(57)【要約】【課題】仮想内視鏡画像において視線が壁に遮られて画像上に表れない部分の一部をさらに描写し投影画像を提供する。【解決手段】管腔臓器の内側に視点を設定し、その視点から視線方向に離間した位置に管腔臓器の内腔を横切るクリップ面を設定し、視点からの視野を、管腔臓器の内側が見える第１の視野範囲とそれ以外の第２の視野範囲に区分し、第１の視野範囲においては、データ値と不透明度との関係が管腔臓器の内壁面を描写可能に規定されたテンプレートを使用して投影像を取得し、第２の視野範囲においては、データ値と不透明度との関係が管腔臓器内の空気領域の内壁面との接面を描写可能に規定されたテンプレートを使用して投影像を取得し、それらの投影像を繋ぎ合せて視野全体の投影画像を生成する。【選択図】図１０
2014230581.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
管腔臓器を含む３次元領域を表すボリュームデータにおいて、前記管腔臓器の内側に視点を設定し、かつ、該視点からの視線方向を設定する条件設定手段と、
前記視点から前記視線方向に離間した位置に前記管腔臓器の内腔を横切るクリップ面を設定するクリップ面設定手段と、
前記３次元領域の前記視点から前記クリップ面より遠位にある部分を可視領域とし、前記視点からの視野を、前記管腔臓器の内側が見える第１の視野範囲とそれ以外の第２の視野範囲に区分する区分手段と、
前記第１の視野範囲においては、データ値と不透明度との関係が前記管腔臓器の内壁面を描写可能に規定された第１のテンプレートを使用して、前記視点に対応して設定された投影面に前記可視領域の前記第１の視野範囲内にある部分を投影することにより第１の投影像を取得し、前記第２の視野範囲においては、データ値と不透明度との関係が前記管腔臓器内の空気領域の前記内壁面との接面を描写可能に規定された第２のテンプレートを使用して、前記投影面に前記可視領域の前記第２の視野範囲内にある部分を投影することにより第２の投影像を取得することにより、前記第１部分投影像と第２の部分投影像を繋ぎ合せてなる前記視野全体の投影画像を生成する投影画像生成手段と
を備えた投影画像生成装置。
【請求項２】
前記区分手段が、前記視野内に前記視点からクリップ面を通過して延びる複数の視線を設定し、該各視線について、前記視点から前記クリップ面と交差する点までの間に前記管腔臓器の壁が存在するか否かを判定し、前記視界のうち前記壁が存在すると判定された視線を含む部分を前記第１の視野範囲とし、前記壁が存在しないと判定された視線を含む部分を前記第２の視野範囲とするものである請求項１記載の投影画像生成装置。
【請求項３】
クリップ面設定手段が、前記視点から前記視線方向に予め定められた距離だけ離れた点を通る平面を前記クリップ面として設定するものである請求項１または２記載の投影画像生成装置。
【請求項４】
クリップ面設定手段が、前記視点を中心とする曲面を前記クリップ面として設定するものである請求項１または２記載の投影画像生成装置。
【請求項５】
前記第１のテンプレートが、前記空気領域のデータ値に対しては透明状態を表す不透明度が割り当てられ、前記管腔臓器の内壁面領域のデータ値に対しては不透明状態を表す不透明度が割り当てられてなるものであり、
前記第２のテンプレートが、前記空気領域のデータ値に対しては不透明状態を表す不透明度が割り当てられ、前記視野内の前記空気領域以外の領域のデータ値に対しては透明状態を表す不透明度が割り当てられてなるものである請求項１から４のいずれか１項記載の投影画像生成装置。
【請求項６】
管腔臓器を含む３次元領域を表すボリュームデータにおいて、前記管腔臓器の内腔を横切る投影面を設定し、かつ、該投影面に直交する視線方向を設定する条件設定手段と、
前記管腔臓器の内腔を横切るクリップ面を設定するクリップ面設定手段と、
前記３次元領域の前記クリップ面より前記視線方向前方にある部分を可視領域とし、前記投影面からの視野を、前記管腔臓器の内側が見える第１の視野範囲とそれ以外の第２の視野範囲に区分する区分手段と、
