JP6877881B2 - 医用画像処理装置、ｘ線ｃｔ装置及び画像処理方法 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、医用画像処理装置、Ｘ線ＣＴ装置及び画像処理方法に関する。

被検体の胸部撮影によりＸ線ＣＴ装置等の医用画像診断装置から得られた３次元画像データを利用して、被検体の気管支の診断が行われる。気管支の診断には、呼吸周期に関連付けて気管支の時間変化を観察する必要がある。呼吸の周期は、３次元画像データから肺野領域を抽出して体積を求めることによりわかる。

特開２０１４−２１０１７１号公報

しかしながら、気管支の時間変化に関連する肺野の体積を求めようとすると、呼吸の１周期における複数時相の３次元画像データから肺野領域を抽出する必要があるため、画像データの処理に時間がかかる問題がある。

実施形態は、上記問題点を解決するためになされたもので、画像データの処理に要する時間を短縮することができる医用画像処理装置、Ｘ線ＣＴ装置及び画像処理方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、実施形態の医用画像処理装置は、記憶部と、画像データ処理部と、関連付け部とを備える。記憶部は、医用画像診断装置から得られた被検体に関する複数時相の画像データを記憶する。画像データ処理部は、前記複数時相の画像データのうちの基準時相の画像データの画素値と、前記複数時相の画像データそれぞれの画素値とを比較した指標値を求める。関連付け部は、前記複数時相それぞれについて求められた前記指標値に基づいて、前記複数時相の画像データの少なくともいずれかを選択し、前記被検体の吸気及び呼気の少なくとも一方における呼吸時相と関連付ける。

図１は、第１の実施形態に係る医用画像処理装置の構成を示すブロック図。 図２は、第１の実施形態に係る医用画像処理装置の動作を示すフローチャート。 図３は、第１の実施形態に係る呼吸周期における各時相の３次元画像データ及び２次元画像データ、並びに各時相の２次元画像データと第１時相の２次元画像データとの差分処理により生成された各時相の差分画像データの一例を示す図。 図４は、第１の実施形態に係る各時相の２次元画像データと第１時相の２次元画像データとの差分処理により生成された各時相の差分画像データの画素値の平均値と肺野の体積との関係を示すグラフ。 図５は、第１の実施形態に係る呼吸周期における互いに隣り合う２つの時相の２次元画像データの差分処理により生成された各時相の差分画像データの一例を示す図。 図６は、第１の実施形態に係る互いに隣り合う２つの時相の２次元画像データの差分処理により生成された各時相の差分画像データの画素値の平均値と各時相の肺野の体積との関係を示すグラフ。 図７は、第２の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の構成を示すブロック図。 図８は、第２の実施形態を説明するための図。 図９Ａは、第２の実施形態に係る呼吸同期スキャンのタイミングを説明するための図（１）。 図９Ｂは、第２の実施形態に係る呼吸同期スキャンのタイミングを説明するための図（２）。 図１０は、第３の実施形態を説明するための図。 図１１は、その他の実施形態を説明するための図（１）。 図１２は、その他の実施形態を説明するための図（２）。 図１３は、その他の実施形態を説明するための図（３）。 図１４は、その他の実施形態を説明するための図（４）。

以下、図面を参照して実施形態を説明する。

（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の構成を示したブロック図である。この医用画像処理装置１００は、被検体の胸部撮影により例えばＸ線ＣＴ装置等の医用画像診断装置１１０から送信された呼吸の少なくとも１周期における複数時相の３次元画像データを受信する通信インターフェース１０を備えている。また、通信インターフェース１０で受信した各時相の３次元画像データを取得する画像データ取得回路２０を備えている。

また、医用画像処理装置１００は、画像データ取得回路２０で取得した各時相の３次元画像データから被検体の体軸方向における指定位置の断面を示す２次元画像データを生成する画像データ生成回路３０を備えている。また、画像データ生成回路３０で生成された各時相の２次元画像データを処理する画像データ処理回路４０を備えている。また、画像データ処理回路４０で処理された画像データの画素値の計測や面積の計測等を行う計測回路５０を備えている。なお、画像データ処理回路４０及び計測回路５０を統合して画像データ処理部とも言う。

なお、医用画像処理装置１００の内部又は外部に記憶部を設け、画像データ取得回路２０が取得した３次元画像データを内部又は外部の記憶部に保存し、記憶部に保存した３次元画像データを画像データ生成回路３０に読み出させて２次元画像データを生成するようにしてもよい。すなわち、記憶部は、医用画像診断装置１１０から得られた被検体に関する複数時相の画像データを記憶する。

また、医用画像処理装置１００は、計測回路５０で計測された計測値に基づいて呼吸周期における複数時相の中から吸気や呼気における所定の時相を選び出す選出回路６０を備えている。なお、選出回路６０のことを関連付け部とも言う。また、画像データ取得回路２０で取得した３次元画像データ、画像データ生成回路３０で生成された２次元画像データ、画像データ処理回路４０で処理された画像データ等を表示するディスプレイ７０を備えている。

また、医用画像処理装置１００は、画像データ生成回路３０での２次元画像データの生成、画像データ処理回路４０での２次元画像データの処理、計測回路５０での計測を実行させる入力等を行う入力インターフェース８０を備えている。また、通信インターフェース１０、画像データ取得回路２０、画像データ生成回路３０、画像データ処理回路４０、計測回路５０、選出回路６０、ディスプレイ７０及び、入力インターフェース８０を統括して制御する制御回路９０を備えている。

以下、図１乃至図４を参照して、医用画像処理装置１００の動作の一例について説明する。

図２は、医用画像処理装置１００の動作を示したフローチャートである。

通信インターフェース１０が被検体の肺及び気管支を含む胸部撮影により医用画像診断装置１１０から送信された呼吸周期における複数時相の３次元画像データを受信すると、医用画像処理装置１００は動作を開始する（ステップＳ１）。

画像データ取得回路２０は通信インターフェース１０の受信により、医用画像診断装置１１０から得られた呼吸周期における複数時相として、図３に示すように、呼吸の１周期をＭ分割（Ｍは正の整数）した第１乃至第Ｍ時相Ｐｈ１乃至ＰｈＭの例えばボリュームデータである３次元画像データを取得する（ステップＳ２）。

画像データ処理回路４０は、被検体の気管支の観察を行うための入力インターフェース８０からのいずれかの時相を指定する入力に応じて、その時相の３次元画像データを読み出して予め設定された範囲内の画素値に基づいて気管支領域の画素を抽出する。次いで、例えばボリュームレンダリング法により被検体の気管支を示す３次元画像データを生成してディスプレイ７０に表示する。

ディスプレイ７０に表示された３次元画像データに対して入力インターフェース８０から気管支の気道方向における所望の位置を指定する入力が行われると、画像データ生成回路３０は、図３に示すように、画像データ取得回路２０で取得した各第１乃至第Ｍ時相Ｐｈ１乃至ＰｈＭの３次元画像データの、矢印で示す体軸方向の指定入力に対応する例えば中央位置の断面を示す２次元画像データを生成する（ステップＳ３）。

なお、医用画像診断装置１１０から呼吸周期における各第１乃至第Ｍ時相Ｐｈ１乃至ＰｈＭの複数の２次元画像データが得られる場合、画像データ生成回路３０は各第１乃至第Ｍ時相Ｐｈ１乃至ＰｈＭの複数の２次元画像データの再構成により、各第１乃至第Ｍ時相Ｐｈ１乃至ＰｈＭの３次元画像データを生成する。また、各第１乃至第Ｍ時相Ｐｈ１乃至ＰｈＭの複数の２次元画像データの中から、体軸方向の指定入力に対応する位置の２次元画像データを選び出す。

