(57)【要約】【課題】径が変化する管状組織であっても、縦横比に歪みのない当該管状組織の円筒投影画像を生成できる医療用画像処理装置及び医療用画像処理プログラムを提供すること。【解決手段】医療用画像処理装置は、ボリュームデータに含まれる管状組織を可視化する医療用画像処理装置であって、前記管状組織の中心線を特定する中心線特定部と、前記中心線上の任意の点における前記管状組織の径を決定する径決定部と、前記管状組織の径に応じた仮想光線の少なくとも２以上の投影間隔を決定する間隔決定部と、前記投影間隔で、前記中心線に沿って仮想光線を投射する円筒投影部と、前記仮想光線の投射によって得られた情報及び前記ボリュームデータに基づいて、前記管状組織の円筒投影画像を生成する画像生成部、とを備える。【選択図】図４
2010131257.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボリュームデータに含まれる管状組織を可視化する医療用画像処理装置であって、
前記管状組織の中心線を特定する中心線特定部と、
前記中心線上の任意の点における前記管状組織の径を決定する径決定部と、
前記管状組織の径に応じた仮想光線の少なくとも２以上の投影間隔を決定する間隔決定部と、
前記投影間隔で、前記中心線に沿って仮想光線を投射する円筒投影部と、
前記仮想光線の投射によって得られた情報及び前記ボリュームデータに基づいて、前記管状組織の円筒投影画像を生成する画像生成部と、
を備えた医療用画像処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の医療用画像処理装置であって、
前記画像生成部は、
前記中心線上に設定された注目点における前記投影間隔に比例して、当該管状組織の円筒投影画像の表示時の大きさを変更する医療用画像処理装置。
【請求項３】
ボリュームデータに含まれる管状組織を可視化するために、コンピュータに、
前記管状組織を含むボクセル空間のボリュームデータに基づいて、前記管状組織の中心線を特定し、
前記中心線上の任意の点における前記管状組織の径を決定し、
前記管状組織の径に応じた仮想光線の少なくとも２以上の投影間隔を決定し、
前記投影間隔で、前記中心線に沿って仮想光線を投射し、
前記仮想光線の投射によって得られた情報及び前記ボリュームデータに基づいて、前記管状組織の円筒投影画像を生成する、処理を実行させるための医療用画像処理プログラム。
【請求項４】
請求項３に記載の医療用画像処理プログラムであって、
前記コンピュータに、
前記中心線上に設定された注目点における前記投影間隔に比例して、当該管状組織の円筒投影画像の大きさの表示時の大きさを変更する処理を実行させるための医療用画像処理プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、縦横比に歪みのない管状組織の円筒投影画像を生成する医療用画像処理装置及び医療用画像処理プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、コンピュータを用いた画像処理技術の進展に伴い、３次元物体の内部を可視化する技術が注目されている。特に、医療分野では、生体内部を可視化することにより病巣を早期に発見することができるＣＴ（Computed Tomography）装置やＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）装置による医療診断が広く行われている。
【０００３】
また、物体内部の３次元画像を得る方法として、ボリュームレンダリング（Volume Rendering）という方法が知られている。このボリュームレンダリングでは、ボーリュームデータを構成する３次元のボクセル（微小体積要素；Voxel）に対して仮想光線（レイ）を投射することにより投影面に画像が投影され、ボリュームデータが可視化される。特に、レイキャスティング法では、仮想光線の経路に沿って一定間隔でサンプリングし、各サンプリング点のボクセルからボクセル値を取得し、各サンプリング点における反射光を蓄積することによってボリュームデータを可視化する。ボリュームレンダリングには、その他、仮想光線上のボクセルの最大値を取得しボリュームデータを可視化するＭＩＰ法(Maximum Intensity Projection)等が知られている。
