(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
医用画像診断装置により得られた被検体のスライス画像を記憶する記憶手段と、
前記記憶手段により記憶されたスライス画像より、前記被検体の管腔臓器の領域及びその中心を貫く芯線を抽出する抽出手段と、
前記芯線上の一端から他端まで視点を順次移動させながら、前記視点から所定の視野角で見た前記管腔臓器の内壁の仮想3次元画像を生成する3次元画像生成手段を備えた画像表示装置において、
前記管腔臓器の屈曲と前記視野角に応じて、前記仮想3次元画像を生成する方向を設定する手段を備えたことを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
前記仮想3次元画像を生成する方向を設定する手段は、前記屈曲の度合いが大きい程、前記仮想3次元画像を生成する方向を前記芯線の接線方向から大きく変化させることを特徴とする請求項1記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記屈曲の度合いは、各視点位置における接線方向の単位ベクトルと、前記各視点位置から所定距離離れた位置における接線方向の単位ベクトルの内積の大きさにより表されることを特徴とする請求項2記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記屈曲の度合いは、各視点位置における曲率の大きさにより表されることを特徴とする請求項2記載の画像表示装置。
【請求項５】
前記管腔臓器の屈曲に応じて、順次移動させる視点の間隔を変化させることを特徴とする請求項1記載の画像表示装置。
【請求項６】
医用画像診断装置により得られた被検体のスライス画像を記憶する記憶手段と、
前記記憶手段により記憶されたスライス画像より、前記被検体の管腔臓器の領域及びその中心を貫く芯線を抽出する抽出手段と、
前記芯線上の一端から他端まで注目点を移動させながら、前記注目点を通り、前記芯線と交錯する断面上でレンダリング処理を行いながら前記管腔臓器の展開画像を生成する展開画像生成手段を備えた画像表示装置において、
前記管腔臓器の屈曲に応じて、前記断面を設定する方向を、前記展開画像にアーチファクトが生じないように設定する手段であって、前記屈曲の頂点を用いて焦点を設定し、前記焦点を含むように前記断面を設定するレンダリング面設定手段を備えたことを特徴とする画像表示装置。
【請求項７】
前記レンダリング面設定手段は、前記芯線上の点であって前記頂点の前後の点を結ぶ線分と直交し、前記頂点を通る直線上に前記焦点を設定することを特徴とする請求項6記載の画像表示装置。
【請求項８】
前記レンダリング面設定手段は、前記直線上において前記頂点から所定の距離だけ離れた点を焦点とし、
前記距離は、前記頂点における前記管腔臓器の半径に所定の係数を乗じて算出されることを特徴とする請求項7記載の画像表示装置。
【請求項９】
前記屈曲の度合いを算出する手段を更に備え、
前記レンダリング面設定手段は、前記屈曲の度合いがある条件を満たす範囲において、前記断面を設定することを特徴とする請求項6記載の画像表示装置。
【請求項１０】
(1)医用画像診断装置により得られた被検体のスライス画像を記憶するステップと、
(2)前記スライス画像より、前記被検体の管腔臓器の領域及びその中心を貫く芯線を抽出するステップと、
(3)前記芯線上の一端から他端まで視点を順次移動させながら、前記視点から所定の視野角で見た前記管腔臓器の内壁の仮想3次元画像を生成する3次元画像生成ステップを備えた画像表示方法において、
(4)前記管腔臓器の屈曲と前記視野角に応じて、前記仮想3次元画像を生成する方向を設定するステップを備えたことを特徴とする画像表示方法。
【請求項１１】
(1)医用画像診断装置により得られた被検体のスライス画像を記憶するステップと、
(2)前記スライス画像より、前記被検体の管腔臓器の領域及びその中心を貫く芯線を抽出するステップと、
(3)前記芯線上の一端から他端まで注目点を移動させながら、前記注目点を通り、前記芯線と交錯する断面上でレンダリング処理を行いながら前記管腔臓器の展開画像を生成するステップを備えた画像表示方法において、
(4)前記管腔臓器の屈曲に応じて、前記断面を設定する方向を、前記展開画像にアーチファクトが生じないように設定するステップであって、前記屈曲の頂点を用いて焦点を設定し、前記焦点を含むように前記断面を設定するステップを備えたことを特徴とする画像表示方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医用画像診断装置及び医用画像表示方法に係り、特に診断に好適な医用画像を提供することが可能な医用画像表示装置及び医用画像表示方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来被検体の管腔臓器(例えば、腸)内を診断するための画像表示手法に次の2つの従来技術があった。  
