圖像顯示設備和圖像顯示方法
【專利摘要】公開了圖像顯示設備和圖像顯示方法。該方法包括：在顯示設備上顯示包括活體的第一圖像；接受對第一圖像上第一區(qū)域的指定；從第一圖像的區(qū)域提取第一特征點組，該區(qū)域距第一區(qū)域的距離在閾值以上；獲取包括活體的第二圖像，該第二圖像是在與第一圖像不同的時間捕獲的；從第二圖像提取與第一特征點組對應的第二特征點組；基于第一特征點組與第二特征點組之間的位置關系來生成變換信息，以用于執(zhí)行第二圖像與第一圖像之間的圖像配準；通過將變換信息應用于第二圖像來執(zhí)行變換處理；以及顯示通過變換處理生成的第三圖像的至少部分。
【專利說明】
圖像顯示設備和圖像顯示方法
技術領域
[0001]本實施方式中所公開的技術涉及一種顯示圖像以用于醫(yī)療用途的技術。
【背景技術】
[0002]在醫(yī)療場景中，醫(yī)生常常對在不同時間捕獲的計算機斷層掃描(CT)圖像進行比較以用于確定患者的疾病發(fā)展過程等。此時，如果所比較的區(qū)域是患者的肺等，則在CT圖像中包括由于心跳和呼吸而引起的位置變化。因此，例如，通過變換有關指定區(qū)域的圖像以使得在所比較的各個CT圖像中的特征點(例如，血管)的位置彼此對應，來執(zhí)行圖像配準。這使得醫(yī)生甚至能夠易于對與指定區(qū)域相關的其中包括有位置變化的CT圖像進行比較。在日本公開特許公報第2013-141603號中公開了相關技術。

【發(fā)明內容】

[0003]技術問題
[0004]在肺中有腫瘤(例如腺癌)的患者中，存在著以下可能性:肺的肺泡由于腫瘤而塌陷(collapse)，從而引起了相鄰血管等的位置趨于靠近塌陷位置的所謂“病灶(focusing)”。在關于這種患者的肺的CT圖像進行傳統(tǒng)的圖像配準的情況下，如果采用鄰近塌陷位置的血管來作為特征點，則對圖像進行變換，還包含與“病灶”相關聯(lián)的位置變化的影響。結果，在變換后的CT圖像中，通過與由于心跳和呼吸而引起的位置變化進行圖像配準，與“病灶”相關聯(lián)的位置變化被抵消。
[0005]在一個方面，本實施方式中所公開的技術意圖抵消由于心跳和呼吸而引起的位置變化，同時保留與腫瘤所引起的病灶相關聯(lián)的位置變化的影響。
[0006]問題的解決方案
[0007]根據本發(fā)明的一個方面，圖像顯示方法包括:在顯示設備上顯示包括活體的第一圖像;接受對第一圖像上第一區(qū)域的指定;從第一圖像的區(qū)域提取第一特征點組，該區(qū)域距第一區(qū)域的距離在閾值以上;獲取包括活體的第二圖像，該第二圖像是在與第一圖像不同的時間捕獲的；從第二圖像提取與第一特征點組對應的第二特征點組;基于第一特征點組與第二特征點組之間的位置關系來生成變換信息，以用于執(zhí)行第二圖像與第一圖像之間的圖像配準;通過將變換信息應用于第二圖像來執(zhí)行變換處理；以及在顯示設備上顯示通過變換處理生成的第三圖像的至少部分。
[0008]發(fā)明的有益效果
[0009]本實施方式中所公開的技術能夠抵消由于心跳和呼吸而引起的位置變化，同時保留與腫瘤所引起的病灶相關聯(lián)的位置變化的影響。
【附圖說明】
[0010]圖1是示出CT圖像拍攝系統(tǒng)的一個示例的圖；
[0011]圖2是示出圖像顯示設備的硬件配置的圖；
[0012]圖3是示出圖像顯示設備中的診斷輔助單元的處理的內容、由醫(yī)生進行的操作的內容和在并置(juxtaposit1n)顯示屏上顯示的內容之間的關系的圖；
[0013]圖4是示出圖像顯示設備中的診斷輔助單元的處理的內容、由醫(yī)生進行的操作的內容和在并置顯示屏上顯示的內容之間的關系的圖；
[0014]圖5是示出在圖像數據庫(在下文中，將數據庫簡稱為DB)中存儲的信息的一個示例的圖；
[0015]圖6是示出比較目標CT圖像相對于比較源CT圖像的局部位置變化的原因的圖；
[0016]圖7A、圖7B和圖7C是用于更詳細地說明基于腫瘤變化的位置變化的圖；
[0017]圖8A、圖8B、圖8C和圖8D是說明對代表矢量的計算處理和對相應區(qū)域的計算處理的圖；
[0018]圖9是示出通過使用包括非剛性變換的影響的代表矢量來執(zhí)行局部圖像配準而獲得的圖像的圖；
[0019]圖10是示出第二配準單元的功能配置的圖；
[0020]圖1IA和圖1IB是示出病灶區(qū)域確定單元的處理的內容的第一圖；
[0021]圖12A和圖12B是示出當確定存在病灶區(qū)域時代表矢量的計算方法的圖；
[0022]圖13A和圖13B是示出當確定不存在病灶區(qū)域時代表矢量的計算方法的圖；
[0023]圖14是由第二配準單元執(zhí)行的局部圖像配準處理的流程圖；
[0024]圖15是病灶區(qū)域確定處理的第一流程圖；
[0025]圖16是示出通過使用排除非剛性變換的影響的代表矢量來執(zhí)行局部圖像配準而獲得的圖像的圖；
[0026]圖17A、圖17B和圖17C是示出病灶區(qū)域確定單元的處理的內容的第二圖；
[0027]圖18是病灶區(qū)域確定處理的第二流程圖；
[0028]圖19A和圖19B是示出病灶區(qū)域的一個示例的圖；以及
[0029]圖20是病灶區(qū)域確定處理的第三流程圖；
【具體實施方式】
[0030]下面將參照附圖來描述實施方式。在本說明書和附圖中，關于基本上包括相同功能配置的構成元件，通過賦予相同的附圖標記來省略重復的說明。
[0031][第一實施方式]
[0032]首先，將描述包括根據第一實施方式的圖像顯示設備的CT圖像拍攝系統(tǒng)。圖1是示出CT圖像拍攝系統(tǒng)的一個示例的圖；
[0033]CT圖像拍攝系統(tǒng)100包括CT設備110、圖像顯示設備120以及圖像數據庫130XT設備110和圖像顯示設備120以電方式耦接，并且在這兩個設備之間執(zhí)行數據發(fā)送和接收。此夕卜，圖像顯示設備120和圖像數據庫130也以電方式耦接，并且在這兩個設備之間可執(zhí)行數據發(fā)送和接收。
[0034]CT設備110通過使用輻射等掃描患者身體內部并且通過使用計算機執(zhí)行處理(下文中，將這樣的處理被稱為“拍攝CT圖像”)來生成CT圖像，該CT圖像為患者的斷層圖像。CT設備110將捕獲的CT圖像發(fā)送到圖像顯示設備120。
[0035]圖像顯示設備120將在CT設備110中捕獲的CT圖像存儲在所耦接的圖像數據庫130中。此外，通過由計算機執(zhí)行安裝的診斷輔助程序將圖像顯示設備120用作診斷輔助單元140。
[0036]圖像數據庫130通過圖像顯示設備120來接收在CT設備110中捕獲的CT圖像，并且利用以同時捕獲的多個CT圖像為單位(成像組)的分類來存儲CT圖像。
[0037]診斷輔助單元140是當醫(yī)師例如醫(yī)生基于在CT設備110中所捕獲的并存儲在圖像數據庫130中的CT圖像來對患者進行診斷時所使用的功能。診斷輔助單元140以并置方式顯示例如在不同時間捕獲的CT圖像，使得醫(yī)師能夠通過對CT圖像的比較來做出診斷。下文中，將以并置方式顯示的CT圖像中的一個(例如，在給定周期過去之前捕獲的CT圖像)稱為“比較源CT圖像”，而將另一CT圖像(例如，在給定周期過去之后捕獲的CT圖像)稱為“比較目標CT圖像”。
[0038]診斷輔助單元140在放大顯示屏上對比較源CT圖像中的包括由醫(yī)師指定的位置的給定區(qū)域的圖像進行放大顯示。此外，診斷輔助單元140從比較目標CT圖像中提取與包括指定位置的給定區(qū)域對應的相應區(qū)域的圖像，并且在放大顯示屏上對所提取的圖像進行放大顯不O
