JP6957337B2 - 画像処理装置、画像処理方法及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、放射線撮影により得られた画像の処理を行う画像処理装置及び画像処理方法、並びに、当該画像処理装置としてコンピュータを機能させるためのプログラムを含む。

従来から、例えばＸ線ＣＴやＭＲＩ等の３次元画像を表示するための画像処理の技術が提案されている。例えば、図９に示すように、表示領域９１０で定義された項目について表示領域９２０に示す人体をＡｘｉａｌ，Ｃｏｒｏｎａｌ，Ｓａｇｉｔｔａｌの断面で標準的に表示し、加えて３次元のＶＲ画像（Ｖｏｌｕｍｅ Ｒｅｎｄｅｒｉｎｇ）を表示する技術がある（例えば、特許文献１）。具体的に、特許文献１には、ブルズアイマップを表示する技術が提案されている。ここで、ブルズアイマップは、心臓の３次元画像情報に基づいて、長軸に垂直な短軸面断層像を同心円上に配列して心臓の２次元画像を生成し、これを表示するものである。このブルズアイマップは、心臓の種々の動作や状態を示す心機能ごとに作成される。

特開２００４−１８１０４１号公報

上述した特許文献１に記載の技術は、心臓のように中空の器官を撮影対象物とした２次元画像を生成する場合には大変有用な技術である。しかしながら、上述した特許文献１に記載の技術は、例えば乳房のように中身（組織）が詰っている器官を撮影対象物とした２次元画像を生成する場合には、診断用画像として不十分であるという問題があった。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、中身が詰っている撮影対象物であっても、診断用画像として好適な２次元画像の生成を行える仕組みを提供することを目的とする。

本発明の一態様としての画像処理装置は、放射線を用いて撮影対象物を撮影することにより得られた画像信号を用いて３次元画像を生成する第１の生成手段と、前記３次元画像中に投影基準線を設定し、当該投影基準線の周囲における複数の投影角度について各投影角度ごとに前記３次元画像の画素値を前記投影基準線に向けて投影処理して、前記複数の投影角度における複数の投影データを生成する第２の生成手段と、前記複数の投影角度に基づいて前記複数の投影データを２次元状に配置して２次元画像を生成する第３の生成手段と、を有し、前記第２の生成手段は、前記投影基準線に対する距離に応じて前記３次元画像を複数の投影区間に分割し、前記複数の投影区間について各投影区間ごとに前記複数の投影データを生成し、前記第３の生成手段は、前記各投影区間ごとに前記２次元画像を生成する。
また、本発明の他の態様としての画像処理装置は、放射線を用いて撮影対象物を撮影することにより得られた画像信号を用いて３次元画像を生成する第１の生成手段と、前記３次元画像中に投影基準線を設定し、当該投影基準線の周囲における複数の投影角度について各投影角度ごとに前記３次元画像の画素値を前記投影基準線に向けて投影処理して、前記複数の投影角度における複数の投影データを生成する第２の生成手段と、前記複数の投影角度に基づいて前記複数の投影データを２次元状に配置して２次元画像を生成する第３の生成手段と、を有し、前記撮影対象物が乳房である場合、前記第２の生成手段は、前記投影基準線として、前記乳房における乳頭と胸壁とを結ぶ線を設定する。
また、本発明は、上述した画像処理装置による画像処理方法、及び、上述した画像処理装置の各手段としてコンピュータを機能させるためのプログラムを含む。

本発明によれば、中身が詰っている撮影対象物であっても、診断用画像として好適な２次元画像の生成を行うことができる。

本発明の第１の実施形態に係る放射線撮影システムの概略構成の一例を示す図である。 診断用画像の表示例を説明するための図である。 本発明の第１の実施形態を示し、図１の投影データ生成部及び２次元データ生成部の処理例を示す図である。 本発明の第１の実施形態を示し、撮影対象物として乳房を適用した場合に、図１の投影データ生成部及び２次元データ生成部の処理例を示す図である。 本発明の第２の実施形態を示し、図１の投影データ生成部及び２次元データ生成部の処理例を示す図である。 本発明の第２の実施形態を示し、撮影対象物として乳房を適用した場合に、図１の投影データ生成部及び２次元データ生成部の処理例を示す図である。 本発明の第３の実施形態を示し、図１の投影データ生成部及び２次元データ生成部の処理例を示す図である。 本発明の第４の実施形態に係る診断用画像の表示例を説明するための図である。 撮影対象物におけるＡｘｉａｌ，Ｃｏｒｏｎａｌ，Ｓａｇｉｔｔａｌの断面を説明するための図である。

以下に、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態（実施形態）について説明する。

（第１の実施形態）
まず、本発明の第１の実施形態について説明する。

図１は、本発明の第１の実施形態に係る放射線撮影システム１００の概略構成の一例を示す図である。本実施形態では、放射線撮影システム１００として、放射線を用いて撮影対象物を走査してコンピュータによる画像処理によって撮影対象物の内部画像を構成する、いわゆるコンピュータ断層撮影（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ：ＣＴ）を行うシステムを適用した例について説明する。また、本実施形態では、撮影対象物として、被検者２００の乳房を適用した例について説明する。