【０００４】
ボクセルは、物体の３次元空間上の構成単位であり、ボクセル値は、ボクセルの濃度値等の特性を表わす固有のデータでありＣＴ装置ではスカラー値を取るが、色情報などを含むベクトル値であることもある。物体全体はボクセル値の３次元配列であるボクセルデータで表現される。通常、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）装置により得られる２次元の断層画像データを断層面に垂直な方向に沿って積層し、必要な補間を行うことにより３次元配列のボクセルデータが得られる。
【０００５】
レイキャスティング法では、仮想視点から物体に対して投射された仮想光線に対する仮想反射光は、ボクセル値に対して人為的に設定される不透明度に応じて生ずるものとされる。そして、仮想的な表面を捕捉するためにボクセルデータのグラディエントすなわち法線ベクトルを求め、仮想光線と法線ベクトルのなす角の余弦から陰影付けのシェーディング係数を計算する。仮想反射光は、ボクセルに投射される仮想光線の強度にボクセルの不透明度とシェーディング係数を乗じて算出される。また、ボクセル値に対して人為的に設定される色彩が付されることもある。
【０００６】
ここで、ボリュームレンダリングで人体内部の管状組織を可視化する場合に、平行投影方法や透視投影法により画像を形成することができる。平行投影法では、仮想視点から仮想光線を平行に投射するので、観察対象である管状組織を外側から観察するのに適した画像を生成することができる。これに対して、透視投影法では、仮想視点から仮想光線を放射状に投射するので、管状組織の内部からの観察に適した画像を生成することができる。透視投影法により、管状組織の内視鏡検査を模擬することができるが、管状組織の内部を移動しながら、管状組織を観察する場合、ポリープ等の管壁のおける位置やポリープの大きさ等を正確に把握することは困難である。
【０００７】
そこで、ボリュームレンダリングで人体内部の管状組織を可視化する場合に、管状組織の中心線から放射状に仮想光線を投射することにより、あたかも円筒座標系を利用して管状組織の円筒投影画像を形成したがごとくの、画像を生成することが出来る。これを円筒投影画像と言い、ポリープの管壁における位置、大きさ、形状など一枚の画像で観察することができる。また、曲がりくねった管状組織の中心線が屈曲しているものに対して円筒投影を行うことによって得られる屈曲円筒投影画像も円筒投影画像の一種である。
【０００８】
図８（ａ）は、管状組織の管壁８３に対して中心線８４から放射状に投射された仮想光線９２を示す図である。図８（ｂ）は、模式的に中心線８４によって定められる投影面を示す。図８（ｃ）は、図８（ｂ）その円筒状の投影面を平面に広げたものを示す。
【０００９】
図８（ａ）に示すように、管状組織の中心線８４上に仮想視点９１をとり、仮想視点９１から仮想光線９２を中心線８４に垂直な方向に放射状に投射する。この時、図８（ｂ）に示すように、投影面８５は、中心線８４に沿った距離ｈと中心線周りの角度αを用いて、円筒座標Ｃ（ｈ、α）と表現される。そして、円筒座標Ｃ（ｈ、α）を座標変換して、２次元座標ｌ（ｕ、ｖ）を生成すると、図８（ｃ）に示すように、図中の点線で投影面８５を切って展開した平面展開図が得られる。図８（ｃ）に示す平面展開図が、投影面８５の円筒投影画像に相当し、その上に管状組織の管壁８３が可視化される。
【００１０】
上述のように、中心線８４によって定められる投影面８５に円筒座標Ｃ（ｈ、α）を仮定し、その中心線８４から円筒投影を行うことで、管状組織の管壁９３の３６０度パノラマ画像を生成することができる。
