(57)【要約】  浸潤組織等の生体組織表面下の組織の診断を正確かつ迅速に行うことを可能とする医用画像表示装置を提供する。  医用画像表示装置は、取得された医用画像情報について異なる2つの画像処理条件を設定して2つの三次元画像を作成し（S2001及びS2002）、一方の三次元画像から二次元の陰影情報を抽出し、他方の三次元画像から二次元の色情報を抽出する（S2003及びS2004）。陰影情報は、明暗に関する情報を示す。色情報は、色合いに関する情報を示す。医用画像表示装置は、二次元の陰影情報と色情報とを組み合わせて1つの三次元合成画像を作成して表示装置に表示する（S2005）。
2009107770.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体の医用画像情報を記憶する医用画像情報記憶部と、
前記医用画像情報記憶部に記憶された前記医用画像情報を用いて複数の異なる条件で複数の三次元画像を作成する三次元画像作成部と、
前記三次元画像作成部によって作成された前記複数の三次元画像から陰影情報と色情報の画像情報を抽出する画像情報抽出部と、
前記画像情報抽出部によって抽出された前記陰影情報と前記色情報とを画像合成して三次元合成画像を作成する画像合成部と、
前記画像合成部によって作成された前記三次元合成画像を表示装置に表示する画像表示部と、
を具備することを特徴とする医用画像表示装置。
【請求項２】
前記三次元画像作成部は、複数の異なる画像処理方法または投影処理方法で前記複数の三次元画像を作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】
前記三次元画像作成部は、複数の異なる不透明度条件でボリュームレンダリング法による画像処理を行うことにより、前記複数の三次元画像を作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４】
前記三次元画像作成部は、複数の異なる投影方向で投影処理を行って前記複数の三次元画像を作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５】
前記三次元画像作成部は、管腔臓器の中心線に沿って視点を移動させることにより前記投影方向を変更することを特徴とする請求項4に記載の医用画像表示装置。
【請求項６】
前記三次元画像作成部は、診断対象部位の表面に対して垂直方向に投影方向を設定して投影処理を行って前記色情報を抽出するための三次元画像を作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７】
前記画像情報抽出部は、前記三次元画像作成部によって作成された前記複数の三次元画像について、RGB色空間の画素値をHLS色空間の画素値に変換し、輝度に関する画素値を前記陰影情報として抽出し、色相及び彩度に関する画素値を前記色情報として抽出し、
前記画像合成部は、前記抽出された陰影情報と色情報とを組み合わせ、RGB色空間の画素値に変換して前記三次元合成画像を作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８】
前記画像情報抽出部によって抽出された色情報の調整を行う色情報調整部を具備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９】
前記陰影情報を抽出するための三次元画像の作成に用いる前記医用画像情報の深度範囲を設定する陰影情報深度範囲設定部と、
前記色情報を抽出するための三次元画像の作成に用いる前記医用画像情報の深度範囲を設定する色情報深度範囲設定部と、
を具備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１０】
前記三次元画像作成部は、複数の異なる条件で複数の三次元画像を予め作成して前記医用画像情報記憶部に記憶させておきし、
前記画像情報抽出部は、前記予め作成された複数の三次元画像の中から選択された三次元画像について、前記陰影情報または前記色情報を抽出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１１】
前記医用画像情報記憶部は、複数の医用画像情報を取得して記憶し、
前記三次元画像作成部は、前記複数の医用画像情報を用いて、前記複数の異なる条件で前記複数の三次元画像を作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１２】
前記取得された医用画像情報において1つまたは複数の三次元領域を選択する三次元領域選択部を具備し、
前記三次元画像作成部は、前記三次元領域選択部によって選択された三次元領域の医用画像情報を用いて、前記複数の異なる条件で前記複数の三次元画像を作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１３】
請求項1乃至12のいずれか一項に記載の医用画像表示装置と、
前記被検体の医用画像情報を取得する医用画像情報取得部と、
を備え、
前記医用画像情報記憶部は、前記医用画像情報取得部で取得された医用画像情報を記憶することを特徴とする医用画像撮影装置。
【請求項１４】
被検体の医用画像情報を記憶する医用画像情報記憶ステップと、