放射線撮影システム１００は、図１（ａ）に示すように、放射線撮影装置１１０、画像処理装置１２０、及び、表示装置１３０を有して構成されている。

放射線撮影装置１１０は、図１（ａ）に示すように、支柱に昇降及びチルト可能に取り付けられている。また、放射線撮影装置１１０は、図１（ａ）に示すように、外側に、支持板１１１と、アクセス窓１１２が設けられている。支持板１１１は、撮影対象物である乳房を挿入するための開口部（図１（ｂ）に示す開口部１１１１）を有し、被検者２００が乳房を開口部に挿入する際に被検者２００と接触する板状の部材である。また、アクセス窓１１２は、開閉可能に構成されており、このアクセス窓１１２を開けると、撮影技師等の検者が、支持板１１１の開口部から挿入された乳房が撮影領域内に配置されているか否かを確認することができる。また、アクセス窓１１２は、放射線撮影時には閉じられる。また、この図１（ａ）には、支持板１１１の開口部に対して被検者２００が乳房を挿入する方向をＺ方向とし、被検者２００が立位の状態で被検者２００の脚から頭部の方向をＹ方向とし、このＺ方向及びＹ方向と直交する方向をＸ方向としたＸＹＺ座標系を示している。なお、図１に示す例では、被検者２００が立位の状態で放射線撮影を行う形態を示しているが、本発明においてはこの形態に限定されるものではなく、例えば、被検者２００が伏臥位の状態で放射線撮影を行う形態も適用可能である。

図１（ｂ）は、図１（ａ）に示す放射線撮影装置１１０の内部構成の一例を示す図である。この図１（ｂ）にも、図１（ａ）と同様のＸＹＺ座標系を示している。具体的に、図１（ｂ）では、支持板１１１よりも放射線撮影装置１１０の内部に位置する構成を点線で記載している。

図１（ｂ）に示すように、支持板１１１には、撮影対象物である乳房を挿入するための開口部１１１１が設けられている。また、放射線撮影装置１１０は、図１（ａ）に示す支持板１１１及びアクセス窓１１２に加えて、図１（ｂ）に示すように、放射線発生部１１３、放射線検出部１１４、回転機構部１１５、制御部１１６、及び、乳房保持部１１７を有して構成されている。

放射線発生部１１３は、支持板１１１の開口部１１１１から挿入された被検者２００の乳房に対して、Ｘ線等の放射線１１３１を発生させるものである。具体的に、本実施形態においては、放射線発生部１１３は、開口部１１１１から挿入された被検者２００の乳房及び放射線検出部１１４に向けて、例えば四角錐のコーンビームの放射線１１３１を出力する。

放射線検出部１１４は、放射線発生部１１３と対向する位置に配置され、入射した放射線１１３１を電気信号である画像信号として検出する。なお、被検者２００の乳房を放射線撮影する場合には、放射線検出部１１４は、開口部１１１１から挿入された被検者２００の乳房を間に挟んで放射線発生部１１３と対向する位置に配置されることになる。

回転機構部１１５は、開口部１１１１から挿入された被検者２００の乳房を間に挟んで放射線発生部１１３と放射線検出部１１４とを支持板１１１の面（ＸＹ面）と平行の面で回転させる機構部である。ここで、本実施形態では、回転機構部１１５の回転軸が開口部１１１１の中心になるように構成されているものとする。また、例えば、回転機構部１１５は、被検者２００の乳房を放射線撮影（ＣＴ撮影）する際に、放射線発生部１１３及び放射線検出部１１４を当該乳房の周囲に３６０°回転させる。

制御部１１６は、放射線撮影装置１１０の各構成部を制御して放射線撮影装置１１０の動作を統括的に制御するとともに、各種の処理を行う。例えば、制御部１１６は、被検者２００の乳房をＣＴ撮影する際に、放射線発生部１１３から放射線１１３１を発生させるタイミング等の制御や、放射線検出部１１４で放射線１１３１を検出するタイミング等の制御、回転機構部１１５による回転の制御等を行う。また、例えば、制御部１１６は、放射線検出部１１４による放射線１１３１の検出により得られた画像信号を画像処理装置１２０に送信する処理等も行う。

乳房保持部１１７は、支持板１１１の開口部１１１１から挿入された被検者２００の乳房が放射線撮影領域に収まるように乳房を保持する機構部である。この乳房保持部１１７は、放射線１１３１を透過する材料で形成されている。

画像処理装置１２０は、放射線撮影装置１１０から、放射線検出部１１４の検出により得られた画像信号を処理する。この画像処理装置１２０は、図１（ｂ）に示すように、３次元画像生成部１２１、投影データ生成部１２２、２次元データ生成部１２３、画像出力部１２４、情報入力部１２５、及び、記憶部１２６を有して構成されている。

３次元画像生成部１２１は、放射線撮影装置１１０において放射線１１３１を用いて撮影対象物である被検者２００の乳房を撮影することにより得られた画像信号を受信し、当該画像信号を用いて３次元画像を再構成して生成する。この３次元画像生成部１２１は、本発明における「第１の生成手段」の一例に相当する構成である。

投影データ生成部１２２は、３次元画像生成部１２１で生成された３次元画像中に投影基準線を設定する。そして、投影データ生成部１２２は、設定した投影基準線の周囲における複数の投影角度について各投影角度ごとに３次元画像の画素値を投影基準線に向けて投影処理して、当該複数の投影角度における複数の投影データを生成する。この際、投影データ生成部１２２は、上述した投影処理として、３次元画像の画素値の和を算出する処理、３次元画像の画素値の平均を算出する処理、または、３次元画像の画素値の最大値を算出する処理を行い得る。この投影データ生成部１２２は、本発明における「第２の生成手段」の一例に相当する構成である。