【００１１】
ところで、管状組織の管壁８３の円筒投影画像を生成するために、出射される仮想光線９２の中心線８４に沿った間隔は一定である。しかし、中心線８４上の特定の位置から投射される仮想光線９２に垂直な円周方向の間隔は投影面８５に対しては一定であるところ、管状組織の管壁８３に対しては一定ではない。管状組織の径は、常に一定ではないからである。
【００１２】
そこで、図９を参照し、中心線８４に垂直な円周方向及び中心線８４に沿う方向における仮想光線の投射間隔について説明する。図９は、円筒座標で表現された管状組織８０の(投影面ではなく)管壁８３上の仮想光線の投射間隔を示す図である。
【００１３】
図９に示すように、管状組織８０は、大径部８１と小径部８２とを有する。管状組織８０の中心線８４の方向に沿った仮想光線の投射間隔Ａは、大径部８１、小径部８２共に同じ間隔である。しかし、管状組織８０の円周方向に沿った仮想光線の投射間隔は、大径部８１では間隔Ｂ１だが、小半部８２では間隔Ｂ１とは異なり、間隔Ｂ２となる。
【００１４】
上述のように、仮想光線の投射間隔の変化により、例えば管状組織の管壁に物体が付着していた場合、管状組織の管壁の円筒投影画像上において、その物体の形状は、管状組織のどの部分に物体が存在するかによって、大きく変化する。
【００１５】
図１０を参照し、図９に示す管状組織８０の管壁８３に付着する物体の円筒投影画像について、説明する。図１０（ａ）は、管状組織８０の管壁８３の外観を示す図であり、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）に示す管状組織８０管壁８３の円筒投影画像を示す図である。
【００１６】
図１０（ａ）に示すように、同じ形状をもつ複数の物体７０Ａ、７０Ｂ、７０Ｃが管状組織８０の管壁に付着している。物体７０Ａは、管状組織８０の大径部８１に付着している。物体７０Ｃは、管状組織８０の小径部８２に付着している。そして、物体７０Ｂは、管状組織８０の大径部８１と小径部８２との間の部分に付着している。
【００１７】
図１０（ａ）では、物体７０Ａ、７０Ｂ、７０Ｃは、同じ形状である。しかし、図１０（ｂ）に示す管状組織の管壁の円筒投影画像上では、物体７０Ａ、７０Ｂ、７０Ｃはそれぞれ異なる形状で可視化される。
これは、図１０（ｂ）に示す管状組織８０の管壁８３の円筒投影画像上では、管状組織８０の径が小さくにつれて、各物体７０Ａ、７０Ｂ、７０Ｃの円周方向の幅（図中、白矢印）が広くなる一方、各物体７０Ａ、７０Ｂ、７０Ｃの中心軸８４方向の幅（図中、黒矢印）は、管状組織８０の径が変化しても同じだからである。そのため、図１０（ｂ）に示す管状組織８０の管壁８３の円筒投影画像上では、各物体７０Ａ、７０Ｂ、７０Ｃの縦横比が歪む。
【００１８】
【特許文献１】特開２００７−１４３７６３号公報
【特許文献２】米国特許出願公開ＵＳ２００８／００５５３０８号明細書
【非特許文献１】アー・フィラノヴァ・バルトローリ（A. Vilanova Bartroli），エル・ヴェゲンキットル（R. Wegenkittl），アー・ケニッヒ（A. Konig），エー・グレーレル（E. Groller），「仮想大腸展開方法（Virtual Colon Unfolding)」，米国電気電子学会論文誌（IEEE Visualization），米国，２００１年，ｐ４１１−４２０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
上述のように、径が変化する管状組織を円筒投影画像で表示しただけでは、管状組織上に存在する物体の位置によって、物体の縦横比が歪んでしまう。そのため、例えば、人体の管状組織である大腸の管壁に、物体としてポリープが存在する場合、円筒投影画像上でポリープの縦横比が歪んでしまう。その結果、例えばポリープと大腸の襞等の組織との見分けがつかなくなり、画像診断の障害となってしまう恐れがある。
【００２０】
