(57)【要約】【課題】  個々の磁気共鳴血管画像に応じた適切なオパシティカーブを適用して画質のばらつきの小さな血管画像を表示のために生成可能とする。【解決手段】  ＭＩＰ画像生成部１３は、３次元ＭＲＡ画像データに基づいて、それぞれ異なる方向からの複数のＭＩＰ画像を生成する。ヒストグラム計算部１４は、複数のＭＩＰ画像のそれぞれに関して、画素値のヒストグラムをそれぞれ計算する。ＷＷ／ＷＬ決定部１５は、計算された複数のヒストグラムに基づいてウィンドウレベルおよびウィンドウ幅を決定する。オパシティカーブ計算部１７は、決定されたウィンドウレベルおよびウィンドウ幅を有した所定タイプのオパシティカーブを計算する。ＳＶＲ画像生成部１８は、計算されたオパシティカーブを適用したボリュームレンダリングによって３次元ＭＲＡ画像データに基づくＳＶＲ画像を生成する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
３次元磁気共鳴血管画像データに基づいて、それぞれ異なる方向からの複数の最大値投影画像を生成する生成手段と、
前記複数の最大値投影画像のそれぞれに関して、画素値のヒストグラムをそれぞれ計算する手段と、
前記計算された複数のヒストグラムに基づいてウィンドウレベルおよびウィンドウ幅を決定する決定手段と、
前記決定されたウィンドウレベルおよびウィンドウ幅を有した所定タイプのオパシティカーブを計算する計算手段と、
前記計算されたオパシティカーブを適用したボリュームレンダリングによって前記３次元磁気共鳴画像データに基づく血管画像を生成する手段とを具備したことを特徴とする医用画像表示装置。
【請求項２】
前記生成手段は、少なくとも直交３方向からの最大値投影画像を生成することを特徴とする請求項１に記載の医用画像表示装置。
【請求項３】
前記決定手段は、前記複数のヒストグラムのそれぞれについて、
(1)  前記ヒストグラムに表れるピークのうちで対応する画素値が最大のものを選出、
(2)  前記ヒストグラムに表れる谷のうちで前記選出したピークに対して低画素値側に隣接したものを選出、
(3)  前記選出された谷に対応する画素値から前記ヒストグラムにおける最大画素値までの範囲として濃度値範囲を決定、
なる処理を行って前記複数のヒストグラムのそれぞれについての濃度値範囲を決定し、これらの濃度値範囲のうちの最大のものの中央に相当する画素値および幅を前記ウィンドウレベルおよび前記ウィンドウ幅としてそれぞれ決定することを特徴とする請求項１に記載の医用画像表示装置。
【請求項４】
前記計算手段は、複数のタイプのうちの１つをユーザの指定に応じて選択し、この選択したタイプのオパシティカーブを計算することを特徴とする請求項１に記載の医用画像表示装置。
【請求項５】
生成された前記血管画像を表示する手段をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の医用画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＭＲＩ装置等の医用画像診断装置により撮影された医用画像を表示するための医用画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線ＣＴ装置により撮影された３次元画像のボリュームレンダリング表示において適用するオパシティカーブを、プリセットファイルに基づいてユーザが設定する技術が知られている（例えば、特許文献１を参照）。この場合にユーザは、画素値のヒストグラムを見ながら各組織の閾値を決め、プリセットファイルに関連パラメータを設定することになる。あるいは、ユーザは適当なウィンドウレベルとウィンドウ幅とを見つけ、それに基づいてオパシティカーブを決定する。
【特許文献１】米国特許第６６５８０８０号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
磁気共鳴血管画像（ＭＲＡ画像）の場合、ＣＴ画像とは異なり、撮影条件や撮影部位に対して血管の濃度値範囲が変化するため、ＭＲＡ画像から血管を観測するために適切なオパシティカーブも様々に変化する。このため、プリセットファイルが適切なオパシティカーブを表す情報を有しているとは限らず、適切なオパシティカーブの設定に時間が掛かって非効率である。
【０００４】
また、ユーザにより決定されたオパシティカーブは、プリセットファイルに基づいていても結局はユーザの主観により決められたものであるため、そのオパシティカーブを適用して生成された画像は、画像の解析や比較を行うために適切なものではなくなってしまう恐れがあった。