画像データ処理回路４０は、画像データ生成回路３０で生成された各第１乃至第Ｍ時相Ｐｈ１乃至ＰｈＭの２次元画像データの中から予め設定された基準時相である例えば第１時相Ｐｈ１の２次元画像データに基づいて、各第１乃至第Ｍ時相Ｐｈ１乃至ＰｈＭの２次元画像データを処理する。そして、各第１乃至第Ｍ時相Ｐｈ１乃至ＰｈＭの２次元画像データと第１時相Ｐｈ１の２次元画像データとの差分処理により、図３に示すように、第１乃至第Ｍ時相Ｐｈ１乃至ＰｈＭの差分画像データを生成する（ステップＳ４）。

なお、各第１乃至第Ｍ時相Ｐｈ１乃至ＰｈＭの２次元画像データに肺野領域及び気管支領域以外が含まれている場合、その以外の領域も含む全体を差分処理する。

ここでは、第１時相Ｐｈ１の２次元画像データから第１時相Ｐｈ１の２次元画像データを差分して第１時相Ｐｈ１の差分画像データを生成する。また、第２時相Ｐｈ２の２次元画像データから第１時相Ｐｈ１の２次元画像データを差分して第２時相Ｐｈ２の差分画像データを生成し、第３時相Ｐｈ３の２次元画像データから第１時相Ｐｈ１の２次元画像データを差分して第３時相Ｐｈ３の差分画像データを生成する。また、第（Ｍ−１）時相Ｐｈ（Ｍ−１）の２次元画像データから第１時相Ｐｈ１の２次元画像データを差分して第（Ｍ−１）時相Ｐｈ（Ｍ−１）の差分画像データを生成し、第Ｍ時相ＰｈＭの２次元画像データから第１時相Ｐｈ１の２次元画像データを差分処理して第Ｍ時相ＰｈＭの差分画像データを生成する。

計測回路５０は、複数時相の画像データのうちの基準時相の画像データの画素値と、複数時相の画像データそれぞれの画素値とを比較した指標値を求める。例えば、計測回路５０は、画像データ処理回路４０での処理により生成された各第１乃至第Ｍ時相Ｐｈ１乃至ＰｈＭの差分画像データ全体の画素値の平均値を求める（ステップＳ５）。

図４は、各時相の差分画像データの画素値の平均値と肺野の体積との関係を示したグラフである。このグラフ１２０，１２１は、被検体の胸部撮影により医用画像診断装置１１０から得られる呼吸の１周期を１１分割した場合の第１乃至第１１時相の３次元画像データの所定の位置における断面を示す２次元画像データに基づいて作成したものである。

グラフ１２０は、第１乃至第１１時相における肺野の体積を示している。そして、肺野の体積は、第２時相で最大となり、第７時相で最小となる。また、グラフ１２１は、第１乃至第１１時相の２次元画像データの画素値を「ＨＵ」（Ｈｏｕｎｓｆｉｅｌｄ Ｕｎｉｔ）単位で表わされるＣＴ値に変換し、第１１時相を基準時相としたときの、各第１乃至第１１時相の差分画像データのＣＴ値の平均値を示している。そして、ＣＴ値の平均値は、第２時相で最大となり、第７時相で最小となる。

このように、発明者らは、肺野の体積が最大となる最大吸気の時相のとき、差分画像データのＣＴ値、即ち画素値の平均値が最大になることを見いだした。また、肺野の体積が最小となる最大呼気の時相のとき、差分画像データの画素値の平均値が最小となることを見いだした。

選出回路６０は、図３に示した各第１乃至第Ｍ時相Ｐｈ１乃至ＰｈＭの差分画像データ全体の画素値に基づいて、呼吸周期における第１乃至第Ｍ時相Ｐｈ１乃至ＰｈＭの中から、吸気及び呼気の少なくとも一方における所定の時相を選び出す。ここでは、画素値の平均値が最大となる差分画像データの時相を被検体の最大吸気の時相として選び出し、画素値の平均値が最小となる差分画像データの時相を被検体の最大呼気の時相として選び出す（ステップＳ６）。

このように、３次元画像データから肺野領域を抽出することなく、最大吸気の時相や最大呼気の時相を容易に決定することができるため、画像データの処理に要する時間を短縮することが可能となり、スループットの向上を図ることができる。

また、画像データ処理回路４０は、選出回路６０により選び出された最大吸気及び最大呼気の時相の２次元画像データに含まれる気管支の領域の画素を抽出する。計測回路５０は、画像データ処理回路４０で抽出された気管支領域の断面積等を求めてディスプレイ７０に表示する。

ディスプレイ７０には、被検体の気管支を示す３次元画像データ、気管支の気道方向における指定位置を示すマーカ、各第１乃至第Ｍ時相Ｐｈ１乃至ＰｈＭの２次元画像データ、第１乃至第Ｍ時相Ｐｈ１乃至ＰｈＭのうちの最大吸気及び最大呼気の時相を識別する識別情報、最大吸気及び最大呼気における気管支の断面積等が表示される。

（第１の実施形態の変形例）
上記第１の実施形態に限定されるものではなく、以下に説明する形態で実施するようにしてもよい。先ず、図５に示すように、第１乃至第Ｍ時相Ｐｈ１乃至ＰｈＭにおいて、基準時相を互いに隣り合う２つの時相の一方の時相とし、他方の時相である各第１乃至第（Ｍ−１）時相Ｐｈ１乃至Ｐｈ（Ｍ−１）の２次元画像データと、一方の時相の２次元画像データとを差分処理する。ここでは、第１時相Ｐｈ１の２次元画像データから第２時相Ｐｈ２の２次元画像データを差分して第１時相Ｐｈ１の差分画像データを生成する。また、第２時相Ｐｈ２の２次元画像データから第３時相Ｐｈ３の２次元画像データを差分して第２時相Ｐｈ２の差分画像データを生成する。また、第（Ｍ−１）時相Ｐｈ（Ｍ−１）の２次元画像データから第Ｍ時相ＰｈＭの２次元画像データを差分して第（Ｍ−１）時相の差分画像データを生成する。そして、第１乃至第（Ｍ−１）時相Ｐｈ１乃至Ｐｈ（Ｍ−１）の差分画像データを生成する。

図６は、互いに隣り合う２つの時相の２次元画像データの差分処理により生成された各時相の差分画像データの画素値の平均値と各時相の肺野の体積との関係を示したグラフである。このグラフ１２２，１２３は、被検体の胸部撮影により医用画像診断装置１１０から得られる呼吸の１周期を１０分割した第１乃至第１０時相の３次元画像データの所定の位置における断面を示す２次元画像データに基づいて作成したものである。

グラフ１２２は、呼吸周期における第１乃至第１０時相の肺野の体積を示している。そして、肺野の体積は、第４時相で最大となり、第８時相で最小となる。また、グラフ１２３は、第１乃至第１０時相において、基準時相を互いに隣り合う２つの時相の遅い方の時相とし、早い方の時相である各第１乃至第１０時相の２次元画像データから遅い方の時相の２次元画像データを差分して得られる第１乃至第９時相の差分画像データのＣＴ値の平均値を示している。そして、ＣＴ値の平均値は、第４時相で最大となり、第８時相で最小となる。

このように、発明者らは、肺野の体積が最大となる最大吸気の時相のとき、差分画像データの画素値の平均値が減少して０又は０付近の値となることを見いだした。また、肺野の体積が最小となる最大呼気の時相のとき、差分画像データの画素値の平均値が増加して０又は０付近の値となることを見いだした。

このことから、互いに隣り合う２つの時相の早い方の時相の２次元画像データと遅い方の時相の２次元画像データとの差分処理により生成される差分画像データの画素値の平均値が減少して０又は０付近の値となる時相を最大吸気の時相として選び出し、平均値が増加して０又は０付近の値となる時相を最大呼気の時相として選び出すように実施してもよい。