前記記憶された医用画像情報を用いて複数の異なる条件で複数の三次元画像を作成する三次元画像作成ステップと、
前記三次元画像作成ステップによって作成された前記複数の三次元画像から陰影情報と色情報の画像情報を抽出する画像情報抽出ステップと、
前記画像情報抽出ステップによって抽出された前記陰影情報と前記色情報とを画像合成して三次元合成画像を作成する画像合成ステップと、
前記画像合成ステップによって作成された三次元合成画像を表示装置に表示する画像表示ステップと、
を具備することを特徴とする医用画像表示方法。
【請求項１５】
前記被検体の医用画像情報を取得する医用画像情報取得ステップを備え、
前記医用画像情報記憶ステップは、前記取得された被検体の医用画像情報を記憶することを特徴とする医用画像表示方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、X線CT装置、MRI装置、超音波診断装置等の医用画像撮影装置によって取得された医用画像情報を表示する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
医用画像撮影装置によって取得された被検体の医用画像情報に対して画像処理を行い、三次元画像を作成して表示する医用画像表示装置がある。三次元画像を作成する代表的な画像処理手法としてボリュームレンダリング法がある。ボリュームレンダリング法は、三次元データとして記録される医用画像情報に対して仮想光線(レイ)を投影し、仮想光線が通過する画素(ボクセル)毎に反射光量と透過光量を算出し、反射光を積算することで三次元画像を作成する画像処理手法である。【０００３】
このボリュームレンダリング法には以下の問題点がある。生体組織の内部に浸潤的に発現する異常部位である浸潤組織を描出する場合、生体組織表面の描出を目的としたオパシティカーブを設定すると仮想光線の投影方向の前面に位置する生体組織表面か強調され、生体組織表面下の浸潤組織が表示されない。また、生体組織表面の不透明度を下げ、生体組織表面下の浸潤組織を描出するオパシティカーブを設定すると生体組織表面の形状が不明瞭になって生体組織表面の診断が困難となる。【０００４】
そこで、［特許文献1］には、反射光を積算する際に仮想光線方向の各画素の色情報を順次積算することで、生体組織表面の陰影情報と生体組織表面下の組織の色情報とを有する三次元画像を作成する医用画像生成装置が開示されている。【０００５】
【特許文献１】特開2005−87602号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の医用画像表示装置では、不透明度が異なる複数の三次元画像を切り替えながら診断したり、生体組織表面下の浸潤組織が同時に描出されるような最適なオパシティカーブを微調整する必要があり、画像作成や処理条件の設定に時間を要するために効率的な診断ができない。【０００７】
また、［特許文献1］が示す技術では、浸潤組織の深度は診断対象部位によって様々であるので、色情報の抽出位置の設定によっては適正に浸潤組織が描出されずに誤診を招く可能性がある。また、色情報の抽出位置の調整作業が煩雑となり画像作成までに時間を要する。また、生体組織表面下において広範囲に存在する生体組織、例えば、血管等の全体構造が描出されない場合があり、診断に問題が生じる可能性がある。【０００８】
本発明は、以上の課題に鑑みてなされたものであり、浸潤組織等の生体組織表面下の組織の診断を正確かつ迅速に行うことを可能とする医用画像表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前述した目的を達成するための本発明は、医用画像情報を用いて複数の異なる条件で複数の三次元画像を作成し、複数の三次元画像から陰影情報と色情報の画像情報を抽出し、抽出した陰影情報と色情報とを画像合成して三次元合成画像を作成する。【００１０】
具体的には、本発明の医用画像表示装置は、被検体の医用画像情報を記憶する医用画像情報記憶部と、医用画像情報記憶部に記憶された医用画像情報を用いて複数の異なる条件で複数の三次元画像を作成する三次元画像作成部と、三次元画像作成部によって作成された複数の三次元画像から陰影情報と色情報の画像情報を抽出する画像情報抽出部と、画像情報抽出部によって抽出された陰影情報と色情報とを画像合成して三次元合成画像を作成する画像合成部と、画像合成部によって作成された三次元合成画像を表示装置に表示する画像表示部と、を具備することを特徴とする。【００１１】
また、本発明の医用画像撮影装置は、さらに、被検体の医用画像情報を取得する医用画像情報取得部を備え、医用画像情報記憶部は、医用画像情報取得部で取得された医用画像情報を記憶することを特徴とする。【００１２】
また、本発明の医用画像表示方法は、被検体の医用画像情報を記憶する医用画像情報記憶ステップと、記憶された医用画像情報を用いて複数の異なる条件で複数の三次元画像を作成する三次元画像作成ステップと、三次元画像作成ステップによって作成された複数の三次元画像から陰影情報と色情報の画像情報を抽出する画像情報抽出ステップと、画像情報抽出ステップによって抽出された陰影情報と色情報とを画像合成して三次元合成画像を作成する画像合成ステップと、画像合成ステップによって作成された三次元合成画像を表示装置に表示する画像表示ステップと、を具備することを特徴とする。【００１３】