[0039]為了執(zhí)行這類處理，診斷輔助單元140包括第一配準單元141、第二配準單元142以及顯示控制單元143。
[0040]第一配準單元141例如通過由計算機執(zhí)行第一配準程序來實現。在以并置方式顯示在不同時間捕獲的CT圖像時，第一配準單元141通過借助于線性變換校正各CT圖像之間的位置偏差來執(zhí)行各CT圖像之間的全局圖像配準。
[0041]第二配準單元142例如通過由計算機執(zhí)行第二配準程序來實現。當對包括由醫(yī)師指定的位置的給定區(qū)域的圖像進行放大顯示時，第二配準單元142通過在比較目標CT圖像中執(zhí)行變換處理來從比較目標CT圖像中提取相應區(qū)域的圖像。這使得第二配準單元142能夠將該圖像通知給顯示控制單元143。在變換處理中包括各種處理(例如，變換)。在本實施方式中，變換處理是指平移(translat1n)。
[0042]顯示控制單元143例如通過由計算機執(zhí)行顯示程序來實現。顯示控制單元143顯示由醫(yī)師選擇的比較源CT圖像，并且在放大顯示屏上對包括由醫(yī)師指定的位置的給定區(qū)域進行放大顯示。此外，顯示控制單元143在放大顯示屏上對由第二配準單元142通知的、并且已被執(zhí)行了局部圖像配準的圖像進行放大顯示。
[0043]接下來，將描述圖像顯示設備的硬件配置。圖2是示出圖像顯示設備的硬件配置的圖。如圖2所示，圖像顯示設備120包括中央處理單元(CPU)201、只讀存儲器(R0M)202以及隨機存取存儲器(RAM)203。此外，圖像顯示設備120包括輔助存儲裝置204、耦接裝置205、顯示裝置206、操作裝置207以及驅動裝置208。圖像顯示設備120的各個裝置通過總線209相互耦接。
[0044]接下來，CPU201是執(zhí)行在輔助存儲裝置204中存儲的各種程序(例如第一配準程序、第二配準程序、顯示程序等)的計算機。
[0045]ROM 202是非易失性存儲器。ROM 202用作為存儲各種程序、數據等以用于由CPU201執(zhí)行在輔助存儲裝置204中存儲的各種程序的主存儲裝置。例如，ROM 202存儲引導程序，例如基本輸入/輸出系統(tǒng)(B1S)和可擴展固件接口(EFI)。
[0046]RAM 203是易失性存儲器，并且包括動態(tài)隨機存取存儲器(DRAM)、靜態(tài)隨機存取存儲器(SRAM)等。RAM 203是當由CPU 201執(zhí)行在輔助存儲裝置204中存儲的各種程序時提供擴展的工作區(qū)的主存儲裝置。
[0047]輔助存儲裝置204是其中記錄有在圖像顯示設備120中安裝的各種程序、通過執(zhí)行各種程序而生成的數據等的計算機可讀記錄介質。
[0048]耦接裝置205被耦接到CT設備110和圖像數據庫130，并且耦接裝置205執(zhí)行與CT設備110和圖像數據庫130的數據發(fā)送和接收。顯示裝置206通過并置顯示屏來顯示在CT設備110中捕獲并且被存儲在圖像數據庫130中的CT圖像。操作裝置207接受由醫(yī)師諸如醫(yī)生對圖像顯示設備120執(zhí)行的各種操作。
[0049]驅動裝置208是用于設置記錄介質210的裝置。在這里所述的記錄介質210中，包括有以光學方式、電學方式或磁方式記錄信息的介質，例如光盤(CD)-ROM、軟盤和磁光盤。此夕卜，在記錄介質210中，還包括其中以電方式記錄信息的半導體存儲器等，例如ROM和閃速存儲器。
[0050]在本實施方式中，例如通過將分布式記錄介質210設置在驅動裝置208中并且由驅動裝置208讀取在記錄介質210中記錄的各種程序來安裝輔助存儲裝置204中所存儲的各種程序。可替代地，通過借助于耦接裝置205從網絡下載來安裝各種程序。
[0051]接下來，將關于圖像顯示設備120的診斷輔助單元140的處理的內容、由醫(yī)師在某一時間進行的操作的內容、以及在圖像顯示設備120的顯示裝置206上顯示的并置顯示屏之間的關系進行描述。
[0052]圖3和圖4是示出圖像顯示設備中的診斷輔助單元的處理的內容、由醫(yī)師進行的操作的內容和在并置顯示屏上顯示的內容之間的關系的圖.
[0053]當在圖像顯示設備120中開始由診斷輔助單元140進行的處理時，如圖3所示，開始由顯示控制單元143進行的處理，并且在顯示裝置206上顯示用于以并置方式顯示在不同時間捕獲的CT圖像的并置顯示屏300。在并置顯示屏300被顯示的狀況下，醫(yī)師例如醫(yī)生將關于給定患者在給定時間所捕獲的給定區(qū)域(這里為肺)的圖像組選擇為比較源CT圖像組。這使得顯示控制單元143從圖像數據庫130中讀取所選擇的比較源CT圖像組。此外，當醫(yī)師從所選擇的比較源CT圖像組中指定了給定的比較源CT圖像(這里，文件名=“ImageA015”)時，顯示控制單元143將指定的比較源CT圖像顯示在并置顯示屏300上。
[0054]為了與指定的比較源CT圖像進行比較，醫(yī)師將在不同時間捕獲的同一患者的同一區(qū)域的圖像組選擇為比較目標CT圖像組。例如，醫(yī)師輸入患者標識(ID)、拍攝日期和時間、所捕獲的區(qū)域(這里為肺)等來選擇比較目標CT圖像組。這使得顯示控制單元143從圖像數據庫130中讀取通過輸入的患者姓名、拍攝日期和時間、所捕獲的區(qū)域等而識別出的成像組來作為比較目標CT圖像組。此外，顯示控制單元143從所讀取的比較目標CT圖像組中讀取與在并置顯示屏300上顯示的比較源CT圖像對應的比較目標CT圖像(這里，文件名=“ImageBOlS”)，并且將比較目標CT圖像顯示在并置顯示屏300上。
[0055]此時，第一配準單元141在診斷輔助單元140中工作，并且通過對所讀取的CT圖像進行線性校正(例如旋轉和平移)來執(zhí)行全局圖像配準。通過對整個CT圖像進行全局圖像配準，解決了比較源CT圖像與比較目標CT圖像之間的全局位置偏差。
[0056]當全局圖像配準完成時，如圖4所示，醫(yī)師指定腫瘤部分F在所顯示的比較源CT圖像中的位置。這使得顯示控制單元143在放大顯示屏上對給定區(qū)域401的圖像進行放大顯示，該給定區(qū)域401包括腫瘤部分F在比較源CT圖像上的指定位置。
[0057]當對給定區(qū)域401的圖像進行放大顯示時，第二配準單元142基于比較目標CT圖像的平移來執(zhí)行變換處理，并且提取相應區(qū)域402的圖像(已經被執(zhí)行局部圖像配準的圖像)，其中該相應區(qū)域402包括對應于腫瘤部分F的腫瘤部分F’的位置。此外，第二配準單元142將從比較目標CT圖像中提取的相應區(qū)域402的圖像通知給顯示控制單元143。
[0058]顯示控制單元143在放大顯示屏上對從第二配準單元142通知的比較目標CT圖像上的相應區(qū)域402的圖像進行放大顯示。這能夠顯示已被執(zhí)行局部圖像配準的圖像。
[0059]如上所述，根據圖像顯示設備120，能夠在醫(yī)師在比較源CT圖像中指定了腫瘤部分F的位置時執(zhí)行對給定區(qū)域401的圖像的放大顯示。此外，能夠從比較目標CT圖像中自動提取相應區(qū)域402的圖像，并且在放大顯示屏上對該圖像進行放大顯示。結果，醫(yī)師能夠容易地掌握在不同時間捕獲的成像組中所包括的各CT圖像之間的相應位置，并且容易地做出關于腫瘤如何變化的診斷。
[0060]接下來，將描述圖像數據庫130。圖5是示出存儲在圖像數據庫中的信息的一個示例的圖。如圖5中所示，利用基于每個患者的分類來管理存儲在圖像數據庫130中的信息，并且圖5表示與患者ID = “XXX”的患者有關的信息的一個示例。
