよいし、透視像以外の２次元Ｘ線画像データであってもよい。例えば、Ｘ線診断装置１０は、撮影条件の設定段階において２次元Ｘ線画像データを１つだけ収集し、取得機能３４１は、収集された２次元Ｘ線画像データを、２次元Ｘ線画像データＩ１１として取得してもよい。
【0099】
次に、医用画像処理装置３０による処理の手順の一例を、図９を用いて説明する。図９は、第１の実施形態に係る医用画像処理装置３０の処理の一連の流れを説明するためのフローチャートである。ステップＳ１０１は、取得機能３４１に対応するステップである。ステップＳ１０７は、付加機能３４２に対応するステップである。ステップＳ１０９は、生成機能３４３に対応するステップである。ステップＳ１０３及びステップＳ１１０は、表示制御機能３４４に対応するステップである。ステップＳ１０２、ステップＳ１０４、ステップＳ１０５、ステップＳ１０６、ステップＳ１０８、ステップＳ１１１及びステップＳ１１２は、制御機能３４５に対応するステップである。
【0100】
まず、処理回路３４は、Ｘ線診断装置１０から、２次元Ｘ線画像データＩ１１を取得する（ステップＳ１０１）。次に、処理回路３４は、操作者からの入力操作を受け付けることにより、撮影位置を変更するか否かを判定する（ステップＳ１０２）。即ち、処理回路３４は、２次元Ｘ線画像データＩ１１の撮影位置をそのまま撮影条件として用いるか否かを判定する。ここで、撮影位置を変更する場合（ステップＳ１０２肯定）、処理回路３４は、２次元Ｘ線画像データＩ１１、及び、撮影位置を示すＲＯＩをディスプレイ３２に表示させる（ステップＳ１０３）。次に、処理回路３４は、操作者から、２次元Ｘ線画像データＩ１１上のＲＯＩを調整する操作を受け付ける（ステップＳ１０４）。
【0101】
次に、処理回路３４は、撮影位置の変更操作を終了するか否かを判定する（ステップＳ１０５）。ここで、撮影位置の変更操作を終了しない場合（ステップＳ１０５否定）、処理回路３４は、再度ステップＳ１０３に移行する。一方で、撮影位置の変更操作を終了する場合（ステップＳ１０５肯定）、処理回路３４は、調整後のＲＯＩに応じた撮影位置を撮影条件として設定する。なお、撮影位置を変更しない場合（ステップＳ１０２否定）、処理回路３４は、２次元Ｘ線画像データＩ１１の撮影位置をそのまま撮影条件として設定する。
【0102】
次に、処理回路３４は、操作者からの入力操作を受け付けることにより、撮影角度を変更するか否かを判定する（ステップＳ１０６）。即ち、処理回路３４は、２次元Ｘ線画像データＩ１１の撮影角度をそのまま撮影条件として用いるか否かを判定する。ここで、撮影角度を変更する場合（ステップＳ１０６肯定）、処理回路３４は、２次元Ｘ線画像データＩ１１における各位置について深度情報を付加した３次元データＤ１１を生成し（ステップＳ１０７）、撮影角度の変更操作を受け付ける（ステップＳ１０８）。次に、処理回路３４は、３次元データＤ１１を投影することにより、変更後の撮影角度で収集される回転画像データを擬似的に示した擬似画像データを生成する（ステップＳ１０９）。次に、処理回路３４は、生成した擬似画像データをディスプレイ３２に表示させる（ステップＳ１１０）。
【0103】
ここで、処理回路３４は、撮影角度の変更操作を終了するか否かを判定する（ステップＳ１１１）。ここで、撮影角度の変更操作を終了しない場合（ステップＳ１１１否定）、処理回路３４は、再度ステップＳ１０８に移行する。即ち、処理回路３４は、操作者から撮影角度の変更操作を受け付けるごとに、入力された撮影角度に応じた擬似画像データを生成してディスプレイ３２に表示させる。
【0104】
一方で、撮影角度の変更操作を終了する場合（ステップＳ１１１肯定）、処理回路３４は、変更後の撮影角度を撮影条件として設定する。なお、撮影角度を変更しない場合（ステップＳ１０６否定）、処理回路３４は、２次元Ｘ線画像データＩ１１の撮影角度をそのまま撮影条件として設定する。そして、処理回路３４は、撮影条件として設定した撮影位置及び撮影角度をＸ線診断装置１０に対して送信し（ステップＳ１１２）、処理を終了する。
【0105】
なお、図９においては、撮影位置を設定した後に撮影角度を設定するものとして説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、処理回路３４は、撮影角度を設定した後に撮影位置を設定してもよい。また、撮影位置の設定及び撮影角度の設定は、繰り返し行われてもよい。例えば、処理回路３４は、２次元Ｘ線画像データＩ１１及び撮影位置を示すＲＯＩに基づいて撮影位置の設定を行なった後、擬似画像データに基づいて撮影角度を設定し、更に、擬似画像データ及び撮影位置を示すＲＯＩに基づいて撮影位置の再設定を行なってもよい。また、３次元データＤ１１の生成（ステップＳ１０７）と、撮影角度の変更操作の受け付け（ステップＳ１０８）とを行なう順序は任意であり、並行して行なってもよい。
【0106】
上述したように、第１の実施形態によれば、取得機能３４１は、２次元Ｘ線画像データＩ１１を取得する。また、付加機能３４２は、２次元Ｘ線画像データＩ１１における各位置について深度情報を付加した３次元データＤ１１を生成する。また、生成機能３４３は、３次元データＤ１１を投影することにより、２次元Ｘ線画像データＩ１１と異なる撮影角度で収集される回転画像データを擬似的に示した擬似画像データを生成する。従って、第１の実施形態に係る医用画像処理装置３０は、被ばく量を低減しつつ、撮影条件の設定を容易にすることができる。即ち、医用画像処理装置３０は、透視像の追加収集を行なわずとも、擬似画像データによって変更後の撮影角度を直感的に理解することを可能とし、撮影角度の設定を容易にすることができる。
【0107】
また、上述したように、生成機能３４３は、３次元データＤ１１を投影することにより、擬似画像データを生成する。このため、生成機能３４３は、擬似画像データにおいて、画像の歪みを抑制することができる。例えば、深度情報に応じて２次元Ｘ線画像データＩ１１を変形させる場合、２次元Ｘ線画像データＩ１１上の部位が変形してしまったり、部位の変形に引きずられて背景が歪んでしまったりする。これに対して、擬似画像データは投影によって生成されるものであるため、このような画像の歪みは生じない。即ち、生成機能３４３は、３次元データＤ１１を投影することにより、擬似画像データにおいて画像の歪みを抑制することができる。
【0108】
（第２の実施形態）
上述した第１の実施形態では、被検体Ｐについて収集された３次元画像データ又は画素値に基づいて、２次元Ｘ線画像データにおける各位置の深度情報を推定する場合について説明した。これに対し、第２の実施形態では、深度情報を推定するように機能付けられた学習済みモデルを用いて、２次元Ｘ線画像データにおける各位置の深度情報を推定する場合について説明する。
上述した第１の実施形態では、被検体Ｐについて収集された３次元画像データ又は画素値に基づいて、２次元Ｘ線画像データにおける各位置の深度情報を推定する場合について説明した。これに対し、第２の実施形態では、深度情報を推定するように機能付けられた学習済みモデルを用いて、２次元Ｘ線画像データにおける各位置の深度情報を推定する場合について説明する。
【0109】
第２の実施形態に係る医用情報処理システム１は、図１～図２に示した第１の実施形態に係る医用情報処理システム１と比較して、医用画像処理装置３０がモデル記憶回路３５を更に有するとともに、処理回路３４がモデル生成機能３４６を更に有する点で相違する。例えば、第２の実施形態に係る医用画像処理装置３０は、図１０に示すように、入力インターフェース３１と、ディスプレイ３２と、記憶回路３３と、処理回路３４と、モデル記憶回路３５とを有する。また、第２の実施形態に係る処理回路３４は、取得機能３４１、付加機能３４２、生成機能３４３、表示制御機能３４４及び制御機能３４５に加えて、モデル生成機能３４６を更に実行する。なお、図１０は、第２の実施形態に係る医用画像処理装置３０の構成の一例を示すブロック図である。以下、第１の実施形態において説明した構成と同様の構成を有する点については図１～図２と同一の符号を付し、説明を省略する。
【0110】
まず、モデル生成機能３４６は、深度情報を推定するように機能付けられた学習済みモデルを生成して、モデル記憶回路３５に記憶させる。例えば、モデル生成機能３４６は、図１１に示すように、第１画像データと第２画像データとを用いて学習済みモデルＭ１を生成し、モデル記憶回路３５に記憶させる。なお、図１１は、第２の実施形態に係る学習済みモデルＭ１の生成処理について説明するための図である。
