(57)【要約】【課題】  ダブルオブリーク像の断面の位置を把握しやすくする。【解決手段】    被写体の内部構造を表す三次元ボクセルデータを用いて前記被写体を所定の断面で切り取った断面画像を生成して表示して断面の方向を変更するが、ダブルオブリーク画像になったときには、断面を回転させてシングルオブリーク画像に戻して表示する。【選択図】          図１
2006223449.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体の内部構造を表す三次元ボクセルデータを用いて前記被写体を所定の断面で切り取った断面画像を生成して表示部に表示させる断面画像表示手段と、
前記表示する断面画像の断面の方向を入力する断面方向入力手段と、
前記表示部に表示されている断面画像をダブルオブリーク画像からシングルオブリーク画像に戻す指示を入力する指示入力手段と、
前記表示部に表示されている断面画像の断面の方向を取得する断面方向取得手段と、
前記指示入力手段によりダブルオブリーク画像からシングルオブリーク画像に戻す指示が入力されると、前記断面方向取得手段に前記表示部により表示されている断面画像の断面の方向を取得させ、該方向がダブルオブリーク画像であることを示す場合には、前記断面上の所定の点を中心に回転させてシングルオブリーク画像となる断面を求め、該断面のシングルオブリーク画像を前記断面画像表示手段に生成させて表示させるシングルオブリーク画像表示手段とを備えたことを特徴とする断面表示装置。
【請求項２】
前記ダブルオブリーク画像から戻すシングルオブリーク画像の断面が、前記ダブルオブリーク画像の断面からの回転角が最も少ない断面であることを特徴とする請求項１記載の断面表示装置。
【請求項３】
コンピュータを、
被写体の内部構造を表す三次元ボクセルデータを用いて前記被写体を所定の断面で切り取った断面画像を生成して表示部に表示させる断面画像表示手段と、
前記表示する断面画像の断面の方向を入力する断面方向入力手段と、
前記表示部に表示されている断面画像をダブルオブリーク画像からシングルオブリーク画像に戻す指示を入力する指示入力手段と、
前記表示部に表示されている断面画像の断面の方向を取得する断面方向取得手段と、
前記指示入力手段によりダブルオブリーク画像からシングルオブリーク画像に戻す指示が入力されると、前記断面方向取得手段に前記表示部により表示されている断面画像の断面の方向を取得させ、該方向がダブルオブリーク画像であることを示す場合には、前記断面上の所定の点を中心に回転させてシングルオブリーク画像となる断面を求め、該断面のシングルオブリーク画像を前記断面画像表示手段に生成させて表示させるシングルオブリーク画像表示手段として機能させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，物体の空間的分布を三次元画像として表したボクセルデータの断面を表示する断面表示装置、及び、そのプログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＣＴ装置などによって人体の解剖学的な構造を正確にあらわす断面画像データが得られるようになり、異なる断面位置で撮影した複数の断面画像データを使用して三次元立体画像を再構成することが行われてきた。
【０００３】
医用画像の三次元表示法では一般に被写体の構造に対応した画素値を持つボクセルの三次元配列として取り扱い、主な表示法としては、断面変換処理（ＭＰＲ）を用いてボクセルの三次元配列の任意の断面を表示するものがある。
【０００４】
ＣＴ装置などによって撮影した画像データを用いて診断を行う際には、ＭＰＲ処理を用いて作成した断面画像を観察して診断が行われるが、一般に、面の設定が簡単であることからＣＴ画像に平行な面とこれに直交する２面の面に現れるアキシャル（Axial）像、コロナル（Coronal）像、サジタール（Sagittal）像などを作成することが多い。しかし、診断を行なう際にはオブリーク（Oblique）像と呼んでいる任意の断面像を観察したいという要求があり、腫瘤らしい陰影を発見すると、その周辺でマウスなどを用いて断面の傾きを変えてオブリーク像の観察が行なわれる。