[0061]如在圖5中所示，在與患者有關的信息的項目中包括“拍攝日期和時間”、“捕獲區(qū)±或”、“文件名”和“成像組”。在“拍攝日期和時間”中，存儲了與捕獲到CT圖像的日期和時間有關的信息。在“捕獲區(qū)域”中，存儲了與拍攝目標的區(qū)域有關的信息。在“文件名”中，存儲了用于對通過拍攝而獲得的多個CT圖像所構成的文件進行識別的文件名。在“成像組”中，存儲了通過拍攝而獲得的多個CT圖像。
[0062]在圖5的示例中，在圖像數據庫130中存儲了包括有通過關于捕獲區(qū)域=“肺”在拍攝日期和時間=“H26.2.5(2015年2月5日)”進行拍攝而獲得的CT圖像ImageAOO I至ImageA030并且具有文件名=“文件A”的文件。此外，在圖像數據庫130中存儲了包括有通過關于拍攝區(qū)域=“肺”在拍攝日期和時間=“H26.8.3(2015年8月3日)”進行拍攝而獲得的CT圖像ImageBOOl至ImageB030并且具有文件名=“文件B”的文件。
[0063]圖5中的虛線表示“ImageA015”的CT圖像被選擇作為比較源CT圖像。此外，另一個虛線表示“ImageBO 18”的CT圖像被選擇作為比較目標CT圖像。
[0064]接下來，將描述診斷輔助單元140的各個單元。在下文中，將主要描述第二配準單元 142。
[0065]如上所述，在全局圖像配準完成時，比較源CT圖像與比較目標CT圖像之間的總體位置變化被校正，而局部位置變化仍留存。出于這個原因，為了放大并顯示與包括醫(yī)師指定的腫瘤部分F的位置的給定區(qū)域401相對應的相應區(qū)域402的圖像，首先第二配準單元142獲得比較目標CT圖像相對于比較源CT圖像的局部位置變化。然后，第二配準單元142根據所獲得的變化，通過基于比較目標CT圖像中的平移執(zhí)行變換處理來獲得相應區(qū)域402。這能夠提取已被執(zhí)行局部圖像配準的圖像。
[0066]這里，在捕獲區(qū)域=“肺”的情況下，作為局部位置變化發(fā)生的主要原因，引用了兩種原因。這兩個原因包括基于呼吸和心跳的原因和基于腫瘤改變(隨時間改變)的另一原因。圖6是示出比較目標CT圖像相對于比較源CT圖像的局部位置變化的原因的圖。
[0067]當如圖6中所示的那樣出現局部位置變化時，例如在包括有與比較源CT圖像中的給定區(qū)域401相同坐標的比較目標CT圖像上的區(qū)域中顯示圖像610。
[0068]當在圖6中對比較源CT圖像中的給定區(qū)域401的圖像600和與給定區(qū)域401具有相同坐標的比較目標CT圖像上的區(qū)域的圖像610進行比較時，結果發(fā)現血管的位置和腫瘤的位置由于局部位置變化而大大偏離。在圖6中，粗線表示血管601至603和611至613，陰影區(qū)域表示腫瘤部分F和F’。
[0069]基于呼吸和心跳的位置變化是指與例如呼吸時橫膈膜(diaphragm)的運動相關聯(lián)的位置變化。橫膈膜的位置在患者呼氣的情況與患者吸氣的情況之間發(fā)生變化。因此，肺的各部分的位置與此變化相關聯(lián)地發(fā)生變化。也就是說，除了在拍攝時患者的呼吸狀態(tài)完全一致的情況之外，在比較源CT圖像與比較目標CT圖像之間可能會引起基于呼吸和心跳的局部位置變化。
[0070]基于呼吸和心跳的位置變化是在例如給定方向上整個給定區(qū)域401的平移。因此，該位置變化可以被認為是剛性變換。
[0071]另一方面，基于腫瘤改變的位置變化是指由于類似腺癌等的惡性腫瘤的生長，隨著肺的肺泡被破壞并且肺的肺泡體積減小了由肺的肺泡所保持的空氣體積而引起的位置變化(即，與腫瘤引起的病灶相關聯(lián))。將通過使用圖7A、圖7B和圖7C進行詳細描述。圖7A至圖7C是用于詳細說明基于腫瘤改變的位置變化的圖。
[0072]圖7A示出了在腫瘤中央點O處表示的位置處生成惡性腫瘤例如腺癌緊接著之后周圍組織的狀態(tài)。如圖7A中所示，在生成惡性腫瘤緊接著之后的狀態(tài)下，從腫瘤中央點O到支氣管711上的點Dl的距離和從腫瘤中央點O到血管712上的點Cl的距離均為rl。
[0073]圖7B示出了包括支氣管711和血管712的周圍組織由于惡性腫瘤的生長隨著腫瘤周圍肺的肺泡的破壞而朝向腫瘤中央點O移動的狀態(tài)。如圖7B中所示，由于周圍組織朝向腫瘤中央點O的移動，從腫瘤中央點O到支氣管711上的點D2的距離和從腫瘤中央點O到血管712上的點C2的距離均變成r2(〈rl)。
[0074]圖7C示出了包括支氣管711和血管712的周圍組織由于惡性腫瘤的生長隨著腫瘤周圍肺的肺泡被進一步破壞而進一步朝向腫瘤中央點O移動的狀態(tài)。如圖7C中所示，由于周圍組織朝向腫瘤中央點O的移動，從腫瘤中央點O到支氣管711上的點D3的距離和從腫瘤中央點O到血管712上的點C3的距離均變成r3(〈r2)
[0075]如上所述，基于腫瘤改變的位置變化(與腫瘤引起的病灶相關聯(lián))具有周圍組織朝向腫瘤中央點O移動的特征，并且由于位置如何變化取決于給定區(qū)域中的位置而不同，所以該位置變化可以被視為非剛性變換。
[0076]如圖7A至圖7C所示，可以將腫瘤周圍的組織大致分類為腫瘤區(qū)域703的組織、病灶區(qū)域702的組織和正常區(qū)域701的組織。在腫瘤區(qū)域703中，存在于圖7A中的組織的一部分由于被惡性腫瘤破壞而在7C中不存在。另一方面，在病灶區(qū)域702中，存在于圖7A中的組織也存在于圖7C中。然而，相應組織的位置在中心方向上發(fā)生變化(B1—B2—B3)。此外，在正常區(qū)域701中，存在于圖7A中的組織也存在于圖7C中，并且相應組織的位置(A1—A2—A3)也幾乎不變。
[0077]從對圖6和圖7的以上描述明顯看出，比較源CT圖像和比較目標CT圖像之間的局部位置變化包括:“基于呼吸和心跳的變化”，其可以被認為是剛性變換；以及“基于腫瘤改變的變化”，其是非剛性變換。此外，在“基于腫瘤改變的變化”的情況下，可以根據朝向腫瘤中央點O的移動的程度將腫瘤周圍的組織大致分類為正常區(qū)域701、病灶區(qū)域702和腫瘤區(qū)域703。
[0078]接下來，將通過使用8A、圖8B、圖8C、圖8D和圖9來描述當第二配準單元142針對比較目標CT圖像中的以下區(qū)域執(zhí)行局部圖像配準時的問題:在該區(qū)域中剛性變換和非剛性變換以混合方式存在，如圖6中示出的那樣。
[0079]如上所述，為了在比較目標CT圖像中執(zhí)行局部圖像配準，第二配準單元142基于平移來執(zhí)行變換處理。也就是說，第二配準單元142不執(zhí)行非線性變換處理，而是執(zhí)行線性變換處理。這是因為在放射學解釋中醫(yī)師不希望圖像被通過非線性變換處理進行處理。
[0080]這里，為了基于平移來執(zhí)行變換處理，第二配準單元142計算代表矢量，該代表矢量指示給定區(qū)域401已經移動到比較目標CT圖像中的哪個位置。
[0081 ] 圖8A、圖8B、圖8C和圖8D是說明對代表矢量的計算處理和對相應區(qū)域的計算處理的圖。圖8A是示出對應矢量(黑色箭頭)的圖，對應矢量(correspondence vectors)是在比較源CT圖像的給定區(qū)域401(圖4)中包括的特征點的位置與在比較目標CT圖像中對應于這些特征點的特征點的位置之間的差。區(qū)域800是其中包括有比較目標CT圖像中的以下特征點的區(qū)域:該特征點與比較源CT圖像的給定區(qū)域401中所包括的特征點對應，并且區(qū)域800是用于計算代表矢量的區(qū)域。以下，比較目標CT圖像中的該區(qū)域將被稱為代表矢量計算目標區(qū)域800。