ここで、医用画像情報とは、X線CT装置やMRI装置や超音波撮影装置等の医用画像撮影装置によって撮影された被検体の画像情報である。【００１４】
複数の異なる条件とは、画像処理方法や投影処理方法に関する条件である。例えば、医用画像表示装置は、医用画像情報に対して複数の異なる不透明度条件でボリュームレンダリング法による画像処理を行うことにより、複数の三次元画像を作成する。【００１５】
画像情報抽出に関しては、例えば、三次元画像におけるRGB色空間の画素値をHLS色空間の画素値に変換し、輝度に関する画素値を陰影情報として抽出し、色相及び彩度に関する画素値を色情報として抽出してもよい。医用画像表示装置は、HLS色空間を介して抽出された陰影情報と色情報とを組み合わせ、RGB色空間の画素値に変換して三次元合成画像を作成する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、浸潤組織等の生体組織表面下の組織の診断を正確かつ迅速に行うことを可能とする医用画像表示装置を提供することができる。生体組織表面下の病変部位の見落としを防止できる。効率的な診断が可能となるために検査や診断に要する時間を短縮することができる。【００１７】
具体的には、三次元合成画像に生体組織表面に関する情報と浸潤組織等の生体組織表面下の情報とが共に明瞭に表示されるので、浸潤組織等の生体組織表面下の組織の診断を正確かつ迅速に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】医用画像表示装置1のハードウェア構成図
【図２】医用画像表示装置1の全体動作を示すフローチャート
【図３】三次元合成画像作成処理(図2のS1004)の詳細を示すフローチャート
【図４】視点25及び投影面26の設定及び移動を示す図
【図５】ボリュームレンダリング法を示す図
【図６】オパシティカーブを示す図
【図７】陰影情報抽出処理(図3のS2003)の説明図
【図８】色情報抽出処理(図3のS2004)の説明図
【図９】画像合成処理(図3のS2005)の説明図
【図１０】深度範囲を示す図
【図１１】深度範囲設定を示す画面図
【図１２】三次元合成画像作成処理の設定画面100を示す図
【図１３】仮想内視鏡表示法における投影方向を示す図
【図１４】仮想内視鏡表示法において陰影情報視点と色情報視点とが異なる場合の投影方向を示す図
【図１５】展開表示法における投影方向を示す図
【図１６】展開表示法において陰影情報視点と色情報視点とが異なる場合の投影方向を示す図
【図１７】展開表示法において色情報視点を管腔臓器の芯線上で移動させる場合の投影方向を示す図
【符号の説明】
【００１９】
1  医用画像表示装置、2  CPU、3  主メモリ、4  記憶装置、5  表示メモリ、6  表示装置、7  コントローラ、8  マウス、9  キーボード、10  ネットワークアダプタ、11  システムバス、12  ネットワーク、13  医用画像撮影装置、21  管腔臓器内壁、23  浸潤組織、25  視点、26  投影面、31  仮想光線、32  反射光、33  透過光、35  画素、36、37  オパシティカーブ、41  三次元画像(陰影情報抽出用)、45  陰影情報、51  三次元画像(色情報抽出用)、55  色情報、61  三次元合成画像、62  浸潤組織、63  ポリープ、64  内壁輪郭、74  陰影情報深度範囲、75  色情報深度範囲、80、90  画面(深度範囲設定)、100  設定画面(三次元合成画像作成処理)、111  管腔臓器内壁、112、122、132  浸潤組織、113、123、133  陰影情報視点、114、124、134  色情報視点、121、131  ひだ、135  芯線、S11、S12、S21、S22、S31、S32  陰影情報視点からの投影方向、C11、C12、C21、C22、C31、C32  色情報視点からの投影方向、L11、L12  仮想光線の通過距離、
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。尚、以下の説明及び添付図面において、同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略することにする。また、以下に説明する実施形態では、主として、管腔臓器を診断対象部位とし、画像処理方法としてボリュームレンダリング法を用い、投影方法として仮想内視鏡表示法を用いるものとして説明する。
【００２１】
(1．医用画像表示装置1の構成)
最初に、図1を参照しながら、医用画像表示装置1の構成について説明する。  
図1は、医用画像表示装置1のハードウェア構成図である。  
医用画像表示装置1は、CPU2、主メモリ3、記憶装置4、表示メモリ5、表示装置6、コントローラ7に接続されたマウス8やキーボード9、ネットワークアダプタ10がシステムバス11によって接続されて構成される。医用画像表示装置1は、ネットワーク12を介して医用画像撮影装置13や医用画像データベース14に接続される。
【００２２】