２次元データ生成部１２３は、投影データ生成部１２２の処理による複数の投影角度に基づいて複数の投影データを２次元状に配置して２次元画像であるラジアル（Ｒａｄｉａｌ）画像を生成する。また、２次元データ生成部１２３は、３次元画像生成部１２１で生成された３次元画像において、図９に示すＡｘｉａｌの断面に基づくＡｘｉａｌ画像、図９に示すＣｏｒｏｎａｌの断面に基づくＣｏｒｏｎａｌ画像、及び、図９に示すＳａｇｉｔｔａｌの断面に基づくＳａｇｉｔｔａｌ画像のうちの少なくとも１つの標準画像を生成し得る。ここで、本実施形態においては、２次元データ生成部１２３は、Ａｘｉａｌ画像、Ｃｏｒｏｎａｌ画像及びＳａｇｉｔｔａｌ画像の全ての標準画像を生成するものとする。この２次元データ生成部１２３は、本発明における「第３の生成手段」の一例に相当する構成である。

画像出力部１２４は、２次元データ生成部１２３で生成された２次元画像を表示装置１３０に出力する。また、画像出力部１２４は、必要に応じて、３次元画像生成部１２１で生成された３次元画像、及び、投影データ生成部１２２で生成された投影データも、表示装置１３０に出力する。

情報入力部１２５は、画像処理装置１２０に対して各種の情報を入力する。

記憶部１２６は、画像処理装置１２０の動作を制御するためのプログラムや、画像処理装置１２０の動作を行う際に必要な各種の情報や各種のデータを記憶している。また、記憶部１２６は、画像処理装置１２０の動作に基づき得られた各種の情報や各種のデータを記憶する。例えば、この記憶部１２６には、３次元画像生成部１２１で生成された３次元画像や、投影データ生成部１２２で生成された投影データ、２次元データ生成部１２３で生成された２次元画像も記憶される。

表示装置１３０は、例えば撮影技師等の検者に対して各種の画像や各種の情報を表示するものである。この表示装置１３０は、図１（ｂ）に示すように、表示部１３１、及び、操作部１３２を有して構成されている。表示部１３１は、検者に対して各種の画像や各種の情報を表示する構成部であり、また、操作部１３２は、検者による操作入力を受け付ける構成部である。

図２は、診断用画像の表示例を説明するための図である。
図２において、図２（ａ）は比較例に係る診断用画像の表示例を説明するための図であり、図２（ｂ）は本発明の第１の実施形態に係る診断用画像の表示例を説明するための図である。この図２（ａ）及び図２（ｂ）には、図１と同様のＸＹＺ座標系を示している。

図２（ａ）に示す比較例では、表示画面２２０には、図２（ａ）に示す３次元画像２１０におけるＡｘｉａｌ画像２２１、Ｃｏｒｏｎａｌ画像２２２及びＳａｇｉｔｔａｌ画像２２３の各標準画像と、ＶＲ（Ｖｏｌｕｍｅ Ｒｅｎｄｅｒｉｎｇ）画像等の３次元画像２２４とが、２×２の４分割で表示されている。

図２（ｂ）に示す本発明の第１の実施形態では、表示部１３１の表示画面２４０には、図２（ｂ）に示す３次元画像２３０におけるＡｘｉａｌ画像２４１、Ｃｏｒｏｎａｌ画像２４２及びＳａｇｉｔｔａｌ画像２４３の各標準画像と、ラジアル画像２４４とが、２×２の４分割で表示されている。なお、本発明においては、ラジアル画像２４４を単体で表示してもよいが、図２（ｂ）に示すように、他の標準画像（２４１〜２４３）とともにラジアル画像２４４を表示することで、撮影対象物における標準断面との関係を確認することができるという利点がある。この場合、本実施形態においては、２次元データ生成部１２３が、Ａｘｉａｌ画像２４１、Ｃｏｒｏｎａｌ画像２４２及びＳａｇｉｔｔａｌ画像２４３の各標準画像を生成する形態を採る。そして、本実施形態においては、画像出力部１２４が、当該各標準画像とともに当該各標準画像と対応付けてラジアル画像２４４を表示部１３１に出力する形態を採る。

図３は、本発明の第１の実施形態を示し、図１の投影データ生成部１２２及び２次元データ生成部１２３の処理例を示す図である。また、図３（ａ）及び図３（ｂ）には、図１と同様のＸＹＺ座標系を示している。

図３（ａ）は、３次元画像生成部１２１で生成された３次元画像３１０を示しているものとする。そして、投影データ生成部１２２は、図３（ａ）に示す３次元画像中に投影基準線３１３を設定する。例えば、投影データ生成部１２２は、検者によって操作部１３２に操作入力され、情報入力部１２５を介して入力された点３１１と点３１２とを結ぶ線を投影基準線３１３として設定する。ここでは、点３１１はｒ＝Ｚ＝Ｌの位置にあるものとし、点３１２はｒ＝Ｚ＝０の位置にあるものとする。なお、図３では、説明を分かり易くするために、投影基準線３１３をＺ方向と平行する方向に設定した例を示しているが、本発明においてはこの形態に限定されるものではなく、３次元画像におけるＸＹＺ空間のいずれの位置及びいずれの角度でも設定可能である。また、図３（ａ）には、投影対象領域３１４の一例と、投影基準線３１３の周囲における全周３６０°の角度基準３１５の一例を図示している。

本実施形態の２次元データ生成部１２３は、投影データ生成部１２２が投影基準線３１３を設定することにより、投影基準線３１３の周囲における全周３６０°方向からのラジアル画像（図３（ｃ）に示すラジアル画像３３０）を生成することができる。ここで、３次元画像３１０中に角度基準３１５から角度θだけ回転した位置のΔθ区間の投影対象領域３１４である投影対象領域Ｇ（θ，Δθ）を考える。この際、図３（ａ）に示すように、投影対象領域Ｇ（θ，Δθ）は、断面が円弧で高さＬの柱である。