[0082]這里，假定第二配準單元142通過使用代表矢量計算目標區(qū)域800中所包括的所有對應矢量來計算代表矢量810。在此情況下，可以通過圖SB所示的處理來提取已被執(zhí)行了局部圖像配準的圖像。
[0083]圖SB是示出如何通過使用代表矢量810的逆矢量并且執(zhí)行以下變換處理來從比較目標CT圖像中提取已被執(zhí)行了局部圖像配準的圖像的圖:在該變換處理中，在使得抵消該代表矢量810的方向上執(zhí)行平移。如圖8B所示，第二配準單元142基于代表矢量810，通過對包括有與比較源CT圖像中的給定區(qū)域401相同坐標的比較目標CT圖像中的區(qū)域801進行平移來獲得區(qū)域802。然后，第二配準單元142通過從比較目標CT圖像中提取區(qū)域802的圖像來提取已被執(zhí)行了局部圖像配準的圖像。
[0084]然而，以此方式提取的圖像正是通過如下方式實現的圖像:基于在剛性變換和非剛性變換以混合方式存在的區(qū)域中僅引起剛性變換的假定來獲得代表矢量，并且平移該區(qū)域以抵消所假定的剛性變換。也就是說，平移該區(qū)域以便還抵消非剛性變換的影響。
[0085]將通過使用圖SC和圖8D更詳細地進行描述。圖SC是示出在以下對應矢量中的、與基于呼吸和心跳的位置變化(剛性變換)相對應的對應矢量的圖:所述對應矢量連結了比較源CT圖像的給定區(qū)域401中所包括的特征點的位置和比較目標CT圖像中對應于這些特征點的特征點的位置。如圖8C所示，基于剛性變換的對應矢量都被定向在相同的方向上并且都具有基本上相同的長度?；趧傂宰儞Q的對應矢量存在于正常區(qū)域701和病灶區(qū)域702中。然而，在腫瘤區(qū)域703中，與比較源CT圖像的特征點對應的比較目標CT圖像的特征點不存在，因此對應矢量也不存在。
[0086]另一方面，圖8D是示出在以下對應矢量中的、與基于腫瘤改變的位置變化(非剛性變換)相對應的對應矢量的圖:所述對應矢量連結了比較源CT圖像的給定區(qū)域401中所包括的特征點的位置和比較目標CT圖像中對應于這些特征點的特征點的位置。如圖8D所示，基于非剛性變換的對應矢量僅存在于病灶區(qū)域702(不包含腫瘤區(qū)域703)中，并且該對應矢量被定向在朝向腫瘤的中心的方向上。
[0087]如上所述，基于剛性變換的對應矢量和基于非剛性變換的對應矢量在矢量長度和取向方面具有差異，并且在存在位置方面也具有差異。
[0088]同時，圖8A中所示的對應矢量是從圖8C中所示的對應矢量和圖8D中所示的對應矢量彼此相加而得。
[0089]也就是說，在圖8A所示的對應矢量中存在于與病灶區(qū)域702對應的位置處的對應矢量中，基于剛性變換的對應矢量和基于非剛性變換的對應矢量以混合的方式存在。由于此原因，當通過使用存在于與病灶區(qū)域702對應的位置處的對應矢量來計算代表矢量810時，在代表矢量810中包括非剛性變換的影響。此外，當通過使用這樣的代表矢量810來執(zhí)行局部圖像配準時，不可能執(zhí)行高精度的圖像配準。
[0090]將通過使用具體圖像來進行描述。圖9是示出通過使用包括有非剛性變換的影響的代表矢量來執(zhí)行局部圖像配準而獲得的圖像的圖。在圖9的示例中，以重疊的方式示出了通過執(zhí)行局部圖像配準獲得的圖像900(比較目標CT圖像的區(qū)域802的圖像)和比較源CT圖像中的給定區(qū)域401的圖像600。
[0091]如圖9所示，即使已經執(zhí)行了局部圖像配準，圖像900中包括的血管901至903和腫瘤部分F’的位置仍然與圖像600中包括的血管601至603和腫瘤部分F的位置偏離。
[0092]鑒于在剛性變換和非剛性變換以混合方式存在的區(qū)域中計算代表矢量時的上述問題，本實施方式的第二配準單元142獲得將非剛性變換的影響排除的代表矢量。以下將通過使用圖10至圖16來描述本實施方式的第二配準單元142。
[0093]圖10是示出第二配準單元的功能配置的圖。如圖10所示，第二配準單元142包括區(qū)域識別單元1001、對應矢量計算單元1002、病灶區(qū)域確定單元1003、代表矢量計算單元1004以及圖像配準單元1005。
[0094]區(qū)域識別單元1001識別包括有醫(yī)師指定的位置的給定區(qū)域401。例如，區(qū)域識別單元1001獲取比較源CT圖像上的坐標以識別給定區(qū)域401的位置。
[0095]對應矢量計算單元1002從區(qū)域識別單元1001識別的比較源CT圖像的給定區(qū)域401提取特征點。此外，對應矢量計算單元1002搜索比較目標CT圖像中與所提取的各特征點對應的相應特征點。此外，對應矢量計算單元1002基于從比較源CT圖像提取的各特征點的位置與比較目標CT圖像中與這些各特征點對應的相應特征點的位置之間的差異來計算對應矢量。
[0096]病灶區(qū)域確定單元1003基于在對應矢量計算單元1002中計算出的對應矢量來確定在代表矢量計算目標區(qū)域800中是否包括病灶區(qū)域702。另外，如果確定病灶區(qū)域702被包括在內，則病灶區(qū)域確定單元1003計算正常區(qū)域701與病灶區(qū)域702之間的邊界位置。此外，病灶區(qū)域確定單元1003向代表矢量計算單元1004通知與病灶區(qū)域702是否被包括在內有關的確定結果以及正常區(qū)域701與病灶區(qū)域702之間的邊界位置的計算結果。
[0097]代表矢量單元1004基于在對應矢量計算單元1002中計算出的對應矢量來計算代表矢量計算目標區(qū)域800中的代表矢量。如果確定在代表矢量計算目標區(qū)域800中不包括病灶區(qū)域702，則代表矢量計算單元1004通過使用代表矢量計算目標區(qū)域800(不包括腫瘤區(qū)域)中的所有對應矢量來計算代表矢量。另一方面，如果確定在代表矢量計算目標區(qū)域800中包括病灶區(qū)域702，則代表矢量計算單元1004通過使用代表矢量計算目標區(qū)域800中的對應矢量當中的、排除了病灶區(qū)域702和腫瘤區(qū)域703中所包括的對應矢量之外的對應矢量來計算代表矢量。
[0098]代表矢量計算單元1004執(zhí)行通過使用對應矢量來計算代表矢量的平均處理。
[0099]圖像配準單元1005基于在代表矢量計算單元1004中計算出的代表矢量，從比較目標CT圖像提取對應于給定區(qū)域401的相應區(qū)域402的圖像。例如，圖像配準單元1005通過使用比較目標CT圖像上的代表矢量來移動坐標以識別給定區(qū)域401的位置，從而計算移動后的坐標。此外，圖像配準單元1005從比較目標CT圖像提取由計算出的移動后的坐標所識別的區(qū)域(對應于區(qū)域402)的圖像，并且將該圖像通知給顯示控制單元143。這允許顯示控制單元143在放大顯示屏上對已被執(zhí)行了的局部圖像配準的圖像進行放大顯示。
[0100]接下來，將關于第二配準單元142中包括的各個單元當中的病灶區(qū)域確定單元1003和代表矢量計算單元1004的功能的具體示例進行描述。
[0101]首先，將描述病灶區(qū)域確定單元1003的功能的具體示例。圖1lA和圖1lB是示出病灶區(qū)域確定單元的處理的內容并且示出圖1lA和圖1lB的兩個具體示例的第一圖。
[0102]圖1lA示出了以下情況:通過具有給定步長寬度的區(qū)段(sect1n)將從代表矢量計算目標區(qū)域800的中心到邊緣的區(qū)域劃出矩形框架形狀，以及基于每個區(qū)段的對應矢量來確定在代表矢量計算目標區(qū)域800中是否包括病灶區(qū)域702。