CPU2は、各構成要素の動作を制御する装置である。CPU2は、記憶装置4に格納されるプログラムやプログラム実行に必要なデータを主メモリ3にロードして実行する。記憶装置4は、医用画像撮影装置13により撮影された医用画像情報をLAN(ローカルエリアネットワーク)等のネットワーク12を介して取得して格納する装置である。また、記憶装置4には、CPU2が実行するプログラムやプログラム実行に必要なデータが格納される。主メモリ3は、CPU2が実行するプログラムや演算処理の途中経過を記憶するものである。
【００２３】
マウス8やキーボード9は、操作者が医用画像表示装置1に対して操作指示を行う操作デバイスである。表示メモリ5は、液晶ディスプレイやCRT等の表示装置6に表示するための表示データを格納するものである。コントローラ7は、マウス8の状態を検出して、表示装置6上のマウスポインタの位置を検出し、検出信号をCPU2へ出力するものである。ネットワークアダプタ10は、医用画像表示装置1をLAN、電話回線、インターネット等のネットワーク12に接続するためのものである。
【００２４】
医用画像撮影装置13は、被検体の断層画像等の医用画像情報を撮影する装置である。医用画像撮影装置13は、例えば、X線CT装置やMRI装置や超音波撮影装置である。医用画像データベース14は、医用画像撮影装置13によって撮影された医用画像情報を記憶するデータベースシステムである。
【００２５】
＜第1実施形態＞
(2．医用画像表示装置1の動作)
次に、図2〜図9を参照しながら、第1実施形態について説明する。
【００２６】
(2−1．全体動作)
図2は、医用画像表示装置1の全体動作を示すフローチャートである。  
図4は、視点25及び投影面26の設定及び移動を示す図である。  
(S1001)医用画像表示装置1のCPU2は、医用画像撮影装置13によって撮影された医用画像情報を記憶装置4あるいは医用画像データベース14から取得して、主メモリ3に記憶させる。(S1002)医用画像表示装置1のCPU2は、取得された医用画像情報において診断対象の管腔臓器内部に視点25及び投影面26を設定する。図4では、管腔臓器の中心線である芯線22上に視点25が設定される。投影面26は、視点25の前方の所定距離の位置に芯線22に対して垂直に設定される。視点25から投影方向27に仮想光線が投影され、投影面26において三次元画像が作成される。管腔臓器内壁21の表面下には浸潤組織23が存在し、管腔臓器内壁21の表面にはポリープ24が存在する。尚、浸潤組織23及びポリープ24の画像化については後述する。
【００２７】
(S1003のNO、S1006及びS1007)医用画像表示装置1のCPU2は、三次元合成画像を作成しない場合、S1006の処理に移行して三次元画像を作成して表示装置6に表示する。(S1003のYES、S1004及びS1005)医用画像表示装置1のCPU2は、三次元合成画像を作成する場合、S1004の処理に移行して三次元合成画像を作成して表示装置6に表示する。尚、三次元合成画像作成処理(S1004)については、図3を用いて後述する。
【００２８】
(S1008及びS1009)医用画像表示装置1のCPU2は、処理を継続する場合には、S1009の処理に移行して視点25及び投影面26を芯線22に沿って移動させる。視点25の移動は、例えば、マウス8等のポインティングデバイスを操作者が操作して位置情報を入力することによって行われる。投影面26は、視点25に対する位置関係や投影方向27等の初期設定状態を維持し、視点25の移動と共に移動する。
【００２９】
医用画像表示装置1のCPU2は、S1003〜S1009の処理を繰り返すことにより、表示装置6に表示される管腔臓器の三次元画像を順次更新して表示する。これにより、医用画像表示装置1のCPU2は、内視鏡カメラを用いて撮影しているかのように、仮想的に管腔臓器の三次元画像を表示する(仮想内視鏡表示)。
【００３０】
(2−2．三次元画像作成処理(図2のS1006))
図5は、ボリュームレンダリング法を示す図である。  
図6は、オパシティカーブを示す図である。  
医用画像表示装置1のCPU2は、取得された医用画像情報に対してボリュームレンダリング法等の画像処理を行って三次元画像を作成して表示装置6に表示する。
【００３１】
ボリュームレンダリング法は、三次元データとして記録される医用画像情報に対して視点34から仮想光線31(レイ)を投影し、仮想光線31が通過する画素35(ボクセル)毎に反射光32の光量と透過光33の光量とを算出し、反射光32の光量を積算することで三次元画像を作成する画像処理手法である。
【００３２】
反射光32及び透過光33は、医用画像情報を構成する画素35の値に対応した不透明度(オパシティ)によって決定される。この不透明度を調整することによって選択的に診断部位の三次元画像が描画される。画素値に対応する不透明度を示す曲線はオパシティカーブと呼ばれ、オパシティカーブを調整することによって診断対象部位が選択的に表示される。
【００３３】
X線CT装置で撮影した断層像を用いてボリュームレンダリング法によって三次元画像を作成する場合、CT値に対して不透明度が割り当てられる。例えば、臓器の三次元画像を作成する場合には、臓器のCT値である50HU付近に不透明度を割り当てるオパシティカーブ36が設定され、骨部の三次元画像を作成する場合には、骨のCT値である800HU付近に不透明度を割り当てるオパシティカーブ37が設定される。