このように、３次元画像データから肺野領域を抽出することなく、最大吸気の時相や最大呼気の時相を容易に決定することができるため、画像データの処理に要する時間を短縮することが可能となり、スループットの向上を図ることができる。

以上述べた実施形態によれば、医用画像診断装置１１０から得られた被検体の呼吸周期における第１乃至第Ｍ時相Ｐｈ１乃至ＰｈＭの３次元画像データから第１乃至第Ｍ時相Ｐｈ１乃至ＰｈＭの２次元画像データを生成し、各第１乃至第Ｍ時相Ｐｈ１乃至ＰｈＭの２次元画像データと、各第１乃至第Ｍ時相Ｐｈ１乃至ＰｈＭの２次元画像データの中から設定される基準時相の２次元画像データとの差分処理により第１乃至第Ｍ時相Ｐｈ１乃至ＰｈＭの差分画像データを生成することができる。そして、各第１乃至第Ｍ時相Ｐｈ１乃至ＰｈＭの差分画像データの画素値の平均値を求め、画素値の平均値が最大となる差分画像データの時相を被検体の最大吸気の時相として選び出し、画素値の平均値が最小となる差分画像データの時相を被検体の最大呼気の時相として選び出すことができる。

これにより、３次元画像データから肺野領域を抽出することなく、吸気及び呼気における所定の時相を容易に決定することができるため、画像データの処理に要する時間を短縮することが可能となり、スループットの向上を図ることができる。

（第２の実施形態）
第１の実施形態及び第１の実施形態の変形例では、医用画像処理装置により画像処理方法が実現され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、第１の実施形態及び第１の実施形態の変形例で説明した画像処理方法は、医用画像診断装置１１０によって実現されてもよい。

そこで、第２の実施形態では、医用画像診断装置１１０によって、画像処理方法が実現される場合について説明する。なお、第２の実施形態では、医用画像診断装置１１０がＸ線ＣＴ装置である場合について説明する。図７は、第２の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の構成例を示すブロック図である。

図７は、第２の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置２００の構成の一例を示す図である。図７に示すように、第２の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置２００は、架台２１０と、寝台２２０と、コンソール２３０とを有する。

架台２１０は、被検体Ｐ（患者）にＸ線を照射し、被検体Ｐを透過したＸ線を検出して、コンソール２３０に出力する装置であり、Ｘ線照射制御回路２１１と、Ｘ線発生装置２１２と、検出器２１３と、データ収集回路（ＤＡＳ：Data Acquisition System）２１４と、回転フレーム２１５と、架台駆動回路２１６とを有する。また、架台２１０において、図７に示すように、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸からなる直交座標系を定義する。すなわち、Ｘ軸は水平方向を示し、Ｙ軸は鉛直方向を示し、Ｚ軸は被検体Ｐの体軸方向を示す。

回転フレーム２１５は、Ｘ線発生装置２１２と検出器２１３とを被検体Ｐを挟んで対向するように支持し、後述する架台駆動回路２１６によって被検体Ｐを中心とした円軌道にて高速に回転する円環状のフレームである。

Ｘ線照射制御回路２１１は、高電圧発生部として、Ｘ線管２１２ａに高電圧を供給する装置であり、Ｘ線管２１２ａは、Ｘ線照射制御回路２１１から供給される高電圧を用いてＸ線を発生する。Ｘ線照射制御回路２１１は、後述するスキャン制御回路２３３の制御により、Ｘ線管２１２ａに供給する管電圧や管電流を調整することで、被検体Ｐに対して照射されるＸ線量を調整する。

また、Ｘ線照射制御回路２１１は、ウェッジ２１２ｂの切り替えを行う。また、Ｘ線照射制御回路２１１は、コリメータ２１２ｃの開口度を調整することにより、Ｘ線の照射範囲（ファン角やコーン角）を調整する。なお、本実施形態は、複数種類のウェッジを、操作者が手動で切り替える場合であっても良い。

Ｘ線発生装置２１２は、Ｘ線を発生し、発生したＸ線を被検体Ｐへ照射する装置であり、Ｘ線管２１２ａと、ウェッジ２１２ｂと、コリメータ２１２ｃとを有する。

Ｘ線管２１２ａは、図示しない高電圧発生部により供給される高電圧により被検体ＰにＸ線ビームを照射する真空管であり、回転フレーム２１５の回転にともなって、Ｘ線ビームを被検体Ｐに対して照射する。Ｘ線管２１２ａは、ファン角及びコーン角を持って広がるＸ線ビームを発生する。例えば、Ｘ線照射制御回路２１１の制御により、Ｘ線管２１２ａは、フル再構成用に被検体Ｐの全周囲でＸ線を連続曝射したり、ハーフ再構成用にハーフ再構成可能な曝射範囲（１８０度＋ファン角）でＸ線を連続曝射したりすることが可能である。また、Ｘ線照射制御回路２１１の制御により、Ｘ線管２１２ａは、予め設定された位置（管球位置）でＸ線（パルスＸ線）を間欠曝射したりすることが可能である。また、Ｘ線照射制御回路２１１は、Ｘ線管２１２ａから曝射されるＸ線の強度を変調させることも可能である。例えば、Ｘ線照射制御回路２１１は、特定の管球位置では、Ｘ線管２１２ａから曝射されるＸ線の強度を強くし、特定の管球位置以外の範囲では、Ｘ線管２１２ａから曝射されるＸ線の強度を弱くする。

ウェッジ２１２ｂは、Ｘ線管２１２ａから曝射されたＸ線のＸ線量を調節するためのＸ線フィルタである。具体的には、ウェッジ２１２ｂは、Ｘ線管２１２ａ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線管２１２ａから曝射されたＸ線を透過して減衰するフィルタである。例えば、ウェッジ２１２ｂは、所定のターゲット角度や所定の厚みとなるようにアルミニウムを加工したフィルタである。なお、ウェッジは、ウェッジフィルタ（wedge filter）や、ボウタイフィルタ（bow-tie filter）とも呼ばれる。

コリメータ２１２ｃは、Ｘ線照射制御回路２１１の制御により、ウェッジ２１２ｂによってＸ線量が調節されたＸ線の照射範囲を絞り込むためのスリットである。

架台駆動回路２１６は、回転フレーム２１５を回転駆動させることによって、被検体Ｐを中心とした円軌道上でＸ線発生装置２１２と検出器２１３とを旋回させる。

検出器２１３は、被検体Ｐを透過したＸ線を検出する２次元アレイ型検出器（面検出器）であり、複数チャンネル分のＸ線検出素子を配してなる検出素子列が被検体Ｐの体軸方向（図７に示すＺ軸方向）に沿って複数列配列されている。具体的には、第２の実施形態における検出器２１３は、被検体Ｐの体軸方向に沿って３２０列など多列に配列されたＸ線検出素子を有し、例えば、被検体Ｐの肺や心臓を含む範囲など、広範囲に被検体Ｐを透過したＸ線を検出することが可能である。

データ収集回路２１４は、ＤＡＳであり、検出器２１３が検出したＸ線の検出データから、投影データを収集する。例えば、データ収集回路２１４は、検出器２１３により検出されたＸ線強度分布データに対して、増幅処理やＡ／Ｄ変換処理、チャンネル間の感度補正処理等を行なって投影データを生成し、生成した投影データを後述するコンソール２３０に送信する。例えば、回転フレーム２１５の回転中に、Ｘ線管２１２ａからＸ線が連続曝射されている場合、データ収集回路２１４は、全周囲分（３６０度分）の投影データ群を収集する。また、データ収集回路２１４は、収集した各投影データに管球位置を対応付けて、後述するコンソール２３０に送信する。管球位置は、投影データの投影方向を示す情報となる。なお、チャンネル間の感度補正処理は、後述する前処理回路２３４が行なっても良い。