【0111】
図１１に示す第１画像データは、２次元で収集されたＸ線画像データである。第１画像データは、被検体Ｐから収集されたＸ線画像データであってもよいし、他の被検体から収集されたＸ線画像データであってもよい。また、第１画像データは、Ｘ線診断装置１０によって収集されたＸ線画像データであってもよいし、他の装置によって収集されたＸ線画像データであってもよい。一例を挙げると、第１画像データは、図３に示した２次元Ｘ線画像データＩ１１である。また、図１１に示す第２画像データは、第１画像データにおける各位置について深度情報を付加したデータである。例えば、取得機能３４１は、まず、Ｘ線診断装置１０によって収集された２次元Ｘ線画像データを第１画像データとして取得する。次に、付加機能３４２は、第１画像データにおける各位置について深度情報を付加することにより、第２画像データを生成する。
【0112】
一例を挙げると、付加機能３４２は、操作者から、第１画像データの各位置に深度情報を付加する操作を受け付けることにより、第２画像データを生成する。例えば、まず、表示制御機能３４４は、第１画像データをディスプレイ３２に表示させる。次に、付加機能３４２は、操作者から、第１画像データの各位置に深度情報を付加する操作を受け付ける。なお、付加機能３４２は、第１画像データの全画素について深度情報を付加する操作を受け付けてもよいし、一部の画素についてのみ深度情報を付加する操作を受け付けてもよい。一部の画素についてのみ深度情報が付加された場合、付加機能３４２は、例えば、深度情報が付加されなかった画素を背景画素とし、背景画素についてはプリセットされた深度情報を付加する。
【0113】
別の例を挙げると、付加機能３４２は、付加機能３４２は、第１画像データと同じ被検体について収集された３次元画像データに基づいて、第１画像データにおける各位置について深度情報を推定し、推定した深度情報を第１画像データの各位置に付加することで第２画像データを生成する。例えば、取得機能３４１は、第１画像データを取得した後、ネットワークＮＷを介して、画像保管装置２０から第１画像データと同じ被検体について収集された３次元画像データ（ＣＴ画像データ、ＭＲ画像データ、３次元Ｘ線画像データ等）を取得する。次に、付加機能３４２は、第１画像データと３次元画像データとを位置合わせすることで、第１画像データにおける各位置について深度情報を推定する。そして、付加機能３４２は、推定した深度情報を第１画像データの各位置に付加することで、第２画像データを生成する。
【0114】
次に、モデル生成機能３４６は、第１画像データと第２画像データとを用いて、深度情報を推定する学習済みモデルＭ１を生成する。例えば、モデル生成機能３４６は、図１１に示すように、第１画像データを入力側データとし、第２画像データを出力側データとする機械学習により、学習済みモデルＭ１を生成する。即ち、モデル生成機能３４６は、第２画像データの各位置に付加されている深度情報を正解出力とする教師付き学習により、深度情報を推定する学習済みモデルＭ１を生成する。
【0115】
図１１に示す学習済みモデルＭ１は、例えば、ニューラルネットワーク（Neural Network）により構成することができる。ニューラルネットワークとは、層状に並べた隣接層間が結合した構造を有し、情報が入力層側から出力層側に伝播するネットワークである。例えば、モデル生成機能３４６によって入力側データ（第１画像データ）が入力された場合、ニューラルネットワークにおいては、入力層側から出力層側に向かって一方向に、隣接層間でのみ結合しながら情報が伝播する。このようなニューラルネットワークは、パラメータに応じて変化する関数として表現することができる。
【0116】
例えば、モデル生成機能３４６は、第１画像データ及び第２画像データを学習データとし、多層のニューラルネットワークについて深層学習（ディープラーニング）を実行することで、学習済みモデルＭ１を生成する。なお、多層のニューラルネットワークは、例えば、入力層と、複数の中間層と、出力層とにより構成される。
【0117】
例えば、モデル生成機能３４６は、第１画像データを入力した際にニューラルネットワークが好ましい結果を出力することができるように、ニューラルネットワークのパラメータを調整する。例えば、モデル生成機能３４６は、第１画像データを入力した際のニューラルネットワークからの出力と、出力側データ（第２画像データ）との近さを表す関数（誤差関数）を用いて、ニューラルネットワークのパラメータを調整する。一例を挙げると、モデル生成機能３４６は、パラメータを変化させながら誤差関数を繰り返し算出して、誤差関数が極小となるようにパラメータを調整する。即ち、モデル生成機能３４６は、誤差関数が極小となるように、ニューラルネットワークを学習させる。これにより、モデル生成機能３４６は、深度情報を推定する学習済みモデルＭ１を生成することができる。
【0118】
なお、図１１においては、第１画像データを入力側データとし、第２画像データを出力側データとする場合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い。例えば、モデル生成機能３４６は、入力側データとして、第１画像データに基づくデータを用いてもよい。一例を挙げると、モデル生成機能３４６は、第１画像データに対する前処理（例えば、入力側データの画素数を揃えるためのリサイズ処理、空間フィルタやコンボリューションフィルタを用いた画像処理等）を実行し、前処理後の画像データを入力側データとして、学習済みモデルＭ１の生成処理を実行する。また、例えば、モデル生成機能３４６は、出力側データとして、第２画像データに基づくデータを用いてもよい。一例を挙げると、モデル生成機能３４６は、第２画像データから深度情報を抽出し、抽出した深度情報を出力側データとして、学習済みモデルＭ１の生成処理を実行する。
【0119】
また、学習済みモデルＭ１がニューラルネットワークにより構成されるものとして説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。即ち、モデル生成機能３４６は、ニューラルネットワーク以外の機械学習手法により、学習済みモデルＭ１を生成してもよい。例えば、モデル生成機能３４６は、ＳＶＭ（サポートベクターマシン）等のデータの分類を行う機械学習手法によって、深度情報を推定する学習済みモデルＭ１を生成してもよい。一例を挙げると、モデル生成機能３４６は、第１画像データを入力側データとし、分類先のクラスを深度情報の数値範囲とする。そして、モデル生成機能３４６は、第２画像データが示す深度情報が分類先のクラスに含まれるよう学習させることで、学習済みモデルＭ１を生成する。
【0120】
モデル生成機能３４６が学習済みモデルＭ１をモデル記憶回路３５に記憶させた後、取得機能３４１は、Ｘ線診断装置１０から被検体Ｐの２次元Ｘ線画像データを取得する。以下、取得機能３４１が取得した２次元Ｘ線画像データの例として、２次元Ｘ線画像データＩ２１について説明する。２次元Ｘ線画像データＩ２１は、例えば、ＬＩＨである。
【0121】
次に、表示制御機能３４４は、２次元Ｘ線画像データＩ２１をディスプレイ３２に表示させる。ここで、２次元Ｘ線画像データＩ２１を参照した操作者は、入力インターフェース３１を介して、撮影角度の変更操作を入力することができる。なお、以下では、２次元Ｘ線画像データＩ２１の撮影角度を、撮影角度Ｗ２１と記載する。また、以下では、操作者による変更後の撮影角度を、撮影角度Ｗ２２と記載する。例えば、変更後の撮影角度Ｗ２２は、撮影角度Ｗ２１から角度「θ２」だけ変更された角度である。また、以下では、撮影角度Ｗ２２で収集されるＸ線画像データを、回転画像データＩ２２と記載する。
【0122】
また、付加機能３４２は、２次元Ｘ線画像データＩ２１における各位置について深度情報を付加した３次元データＤ２１を生成する。例えば、付加機能３４２は、図１２に示すように、２次元Ｘ線画像データＩ２１を学習済みモデルＭ１に入力することで２次元Ｘ線画像データＩ２１における各位置について深度情報を推定させ、推定させた深度情報を２次元Ｘ線画像データＩ２１の各位置に付加することで、３次元データＤ２１を生成する。なお、図１２は、第２の実施形態に係る学習済みモデルＭ１を用いた処理について説明するための図である。３次元データＤ２１の生成は、操作者による撮影角度の変更操作がある前に行なってもよいし、撮影角度の変更操作があった後に行なってもよい。