【００３４】
ボリュームレンダリング法によって三次元画像を作成する場合、反射光色を考慮してカラー三次元画像が作成される。この場合、不透明度の場合と同様に画素値に対してRGB色空間の色値を割り当て、この色値を反射光として積算することでカラー三次元画像が作成される。画素値に対応する色値を示すテーブルはカラーテーブルと呼ばれ、カラーテーブルを調整することによって診断対象部位の色表示が調整される。
【００３５】
(2−3．三次元合成画像作成処理(図2：S1004))
図3は、三次元合成画像作成処理(図2のS1004)の詳細を示すフローチャートである。  
図7は、陰影情報抽出処理(図3のS2003)の説明図である。  
図8は、色情報抽出処理(図3のS2004)の説明図である。  
図9は、画像合成処理(図3のS2005)の説明図である。
【００３６】
(S2001)医用画像表示装置1のCPU2は、取得された医用画像情報について異なる2つの画像処理条件を設定する。画像処理条件は、画像処理方法や投影方法に関する条件である。画像処理方法としては、例えば、ボリュームレンダリング法、サーフェイスレンダリング法、最大値投影法(MIP)、最小値投影法(MinIP)、画素値積算法(RaySum)が用いられる。投影方法としては、例えば、平行投影法、遠近投影法、仮想内視鏡表示法、管腔臓器展開表示法が用いられる。
【００３７】
(S2002)医用画像表示装置1のCPU2は、取得された医用画像情報に対して、異なる2つの画像処理条件を適用して2つの三次元画像を作成する。医用画像表示装置1のCPU2は、管腔臓器内壁表面に高い不透明度を割り当てるオパシティカーブを設定して、図7の三次元画像41を作成する。医用画像表示装置1のCPU2は、管腔臓器内壁表面下の組織に高い不透明度を割り当てるオパシティカーブを設定を設定して、図8の三次元画像51を作成する。三次元画像41では、ポリープ43や内壁輪郭44の形状が認識可能であるが、浸潤組織42が不明瞭である。三次元画像51では、浸潤組織52が認識可能であるが、ポリープ53や内壁輪郭54の形状が不明瞭である。また、三次元画像51では、浸潤組織52と管腔臓器内壁との位置関係の把握が困難である。
【００３８】
(S2003及びS2004)医用画像表示装置1のCPU2は、三次元画像41から二次元の陰影情報45を抽出し、三次元画像51から二次元の色情報55を抽出する。陰影情報45は、明暗に関する情報を示す。色情報55は、色合いに関する情報を示す。三次元画像41及び三次元画像51は、一般にRGB色空間(R：赤、G：緑、B：青)で表される三次元画像である。医用画像表示装置1のCPU2は、これらのRGB色空間の三次元画像41及び三次元画像51を他の色空間の三次元画像に変換した上で、陰影情報45及び色情報55を抽出する。
【００３９】
例えば、医用画像表示装置1のCPU2は、RGB色空間の三次元画像41及び三次元画像51をHLS色空間の三次元画像に変換する。HLS色空間は、輝度(Luminance)、色相(Hue)、彩度(Saturation)によって表される色空間である。この場合、医用画像表示装置1のCPU2は、輝度情報を陰影情報として抽出し、色相情報及び彩度情報を色情報として抽出する。また、RGB色空間の三次元画像41及び三次元画像51をYCbCr色空間の三次元画像に変換してもよい。この場合、医用画像表示装置1のCPU2は、輝度信号(Y)を陰影情報として抽出し、青の差分信号(Cb)及び赤の差分信号(Cr)を色情報として抽出する。
【００４０】
陰影情報45では、ポリープ46や内壁輪郭47の形状が明瞭であり、不明瞭な浸潤組織に関する情報は排除されている。色情報55では、浸潤組織56が明瞭であり、不明瞭なポリープや内壁輪郭に関する情報が排除されている。
【００４１】
(S2005)医用画像表示装置1のCPU2は、二次元の陰影情報45と色情報55とを組み合わせ、再度RGB色空間の三次元画像に変換することにより1つの三次元合成画像61を作成する。図9の三次元合成画像61は、ポリープ46や内壁輪郭47の形状が明瞭であり不明瞭な浸潤組織に関する情報は排除されている陰影情報45と、浸潤組織56が明瞭であり不明瞭なポリープや内壁輪郭に関する情報が排除されている色情報55と、が組み合わされた三次元画像である。三次元合成画像61では、ポリープ63や内壁輪郭64の形状が陰影によって明瞭に示され、浸潤組織62の存在が色により明瞭に示される。すなわち、管腔臓器内壁において、あたかも浸潤組織が存在する領域が染色されたような三次元画像が得られる。管腔臓器内壁の形状や浸潤組織を明瞭に認識可能であると共に、管腔臓器内壁と浸潤組織との位置関係の把握も容易である。
【００４２】
(2−4．色情報調整)
抽出された色情報にはノイズが含まれる可能性がある。生体組織表面下の組織を明瞭に描出するために抽出された色情報に対してノイズ除去処理を行ってもよい。ノイズ除去の一般的な画像処理手法としては、隣接画素の平均値を算出するスムージングフィルタや、周辺画素の中間値を出力する中間値フィルタ(メディアンフィルタ)等がある。これらのフィルタリング処理を行った陰影情報と色情報とを画像合成することでノイズが低減された三次元合成画像を作成することができる。