【０００５】
マウスなどを用いた断面の傾きを変える操作に応じてオブリーク像は作成されるが、繰り返し操作を行なっているうちに断面をどのような方向に傾けた断面に現れるオブリーク像であるかが把握できなくなる場合がある。そこで、従来から、表示画面の一部に全体の座標軸と断面の方向との対応がつくように、さいころ表示を行なったり、引用文献１に提案されているような手法で、割面表示を行なって、表示されているオブリーク像がどの断面の像であるかが認識できるようにしている。
【０００６】
あるいは、ＭＰＲ画像と三次元画像の設定と空間位置把握をお互いに容易にすることができるように、３直交平面とこの３直交平面に交差するボクセルのＭＰＲ画像表示し、３直交平面のＭＰＲ画像を画像三次元ボクセルと同一の座標系をもつ空間において、対応する位置の写像を表示して、ＭＰＲ画像を直感的に認識する方法が提案されている（例えば、引用文献２など）。
【特許文献１】特開平１−９８０８４号公報
【特許文献２】特開２００１−１０１４５０公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述の引用文献１，２に挙げられるような方法を用いても、繰り返しいろんな操作を行なってオブリーク像の断面の方向を変えているうちに、どの断面を観察していたのかが把握できなくなる場合がある。特に、ダブルオブリーク画像になった場合には被写体のどこの断面画像を観察しているかがわからなくなることが頻繁に発生する。
【０００８】
そこで、本発明はダブルオブリーク像の断層位置を把握することが容易な表示装置、表示方法、及び、そのプログラム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】
本願発明の断面表示装置は、被写体の内部構造を表す三次元ボクセルデータを用いて前記被写体を所定の断面で切り取った断面画像を生成して表示部に表示させる断面画像表示手段と、
前記表示する断面画像の断面の方向を入力する断面方向入力手段と、
前記表示部に表示されている断面画像をダブルオブリーク画像からシングルオブリーク画像に戻す指示を入力する指示入力手段と、
前記表示部に表示されている断面画像の断面の方向を取得する断面方向取得手段と、
前記指示入力手段によりダブルオブリーク画像からシングルオブリーク画像に戻す指示が入力されると、前記断面方向取得手段に前記表示部により表示されている断面画像の断面の方向を取得させ、該方向がダブルオブリーク画像であることを示す場合には、前記断面上の所定の点を中心に回転させてシングルオブリーク画像となる断面を求め、該断面のシングルオブリーク画像を前記断面画像表示手段に生成させて表示させるシングルオブリーク画像表示手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１０】
また、本願発明のプログラムは、コンピュータを、
被写体の内部構造を表す三次元ボクセルデータを用いて前記被写体を所定の断面で切り取った断面画像を生成して表示部に表示させる断面画像表示手段と、
前記表示する断面画像の断面の方向を入力する断面方向入力手段と、
前記表示部に表示されている断面画像をダブルオブリーク画像からシングルオブリーク画像に戻す指示を入力する指示入力手段と、
前記表示部に表示されている断面画像の断面の方向を取得する断面方向取得手段と、
前記指示入力手段によりダブルオブリーク画像からシングルオブリーク画像に戻す指示が入力されると、前記断面方向取得手段に前記表示部により表示されている断面画像の断面の方向を取得させ、該方向がダブルオブリーク画像であることを示す場合には、前記断面上の所定の点を中心に回転させてシングルオブリーク画像となる断面を求め、該断面のシングルオブリーク画像を前記断面画像表示手段に生成させて表示させるシングルオブリーク画像表示手段として機能させることを特徴とするものである。
【００１１】
「断面画像表示手段」は、被写体の所望の方向の断面を表示するもので、ＭＰＲ（Multi-Planner  Reconstruction）等の断面を変換して表示する機能を備え、被写体の中心軸に垂直な直交断面や冠状断面（中心軸に沿った方向の断面）を表示するものがある。また、これはＭＰＶＲの機能を備えたものであってもよい。