寝台２２０は、被検体Ｐを載せる装置であり、図７に示すように、寝台駆動装置２２１と、天板２２２とを有する。寝台駆動装置２２１は、天板２２２をＺ軸方向へ移動して、被検体Ｐを回転フレーム２１５内に移動させる。天板２２２は、被検体Ｐが載置される板である。

なお、架台２１０は、例えば、天板２２２を移動させながら回転フレーム２１５を回転させて被検体Ｐをらせん状にスキャンするヘリカルスキャンを実行する。または、架台２１０は、天板２２２を移動させた後に被検体Ｐの位置を固定したままで回転フレーム２１５を回転させて被検体Ｐを円軌道にてスキャンするコンベンショナルスキャンを実行する。または、架台２１０は、天板２２２の位置を一定間隔で移動させてコンベンショナルスキャンを複数のスキャンエリアで行うステップアンドシュート方式を実行する。

コンソール２３０は、操作者によるＸ線ＣＴ装置２００の操作を受け付けるとともに、架台２１０によって収集された投影データを用いてＸ線ＣＴ画像データを再構成する装置である。コンソール２３０は、図７に示すように、入力回路２３１と、ディスプレイ２３２と、スキャン制御回路２３３と、前処理回路２３４と、記憶回路２３５と、画像再構成回路２３６と、処理回路２３７とを有する。

入力回路２３１は、Ｘ線ＣＴ装置２００の操作者が各種指示や各種設定の入力に用いるマウスやキーボード、トラックボール、スイッチ、ボタン、ジョイスティック等を有し、操作者から受け付けた指示や設定の情報を、処理回路２３７に転送する。例えば、入力回路２３１は、操作者から、Ｘ線ＣＴ画像データの撮影条件や、Ｘ線ＣＴ画像データを再構成する際の再構成条件、Ｘ線ＣＴ画像データに対する画像処理条件等を受け付ける。また、入力回路２３１は、被検体Ｐに対する検査を選択するための操作を受け付ける。また、入力回路２３１は、画像上の部位を指定するための指定操作を受け付ける。

ディスプレイ２３２は、操作者によって参照されるモニタであり、処理回路２３７による制御のもと、Ｘ線ＣＴ画像データから生成された画像データを操作者に表示したり、入力回路２３１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）を表示したりする。また、ディスプレイ２３２は、スキャン計画の計画画面や、スキャン中の画面などを表示する。

スキャン制御回路２３３は、処理回路２３７による制御のもと、Ｘ線照射制御回路２１１、架台駆動回路２１６、データ収集回路２１４及び寝台駆動装置２２１の動作を制御することで、架台２１０における投影データの収集処理を制御する。具体的には、スキャン制御回路２３３は、位置決め画像（スキャノ画像）を収集する撮影及び診断に用いる画像を収集する本撮影（スキャン）における投影データの収集処理をそれぞれ制御する。例えば、スキャン制御回路２３３は、被検体Ｐの肺及び気管支を含む胸部撮影により呼吸の少なくとも１周期における複数時相の３次元画像データを収集する。すなわち、スキャン制御回路２３３は、被検体Ｐに関する複数時相の画像データを収集する。なお、スキャン制御回路２３３のことを収集部とも言う。

前処理回路２３４は、データ収集回路２１４によって生成された投影データに対して、対数変換処理と、オフセット補正、感度補正及びビームハードニング補正等の補正処理とを行なって、補正済みの投影データを生成する。具体的には、前処理回路２３４は、データ収集回路２１４によって生成された位置決め画像の投影データ及び本撮影によって収集された投影データのそれぞれについて、補正済みの投影データを生成して、記憶回路２３５に格納する。

記憶回路２３５は、前処理回路２３４により生成された投影データを記憶する。具体的には、記憶回路２３５は、前処理回路２３４によって生成された、位置決め画像の投影データ及び本撮影によって収集される診断用の投影データを記憶する。また、記憶回路２３５は、後述する画像再構成回路２３６によって生成された画像データを記憶する。また、記憶回路２３５は、後述する処理回路２３７による処理結果を適宜記憶する。

画像再構成回路２３６は、記憶回路２３５が記憶する投影データを用いてＸ線ＣＴ画像データを再構成する。具体的には、画像再構成回路２３６は、位置決め画像の投影データ及び診断に用いられる画像の投影データから、Ｘ線ＣＴ画像データをそれぞれ再構成する。ここで、再構成方法としては、種々の方法があり、例えば、逆投影処理が挙げられる。また、逆投影処理としては、例えば、ＦＢＰ（Filtered Back Projection）法による逆投影処理が挙げられる。或いは、画像再構成回路２３６は、逐次近似法を用いて、Ｘ線ＣＴ画像データを再構成することもできる。

また、画像再構成回路２３６は、Ｘ線ＣＴ画像データに対して各種画像処理を行うことで、画像データを生成する。そして、画像再構成回路２３６は、再構成したＸ線ＣＴ画像データや、各種画像処理により生成した画像データを記憶回路２３５に格納する。例えば、画像再構成回路２３６は、各第１乃至第Ｍ時相Ｐｈ１乃至ＰｈＭの３次元画像データの、体軸方向の指定入力に対応する例えば中央位置の断面を示す２次元画像データを生成する。

処理回路２３７は、架台２１０、寝台２２０及びコンソール２３０の動作を制御することによって、Ｘ線ＣＴ装置２００の全体制御を行う。具体的には、処理回路２３７は、スキャン制御回路２３３を制御することで、架台２１０で行なわれるＣＴスキャンを制御する。また、処理回路２３７は、画像再構成回路２３６を制御することで、コンソール２３０における画像再構成処理や画像生成処理を制御する。また、処理回路２３７は、記憶回路２３５が記憶する各種画像データを、ディスプレイ２３２に表示するように制御する。

また、処理回路２３７は、図７に示すように、画像データ処理機能２３７ａ、選出機能２３７ｂ及び同期スキャン制御機能２３７ｃを実行する。ここで、例えば、図７に示す処理回路２３７の構成要素である画像データ処理機能２３７ａ、選出機能２３７ｂ及び同期スキャン制御機能２３７ｃが実行する各処理機能は、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２３５に記録されている。処理回路２３７は、各プログラムを記憶回路２３５から読み出し、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２３７は、図７の処理回路２３７内に示された各機能を有することとなる。なお、画像データ処理機能２３７ａのことを画像データ処理部とも言い、選出機能２３７ｂのことを関連付け部とも言い、同期スキャン制御機能２３７ｃのことを同期スキャン制御部とも言う。

画像データ処理機能２３７ａは、第１の実施形態に係る画像データ処理回路４０及び計測回路５０と同様の機能を実行する。すなわち、画像データ処理機能２３７ａは、複数時相の画像データのうちの基準時相の画像データの画素値と、複数時相の画像データそれぞれの画素値とを比較した指標値を求める。

選出機能２３７ｂは、第１の実施形態に係る選出回路６０と同様の機能を実行する。すなわち、選出機能２３７ｂは、複数時相それぞれについて求められた指標値に基づいて、複数時相の画像データの少なくともいずれかを選択し、被検体Ｐの吸気及び呼気の少なくとも一方における呼吸時相と関連付ける。

例えば、画像データ処理機能２３７ａは、各複数時相の画像データと基準時相の画像データとを差分処理して指標値を求める。そして、選出機能２３７ｂは、画像データ処理機能２３７ａにより求められた指標値が最大値となる時相を被検体Ｐの最大吸気における時相として選び出す。また、選出機能２３７ｂは、画像データ処理機能２３７ａにより求められた指標値が最小値となる時相を被検体Ｐの最大呼気における時相として選び出す。