【００４３】
また、生体組織表面下の組織を強調するために、色情報の調整を行ってもよい。HLS色空間の場合、色相を調整することによって、例えば、赤系色から青系色への色調変更が可能である。また、彩度を調整することによって、例えば、グレー階調からカラー階調への色調変更が可能である。
【００４４】
また、三次元画像に描出された生体組織表面下の組織から注目する領域のみを描出する場合には、色情報の領域抽出処理を行ってもよい。領域抽出処理の一般的な画像処理手法としては、領域拡張法(リージョングローイング法)がある。この場合、医用画像表示装置は色情報を画像として操作者に提示し、操作者はマウスやキーボード等の入力デバイスを用いて注目する生体組織表面下の組織を指定し、医用画像表示装置は指定された組織の抽出を行う。また、操作者は画像合成を行いたい1つ又は複数の三次元領域を四角形等の幾何学的図形で範囲指定し、医用画像表示装置は範囲指定された領域の色情報のみを画像合成に用いてもよい。
【００４５】
また、生体組織表面下の組織を強調するために、生体組織表面下の組織について境界領域の強調処理を行ってもよい。この場合、医用画像表示装置は、一般的な画像処理手法であるエッジフィルタ等を用いて色情報の境界抽出を行い、抽出された境界部分の色情報の色相や彩度を調整して境界強調を行う。これにより、生体組織表面下の組織を容易に認識可能となる。
【００４６】
また、大きく異なる画像処理条件で作成された三次元画像から抽出された陰影情報と色情報とを合成する場合、不自然な色調の三次元画像が作成される場合がある。この場合、各々の三次元画像から色情報を抽出し、重み付け加算を行って作成した色情報を陰影情報と画像合成することによって、自然な色調を表現することが可能となる。
【００４７】
(2−5．第1実施形態の効果)
以上述べたように、第1実施形態では、医用画像表示装置1は、医用画像情報を用いて2つの異なる条件で複数の三次元画像を作成し、これらの2つの三次元画像からそれぞれ陰影情報または色情報を抽出し、これらの陰影情報と色情報とを組み合わせて三次元合成画像を作成して表示する。この三次元合成画像には、生体組織表面に関する情報と浸潤組織等の生体組織表面下の情報とが共に明瞭に表示されるので、浸潤組織等の生体組織表面下の組織の診断を正確かつ迅速に行うことができる。また、生体組織表面下の病変部位の見落としを防止できる。効率的な診断が可能となるために検査や診断に要する時間を短縮することができる。
【００４８】
＜第2実施形態＞
(3．深度範囲設定)
次に、図10及び図11を参照しながら、第2実施形態について説明する。  
図10は、深度範囲を示す図である。  
図11は、深度範囲設定を示す画面図である。  
第2実施形態では、医用画像表示装置1は、陰影情報や色情報を抽出するための三次元画像の作成に用いる医用画像情報の深度範囲を設定可能とする設定部を備える。
【００４９】
医用画像表示装置1は、投影方向71について、三次元画像の作成に用いる医用画像情報の深度範囲を設定する。深度設定については、生体組織表面からの深度だけでなく、生体組織表面を基準とすることなく任意の深度範囲を設定するようにしてもよい。また、陰影情報抽出用と色情報抽出用とで異なる深度範囲を設定するようにしてもよい。
【００５０】
図10では、ポリープ72の形状に関する陰影情報を抽出するために、ポリープ72の深度に対応する陰影情報深度範囲74が設定され、血管73に関する色情報を抽出するために、血管73の深度に対応する色情報深度範囲75が設定される。
【００５１】
図11の設定画面80では、陰影情報深度範囲設定部81によって陰影情報深度範囲82が設定され、色情報深度範囲設定部83によって色情報深度範囲84が設定される。設定画面80の三次元合成画像85には、生体組織表面のポリープ86と生体組織下の血管87とが表示される。 
図11の設定画面90では、設定画面80と比較して、色情報深度範囲94が拡大されて設定される。設定画面90の三次元合成画像95では、設定画面80の三次元合成画像85と比較して、血管97の分布が拡大されて表示される。
【００５２】
(3−2．第2実施形態の効果)
以上述べたように、第2実施形態では、第1実施形態と同様に、三次元合成画像には、生体組織表面に関する情報と浸潤組織等の生体組織表面下の情報とが共に明瞭に表示されるので、浸潤組織等の生体組織表面下の組織の診断を正確かつ迅速に行うことができる。  
また、第2実施形態では、三次元画像の作成に用いる医用画像情報の深度範囲を設定することにより、三次元合成画像に表示させる生体組織や浸潤組織の範囲を制限して診断部位を強調表示することができる。
【００５３】
また、陰影情報深度範囲と色情報深度範囲とを適宜変更して三次元合成画像を表示させることにより、診断部位周辺の浸潤組織の分布を様々な観点から観察することができる。例えば、ポリープ周辺の血管の分布を様々な観点から観察することができる。
【００５４】
＜第3実施形態＞
(4．三次元合成画像作成処理の設定)
次に、図12を参照しながら、第3実施形態について説明する。  
図12は、三次元合成画像作成処理の設定画面100を示す図である。  