図３（ｂ）は、図３（ａ）に示す３次元画像３１０と同様の３次元画像３２０を示している。そして、図３（ｂ）は、投影データ生成部１２２によって、投影対象領域Ｇ（θ，Δθ）に含まれる３次元画像３２０の画素値を投影基準線３１３に向けて投影処理３２１する様子を示している。この際、投影データ生成部１２２は、各投影角度ごとに、投影対象領域Ｇ（θ，Δθ）に含まれる３次元画像３２０の画素値を投影基準線３１３に向けて概略垂直に投影処理３２１して、複数の投影角度における複数の投影データを生成する。この際、或る投影角度に基づく１つの投影処理３２１では、１つの１次元の投影データが生成される。例えば、投影データＰ（ｒ，θ，Δθ）について、角度θを０°から３６０°までとし、Δθを１°として計算すると、３６０本の投影データＰが生成される。

なお、図３（ｂ）に示す例では、投影処理３２１として、３次元画像の画素値の和を算出する処理（ＲＡＹＳＵＭ）を行う例を示しているが、本発明においては、３次元画像の画素値の平均を算出する処理や、３次元画像の画素値の最大値を算出する処理でもよい。例えば、コントラストの低い病変を見るのであれば、投影処理３２１として３次元画像の画素値の和を算出する処理（ＲＡＹＳＵＭ）を行うことが好適である。また、例えば、コントラストの高い病変を見るのであれば、投影処理３２１として３次元画像の画素値の最大値を算出する処理を行うことが好適である。

図３（ｃ）は、２次元データ生成部１２３が、上述した複数の投影データＰ（ｒ，θ，Δθ）を投影角度に基づき円弧上に配置した２次元画像であるラジアル画像３３０を示している。ここで、このラジアル画像３３０は、複数の投影データＰ（ｒ，θ，Δθ）を投影角度に基づき極座標に配置した２次元画像であるともいえる。

ここで、例えば、図３（ａ）に示す角度基準３１５から角度θの投影角度における１つの投影データについて説明する。この場合、図３（ｃ）に示すラジアル画像３３０では、当該１つの投影データにおける点３１２のデータを図３（ｃ）示すｒ＝０のデータとして配置し、点３１１のデータを図３（ｃ）示す角度θにおけるｒ＝Ｌのデータとして配置し、その他の点のデータもこれらのデータの間に配置する形態を採る。他の投影データについても、ここで説明した投影角度と同様に、当該投影角度に応じて配置される。

例えば、このラジアル画像３３０は、正方画像（例えば、１０２４画素×１０２４画素）であるため、投影データＰ（ｒ，θ，Δθ）を配置する際には補間計算が必要になる。具体的には、投影データＰ（ｒ，θ−１，Δθ）と投影データＰ（ｒ，θ＋１，Δθ）との直線補間で計算する。ただし、１次元データである投影データを円弧状にマッピングすることになるので、ｒが大きくなるのに従って解像度が落ちる。この場合、本実施形態においては、角度０°から角度３６０°までの角度ピッチを小さくすることで、解像度を上げることができる。また、角度ピッチは角度０°から角度３６０°まで一定である必要はなく、計算量を減らすために病変のない領域の角度ピッチだけ大きくすることもできる。

図４は、本発明の第１の実施形態を示し、撮影対象物として乳房を適用した場合に、図１の投影データ生成部１２２及び２次元データ生成部１２３の処理例を示す図である。また、図４（ａ）及び図４（ｂ）には、図１と同様のＸＹＺ座標系を示している。なお、以下に記載する図４の説明においては、上述した図３の説明と共通する事項は必要に応じて省略する。

図４（ａ）は、３次元画像生成部１２１で生成された３次元画像４１０を示しているものとする。この３次元画像４１０には、矩形で示す乳管と楕円で示す乳腺腺葉の組が複数個存在しており、また、矩形で示す乳管が集まっている部分が乳頭である。投影データ生成部１２２は、図４（ａ）に示す３次元画像中に投影基準線４１３を設定する。例えば、投影データ生成部１２２は、検者によって操作部１３２に操作入力され、情報入力部１２５を介して入力された点４１１と点４１２とを結ぶ線を投影基準線４１３として設定する。図４（ａ）に示す例では、投影基準線４１３は、乳頭から３次元画像の底面（ＸＹ面）に向けて垂直（Ｚ方向）に設定されている。

図４（ｂ）は、図４（ａ）に示す３次元画像４１０に相当する３次元画像４２０を示している。そして、図４（ｂ）は、投影データ生成部１２２によって、投影対象領域４１４に含まれる３次元画像４２０の画素値を投影基準線３１３に向けて投影処理４２１する様子を示している。この際、投影データ生成部１２２は、各投影角度ごとに、３次元画像４２０の画素値を投影基準線３１３に向けて概略垂直に投影処理４２１して、複数の投影角度における複数の投影データを生成する。また、図４（ｂ）には、各投影角度の基準となる角度基準４１５の一例を図示している。

図４（ｃ）は、２次元データ生成部１２３が、投影データ生成部１２２によって生成された複数の投影データを投影角度に基づき円弧上に配置した２次元画像であるラジアル画像４３０を示している。このラジアル画像４３０は、矩形で示す乳管と楕円で示す乳腺腺葉の組を展開して観察することができるため、病変の構造が領域性、区域性であるかの判断が容易になり、組織が詰っている乳房の診断用画像として好適な２次元画像である。このラジアル画像４３０は、楕円で示す乳腺腺葉を、乳頭を中心として円弧配列した２次元画像であるため、病変の区域性の判断が容易である。また、例えば、ラジアル画像４３０は、乳腺の配置に注目して病変（微小石灰化や腫瘤）のびまん性や、領域性、集簇性及び区域性等を判断し易くする画像として用いることができる。ここで、病変のびまん性や、領域性、集簇性及び区域性等を観察することは、例えば病変の悪性／良性の診断をする上で重要であり、これは乳がんが乳腺組織に沿って成長する性質に由来するものであるからである。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。なお、以下に記載する第２の実施形態の説明においては、上述した第１の実施形態と共通する事項は説明を省略し、上述した第１の実施形態と異なる事項について説明を行う。

