可以重建由在三維坐標(biāo)空間中排列的多個(gè)體素構(gòu)成的容積。CT掃描儀34也可以是任意的其他的攝像方式中的掃描儀，例如，也可以是MRI (磁共振攝像)掃描儀、X射線掃描儀、PET (正電子放射斷層攝影)掃描儀、或SPECT(單光子放射計(jì)算機(jī)斷層攝影)掃描儀。
[0043]與在不同的時(shí)刻被攝影的同一攝影部位相關(guān)的第I醫(yī)用圖像和第2醫(yī)用圖像并不限定于造影圖像和非造影圖像。例如，也可以是第I醫(yī)用圖像是術(shù)前圖像，第2醫(yī)用圖像是術(shù)后圖像。術(shù)前圖像根據(jù)通過(guò)CT掃描儀34，對(duì)手術(shù)前的被檢體進(jìn)行CT掃描而收集到的投影數(shù)據(jù)來(lái)重建。術(shù)后圖像根據(jù)通過(guò)CT掃描儀34，對(duì)手術(shù)后的被檢體進(jìn)行CT掃描而收集到的投影數(shù)據(jù)來(lái)重建。另外，為了具體地進(jìn)行以下的說(shuō)明，設(shè)第I醫(yī)用圖像為造影圖像，第2醫(yī)用圖像為非造影圖像。
[0044]在本實(shí)施方式中，由CT掃描儀34收集到的圖像的集合被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器40中，由該存儲(chǔ)器40提供給計(jì)算裝置32。另外，圖像的集合也可以由形成圖像保管通信系統(tǒng)(PACS)的一部分的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(未圖示)來(lái)提供。另外，存儲(chǔ)器40或遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器也可以具備任意的合適的方式的存儲(chǔ)器。
[0045]計(jì)算裝置32包含用于自動(dòng)或半自動(dòng)地對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的處理源。計(jì)算裝置32具備中央處理裝置(CPU)42，該中央處理裝置(CPU)42構(gòu)成為實(shí)施參照?qǐng)D5以下敘述的方法和參照?qǐng)D11以及圖12以下敘述的方法，并且進(jìn)行動(dòng)作，加載各種軟件模塊或其他的軟件構(gòu)成要素來(lái)執(zhí)行。
[0046]計(jì)算裝置32具備接收電路44和處理電路45。在本實(shí)施方式中，作為硬件資源，處理電路45包含CPU或MPU等處理器、ROM或RAM等存儲(chǔ)器。該處理電路45的存儲(chǔ)器存儲(chǔ)用于實(shí)現(xiàn)處理電路45中的多個(gè)功能的多個(gè)對(duì)應(yīng)程序。例如，處理電路45通過(guò)從存儲(chǔ)器讀出對(duì)應(yīng)的程序并執(zhí)行，從而實(shí)現(xiàn)生成功能46、對(duì)位功能48、繪制功能50、以及分段功能52。
[0047]通過(guò)生成功能46，處理電路45生成表示同一坐標(biāo)中的造影圖像的像素值與非造影圖像的像素值的組合的頻度的數(shù)值數(shù)據(jù)。具體而言，數(shù)值數(shù)據(jù)是在以該造影圖像的像素值和該非造影圖像的像素值為兩軸的二維直角坐標(biāo)系中，在視覺(jué)上表現(xiàn)造影圖像的像素值與非造影圖像的像素值的組合的頻度的聯(lián)合直方圖。另外，作為本實(shí)施方式所涉及的數(shù)值數(shù)據(jù)，并不限定于聯(lián)合直方圖，也可以是在二維直角坐標(biāo)系中在視覺(jué)上不表現(xiàn)造影圖像的像素值與非造影圖像的像素值的組合的頻度的形式的數(shù)據(jù)。以下，在本實(shí)施方式中，設(shè)數(shù)值數(shù)據(jù)為聯(lián)合直方圖。
[0048]通過(guò)對(duì)位功能48，處理電路45將該造影圖像和該非造影圖像對(duì)位。例如，處理電路45通過(guò)使非造影圖像相對(duì)于造影圖像對(duì)位，從而生成被對(duì)位的非造影圖像。
[0049]通過(guò)分段功能52，處理電路45使用所生成的聯(lián)合直方圖，對(duì)造影圖像或非造影圖像所包含的多個(gè)區(qū)域進(jìn)行分類。具體而言，處理電路45將造影圖像分類為偽影區(qū)域和非偽影區(qū)域。處理電路45根據(jù)與各區(qū)域?qū)?yīng)的似然性對(duì)偽影區(qū)域和非偽影區(qū)域進(jìn)行分類。處理電路45將偽影區(qū)域分類為位置偏移區(qū)域和暈斑區(qū)域。另外，處理電路45將非偽影區(qū)域分類為造影區(qū)域和非造影區(qū)域。造影區(qū)域是管腔區(qū)域，非造影區(qū)域是管壁區(qū)域。