【0123】
次に、生成機能３４３は、３次元データＤ２１を投影することにより、回転画像データＩ２２を擬似的に示した擬似画像データＩ２３を生成する。また、表示制御機能３４４は、生成された擬似画像データＩ２３をディスプレイ３２に表示させる。ここで、擬似画像データＩ２３は、２次元Ｘ線画像データＩ２１における各位置の深度情報を考慮して生成されたものであり、回転画像データＩ２２を十分に近似した画像となる。従って、擬似画像データＩ２３を参照した操作者は、変更後の撮影角度Ｗ２２を直感的に理解し、変更後の撮影角度Ｗ２２が適切であるか否かを容易に判断することができる。例えば、変更後の撮影角度Ｗ２２が適切でないと判断した場合、操作者は、再度、撮影角度の変更操作を行なう。
【0124】
一方で、変更後の撮影角度Ｗ２２が適切であると判断した場合、操作者は、撮影角度Ｗ２２を撮影条件とする旨の入力操作を行なう。この場合、制御機能３４５は、撮影角度Ｗ２２を撮影条件として設定し、設定した撮影条件をＸ線診断装置１０に対して送信する。また、Ｘ線診断装置１０は、医用画像処理装置３０から受け付けた撮影条件に基づいて、２次元Ｘ線画像データの収集を実行する。即ち、Ｘ線診断装置１０は、回転画像データＩ２２の収集を実行する。
【0125】
ここで、モデル生成機能３４６は、Ｘ線診断装置１０により収集された回転画像データＩ２２に基づいて、再度、学習済みモデルＭ１を生成することができる。即ち、モデル生成機能３４６は、収集された回転画像データＩ２２に基づいて、学習済みモデルＭ１を更新することができる。
【0126】
例えば、Ｘ線診断装置１０により回転画像データＩ２２が収集された後、付加機能３４２は、図１２に示すように、回転画像データＩ２２に基づいて３次元データＤ２１を補正する。一例を挙げると、付加機能３４２は、回転画像データＩ２２を逆投影して生成した３次元データと３次元データＤ２１との不整合を解消するように、３次元データＤ２１を補正する。別の例を挙げると、付加機能３４２は、３次元データＤ２１を投影して生成した２次元データ（擬似画像データＩ２３等）と回転画像データＩ２２との不整合を解消するように、３次元データＤ２１を補正する。以下では、回転画像データＩ２２に基づいて補正された３次元データＤ２１を、３次元データＤ２１’とも記載する。
【0127】
なお、３次元データＤ２１の補正とは、例えば、深度情報の補正である。即ち、付加機能３４２は、回転画像データＩ２２に基づいて、２次元Ｘ線画像データＩ２１における各位置について付加された深度情報を補正することで、補正後の３次元データＤ２１’を生成する。別の例を挙げると、３次元データＤ２１の補正とは、画像変形処理である。即ち、３次元データＤ２１が３次元画像データである場合において、付加機能３４２は、回転画像データＩ２２に基づいて３次元データＤ２１を変形させることで、補正後の３次元データＤ２１’を生成する。
【0128】
次に、モデル生成機能３４６は、図１３に示すように、２次元Ｘ線画像データＩ２１と、補正後の３次元データＤ２１’とを用いて、学習済みモデルＭ１を生成する。なお、図１３は、第２の実施形態に係る学習済みモデルＭ１の生成処理について説明するための図である。即ち、モデル生成機能３４６は、２次元Ｘ線画像データＩ２１を第１画像データとし、補正後の３次元データＤ２１’を第２画像データとして用いて、学習済みモデルＭ１を生成する。これにより、モデル生成機能３４６は、学習済みモデルＭ１による深度情報推定の精度を向上させることができる。
【0129】
次に、医用画像処理装置３０による処理の手順の一例を、図１４を用いて説明する。図１４は、第２の実施形態に係る医用画像処理装置３０の処理の一連の流れを説明するためのフローチャートである。ステップＳ２０１及びステップＳ２１４は、取得機能３４１に対応するステップである。ステップＳ２０７、ステップＳ２０８及びステップＳ２１５は、付加機能３４２に対応するステップである。ステップＳ２１０は、生成機能３４３に対応するステップである。ステップＳ２０３及びステップＳ２１１は、表示制御機能３４４に対応するステップである。ステップＳ２０２、ステップＳ２０４、ステップＳ２０５、ステップＳ２０６、ステップＳ２０９、ステップＳ２１２及びステップＳ２１３は、制御機能３４５に対応するステップである。ステップＳ２１６は、モデル生成機能３４６に対応するステップである。
【0130】
まず、処理回路３４は、Ｘ線診断装置１０から、２次元Ｘ線画像データＩ２１を取得する（ステップＳ２０１）。次に、処理回路３４は、操作者からの入力操作を受け付けることにより、撮影位置を変更するか否かを判定する（ステップＳ２０２）。即ち、処理回路３４は、２次元Ｘ線画像データＩ２１の撮影位置をそのまま撮影条件として用いるか否かを判定する。ここで、撮影位置を変更する場合（ステップＳ２０２肯定）、処理回路３４は、２次元Ｘ線画像データＩ２１、及び、撮影位置を示すＲＯＩをディスプレイ３２に表示させる（ステップＳ２０３）。次に、処理回路３４は、操作者から、２次元Ｘ線画像データＩ２１上のＲＯＩを調整する操作を受け付ける（ステップＳ２０４）。
【0131】
次に、処理回路３４は、撮影位置の変更操作を終了するか否かを判定する（ステップＳ２０５）。ここで、撮影位置の変更操作を終了しない場合（ステップＳ２０５否定）、処理回路３４は、再度ステップＳ２０３に移行する。一方で、撮影位置の変更操作を終了する場合（ステップＳ２０５肯定）、処理回路３４は、調整後のＲＯＩに応じた撮影位置を撮影条件として設定する。なお、撮影位置を変更しない場合（ステップＳ２０２否定）、処理回路３４は、２次元Ｘ線画像データＩ２１の撮影位置をそのまま撮影条件として設定する。
【0132】
次に、処理回路３４は、操作者からの入力操作を受け付けることにより、撮影角度を変更するか否かを判定する（ステップＳ２０６）。即ち、処理回路３４は、２次元Ｘ線画像データＩ２１の撮影角度をそのまま撮影条件として用いるか否かを判定する。ここで、撮影角度を変更する場合（ステップＳ２０６肯定）、処理回路３４は、２次元Ｘ線画像データＩ２１を学習済みモデルＭ１に入力し（ステップＳ２０７）、３次元データＤ２１を生成する（ステップＳ２０８）。
【0133】
次に、処理回路３４は、撮影角度の変更操作を受け付ける（ステップＳ２０９）。次に、処理回路３４は、３次元データＤ２１を投影することにより、変更後の撮影角度で収集される回転画像データＩ２２を擬似的に示した擬似画像データを生成する（ステップＳ２１０）。次に、処理回路３４は、生成した擬似画像データをディスプレイ３２に表示させる（ステップＳ２１１）。
【0134】
ここで、処理回路３４は、撮影角度の変更操作を終了するか否かを判定する（ステップＳ２１２）。ここで、撮影角度の変更操作を終了しない場合（ステップＳ２１２否定）、処理回路３４は、再度ステップＳ２０９に移行する。一方で、撮影角度の変更操作を終了する場合（ステップＳ２１２肯定）、処理回路３４は、変更後の撮影角度を撮影条件として設定する。なお、撮影角度を変更しない場合（ステップＳ２０６否定）、処理回路３４は、２次元Ｘ線画像データＩ２１の撮影角度をそのまま撮影条件として設定する。次に、処理回路３４は、撮影条件として設定した撮影位置及び撮影角度をＸ線診断装置１０に対して送信する（ステップＳ２１３）。
【0135】
次に、処理回路３４は、回転画像データＩ２２を取得したか否かを判定する（ステップＳ２１４）。即ち、処理回路３４は、ステップＳ２１３において送信した撮影条件に基づく撮影が実行されたか否かを判定する。ここで、回転画像データＩ２２を取得した場合（ステップＳ２１４肯定）、処理回路３４は、回転画像データＩ２２に基づいて３次元データＤ２１を補正する（ステップＳ２１５）。次に、処理回路３４は、補正後の３次元データＤ２１’に基づいて学習済みモデルＭ１を更新し（ステップＳ２１６）、処理を終了する。例えば、処理回路３４は、２次元Ｘ線画像データＩ２１を第１画像データとし、補正後の３次元データＤ２１’を第２画像データとして用いて、学習済みモデルＭ１を更新する。また、ステップＳ２１３において送信した撮影条件と異なる撮影条件で撮影が実行された場合や、撮影が実行されなかった場合、処理回路３４は、回転画像データＩ２２を取得しなかったと判定して（ステップＳ２１４否定）、処理を終了する。
【0136】