【００１２】
また、前記シングルオブリーク画像となる断面は、前記ダブルオブリーク画像の断面からの回転角が最も少ない断面である方が望ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本願発明によれば、断層画像の断面位置を徐々に変えながら観察を行なっている際、ダブルオブリーク画像になったときにシングルオブリーク画像に戻すようにすることで、表示されている断面画像が被写体のどの位置であるのかを把握しやすくなる。
【００１４】
また、シングルオブリーク画像に戻す際、ダブルオブリーク画像の断面からの回転角が最も少ない断面のシングルオブリーク画像を生成することにより、被写体のどの位置を観察しているのか一層わかりやすくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明の断面表示装置について詳細に説明する。図１に示すように、本発明の断面表示装置１は、物体の内部構造の空間的分布を表す三次元ボクセルデータＡを用いて前記被写体を所定の断面で切り取った像を生成して表示部１１に表示させる断面画像表示手段１０と、表示部１１に表示する断面画像の断面の方向を入力する断面方向入力手段２０と、表示されている断面画像をダブルオブリーク画像からシングルオブリーク画像に戻す指示を入力する指示入力手段３０と、シングルオブリーク画像に戻す指示が入力されると表示部１１に表示されている断面画像の断面の方向を取得する断面方向取得手段４０と、断面方向取得手段４０で取得した断面の方向がダブルオブリーク画像であること示す場合には、断面上の所定の点を中心に回転させてシングルオブリーク像となる断面を求め、断面画像表示手段１０にシングルオブリーク画像を生成させて表示させるシングルオブリーク画像表示手段５０とを備える。
【００１６】
３次元ボクセルデータＡは、図２に示すように、ＣＴ装置、ＭＲＩ装置、超音波診断装置（エコー）等で被写体を撮影して得られた３次元的に配列された画素からなるボリュームデータである。
【００１７】
断面画像表示手段１０は、ＭＰＲ（Multi-Planner Reconstruction）処理などを用いて、３次元ボクセルデータＡを任意の断面Ｓで切り取ったときに現れるＸＹ平面上に現れるアキシャル像、ＸＺ平面上に現れるコロナル像、ＹＺ平面上に現れるサジタール像、さらに、斜め方向の断面に現れるオブリーク像などを作成して表示する。被写体と座標軸との関係は図３に示すようになる。
【００１８】
断面方向入力手段２０は、ディスプレイ装置などの表示部１１上に表示する像の断面Ｓの方向を入力する。例えば、図４に示すように、オペレータがマウスなどのポインティングデバイスを用いて中心点Ｐｃを指定し、ディスプレイ装置上に表示されている像を見ながら中心点Ｐｃを軸に断面Ｓの矢印の方向に回転させて断面の方向を決める。以下、表示部１１をディスプレイ装置として説明する。
【００１９】
指示入力手段３０は、ディスプレイ装置１１上に表示されている断面Ｓの方向をダブルオブリーク画像からシングルオブリーク画像に戻すような指示を入力する。
【００２０】
以下、本実施例における断面表示装置１の作用を説明する。
【００２１】
まず、ＣＴ撮影して得られた画像を用いて診断を行う場合、被写体の断面の位置の把握が容易なアキシャル像、コロナル像、サジタール像を断面画像表示手段１０で生成して、図５（ａ）に示すような画像をディスプレイ装置１１上に表示する。医師などのオペレータが表示された画像を観察して、病変らしい陰影を発見したときには病変部の大きさや形状を確認するために、断面方向入力手段２０で断面上に断面を回転させる中心点Ｐｃを指定し、中心点Ｐｃを中心に断面を回転させ断面を傾け、傾向いた断面上に現れるオブリーク像の画像を断面画像表示手段１０で生成しディスプレイ装置１１上に表示する。図５(ａ) の右上はオブリーク像であるが、このオブリーク像は、コロナル像（あるいは、サジタール像）の断面をＸＹ平面（アキシャル像）上の直線Ｌの方向に傾けた断面上に現れる像である（図５（ｂ）参照）。
【００２２】