第２の実施形態に係る放射線撮影システムの概略構成は、図１に示す第１の実施形態に係る放射線撮影システム１００の概略構成と同様である。即ち、第２の実施形態に係る画像処理装置の概略構成は、図１に示す第１の実施形態に係る画像処理装置１２０の概略構成と同様である。

図５は、本発明の第２の実施形態を示し、図１の投影データ生成部１２２及び２次元データ生成部１２３の処理例を示す図である。また、図５（ａ）及び図５（ｂ）には、図１と同様のＸＹＺ座標系を示している。ここで、第２の実施形態と第１の実施形態との相違点は、第２の実施形態では投影基準線への投影区間を分割する点である。即ち、第１の実施形態では、投影対象領域の投影区間は投影基準線から３次元画像の外周までであったが、第２の実施形態では、投影区間を分割して投影区間Δｄ（図５（ａ）参照）ごとに処理を行う。投影区間Δｄの大きさを調整することによって、投影対象領域を小さくして、より詳細なラジアル画像を生成することができる。この際、投影区間Δｄの位置や大きさは、例えば操作部１３２への操作入力によって任意に設定することができる。

図５（ａ）は、３次元画像生成部１２１で生成された３次元画像５１０を示しているものとする。そして、投影データ生成部１２２は、図５（ａ）に示す３次元画像中に投影基準線５１３を設定する。例えば、投影データ生成部１２２は、検者によって操作部１３２に操作入力され、情報入力部１２５を介して入力された点５１１と点５１２とを結ぶ線を投影基準線５１３として設定する。また、図５（ａ）には、投影対象領域５１４の一例と、投影基準線５１３の周囲における全周３６０°の角度基準５１５の一例と、上述した投影区間Δｄの一例を図示している。

具体的に、第２の実施形態では、投影データ生成部１２２は、操作部１３２への操作入力に基づいて、投影基準線５１３に対する距離に応じて３次元画像５１０を複数の投影区間Δｄに分割する。そして、投影データ生成部１２２は、分割した複数の投影区間について各投影区間ごとに複数の投影データを生成する形態を採る。そして、第２の実施形態では、２次元データ生成部１２３は、複数の投影区間における各投影区間ごとにラジアル画像を生成する形態を採る。以下、図５（ｂ）及び図５（ｃ）を用いて説明する。

図５（ｂ）は、図５（ａ）に示す３次元画像５１０と同様の３次元画像５２０を示している。そして、図５（ｂ）は、投影データ生成部１２２によって、投影対象領域５１４である投影対象領域Ｇ（θ，Δθ，ｄ，Δｄ）に含まれる３次元画像５２０の画素値を投影基準線５１３に向けて投影処理５２１する様子を示している。この際、投影データ生成部１２２は、各投影区間ごと且つ各投影角度ごとに、投影対象領域Ｇ（θ，Δθ，ｄ，Δｄ）に含まれる３次元画像５２０の画素値を投影基準線５１３に向けて概略垂直に投影処理５２１して、複数の投影データを生成する。

なお、図５（ｂ）に示す例では、投影処理５２１として、３次元画像の画素値の和を算出する処理（ＲＡＹＳＵＭ）を行う例を示しているが、本発明においては、３次元画像の画素値の平均を算出する処理や、３次元画像の画素値の最大値を算出する処理でもよい。

図５（ｃ）は、２次元データ生成部１２３が、或る１つの投影区間（ｄ，Δｄ）における複数の投影データを投影角度に基づき円弧上に配置した２次元画像であるラジアル画像５３０を示している。ここで、このラジアル画像５３０は、或る１つの投影区間（ｄ，Δｄ）におけるｄ及びΔｄを単独もしくは同時に変更し複数の投影データを投影角度に基づき極座標に配置した２次元画像であるともいえる。

図６は、本発明の第２の実施形態を示し、撮影対象物として乳房を適用した場合に、図１の投影データ生成部１２２及び２次元データ生成部１２３の処理例を示す図である。また、図６（ａ）及び図６（ｂ）には、図１と同様のＸＹＺ座標系を示している。なお、以下に記載する図６の説明においては、上述した図５の説明と共通する事項は必要に応じて省略する。

図６（ａ）は、３次元画像生成部１２１で生成された３次元画像６１０を示しているものとする。この３次元画像６１０には、矩形で示す乳管と楕円で示す乳腺腺葉の組が複数個存在しており、また、矩形で示す乳管が集まっている部分が乳頭である。この図６（ａ）に示す３次元画像６１０において、図４（ａ）に示す３次元画像４１０との相違点は、楕円で示す乳腺腺葉の位置が３次元画像の中心位置（投影基準線６１３の位置）から距離が近いものと遠いものがある点である。

投影データ生成部１２２は、図６（ａ）に示す３次元画像中に投影基準線６１３を設定する。例えば、投影データ生成部１２２は、検者によって操作部１３２に操作入力され、情報入力部１２５を介して入力された点６１１と点６１２とを結ぶ線を投影基準線６１３として設定する。図６（ａ）に示す例では、投影基準線６１３は、乳頭から３次元画像の底面（ＸＹ面）に向けて垂直（Ｚ方向）に設定されている。