【０００５】
本発明はこのような事情を考慮してなされたものであり、その目的とするところは、個々の磁気共鳴血管画像に応じた適切なオパシティカーブを適用して画質のばらつきの小さな血管画像を表示のために生成できる医用画像表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様による医用画像表示装置は、３次元磁気共鳴血管画像データに基づいて、それぞれ異なる方向からの複数の最大値投影画像を生成する生成手段と、前記複数の最大値投影画像のそれぞれに関して、画素値のヒストグラムをそれぞれ計算する手段と、前記計算された複数のヒストグラムに基づいてウィンドウレベルおよびウィンドウ幅を決定する決定手段と、前記決定されたウィンドウレベルおよびウィンドウ幅を有した所定タイプのオパシティカーブを計算する計算手段と、前記計算されたオパシティカーブを適用したボリュームレンダリングによって前記３次元磁気共鳴画像データに基づく血管画像を生成する手段とを備える。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、個々の磁気共鳴血管画像に応じた適切なオパシティカーブを適用して画質のばらつきの小さな血管画像を表示のために生成可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態について説明する。
【０００９】
図１は本実施形態に係る医用画像表示装置１０の構成を示すブロック図である。
【００１０】
医用画像表示装置１０は、磁気共鳴イメージング装置（以下、ＭＲＩ装置と称する）２０およびＰＡＣＳ（picture archiving and communication system）３０にネットワーク４０を介して接続されている。ＭＲＩ装置２０は、被検体を撮像して医用画像データを生成するもので、特に３次元ＭＲＡ画像を表した医用画像データ（以下、３次元ＭＲＡデータと称する）を生成する機能を有する。ＭＲＩ装置２０は、生成した医用画像データを、医用画像表示装置１０およびＰＡＣＳ３０に適宜に送信する。ＰＡＣＳ３０は、ＭＲＩ装置２０から送られた医用画像データを記憶し、それを保管、送信、あるいは表示などすることができるように管理する。医用画像表示装置１０は、ＭＲＩ装置２０で生成された医用画像データまたはＰＡＣＳ３０で保管された医用画像データが示す医用画像を表示する。医用画像表示装置１０は、様々なタイプの医用画像を表示する機能を備えていて良いが、特に３次元ＭＲＡデータに基づいて血管画像を表示する機能を備える。本実施形態において特徴があるのは当該機能であるので、以下においては当該機能について説明する。
【００１１】
医用画像表示装置１０は、通信部１１、画像データ記憶部１２、ＭＩＰ画像生成部１３、ヒストグラム計算部１４、ウィンドウ幅／ウィンドウレベル決定部（以下、ＷＷ／ＷＬ決定部と称する）１５、タイプ指定入力部１６、オパシティカーブ計算部１７、ＳＶＲ画像生成部１８および表示部１９を含む。
【００１２】
この医用画像表示装置１０は、例えば汎用のサーバ装置やコンピュータ装置を基本ハードウェアとして用いることができる。そしてヒストグラム計算部１４、ＷＷ／ＷＬ決定部１５、オパシティカーブ計算部１７およびＳＶＲ画像生成部１８は、上記のサーバ装置やコンピュータ装置に搭載されたプロセッサにプログラムを実行させることにより実現することができる。このときに医用画像表示装置１０は、上記のプログラムが上記のサーバ装置やコンピュータ装置に予めインストールされて実現されても良いし、磁気ディスク、光磁気ディスク、光ディスク、半導体メモリなどのようなリムーバブルな記録媒体に記録して、あるいはネットワークを介して上記のプログラムを配布し、このプログラムをサーバ装置やコンピュータ装置に適宜インストールして実現されても良い。なお、上記の各部は、その一部または全てをロジック回路などのハードウェアにより実現することも可能である。また上記の各部のそれぞれは、ハードウェアとソフトウェア制御とを組み合わせて実現することも可能である。画像データ記憶部１２は、上記のサーバ装置やコンピュータ装置に内蔵されたメモリやハードディスク装置などの記憶デバイス、上記のサーバ装置やコンピュータ装置に外付けされたメモリやハードディスク装置などの記憶デバイス、さらには磁気ディスク、光磁気ディスク、光ディスクなどのようなリムーバブルな記録媒体などを適宜利用して実現できる。タイプ指定入力部１６は、上記のサーバ装置やコンピュータ装置に内蔵または外付けされたキーボードなどの任意の入力デバイスを利用して実現できる。表示部１９は、上記のサーバ装置やコンピュータ装置に内蔵または外付けされたＬＣＤ（liquid crystal display）などの任意の表示デバイスを利用して実現できる。