本発明の目的は、径が変化する管状組織であっても、縦横比に歪みのない当該管状組織の円筒投影画像を生成できる医療用画像処理装置及び医療用画像処理プログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明は、ボリュームデータに含まれる管状組織を可視化する医療用画像処理装置であって、前記管状組織の中心線を特定する中心線特定部と、前記中心線上の任意の点における前記管状組織の径を決定する径決定部と、前記管状組織の径に応じた仮想光線の少なくとも２以上の投影間隔を決定する間隔決定部と、前記投影間隔で、前記中心線に沿って仮想光線を投射する円筒投影部と、前記仮想光線の投射によって得られた情報及び前記ボリュームデータに基づいて、前記管状組織の円筒投影画像を生成する画像生成部と、を備えた医療用画像処理装置を提供する。
【００２２】
上記医療用画像処理装置では、前記画像生成部は、前記中心線上に設定された注目点における前記投影間隔に比例して、当該管状組織の円筒投影画像の表示時の大きさを変更する。
【００２３】
本発明は、ボリュームデータに含まれる管状組織を可視化するために、コンピュータに、前記管状組織を含むボクセル空間のボリュームデータに基づいて、前記管状組織の中心線を特定し、前記中心線上の任意の点における前記管状組織の径を決定し、前記管状組織の径に応じた仮想光線の少なくとも２以上の投影間隔を決定し、前記投影間隔で、前記中心線に沿って仮想光線を投射し、前記仮想光線の投射によって得られた情報及び前記ボリュームデータに基づいて、前記管状組織の円筒投影画像を生成する、処理を実行させるための医療用画像処理プログラムを提供する。
【００２４】
上記医療用画像処理プログラムは、前記コンピュータに、前記中心線上に設定された注目点における前記投影間隔に比例して、当該管状組織の円筒投影画像の大きさの表示時の大きさを変更する処理を実行させる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明に係る医療用画像処理装置及び医療用画像処理プログラムによれば、径が変化する管状組織であっても、縦横比に歪みのない当該管状組織の円筒投影画像を生成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
【００２７】
図１は、本発明の一実施形態である医療用画像処理装置１００をコンピュータ断層撮影（ＣＴ）装置（以下「ＣＴ装置」という）４００と組み合わせて使用する例を示す図である。図１に示すように、ＣＴ装置４００は、被検体の組織等を可視化するものである。ＣＴ装置４００は、Ｘ線ビーム束４０２の放射源であるＸ線源４０１と、Ｘ線検出器４０４と、リング状のガントリー４０５と、Ｘ線が透過するテーブル４０７とを備える。
【００２８】
Ｘ線源４０１は、同図に鎖線で示す縁部ビームを有するピラミッド状のＸ線ビーム束４０２を放射する。Ｘ線検出器４０４は、被検体であるテーブル４０７上の患者４０３を透過したＸ線ビーム束４０２を検出する。また、Ｘ線検出器４０４は、検出したＸ線ビーム束４０２の信号を医療用画像処理装置１００へ出力する。なお、Ｘ線源４０１及びＸ線検出器４０４は、リング状のガントリー４０５に互いに対向配置されている。
【００２９】
Ｘ線源４０１及びＸ線検出器４０４は、システム軸線４０６に対して回転可能であり、かつ、システム軸線４０６に沿って患者４０３に対して相対的に移動可能である測定システムを構成する。そのため、Ｘ線ビーム束４０２が、システム軸線４０６に対して種々の投影角及び種々の位置で、患者４０３に投射される。
【００３０】
リング状のガントリー４０５は、このガントリーの中心点を通るシステム軸線４０６に対して、同図に示されていない保持装置に回転可能（矢印ａ参照）に支持されている。
【００３１】