特許文献1記載の従来技術は、内視鏡的な視点の移動により、腸や気管支、血管等の内部の様子を擬似三次元画像として表示するものである。  
また、特許文献2記載の従来技術は、菅腔臓器を延在する方向に沿って切り開き、略筒型形状から成る菅腔臓器の壁面を、平面上にパノラマ投影して2次元的に展開画像として表示するものである。【０００３】
【特許文献１】特許第3632862号公報
【特許文献２】特開平8-249492号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来技術では、次のような未解決の課題が有った。  
すなわち、腸等の菅腔臓器は、その延在する方向が急激に曲がる箇所がある。特許文献1記載の従来技術では、延在する菅腔臓器の中央を貫く芯線(特許文献1において、視点が順次配置される位置が結ばれる線)上の各視点において、該芯線の接線方向への、擬似三次元画像を生成している。そのため、視点より少し先に配置された位置の菅腔臓器が急激に曲がっていると、急激に曲がる腸管の陰が擬似三次元画像上で陰となって写らない部分が生ずる問題があった。【０００５】
また、特許文献2の従来技術では、芯線上の各設定位置において、該芯線と直交する平面上で該設定地点から前記平面内の各方向への投影した結果により、2次元的な画像を生成している。しかし、菅腔臓器が急激に曲がる箇所においては、該芯線と直交する平面が、異なる各設定位置間で交錯する場合がある。その場合には、芯線上での菅腔臓器内での各設定位置の進行とともに、菅腔臓器の壁等が順次前記2次元平面上に投影されなく一部重複して投影されることとなり、展開画像にアーチファクトが生じてしまうおそれがある。【０００６】
本発明の目的は、管腔臓器が急激に曲がる箇所を含む場合にも、好適に良質の画像を提供することが可能な医用画像表示装置及び医用画像表示方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的は、医用画像診断装置により得られた被検体のスライス画像を記憶する記憶手段と、
前記記憶手段により記憶されたスライス画像より、前記被検体の管腔臓器の領域及びその中心を貫く芯線を抽出する抽出手段と、
前記芯線上の一端から他端まで視点を順次移動させながら、前記視点から見た前記管腔臓器の内壁の仮想3次元画像を生成する3次元画像生成手段を備えた画像表示装置において、
前記管腔臓器の屈曲に応じて、前記視点から見た仮想3次元画像の生成する方向を、前記屈曲の方向へ変化させる手段を備えたことを特徴とする画像表示装置によって達成される。【０００８】
また、医用画像診断装置により得られた被検体のスライス画像を記憶する記憶手段と、
前記記憶手段により記憶されたスライス画像より、前記被検体の管腔臓器の領域及びその中心を貫く芯線を抽出する抽出手段と、
前記芯線上の一端から他端まで注目点を移動させながら、前記注目点を通り、前記芯線と交錯する断面上でレンダリング処理を行いながら前記管腔臓器の展開画像を生成する展開画像生成手段を備えた画像表示装置において、
前記管腔臓器の屈曲に応じて、前記断面を設定する方向を、前記展開画像にアーチファクトが生じないように変化させる手段を備えたことを特徴とする画像表示装置によって達成される。【０００９】
また、(1)医用画像診断装置により得られた被検体のスライス画像を記憶するステップと、
(2)前記記憶手段により記憶されたスライス画像より、前記被検体の管腔臓器の領域及びその中心を貫く芯線を抽出するステップと、
(3)前記芯線上の一端から他端まで視点を順次移動させながら、前記視点から見た前記管腔臓器の内壁の仮想3次元画像を生成する3次元画像生成ステップを備えた画像表示方法において、
(4)前記管腔臓器の屈曲に応じて、前記視点から見た仮想3次元画像の生成する方向を、前記屈曲の方向へ変化させるステップを備えたことを特徴とする画像表示方法によって達成される。【００１０】
また、(1)医用画像診断装置により得られた被検体のスライス画像を記憶するステップと、
(2)前記記憶手段により記憶されたスライス画像より、前記被検体の管腔臓器の領域及びその中心を貫く芯線を抽出するステップと、
(3)前記芯線上の一端から他端まで注目点を移動させながら、前記注目点を通り、前記芯線と交錯する断面上でレンダリング処理を行いながら前記管腔臓器の展開画像を生成するステップを備えた画像表示方法において、
(4)前記管腔臓器の屈曲に応じて、前記断面を設定する方向を、前記展開画像にアーチファクトが生じないように変化させるステップを備えたことを特徴とする画像表示方法によって達成される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、管腔臓器が急激に曲がる箇所を含む場合にも、好適に良質の画像を提供することが可能な医用画像診断装置及び医用画像表示方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の医用画像表示装置の一例