【００１３】
通信部１１は、ＭＲＩ装置２０またはＰＡＣＳ３０から送信された医用画像データをネットワーク４０を介して受信する。
【００１４】
画像データ記憶部１２は、通信部１１によって受信された医用画像データを記憶する。
【００１５】
ＭＩＰ画像生成部１３は、画像データ記憶部１２に記憶された医用画像データのうちの３次元ＭＲＡデータに基づいて、複数のＭＩＰ（maximum intensity projection）画像を生成する。
【００１６】
ヒストグラム計算部１４は、ＭＩＰ画像生成部１３で生成された複数のＭＩＰ画像のそれぞれに関するヒストグラムを計算する。
【００１７】
ＷＷ／ＷＬ決定部１５は、ヒストグラム計算部１４により計算された複数のヒストグラムに基づいて、オパシティカーブのウィンドウ幅およびウィンドウレベルを決定する。
【００１８】
タイプ指定入力部１６は、ユーザによりなされるオパシティカーブのカーブタイプの指定を入力する。
【００１９】
オパシティカーブ計算部１７は、ユーザにより指定されるか、あるいは予め定められたカーブタイプで、ＷＷ／ＷＬ決定部１５で決定されたウィンドウ幅およびウィンドウレベルを有したオパシティカーブを計算する。
【００２０】
ＳＶＲ画像生成部１８は、オパシティカーブ計算部１７で計算されたオパシティカーブを適用したボリュームレンダリングによって、画像データ記憶部１２に記憶された３次元ＭＲＡデータに基づくＳＶＲ画像（血管画像）を生成する。
【００２１】
表示部１９は、ＳＶＲ画像生成部１８により生成されたＳＶＲ画像を表示する。
【００２２】
次に以上のように構成された医用画像表示装置１０の動作について説明する。
【００２３】
図２は医用画像表示装置１０の動作手順を示したフローチャートである。
【００２４】
ステップＳａ１においては通信部１１が、ＭＲＡ画像データをＭＲＩ装置２０またはＰＡＣＳ３０から取得し、画像データ記憶部１２に記憶させる。
【００２５】
ステップＳａ２乃至ステップＳａ４の処理ループにおいてはＭＩＰ画像生成部１３が、ｎ方向のそれぞれからのＭＩＰ画像をそれぞれ生成する。ここで、ｎは３以上の整数である。そしてｎ個のＭＩＰ画像のそれぞれの投影方向には、少なくとも直交三方向を含んでいることが望ましい。直交三方向は、典型的にはアキシャル面、コロナル面およびサジタル面のそれぞれの法線方向である。ただし、直交３方向は任意であって良いし、また、これらの三方向が完全に直交している必要はなく、多少のずれがあっても問題ない。
【００２６】
ｎは任意であって良い。例えば、ｎは５，７，９のいずれかとすることが考えられる。上記の３方向を基本投影セットと称する場合、ｎが５である第１の投影セット、ｎが７である第２の投影セット、ならびにｎが９である第３の投影セットには、それぞれ次のような投影方向を含めることが考えられる。
【００２７】
第１の投影セットは、基本投影セットに加えて、他の２面のそれぞれの法線方向を含む。この追加される２方向は、互いに直交していることが望ましい。図３におけるＡＢＣＤ面をアキシャル面、ＡＤＨＧ面をコロナル面、そしてＤＣＦＨ面をサジタル面とするとき、第１の投影セットには例えば図３におけるＢＤＨＥ面およびＡＣＦＧ面（いずれもコロナル面の対角面である）のそれぞれの法線方向を含める。
【００２８】
第２の投影セットは、基本投影セットおよび第１の投影セットに加えて、他の２面のそれぞれの法線方向を含む。この追加される２方向は、互いに直交していることが望ましい。第２の投影セットには例えば図３におけるＡＢＦＨ面およびＣＤＧＥ面（いずれもアキシャル面の対角面である）のそれぞれの法線方向を含める。
【００２９】
第３の投影セットは、基本投影セット、第１の投影セットおよび第２の投影セットに加えて、他の２面のそれぞれの法線方向を含む。この追加される２方向は、互いに直交していることが望ましい。第３の投影セットには例えば図３におけるＢＣＨＧ面およびＡＤＥＦ面（いずれもサジタル面の対角面である）のそれぞれの法線方向を含める。
【００３０】
なお、ｎの値を大きくするほど、処理に要する時間が増大するが、血管の複雑な空間分布をより詳細に反映してオパシティカーブの計算精度を向上することができる。
【００３１】