[0050]通過(guò)繪制功能50，處理電路45對(duì)造影圖像或非造影圖像實(shí)施繪制處理，生成二維的顯示圖像(以下，稱為繪制圖像)。在本實(shí)施方式中，處理電路45使用與該多個(gè)區(qū)域相關(guān)的分類，根據(jù)造影圖像或非造影圖像生成在視覺(jué)上能夠識(shí)別該被分類的多個(gè)區(qū)域的繪制圖像。
[0051]在本實(shí)施方式中，接收電路44以及處理電路45使用計(jì)算機(jī)程序，分別安裝在計(jì)算裝置32中，并且所述計(jì)算機(jī)程序具有計(jì)算機(jī)可讀的命令，該計(jì)算機(jī)可讀的命令能夠以實(shí)施參照?qǐng)D5在下述中敘述的方法和參照?qǐng)D11以及圖12在下述中敘述的方法來(lái)執(zhí)行。然而，上述多個(gè)功能也可以通過(guò)一個(gè)或多個(gè)ASIC(特定用途集成電路)或FPGA(現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列)等來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0052]另外，作為硬件資源，計(jì)算裝置32包含硬盤驅(qū)動(dòng)器和PC的其他的構(gòu)成要素，并且所述PC的其他的構(gòu)成要素包含含有RAM、R0M、數(shù)據(jù)總線、各種設(shè)備驅(qū)動(dòng)器的操作系統(tǒng)、以及含有顯卡的硬件設(shè)備。
[0053]圖4所示的圖像處理裝置構(gòu)成為實(shí)施在圖5的流程圖中作為概述而示出的一系列的步驟。另外，圖4所示的圖像處理裝置構(gòu)成為實(shí)施在圖11或圖12的流程圖中作為概述而示出的一系列的步驟。
[0054]參照?qǐng)D5，在步驟10中，接收電路44從存儲(chǔ)器40、或從遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，或者直接從CT掃描儀34，接收非造影圖像100集合和造影圖像101的集合。非造影圖像100以及造影圖像101表示被檢體的區(qū)域。在本實(shí)施方式中，例如，區(qū)域是冠狀動(dòng)脈，被檢體是人類的患者。非造影圖像100通過(guò)對(duì)患者的冠狀動(dòng)脈進(jìn)行鈣化積分掃描來(lái)收集。造影圖像101包含表示相同的患者的冠狀動(dòng)脈的體數(shù)據(jù)。
[0055]另外，非造影圖像并不限定于以完全不存在造影劑的攝影部位為對(duì)象的圖像，也可以是以與造影圖像相比較存在明顯低的濃度的造影劑的攝影部位為對(duì)象的圖像。作為這樣的非造影圖像例如包含灌流圖像。另外，非造影圖像也可以是在臨床上關(guān)心的部位不存在造影劑，在臨床上不關(guān)心的部位存在造影劑的圖像。例如，在冠狀動(dòng)脈血管圖像中，有時(shí)造影劑存在于心臟中，但有時(shí)甚至沒(méi)有到達(dá)冠狀動(dòng)脈血管。
[0056]另外，也可以使用來(lái)自任意的兩個(gè)以上的合適的掃描的任意的圖像。兩個(gè)掃描存在造影劑。例如，使用來(lái)自灌流數(shù)據(jù)的兩個(gè)掃描。
[0057]接收電路44也可以接收由動(dòng)態(tài)造影(DCE)攝像、例如由肝臟的DCE掃描收集到的圖像的集合。在肝臟的DCE掃描中，造影部分的DCE攝像的各種相位中到處移動(dòng)。
[0058]在本實(shí)施方式中，非造影圖像100和造影圖像101記載為CT圖像，但并不限定于此。非造影圖像100和造影圖像101例如也可以是MR圖像。另外，也可以是非造影圖像是CT圖像或MR圖像中的一個(gè)圖像，造影圖像是另一個(gè)圖像。MR圖像能夠區(qū)別在CT圖像中具有相同的HU值的組織。
[0059]接收電路44將非造影圖像100和造影圖像101向處理電路45供給。在對(duì)位功能48中，處理電路45對(duì)非造影圖像100和造影圖像101執(zhí)行配準(zhǔn)，生成變形場(chǎng)102。并且，處理電路45整形為將所生成的變形場(chǎng)102應(yīng)用于非造影圖像100或造影圖像100的一方的圖像，使該圖像與另一個(gè)圖像一致。由此，造影圖像和非造影圖像被對(duì)位。
[0060]具體而言，處理電路45對(duì)非造影圖像100和造影圖像101執(zhí)行非剛性配準(zhǔn)。配準(zhǔn)是將非造影圖像100和造影圖像101所包含的在解剖學(xué)上一致的像素建立對(duì)應(yīng)的處理。例如，作為任意的合適的非剛性配準(zhǔn)，使用在Razeto，M.,Mohr,B.,Arakita,K.，Schuijf，J.D.，F(xiàn)uchs ,A.，Kuhl, J.T.,Chen ,M.Y.，以及Kofoed，K.F.，“Accurate ,fully-automatedregistrat1n of coronary arteries for volumetric CT digital subtract1nang1graphy”，Proc.SPIE9034，90343F-90343F_7(2014)中記載的方法。