【図２】本発明の実施例1の処理フロー
【図３】本発明の実施例1の説明図
【図４】従来法による問題点を示す図
【図５】本発明の実施例1の効果を示す図
【図６】本発明の実施例2の処理フロー
【図７】本発明の実施例2の説明図
【図８】従来法による問題点を示す図
【図９】本発明の実施例2の効果を示す図
【図１０】本発明の実施例3の処理フロー
【図１１】本発明の実施例3の説明図
【図１２】本発明の実施例3の説明図
【図１３】本発明の実施例3の説明図
【図１４】本発明の実施例3の説明図
【図１５】本発明の実施例4の説明図
【図１６】本発明の実施例5の説明図
【図１７】本発明の実施例6の説明図
【符号の説明】
【００１３】
101  CPU、102  コントローラ、103  マウス、  104  キーボード、105  主メモリ、106  磁気ディスク、107  表示メモリ、108  ディスプレイ、109  データ転送バス、110  医用断層画像撮影装置、111  LAN
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。なお、発明の実施の形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
【００１５】
以下の実施形態では、医用画像としてCT画像を用い、観察対象あるいは診断対象の管腔臓器として腸管を挙げて説明するがこれに限られない。医用画像としてMRI装置や超音波撮影装置、シンチレーションカメラ装置、PET装置、SPECT装置など、被検者の断層像を得ることができる医用画像診断装置により撮影された医用画像を用いてもよい。血管や気管支といった腸管以外の管腔臓器を対象としてもよい。
【００１６】
図1に本発明における画像表示装置の一例を示す。画像表示装置は、コントローラ102、キーボード104、主メモリ105、磁気ディスク106、表示メモリ107のそれぞれがデータ転送バス109を介してCPU101と信号送受可能に接続される。また、CPU101は、データ転送バス109とローカルエリアネットワーク(LAN)111を介して医用画像診断装置110とも信号送受可能に接続される。また、コントローラ102にはマウス103が、表示メモリ107にはディスプレイ108が、各々信号送受可能に接続される。ここで、「信号送受可能に」とは、電気的、光学的に有線、無線を問わずに、相互に信号送受可能な状態を示す。
【００１７】
CPU101は、コンピュータプログラムを実行し、CPU101と接続される各要素を制御する。コンピュータプログラムの具体的に、医用画像データ中に含まれる管腔臓器の中心付近を通る芯線を求めたり、芯線上の各位置で曲率などの芯線の曲がり具合を示す指標を算出したり、算出した指標に応じて歪みの少ない診断に供するような管腔臓器の仮想内視鏡画像や、管腔臓器を、その延在する方向に沿って切り開いた展開画像を作成したりする。
【００１８】
コントローラ102は、マウス103に設けられるセンサによりマウス103の位置の変位量データ、マウス103に設けられるボタンスイッチの入力データなどの各種データをデータ転送バス109を介してCPU101に伝達する。操作者はディスプレイ108に表示される画像やラジオスイッチなどのソフトウエアで作られたスイッチなどにマウス103のカーソルを移動する。操作者はさらにその移動位置でマウス103をクリックすることにより所定の入力データを入力する。キーボード104は、磁気ディスク106から読み出したい医用画像を特定するためのID情報や、ディスプレイ108に表示された医用画像の診断レポートなど、主に文字入力をするための入力装置である。
【００１９】
主メモリ105は、各種のコンピュータプログラムを磁気ディスク106からロードしたり、各種のコンピュータプログラムによる演算時に医用画像データや演算の途中経過を記憶したりするなど、コンピュータプログラムの作業領域として使用される。磁気ディスク106は、コンピュータプログラムや医用画像診断装置110で撮影された被検体の断層像をLAN111及びデータ転送バス109を介して受信し、記憶する。ここで挙げる磁気ディスク106は、コンピュータシステムにおける外部記憶装置を総称するものである。外部記憶装置は、フレキシブルディスク、光(磁気)ディスク、ZIPメモリ、USBメモリなど、記憶媒体であればあらゆるものを含む。表示メモリ107は、CPU101による演算結果のうち画面表示するためのデータを、ディプレイ108へ信号転送する前に一時記憶する。
【００２０】
ディプレイ108は、表示メモリ107から信号転送された医用画像とそれに付帯する各種情報を表示する。
【００２１】