上述したように、第２の実施形態によれば、モデル記憶回路３５は、深度情報を推定するように機能付けられた学習済みモデルＭ１を記憶する。また、付加機能３４２は、２次元Ｘ線画像データＩ２１を学習済みモデルＭ１に入力することで、２次元Ｘ線画像データＩ２１における各位置について深度情報を推定させ、推定させた深度情報を２次元Ｘ線画像データの各位置に付加することで、３次元データＤ２１を生成する。また、生成機能３４３は、学習済みモデルＭ１に基づく３次元データＤ２１を投影することにより、回転画像データＩ２２を擬似的に示した擬似画像データを生成する。従って、第２の実施形態に係る医用画像処理装置３０は、被ばく量を低減しつつ、撮影条件の設定を容易にすることができる。即ち、医用画像処理装置３０は、透視像の追加収集を行なわずとも、擬似画像データによって変更後の撮影角度を直感的に理解することを可能とし、撮影角度の設定を容易にすることができる。
【0137】
また、付加機能３４２は、Ｘ線診断装置１０によって収集された回転画像データＩ２２に基づいて、３次元データＤ２１を補正する。また、モデル生成機能３４６は、２次元Ｘ線画像データＩ２１を第１画像データとし、補正後の３次元データＤ２１’を第２画像データとして用いて、学習済みモデルＭ１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３０は、３次元データＤ２１の生成及び回転画像データＩ２２の収集が行われる毎に、学習済みモデルＭ１の学習データを収集することができる。そして、医用画像処理装置３０は、新たに収集した学習データに基づいて学習済みモデルＭ１を更新し、深度情報推定の精度を向上させることができる。即ち、医用画像処理装置３０は、撮影条件の設定及び撮影が実行されるごとに学習済みモデルＭ１を更新し、深度情報推定の精度を次第に向上させることができる。
【0138】
（第３の実施形態）
上述した第１～第２の実施形態では、擬似画像データによって撮影角度の設定を容易にすることについて説明した。これに対し、第３の実施形態では、撮影角度の設定に加えて、或いは撮影角度の設定に代えて、撮影位置の設定を容易にすることについて説明する。
上述した第１～第２の実施形態では、擬似画像データによって撮影角度の設定を容易にすることについて説明した。これに対し、第３の実施形態では、撮影角度の設定に加えて、或いは撮影角度の設定に代えて、撮影位置の設定を容易にすることについて説明する。
【0139】
第２の実施形態に係る医用情報処理システム１は、図１、図２及び図１０に示した第１の実施形態に係る医用情報処理システム１と比較して、医用画像処理装置３０がマップ記憶回路３６を更に有するとともに、処理回路３４がマップ生成機能３４７を更に有する点で相違する。例えば、第２の実施形態に係る医用画像処理装置３０は、図１５に示すように、入力インターフェース３１と、ディスプレイ３２と、記憶回路３３と、処理回路３４と、モデル記憶回路３５と、マップ記憶回路３６とを有する。また、第２の実施形態に係る処理回路３４は、取得機能３４１、付加機能３４２、生成機能３４３、表示制御機能３４４、制御機能３４５及びモデル生成機能３４６に加えて、マップ生成機能３４７を更に実行する。なお、図１５は、第３の実施形態に係る医用画像処理装置３０の構成の一例を示すブロック図である。以下、第１～第２の実施形態において説明した構成と同様の構成を有する点については図１、図２及び図１０と同一の符号を付し、説明を省略する。
【0140】
まず、マップ生成機能３４７は、被検体Ｐについて収集されたＸ線画像データを３次元空間上に登録した被検体マップを生成して、マップ記憶回路３６に記憶させる。以下、図１６を用いて、被検体マップについて説明する。図１６は、第３の実施形態に係る被検体マップの一例を示す図である。
【0141】
図１６に示す被検体モデルＰ’は、被検体Ｐを示す３次元のモデルデータである。例えば、マップ生成機能３４７は、事前に生成された複数のモデルデータの中から、被検体Ｐの体型に応じたモデルデータを被検体モデルＰ’として取得する。なお、複数のモデルデータは、例えば、体格に関わるパラメータ（年齢や性別、体重、身長など）の組み合わせごとに、標準的な体格を有する人体について実際に３次元画像データを収集することにより生成される。複数のモデルデータは、記憶回路３３が記憶してもよいし、ネットワークＮＷを介して医用画像処理装置３０と接続された他の装置が記憶してもよい。
【0142】
マップ生成機能３４７は、Ｘ線画像データを被検体モデルＰ’上に登録することによって被検体マップを生成する。即ち、マップ生成機能３４７は、Ｘ線画像データを３次元空間上に登録することによって被検体マップを生成する。具体的には、マップ生成機能３４７は、Ｘ線画像データを撮影位置及び撮影角度に応じて被検体モデルＰ’上に登録することで、被検体マップを生成する。なお、図１６に示すＸ線画像データＩ３４ａ、Ｘ線画像データＩ３４ｂ、Ｘ線画像データＩ３４ｃ、Ｘ線画像データＩ３４ｄ、Ｘ線画像データＩ３４ｅ、Ｘ線画像データＩ３４ｆ、Ｘ線画像データＩ３４ｇ、Ｘ線画像データＩ３４ｈ、Ｘ線画像データＩ３４ｉ、Ｘ線画像データＩ３４ｊ、Ｘ線画像データＩ３４ｋ、Ｘ線画像データＩ３４ｌ、Ｘ線画像データＩ３４ｍ及びＸ線画像データＩ３４ｎは、いずれも、被検体Ｐから収集されたＸ線画像データである。即ち、マップ生成機能３４７は、同じ被検体Ｐについて収集されたＸ線画像データを撮影位置及び撮影角度に応じて被検体モデルＰ’上に登録することで、被検体マップを生成する。
【0143】
例えば、Ｘ線画像データＩ３４ａ、Ｘ線画像データＩ３４ｂ、Ｘ線画像データＩ３４ｃ、Ｘ線画像データＩ３４ｄ、Ｘ線画像データＩ３４ｇ、Ｘ線画像データＩ３４ｋ及びＸ線画像データＩ３４ｍは、撮影角度が「＋Ｚ方向」の２次元Ｘ線画像データである。また、Ｘ線画像データＩ３４ｅ及びＸ線画像データＩ３４ｆは、撮影角度が「－Ｘ方向」の２次元Ｘ線画像データである。また、Ｘ線画像データＩ３４ｈ、Ｘ線画像データＩ３４ｉ、Ｘ線画像データＩ３４ｊ及びＸ線画像データＩ３４ｌは、撮影角度が「＋Ｘ方向」の２次元Ｘ線画像データである。マップ生成機能３４７は、これら複数の２次元Ｘ線画像データを、各２次元Ｘ線画像データの撮影位置及び撮影角度に応じて被検体モデルＰ’上に登録する。
【0144】
また、Ｘ線画像データＩ３４ｎは、被検体Ｐの頭部について収集された３次元Ｘ線画像データである。マップ生成機能３４７は、３次元Ｘ線画像データであるＸ線画像データＩ３４ｎを、撮影位置及び撮影角度に応じて被検体モデルＰ’上に登録する。例えば、マップ生成機能３４７は、被検体モデルＰ’とＸ線画像データＩ３４ｎとを３次元で位置合わせした状態において、Ｘ線画像データＩ３４ｎを被検体モデルＰ’上に登録する。
【0145】
また、マップ生成機能３４７は、図示しないＸ線画像データが新たに収集された場合、新たに収集されたＸ線画像データを撮影位置及び撮影角度に応じて被検体モデルＰ’上に登録することで、被検体マップを更新する。例えば、マップ生成機能３４７は、２次元Ｘ線画像データＩ１１や２次元Ｘ線画像データＩ２１等のＸ線画像データを、各Ｘ線画像データの撮影位置及び撮影角度に応じて被検体モデルＰ’上に登録することで、被検体マップを更新する。
【0146】
なお、マップ生成機能３４７は、３次元Ｘ線画像データの生成に必要な２次元Ｘ線画像データが得られた場合、３次元Ｘ線画像データを生成してもよい。具体的には、マップ生成機能３４７は、撮影位置が同じであり且つ撮影角度が異なる複数の２次元Ｘ線画像データに基づいて、３次元Ｘ線画像データを生成してもよい。例えば、図１６に示すＸ線画像データＩ３４ｄ、Ｘ線画像データＩ３４ｅ、Ｘ線画像データＩ３４ｆ、Ｘ線画像データＩ３４ｇ、Ｘ線画像データＩ３４ｈ、Ｘ線画像データＩ３４ｉ及びＸ線画像データＩ３４ｊは、いずれも被検体Ｐの大腿の２次元Ｘ線画像データであり、且つ、撮影角度が異なっている。従って、マップ生成機能３４７は、これら複数の２次元Ｘ線画像データに基づいて、被検体Ｐの大腿の３次元Ｘ線画像データを生成することができる。例えば、マップ生成機能３４７は、撮影角度が異なる少なくとも２つの２次元Ｘ線画像データに現れた部位（骨や臓器、血管等）の３次元空間における位置をエピポーララインに基づいて特定することにより、３次元Ｘ線画像データを生成する。そして、マップ生成機能３４７は、生成した３次元Ｘ線画像データを被検体モデルＰ’上に登録することで、被検体マップを更新する。なお、マップ生成機能３４７は、生成した３次元Ｘ線画像データを追加的に被検体モデルＰ’上に登録してもよいし、複数の２次元Ｘ線画像データに代えて被検体モデルＰ’上に登録してもよい。