[0103]從代表矢量計算目標區(qū)域800的中心到邊緣的距離被定義為R，步長寬度被定義為AR。此外，雖然這里描述了將代表矢量計算目標區(qū)域800劃出矩形框架形狀的情況，但是可以將代表矢量計算目標區(qū)域800劃分出圓環(huán)形狀而不是劃出矩形框架形狀。
[0104]病灶區(qū)域確定單元1003提取在R至(R-Δ R)的范圍內的區(qū)段組1101中包括的對應矢量(在圖1lA的左端所示的代表矢量計算目標區(qū)域800中的陰影區(qū)域)。此外，病灶區(qū)域確定單元1003提取在(R-AR)至(R-ARX 2)的范圍內的區(qū)段組1102中包括的對應矢量(在圖1lA的中央所示的代表矢量計算目標區(qū)域800中的陰影區(qū)域)。
[0105]然后，病灶區(qū)域確定單元1003通過計算在所提取的對應矢量當中、在區(qū)段組1101的對應矢量與區(qū)段組1102的對應矢量之間相鄰的對應矢量之間的差來獲得差矢量。即，可以說，這里提到的差矢量是表示在比較源CT圖像與比較目標CT圖像之間特征點的位置變化的差異的矢量。在圖1lA的右端所示的代表矢量計算目標區(qū)域800中的各矢量表示基于區(qū)段組1101的對應矢量和區(qū)段組1102的對應矢量所計算出的差矢量的一個示例。
[0106]如果以此方式獲得的差矢量大于給定閾值，則病灶區(qū)域確定單元1003確定該差矢量的方向。如果該差矢量的方向被定向為朝向代表矢量計算目標區(qū)域800的中心的方向，則病灶區(qū)域確定單元1003確定病灶區(qū)域702被包括在內。此外，病灶區(qū)域確定單元1003將以下兩個區(qū)段組之間的邊界位置確定為正常區(qū)域701與病灶區(qū)域702之間的邊界位置:在該兩個區(qū)段組中，存在著用于確定病灶區(qū)域702被包括在內的對應矢量。
[0107]在圖1IA的示例中，病灶區(qū)域確定單元1003將在R至(R-AR)的范圍內的區(qū)段組1101與在(R-AR)至(R-ARX 2)的范圍內的區(qū)段組1102之間的邊界位置確定為正常區(qū)域701與病灶區(qū)域702之間的邊界位置。如果確定不存在病灶區(qū)域702，則病灶區(qū)域確定單元1003從更內部的區(qū)段組提取對應矢量并且執(zhí)行類似的處理。
[0108]圖1lB示出了以下情況:從代表矢量計算目標區(qū)域800的中心到邊緣的區(qū)域被劃分出具有給定步長寬度的矩形框架形狀，以及通過使用每個區(qū)段組的一部分來確定病灶區(qū)域702是否被包括在內。
[0109]在圖1lB的示例中，病灶區(qū)域確定單元1003提取在R至(R-AR)的范圍內的區(qū)段組1101的一部分中所包括的對應矢量(即，在圖11B的左端所示的代表矢量計算目標區(qū)域800中的陰影區(qū)域)。此外，病灶區(qū)域確定單元1003提取在(R-AR)到(R-ARX2)的范圍內的區(qū)段組1102的一部分中所包括的對應矢量(S卩，在圖1lB的中央所示的代表矢量計算目標區(qū)域800中的陰影區(qū)域)。
[0110]然后，病灶區(qū)域確定單元1003通過計算所提取的對應矢量當中、在區(qū)段組1101的對應矢量與區(qū)段組1102的對應矢量之間相鄰的對應矢量之間的差來獲得差矢量。在圖1lB的右端處所示的代表矢量計算目標區(qū)域800中的各矢量表示差矢量。
[0111]如果以此方式獲得的差矢量大于給定閾值，則病灶區(qū)域確定單元1003確定該差矢量的方向。如果該差矢量的方向被定向為朝向代表矢量計算目標區(qū)域800的中心的方向，則病灶區(qū)域確定單元1003確定病灶區(qū)域702被包括在內。此外，病灶區(qū)域確定單元1003將以下兩個區(qū)段組之間的邊界位置確定為正常區(qū)域701與病灶區(qū)域702之間的邊界位置:在該兩個區(qū)段組中，存在著用于確定病灶區(qū)域702被包括在內的對應矢量。
[0112]從圖1lA和圖1lB的描述明顯看出，病灶區(qū)域確定單元1003首先通過使用從位于代表矢量計算目標區(qū)域800的最外側的區(qū)段組1101提取的對應矢量來獲得差矢量。這是因為這些對應矢量能夠被估計為是不受基于腫瘤改變的位置變化的影響、并且與基于呼吸和心跳的位置變化相關聯(lián)的對應矢量。
[0113]此外，病灶區(qū)域確定單元1003計算相鄰的對應矢量之間的差。這是因為:在相鄰的對應矢量之間不存在基于呼吸和心跳的位置變化的大差異，并且計算該差能夠減去基于呼吸和心跳的位置變化的影響。即，可以說，通過計算相鄰的對應矢量之間的差(差矢量具有等于或大于給定閾值的幅度)所獲得的差矢量表示與基于腫瘤改變的位置變化相對應的矢量。
[0114]之所以病灶區(qū)域確定單元1003確定差矢量的方向是因為病灶區(qū)域702中的差矢量具有差矢量定向為朝向腫瘤中央點O的特征，并且從而該確定可有效用于區(qū)別基于腫瘤改變的位置變化。
[0115]接下來，將描述代表矢量計算單元1004的功能的具體示例。圖12A和圖12B是示出當確定病灶區(qū)域被包括在內時代表矢量的計算方法的圖。
[0116]如果在代表矢量計算目標區(qū)域800中包括病灶區(qū)域702，則代表矢量計算單元1004通過在矢量計算目標區(qū)域800中計算出的各對應矢量中排除存在于病灶區(qū)域702中的對應矢量而獲得代表矢量。在圖12A的示例中，在代表矢量計算目標區(qū)域800中計算出十五個對應矢量(黑色箭頭)，并且代表矢量計算單元1004通過使用排除了存在于病灶區(qū)域702中的四個對應矢量后的這些對應矢量(即，使用^^一個對應矢量)來計算代表矢量。
[0117]代表矢量1200表示通過使用^^一個對應矢量計所計算出的代表矢量。通過以此方式將存在于病灶區(qū)域702中的四個對應矢量排除在外，能夠排除非剛性變換的影響而獲得代表矢量1200。
[0118]圖12B是示出通過使用代表矢量1200執(zhí)行基于平移的變換處理，來從比較目標CT圖像提取已被執(zhí)行了局部圖像配準的圖像的情況。如圖12B所示，第二配準單元142能夠通過根據代表矢量1200的逆矢量對與比較源CT圖像的給定區(qū)域401對應的比較目標CT圖像中的區(qū)域801進行平移，來獲得相應區(qū)域402。另外，第二配準單元142能夠通過從比較目標CT圖像中提取相應區(qū)域402的圖像來提取已被執(zhí)行了局部圖像配準的圖像。
[0119]另一方面，圖13B和圖13B是示出當確定病灶區(qū)域不被包括在內時代表矢量的計算方法的圖。如果在代表矢量計算目標區(qū)域800中不包括病灶區(qū)域702，則代表矢量計算單元1004通過使用在代表矢量計算目標區(qū)域800中計算出的各對應矢量來獲得代表矢量。然而，代表矢量計算單元1004將腫瘤區(qū)域703中所包括的對應矢量排除在外。在腫瘤區(qū)域703中，特征點的對應點不存在，因此對應矢量不存在。因此，所計算出的代表矢量是相同的，與存在于腫瘤區(qū)域703中的對應矢量是否被排除無關。
[0120]在圖13A的示例中，在代表矢量計算目標區(qū)域800中計算出十五個對應矢量(黑色箭頭)，并且代表矢量計算單元1004通過使用這些對應矢量來計算代表矢量。代表矢量1300表示通過使用十五個對應矢量所計算出的代表矢量。如上所述，如果在代表矢量計算目標區(qū)域800中不包括病灶區(qū)域702，則不會受到非剛性變換的影響，因此可以通過使用所有的對應矢量來計算代表矢量。