前記第１の視野範囲においては、データ値と不透明度との関係が前記管腔臓器の内壁面を描写可能に規定された第１のテンプレートを使用して、前記投影面に前記可視領域の前記第１の視野範囲内にある部分を投影することにより第１の投影像を取得し、前記第２の視野範囲においては、データ値と不透明度との関係が前記管腔臓器内の空気領域の前記内壁面との接面を描写可能に規定された第２のテンプレートを使用して、前記投影面に前記可視領域の前記第２の視野範囲内にある部分を投影することにより第２の投影像を取得することにより、前記第１部分投影像と第２の部分投影像を繋ぎ合せてなる前記視野全体の投影画像を生成する投影画像生成手段と
を備えた投影画像生成装置。
【請求項７】
一台または複数台のコンピュータに、
管腔臓器を含む３次元領域を表すボリュームデータにおいて、前記管腔臓器の内側に視点を設定し、かつ、該視点からの視線方向を設定する条件設定処理と、
前記視点から前記視線方向に離間した位置に前記管腔臓器の内腔を横切るクリップ面を設定するクリップ面設定処理と、
前記３次元領域の前記視点から前記クリップ面より遠位にある部分を可視領域とし、前記視点からの視野を、前記管腔臓器の内側が見える第１の視野範囲とそれ以外の第２の視野範囲に区分する区分処理と、
前記第１の視野範囲においては、データ値と不透明度との関係が前記管腔臓器の内壁面を描写可能に規定された第１のテンプレートを使用して、前記視点に対応して設定された投影面に前記可視領域の前記第１の視野範囲内にある部分を投影することにより第１の投影像を取得し、前記第２の視野範囲においては、データ値と不透明度との関係が前記管腔臓器内の空気領域の前記内壁面との接面を描写可能に規定された第２のテンプレートを使用して、前記投影面に前記可視領域の前記第２の視野範囲内にある部分を投影することにより第２の投影像を取得することにより、前記第１部分投影像と第２の部分投影像を繋ぎ合せてなる前記視野全体の投影画像を生成する投影画像生成処理と
を実行させる投影画像生成方法。
【請求項８】
一台または複数台のコンピュータに、
管腔臓器を含む３次元領域を表すボリュームデータにおいて、前記管腔臓器の内腔を横切る投影面を設定し、かつ、該投影面に直交する視線方向を設定する条件設定処理と、
前記管腔臓器の内腔を横切るクリップ面を設定するクリップ面設定処理と、
前記３次元領域の前記クリップ面より前記視線方向前方にある部分を可視領域とし、前記投影面からの視野を、前記管腔臓器の内側が見える第１の視野範囲とそれ以外の第２の視野範囲に区分する区分処理と、
前記第１の視野範囲においては、データ値と不透明度との関係が前記管腔臓器の内壁面を描写可能に規定された第１のテンプレートを使用して、前記投影面に前記可視領域の前記第１の視野範囲内にある部分を投影することにより第１の投影像を取得し、前記第２の視野範囲においては、データ値と不透明度との関係が前記管腔臓器内の空気領域の前記内壁面との接面を描写可能に規定された第２のテンプレートを使用して、前記投影面に前記可視領域の前記第２の視野範囲内にある部分を投影することにより第２の投影像を取得することにより、前記第１部分投影像と第２の部分投影像を繋ぎ合せてなる前記視野全体の投影画像を生成する投影画像生成処理と
を実行させる投影画像生成方法。
【請求項９】
一台または複数台のコンピュータを、
管腔臓器を含む３次元領域を表すボリュームデータにおいて、前記管腔臓器の内側に視点を設定し、かつ、該視点からの視線方向を設定する条件設定手段と、
前記視点から前記視線方向に離間した位置に前記管腔臓器の内腔を横切るクリップ面を設定するクリップ面設定手段と、
前記３次元領域の前記視点から前記クリップ面より遠位にある部分を可視領域とし、前記視点からの視野を、前記管腔臓器の内側が見える第１の視野範囲とそれ以外の第２の視野範囲に区分する区分手段と、
前記第１の視野範囲においては、データ値と不透明度との関係が前記管腔臓器の内壁面を描写可能に規定された第１のテンプレートを使用して、前記視点に対応して設定された投影面に前記可視領域の前記第１の視野範囲内にある部分を投影することにより第１の投影像を取得し、前記第２の視野範囲においては、データ値と不透明度との関係が前記管腔臓器内の空気領域の前記内壁面との接面を描写可能に規定された第２のテンプレートを使用して、前記投影面に前記可視領域の前記第２の視野範囲内にある部分を投影することにより第２の投影像を取得することにより、前記第１部分投影像と第２の部分投影像を繋ぎ合せてなる前記視野全体の投影画像を生成する投影画像生成手段