【0147】
また、マップ生成機能３４７は、撮影位置が同じ複数の２次元Ｘ線画像データが得られた場合、差分画像データを生成してもよい。例えば、図１６に示すＸ線画像データＩ３４ａとＸ線画像データＩ３４ｂとは、いずれも被検体Ｐの胸部の２次元Ｘ線画像データであって重複しており、且つ、撮影角度も同じである。従って、マップ生成機能３４７は、これら複数の２次元Ｘ線画像データの重複部分について、差分画像データを生成することができる。例えば、Ｘ線画像データＩ３４ａに医療デバイスが現れており、且つ、Ｘ線画像データＩ３４ｂに医療デバイスが現れていない場合、マップ生成機能３４７は、これら複数の２次元Ｘ線画像データを差分することにより、医療デバイスを除去した差分画像データを生成することができる。なお、医療デバイスとは、例えば、カテーテルやガイドワイヤ等の体内で操作されるデバイスであってもよいし、ステントやペースメーカー等の体内に留置されるデバイスであってもよい。そして、マップ生成機能３４７は、生成した差分画像データを被検体モデルＰ’上に登録することで、被検体マップを更新する。なお、マップ生成機能３４７は、生成した差分画像データを追加的に被検体モデルＰ’上に登録してもよいし、複数の２次元Ｘ線画像データに代えて被検体モデルＰ’上に登録してもよい。
【0148】
また、マップ生成機能３４７は、複数のＸ線画像データが重なる部分が滑らかに繋がるように、被検体マップを更新してもよい。例えば、Ｘ線画像データＩ３４ｂが被検体モデルＰ’上に既に登録されており、Ｘ線画像データＩ３４ｃを新たに登録する場合において、マップ生成機能３４７は、Ｘ線画像データＩ３４ｂとＸ線画像データＩ３４ｃとが滑らかに繋がるように、被検体マップを更新する。例えば、マップ生成機能３４７は、平均の画素値やコントラストがＸ線画像データＩ３４ｂと一致するように、Ｘ線画像データＩ３４ｃに対して画像処理を行なう。また、例えば、マップ生成機能３４７は、Ｘ線画像データＩ３４ｃを登録した後、Ｘ線画像データＩ３４ｂとＸ線画像データＩ３４ｃとが重なる部分に生じる境界線（即ち、Ｘ線画像データＩ３４ｂ又はＸ線画像データＩ３４ｃの輪郭線）を暈すように画素処理を施す。一例を挙げると、マップ生成機能３４７は、Ｘ線画像データＩ３４ｂとＸ線画像データＩ３４ｃとが重なる部分について、ガウシアンフィルタを用いた画像処理を実行する。
【0149】
以上、第３の実施形態に係る被検体マップについて説明した。第３の実施形態に係る医用画像処理装置３０は、かかる被検体マップを用いて、被ばく量を低減しつつ、撮影条件の設定をより容易にする。
【0150】
まず、被検体マップを用いた撮影位置の設定について、図１７を用いて説明する。図１７は、第３の実施形態に係る撮影条件の設定の一例を示す図である。まず、取得機能３４１は、Ｘ線診断装置１０から、被検体Ｐの２次元Ｘ線画像データを取得する。以下、被検体Ｐの２次元Ｘ線画像データの例として、図１７に示す２次元Ｘ線画像データＩ３１について説明する。２次元Ｘ線画像データＩ３１は、例えば、ＬＩＨである。
【0151】
次に、表示制御機能３４４は、２次元Ｘ線画像データＩ３１をディスプレイ３２に表示させる。ここで、制御機能３４５は、操作者からの入力操作に基づいて、撮影位置を変更するか否かを判定する。即ち、制御機能３４５は、２次元Ｘ線画像データＩ３１の撮影位置をそのまま撮影条件として用いるか否かを判定する。ここで、撮影位置を変更する場合、表示制御機能３４４は、図１６に示すように、被検体マップに基づいて２次元Ｘ線画像データＩ３１を拡張した拡張画像データＩ３１’をディスプレイ３２に表示させる。
【0152】
例えば、２次元Ｘ線画像データＩ３１の撮影角度が「＋Ｚ方向」であり且つ撮影位置が被検体Ｐの大腿である場合、表示制御機能３４４は、図１６に示したＸ線画像データＩ３４ｄ及びＸ線画像データＩ３４ｇに基づいて、２次元Ｘ線画像データＩ３１を拡張することができる。一例を挙げると、表示制御機能３４４は、Ｘ線画像データＩ３４ｄ及びＸ線画像データＩ３４ｇから、２次元Ｘ線画像データＩ３１の周辺領域に対応する領域を切り出し、切り出した領域を２次元Ｘ線画像データＩ３１の周辺領域に配置することで、２次元Ｘ線画像データＩ３１を拡張する。別の例を挙げると、表示制御機能３４４は、２次元Ｘ線画像データＩ３１に対してＸ線画像データＩ３４ｄ及びＸ線画像データＩ３４ｇを合成することで、２次元Ｘ線画像データＩ３１を拡張する。そして、表示制御機能３４４は、拡張画像データＩ３１’をディスプレイ３２に表示させる。また、表示制御機能３４４は、拡張画像データＩ３１’上に、撮影位置を示すＲＯＩを表示させる。
【0153】
次に、操作者は、検査対象部位を観察しやすいように拡張画像データＩ３１’上のＲＯＩを調整することで、撮影位置の設定を行なう。ここで、拡張画像データＩ３１’は２次元Ｘ線画像データＩ３１より広い範囲を示すものである。例えば、図１７に示すように、拡張画像データＩ３１’上には、部位Ａ１及び部位Ａ２に加えて、２次元Ｘ線画像データＩ３１上には現れていなかった部位Ａ３が現れている。従って、拡張画像データＩ３１’上で撮影位置の設定を行なう場合、操作者は、２次元Ｘ線画像データＩ３１上で撮影位置の設定を行なう場合と比較して、より高い自由度で撮影位置の設定を行なうことができる。例えば、部位Ａ３が検査対象部位である場合、操作者は、ＲＯＩに部位Ａ３が含まれるように拡張画像データＩ３１’上でＲＯＩを移動させることで、部位Ａ３を観察しやすいように撮影位置の設定を行なうことができる。そして、制御機能３４５は、操作者による調整後のＲＯＩが示す撮影位置を撮影条件として設定し、設定した撮影条件をＸ線診断装置１０に対して送信する。
【0154】
図１７に示したように、第３の実施形態に係る医用画像処理装置３０は、被検体マップに基づいて２次元Ｘ線画像データＩ３１を拡張することにより、２次元Ｘ線画像データＩ３１に含まれない位置を含む拡張画像データＩ３１’を生成する。そして、操作者は、拡張画像データＩ３１’上のＲＯＩを調整することで、直感的に撮影位置の設定を行なうことができる。また、操作者が拡張画像データＩ３１’上のＲＯＩを調整している間はＸ線透視の必要がないため、Ｘ線透視のみによって撮影位置を設定する場合と比較して、被ばく量を低減することができる。
【0155】
次に、被検体マップを用いた撮影角度の設定について説明する。例えば、制御機能３４５は、２次元Ｘ線画像データＩ３１又は拡張画像データＩ３１’を参照した操作者からの入力操作に基づいて、撮影角度を変更するか否かを判定する。即ち、制御機能３４５は、２次元Ｘ線画像データＩ３１の撮影角度をそのまま撮影条件として用いるか否かを判定する。ここで、撮影角度を変更する場合、付加機能３４２は、２次元Ｘ線画像データＩ３１における各位置について深度情報を付加した３次元データＤ３１を生成する。
【0156】
例えば、付加機能３４２は、２次元Ｘ線画像データＩ３１と同じ被検体Ｐについて収集された３次元画像データに基づいて、２次元Ｘ線画像データＩ３１における各位置について深度情報を推定し、推定した深度情報を２次元Ｘ線画像データＩ３１の各位置に付加することで３次元データＤ３１を生成する。別の例を挙げると、付加機能３４２は、２次元Ｘ線画像データＩ３１における各位置について、画素値に基づいて深度情報を推定し、推定した深度情報を２次元Ｘ線画像データＩ３１の各位置に付加することで３次元データＤ３１を生成する。別の例を挙げると、付加機能３４２は、モデル記憶回路３５から学習済みモデルＭ１を読み出し、２次元Ｘ線画像データＩ３１を学習済みモデルＭ１に入力することで２次元Ｘ線画像データＩ３１における各位置について深度情報を推定させ、推定させた深度情報を２次元Ｘ線画像データＩ３１の各位置に付加することで３次元データＤ３１を生成する。
【0157】
或いは、付加機能３４２は、マップ記憶回路３６から被検体マップを読み出し、被検体マップに基づいて２次元Ｘ線画像データＩ３１における各位置について深度情報を推定し、推定した深度情報を２次元Ｘ線画像データＩ３１の各位置に付加することで３次元データＤ３１を生成する。例えば、付加機能３４２は、２次元Ｘ線画像データＩ３１と、被検体マップに登録された３次元Ｘ線画像データとを位置合わせすることで、２次元Ｘ線画像データＩ３１における各位置について深度情報を推定する。一例を挙げると、２次元Ｘ線画像データＩ３１の撮影位置が被検体Ｐの頭部である場合、付加機能３４２は、２次元Ｘ線画像データＩ３１と、図１６に示したＸ線画像データＩ３４ｎとを位置合わせすることで、２次元Ｘ線画像データＩ３１における各位置について深度情報を推定する。