なお、基準時相は、複数時相のうちの互いに隣り合う２つの時相の一方の時相とすることも可能である。かかる場合、例えば、画像データ処理機能２３７ａは、隣り合う時相の他方の時相の画像データと一方の時相の画像データとを差分処理して指標値を求める。そして、選出機能２３７ｂは、画像データ処理機能２３７ａにより求められた指標値が減少して０又は０付近となる時相を被検体Ｐの最大吸気における時相として選び出す。また、選出機能２３７ｂは、画像データ処理機能２３７ａにより求められた指標値が増加して０又は０付近となる時相を被検体Ｐの最大呼気における時相として選び出す。

また、画像データ処理機能２３７ａは、選出機能２３７ｂにより選び出された最大吸気及び最大呼気の時相の２次元画像データに含まれる気管支の領域の画素を抽出する。そして、画像データ処理機能２３７ａは、抽出した気管支領域の断面積等を求めてディスプレイ２３２に表示する。かかる場合、ディスプレイ２３２には、被検体Ｐの気管支を示す３次元画像データ、気管支の気道方向における指定位置を示すマーカ、各第１乃至第Ｍ時相Ｐｈ１乃至ＰｈＭの２次元画像データ、第１乃至第Ｍ時相Ｐｈ１乃至ＰｈＭのうちの最大吸気及び最大呼気の時相を識別する識別情報、最大吸気及び最大呼気における気管支の断面積等が表示される。

以上、第２の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置２００の構成について説明した。かかる構成のもと、第２の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置２００は、被検体Ｐの肺及び気管支を含む胸部撮影により呼吸の少なくとも１周期における複数時相の３次元画像データを収集する。また、Ｘ線ＣＴ装置２００は、被検体Ｐの肺及び気管支を含む胸部撮影を行なう場合に、呼吸同期スキャンに利用される場合がある。

一般的に、呼吸同期スキャンでは、最大吸気や最大呼気の期間にスキャンを行うようにしている。例えば、Ｘ線ＣＴ装置２００は、呼吸同期スキャンにおいて、呼吸検出装置から被検体Ｐの呼吸波形を取得し、最大吸気や最大呼気の時相にスキャンを行うようにする。しかしながら、呼吸検出装置から取得する呼吸波形は正確でない場合がある。このような場合、Ｘ線ＣＴ装置２００は、呼吸検出装置から取得した呼吸波形に基づいてスキャンを行っても、被検体Ｐの最大吸気や最大呼気の時相にスキャンを行なえない場合がある。このようなことから、第２の実施形態では、Ｘ線ＣＴ装置２００は、画像データ処理機能２３７ａ、選出機能２３７ｂ及び同期スキャン制御機能２３７ｃにより、被検体Ｐの最大吸気や最大呼気の時相でスキャンを行なうように制御する。図８は、第２の実施形態を説明するための図である。

第２の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置２００において、呼吸同期スキャンを行う場合、スキャン制御回路２３３は、予備撮影でのＸ線照射条件で被検体Ｐに関する複数時相の画像データを順次収集する。例えば、スキャン制御回路２３３は、低線量のＸ線照射条件で、各第１乃至第Ｍ時相Ｐｈ１乃至ＰｈＭの３次元画像データを順次収集する。そして、画像再構成回路２３６は、スキャン制御回路２３３が収集した３次元画像データを用いて、２次元画像データを生成する。例えば、画像再構成回路２３６は、図８の上図に示すように、Ｐｈ１の３次元画像データからＰｈ１の２次元画像データを生成し、Ｐｈ２の３次元画像データからＰｈ２の２次元画像データを生成し、ＰｈＭの３次元画像データからＰｈＭの２次元画像データを生成する。

続いて、画像データ処理機能２３７ａは、新たな時相の画像データが収集されるごとに、指標値を求める。例えば、画像データ処理機能２３７ａは、図８の中図に示すように、互いに隣り合う２つの時相の２次元画像データの差分処理により差分画像データを生成し、図８の下図に示すように、生成した差分画像データの平均ＣＴ値を算出する。一例をあげると、画像データ処理機能２３７ａは、Ｐｈ２の２次元画像データが生成されると、Ｐｈ１の２次元画像データとＰｈ２の２次元画像データとの差分画像データを生成し、生成した差分画像データの画素値の平均値を算出する。同様に、画像データ処理機能２３７ａは、ＰｈＭの２次元画像データが生成されると、Ｐｈ（Ｍ−１）の２次元画像データとＰｈＭの２次元画像データとの差分画像データを生成し、生成した差分画像データの画素値の平均値を算出する。

そして、選出機能２３７ｂは、指標値が求められるごとに、新たな時相の画像データが被検体Ｐの最大吸気及び最大呼気の少なくとも一方における呼吸時相に対応する画像データであるか否かを判定する。例えば、選出機能２３７ｂは、平均ＣＴ値がプラスからマイナスに変化した時相を最大吸気の呼吸時相であると判定し、平均ＣＴ値がマイナスからプラスに変化した時相を最大呼気の呼吸時相であると判定する。

そして、同期スキャン制御機能２３７ｃは、新たな時相の画像データが最大呼気及び最大吸気の少なくとも一方における呼吸時相である場合に、本撮影でのＸ線照射条件で被検体Ｐに対する画像データをスキャン制御回路２３３に収集させる。図９Ａ及び図９Ｂは、第２の実施形態に係る呼吸同期スキャンのタイミングを説明するための図である。

図９Ａ及び図９Ｂは、互いに隣り合う２つの時相の２次元画像データの差分処理により生成された各時相の差分画像データの画素値の平均値を示したグラフである。図９Ａ及び図９Ｂの横軸は時相を示し、縦軸は「ＨＵ」単位で表わされるＣＴ値を示す。図９Ａに示す例では、選出機能２３７ｂは、第４時相が最大吸気であると判定し、第８時相が最大呼気であると判定する。かかる場合、同期スキャン制御機能２３７ｃは、最大吸気である第４時相で本撮影でのＸ線照射条件で被検体Ｐに対する画像データをスキャン制御回路２３３に収集させる。また、同期スキャン制御機能２３７ｃは、最大呼気である第８時相で本撮影でのＸ線照射条件で被検体Ｐに対する画像データをスキャン制御回路２３３に収集させる。

選出機能２３７ｂは、図９Ａに示す例と同様に、図９Ｂに示す例では、第１時相が最大吸気であると判定し、第７時相が最大呼気であると判定する。かかる場合、同期スキャン制御機能２３７ｃは、最大吸気である第１時相で本撮影でのＸ線照射条件で被検体Ｐに対する画像データをスキャン制御回路２３３に収集させる。また、同期スキャン制御機能２３７ｃは、最大呼気である第７時相で本撮影でのＸ線照射条件で被検体Ｐに対する画像データをスキャン制御回路２３３に収集させる。

これにより、Ｘ線ＣＴ装置２００は、被検体Ｐの最大吸気や最大呼気の時相で本撮影でのＸ線照射条件でスキャンを行なうことが可能になる。また、上述した第２の実施形態では、互いに隣り合う２つの時相の２次元画像データで差分処理を行う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、各第１乃至第Ｍ時相Ｐｈ１乃至ＰｈＭの２次元画像データの中から予め設定された基準時相である例えば第１時相Ｐｈ１の２次元画像データに基づいて、各第１乃至第Ｍ時相Ｐｈ１乃至ＰｈＭの２次元画像データを処理するようにしてもよい。かかる場合、同期スキャン制御機能２３７ｃは、指標値が最大になる時相を最大吸気の時相として本撮影でのＸ線照射条件で被検体Ｐに対する画像データをスキャン制御回路２３３に収集させる。また、同期スキャン制御機能２３７ｃは、指標値が最小になる時相を最大呼気の時相として本撮影でのＸ線照射条件で被検体Ｐに対する画像データをスキャン制御回路２３３に収集させる。

なお、第２の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置２００において、処理回路２３７は、同期スキャン制御機能２３７ｃを実行しないように構成されてもよい。すなわち、第２の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置２００において、処理回路２３７は、画像データ処理機能２３７ａ及び選出機能２３７ｂを実行するように構成されてもよい。