データ転送バス109は、CPU101に実行されるプログラムによって、データ転送バス109に接続される各要素同士間のデータ転送を行う。
【００２２】
医用画像診断装置110は、X線CT装置など、被検体の断層像を得ることができるものである。LAN111は、医用画像撮影装置110と医用画像表示装置とを信号送受可能に接続するものである。なお、LANは、インターネットなど公衆回線であってもよい。
【００２３】
次に第1〜第6の実施例について図面を用いて説明する。
【実施例１】
【００２４】
本発明の第1の実施例は、図1〜図5を用いて説明する。ただし、図2に、実施例1のフローチャートを示す。このフローチャートに従って実施例1を説明する。【００２５】
(ステップ200)
操作者はマウス103やキーボード104などの入力デバイスを用いて所定の操作を行い、医用画像診断装置110にて撮影された医用断層画像、例えばＸ線ＣＴ装置により得られたマルチスライス画像を、主メモリ105に入力する。すなわち、主メモリは本実施例において、医用画像診断装置により得られた被検体のスライス画像を記憶する記憶手段として用いられる。【００２６】
(ステップ201)
CPU101は、ステップ200にて入力された医用断層画像から、例えば特開2006-42969号公報に記載の管腔臓器芯線抽出法を用いて、観察対象となる管腔臓器の芯線を抽出する。より具体的に、特開2006-42969号公報の段落番号0016(ステップ63)には、血管領域の連続性を考慮して血管の走行方向に直交する断面領域を取得しながら視点を進めて行き血管全体を抽出する領域抽出方法において、抽出過程で得られる各血管断面領域の重心を結ぶことにより、血管領域の中心を通る線を結ぶ手法が開示されており、本実施例でもこれに準じた手法を行う。ただし、本ステップで得られた芯線は曲線であるが、該曲線は連なって配置された多数の点の3次元的な位置座標の集合で表すことができ、各点の位置座標は記憶装置に記憶されている。すなわち、本ステップでCPU101は、前記記憶手段により記憶されたスライス画像の中から、前記被検体の管腔臓器の領域及びその中心を貫く芯線を抽出する抽出手段として用いられる。【００２７】
(ステップ202)
CPU101は、仮想内視鏡画像を作成するための視点を芯線上に設定する。ただし、本実施例ではステップ201で抽出した芯線上の一端から他端まで、視点を徐々に動かすように更新し、あたかも実際の内視鏡が管腔内を進んでいくかのように仮想内視鏡画像を動画で表示するように視点を芯線上に設定する。すなわち、CPU101は、以下に示すように前記芯線上の一端から他端まで視点を順次移動させながら、前記視点から見た前記管腔臓器の内壁の仮想3次元画像を生成する3次元画像生成手段として用いられる。従って、ステップ202では、はじめステップ201で抽出した芯線の一端を視点の初期位置にして、視点が他端に達するまで順次視点位置を少しずつ動かしながら更新して、ステップ203〜209の処理を以下に説明するように繰り返すようにする。以下、ステップ202で視点を動かしながら行うステップであるステップ203〜209を順次説明する。【００２８】
(ステップ203)  
CPU101は、ステップ202で設定した各視点でその視点の接線方向へ、大きさが1となる方向ベクトルDEを算出する。より具体的には、芯線を表現するために用いた3次元的な位置座標の集合より、各視点と該視点と隣り合う視点を結ぶ線分の方向ベクトルを計算して、そのベクトルの大きさが単位長さ(1)となるように大きさを調整する。本ステップでは例えば、図3に示すように、管腔臓器300の芯線301上の視点302における芯線301の接線方向の方向ベクトル303を、視点での方向ベクトルDEとするように算出する。【００２９】
(ステップ204)
CPU101は、芯線上に参照点を設定する。ここで、参照点とはステップ202で設定した各視点近傍のカーブの度合いを算出するために用いる点であり、たとえば、視点302から芯線301に沿って距離Lだけ進んだ点を参照点304とする。なお、距離Lはあらかじめ経験的に求めた値を常時使用してもよいし、操作者がマウス103やキーボード104などの入力デバイスを使用して任意に設定できるようにしてもよい。【００３０】
(ステップ205)
CPU101は、ステップ204にて設定した参照点で、大きさが1となる方向ベクトルDRをステップ203と同等の方法により算出する。例えば、方向ベクトルDRを、図3に示すように、参照点304における芯線の接線方向の方向ベクトル305として算出する。【００３１】
(ステップ206)
CPU101は、ステップ203で求めた視点での方向ベクトルDEとステップ205で求めた参照点の方向ベクトルDRを用いて、カーブの度合いを示す指標Cを(以下、「カーブ値」と呼ぶ)を求める。例えば、指標Cは、式1に示すように、2つのベクトルの内積をカーブ値とする。