として機能させるための投影画像生成プログラム。
【請求項１０】
一台または複数台のコンピュータを、
管腔臓器を含む３次元領域を表すボリュームデータにおいて、前記管腔臓器の内腔を横切る投影面を設定し、かつ、該投影面に直交する視線方向を設定する条件設定手段と、
前記管腔臓器の内腔を横切るクリップ面を設定するクリップ面設定手段と、
前記３次元領域の前記クリップ面より前記視線方向前方にある部分を可視領域とし、前記投影面からの視野を、前記管腔臓器の内側が見える第１の視野範囲とそれ以外の第２の視野範囲に区分する区分手段と、
前記第１の視野範囲においては、データ値と不透明度との関係が前記管腔臓器の内壁面を描写可能に規定された第１のテンプレートを使用して、前記投影面に前記可視領域の前記第１の視野範囲内にある部分を投影することにより第１の投影像を取得し、前記第２の視野範囲においては、データ値と不透明度との関係が前記管腔臓器内の空気領域の前記内壁面との接面を描写可能に規定された第２のテンプレートを使用して、前記投影面に前記可視領域の前記第２の視野範囲内にある部分を投影することにより第２の投影像を取得することにより、前記第１部分投影像と第２の部分投影像を繋ぎ合せてなる前記視野全体の投影画像を生成する投影画像生成手段
として機能させるための投影画像生成プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、管腔臓器を含む３次元領域を表すボリュームデータから投影画像を生成する投影画像処理装置、方法およびプログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
医療分野において、患者の撮影で得られたボリュームデータ（３次元画像データ）を観察に適した画像に変換して表示することが行われている。特に、大腸や気管支などの管腔臓器の観察には仮想内視鏡画像が広く利用されている。
【０００３】
しかし、仮想内視鏡画像では、視線が手前の壁などに遮られて画像上に表れない部分がある。たとえば、大腸の内壁には多数の襞が存在し、視点がある襞の側面側にあった場合、その襞の裏面にある病変（例えば、ポリープ）は画像上に表れず、観察できないという問題がある。
【０００４】
これに対して、特許文献１には、管腔臓器の内側に視点を置いて、管腔臓器をメッシュ化または半透明化して描写することにより、管腔臓器の手前の壁が描画された画像上にその壁に遮られて見えない奥の壁を描写した画像を重畳的に表示させる手法が提案されている。特許文献２には、管腔臓器の外側に視点を置いて生成された投影画像を、管腔臓器の内側に視点を置いて生成された仮想内視鏡画像と並べてあるいは切り替えて表示させ、管腔臓器を様々な視点から観察可能にする手法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−２３６６３号公報
【特許文献２】特開表２００７−５３７７７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１に提案されている手法は、複数の壁面の画像が重なって表れるため、壁面の表面形状を観察し難いという問題がある。また、上記特許文献２に提案されている手法は、確認すべき画像の枚数が増え、画像の確認作業により多くの時間がかかってしまうという問題がある。