図４はコロナル面の法線方向からのＭＩＰ画像の一例を示す図である。図５はサジタル面の法線方向からのＭＩＰ画像の一例を示す図である。図６はアキシャル面の法線方向からのＭＩＰ画像の一例を示す図である。
【００３２】
続いてステップＳａ５乃至ステップＳａ７の処理ループにおいてはヒストグラム計算部１４が、上記のように生成されたｎ個のＭＩＰ画像についての画素値のヒストグラムを計算する。
【００３３】
図７、図８および図９は、図４、図５および図６に示すＭＩＰ画像についての画素値のヒストグラムをそれぞれ示す図である。
【００３４】
ステップＳａ８乃至ステップＳａ１０の処理ループにおいてはＷＷ／ＷＬ決定部１５が、ｎ個のヒストグラムのそれぞれに基づいて、ｎ個のＭＩＰ画像のそれぞれにおける血管画像の濃度値範囲を判定する。具体的には、ＭＩＰ画像についての画素値のヒストグラムにおいては、例えば図１０に示すように対応する画素値が最大であるピークを含んだ山部に血管画像が含まれる。なお図１０は図４に示したＭＩＰ画像に含まれる画像成分１０１，１０２にそれぞれ含まれる画素値と図４に示したＭＩＰ画像についてのヒストグラムとの対応関係を表している。
【００３５】
そこでＷＷ／ＷＬ決定部１５は、次の手順によって血管画像の濃度値範囲を判定する。
【００３６】
(1)  ヒストグラムにおけるピークおよび谷に相当する画素値をそれぞれ判定する。例えば図１１に示したヒストグラムの場合、ピークに相当する画素値として画素値Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３が、谷に対応する画素値として画素値Ｌ１，Ｌ２がそれぞれ得られることになる。
【００３７】
(2)  ピークに対応する画素値のうちの最大のものを選出する。図１１の場合、画素値Ｐ３が選出されることになる。
【００３８】
(3)  谷に対応する画素値のなかから、上記の(2)で選出された画素値よりも小さく、かつ上記の(2)で選出された画素値に最も近い画素値を選出する。図１１の場合、画素値Ｌ２が選出されることになる。
【００３９】
(4)  上記の(3)で選出された画素値からＭＩＰ画像における最大画素値までの範囲を血管画像の濃度値範囲とする。図１１の場合、Ｌ２から２５５までの範囲が濃度値範囲とされる。
【００４０】
ステップＳａ１１においてＷＷ／ＷＬ決定部１５は、上記のようにして判定されたｎ個の濃度値範囲のうちからその範囲が最大のものを選出する。例えば図１２に示すような濃度値範囲Ｒ１〜Ｒ５が判定された場合、濃度値範囲Ｒ１が最大濃度値範囲として選出される。従ってこの場合には、最大濃度値範囲はＬ１１から２５５までの範囲となる。
【００４１】
ステップＳａ１２においてＷＷ／ＷＬ決定部１５は、最大濃度値範囲の中心の画素値および幅としてウィンドウレベルおよびウィンドウ幅を決定する。すなわち、最大濃度値範囲の最小画素値および最大画素値をそれぞれＬmin，Ｌmaxと表わすならば、ウィンドウ幅ＷＷおよびウィンドウレベルＷＬはそれぞれ次の式によって決定される。
【００４２】
ＷＷ＝Ｌmax−Ｌmin
ＷＬ＝Ｌmin＋（ＷＷ／２）
ステップＳａ１３においてはオパシティカーブ計算部１７が、カーブタイプのユーザによる指定が有るか否かを確認する。なおカーブタイプのユーザによる指定は、タイプ指定入力部１６を介してオパシティカーブ計算部１７が任意のタイミングで入力する。このユーザ指定を入力するタイミングは例えば、図２の処理を開始するよりも前であっても良いし、ステップＳａ１３の実行タイミングであっても良い。なお、図２の処理を開始するよりも前にユーザ指定を入力する場合は、それを図２の処理を行う毎に行っても良いし、１度のユーザ指定の内容を図２の処理を複数回繰り返す際に共通に有効としても良い。ここでユーザに指定させるカーブタイプは、典型的には図１３乃至図１５に示す形状のＴｙｐｅ１〜Ｔｙｐｅ３の３つである。
【００４３】
カーブタイプがユーザにより指定された場合、オパシティカーブ計算部１７はステップＳａ１３からステップＳａ１４へ進む。ステップＳａ１４においてはオパシティカーブ計算部１７が、指定されたカーブタイプを選択する。一方、カーブタイプがユーザにより指定されない場合、オパシティカーブ計算部１７はステップＳａ１３からステップＳａ１５へ進む。ステップＳａ１５においてはオパシティカーブ計算部１７が、Ｔｙｐｅ３のカーブタイプを選択する。ただし、ステップＳａ１５においてどのカーブタイプを選択するかは、任意に変更が可能である。そしてオパシティカーブ計算部１７は、ステップＳａ１４またはステップＳａ１５からステップＳａ１６へ進む。