図６（ｂ）は、図６（ａ）に示す３次元画像６１０に相当する３次元画像６２０を示している。そして、図６（ｂ）は、投影データ生成部１２２によって、投影対象領域６１４の投影区間（ｄ，Δｄ）に含まれる３次元画像６２０の画素値を投影基準線６１３に向けて投影処理６２１する様子を示している。この際、投影データ生成部１２２は、各投影区間ごと且つ各投影角度ごとに、３次元画像６２０の画素値を投影基準線６１３に向けて概略垂直に投影処理６２１して、複数の投影データを生成する。また、図６（ｂ）には、各投影角度の基準となる角度基準６１５の一例を図示している。

図６（ｃ）は、投影データ生成部１２２で生成された、投影基準線６１３の位置から距離が遠い投影区間（ｄ，Δｄ）１における複数の投影データを、２次元データ生成部１２３が、投影角度に基づき円弧上に配置した２次元画像であるラジアル画像６３０を示している。

図６（ｄ）は、投影データ生成部１２２で生成された、投影基準線６１３の位置から距離が近い投影区間（ｄ，Δｄ）２における複数の投影データを、２次元データ生成部１２３が、投影角度に基づき円弧上に配置した２次元画像であるラジアル画像６４０を示している。

図６（ｃ）及び図６（ｄ）に示す例では、投影区間（ｄ，Δｄ）１に係るラジアル画像６３０と投影区間（ｄ，Δｄ）２に係るラジアル画像６４０とで、乳管と乳腺腺葉との異なる組を観察することができる。これにより、第２の実施形態では、第１の実施形態よりも、領域性や区域性の診断をより詳細に行えるラジアル画像を提供できる。また、投影基準線６１２への投影区間（ｄ，Δｄ）を調整することにより、乳腺の重なりを更に排除できるため、病変の領域性や集簇性、区域性の診断が容易になる。

具体的に、第２の実施形態では、投影区間（ｄ，Δｄ）を複数設定することにより、２次元データ生成部１２３が複数のラジアル画像を生成する。そして、第２の実施形態の場合、画像出力部１２４は、２次元データ生成部１２３で生成された各投影区間（ｄ，Δｄ）ごとのラジアル画像を、まとめて表示装置１３０に出力する形態や当該各投影区間（ｄ，Δｄ）ごとに切り替えて表示装置１３０に出力する形態を採り得る。これにより、表示装置１３０は、各投影区間（ｄ，Δｄ）ごとのラジアル画像を表示部１３１の表示画面にまとめて複数表示する形態や、表示部１３１の表示画面に各投影区間（ｄ，Δｄ）ごとに切り替えて表示する形態を採り得る。ここで、表示部１３１の表示画面に各投影区間（ｄ，Δｄ）ごとに切り替えて表示する形態の場合、例えば投影区間（ｄ，Δｄ）の大きさや位置を変更することにより、図２（ｂ）に示す表示画面２４０のラジアル画像２４４として、動画的にリアルタイムにラジアル画像を表示する形態を採り得る。

（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。なお、以下に記載する第３の実施形態の説明においては、上述した第１の実施形態と共通する事項は説明を省略し、上述した第１の実施形態と異なる事項について説明を行う。

第３の実施形態に係る放射線撮影システムの概略構成は、図１に示す第１の実施形態に係る放射線撮影システム１００の概略構成と同様である。即ち、第３の実施形態に係る画像処理装置の概略構成は、図１に示す第１の実施形態に係る画像処理装置１２０の概略構成と同様である。

図７は、本発明の第３の実施形態を示し、図１の投影データ生成部１２２及び２次元データ生成部１２３の処理例を示す図である。また、図７（ａ）及び図７（ｂ）には、図１と同様のＸＹＺ座標系を示している。ここで、第３の実施形態と第１の実施形態との相違点は、第３の実施形態では３次元画像の中から撮影対象物である乳房の形状を関心領域として抽出し、当該関心領域中に投影基準線を設定して処理を行う点である。即ち、第１の実施形態では、投影対象領域の投影区間は投影基準線から３次元画像の外周までであったが、第３の実施形態では、投影対象領域の投影区間は投影基準線から関心領域の外周までとなる。

図７（ａ）は、投影データ生成部１２２によって、３次元画像生成部１２１で生成された３次元画像の中から撮影対象物である乳房の形状として抽出された関心領域７１０を示している。ここで、投影データ生成部１２２は、例えば操作部１３２を介して操作入力された円錐等の規定の形状や任意の形状に基づいて、或いは、３次元画像を画像処理することによって、撮影対象物である乳房の形状を関心領域７１０として抽出する形態を採り得る。この際、３次元画像を画像処理することによって関心領域７１０を抽出する形態の場合、２値化閾値を用いた閾値処理や、リージョングローイング等の画像処理を用いることができる。

続いて、投影データ生成部１２２は、図７（ａ）に示す関心領域中に投影基準線７１３を設定する。例えば、投影データ生成部１２２は、検者によって操作部１３２に操作入力され、情報入力部１２５を介して入力された点７１１と点７１２とを結ぶ線を投影基準線７１３として設定する。また、図７（ａ）には、投影基準線７１３の周囲における全周３６０°の角度基準７１５の一例を図示している。また、乳房の形状を関心領域７１０として抽出した場合、点７１１の位置が乳頭の位置に相当し、点７１２を含む底面が胸壁に相当する。

図７（ｂ）は、投影データ生成部１２２によって、投影対象領域Ｇ（θ，Δθ）に含まれる関心領域７１０の画素値を投影基準線７１３に向けて投影処理７２１する様子を示している。この際、投影データ生成部１２２は、各投影角度ごとに、投影対象領域Ｇ（θ，Δθ）に含まれる関心領域７１０の画素値を投影基準線７１３に向けて概略垂直に投影処理７２１して、複数の投影角度における複数の投影データを生成する。