（第３の実施形態）
上述した実施形態では、複数時相の画像データの少なくともいずれかを選択し、被検体Ｐの吸気及び呼気の少なくとも一方における呼吸時相と関連付ける場合について説明した。ところで、被検体Ｐの肺及び気管支を含む胸部撮影により呼吸の少なくとも１周期における複数時相の３次元画像データを収集する場合、収集する３次元画像データの総容量が大きくなる。

この一方で、通常、診断に用いる画像は、最大呼気や最大吸気の時相の画像である。このため、最大吸気の時相の３次元画像や、最大呼気の時相の３次元画像のみが保存されればよい。そこで、第３の実施形態では、医用画像処理装置１００が、被検体Ｐの最大吸気及び最大呼気の少なくとも一方における呼吸時相に対応する３次元画像データを所定の記憶部に記憶させる場合について説明する。

第３の実施形態に係る医用画像処理装置１００の構成は、選出回路６０に一部の付加的機能が備わる点を除いて、図１に示す第１の実施形態に係る医用画像処理装置１００の構成と同様である。このため、以下では、選出回路６０に備わる付加的機能について説明する。図１０は、第３の実施形態を説明するための図である。

図１０の上図に示すように、画像データ取得回路２０は、Ｘ線ＣＴ装置等の医用画像診断装置１１０から送信された呼吸の少なくとも１周期における複数時相の３次元画像データを取得する。そして、図１０の中図に示すように、画像データ生成回路３０は、第１の実施形態と同様にして、画像データ取得回路２０により取得された各時相の３次元画像データから、例えば、被検体Ｐの体軸方向における指定位置の断面を示す２次元画像データを生成する。そして、図１０の下図に示すように、画像データ処理回路４０は、画像データ生成回路３０により生成された各時相の２次元画像データを差分処理する。なお、図１０では、Ｐｈ１を基準時相として、各第１乃至第Ｍ時相Ｐｈ１乃至ＰｈＭの２次元画像データを差分処理する場合を示す。また、計測回路５０は、画像データ処理回路４０での処理により生成された各第１乃至第Ｍ時相Ｐｈ１乃至ＰｈＭの差分画像データ全体の画素値の平均値を求める。

そして、第３の実施形態に係る選出回路６０は、複数時相それぞれについて求められた指標値に基づいて、複数時相の画像データの中から、被検体Ｐの最大吸気及び最大呼気の少なくとも一方における呼吸時相に対応する画像データを選び出す。図１０に示す例では、第３の実施形態に係る選出回路６０は、平均ＣＴ値が最大である時相を最大吸気時相として選び出し、平均ＣＴ値が最小である時相を最大呼気時相として選び出す。そして、第３の実施形態に係る選出回路６０は、選び出した画像データの時相に対応する３次元画像データを所定の記憶部に記憶させる。

このように、第３の実施形態に係る医用画像処理装置１００は、例えば、３次元画像データの中心のスライスだけを再構成し、指標値に基づいて、複数時相の画像データの中から、被検体Ｐの最大吸気及び最大呼気の少なくとも一方における呼吸時相に対応する画像データを選び出す。そして、第３の実施形態に係る医用画像処理装置１００は、選び出した画像データの時相に対応する３次元画像データを所定の記憶部に記憶させる。この結果、第３の実施形態に係る医用画像処理装置１００は、保存する３次元画像データの総容量を低減することが可能になる。

なお、上述した第３の実施形態では、医用画像処理装置１００において、選出回路６０は、被検体Ｐの最大吸気及び最大呼気の少なくとも一方における呼吸時相に対応する３次元画像データを所定の記憶部に記憶させ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、Ｘ線ＣＴ装置２００の選出機能２３７ｂが第３の実施形態に係る選出回路６０と同様の機能を実行するようにしてもよい。

（その他の実施形態）
実施形態は、上述した実施形態に限られるものではない。なお、以下では、医用画像処理装置１００を例にして説明するが、以下に説明するその他の実施形態は、Ｘ線ＣＴ装置２００でも同様に適用可能である。

上述した実施形態では、例えば、最大吸気の時相や最大呼気の時相を決定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、医用画像処理装置１００の選出回路６０は、最大吸気の時相の画像や最大呼気の時相の画像を表示する際に、各時相と各時相における指標値とを対応付けた情報を更に生成し、所定の表示部に情報を出力させるようにしてもよい。図１１及び図１２は、その他の実施形態を説明するための図である。

図１１では、Ｐｈ１を基準時相として、各第１乃至第Ｍ時相Ｐｈ１乃至ＰｈＭの２次元画像データを差分処理する場合を示す。図１１の横軸は時相を示し、縦軸は「ＨＵ」単位で表わされるＣＴ値を示す。選出回路６０は、図１１に示すように、各時相の差分画像データの画素値の平均値を示したグラフを更に表示させる。ここで、図１１に示す例では、ＣＴ値が最大である第８時相が最大吸気であり、ＣＴ値が最小である第４時相が最大呼気である。かかる場合、選出回路６０は、最大吸気であることを示す情報及び最大呼気であることを示す情報を表示してもよい。より具体的には、選出回路６０は、第８時相が最大吸気であることを示す破線と文字情報とを表示し、第４時相が最大呼気であることを示す破線と文字情報とを表示する。

図１２では、互いに隣り合う２つの時相の２次元画像データの差分処理する場合を示す。図１２の横軸は時相を示し、縦軸は「ＨＵ」単位で表わされるＣＴ値を示す。選出回路６０は、図１２に示すように、各時相の差分画像データの画素値の平均値を示したグラフを更に表示させる。ここで、図１２に示す例では、平均ＣＴ値がプラスからマイナスに変化した第３時相が最大吸気であり、平均ＣＴ値がマイナスからプラスに変化した第９時相が最大呼気である。かかる場合も同様に、選出回路６０は、最大吸気であることを示す情報及び最大呼気であることを示す情報を表示してもよい。より具体的には、選出回路６０は、第３時相が最大吸気であることを示す破線と文字情報とを表示し、第９時相が最大呼気であることを示す破線と文字情報とを表示する。なお、選出回路６０は、最大吸気であることを示す破線及び文字情報の一方だけを表示してもよく、最大呼気であることを示す破線及び文字情報の一方だけを表示してもよい。また、選出回路６０は、最大吸気であることを示す情報及び最大呼気であることを示す情報の一方だけを表示してもよい。

なお、上述した実施形態では、最大吸気の時相や最大呼気の時相を特定可能であ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、肺に疾患を有する被検体Ｐでは、正常な被検体Ｐに比べて、最大吸気の時相や最大呼気の時相がずれる場合が起こり得る。図１３及び図１４は、その他の実施形態を説明するための図である。

図１３では、Ｐｈ１を基準時相として、各第１乃至第Ｍ時相Ｐｈ１乃至ＰｈＭの２次元画像データを差分処理する場合を示す。図１３の横軸は時相を示し、縦軸は「ＨＵ」単位で表わされるＣＴ値を示す。選出回路６０は、図１３に示すように、各時相の差分画像データの画素値の平均値を示したグラフを更に表示させる。ここで、図１３に示す例では、第６時相と第８時相とでＣＴ値が最大となり、第４時相と第７時相とでＣＴ値が最小となる。このように、最大吸気における時相及び最大呼気における時相の少なくともいずれか一方の候補が複数検出された場合には、選出回路６０は、最大吸気における時相及び最大呼気における時相を選び出せない旨の情報を所定の出力部に出力させる。