上述の実施形態では、1つの医用画像情報に対して2つの画像処理条件で2つの三次元画像を作成するものとして説明したが、これに限定されない。第3実施形態では、複数の医用画像情報に対して複数の画像処理条件で複数の三次元画像を作成し、陰影情報抽出用の三次元画像と色情報抽出用の三次元画像とを選択した上で陰影情報抽出処理及び色情報抽出処理が行われ、画像合成処理を経て三次元合成画像が作成される。
【００５５】
設定画面100には、医用画像情報101、部位102、投影処理方法103、画像処理方法104、合成105の各項目が表示される。医用画像情報101は、医用画像のデータセットを示す。部位102は、医用画像情報101における診断部位等の所定の領域やオブジェクトを示す。投影処理方法103及び画像処理方法104は、それぞれ、医用画像情報101から三次元画像を作成するための条件としての投影処理方法及び画像処理方法を示す。投影処理方法103は、例えば、平行投影法、遠近投影法、仮想内視鏡表示法、管腔臓器展開表示法である。画像処理104は、例えば、ボリュームレンダリング法、サーフェイスレンダリング法、最大値投影法(MIP)、最小値投影法(MinIP)、画素値積算法(RaySum)である。合成105は、陰影情報抽出用及び色情報抽出用の医用画像情報を選択するものである。設定画面100の操作は、マウス8等のポインティングデバイスによって行うことができる。
【００５６】
操作者は、設定画面100において、陰影情報抽出用及び色情報抽出用の医用画像情報を選択して、「合成」ボタン108を押下することによって三次元合成画像の作成を指示する。尚、操作者は、三次元合成画像の作成に用いる三次元画像が設定画面100に表示されていない場合には、「追加」ボタン106を押下して、新たに三次元画像を作成する。また、操作者は、「削除」ボタン107を押下することにより、必要のない三次元画像を削除する。
【００５７】
(4−1．第3実施形態の効果)
以上述べたように、第3実施形態では、第1実施形態と同様に、三次元合成画像には、生体組織表面に関する情報と浸潤組織等の生体組織表面下の情報とが共に明瞭に表示されるので、浸潤組織等の生体組織表面下の組織の診断を正確かつ迅速に行うことができる。  
また、第3実施形態では、三次元合成画像を作成するための投影処理方法や画像処理方法等の条件を指定し、陰影情報抽出用及び色情報抽出用の医用画像情報を選択することができるので、所望の三次元合成画像を容易に作成したり切り替えたりすることができる。  
また、グレースケールである陰影情報とカラーである色情報とは個別に管理されるので、カラー表示とグレースケール表示とを容易に切り替え可能である。操作者は、カラーテーブルを操作することなく、図12の設定画面100において、陰影情報のみを使用して三次元画像を作成することによりグレースケール表示の三次元画像を取得することができる。
【００５８】
＜第4実施形態＞
(5．異なる投影方向条件)
次に、図13〜図17を参照しながら、第4実施形態について説明する。  
上述の実施形態では、陰影情報抽出用の三次元画像を作成するための投影方向と、色情報抽出用の三次元画像を作成するための投影方向とは、同一の投影方向であるものとして説明したが、これに限定されない。第4実施形態では、異なる投影方向条件で陰影情報抽出用の三次元画像と色情報抽出用の三次元画像とが作成される。
【００５９】
(5−1．仮想内視鏡表示法)
図13は、仮想内視鏡表示法における投影方向を示す図である。  
図13では、管腔臓器内壁501の表面下に存在する浸潤組織502の表示を目的として色情報を抽出する場合、視点503からの投影方向がC51及びC52となる。そして、管腔臓器内壁501の表面から浸潤組織502までに仮想光線が通過する生体組織の距離は、L51及びL52となって差異が生じる。このため、同一の画像処理条件で陰影情報抽出用の三次元画像と色情報抽出用の三次元画像を作成すると、色情報抽出用の三次元画像からは投影方向毎に異なる色情報が抽出されて不自然な色合いとなる。
【００６０】
図14は、仮想内視鏡表示法において陰影情報視点と色情報視点とが異なる場合の投影方向を示す図である。  
図14では、陰影情報視点113と色情報視点114とは異なる。医用画像表示装置1は、陰影情報抽出用の三次元画像作成時に、陰影情報視点113からの投影方向であるS11及びS12と管腔臓器内壁111との交点を通り、管腔臓器内壁111に対して垂直方向に、色情報視点114からの投影方向であるC11及びC12を設定する。
【００６１】
医用画像表示装置1は、陰影情報抽出用の三次元画像作成時に、各画素からの反射光の光量を算出するために管腔臓器内壁111の表面の位置や角度を算出するので、この算出された管腔臓器内壁111の表面の位置や角度に基づいて、色情報抽出用の三次元画像作成時に色情報視点114からの投影方向であるC11及びC12を設定する。
【００６２】
これにより、色情報抽出用の三次元画像作成時において、管腔臓器内壁111の表面から浸潤組織112までに仮想光線が通過する生体組織の距離は、L11及びL12となってほぼ一定となるので、陰影情報を維持しつつ自然な色合いの三次元合成画像を作成することができる。
【００６３】
尚、色情報抽出用の三次元画像作成時の色情報視点114からの投影方向を、簡易的に管腔臓器の芯線に対して直交する方向に設定してもよい。この場合、管腔臓器内壁に対する垂直方向を算出する演算処理を省略することができる。