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑み、管腔臓器の通常の仮想内視鏡画像で観察可能な部分に加えて、通常の仮想内視鏡画像では視線が壁に遮られて画像上に表れない部分の一部が、その表面形状を容易に観察可能に描写された管腔臓器の投影画像を提供する投影画像生成装置、方法およびプログラムを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明による第１の投影画像生成装置は、管腔臓器を含む３次元領域を表すボリュームデータにおいて、管腔臓器の内側に視点を設定し、かつ、該視点からの視線方向を設定する条件設定手段と、視点から視線方向に離間した位置に管腔臓器の内腔を横切るクリップ面を設定するクリップ面設定手段と、３次元領域の前記視点からクリップ面より遠位にある部分を可視領域とし、視点からの視野を、管腔臓器の内側が見える第１の視野範囲とそれ以外の第２の視野範囲に区分する区分手段と、第１の視野範囲においては、データ値と不透明度との関係が管腔臓器の内壁面を描写可能に規定された第１のテンプレートを使用して、視点に対応して設定された投影面に可視領域の第１の視野範囲内にある部分を投影することにより第１の投影像を取得し、第２の視野範囲においては、データ値と不透明度との関係が管腔臓器内の空気領域の内壁面との接面を描写可能に規定された第２のテンプレートを使用して、投影面に可視領域の第２の視野範囲内にある部分を投影することにより第２の投影像を取得することにより、第１投影像と第２の投影像を繋ぎ合せてなる視野全体の投影画像を生成する投影画像生成手段とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
ここで、「管腔臓器」は、管状、袋状の形態を有する臓器をいい、胃,大腸.直腸,気管支,膀胱,血管などを含む。以下において同じ。
【００１０】
上記第１の投影画像生成装置において、区分手段は、前記視野内に前記視点からクリップ面を通過して延びる複数の視線を設定し、該各視線について、視点からクリップ面と交差する点までの間に管腔臓器の壁が存在するか否かを判定し、前記視界のうち壁が存在すると判定された視線を含む部分を第１の視野範囲とし、壁が存在しないと判定された視線を含む部分を第２の視野範囲とするものであってもよい。
【００１１】
また、クリップ面設定手段は、視点から視線方向に予め定められた距離だけ離れた点を通る平面を前記クリップ面として設定するものであってもよいし、視点を中心とする曲面をクリップ面として設定するものであってもよい。
【００１２】
また、第１のテンプレートは、空気領域のデータ値に対しては透明状態を表す不透明度が割り当てられ、管腔臓器の内壁面領域のデータ値に対しては不透明状態を表す不透明度が割り当てられてなるものであり、第２のテンプレートは、空気領域のデータ値に対しては不透明状態を表す不透明度が割り当てられ、視野内の空気領域以外の領域のデータ値に対しては透明状態を表す不透明度が割り当てられてなるものであってもよい。
【００１３】
また、本発明による第２の投影画像生成装置は、管腔臓器を含む３次元領域を表すボリュームデータにおいて、管腔臓器の内腔を横切る投影面を設定し、かつ、該投影面に直交する視線方向を設定する条件設定手段と、管腔臓器の内腔を横切るクリップ面を設定するクリップ面設定手段と、３次元領域のクリップ面より視線方向前方にある部分を可視領域とし、投影面からの視野を、管腔臓器の内側が見える第１の視野範囲とそれ以外の第２の視野範囲に区分する区分手段と、第１の視野範囲においては、データ値と不透明度との関係が管腔臓器の内壁面を描写可能に規定された第１のテンプレートを使用して、投影面に可視領域の第１の視野範囲内にある部分を投影することにより第１の投影像を取得し、第２の視野範囲においては、データ値と不透明度との関係が管腔臓器内の空気領域の内壁面との接面を描写可能に規定された第２のテンプレートを使用して、投影面に可視領域の第２の視野範囲内にある部分を投影することにより第２の投影像を取得することにより、第１投影像と第２の投影像を繋ぎ合せてなる視野全体の投影画像を生成する投影画像生成手段とを備えたことを特徴とする。
【００１４】
本発明による第１および第２の投影画像生成方法は、それぞれ一台または複数台のコンピュータに、もしくは一つまたは複数のＣＰＵ等のコンピュータプロセッサーに、上記第１および第２の投影画像生成装置の各手段が行う処理を実行させる方法である。
【００１５】