また、図１４では、互いに隣り合う２つの時相の２次元画像データの差分処理する場合を示す。図１４の横軸は時相を示し、縦軸は「ＨＵ」単位で表わされるＣＴ値を示す。選出回路６０は、図１４に示すように、各時相の差分画像データの画素値の平均値を示したグラフを更に表示させる。ここで、図１４に示す例では、第３時相と第６時相とで平均ＣＴ値がプラスからマイナスに変化し、第５時相と第９時相とで平均ＣＴ値がマイナスからプラスに変化する。このように、最大吸気における時相及び最大呼気における時相の少なくともいずれか一方の候補が複数検出された場合には、選出回路６０は、最大吸気における時相及び最大呼気における時相を選び出せない旨の情報を所定の出力部に出力させる。

また、画像データ生成回路３０は、３次元画像データの体軸方向の断面（アキシャル断面）を示す２次元画像データを生成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、画像データ生成回路３０は、アキシャル断面を示す２次元画像データではなく、３次元画像データの矢状方向の断面（サジタル断面）を示す２次元画像データや３次元画像データの冠状方向の断面（コロナル断面）を示す２次元画像データを生成してもよい。かかる場合、画像データ処理回路４０は、アキシャル断面を示す２次元画像データから差分画像データを生成する処理と同様にして、サジタル断面を示す２次元画像データやコロナル断面を示す２次元画像データから差分画像データを生成する。そして、計測回路５０は、アキシャル断面から生成された差分画像データを用いた指標値を求める処理と同様にして、各時相において、サジタル断面やコロナル断面から生成された差分画像データを用いて指標値を求める。なお、画像データ生成回路３０は、サジタル断面を示す２次元画像データやコロナル断面を示す２次元画像データを生成する場合、アキシャル断面を示す２次元画像データを生成する場合と同様に、肺野が撮像されていると推定される位置のサジタル断面やコロナル断面を生成することが望ましい。例えば、画像データ生成回路３０は、３次元画像データの中央位置のサジタル断面やコロナル断面を生成する。

また、上述した実施形態では、画像データ生成回路３０が、各時相で１つの２次元画像データを生成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。すなわち、画像データ生成回路３０は、各時相で複数の断面を示す２次元画像データを生成してもよい。

例えば、画像データ生成回路３０は、体軸方向において複数の断面を示す２次元画像データを生成してもよい。より具体的には、画像データ生成回路３０は、体軸方向の中央位置の断面を示す２次元画像データに加えて、体軸方向においてこの中央位置の前後それぞれの位置の断面を示す２つの２次元画像データを更に生成する。かかる場合、画像データ処理回路４０は、各時相において、複数断面ごとに差分画像データを生成する。すなわち、画像データ処理回路４０は、画像データ生成回路３０が各第１乃至第Ｍ時相Ｐｈ１乃至ＰｈＭごとに生成した３つの２次元画像データを用いて、各時相の差分画像データを３つ生成する。より具体的には、画像データ処理回路４０は、体軸方向において中央位置の差分画像データと、この中央位置の前の位置の差分画像データと、この中央位置の後ろの位置の差分画像データとを各時相で生成する。そして、計測回路５０は、各時相において、複数断面の断面ごとに生成された差分画像データを用いて指標値をそれぞれ求め、断面ごとに求められた各指標値の平均値を求めることで、各時相の指標値を求める。より具体的には、計測回路５０は、画像データ処理回路４０での処理により生成された各時相の各差分画像データ全体の画素値の平均値を指標値として求め、求めた指標値の平均値を求めることで各時相の指標値を求める。なお、画像データ生成回路３０が各時相で生成する２次元画像データの枚数は任意に変更可能である。

更に、画像データ生成回路３０は、アキシャル断面を示す２次元画像データに加えて、サジタル断面を示す２次元画像データやコロナル断面を示す２次元画像データを生成してもよい。かかる場合、画像データ処理回路４０は、アキシャル断面を示す２次元画像データから差分画像データを生成し、サジタル断面を示す２次元画像データから差分画像データを生成し、コロナル断面を示す２次元画像データから差分画像データを生成する。そして、計測回路５０は、各時相において、各方向における断面の差分画像データの指標値を求め、求めた指標値の平均値を求めることで各時相の指標値を求める。なお、画像データ処理回路４０が、アキシャル断面、サジタル断面及びコロナル断面を用いて差分画像データを生成する例を示したが、差分画像データの生成に用いる断面の各方向の組み合わせは任意に変更可能である。更に、画像データ処理回路４０は、差分画像データの生成に用いる２次元画像データの枚数を、アキシャル断面、サジタル断面及びコロナル断面で任意に変更可能である。

また、上述した実施形態では、２次元画像データの全体の画素を用い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、計測回路５０は、操作者によって設定された関心領域の範囲内に存在する画素のみを用いてもよい。すなわち、計測回路５０は、各複数時相の画像データにおいて設定された領域内の画素を差分処理の対象画素とする。

なお、各第１乃至第Ｍ時相Ｐｈ１乃至ＰｈＭの２次元画像データと第１時相Ｐｈ１の２次元画像データとを加算、乗算又は除算処理するようにしてもよい。

また、上述した実施形態では、差分画像データを生成して指標値を算出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、計測回路５０は、差分処理として、基準時相の画像データの画素値の総和と、複数時相の画像データそれぞれの画素値の総和との差を求め、求めた差を指標値とするようにしてもよい。すなわち、計測回路５０は、各第１乃至第Ｍ時相Ｐｈ１乃至ＰｈＭの差分画像データにおける全体の画素値の総和を求める。そして、選出回路６０は、画素値の総和が最大となる差分画像データの時相を被検体Ｐの最大吸気の時相として選び出し、画素値の総和が最小となる差分画像データの時相を被検体Ｐの最大呼気の時相として選び出すように実施してもよい。

また、かかる場合、計測回路５０は、各複数時相の画像データにおいてＣＴ値が所定の閾値以下である画素を差分処理の対象画素とするようにしてもよい。より具体的には、計測回路５０は、ＣＴ値がマイナス１００以下の画素を対象として画素値の総和を求めて、差分処理を実行する。

また、各第１乃至第Ｍ時相Ｐｈ１乃至ＰｈＭの３次元画像データと基準時相としての例えば第１時相Ｐｈ１の３次元画像データとの差分処理により、第１乃至第Ｍ時相Ｐｈ１乃至ＰｈＭの差分画像データを生成し、生成した各第１乃至第Ｍ時相Ｐｈ１乃至ＰｈＭの差分画像データの画素値の平均値を求める。そして、画素値の平均値が最大となる差分画像データの時相を被検体Ｐの最大吸気の時相として選び出し、画素値の平均値が最小となる差分画像データの時相を被検体Ｐの最大呼気の時相として選び出すように実施してもよい。

上記の実施形態の説明において、図示した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等に応じて、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、各装置にて行なわれる各処理機能は、その全部または任意の一部が、ＣＰＵおよび当該ＣＰＵにて解析実行されるプログラムにて実現され、或いは、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得る。

また、上記の実施形態で説明した画像処理方法は、予め用意された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。

以上説明した少なくとも一つの実施形態によれば、画像データの処理に要する時間を短縮することができる。

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を意図していない。これら新規な実施形態は、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共に、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。

３０ 画像データ生成回路
４０ 画像データ処理回路
５０ 計測回路
６０ 選出回路
１００ 医用画像処理装置
１１０ 医用画像診断装置

Claims (20)