【0158】
別の例を挙げると、付加機能３４２は、２次元Ｘ線画像データＩ３１と、被検体マップに登録された２次元Ｘ線画像データとを比較することで、２次元Ｘ線画像データＩ３１における各位置について深度情報を推定する。例えば、付加機能３４２は、まず、被検体マップに登録された２次元Ｘ線画像データのうち、２次元Ｘ線画像データＩ３１と撮影位置が同じであり且つ撮影角度が異なる２次元Ｘ線画像データを特定する。そして、付加機能３４２は、特定した２次元Ｘ線画像データと、２次元Ｘ線画像データＩ３１とのそれぞれに現れた部位の３次元空間における位置をエピポーララインに基づいて特定することにより、２次元Ｘ線画像データＩ３１における各位置について深度情報を推定する。
【0159】
また、制御機能３４５は、操作者から撮影角度の変更操作を受け付ける。なお、３次元データＤ３１の生成は、操作者による撮影角度の変更操作がある前に行なってもよいし、撮影角度の変更操作があった後に行なってもよい。以下では、２次元Ｘ線画像データＩ３１の撮影角度を、撮影角度Ｗ３１と記載する。また、以下では、操作者による変更後の撮影角度を、撮影角度Ｗ３２と記載する。例えば、変更後の撮影角度Ｗ３２は、撮影角度Ｗ３１から角度「θ３」だけ変更された角度である。また、以下では、撮影角度Ｗ３２で収集されるＸ線画像データを、回転画像データＩ３２と記載する。
【0160】
次に、付加機能３４２は、被検体マップに基づいて３次元データＤ３１を拡張し、生成機能３４３は、拡張後の３次元データＤ３１を投影することにより、回転画像データＩ３２を擬似的に示した擬似画像データＩ３３ａを生成する。以下、擬似画像データＩ３３ａの生成処理について、図１８を用いて説明する。図１８は、第３の実施形態に係る擬似画像データＩ３３ａの生成処理の一例を示す図である。なお、図１８においては、アイソセンターに対応する点が３次元データＤ３１の外部領域に位置しているものとして説明する。即ち、図１８においては軸ｙ’が３次元データＤ３１を通らないものとして説明する。
【0161】
図１８に示すように、付加機能３４２は、被検体マップに基づいて３次元データＤ１１を拡張することで、拡張３次元データＤ３１’を生成する。例えば、付加機能３４２は、まず、被検体マップに基づいて２次元Ｘ線画像データＩ３１を拡張する。そして、付加機能３４２は、２次元Ｘ線画像データＩ３１における各位置に加え、拡張した領域の各位置について深度情報を付加することで、３次元データＤ１１を拡張する。即ち、付加機能３４２は、被検体マップに基づいて、２次元Ｘ線画像データＩ３１を拡張した拡張画像データＩ３１’を生成し、拡張画像データＩ３１’における各位置について深度情報を付加することで、拡張３次元データＤ３１’を生成する。
【0162】
次に、付加機能３４２は、図１８に示すように、拡張３次元データＤ３１’を角度「θ３」だけ回転させる。例えば、生成機能３４３は、基準座標系における拡張３次元データＤ３１’の位置に基づき、拡張３次元データＤ３１’において、実空間におけるアイソセンターに対応する点を特定する。次に、生成機能３４３は、アイソセンターを通る軸ｙ’を回転軸として、拡張３次元データＤ３１’を角度「θ３」だけ回転させる。即ち、生成機能３４３は、アイソセンターに対応する点まわりに、拡張３次元データＤ３１’を角度「θ３」だけ回転させる。なお、図１８においては、アイソセンターに対応する点が拡張３次元データＤ３１’の外部領域に位置しているため、アイソセンターに対応する点まわりに拡張３次元データＤ３１’を回転させる際、拡張３次元データＤ３１’は、アイソセンターに対応する点を中心とする円軌道に沿って移動する。
【0163】
次に、生成機能３４３は、回転後の拡張３次元データＤ３１’をＸＹ平面上に投影することで、擬似画像データＩ３３ａを生成する。また、表示制御機能３４４は、生成機能３４３が生成した擬似画像データＩ３３ａをディスプレイ３２に表示させる。これにより、操作者は、変更後の撮影角度Ｗ３２を直感的に理解し、変更後の撮影角度Ｗ３２が適切であるか否かを容易に判断することができる。例えば、変更後の撮影角度Ｗ３２が適切でないと判断した場合、操作者は、再度、撮影角度の変更操作を行なう。一方で、変更後の撮影角度Ｗ３２が適切であると判断した場合、操作者は、撮影角度Ｗ３２を撮影条件とする旨の入力操作を行なう。この場合、制御機能３４５は、撮影角度Ｗ３２を撮影条件として設定し、設定した撮影条件をＸ線診断装置１０に対して送信する。
【0164】
なお、図１８に示したように、アイソセンターに対応する点まわりに拡張３次元データＤ３１’を回転させる際、拡張３次元データＤ３１’は、アイソセンターに対応する点を中心とする円軌道に沿って＋Ｘ方向に移動する。このため、擬似画像データＩ３３ａにおいては、２次元Ｘ線画像データＩ３１と比較して部位Ａ１や部位Ａ２等の各部位が全体的に＋Ｘ方向に移動している。しかしながら、擬似画像データＩ３３ａは、被検体マップに基づいて拡張された拡張３次元データＤ３１’に基づいて生成されたものであるため、このような＋Ｘ方向への移動を補完することができる。
【0165】
例えば、被検体マップに基づく拡張を行なっていない状態の３次元データＤ３１を投影することによって擬似画像データＩ３３ｂを生成した場合、擬似画像データＩ３３ｂが示す範囲は、擬似画像データＩ３３ａよりも狭いものとなる。例えば、擬似画像データＩ３３ｂが示す範囲は、図１８に示す領域ＲＩに対応する範囲のみとなる。そして、擬似画像データＩ３３ｂにおいては、図１８に示すように、部位Ａ２の一部が画像の範囲外に出てしまう場合がある。即ち、擬似画像データＩ３３ｂにおいては、２次元Ｘ線画像データＩ３１と比較して部位Ａ２が＋Ｘ方向に移動したことにより、部位Ａ２の一部を表わすことができなくなる場合がある。これに対し、擬似画像データＩ３３ａは、部位Ａ２の＋Ｘ方向への移動を許容して、部位Ａ２の全体を表わすことができる。
【0166】
なお、撮影位置を変更しない場合、撮影角度Ｗ３２で収集される回転画像データＩ３２が示す範囲は、図１８に示す領域ＲＩに対応する範囲となる。表示制御機能３４４は、擬似画像データＩ３３ａ上に領域ＲＩを表示することで、収集される回転画像データＩ３２において部位Ａ２の一部が画像の範囲外に出てしまうことを操作者に示すことができる。ここで、制御機能３４５は、擬似画像データＩ３３ａ及び領域ＲＩを参照した操作者から、撮影位置の変更操作を受け付けてもよい。例えば、表示制御機能３４４は、擬似画像データＩ３３ａ上の領域ＲＩを、撮影位置を示すＲＯＩとして表示させる。次に、操作者は、検査対象部位を観察しやすいように擬似画像データＩ３３ａ上のＲＯＩを調整する。例えば、操作者は、部位Ａ１及び部位Ａ２の全体を含むように擬似画像データＩ３３ａ上のＲＯＩを調整する。そして、制御機能３４５は、調整後のＲＯＩが示す撮影位置を撮影条件として設定し、設定した撮影条件をＸ線診断装置１０に対して送信する。
【0167】
上述したように、第３の実施形態によれば、マップ記憶回路３６は、同じ被検体について収集されたＸ線画像データを撮影位置及び撮影角度に応じて３次元空間上に登録した被検体マップを記憶する。また、マップ生成部は、新たに収集されたＸ線画像データを撮影位置及び撮影角度に応じて３次元空間上に登録することで、マップ記憶回路３６が記憶する被検体マップを更新する。従って、第３の実施形態に係る医用画像処理装置３０は、被ばく量を低減しつつ、撮影位置の設定を容易にすることができる。例えば、医用画像処理装置３０は、２次元Ｘ線画像データＩ３１を表示する際、被検体マップに基づいて２次元Ｘ線画像データＩ３１に含まれない位置をも表示することができる。即ち、医用画像処理装置３０は、過去に撮影された位置については新たに撮影を行なわずとも被検体マップに基づいて表示を行なうことができるため、被ばく量を低減しつつ撮影位置の設定を容易にすることができる。
【0168】
また、上述したように、第３の実施形態によれば、付加機能３４２は、被検体マップに基づいて３次元データＤ３１を拡張する。また、生成機能３４３は、拡張後の拡張３次元データＤ３１’を投影することにより、回転画像データＩ３２を擬似的に示した擬似画像データＩ３３ａを生成する。従って、第３の実施形態に係る医用画像処理装置３０は、被ばく量を低減しつつ、撮影角度の設定をより容易にすることができる。即ち、アイソセンターの位置によっては、アイソセンターに対応する点を中心とする円軌道に沿って３次元データＤ３１が移動してしまう。これは、アイソセンターの位置によっては、Ｃアーム１０５の回転によって撮影位置がずれることに対応する。これに対して、第３の実施形態に係る医用画像処理装置３０は、予め３次元データＤ３１を拡張しておくことによって、撮影位置のずれを許容できる広範囲の擬似画像データを生成し、撮影角度の設定を容易にすることができる。