本発明による第１および第２の投影画像生成プログラムは、それぞれ一台または複数台のコンピュータを上記第１および第２の投影画像装置の各手段として機能させるためのプログラムである。これらのプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤなどの記録メディアに記録され、またはサーバコンピュータに付属するストレージやネットワークストレージにダウンロード可能な状態で記録されて、ユーザに提供される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明による第１および第２の投影画像生成装置、方法およびプログラムによれば、管腔臓器の通常の仮想内視鏡画像で観察可能な部分に加えて、通常の仮想内視鏡画像では視線が壁に遮られて画像上に表れない部分の一部が、その表面形状を容易に観察可能に描写された管腔臓器の投影画像を提供することができ、これにより読影者による観察性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の投影画像生成装置が導入された画像診断支援システムの概略構成図
【図２】本実施形態における投影画像生成装置の機能ブロック図
【図３】視点や視線方向およびクリップ面を設定する処理を説明するための図
【図４】クリップ面を設定する処理を説明するための図
【図５】視野を区分する処理を説明するための図
【図６】視野を区分する処理を説明するための図
【図７】大腸の内壁面を描写可能に規定されたカラーテンプレートの例を示す図
【図８】大腸内の空気領域の内壁面との接面を描写可能に規定されたカラーテンプレートの例を示す図
【図９】本発明による投影画像の描写範囲を示す図
【図１０】本発明による投影画像の例を示す図
【図１１】従来の仮想内視鏡画像の描写範囲を示す図
【図１２】従来の仮想内視鏡画像の例を示す図
【図１３】平行投影により投影画像を生成する処理を説明するための図
【図１４】視野を区分する処理を説明するための図
【図１５】平行投影により生成された投影画像の例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態となる投影画像生成装置が導入された画像診断支援システムについて説明する。図１は、この画像診断支援システムの概要を示すハードウェア構成図である。図に示すように、このシステムでは、モダリティ１と、画像保管サーバ２と、投影画像生成装置３とが、ネットワークＮを経由して通信可能な状態で接続されている。
【００１９】
モダリティ１は、被検体の検査対象部位を撮影することにより、その部位を表すボリュームデータ（３次元画像データ）を生成し、ＤＩＣＯＭ（Digital Imaging and Communications in Medicine）などの規格で規定された付帯情報を付加して出力する装置であり、その具体例として、ＣＴ（Computed Tomography）装置やＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）装置などが挙げられる。
【００２０】
画像保管サーバ２は、モダリティ１などで取得されたボリュームデータをデータベースに保存・管理するコンピュータであり、大容量外部記憶装置やデータベース管理用ソフトウェア（たとえば、ＯＲＤＢ（Object Relational Database）管理ソフトウェア）を備えている。
【００２１】
投影画像生成装置３は、中央処理装置（ＣＰＵ）および半導体メモリや、本実施形態の投影画像生成プログラムがインストールされたハードディスクやＳＳＤ(Solid State Drive)等のストレージを備えたコンピュータであり、投影画像生成プログラムは、コンピュータのＣＰＵに実行させる処理として、臓器領域抽出処理、条件設定処理、クリップ面設定処理、区分処理、投影画像生成処理などを規定している。また、投影画像生成装置３は、マウス、キーボードなどの入力装置と、ディスプレイなどの表示装置とが接続されている。
【００２２】