【００６４】
(5−2．展開表示法)
図15は、展開表示法における投影方向を示す図である。  
図16は、展開表示法において陰影情報視点と色情報視点とが異なる場合の投影方向を示す図である。  
展開表示法は、管腔臓器の芯線605の直交方向に投影方向(S61・C61)を設定し、芯線605を中心として投影方向を回転することで、あたかも管腔臓器内壁601を切り開いたような三次元画像を作成する手法である。この手法では管腔臓器内壁601の全体を表示可能であるため、管腔臓器内壁601上に存在するポリープ等の病変の診断に有効である。
【００６５】
しかしながら、図16に示すように、大腸のひだ121の表面下に浸潤組織122が存在する場合、色情報抽出用の三次元画像作成時に芯線125の直交方向を投影方向とすると、ひだ121の表面から浸潤組織122までに仮想光線が通過する生体組織の距離に差異が生じる。このため、同一の画像処理条件で陰影情報抽出用の三次元画像と色情報抽出用の三次元画像を作成すると、色情報抽出用の三次元画像からは投影方向毎に異なる色情報が抽出されて不自然な色合いとなる。
【００６６】
そこで、図16に示すように、大腸のひだ121の表面下に浸潤組織122が存在する場合には、医用画像表示装置1は、陰影情報視点123からの投影方向と色情報視点124からの投影方向とを異なる投影方向として設定する。医用画像表示装置1は、陰影情報抽出用の三次元画像作成時に、陰影情報視点123からの投影方向であるS21及びS22とひだ121の表面との交点を通り、ひだ121の表面に対して垂直方向に、色情報視点124からの投影方向であるC21及びC22を設定する。
【００６７】
医用画像表示装置1は、陰影情報抽出用の三次元画像作成時に、各画素からの反射光の光量を算出するためにひだ121の表面の位置や角度を算出するので、この算出されたひだ121の表面の位置や角度に基づいて、色情報抽出用の三次元画像作成時に色情報視点124からの投影方向であるC21及びC22を設定する。
【００６８】
これにより、色情報抽出用の三次元画像作成時において、ひだ121の表面から浸潤組織122までに仮想光線が通過する生体組織の距離は、ほぼ一定となるので、陰影情報を維持しつつ自然な色合いの三次元合成画像を作成することができる。
【００６９】
(5−3．色情報視点の移動)
図17は、展開表示法において色情報視点を管腔臓器の芯線上で移動させる場合の投影方向を示す図である。  
図17のひだ131、浸潤組織132、陰影情報視点133は、図16のひだ121、浸潤組織122、陰影情報視点123と同様のものである。
【００７０】
図16では、医用画像表示装置1は、色情報視点124からの投影方向がひだ121の表面に対して垂直方向に設定するものとして説明したが、図17では、医用画像表示装置1は、色情報視点134を管腔臓器の芯線135上を移動させる。
【００７１】
このように、操作者が色情報視点134の位置を調整することにより、色情報抽出用の三次元画像作成時において、ひだ131の表面から浸潤組織132までに仮想光線が通過する生体組織の距離が変化する。これにより、操作者は、三次元合成画像における浸潤組織の表示を確認しながら、色情報視点134の位置を調整して最適な色情報を抽出することができる。
【００７２】
(5−4．第4実施形態の効果)
以上述べたように、第4実施形態では、第1実施形態と同様に、三次元合成画像には、生体組織表面に関する情報と浸潤組織等の生体組織表面下の情報とが共に明瞭に表示されるので、浸潤組織等の生体組織表面下の組織の診断を正確かつ迅速に行うことができる。  
また、第4実施形態では、陰影情報抽出用の三次元画像作成時と色情報抽出用の三次元画像作成時とで異なる投影方向条件を設定することにより、浸潤組織をより適正に表示させたり強調表示させることができる。
【００７３】
＜その他＞
以上、第1実施形態〜第4実施形態について説明したが、これらを適宜組み合わせて医用画像表示装置1を構成してもよい。  
また、上述の実施形態では大腸等の管腔臓器内壁の表面下の浸潤組織の描画について説明したが、これに限定されない。本発明の医用画像表示装置は、生体組織表面下の組織の描出に適用することができる。例えば、心臓の三次元画像における心筋内の梗塞部位の色付け強調や、乳房の三次元画像における乳がん発症部位の色付け強調等の応用が可能である。
【００７４】
また、操作者がマウス8やキーボード9を用いて、取得された医用画像情報において1つまたは複数の三次元領域を選択し、CPU2は、選択された三次元領域の医用画像情報を用いて、複数の異なる条件で複数の三次元画像を作成しても良い。  
また、X線CT装置やMRI装置や超音波撮影装置等の医用画像撮影装置が本発明の医用画像表示装置または医用画像表示方法を内部に含んだ形態でもよい。
【００７５】
以上、本発明に係る医用画像表示装置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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【国際調査報告】
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