0005384473.tif 000002
式(1)のような内積を指標Cとして選べば、値が大きい方がカーブが緩やかであり、値が小さい方がカーブが急となる。【００３２】
(ステップ207)
CPU101は、ステップ206で求めたカーブ値Cを用いて仮想内視鏡画像を作成する方向ベクトルDVを求める。例えば、式2に従って方向ベクトルDVを設定する。
【００３３】
0005384473.tif 000003
ここで、比例定数aは経験的に決められる係数としてもよいし、操作者がマウス103やキーボード104などの入力デバイスを用いて任意に設定可能な係数としてもよい。例えば図3においては、仮想内視鏡画像を作成する方向ベクトルDVがベクトル306のように求められる。式(2)のようにして仮想内視鏡画像を作成する方向ベクトルを選べば、元々DE方向であった方向ベクトルが、若干式(2)の右辺第2項により方向転換するので、仮想内視鏡画像を作成する方向が菅腔臓器の曲がる方向へ傾く。【００３４】
(ステップ208)
CPU101は、例えば特許文献1に記載の仮想内視鏡画像作成法を用いて、ステップ207で求めた方向Dvへの仮想内視鏡画像を作成する。すなわち、本実施例においてCPU101は、前記管腔臓器の屈曲に応じて、前記視点から見た仮想3次元画像の生成する方向を、前記屈曲の方向へ変化させる手段として用いられる。【００３５】
ここで、仮想内視鏡像を作成するための視野範囲(以下、「視野角」と呼ぶ)は経験的に決められる値を用いてもよいし、操作者がマウス103やキーボード104などの入力デバイスを用いて任意に設定可能としてもよい。【００３６】
(ステップ209)
CPU101は、ステップ208で作成した仮想内視鏡画像をディスプレイ108上に表示する。  
以上により、本実施例の医用画像表示装置及び医用画像表示方法は、管腔臓器が急激にカーブする領域において、仮想内視鏡像の視野の陰となる部分も仮想内視鏡画像を作成するための方向ベクトルの微調によって見えるようになるので、被検者の観察臓器の内壁部の検査の精度を向上できるという効果を奏する。その結果、病変の見落としなどを低減することが可能となる。【００３７】
例えば、管腔臓器400について従来通り芯線401に直交する方向を仮想内視鏡画像の作成方向とする場合は図4に示される。ここでは、視点402〜406上で視野角407〜411の仮想内視鏡画像を作成して順次画像を送りながら観察している。この観察では領域412が死角となり観察できない。一方、本実施例を用いて仮想内視鏡画像を作成方向500〜504へ求めた場合は図5に示される。ここでは、管腔臓器が急激にカーブする領域における仮想内視鏡画像をどのように作成するかが示されていて、従来技術において生じていた視野の影となる部分がなくなっていることがわかる。【００３８】
なお、ここではカーブ値を式1のように定義したが、カーブ値は曲率などの別の値を使用してもよい。好ましくは、式1のように演算が高速に実行できる指標が良い。【００３９】
また、カーブ値算出のためのパラメータLや比例定数aは経験的に求めた値や、操作者が任意に設定した値を用いる以外にも、仮想内視鏡の視野角を変数とする関数の値を設定してもよい。例えば、視野角が大きい場合は、あまり管腔臓器の延在する方向の急激な変化による影響が少ないので、距離Lの値を小さくしたり、aの値を小さくするのが好ましい。また、視野角が小さい場合は、管腔臓器の延在する方向の急激な変化による影響が大きいので、距離Lの値を小大きくしたり、aの値を大きくするのが好ましい。【００４０】
また、本実施例では、式(2)に従って仮想3次元画像を生成する方向を変更するので、前記視点から見た仮想3次元画像の生成する方向を、前記屈曲の方向へ変化させる手段は、前記屈曲の度合いが大きい程、前記視点から見た仮想3次元画像の生成する方向を大きく変化させることができる。また、本実施例では屈曲の度合いは式(1)に従い表していて、各視点位置における接線方向の単位ベクトルと、前記各指定位置から所定距離離れた位置における接線方向の単位ベクトルの内積の大きさにより表している。
【実施例２】
【００４１】
本発明の実施例2は、図1、図3、図6、図7を用いて説明する。ただし、図6に、実施例2のフローチャートを示す。このフローチャートに従って実施例2を説明する。ただし、実施例2では、管腔臓器を、その延在する方向に切り開いた展開画像を作成する場合の例が説明される。【００４２】
ステップ600〜ステップ607は、実施例1のステップ200〜ステップ207と実質的に同じであるから説明を省略する。なお、本実施例では視点を注目点と、仮想内視鏡画像を展開画像と読み替えている。【００４３】
(ステップ608)
CPU101は、図7に示すように、ステップ607で求めたベクトル306を法線とする断面700内(図7(a))で、注目点701から放射状にレイと呼ばれる線分(702〜709)を所定角度(例えば、45度)ずつ配置してレンダリング処理を行う。レンダリング結果は展開画像710上の1ライン711に反映される(図7(b))。【００４４】