図２は、一実施形態の医療用画像処理装置１００の内部構成を示すブロック図である。図２に示すように、医療用画像処理装置１００は、ボリュームデータ生成部１０１と、ボリュームデータ記憶部１０３と、中心線特定部１０５と、関数生成部１０７と、径決定部１０９と、円筒投影部１１１と、画像生成部１１３と、操作部１１５と、間隔決定部１１７と、を備える。
【００３２】
ボリュームデータ生成部１０１は、同図に示されたＣＴ装置４００から、患者４０３の診断範囲における多数の相連続する断層信号を受信する。ボリュームデータ生成部１０１は、受信した信号に基づき、管状組織を含むボクセル空間のボリュームデータを生成する。ボリュームデータ記憶部１０３は、ボリュームデータ生成部１０１が生成したボリュームデータを記憶する。
【００３３】
中心線特定部１０５は、ボリュームデータ記憶部１０３から得られたボリュームデータに基づいて、ボクセル空間内に存在する管状組織の領域を特定した上で、当該管状組織の中心線を特定する。なお、中心線は直線又は曲線である。
【００３４】
関数生成部１０７は、中心線特定部１０５によって特定された中心線上の任意の点における管状組織の断面のボリュームデータをボリュームデータ記憶部１０３から読み出して、当該管状組織の断面領域を表す関数を生成する。なお、管状組織の断面領域とは、管状組織の断面の内、当該管状組織によって囲まれた領域をいう。
【００３５】
径決定部１０９は、関数生成部１０７によって生成された関数に基づいて、上記中心線上の任意の点における管状組織の径を決定する。径決定部１０９が管状組織の径を決定する際、径決定部１０９は、管状組織の中心線上の点における管状組織の断面領域の面積Ｓを関数生成部１０７によって生成された関数から算出し、当該面積Ｓの平方根を、上記点における管状組織の径ｒとして決定する（ｒ＝√Ｓ）。
【００３６】
なお、径決定部１０９は、中心線上の各点から断面領域上において放射状に投射された仮想光線が管状組織によって減衰するまでの長さの内、最大長を、各点における管状組織の径ｒとして決定しても良い。また、径決定部１０９は、中心線上の各点における管状組織の断面領域に内接する円又は外接する円の径を、当該点における管状組織の径ｒとして決定しても良い。また、径決定部１０９は、関数生成部１０７で管状組織の断面領域を表す関数を求めることなく、管状組織の径ｒを決定しても良い。この場合、径決定部１０９は、ボリュームデータ記憶部１０３に記憶されているボリュームデータから、ボクセル空間内に存在する管状組織の領域を特定した上で、中心線１０５によって特定された中心線上の各点における管状組織の領域の断面に内接する球の径を、当該点における管状組織の径ｒとして決定する。また、径決定部１０９は、上述した管状組織の径ｒの決定方法を組み合わせて、管状組織の全体に亘って管状組織の径ｒを決定するなどの調整を行っても良い。
【００３７】
間隔決定部１１７は、径決定部１０９によって決定された各点の管状組織の径ｒに応じて、仮想光線を投射する中心線上の間隔を決定する。仮想光線を投射する中心線上の間隔は、α×ｒ（αは定数）のが理想的であるが、管状組織の径を厳密に定義できないという特性に鑑み、補正を加えることが考えられる。また、中心線上の各点における径に加えて周辺の点における径を用いる(例えば加重平均)ことによって管状組織の径ｒの計算に混入する雑音の影響を減らすことが出来る。
円筒投影部１１１は、間隔決定部１１５で決定した間隔α×ｒで、管状組織の中心線に沿って、仮想光線を円筒投影法によって投射する。ここで、円筒投影部１１１による仮想光線の投射方法は、特開２００７−１４３７６３号公報に開示されている「屈曲円筒投影法」や「補正円筒投影法」又は特開２００６−６８３０１号公報に開示されている「傘型投影法」であっても良い。すなわち、基準となる中心線から仮想光線を投射する投影法であればよい。
【００３８】
画像生成部１１３は、円筒投影部１１１による仮想光線の投射によって得られた情報及びボリュームデータ記憶部１０３から読み出したボリュームデータに基づいてレンダリングを行うことによって管状組織の円筒投影画像を生成する。また、画像生成部１１３は、生成した円筒投影画像をディスプレイ１５１に表示するよう処理する。