図２は、投影画像生成装置３を機能レベルで分割したブロック図である。図２に示すように、投影画像生成装置３は、臓器領域抽出部３３、条件設定部３４、クリップ面設定部３５、区分部３６、投影画像生成部３７、入力部３１、出力部３２およびテンプレート記憶部４０を備えている。破線枠内の各処理部の機能は、ＣＰＵが手術支援プログラムを実行することによって実現され、入力部３１は入力装置によって実現され、出力部３２は出力装置によって実現され、テンプレート記憶部４０はストレージによって実現される。
【００２３】
臓器領域抽出部３３は、モダリティ１や画像保管サーバ２などから取得した対象の管腔臓器を含む３次元領域を表すボリュームデータを入力として管腔臓器の領域を抽出するものである。管腔臓器としては、たとえば胃，大腸，直腸，気管支，膀胱，血管などが挙げられる。本実施形態においては大腸領域を抽出するものとする。ボリュームデータから大腸領域を抽出する方法としては、具体的には、まず、ボリュームデータについて閾値判定を行い、空気領域と推定される領域を抽出する。この処理により腹部の管腔臓器（大腸、小腸、十二指腸等）の領域が、大腸の候補領域として検出される。続いて、各候補領域から、大腸の特徴を検出し、該当する特徴が最も多く検出された領域を大腸領域と判定する。
【００２４】
条件設定部３４は、臓器領域抽出部３３によって抽出された管腔臓器領域を入力として、その管腔臓器の内側に視点４を設定し、かつ、該視点４からの視線方向５を設定するものである。ここで、管腔臓器の内側は、管腔臓器の壁のさらに内側の空間を意味する。図３に示す例においては、大腸の壁領域１１のさらに内側の空気領域１２が管腔臓器の内側に相当する。なお、ここでは、理解を容易にするため、ボリュームデータの３次元空間を２次元に模式化した図面を用いて説明を行う。
【００２５】
条件設定部３４は、具体的には、大腸領域から細線化処理により抽出された芯線上の初期位置（またはその他の任意の位置）に視点４を設定し、その位置から芯線の手前もしくは奥行方向を視線方向５として設定する。あるいは、画面表示された大腸の２次元断面画像または３次元画像などにおいてユーザによる大腸の内側の任意の位置および方向の指定を受け付け、その指定された位置及び方向をそれぞれ視点４および視線方向５として設定する。これにより、図３に例示するような視点４および視線方向５が設定される。また、視点４および視線方向５の設定により、視線方向５を中心とする所定の視野角内の範囲が視点４からの視野７として設定される。
【００２６】
クリップ面設定部３５は、条件設定部３４によって設定された視点４から視線方向５に離間した位置に管腔臓器の内腔を横切るクリップ面６を設定するものである。具体的には、図３に示すように、視点４を通るとともに視線方向５と直交する平面６ａから予め定められた距離ｄだけ離れた平面をクリップ面６として設定する。あるいは、図４に示すように、視点４を中心とする半径ｒの曲面をクリップ面６として設定する。このとき、距離ｄまたは半径ｒの大きさは、投影画像生成手段３７により生成される投影画像上に表したい管腔臓器の内側とそれ以外の領域の割合などを考慮して適宜設定すればよい。
【００２７】
区分部３６は、３次元領域の視点４からクリップ面６より遠位にある部分を可視領域とし、図５に示すように、視点４からの視野７を、管腔臓器の内側が見える第１の視野範囲７ａとそれ以外の第２の視野範囲７ｂに区分するものである。具体的には、図６に示すように、視野７内に視点４からクリップ面６を通過して延びる複数の視線Ｒ１〜Ｒ１１を設定し、各視線について、視点４からクリップ面６と交差する点までの間に大腸の壁領域１１が存在するか否かを判定し、壁領域１１が存在しないと判定された視線Ｒ４〜Ｒ８を含む部分を第１の視野範囲７ａとし、壁領域１１が存在すると判定された視線Ｒ１〜Ｒ３，Ｒ９〜Ｒ１１をそれぞれ含む各部分を第２の視野範囲７ｂとする。
【００２８】
このとき、各視線の視点４からクリップ面５と交差する点までの区間内に壁領域１１が存在するか否かの判定は、同区間内のボクセルのデータ値に基づいて行うことができる。たとえば、各ボクセルに予め不透明度を割り当て、視線に沿ってボクセルの不透明度を累積加算していき、その累積値が同区間内で予め定めた上限閾値に達した場合は壁１１が存在すると判定し、上限閾値に達していない場合には壁１１が存在しないと判定することができる。あるいは、同区間内に大腸の壁領域１１に対応するデータ値を有するボクセルが存在するか否かにより前記判定を行うようにしてもよい。