[0121]圖13B是示出通過使用代表矢量1300執(zhí)行基于平移的變換處理，來從比較目標CT圖像提取已被執(zhí)行了局部圖像配準的圖像的情況。如圖13B所示，第二配準單元142能夠通過根據代表矢量1300的逆矢量對與比較源CT圖像的給定區(qū)域401對應的比較目標CT圖像中的區(qū)域801進行平移，來獲得相應區(qū)域402。另外，第二配準單元142能夠通過從比較目標CT圖像中提取相應區(qū)域402的圖像來提取已被執(zhí)行了局部圖像配準的圖像。
[0122]接下來，將描述由第二配準單元142執(zhí)行的局部圖像配準處理的流程。圖14是由第二配準單元進行的局部圖像配準處理的流程圖。
[0123]在步驟S1401中，區(qū)域確定單元1001識別以醫(yī)師在比較源CT圖像中指定的腫瘤部分F的位置為中心的給定區(qū)域401。
[0124]在步驟S1402中，對應矢量計算單元1002從區(qū)域識別單元1001識別的比較源CT圖像的給定區(qū)域401提取特征點。此外，對應矢量計算單元1002搜索比較目標CT圖像中與所提取的各特征點對應的相應特征點。
[0125]在步驟S1403中，病灶區(qū)域確定單元1003將包括有從比較目標CT圖像搜索的各特征點的區(qū)域提取作為代表矢量計算目標區(qū)域800。
[0126]在步驟S1404中，對應矢量計算單元1002基于從比較源CT圖像提取的各特征點的位置與比較目標CT圖像中與這些特征點對應的相應特征點的位置之間的差來計算對應矢量。
[0127]在步驟S1405中，病灶區(qū)域確定單元1003基于所計算的對應矢量來確定在代表矢量計算目標區(qū)域800中是否包括病灶區(qū)域702。另外，如果確定病灶區(qū)域702被包括在內，則病灶區(qū)域確定單元1003計算正常區(qū)域701與病灶區(qū)域702之間的邊界位置。稍后將描述步驟S1405的病灶區(qū)域確定處理的詳細流程圖。
[0128]在步驟S1406中，代表矢量計算單元1004基于病灶區(qū)域確定處理(步驟S1405)的結果來確定病灶區(qū)域702是存在還是不存在。如果在步驟S1406中確定病灶區(qū)域702不被包括在內，則代表矢量計算單元1004進行到步驟S1407。在步驟S1407中，代表矢量計算單元1004遮掩代表矢量計算目標區(qū)域800中包括的腫瘤區(qū)域703。
[0129]另一方面，如果在步驟S1406中確定病灶區(qū)域702被包括在內，則代表矢量計算單元1004進行到步驟S1408。在步驟S1408中，代表矢量計算單元1004遮掩代表矢量計算目標區(qū)域800中包括的病灶區(qū)域702(包括腫瘤區(qū)域703)。
[0130]在步驟S1409中，代表矢量計算單元1004通過使用存在于代表矢量計算目標區(qū)域800中的對應矢量當中的、除遮掩區(qū)域之外的區(qū)域的對應矢量，來計算代表矢量。
[0131 ]在步驟S1410中，圖像配準單元1005通過使用所計算的代表矢量來從比較目標CT圖像提取對應于給定區(qū)域401的相應區(qū)域402的圖像。這能夠提取已被執(zhí)行局部圖像配準的圖像。
[0132]接下來，將描述病灶區(qū)域確定處理(步驟S1405)的細節(jié)。圖15是病灶區(qū)域確定處理的第一流程圖。
[0133]在步驟S1501中，病灶區(qū)域確定單元1003將從代表矢量計算目標區(qū)域800的中心(腫瘤中央點O)到邊緣的區(qū)域劃分出具有步長寬度AR的圓環(huán)形狀或矩形框架形狀。在步驟S1502中，病灶區(qū)域確定單元1003將I代入計數器i中。
[0134]在步驟S1503中，病灶區(qū)域確定單元1003提取在(R-ARX (1-Ι))至(R-ARXi)的范圍內的區(qū)段組以及位于該區(qū)段組內部(在靠近腫瘤的一側)并且在(R-A RXi)至(R-ARX (i+Ι))的范圍內的區(qū)段組。
[0135]在步驟S1504中，病灶區(qū)域確定單元1003計算存在于所提取的各區(qū)段組中的對應矢量中的相鄰對應矢量之間的差，并且獲得差矢量。
[0136]在步驟S1505中，病灶區(qū)域確定單元1003確定差矢量的大小(magnitude)是否等于或小于閾值。如果在步驟S1505中確定大小等于或小于閾值，則病灶區(qū)域確定單元1003進行到步驟S1506并且使計數器i遞增。
[0137]在步驟S1507中，病灶區(qū)域確定單元1003確定是否滿足i 2 R/AR。如果確定為不滿足i 2 R/AR，則病灶區(qū)域確定單元1003確定在更內側(在靠近腫瘤的一側)存在區(qū)段組，并且返回到步驟S1503。
[0138]另一方面，如果在步驟S1507中確定為滿足i2 R/AR，則病灶區(qū)域確定單元1003確定已經關于所有區(qū)段組計算了差矢量，然后進行到步驟S1508。
[0139]在步驟S1508中病灶區(qū)域確定單元1003確定在代表矢量計算目標區(qū)域800中不包括病灶區(qū)域702，并且結束病灶區(qū)域確定處理。
[0140]另一方面，如果在步驟S1505中確定差矢量的大小大于閾值，則病灶區(qū)域確定單元1003進行到步驟S1509。在步驟S1509中，病灶區(qū)域確定單元1003確定差矢量的方向是否定向在朝向代表矢量計算目標區(qū)域800的中心的方向。
[0141]如果在步驟S1509中確定差矢量的方向不是定向在中心方向上，則病灶區(qū)域確定單元1003前進到步驟S1506。另一方面，如果在步驟S1509中確定差矢量的方向定向在中心方向上，則病灶區(qū)域確定單元1003進行到步驟S1510。
[OH2] 在步驟S1510中病灶區(qū)域確定單元1003確定在代表矢量計算目標區(qū)域800中包括病灶區(qū)域702，然后進行到步驟S1511。在步驟S1511中，病灶區(qū)域確定單元1003將與代表矢量計算目標區(qū)域800的中心相距(R-ARXi)的位置確定為正常區(qū)域701與病灶區(qū)域702之間的邊界位置。然后，病灶區(qū)域確定單元1003結束病灶區(qū)域確定處理。
[0143]如上所述，如果確定差矢量的大小等于或小于閾值并且相關區(qū)域為正常區(qū)域701，則本實施方式中的第二配準單元142通過使用各區(qū)段的對應矢量來計算代表矢量。此外，如果由于差矢量的大小大于閾值并且差矢量定向在中心方向上而確定病灶區(qū)域702被包括在內，則第二配準單元142通過使用與病灶區(qū)域702的區(qū)段相比距腫瘤較遠的區(qū)段的對應矢量來計算代表矢量。也就是說，第二配準單元142通過使用與腫瘤部分F分隔開閾值或更長距離的地方的特征點的對應矢量來計算代表矢量。這使得可以計算出排除了非剛性變換的影響的代表矢量，并且能夠增強局部圖像配準的準確性。
[0144]接下來，將關于通過使用排除了非剛性變換的影響的代表矢量來執(zhí)行局部圖像配準而獲得的圖像進行描述。圖16是示出通過使用排除了非剛性變換的影響的代表矢量來執(zhí)行局部圖像配準而獲得的圖像的圖。
[0145]在圖16的示例中，通過使用排除了非剛性變換的影響的代表矢量1200執(zhí)行局部圖像配準所獲得的相應區(qū)域402的圖像1600，以及比較源CT圖像的給定區(qū)域401的圖像600被以重疊的方式示出。