【００３９】
なお、画像生成部１１３は、円筒投影画像と共に、中心線上の注目点における管状組織の径ｒの数値を表示しても良い。また、画像生成部１１３は、円筒投影画像と平行に、円筒投影画像の大きさを測るための定規を表示しても良い。医療用画像処理装置１００のユーザは、径ｒの数値や定規を参照することによって、管状組織の管壁や病変部等の大きさを視覚的に把握することができる。
【００４０】
操作部１１５は、医療用画像処理装置１００のユーザが、管状組織の中心線上の注目点を設定又は変更するための操作等を受け付ける。操作部１１５は、例えば、キーボードやマウス等である。
【００４１】
以下、本実施形態の医療用画像処理装置１００の動作について、図３及び図４を参照して説明する。図３は、本実施形態の医療用画像処理装置１００の動作を示すフローチャートである。また、図４は、管状組織の中心線に沿った断面図（ａ）及び管状組織の円筒投影画像（ｂ）を示す図である。
【００４２】
まず、中心線特定部１０５は、ボリュームデータ記憶部１０３から得られたボリュームデータに基づいて、管状組織の中心線Ｃを特定する（ステップＳ２０１）。次に、中心線特定部１０５は、中心線Ｃ上の所定の位置ｔを初期化してｔ＝０に設定する（ステップＳ２０３）。
【００４３】
次に、関数生成部１０７は、中心線Ｃ上の位置ｔの点Ｘの座標をＣ（ｔ）に設定する（ステップＳ２０５）。次に、関数生成部１０７は、点Ｘにおける管状組織の断面のボリュームデータをボリュームデータ記憶部１０３から読み出して、当該管状組織の断面領域Ｒを表す関数ｆ（点Ｘ，断面領域Ｒ）を生成する（ステップＳ２０７）。
【００４４】
次に、径決定部１０９は、ステップＳ２０７で生成された関数ｆに基づいて、点Ｘにおける管状組織の径ｒを決定する（ステップＳ２０９）。次に、円筒投影部１１１は、円筒投影法によって点Ｘを中心とした仮想光線を投射する（ステップＳ２１１）。すなわち、円筒投影部１１１は、点Ｘから中心線Ｃに対して垂直な円周方向に、仮想光線を放射状に投射する。
【００４５】
次に、円筒投影部は、点Ｘの座標Ｃ（ｔ）のｔの値を“ｔ＋α×ｒ（αは定数）”に変更する（ステップＳ２１３）。当該ステップにより、円筒投影部１１１が仮想光線を投射する位置ｔは、中心線Ｃに沿って“α×ｒ”だけ移動する。すなわち、図４（ａ）に示すように、仮想光線の投射位置ｔが移動する間隔は、管状組織の径ｒの値に応じて変化する。
【００４６】
次に、円筒投影部は、中心線Ｃ上の位置ｔの値と、その最大値ｔ＿ｍａｘとを比較する（ステップＳ２１５）。ステップＳ２１５において、中心線Ｃ上の位置を示すｔの値が最大値ｔ＿ｍａｘ未満の場合（ＹＥＳの場合）はステップＳ２０５へ戻り、ステップＳ２０５〜ステップＳ２１５の処理を繰り返す。したがって、点Ｘが管状組織の中心線に沿った所定範囲内に存在するうちは、円筒投影部１１１はステップＳ２１１で仮想光線の円筒投影を行う。一方、ステップＳ２１５において、中心線Ｃ上の位置を示すｔの値が最大値ｔ＿ｍａｘ以上の場合（ＮＯの場合）はステップＳ２１７へ進む。
【００４７】
ステップＳ２１７では、画像生成部１１３は、円筒投影部１１１が仮想光線を円筒投影することによって得られた情報ボリュームデータ記憶部１０３から読み出したボリュームデータに基づいて、管状組織の円筒投影画像を生成する。
【００４８】
以下、仮想光線の投射及び管状組織の円筒投影画像について、図４及び図５を参照して説明する。なお、図４（ａ）に示すように、径が変化する管状組織１０を例に説明する。管状組織１０は、半径ｒ１の大径部１１と、半径ｒ２（＜ｒ１）の小径部１２とを有する。なお、図４（ａ）には図示していないが、管状組織１０の大径部１１及び小径部１２の管壁には、それぞれ同じ形状、同じ大きさの病変部２０Ａ、２０Ｂが存在しているものとする。
【００４９】