【００２９】
投影画像生成部３７は、データ値に対する色や不透明度の関係が規定されたカラーテンプレートを参照して上記可視領域内の各ボクセルにそのデータ値に対応する色や不透明度をそれぞれ割り当て、視野７内に視点４からの複数の視線を設定し、各視線に沿って、視線方向５と垂直に設定した投影面８に可視領域を投影することにより、視点４からの投影画像を生成するものである。
【００３０】
特に、投影画像生成部３７は、上記投影画像を生成する際に、第１の視野範囲７ａにおいては、たとえば図７に示すような、空気領域のデータ値に対しては透明状態を表す不透明度（０％）が割り当てられ、大腸の内壁面領域のデータ値に対しては不透明状態を表す不透明度（１００％）が割り当てられ、データ値と不透明度との関係が大腸の内壁面を描写可能に規定された第１のカラーテンプレートを使用して、投影面８に可視領域の第１の視野範囲７ａ内にある部分を投影することにより第１の投影像を取得し、第２の視野範囲７ｂにおいては、たとえば図８に示すような、空気領域のデータ値に対しては不透明状態を表す不透明度（１００％）が割り当てられ、視野７内の空気領域以外の領域のデータ値に対しては透明状態を表す不透明度（０％）が割り当てられ、データ値と不透明度との関係が大腸内の空気領域の内壁面との接面を描写可能に規定された第２のカラーテンプレートを使用して、投影面８に可視領域の第２の視野範囲内７ｂにある部分を投影することにより第２の投影像を取得し、そして、第１投影像と第２の投影像を繋ぎ合せてなる視野７全体の投影画像を生成する。なお、これらの第１および第２のカラーテンプレートは、テンプレート記憶部４０に予め参照可能に記憶されているものとする。
【００３１】
これにより、図９に太線で示すような、第１の視野範囲７ａ内における大腸の内壁面と、第２の視野範囲７ｂにおける大腸内の空気領域１２の内壁面との接面（内壁面の凹凸パターンと逆の凹凸パターンを有する内壁面とほぼ同じ形状の面）とが描写された大腸の投影画像が生成されることとなる。図１０は、投影画像生成部３７により生成された投影画像の一例を示す図である。これに対し、従来の仮想内視鏡画像は、図１１に太線で示すような、直接的に視線が届く部分の内壁面のみを描画の対象とするものであり、これにより、図１０と同一の視点・視線方向の条件下で、図１２に示すような投影画像が得られることとなる。図１１に示すように、従来の仮想内視鏡画像では、×印で示している襞の裏面領域Ｑが視線が壁に遮られて画像上に表れないが、本発明による投影画像では、図９に示すように、その部分も描写されることとなる。また、図１０示す本発明による投影画像では、図１２の仮想内視鏡画像では視線が壁に遮られて画像上に表れない襞の裏面領域Ｑ（点線の×印で示している）が、その表面形状を容易に観察可能に描写されている。
【００３２】
上述のように、本実施形態の投影画像生成装置３によれば、管腔臓器の通常の仮想内視鏡画像で観察可能な部分に加えて、通常の仮想内視鏡画像では視線が壁に遮られて画像上に表れない部分の一部が、その表面形状を容易に観察可能に描写された管腔臓器の投影画像を提供することができ、これにより読影者による観察性能を向上させることができる。
【００３３】
なお、上記実施の形態では、透視投影により投影画像を生成する場合について説明したが、平行投影によってもほぼ同様な効果を奏する投影画像を生成することができる。以下、本発明の他の実施形態として、平行投影よって投影画像を生成する形態について説明する。なお、以下に説明する以外は、透視投影により投影画像を生成する場合と同じであるため、説明を省略する。
【００３４】