1. 医用画像診断装置から得られた、被検体に関する、呼吸の少なくとも１周期における複数時相の３次元画像データを記憶する記憶部と、
   前記３次元画像データから、アキシャル断面、サジタル断面、及びコロナル断面のうち少なくとも２つに対応した複数時相の２次元画像データを生成する画像データ生成部と、
   前記複数時相の２次元画像データのうちの基準時相の２次元画像データの画素値と、前記複数時相の２次元画像データそれぞれの画素値とを比較した指標値を求める画像データ処理部と、
   前記複数時相それぞれについて求められた前記指標値に基づいて、前記複数時相の２次元画像データの少なくともいずれかを選択し、前記被検体の吸気及び呼気の少なくとも一方における呼吸時相と関連付ける関連付け部と
   を備える、医用画像処理装置。
2. 前記画像データ処理部は、各前記複数時相の２次元画像データと前記基準時相の２次元画像データとを差分処理して前記指標値を求め、
   前記関連付け部は、前記複数時相それぞれについて求められた前記指標値に基づいて、前記複数時相の２次元画像データの中から、前記被検体の最大吸気及び最大呼気の少なくとも一方における呼吸時相に対応する２次元画像データを選び出す、請求項１に記載の医用画像処理装置。
3. 前記基準時相は、前記複数時相のうちのいずれか一つの時相であり、
   前記画像データ処理部は、前記複数時相の２次元画像データそれぞれと前記基準時相の２次元画像データとを差分処理して前記指標値を求め、
   前記関連付け部は、
   前記画像データ処理部により求められた前記指標値が最大値となる時相を前記被検体の最大吸気における時相として選び出し、
   前記画像データ処理部により求められた前記指標値が最小値となる時相を前記被検体の最大呼気における時相として選び出す、請求項１又は２に記載の医用画像処理装置。
4. 前記基準時相は、前記複数時相のうちの互いに隣り合う２つの時相の一方の時相であり、
   前記画像データ処理部は、他方の時相の２次元画像データと前記一方の時相の２次元画像データとを差分処理して前記指標値を求め、
   前記関連付け部は、
   前記画像データ処理部により求められた前記指標値が減少して０又は０付近となる時相を前記被検体の最大吸気における時相として選び出し、
   前記画像データ処理部により求められた前記指標値が増加して０又は０付近となる時相を前記被検体の最大呼気における時相として選び出す、請求項１又は２に記載の医用画像処理装置。
5. 前記画像データ処理部は、前記差分処理として、前記基準時相の２次元画像データと前記複数時相の２次元画像データそれぞれとについて、対応する位置の各画素における画素値の差を求めた差分画像データを生成し、生成した前記差分画像データの画素値の平均値を前記指標値とする、請求項２乃至請求項４のいずれか一つに記載の医用画像処理装置。
6. 前記画像データ処理部は、前記差分処理として、前記基準時相の２次元画像データと前記複数時相の２次元画像データそれぞれとについて、対応する位置の各画素における画素値の差を求めた差分画像データを生成し、生成した前記差分画像データの画素値の総和を前記指標値とする、請求項２乃至請求項４のいずれか一つに記載の医用画像処理装置。
7. 前記画像データ処理部は、前記差分処理として、前記基準時相の２次元画像データの画素値の総和と、前記複数時相の２次元画像データそれぞれの画素値の総和との差を求め、求めた差を前記指標値とする、請求項２乃至請求項４のいずれか一つに記載の医用画像処理装置。
8. 前記画像データ処理部は、各前記複数時相の２次元画像データにおいてＣＴ値が所定の閾値以下である画素を前記差分処理の対象画素とする、請求項７に記載の医用画像処理装置。
9. 前記画像データ処理部は、各前記複数時相の２次元画像データにおいて設定された領域内の画素を前記差分処理の対象画素とする、請求項２乃至請求項７のいずれか一つに記載の医用画像処理装置。
10. 前記画像データ処理部は、前記被検体の胸部撮影により得られた、前記被検体の肺野を含む２次元の画像データを前記２次元画像データとして用いることで前記指標値を求める、請求項１乃至請求項８のいずれか一つに記載の医用画像処理装置。
11. 前記画像データ処理部は、複数の前記２次元画像データを用いて前記指標値を求める、請求項１０に記載の医用画像処理装置。
12. 前記２次元画像データは、前記被検体のアキシャル断面、サジタル断面及びコロナル断面のうち少なくともいずれか一つである、請求項１０又は１１に記載の医用画像処理装置。
13. 前記画像データ処理部は、前記関連付け部で関連付けられた所定の時相における２次元画像データに対して、前記２次元画像データの中の気管支領域を抽出する、請求項１乃至請求項１２のいずれか一つに記載の医用画像処理装置。
14. 前記関連付け部は、前記被検体の最大吸気における時相及び最大呼気における時相の少なくともいずれか一方の候補が複数検出された場合には、前記最大吸気における時相及び前記最大呼気における時相を選び出せない旨の情報を所定の出力部に出力させる、請求項２乃至請求項１３のいずれか一つに記載の医用画像処理装置。
15. 前記関連付け部は、各時相と各時相における前記指標値とを対応付けた情報を更に生成し、所定の表示部に前記情報を出力させる、請求項１乃至請求項１３のいずれか一つに記載の医用画像処理装置。
16. 前記関連付け部は、前記複数時相それぞれについて求められた前記指標値に基づいて、前記複数時相の２次元画像データの中から、前記被検体の最大吸気及び最大呼気の少なくとも一方における呼吸時相に対応する２次元画像データを選び出し、選び出した２次元画像データの時相に対応する３次元画像データを所定の記憶部に記憶させる、請求項１乃至請求項１５のいずれか一つに記載の医用画像処理装置。
17. 被検体に関する、呼吸の少なくとも１周期における複数時相の３次元画像データを収集する収集部と、
    前記３次元画像データから、アキシャル断面、サジタル断面、及びコロナル断面のうち少なくとも２つに対応した複数時相の２次元画像データを生成する画像データ生成部と、
    前記複数時相の２次元画像データのうちの基準時相の２次元画像データの画素値と、前記複数時相の２次元画像データそれぞれの画素値とを比較した指標値を求める画像データ処理部と、
    前記複数時相それぞれについて求められた前記指標値に基づいて、前記複数時相の２次元画像データの少なくともいずれかを選択し、前記被検体の吸気及び呼気の少なくとも一方における呼吸時相と関連付ける関連付け部と
    を備える、Ｘ線ＣＴ装置。
18. 同期スキャン制御部を更に備え、
    前記収集部は、予備撮影でのＸ線照射条件で被検体に関する複数時相の３次元画像データを順次収集し、
    前記画像データ生成部は、新たな時相の３次元画像データが収集されるごとに２次元画像データを順次生成し、
    前記画像データ処理部は、新たな時相の２次元画像データが生成されるごとに、前記指標値を求め、
    前記関連付け部は、前記指標値が求められるごとに、前記新たな時相の２次元画像データが前記被検体の最大吸気及び最大呼気の少なくとも一方における呼吸時相に対応する２次元画像データであるか否かを判定し、
    前記同期スキャン制御部は、前記新たな時相の２次元画像データが前記最大呼気及び最大呼気の少なくとも一方における呼吸時相である場合に、本撮影でのＸ線照射条件で前記被検体に対する画像データを前記収集部に収集させる、請求項１７に記載のＸ線ＣＴ装置。
19. 前記関連付け部は、前記複数時相それぞれについて求められた前記指標値に基づいて、前記複数時相の２次元画像データの中から、前記被検体の最大吸気及び最大呼気の少なくとも一方における呼吸時相に対応する２次元画像データを選び出し、選び出した２次元画像データの時相に対応する３次元画像データを所定の記憶部に記憶させる、請求項１７に記載のＸ線ＣＴ装置。
20. 医用画像診断装置から得られた、被検体に関する、呼吸の少なくとも１周期における複数時相の３次元画像データを記憶部に記憶し、
    前記３次元画像データから、アキシャル断面、サジタル断面、及びコロナル断面のうち少なくとも２つに対応した複数時相の２次元画像データを生成し、
    前記複数時相の２次元画像データのうちの基準時相の２次元画像データの画素値と、前記複数時相の２次元画像データそれぞれの画素値とを比較した指標値を求め、
    前記複数時相それぞれについて求められた前記指標値に基づいて、前記複数時相の画像データの少なくともいずれかを選択し、前記被検体の吸気及び呼気の少なくとも一方における呼吸時相と関連付ける
    処理を含んだ、画像処理方法。

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