図４（ａ）に示すように、円筒投影部１１１は、管状組織１０の中心線Ｃ上の点から中心線Ｃに対して垂直な円周方向に、仮想光線１３を放射状に投射する。本実施形態では、上記説明したように、仮想光線１３を投射する中心線Ｃ上の間隔が、大径部１１では（α×ｒ１）であり、小径部１２では（α×ｒ２）である。
【００５０】
当該間隔で仮想光線１３を投射すると、管状組織１０の円筒投影画像では、図４（ｂ）に示すように、各病変部の存在する管状組織の径に依存せずに、各病変部２０Ａ、２０Ｂの縦横比がそれぞれ同一に表示される。すなわち、本実施形態の医療用画像処理１００によって生成された円筒投影画像上での病変部２０Ａ、２０Ｂの縦横比は歪まない。したがって、医療用画像処理装置１００のユーザは、病変部の形状を正確に把握することができる。
【００５１】
なお、本実施形態の医療用画像処理装置１００では、管状組織の円筒投影画像を生成するために、円筒状の投影面を２次元座標上に展開する。円筒投影画像上の２点間の距離や２つの線分間の角度は、図５に示すように、管状組織の展開位置(仮想的な円筒の切り口)によって変化しない。
【００５２】
図５は、展開位置の異なる円筒投影画像上の２点間の距離及び２つの線分間の角度を説明するための図である。図５（ａ）は、円筒状の投影面の外観を示す図である。図５（ｂ）は、図５（ａ）の円筒状の投影面を２次元座標に展開した図である。図５（ｃ）は、図５（ａ）に示す管状組織の管壁を異なる位置で展開した円筒投影画像を示す図である。本実施形態の医療用画像処理装置１００では、図５（ａ）に示すように円筒状の投影面を、図５（ｂ）に示すように２次元座標上に展開する。その展開位置によって、管状組織の径が変化しても円筒投影画像上の２点間の距離や２つの線間の角度の関係は変化しない。
【００５３】
そのため、図５（ｃ）に示すように、展開位置Ａで展開した円筒投影画像と展開位置Ｂで展開した円筒投影画像とを比較しても、円筒投影画像上の点Ａ、Ｂ間、点Ｂ、Ｃ間、点Ｃ、Ａ間の距離はそれぞれ同じである。同様に、展開位置Ａで展開した円筒投影画像と展開位置Ｂで展開した円筒投影画像とを比較しても、線分ＡＢと線分ＢＣとがなす角度、線分ＢＣと線分ＣＡとがなす角度、線分ＣＡと線分ＡＢとがなす角度も同じである。
【００５４】
次に、本実施形態の医療用画像処理装置１００が生成する管状組織の円筒投影画像の表示方法の形態について、図６〜図７を参照して説明する。なお、説明のため、図６〜図７には、円筒投影画像に対応する管状組織の外観図が示されている。しかし、ディスプレイ１５１には円筒投影画像だけを表示しても良いし、管状組織の外観と円筒投影画像の両方を表示しても良い。また、ディスプレイ１５１に表示される管状組織の円筒投影画像は、操作部１１５を用いたユーザによる操作に応じて変更される。
【００５５】
（表示例１）
管状組織の管壁の円筒投影画像の第１の表示例について、図６を参照して説明する。なお、図６に示された管状組織は、図４に示した管状組織１０と同じである。図６（ａ）は、管状組織１０の大径部１１の中心線上に注目点が設定されているときの管状組織１０の外観図及び円筒投影画像である。また、図６（ｂ）は、管状組織１０の小径部１２の中心線上に注目点が設定されているときの管状組織１０の外観図及び円筒投影画像である。
【００５６】
図６に示すように、画像生成部１１３は、管状組織１０の中心線上に設定された注目点における当該管状組織１０の径に応じて、円筒投影画像の大きさを変更する。図６（ａ）に示す注目点Ｏ１は大径部１１に位置し、図６（ｂ）に示す注目点０２は小径部１２に位置するため、図６（ａ）に示した円筒投影画像１は、図６（ｂ）に示した円筒投影画像２よりも大きい。なお、円筒投影画像の大きさは、注目点における管状組織の径に比例する。また、画像生成部１１３は、円筒投影画像の縦横比を変えずに大きさを変更するため、円筒投影画像上の病変部２０Ａ、２０Ｂの縦横比も変わらない。
【００５７】