本実施形態の条件設定部３４は、図１３に示すように、管腔臓器を含む３次元領域を表すボリュームデータにおいて、管腔臓器の内腔を横切る投影面１０９を設定し、かつ、その投影面１０９に直交する視線方向１０５を設定する。具体的には、大腸領域から細線化処理により抽出された芯線上の初期位置（またはその他の任意の位置）において芯線と直交する平面を投影面１０９として設定し、その位置から芯線の手前もしくは奥行方向を視線方向１０５として設定する。あるいは、画面表示された大腸の２次元断面画像または３次元画像などにおいてユーザによる管腔臓器の内腔を横切る平面および方向の指定を受け付け、その指定された平面及び方向をそれぞれ投影面１０９および視線方向１０５として設定する。また、管腔臓器の内部と外部の両方が見える投影面１０９からの視野１０７を設定する。そして、クリップ面設定部３５は、管腔臓器の内腔を横切るクリップ面１０６を設定する。具体的には、投影面１０９から予め定められた距離ｄ２だけ離れた平面をクリップ面１０６として設定する。
【００３５】
また、本実施形態の区分部３６は、３次元領域のクリップ面１０６より視線方向１０５前方にある部分を可視領域とし、投影面１０６からの視野を、管腔臓器の内側が見える第１の視野範囲１０７ａとそれ以外の第２の視野範囲１０７ｂに区分する。具体的には、図１４に示すように、視野１０７内に投影面１０９からクリップ面１０６を通過して延びる複数の視線Ｒ１〜Ｒ１０を設定し、その始点が管腔臓器の内側にある各視線Ｒ１〜Ｒ８について、始点からクリップ面５と交差する点までの間に大腸の壁領域１１が存在するか否かを判定し、壁領域１１が存在しないと判定された視線Ｒ３〜Ｒ６を含む部分を第１の視野範囲１０７ａとし、壁領域１１が存在すると判定された視線Ｒ１，Ｒ２，Ｒ７，Ｒ８と、その始点が管腔臓器の外側にある視線Ｒ９，Ｒ１０とをそれぞれ含む各部分を第２の視野範囲１０７ｂとする。
【００３６】
そして、投影画像生成部３７が、第１の視野範囲１０７ａにおいては、データ値と不透明度との関係が大腸の内壁面を描写可能に規定された第１のカラーテンプレートを使用して、投影面１０９に可視領域の第１の視野範囲１０７ａ内にある部分を投影することにより第１の投影像を取得し、第２の視野範囲１０７ｂにおいては、データ値と不透明度との関係が大腸内の空気領域の内壁面との接面を描写可能に規定された第２のカラーテンプレートを使用して、投影面１０９に可視領域の第２の視野範囲内１０７ｂにある部分を投影することにより第２の投影像を取得し、そして、第１投影像と第２の投影像を繋ぎ合せてなる視野１０７全体の投影画像を生成する。図１５は、本実施形態の投影画像生成部３７により生成された投影画像の一例を示す図である。
【００３７】
このように、本実施形態の投影画像生成装置３によっても、管腔臓器の通常の仮想内視鏡画像で観察可能な部分に加えて、通常の仮想内視鏡画像では視線が壁に遮られて画像上に表れない部分の一部が、その表面形状を容易に観察可能に描写された管腔臓器の投影画像を提供することができ、これにより読影者による観察性能を向上させることができる。
【００３８】
なお、上記各実施の形態では、投影画像生成装置３が臓器領域抽出３３を備えたものである場合について説明したが、その構成は必ずしも必要ではなく、必要に応じて設けるとよい。
【符号の説明】
【００３９】
１     モダリティ
２     画像保管サーバ
３     投影画像生成装置
４     視点
５     視線方向
６     クリップ面
７     視野
７ａ   第１の視野範囲
７ｂ   第２の視野範囲
８     投影面
１１   壁領域
１２   空気領域
３１   入力部
３２   出力部
３３   臓器領域抽出部
３４   条件設定部
３５   クリップ面設定部
３６   区分部
３７   投影画像生成部
４０   テンプレート記憶部
【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１１】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１０】
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【図１２】
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【図１５】
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