【0169】
（第４の実施形態）
さて、これまで第１～第３の実施形態について説明したが、上述した実施形態以外にも、種々の異なる形態にて実施されてよいものである。
さて、これまで第１～第３の実施形態について説明したが、上述した実施形態以外にも、種々の異なる形態にて実施されてよいものである。
【0170】
上述した実施形態では、生成機能３４３が生成した擬似画像データを、医用画像処理装置３０におけるディスプレイ３２に表示させ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い。例えば、生成機能３４３が生成した擬似画像データについて、医用画像処理装置３０と異なる他の装置が表示を行なう場合であってもよい。例えば、生成機能３４３は、生成した擬似画像データを、ネットワークＮＷを介して、Ｘ線診断装置１０に送信してもよい。この場合、Ｘ線診断装置１０における表示制御機能１１０ｂは、医用画像処理装置３０から送信された擬似画像データを、ディスプレイ１０８に表示させることができる。
【0171】
また、上述した実施形態では、医用画像処理装置３０における処理回路３４が、擬似画像データの生成処理を行なうものとして説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、Ｘ線診断装置１０における処理回路１１０が、擬似画像データの生成処理を行なう場合であってもよい。
【0172】
一例を挙げると、処理回路１１０は、図１９に示すように、収集機能１１０ａ、表示制御機能１１０ｂ及び送信機能１１０ｃに加えて、付加機能１１０ｄ、生成機能１１０ｅ、制御機能１１０ｆ、モデル生成機能１１０ｇ、及び、マップ生成機能１１０ｈを実行する。また、Ｘ線診断装置１０は、更に、モデル記憶回路１１１及びマップ記憶回路１１２を備える。なお、図１９は、第４の実施形態に係るＸ線診断装置１０の構成の一例を示すブロック図である。
【0173】
図１９に示す場合、収集機能１１０ａは、まず、被検体Ｐから２次元Ｘ線画像データを収集する。なお、以下では２次元Ｘ線画像データの例として、２次元Ｘ線画像データＩ４１について説明する。次に、表示制御機能１１０ｂは、マップ記憶回路１１２が記憶する被検体マップに基づいて、２次元Ｘ線画像データＩ４１を拡張した拡張画像データＩ４１’を生成し、生成した拡張画像データＩ４１’をディスプレイ３２に表示させる。また、表示制御機能１１０ｂは、拡張画像データＩ４１’上に、撮影位置を示すＲＯＩを表示させる。ここで、操作者は、検査対象部位を観察しやすいように拡張画像データＩ４１’上のＲＯＩを調整する。そして、制御機能１１０ｆは、操作者による調整後のＲＯＩが示す撮影位置を撮影条件として設定する。
【0174】
次に、付加機能１１０ｄは、２次元Ｘ線画像データＩ４１における各位置について深度情報を付加した３次元データＤ４１を生成する。例えば、付加機能１１０ｄは、２次元Ｘ線画像データＩ４１と同じ被検体Ｐについて収集された３次元画像データに基づいて、２次元Ｘ線画像データＩ４１における各位置について深度情報を推定し、推定した深度情報を２次元Ｘ線画像データＩ４１の各位置に付加することで３次元データＤ４１を生成する。別の例を挙げると、付加機能１１０ｄは、２次元Ｘ線画像データＩ４１における各位置について、画素値に基づいて深度情報を推定し、推定した深度情報を２次元Ｘ線画像データＩ４１の各位置に付加することで３次元データＤ４１を生成する。別の例を挙げると、付加機能１１０ｄは、モデル記憶回路１１１から学習済みモデルＭ１を読み出し、２次元Ｘ線画像データＩ４１を学習済みモデルＭ１に入力することで２次元Ｘ線画像データＩ４１における各位置について深度情報を推定させ、推定させた深度情報を２次元Ｘ線画像データＩ４１の各位置に付加することで３次元データＤ４１を生成する。別の例を挙げると、付加機能１１０ｄは、マップ記憶回路１１２から被検体マップを読み出し、被検体マップに基づいて２次元Ｘ線画像データＩ４１における各位置について深度情報を推定し、推定した深度情報を２次元Ｘ線画像データＩ４１の各位置に付加することで３次元データＤ４１を生成する。
【0175】
また、制御機能１１０ｆは、操作者から撮影角度の変更操作を受け付ける。なお、３次元データＤ４１の生成は、操作者による撮影角度の変更操作がある前に行なってもよいし、撮影角度の変更操作があった後に行なってもよい。以下では、２次元Ｘ線画像データＩ４１の撮影角度を、撮影角度Ｗ４１と記載する。また、以下では、操作者による変更後の撮影角度を、撮影角度Ｗ４２と記載する。例えば、変更後の撮影角度Ｗ４２は、撮影角度Ｗ４１から角度「θ４」だけ変更された角度である。また、以下では、撮影角度Ｗ４２で収集されるＸ線画像データを、回転画像データＩ４２と記載する。
【0176】
次に、生成機能１１０ｅは、３次元データＤ４１を投影することにより、回転画像データＩ４２を擬似的に示した擬似画像データＩ４３を生成する。例えば、生成機能１１０ｅは、３次元データＤ４１において実空間におけるアイソセンターに対応する点を特定し、特定した対応する点まわりに３次元データＤ４１を回転させ、回転後の３次元データＤ４１を投影することによって擬似画像データＩ４３を生成する。なお、付加機能１１０ｄは、被検体マップに基づいて３次元データＤ４１を拡張してもよい。この場合、生成機能１１０ｅは、拡張後の３次元データＤ４１を投影することによって擬似画像データＩ４３を生成する。
【0177】
次に、表示制御機能１１０ｂは、生成機能１１０ｅが生成した擬似画像データＩ４３をディスプレイ３２に表示させる。これにより、操作者は、変更後の撮影角度Ｗ４２を直感的に理解し、変更後の撮影角度Ｗ４２が適切であるか否かを容易に判断することができる。例えば、変更後の撮影角度Ｗ４２が適切でないと判断した場合、操作者は、再度、撮影角度の変更操作を行なう。一方で、変更後の撮影角度Ｗ４２が適切であると判断した場合、操作者は、撮影角度Ｗ４２を撮影条件とする旨の入力操作を行なう。この場合、制御機能１１０ｆは、撮影角度Ｗ４２を撮影条件として設定する。また、収集機能１１０ａは、設定された撮影条件に従って、Ｘ線画像データの収集を実行する。例えば、収集機能１１０ａは、回転画像データＩ４２の収集を実行する。
【0178】
ここで、モデル生成機能１１０ｇは、収集された回転画像データＩ４２に基づいて、
モデル記憶回路１１１が記憶する学習済みモデルＭ１を更新してもよい。例えば、まず、付加機能１１０ｄは、回転画像データＩ４２に基づいて３次元データＤ４１を補正する。そして、モデル生成機能１１０ｇは、２次元Ｘ線画像データＩ４１を第１画像データとし、回転画像データＩ４２を第２画像データとして用いて、学習済みモデルＭ１を更新する。また、マップ生成機能１１０ｈは、２次元Ｘ線画像データＩ４１に基づいて、マップ記憶回路１１２が記憶する被検体マップを更新してもよい。例えば、マップ生成機能１１０ｈは、２次元Ｘ線画像データＩ４１を撮影位置及び撮影角度に基づいて３次元空間上に登録することで、被検体マップを更新する。
モデル記憶回路１１１が記憶する学習済みモデルＭ１を更新してもよい。例えば、まず、付加機能１１０ｄは、回転画像データＩ４２に基づいて３次元データＤ４１を補正する。そして、モデル生成機能１１０ｇは、２次元Ｘ線画像データＩ４１を第１画像データとし、回転画像データＩ４２を第２画像データとして用いて、学習済みモデルＭ１を更新する。また、マップ生成機能１１０ｈは、２次元Ｘ線画像データＩ４１に基づいて、マップ記憶回路１１２が記憶する被検体マップを更新してもよい。例えば、マップ生成機能１１０ｈは、２次元Ｘ線画像データＩ４１を撮影位置及び撮影角度に基づいて３次元空間上に登録することで、被検体マップを更新する。
【0179】
また、上述した実施形態では、３次元データの生成及び擬似画像データの生成を、医用画像処理装置３０又はＸ線診断装置１０のいずれか一方の装置が行なうものとして説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではない。即ち、３次元データの生成及び擬似画像データの生成は、複数の装置に分散されて実行されてもよい。