【００４４】
ステップＳａ１６においてはオパシティカーブ計算部１７が、上記のように選択したカーブタイプで、かつステップＳａ１２で決定したウィンドウレベルおよびウィンドウ幅を有したオパシティカーブを計算する。具体的には、Ｔｙｐｅ３のオパシティカーブの場合、次の式によって画素値Ｓ，Ｅをそれぞれ求める。
【００４５】
Ｓ＝ＷＬ−（ＷＷ／２）
Ｅ＝ＷＬ＋（ＷＷ／２）
そして、画素値が０〜Ｓまでの範囲についての係数を０とし、Ｓ〜Ｅまでの範囲についての画素値についての係数は０から所定値（ここでは、例えば１）まで一次関数的に変化する値とし、Ｅ〜最大濃度値までの範囲についての係数を１とした、図１６に示すようなオパシティカーブを計算する。もちろん、この係数の最大値は１に限られず、ユーザが任意に設定できるようにしても良い。
【００４６】
ステップＳａ１７においてはＳＶＲ画像生成部１８が、ステップＳａ１６で計算されたオパシティカーブを適用したボリュームレンダリングによって、画像データ記憶部１２に記憶された３次元ＭＲＡデータに基づくＳＶＲ画像を生成する。
【００４７】
そしてステップＳａ１８においては表示部１９が、上記のように生成されたＳＶＲ画像を表示する。図１７はここで表示されるＳＶＲ画像の一例を示す図である。
【００４８】
以上のように本実施形態によれば、ＭＲＡ画像データに基づいて、そのＭＲＡ画像が表していて実際に表示の対象となる血管の濃度値範囲が判定され、この濃度値範囲に応じて血管を見やすく表示するのに適するオパシティカーブが自動的に計算される。そして、このような適切に設定されたオパシティカーブを適用したボリュームレンダリングによってＳＶＲ画像を生成することによって、複数の血管画像をその撮影条件や撮影部位の違いによる画質のばらつきを小さく抑えつつ表示することが可能となる。
【００４９】
また本実施形態によれば、ＭＲＡ画像における血管の濃度値範囲が投射方向によって異なる可能性があることを考慮して、複数の方向からのＭＩＰ画像に基づいて血管全体の濃度値範囲を把握するので、より適切にオパシティカーブを計算することが可能である。
【００５０】
この実施形態は、次のような種々の変形実施が可能である。
【００５１】
本発明は、前記実施形態における医用画像表示装置１０が有する機能を備えたＭＲＩ装置として実現することも可能である。
【００５２】
医用画像表示装置１０には表示部１９を備えず、医用画像表示装置１０で生成されたＳＶＲ画像を他のビューワにて表示しても良い。
【００５３】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の一実施形態に係る医用画像表示装置１０の構成を示すブロック図。
【図２】図１中の医用画像表示装置１０の動作手順を示したフローチャート。
【図３】ＭＩＰ画像の投影方向について説明する図。
【図４】コロナル面の法線方向からのＭＩＰ画像の一例を示す図。
【図５】サジタル面の法線方向からのＭＩＰ画像の一例を示す図。
【図６】アキシャル面の法線方向からのＭＩＰ画像の一例を示す図。
【図７】図４に示すＭＩＰ画像についての画素値のヒストグラムをそれぞれ示す図。
【図８】図５に示すＭＩＰ画像についての画素値のヒストグラムをそれぞれ示す図。
【図９】図６に示すＭＩＰ画像についての画素値のヒストグラムをそれぞれ示す図。
【図１０】図４に示したＭＩＰ画像に含まれる画像成分１０１，１０２にそれぞれ含まれる画素値と図４に示したＭＩＰ画像についてのヒストグラムとの対応関係を表わす図。
【図１１】ヒストグラムからの濃度値範囲の判定を説明する図。
【図１２】最大濃度値範囲を選出する様子の一例を示す図。
【図１３】Ｔｙｐｅ１のカーブタイプを示す図。
【図１４】Ｔｙｐｅ２のカーブタイプを示す図。
【図１５】Ｔｙｐｅ３のカーブタイプを示す図。
【図１６】計算されたオパシティカーブの一例を示す図。
【図１７】ＳＶＲ画像の一例を示す図。
【符号の説明】
【００５５】
１０…医用画像表示装置、１１…通信部、１２…画像データ記憶部、１３…ＭＩＰ画像生成部、１４…ヒストグラム計算部、１５…ＷＷ／ＷＬ決定部、１６…タイプ指定入力部、１７…オパシティカーブ計算部、１８…ＳＶＲ画像生成部、１９…表示部、２０…ＭＲＩ装置、３０…ＰＡＣＳ、４０…ネットワーク。
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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