[0146]如圖16所示，在圖像1600中包括的血管1601至1603和腫瘤部分F’的位置與在圖像600中包括的血管601至603和腫瘤部分F的位置大致相同。也就是說，在圖像1600的情況下，基于心跳和呼吸的位置變化被抵消。同時，在血管1602和1603中位于腫瘤部分F’周圍的血管的位置相對于在圖像600所包括的血管601至603中位于腫瘤部分F周圍的血管偏離。也就是說，在圖像1600的情況下，基于腫瘤改變的位置變化的影響被保留。
[0147]從上述描述中明顯看出，在本實施方式中，基于平移的變換處理是通過使用與比較源CT圖像中指定的腫瘤部分分隔開閾值或更長距離的地方的特征點的對應矢量(與病灶區(qū)域的區(qū)段相比距腫瘤較遠的區(qū)段的對應矢量)來執(zhí)行的。
[0148]作為結果，能夠抵消由于心跳和呼吸引起的位置變化，同時保留與腫瘤所引起的病灶相關聯(lián)的位置變化的影響。
[0149][第二實施方式]
[0150]在上述的第一實施方式中，將從代表矢量計算目標區(qū)域800的中心到邊緣的區(qū)域劃分出具有步長寬度A R的圓環(huán)形狀或矩形框架形狀。
[0151]與此相反，在第二實施方式中，將從代表矢量計算目標區(qū)域800的中心到邊緣的區(qū)域劃分出具有給定步長角度的扇形。下面將主要關于與第一實施方式的差別來描述第二實施方式的細節(jié)。
[0152]圖17A、圖17B和圖17C是示出病灶區(qū)域確定單元的處理的內容的第二圖。圖17A至圖17C示出了通過將從代表矢量計算目標區(qū)域800的中心到邊緣的區(qū)域劃分出具有給定步長角度的扇形，以及通過使用各區(qū)段組來確定在代表矢量計算目標區(qū)域800中是否包括病灶區(qū)域702的情況。
[0153]在圖17的示例中，將給定的步長角度設置為ΔΘ。在圖17A中，病灶區(qū)域確定單元1003提取存在于Θ = 0至ΔΘ的范圍內的區(qū)段組1701中的對應矢量(即，在圖17A中所示的代表矢量計算目標區(qū)域800中的陰影區(qū)域)。此外，病灶區(qū)域確定單元1003關于所提取的對應矢量計算相鄰對應矢量之間的差，并且獲得差矢量。
[0154]類似地，在圖17B中，病灶區(qū)域確定單元1003提取存在于Θ = Δ Θ至2 X Δ Θ的范圍內的區(qū)段組1702中的對應矢量(S卩，在圖17B中所示的代表矢量計算目標區(qū)域800中的陰影區(qū)域)。此外，病灶區(qū)域確定單元1003計算在所提取的對應矢量中的相鄰對應矢量之間的差，并且獲得差矢量O
[0155]隨后，病灶區(qū)域確定單元1003提取代表矢量計算目標區(qū)域800中包括的所有區(qū)段組中的對應矢量，并且獲得差矢量。
[0156]此外，如果在每個區(qū)段組中獲得的差矢量大于給定閾值，則病灶區(qū)域確定單元1003確定該差矢量的方向。然后，如果差矢量的方向定向為朝向代表矢量計算目標區(qū)域800的中心的方向，則病灶區(qū)域確定單元1003確定在代表矢量計算目標區(qū)域800中包括病灶區(qū)域702。此外，病灶區(qū)域確定單元1003將以下的線或平面確定為正常區(qū)域701與病灶區(qū)域702之間的邊界位置:該線或平面連結了用于確定病灶區(qū)域702被包括在內的差矢量的位置。
[0157]圖18是病灶區(qū)域確定處理的第二流程圖。在步驟S1801中，病灶區(qū)域確定單元1003將從代表矢量計算目標區(qū)域800的中心(腫瘤中央點O)到邊緣的區(qū)域劃分出具有步長角度Δ Θ的扇形。在步驟S1802中，病灶區(qū)域確定單元1003將I代入計數器i中。
[0158]在步驟S1803中，病灶區(qū)域確定單元1003提取(Δ 0X(i_l))至(Δ 0Xi)的范圍作為區(qū)段組。
[0159]在步驟S1804中，病灶區(qū)域確定單元1003關于所提取的區(qū)段組中存在的對應矢量來計算相鄰對應矢量之間的差，并且獲得差矢量。
[0160]在步驟S1805中，病灶區(qū)域確定單元1003確定差矢量的大小是否等于或小于閾值。如果在步驟S1805中確定大小等于或小于閾值，則病灶區(qū)域確定單元1003進行到步驟S1808。另一方面，如果在步驟S1805中確定大小大于閾值，則病灶區(qū)域確定單元1003進行到步驟S1806。
[0161]在步驟S1806中，病灶區(qū)域確定單元1003確定差矢量的方向是否定向在朝向代表矢量計算目標區(qū)域800的中心的方向。
[0162]如果在步驟S1806中確定差矢量的方向定向在中心方向上，則病灶區(qū)域確定單元1003前進到步驟S1807以保持該差矢量，然后前進到步驟S1808。另一方面，如果在步驟S1806中確定差矢量的方向不是定向在中心方向上，則病灶區(qū)域確定單元1003直接進行到步驟S1808。
[0163]病灶區(qū)域確定單元1003在步驟S1808中使計數器i遞增，并且在步驟S1809中確定是否滿足i>2V A Θ。如果在步驟S1809中確定不滿足i>2V A Θ，則病灶區(qū)域確定單元1003確定存留著其中差矢量尚未被計算的區(qū)段組，并且返回到步驟S1803。
[0164]另一方面，如果在步驟S1809中確定滿足i>2VA Θ，則病灶區(qū)域確定單元1003確定已經關于所有區(qū)段組計算了差矢量，然后進行到步驟S1810。
[0165]在步驟S1810中，病灶區(qū)域確定單元1003確定在步驟S1807中保持的差矢量的數目是否等于或大于給定數目。
[0166]如果在步驟S1810中確定所保持的差矢量的數目不是等于或大于給定數目，則病灶區(qū)域確定單元1003進行到步驟S1811，以確定在代表矢量計算目標區(qū)域800中不包括病灶區(qū)域702，并且結束病灶區(qū)域確定處理。
[0167]另一方面，如果在步驟S1810中確定所保持的差矢量的數目等于或大于給定數目，則病灶區(qū)域確定單元1003進行到步驟S1812并且確定在代表矢量計算目標區(qū)域800中包括病灶區(qū)域702。
[0168]在步驟S1813中，病灶區(qū)域確定單元1003基于保持的差矢量的位置來確定正常區(qū)域701與病灶區(qū)域702之間的邊界位置。然后，病灶區(qū)域確定單元1003結束病灶區(qū)域確定處理。
[0169]從上述描述中明顯看出，在根據本實施方式的圖像顯示設備120中，代表矢量計算目標區(qū)域被劃分出具有給定步長角度的扇形，以用于確定正常區(qū)域與病灶區(qū)域之間的邊界位置。這使得可以類似于上述的第一實施方式確定病灶區(qū)域是存在還是不存在，并且可以達到相同的效果。
[0170][第三實施方式]
[0171]另外，在上述的第一實施方式和第二實施方式中，為了確定正常區(qū)域701和病灶區(qū)域702之間的邊界位置，通過彼此不同的方法來劃分代表矢量計算目標區(qū)域800。與此相反，在第三實施方式中，根據由醫(yī)師指定的腫瘤部分F的位置來切換用于劃分的方法。
[0172]圖19A和圖19B是示出病灶區(qū)域的一個示例的圖。在圖19A和圖19B中，圖19A示出了在腫瘤周圍不存在限制組織(restricting tissue)(例如肺中的隔膜和肺壁)的情況。如圖19A所示，如果腫瘤周圍的組織是同質均一(homogeneous)的，則病灶區(qū)域1901具有球形形狀。
[0173]另一方面，圖19B示出了在腫瘤周圍存在限制組織1912(例如肺中的隔膜和肺壁)的情況。如圖19B所示，如果從腫瘤中央點O到限制組織1912的距離等于或短于給定閾值，則病灶區(qū)域1911具有不規(guī)則形狀。