図７（ｃ）は、２次元データ生成部１２３が、上述した複数の投影データを投影角度に基づき円弧上に配置した２次元画像であるラジアル画像７３０を示している。

第３の実施形態では、関心領域７１０を設定することにより、投影対象領域を事前に限定することができる。なお、第３の実施形態の変形例として、上述した第３の実施形態に、第２の実施形態における投影区間（ｄ，Δｄ）を適用してラジアル画像の実質的な厚さを変更する形態も適用可能である。

第３の実施形態では、関心領域７１０を設定することにより、投影対象領域を事前に限定することができる。なお、第３の実施形態の変形例として、上述した第３の実施形態に、第２の実施形態における投影区間（ｄ，Δｄ）を適用する際、投影基準線７１３に向けて投影処理７２１する投影基準線７１３と外周までの距離が変化するため、投影区間（ｄ，Δｄ）を既外周までの距離に応じて比率で設定してもよい。

（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。なお、以下に記載する第４の実施形態の説明においては、上述した第１〜第３の実施形態と共通する事項は説明を省略し、上述した第１の実施形態と異なる事項について説明を行う。

第４の実施形態に係る放射線撮影システムの概略構成は、図１に示す第１の実施形態に係る放射線撮影システム１００の概略構成と同様である。即ち、第４の実施形態に係る画像処理装置の概略構成は、図１に示す第１の実施形態に係る画像処理装置１２０の概略構成と同様である。

図８は、本発明の第４の実施形態に係る診断用画像の表示例を説明するための図である。また、図８（ａ）には、図１と同様のＸＹＺ座標系を示している。

図８（ａ）は、図７（ａ）に示す第３の実施形態における関心領域７１４に相当する、３次元画像８１０から抽出した関心領域８１４を示している。また、図８（ａ）では、図７（ａ）に示す第３の実施形態における点７１１に相当する点として乳房における胸壁面８１１Ｇの胸壁８１１を適用し、図７（ａ）に示す第３の実施形態における点７１２に相当する点として乳房における乳頭８１２を適用している。この場合、投影データ生成部１２２は、図８（ａ）に示す投影基準線８１３として、乳頭８１２と胸壁８１１とを結ぶ線を設定する。また、図８（ａ）には、各投影角度の基準となる角度基準８１５の一例と、乳房の内部に存在する乳管８１６及び乳腺腺葉８１７の一例を示している。

そして、第４の実施形態においても、投影データ生成部１２２は、第３の実施形態と同様の処理を行う。

そして、第４の実施形態では、２次元データ生成部１２３は、投影データ生成部１２２で生成された複数の投影データを複数の投影角度の順番に一方向に配置したラジアル画像（例えば、図８（ｂ）に示すラジアル画像８２４）を生成する。

図８（ｂ）に示す、表示部１３１の表示画面８２０には、３次元画像８１０におけるＡｘｉａｌ画像８２１、Ｃｏｒｏｎａｌ画像８２２及びＳａｇｉｔｔａｌ画像８２３の各標準画像と、ラジアル画像８２４とが、２×２の４分割で表示されている。この場合、本実施形態においては、２次元データ生成部１２３が、Ａｘｉａｌ画像８２１、Ｃｏｒｏｎａｌ画像８２２及びＳａｇｉｔｔａｌ画像８２３の各標準画像を生成する形態を採る。そして、本実施形態においては、画像出力部１２４が、当該各標準画像とともに当該各標準画像と対応付けてラジアル画像８２４を表示部１３１に出力する形態を採る。また、表示画面８２０には、投影基準線８１３が、少なくとも１つの標準画像上に変更可能な状態で表示されている。この投影基準線８１３を変更することにより、本実施形態においては、ラジアル画像８２４が逐次的に再生成されて表示される。この投影基準線８１３を変更することにより、領域性や区域性をリアルタイムに評価することができる。

また、本実施形態においては、標準画像（特に、Ｃｏｒｏｎａｌ画像８２２）上で操作部１３２を介して任意の乳腺腺葉８１７を選択すると、ラジアル画像８２４上で対応する乳腺腺葉８１７が強調表示される形態を採り得る。この強調表示の形態としては、対応する乳腺腺葉８１７の輪郭を強調表示する、対応する乳腺腺葉８１７をＲＯＩで囲む、或いは、対応する乳腺腺葉８１７の輝度を変更する等がある。また、選択する部位としては、乳腺腺葉８１７に限定されず、微小石灰化でもよい。乳腺腺葉８１７と微小石灰化では、抽出する際の２値化閾値が異なるので、対応表示する際に操作部１３２を介して予め強調表示する部位を選択する形態を採り得る。また、第４の実施形態において、角度基準８１５を変更することにより、図８（ａ）に示す一番左側の乳腺腺葉８１７と一番右側の乳腺腺葉８１７との関係をリアルタイムに変更することが可能である。

（第５の実施形態）
次に、本発明の第５の実施形態について説明する。なお、以下に記載する第５の実施形態の説明においては、上述した第４の実施形態と共通する事項は説明を省略し、上述した第１の実施形態と異なる事項について説明を行う。

第５の実施形態として、上述した第４の実施形態における関心領域８１４に対して、上述した第２の実施形態における投影区間（ｄ，Δｄ）を適用してラジアル画像８２４の実質的な厚さを変更し、リアルタイムで動画的に領域性及び区域性の判断をすることもできる。

（その他の実施形態）
上述した本発明の実施形態では、ＣＴ撮影によるＣＴ画像を想定した例について説明を行ったが、本発明においてはこれに限定されるものではなく、ＭＲＩ撮影によるＭＲＩ画像やＰＥＴ撮影によるＰＥＴ画像も適用可能である。