(ステップ609)
CPU101は、ステップ602〜608の処理を芯線上の各注目点で繰り返すことにより得られた展開画像をディスプレイ108上に表示する。  
CPU101は、前記芯線上の一端から他端まで注目点を移動させながら、前記注目点を通り、前記芯線と交錯する断面上でレンダリング処理を行いながら前記管腔臓器の展開画像を生成する展開画像生成手段として用いられ、前記管腔臓器の屈曲に応じて、前記断面を設定する方向を、前記展開画像にアーチファクトが生じないように変化させる手段として用いられる。【００４５】
ここで、本実施例では、実施例1で示した式(2)に従って展開画像を生成する方向を変更するので、前記注目点から見た展開画像の生成する方向を、前記屈曲の方向へ変化させる手段は、前記屈曲の度合いが大きい程、前記注目点から見た展開画像の生成する方向を大きく変化させることができる。また、本実施例では屈曲の度合いは式(1)に従い表していて、各注目点位置における接線方向の単位ベクトルと、前記各指定位置から所定距離離れた位置における接線方向の単位ベクトルの内積の大きさにより表している。また、前記屈曲の度合いは、各注目点位置における曲率の大きさにより表してもよい。【００４６】
以上により、本実施形態の医用画像表示装置及び医用画像表示方法は、管腔臓器が急激にカーブする領域において被検者の観察臓器の内壁部の検査の効率及び精度を向上できるという効果を奏する。また、本実施形態特有の効果としては、急カーブ領域においても歪みの少ない展開画像、より具体的には菅腔臓器の壁等が順次2次元平面上に投影され、一部重複して投影されることのない、アーチファクトのない展開画像を提供することができる。【００４７】
本実施例の効果の具体例は、図8及び図9により説明される。  
図8は、急カーブ領域における図であり、管腔臓器800について従来通り芯線801に直交する方向に展開画像を生成するための断面を各注目点について設定すると、近接する注目点間で前記断面が交錯することがある(面802と面803など)(図8(a))。この断面(以下、レイキャスト面とも呼ぶ。)の交錯は、展開画像804上にアーチファクト805をもたらす場合がある(図8(b))。【００４８】
一方、図9に示すように、本実施例を用いることで、急カーブ領域においても面900と面901のように(図9(a))、展開画像を生成するための断面(レイキャスト面)が交差することがなく、歪みの少ない展開画像902を提供することが可能となる(図9(b))。
【実施例３】
【００４９】
本発明の実施例3は、図1、図10〜図14を用いて説明する。ただし、図10に、実施例3のフローチャートを示す。このフローチャートに従って、実施例3を説明する。ただし、実施例3では、管腔臓器を、その延在する方向に切り開いた展開画像を作成する場合の例が説明される。【００５０】
(ステップ1000)
操作者はマウス103やキーボード104などの入力デバイスを用いて所定の操作を行い、医用画像撮影装置110にて撮影された医用断層画像(例えば、X線CT装置によるマルチスライス画像)を主メモリ105に入力する。【００５１】
(ステップ1001)
CPU101は、ステップ1000にて入力された医用断層画像から、実施例1にて説明した通り、例えば特開2006-42969号公報に記載の管腔臓器芯線抽出法を用いて、観察対象となる管腔臓器の芯線を抽出する。【００５２】
(ステップ1002)
CPU101は、管腔臓器のカーブの度合いを示す指標(以下、「カーブ値」と呼ぶ)を算出するための注目点を芯線上に設定する。より具体的に本実施例では、ステップ1001で抽出した芯線の始点から終点まで、注目点の位置を少しずつ移動させて、以下に示すようなステップ1003〜1006に示すカーブ値算出処理を繰り返す。【００５３】
(ステップ1003)
CPU101は、ステップ1002で設定した各注目点でその注目点の接線方向へ、大きさが1となる方向ベクトルDEを実施例1のステップ203記載の方法で算出する。【００５４】
(ステップ1004)
CPU101は、芯線上に参照点を実施例1のステップ204記載の方法で設定する。   (ステップ1005)
CPU101は、ステップ1004にて設定した参照点で、大きさが1となる方向ベクトルDRをステップ203と同等の方法により算出する。【００５５】
(ステップ1006)
CPU101は、ステップ1003で求めた注目点の方向ベクトルDEとステップ1005で求めた参照点の方向ベクトルDRを用いて、カーブの度合いを示す指標Cを(以下、「カーブ値」と呼ぶ)を実施例1のステップ206に記載の方法で求める。例えば、指標Cは、式3に示すように、2つのベクトルの内積をカーブ値とする。  
0005384473.tif 000004