【0180】
例えば、収集機能１１０ａは、まず、被検体Ｐから２次元Ｘ線画像データＩ４１を収集する。次に、付加機能１１０ｄは、２次元Ｘ線画像データＩ４１における各位置について深度情報を付加した３次元データＤ４１を生成する。次に、送信機能１１０ｃは、付加機能１１０ｄが生成した３次元データＤ４１を医用画像処理装置３０に送信する。次に、生成機能３４３は、３次元データＤ４１を投影することにより、回転画像データＩ４２を擬似的に示した擬似画像データＩ４３を生成し、生成した擬似画像データＩ４３をＸ線診断装置１０に送信する。そして、表示制御機能１１０ｂは、受信した擬似画像データＩ４３を、ディスプレイ１０８に表示させる。
【0181】
別の例を挙げると、送信機能１１０ｃは、被検体Ｐから収集された２次元Ｘ線画像データＩ４１を、医用画像処理装置３０に送信する。次に、付加機能３４２は、２次元Ｘ線画像データＩ４１における各位置について深度情報を付加した３次元データＤ４１を生成し、生成した３次元データＤ４１をＸ線診断装置１０に送信する。次に、生成機能１１０ｅは、受信した３次元データＤ４１を投影することにより、回転画像データＩ４２を擬似的に示した擬似画像データＩ４３を生成する。そして、表示制御機能１１０ｂは、生成機能１１０ｅにより生成された擬似画像データＩ４３を、ディスプレイ１０８に表示させる。
【0182】
別の例を挙げると、送信機能１１０ｃは、被検体Ｐから収集された２次元Ｘ線画像データＩ４１を、医用画像処理装置３０に送信する。次に、付加機能３４２は、２次元Ｘ線画像データＩ４１における各位置について深度情報を推定し、推定結果と２次元Ｘ線画像データＩ４１とをＸ線診断装置１０に送信する。次に、付加機能１１０ｄは、医用画像処理装置３０から受信した推定結果と２次元Ｘ線画像データＩ４１とに基づいて、２次元Ｘ線画像データＩ４１における各位置について深度情報を付加した３次元データＤ４１を生成する。次に、生成機能１１０ｅは、受信した３次元データＤ４１を投影することにより、回転画像データＩ４２を擬似的に示した擬似画像データＩ４３を生成する。そして、表示制御機能１１０ｂは、生成機能１１０ｅにより生成された擬似画像データＩ４３を、ディスプレイ１０８に表示させる。
【0183】
また、上述した実施形態では、３次元データの生成処理において、３次元画像データに基づいて深度情報を推定する場合、画素値に基づいて深度情報を推定する場合、学習済みモデルＭ１を用いて深度情報を推定する場合、及び、被検体マップを用いて深度情報を推定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い。
例えば、付加機能３４２又は付加機能１１０ｄは、２次元Ｘ線画像データＩ４１における各位置について複数の手法により深度情報を推定し、推定した複数の深度情報を合成し、合成した深度情報を２次元Ｘ線画像データＩ４１の各位置に付加することで、３次元データＤ４１を生成してもよい。
例えば、付加機能３４２又は付加機能１１０ｄは、２次元Ｘ線画像データＩ４１における各位置について複数の手法により深度情報を推定し、推定した複数の深度情報を合成し、合成した深度情報を２次元Ｘ線画像データＩ４１の各位置に付加することで、３次元データＤ４１を生成してもよい。
【0184】
一例を挙げると、収集機能１１０ａは、被検体Ｐから２次元Ｘ線画像データＩ４１を収集し、送信機能１１０ｃは、収集された２次元Ｘ線画像データＩ４１を医用画像処理装置３０に送信する。次に、付加機能３４２は、２次元Ｘ線画像データＩ４１における各位置について複数の手法により深度情報を推定する。例えば、付加機能３４２は、２次元Ｘ線画像データＩ４１と同じ被検体Ｐについて収集された３次元画像データに基づいて、２次元Ｘ線画像データＩ４１における各位置について深度情報を推定する。以下、３次元画像データに基づく深度情報を、深度情報Ｂ１とする。また、例えば、付加機能３４２は、２次元Ｘ線画像データＩ４１における各位置について、画素値に基づいて深度情報を推定する。以下、画素値に基づく深度情報を、深度情報Ｂ２とする。また、例えば、付加機能３４２は、モデル記憶回路３５から学習済みモデルＭ１を読み出し、２次元Ｘ線画像データＩ４１を学習済みモデルＭ１に入力することで２次元Ｘ線画像データＩ４１における各位置について深度情報を推定させる。以下、学習済みモデルＭ１に基づく深度情報を、深度情報Ｂ３とする。また、例えば、付加機能３４２は、マップ記憶回路３６から被検体マップを読み出し、被検体マップに基づいて２次元Ｘ線画像データＩ４１における各位置について深度情報を推定する。以下、学習済みモデルＭ１に基づく深度情報を、深度情報Ｂ４とする。次に、付加機能３４２は、複数の深度情報を合成する。例えば、付加機能３４２は、上述した深度情報Ｂ１、深度情報Ｂ２、深度情報Ｂ３及び深度情報Ｂ４のうち少なくとも２つを合成する。
【0185】
一例を挙げると、付加機能３４２は、深度情報Ｂ１及び深度情報Ｂ２をそれぞれ推定する。ここで、深度情報がＺ座標で表される場合、付加機能３４２は、深度情報Ｂ１及び深度情報Ｂ２の平均値（２つのＺ座標の中点）を算出する。そして、付加機能３４２は、算出した平均値を２次元Ｘ線画像データＩ４１の各位置に付加することで、３次元データＤ４１を生成する。
【0186】
第１～第４の実施形態に係る各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部又は一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。さらに、各装置にて行われる各処理機能は、その全部又は任意の一部が、ＣＰＵ及び当該ＣＰＵにて解析実行されるプログラムにて実現され、あるいは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現されうる。
【0187】
また、第１～第４の実施形態で説明した医用画像処理方法は、予め用意された医用画像処理プログラムをパーソナルコンピュータやワークステーション等のコンピュータで実行することによって実現することができる。この医用画像処理プログラムは、インターネット等のネットワークを介して配布することができる。また、この医用画像処理プログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ－ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ等のコンピュータで読み取り可能な非一過性の記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行することもできる。
【0188】
以上説明した少なくとも一つの実施形態によれば、被ばく量を低減しつつ、撮影条件の設定を容易にすることができる。
【0189】
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。
【符号の説明】
【0190】
１ 医用情報処理システム
１０ Ｘ線診断装置
１１０ 処理回路
１１０ａ 収集機能
１１０ｂ 表示制御機能
１１０ｃ 送信機能
１１０ｄ 付加機能
１１０ｅ 生成機能
１１０ｆ 制御機能
１１０ｇ モデル生成機能
１１０ｈ マップ生成機能
１１１ モデル記憶回路
１１２ マップ記憶回路
３０ 医用画像処理装置
３４ 処理回路
３４１ 取得機能
３４２ 付加機能
３４３ 生成機能
３４４ 表示制御機能
３４５ 制御機能
３４６ モデル生成機能
３４７ マップ生成機能
３５ モデル記憶回路
３６ マップ記憶回路
１０ Ｘ線診断装置
１１０ 処理回路
１１０ａ 収集機能
１１０ｂ 表示制御機能
１１０ｃ 送信機能
１１０ｄ 付加機能
１１０ｅ 生成機能
１１０ｆ 制御機能
１１０ｇ モデル生成機能
１１０ｈ マップ生成機能
１１１ モデル記憶回路
１１２ マップ記憶回路
３０ 医用画像処理装置
３４ 処理回路
３４１ 取得機能
３４２ 付加機能
３４３ 生成機能
３４４ 表示制御機能
３４５ 制御機能
３４６ モデル生成機能
３４７ マップ生成機能
３５ モデル記憶回路
３６ マップ記憶回路
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5A】
【図5B】
【図6】
【図7A】
【図7B】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】