[0174]適合于對具有球形形狀的病灶區(qū)域1901執(zhí)行在第一實施方式中所描述的病灶區(qū)域確定處理。另一方面，適合于對具有不規(guī)則形狀的病灶區(qū)域1911執(zhí)行在第二實施方式中所描述的病灶區(qū)域確定處理。因此，在根據本實施方式的病灶區(qū)域確定單元1003中，根據從腫瘤中央點O到限制組織1912的距離來切換要執(zhí)行的病灶區(qū)域確定處理。
[0175]圖20是病灶區(qū)域確定處理的第三流程圖。在步驟S2001中，病灶區(qū)域確定單元1003檢測影響病灶區(qū)域1911的限制組織1912(例如肺中的隔膜和肺壁)的位置。
[0176]在步驟S2002中，病灶區(qū)域確定單元1003計算從腫瘤中央點O到限制組織1912的最短距離。另外，病灶區(qū)域確定單元1003確定所計算的最短距離是否等于或短于給定閾值。
[0177]如果在步驟S2002中確定所計算的最短距離不是等于或短于給定閾值，則病灶區(qū)域確定單元1003進行到步驟S2003。在步驟S2003中，病灶區(qū)域確定單元1003執(zhí)行在圖15中所描述的病灶區(qū)域確定處理。
[0178]另一方面，如果在步驟S2002中確定所計算的最短距離等于或短于給定閾值，則病灶區(qū)域確定單元1003進行到步驟S2004。在步驟S2004中，病灶區(qū)域確定單元1003執(zhí)行在圖18中所描述的病灶區(qū)域確定處理。
[0179]從上述描述中明顯看出，在根據本實施方式的圖像顯示設備120中，根據從腫瘤中央點到限制組織(例如肺中的隔膜和肺壁)的距離來切換要執(zhí)行的病灶區(qū)域確定處理。
[0180]由此，按照根據本實施方式的圖像顯示設備120，可以以較高的精度確定正常區(qū)域與病灶區(qū)域之間的邊界位置。
[0181][第四實施方式]
[0182]在上述第一實施方式至第三實施方式中，執(zhí)行平均處理以用于通過使用對應矢量計算代表矢量。然而，還可以執(zhí)行另一種處理。例如，可以執(zhí)行加權平均處理，其中以如下方式執(zhí)行平均處理:將與代表矢量計算目標區(qū)域800的中心(腫瘤中央點O)相距距離短的對應矢量的權重設置得大，并且將與代表矢量計算目標區(qū)域800的中心(腫瘤中央點O)相距距離長的對應矢量的權重設置得小。
[0183]與通過僅使用在遠離腫瘤的位置處的對應矢量來計算代表矢量的情況相比，這能夠增強局部圖像配準的精度。
[0184]此外，在上述第一實施方式至第三實施方式中，描述了對CT圖像進行顯示的情況。然而，可以將實施方式應用于對除CT圖像之外的醫(yī)學圖像進行顯示的情況，例如包括磁共振成像(MRI)圖像。
[0185]本發(fā)明不限于上述實施方式中所描述的配置。例如，可以將在上述實施方式中所引用的配置等與另一要素相結合。關于這些點，可以在不脫離本發(fā)明的主旨的情況下進行改變，并且可以根據其應用形式適當地限定配置。
[0186]附圖標記列表
[0187]100: CT圖像拍攝系統(tǒng)
[0188]110: CT 設備
[0189]120:圖像顯示設備
[0190]130:圖像數據庫
[0191]140:診斷輔助單元
[0192]141:第一配準單元
[0193]142:第二配準單元
[0194]143:顯示控制單元
[0195]300:并置顯示屏幕
[0196]401:給定區(qū)域
[0197]402:相應區(qū)域
[0198]701:正常區(qū)域
[0199]702:病灶區(qū)域
[0200]703:腫瘤區(qū)域
[0201]810:代表矢量
[0202]1001:區(qū)域識別單元
[0203]1002:對應矢量計算單元
[0204]1003:病灶區(qū)域確定單元
[0205]1004:代表矢量計算單元
[0206]1005:位置對準單元
[0207]1200:代表矢量
[0208]1300:代表矢量
【主權項】
1.一種圖像顯示方法，包括: 在顯示設備上顯示包括活體的第一圖像； 接受對所述第一圖像上第一區(qū)域的指定； 從所述第一圖像的區(qū)域提取第一特征點組，所述區(qū)域距所述第一區(qū)域的距離在閾值以上； 獲取包括所述活體的第二圖像，所述第二圖像是在與所述第一圖像不同的時間捕獲的； 從所述第二圖像提取與所述第一特征點組對應的第二特征點組； 基于所述第一特征點組與所述第二特征點組之間的位置關系來生成變換信息，以用于執(zhí)行所述第二圖像與所述第一圖像之間的圖像配準； 通過將所述變換信息應用于所述第二圖像來執(zhí)行變換處理；以及 在所述顯示設備上顯示通過所述變換處理生成的第三圖像的至少部分。2.根據權利要求1所述的圖像顯示方法，其中， 所述第一區(qū)域包括所述活體中的腫瘤。3.—種圖像顯示設備，包括: 指定單元，所述指定單元接受對第一圖像中腫瘤部分的區(qū)域的指定； 識別單元，所述識別單元識別所述第一圖像中的特征點的位置以及第二圖像中的其他特征點的其他位置，所述特征點存在于與已接受指定的區(qū)域分隔開至少特征點的給定閾值的地方，并且所述其他特征點對應于所述特征點；以及 變換單元，所述變換單元通過使用所述位置與所述其他位置之間的差來變換所述第二圖像。4.根據權利要求3所述的圖像顯示設備，其中，所述變換單元 將所述第一圖像和所述第二圖像分成多個區(qū)段，將特定區(qū)段中所述第一圖像與所述第二圖像之間第一特征點的第一位置改變與比所述特定區(qū)段更接近所述腫瘤的另一區(qū)段中所述第一圖像與所述第二圖像之間第二特征點的第二位置改變進行比較， 通過使用與所述多個區(qū)段中的區(qū)段相關的第二位置改變來變換圖像，在所述區(qū)段中，所述第一位置改變與所述第二位置改變之間的差等于或小于閾值，并且 關于所述多個區(qū)段中的從所述差大于所述閾值的區(qū)段起較接近所述腫瘤的區(qū)段，通過使用在較遠區(qū)段中獲得的在所述第一圖像與所述第二圖像之間第三特征點的第三位置改變來變換圖像。5.根據權利要求4所述的圖像顯示設備，其中， 所述多個區(qū)段是通過將區(qū)域劃分出具有給定步長寬度的圓環(huán)形狀或矩形框架形狀而生成的，以及 所述區(qū)域在要變換的范圍的邊緣與所述腫瘤之間。6.根據權利要求5所述的圖像顯示設備，其中， 所述多個區(qū)段是在從所述腫瘤到肺壁的距離長于給定閾值的情況下生成的。7.根據權利要求5所述的圖像顯示設備，其中， 所述多個區(qū)段是通過將要變換的范圍劃分出具有給定步長角度的圍繞所述腫瘤的扇形而生成的。8.根據權利要求7所述的圖像顯示設備，其中， 所述多個區(qū)段是在從所述腫瘤到肺壁的距離等于或短于給定閾值的情況下生成的。9.根據權利要求4所述的圖像顯示設備，還包括: 確定單元，所述確定單元確定所述第一位置改變與所述第二位置改變之間的差是否等于或小于所述閾值，以及 其中，所述確定單元將所述第二圖像中的多個區(qū)段中的、從所述差大于所述閾值的區(qū)段起較接近所述腫瘤的區(qū)段確定為由所述腫瘤引起病灶的病灶區(qū)段。10.根據權利要求9所述的圖像顯示設備，其中，所述變換單元 遮掩所述第二圖像中的多個區(qū)段當中的所述病灶區(qū)段，并且 通過使用在除了遮掩區(qū)段之外的區(qū)段中獲得的圖像之間的特征點的位置改變來變換所述第二圖像。
【文檔編號】G06F3/14GK105872454SQ201610073021
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年2月2日
【發(fā)明人】石原正樹, 馬場孝之, 上原祐介
【申請人】富士通株式會社