(ステップ1007)
CPU101は、ステップ1007〜1009では、展開画像作成時に使用する焦点を求める。そのために、芯線上に展開画像作成時に使用する焦点座標を設定するための注目点の範囲を設定する。注目点の範囲はステップ1001で抽出した芯線上の始点から終点までのすべての点のうち、ステップ1006の処理により求めたカーブ値が所定以下に入る点とする。ここで、急カーブ領域が所定以下に入るよう閾値を設定する必要があるが、閾値は経験的に決定された値を用いてもよいし、操作者がマウス103やキーボード104などの入力デバイスを使用して任意に設定できるようにしてもよい。【００５６】
(ステップ1008)
CPU101は、ステップ1007で設定した急カーブ領域に属する注目点のうち、連続する点の中からカーブの頂点となる点を取得する。カーブの頂点は、例えば、芯線を構成する座標の変位を2階微分により求めて、その変曲点により求めることで取得できる。例えば、図11に示すように、管腔臓器1100について抽出された芯線1101上の急カーブ領域1102に対して、カーブの頂点が点1103として求められる。【００５７】
(ステップ1009)
CPU101は、ステップ1008で求めたカーブの頂点座標を用いて、展開画像作成時に使用する焦点を求める。図12、13を用いて焦点の求め方を説明する。カーブの頂点における管腔臓器の半径rを求める。管腔臓器の半径rは、例えば、図12に示すように管腔臓器1200の芯線1201に直交する断面1202内で、芯線上の点1203から管腔内壁上の複数の点1204〜1211までの距離の平均値としてもよい(図12(a)(b))。あるいは管腔内壁上の点1204〜1211を円近似し、その半径としてもよい。なお、ここでは説明のため管腔内壁上の点を8点用いて説明したが、点の数はそれ以上でもそれ以下でもよい。半径が求められたら、図13に示すように、管腔臓器1300の芯線1301上の注目するカーブの頂点1302を通り、頂点1302の前後2つの点(点1303および1304)を結ぶ線分1305と直交する直線1306を求める。直線1306上で頂点1302から距離brだけ離れた点1307を焦点とする。ここでbは係数であり、経験的に求めた値を用いてもよいし、操作者がマウス103やキーボード104などの入力デバイスを使用して任意に設定できるようにしてもよい。なお、ここで求めた焦点は同一の急カーブ領域に属するすべての点に適用する。【００５８】
(ステップ1010)
CPU101は、展開画像を作成するための注目点を設定する。ここで、視点はステップ1001で抽出した芯線のうち、展開画像を作成する範囲の始点から終点までをとるものとし、視点を更新しながらステップ1010〜1012の処理を繰り返すこととする。【００５９】
(ステップ1011)
CPU101は、展開画像の作成に注目点を含みレンダリングを行う面を設定する。この設定では、注目点がステップ1008にて求めた急カーブ領域に属するか否かで面の設定法を変える。視点が急カーブ領域内に属さない場合、視点を通り、芯線に直交する断面をレンダリング面とする。一方、視点が急カーブ領域に属する場合のレンダリング面設定法について図14を用いて説明する。ここでは、管腔臓器1400の芯線1401上の注目点1402に対応するレンダリング面を設定する場合を考える。ステップ1008で求めた急カーブの頂点とステップ1009で求めた焦点がそれぞれ点1403、点1404として与えられているものとする。また、面1405は注目点1402を通り芯線1401に直交するものとする。視点が急カーブ領域に属する場合には、この面1405を、点1404を含むように回転させてできる面1406をレンダリング面とする。【００６０】
(ステップ1012)
CPU101は、ステップ1011にて設定した面について芯線上の注目点から管腔臓器内壁へ向かって放射状にレイと呼ばれる線分を設定してレンダリング処理を行う。それぞれのレイでのレンダリング結果を展開画像上の対応する画素の画素値とする。【００６１】
(ステップ1013)
CPU101は、ステップ1012までの処理にて作成した展開画像をディスプレイ108に表示する。【００６２】
以上により、本実施形態の医用画像表示装置及び医用画像表示方法は、管腔臓器が急激にカーブする領域において被検者の観察臓器の内壁部の検査の効率及び精度を向上できるという効果を奏する。また、本実施形態特有の効果としては、急カーブ領域においても歪みの少ない展開画像を提供することが可能となり、診断能の向上につながる。【００６３】
なお、ここではカーブ値を式3のように定義したが、カーブ値は曲率などの別の値を使用してもよい。ただし、式3のように演算が高速に実行できる指標が望ましい。
【実施例４】
【００６４】
本発明の実施例4は、図15を用い、以下のとおり説明される。 