本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。
このプログラム及び当該プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体は、本発明に含まれる。

なお、上述した本発明の実施形態は、いずれも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。即ち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。

１００：放射線撮影システム、１１０：放射線撮影装置、１２０：画像処理装置、１２１：３次元画像生成部、１２２：投影データ生成部、１２３：２次元データ生成部、１２４：画像出力部、１２５：情報入力部、１２６：記憶部、１３０：表示装置、１３１：表示部、１３２：操作部、２００：被検者

Claims (12)

1. 放射線を用いて撮影対象物を撮影することにより得られた画像信号を用いて３次元画像を生成する第１の生成手段と、
   前記３次元画像中に投影基準線を設定し、当該投影基準線の周囲における複数の投影角度について各投影角度ごとに前記３次元画像の画素値を前記投影基準線に向けて投影処理して、前記複数の投影角度における複数の投影データを生成する第２の生成手段と、
   前記複数の投影角度に基づいて前記複数の投影データを２次元状に配置して２次元画像を生成する第３の生成手段と、
   を有し、
   前記第２の生成手段は、前記投影基準線に対する距離に応じて前記３次元画像を複数の投影区間に分割し、前記複数の投影区間について各投影区間ごとに前記複数の投影データを生成し、
   前記第３の生成手段は、前記各投影区間ごとに前記２次元画像を生成することを特徴とする画像処理装置。
2. 放射線を用いて撮影対象物を撮影することにより得られた画像信号を用いて３次元画像を生成する第１の生成手段と、
   前記３次元画像中に投影基準線を設定し、当該投影基準線の周囲における複数の投影角度について各投影角度ごとに前記３次元画像の画素値を前記投影基準線に向けて投影処理して、前記複数の投影角度における複数の投影データを生成する第２の生成手段と、
   前記複数の投影角度に基づいて前記複数の投影データを２次元状に配置して２次元画像を生成する第３の生成手段と、
   を有し、
   前記撮影対象物が乳房である場合、
   前記第２の生成手段は、前記投影基準線として、前記乳房における乳頭と胸壁とを結ぶ線を設定することを特徴とする画像処理装置。
3. 前記第２の生成手段は、前記３次元画像の中から前記撮影対象物の形状を関心領域として抽出し、前記関心領域中に前記投影基準線を設定し、前記各投影角度ごとに前記関心領域の画素値を前記投影基準線に向けて投影処理して、前記複数の投影データを生成することを特徴とする請求項１または２に記載の画像処理装置。
4. 前記第２の生成手段は、前記３次元画像を閾値処理して、前記撮影対象物の形状を前記関心領域として抽出することを特徴とする請求項３に記載の画像処理装置。
5. 前記第３の生成手段は、前記２次元画像として、前記複数の投影データを前記複数の投影角度に基づく円弧上に配置した２次元画像、または、前記複数の投影データを前記複数の投影角度の順番に一方向に配置した２次元画像を生成することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像処理装置。
6. 前記第２の生成手段は、前記投影処理として、前記画素値の和を算出する処理、前記画素値の平均を算出する処理、または、前記画素値の最大値を算出する処理を行うことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像処理装置。
7. 前記第３の生成手段で生成された２次元画像を表示装置に出力する画像出力手段を更に有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像処理装置。
8. 前記第３の生成手段で生成された前記各投影区間ごとの前記２次元画像を、前記各投影区間ごとに切り替えて表示装置に出力する画像出力手段を更に有することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
9. 前記第３の生成手段は、前記３次元画像におけるＡｘｉａｌ画像、Ｃｏｒｏｎａｌ画像およびＳａｇｉｔｔａｌ画像のうちの少なくとも１つの標準画像を更に生成し、
   前記画像出力手段は、前記標準画像とともに前記標準画像と対応付けて前記２次元画像を前記表示装置に出力することを特徴とする請求項７または８に記載の画像処理装置。
10. 放射線を用いて撮影対象物を撮影することにより得られた画像信号を用いて３次元画像を生成する第１の生成ステップと、
    前記３次元画像中に投影基準線を設定し、当該投影基準線の周囲における複数の投影角度について各投影角度ごとに前記３次元画像の画素値を前記投影基準線に向けて投影処理して、前記複数の投影角度における複数の投影データを生成する第２の生成ステップと、
    前記複数の投影角度に基づいて前記複数の投影データを２次元状に配置して２次元画像を生成する第３の生成ステップと、
    を有し、
    前記第２の生成ステップは、前記投影基準線に対する距離に応じて前記３次元画像を複数の投影区間に分割し、前記複数の投影区間について各投影区間ごとに前記複数の投影データを生成し、
    前記第３の生成ステップは、前記各投影区間ごとに前記２次元画像を生成することを特徴とする画像処理方法。
11. 放射線を用いて撮影対象物を撮影することにより得られた画像信号を用いて３次元画像を生成する第１の生成ステップと、
    前記３次元画像中に投影基準線を設定し、当該投影基準線の周囲における複数の投影角度について各投影角度ごとに前記３次元画像の画素値を前記投影基準線に向けて投影処理して、前記複数の投影角度における複数の投影データを生成する第２の生成ステップと、
    前記複数の投影角度に基づいて前記複数の投影データを２次元状に配置して２次元画像を生成する第３の生成ステップと、
    を有し、
    前記撮影対象物が乳房である場合、
    前記第２の生成ステップは、前記投影基準線として、前記乳房における乳頭と胸壁とを結ぶ線を設定することを特徴とする画像処理方法。
12. コンピュータを、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の画像処理装置の各手段として機能させるためのプログラム。

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