[0061]另外，配準(zhǔn)也可以使用任意的合適的配準(zhǔn)，例如，使用非剛性配準(zhǔn)、剛性配準(zhǔn)、或仿射配準(zhǔn)中的任意的合適的方法來(lái)實(shí)施。另外，配準(zhǔn)被調(diào)整為特定的解剖學(xué)構(gòu)造(例如，冠狀動(dòng)脈)。
[0062]通過(guò)非剛性配準(zhǔn)，處理電路45生成基于非造影圖像100和造影圖像101的變形場(chǎng)102。變形場(chǎng)102是對(duì)每個(gè)像素規(guī)定在解剖學(xué)上相互一致的非造影圖像100的像素與造影圖像101的像素的對(duì)應(yīng)關(guān)系的圖。
[0063]在步驟12中，作為對(duì)位功能48，處理電路45將變形場(chǎng)102應(yīng)用于非造影圖像100，生成被對(duì)位的非造影圖像103。被對(duì)位的非造影圖像103和造影圖像101的同一坐標(biāo)的像素也與解剖學(xué)一致。另外，在上述的例子中，設(shè)將變形場(chǎng)102應(yīng)用于造影前圖像100，但本實(shí)施方式并不限定于此。例如，也可以將變形場(chǎng)102應(yīng)用于造影后圖像101。在此，在本實(shí)施方式中，在步驟12中預(yù)先計(jì)算被對(duì)位的非造影圖像103，但并不限定于此。也可以不預(yù)先計(jì)算被對(duì)位的非造影圖像103。此時(shí)，不存儲(chǔ)被對(duì)位的非造影圖像103的被緩存的版本，變形場(chǎng)102以及非造影圖像100根據(jù)需要用于生成非造影圖像的合適的樣品。
[0064]另外，非造影圖像100和造影圖像101也可以在由接收電路44接收之前預(yù)先對(duì)位。此時(shí)，對(duì)位能夠省略步驟10和步驟12。另外，當(dāng)非造影圖像100和造影圖像101不實(shí)施對(duì)位處理也被對(duì)位時(shí)，省略步驟10和步驟12。
[0065]另外，在本實(shí)施方式中，設(shè)非造影圖像103和造影圖像101為獨(dú)立的圖像集合，但并不限定于此。非造影圖像103和造影圖像101也可以包含在一個(gè)圖像集合中。
[0066]在步驟60中，處理電路45接收被對(duì)位的非造影圖像103和造影圖像101。處理電路45在繪制時(shí)，從存儲(chǔ)器40等接收顏色模型107。顏色模型107將像素值和繪制參數(shù)建立關(guān)聯(lián)。作為顏色模型107，可以是將像素值和繪制參數(shù)建立關(guān)聯(lián)的函數(shù)，也可以是表，也可以是在視覺(jué)上表現(xiàn)出的圖。作為繪制參數(shù)，顏色以及不透明度比較合適。顏色模型107具有2以上的次元。
[0067]在步驟60中，具體而言，處理電路45根據(jù)來(lái)自被對(duì)位的非造影圖像103的像素值和來(lái)自造影圖像101的像素值生成聯(lián)合直方圖，使用聯(lián)合直方圖將造影圖像101或非造影圖像103分割為多個(gè)區(qū)域，利用顏色模型，由造影圖像101或非造影圖像103生成對(duì)被分割的區(qū)域分配了顏色的繪制圖像108。
[0068]在此，針對(duì)處理電路45中的分段功能52、上述聯(lián)合直方圖以及顏色模型詳細(xì)地進(jìn)行敘述。
[0069]聯(lián)合直方圖定義為表示來(lái)自被對(duì)位的非造影圖像103的像素值與來(lái)自造影圖像1I的像素值的組合的頻度分布。
[0070]圖6是該聯(lián)合直方圖的一個(gè)例子。聯(lián)合直方圖的縱軸以亨氏單位(HU)來(lái)表示第I像素值(被對(duì)位的非造影圖像103內(nèi)的像素值)。聯(lián)合直方圖的橫軸以亨氏單位(HU)來(lái)表示第2像素值(造影圖像101內(nèi)的像素值)。
[0071]聯(lián)合直方圖具備相等尺寸的多個(gè)區(qū)間。各像素具有包含在聯(lián)合直方圖內(nèi)的二維區(qū)間中的第I像素值和第2像素值(非造影圖像的像素和造影圖像的像素)?？梢哉f(shuō)圖像數(shù)據(jù)內(nèi)的各像素被分配給與第I像素值和第2像素值的對(duì)對(duì)應(yīng)的區(qū)間。各像素具有第I像素對(duì)第2像素的二維分布上的各個(gè)位置。
[0072]區(qū)間內(nèi)的像素?cái)?shù)在圖6中由影線表示。實(shí)際上，影線與顏色值對(duì)應(yīng)。例如，不包含像素的區(qū)間為白色。只包含少量的像素的區(qū)間為淺灰色，隨著追加更多的像素，區(qū)間變?yōu)樯罨疑?。包含非常多的像素的區(qū)間以橙色進(jìn)行著色。
[0073]在聯(lián)合直方圖中，繪制出各像素的第I像素值(被對(duì)位的非