実施例1では、仮想内視鏡画像を作成する場合に死角を低減する作成法を例にとり説明した。実施例4ではさらに、作成した仮想内視鏡画像とその視野中心の方向とをグラフィカルユーザーインターフェイス(以下、GUI)上に表示する場合の例を説明する。【００６５】
CPU101は、図2に示した処理フローにより作成した各視点での仮想内視鏡画像を、ディスプレイ108上に表示されたGUI1500上に表示する(例えば、仮想内視鏡画像1501)。同時にGUI1500上には、観察対象となる管腔臓器の3D画像1502を表示しておく。操作者はマウス103やキーボード104などの入力デバイスを用いてGUI1500上の視点番号設定スクロールバー1503や視点番号設定エディット1504を操作し、仮想内視鏡画像を表示したい視点番号を設定する(図15(a))。【００６６】
3D画像1502上には、表示中の視点番号に対応する位置に仮想内視鏡画像の視野方向が矢印1505のように表示される。これにより、本実施形態の医用画像表示装置及び医用画像表示方法は、管腔臓器が急激にカーブする領域において被検者の観察臓器の内壁部の検査の効率及び精度を向上できるという効果を奏する。また、本実施形態特有の効果としては、現在見ている仮想内視鏡の作成位置と方向を一目で理解することが可能となる。【００６７】
なお、図15(b)に示すように、視野方向1505のほかに、視野範囲1506を表示するようにしてもよい。
【実施例５】
【００６８】
本発明の実施例5は、図16を用い、以下のとおり説明される。  
実施例1では、仮想内視鏡画像を作成するための視点の間隔を、等間隔にとる場合を想定して説明した。実施例5では、視点の間隔を一定の法則に従って変化させる場合を例に説明する。実施例1の式1にて求めたカーブ値Cを用いて、例えば式4のように現在の視点から次の視点までの距離dを設定する。【００６９】
ｄ＝ｋ（Ｃ＋１）    ・・・(式4)
ここで、kは経験的に設定した値を用いても良いし、操作者がマウス103やキーボード104を用いて任意に設定可能な値としてもよい。例えば、管腔臓器1600上の視点1601と1602のように、カーブのきつい領域では視点の間隔が狭くなり、視点1603と1604のようにカーブの緩い領域では視点の間隔が広くなる。  
すなわち、本実施例では前記管腔臓器の屈曲に応じて、順次移動させる視点の間隔を変化させている。【００７０】
本実施形態の医用画像表示装置及び医用画像表示方法は、管腔臓器が急激にカーブする領域において被検者の観察臓器の内壁部の検査の効率及び精度を向上できるという効果を奏する。また、本実施形態特有の効果としては、カーブのきつい領域では視点の間隔が細かくなり、仮想内視鏡画像のように視点を更新しながら操作者が観察する場合に、情報を見落としやすいカーブ領域の観察の精度を向上できるという利点がある。ただし、本実施例は実施例2のように、展開画像を順次注目点を移動させながら生成する場合の、注目点の設定間隔にも適用できる。
【実施例６】
【００７１】
本発明の実施例6は、図17を用い、以下のとおり説明される。  
実施例2、実施例3では、管腔臓器の展開画像を作成する場合に歪みを低減する作成法を例にとり説明した。実施例6ではさらに、作成した展開画像上の位置とその3D画像上での位置との関係をグラフィカルユーザーインターフェイス(以下、GUI)上に表示する場合を例にとり説明する。【００７２】
CPU101は、図6や図10に示した処理フローにより作成した展開画像を、ディスプレイ108上に表示されたGUI1700上に表示する(例えば、展開画像1701)。同時にGUI1700上には、観察対象となる管腔臓器の3D画像1702を表示しておく。操作者がマウス103やキーボード104などの入力デバイスを用いてGUI1700上の視点番号設定スクロールバー1703や注目点番号設定エディット1704を操作すると、展開画像上に表示された注目点位置を示す線1705が移動する。あるいは、操作者がマウスドラッグなどにより直接、線1705を移動させられるようにしてもよい。線1705が移動したら同時に3D画像1702上で対応する位置に視点1706および断面位置1707が表示される。本実施形態の医用画像表示装置及び医用画像表示方法は、管腔臓器が急激にカーブする領域において被検者の観察臓器の内壁部の検査の効率及び精度を向上できるという効果を奏する。また、本実施形態特有の効果としては、現在指している展開画像上の位置と3D画像上での位置とを一目で対応付けることが可能となる。【００７３】
以上、添付図面を参照しながら、本発明にかかる医用画像表示装置及び医用画像表示方法の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【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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