このように、管状組織の径の大きさに応じて円筒投影画像の大きさを変えれば、ユーザは、視覚的に管状組織の径及び病変部の大きさを把握することができる。例えば、図６には、同じ大きさの病変部２０Ａ、２０Ｂが管状組織の外観図に示されており、円筒投影画像１に示された病変部２０Ａと円筒投影画像２に示された病変部２０Ｂは同じ大きさであるため、ユーザは、各病変部の大きさを正確に把握することができる。
【００５８】
なお、注目点を複数設定されている場合、画像生成部１１３は、各注目点における管状組織の径に応じた大きさの複数の円筒投影画像をディスプレイ１５１に表示するよう処理しても良い。
【００５９】
（表示例２）
管状組織の管壁の円筒投影画像の第２の表示例について、図７を参照して説明する。なお、図７に示された管状組織も、図４に示した管状組織１０と同じである。図７は、管状組織１０の外観図及び円筒投影画像を示す図である。
【００６０】
図７に示すように、注目点Ｏ１における円筒投影画像は、２つの範囲１、２に分けられている。範囲１の円筒投影画像は、上記説明した方法に従って生成された円筒投影画像である。一方、範囲２の円筒投影画像は、他の方法に従って生成された円筒投影画像である。このように、画像生成部１１３は、範囲毎に異なる方法によって生成された複数種類の円筒投影画像を連続して表示するよう処理しても良い。
【００６１】
各方法によって画像生成部１１３への画像処理の負荷が異なる場合、当該表示例のように、円筒投影画像の範囲に応じて方法を変えれば、画像生成部１１３に対する負荷を軽減することができる。また、画面表示面積を節約することが出来る。
【００６２】
以上説明したように、本実施形態の医療用画像処理装置１００では、管状組織の中心線に沿った仮想光線の投射間隔が当該管状組織の径に応じて異なるため、径が変化する管状組織であっても、縦横比に歪みのない管状組織の円筒投影画像を生成することができる。その結果、医療用画像処理装置１００のユーザは、管状組織に存在する病変部等の形状を正確に把握することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明に係る医療用画像処理装置は、径が変化する管状組織であっても、縦横比に歪みのない当該管状組織の円筒投影画像を生成する医療用画像処理装置等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の一実施形態である医療用画像処理装置１００をコンピュータ断層撮影装置４００と組み合わせて使用する例を示す図
【図２】一実施形態の医療用画像処理装置１００の内部構成を示すブロック図
【図３】一実施形態の医療用画像処理装置１００の動作を示すフローチャート
【図４】管状組織の中心線に沿った断面図（ａ）及び管状組織の円筒投影画像（ｂ）を示す図
【図５】展開位置の異なる円筒投影画像上の２点間の距離及び２つの線分間の角度を説明するための図
【図６】異なる注目点における管状組織の外観図及び円筒投影画像を示す図
【図７】管状組織の外観図及び円筒投影画像を示す図である。
【図８】管状組織の管壁８３の内部に設定された中心線８４から放射状に投射された仮想光線９２を示す図
【図９】管状組織８０の管壁８３上の仮想光線の投射間隔を示す図
【図１０】管状組織８０の外観図（ａ）及び管状組織８０の円筒投影画像を示す図（ｂ）
【符号の説明】
【００６５】
４００  コンピュータ断層撮影装置（ＣＴ装置）
４０１  Ｘ線源
４０４  Ｘ線検出器
４０５  リング状のガントリー
４０７  テーブル
１００  医療用画像処理装置
１０１  ボリュームデータ生成部
１０３  ボリュームデータ記憶部
１０５  中心線特定部
１０７  関数生成部
１０９  径決定部
１１１  円筒投影部
１１３  画像生成部
１１５  操作部
１１７  間隔決定部
１５１  ディスプレイ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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