このようにディスプレイ装置１１上に表示されている像を見ながら断面の方向を徐々に変えているうちにダブルオブリーク画像になる場合がある。ダブルオブリーク画像の断面は、例えば、図６に示すようにＸＹ平面（アキシャル像）と直線Ｌ１で交差し、さらにＸＺ平面（コロナル像）と直線Ｌ２で交差し、ＹＺ平面（サジタール像）と直線Ｌ３で交差する断面であるが、被写体をどの位置でどの方向に切り取った断面であるかの把握が難しい。そこで、ダブルオブリーク画像を一旦シングルオブリーク画像に戻すことにより、被写体のどの位置であるかの把握が容易なる。
【００２３】
そこで、ディスプレイ装置１１上に表示されている像がダブルオブリーク画像である場合には、例えば、オペレータがキーボードやマウスなどのポインティングデバイスを用いてディスプレイ装置１１に表示されている「シングルオブリークに戻す」とかかれたボタンなど（不図示）を押して指示入力手段３０で指示を入力する。
【００２４】
シングルオブリーク画像に戻すように指示が入力されると、断面方向取得手段３０は現在ディスプレイ装置１１上に表示している断面の方向を求める。断面の方向は断面の法線ベクトルＮを用いて表わすことができる。また、法線ベクトルＮ＝（Ｎｘ,Ｎｙ,Ｎｚ）は、断面上にある２つのベクトルｖ１＝（X１,Y１,Z１）、ｖ２＝（X２,Y２,Z２）の外積から、次式（１）のように求めることができる。
【００２５】
Ｎ＝（Ｎｘ,Ｎｙ,Ｎｚ）＝ｖ１×ｖ２
＝（Y１・Z２−Z１・Y２,Z１・X２−X１・Z２, X１・Y２−Y１・X２）          （１）
具体的に、例えば、図６に示すようにＸＹ平面と断面が直線L１で交差し、ＸＺ平面と断面が直線L２で交差している場合、交差する各直線Ｌ１，Ｌ２の方向を表すベクトルｖ１＝（Ｌ１Ｘ, Ｌ１Ｙ,０）、ｖ２＝（Ｌ２Ｘ,０, Ｌ２Ｚ）とすると、断面の法線方向Ｎは式（２）のようになる。
【００２６】
Ｎ＝（Ｎｘ,Ｎｙ,Ｎｚ）＝（Ｌ１Ｙ・Ｌ２Ｚ, Ｌ１Ｘ・Ｌ２Ｚ, Ｌ１Ｙ・Ｌ２Ｘ）    （２）
ダブルオブリーク画像の断面は、法線ベクトルＮの全ての成分が０以外の値を持つが、シングルオブリーク画像の断面は、法線ベクトルＮの成分のうちの１つの成分が０となる。また、法線ベクトルＮの成分が、Ｚ成分のみ値を持ち、Ｘ成分とＹ成分が０の場合はＸＹ断面上に現れるアキシャル画像となり、Ｙ成分のみ値を持ち、Ｘ成分とＺ成分が０の場合はＸＺ断面上に現れるコロナル画像となり、Ｘ成分のみ値を持ち、Ｙ成分とＺ成分が０の場合はＹＺ断面上に現れるサジタール画像となる。
【００２７】
そこで、シングルオブリーク画像表示手段５０は、表示されている断面の法線ベクトルＮを断面方向取得手段４０によって求め、法線ベクトルＮの全ての成分が０以外の値を持つ場合は、現在表示されている断面画像がダブルオブリーク画像であると判断し、ダブルオブリーク画像である場合には、法線ベクトルＮの各成分Ｎｘ,Ｎｙ,Ｎｚのうちの１つの成分を０にしたベクトルをシングルオブリーク画像の断面の法線方向として求める。この場合、シングルオブリーク画像の方向は３通り考えられるが、ダブルオブリーク断面からシングルオブリーク断面に変えるとき、観察している断面が大きく変わるのは好ましくないことから、ダブルオブリークの法線ベクトルＮの各成分Ｎｘ,Ｎｙ,Ｎｚの絶対値の値が最も小さい値を持つ成分を０としたベクトルをシングルオブリークの方向とする。また、シングルオブリーク断面は、断面方向入力手段２０で断面を回転するときに用いた中心点Ｐｃを軸に中心にして回転させた断面とする。具体的に、例えばダブルオブリーク断面の法線ベクトルＮｄｏｕが、Ｎｄｏｕ＝（0.1，0.5，0.86）の場合、シングルオブリーク断面に戻すときの法線ベクトルＮｓｉｎは、Ｎｓｉｎ＝（0，0.5，0.86）とする。
【００２８】
このときのシングルオブリーク断面上に存在する点の位置ベクトルをＱとすると、シングルオブリーク断面は下式（３）のように表すことができる。
【００２９】
（Ｑ−Ｐｃ）・Ｎｓｉｎ＝０                                        （３）
Nxｓｉｎ・X＋Nyｓｉｎ・y＋Nzｓｉｎ・z−(Nxｓｉｎ・Pcx＋Nyｓｉｎ・Pcy＋Nzｓｉｎ・Pcz）＝０
ただし、Ｑ＝（ｘ、ｙ、ｚ）
Ｐｃ＝（Ｐｃｘ，Ｐｃｙ，Ｐｃｚ）：中心点の位置のベクトル
Ｎｓｉｎ＝（Nxｓｉｎ，Nyｓｉｎ，Nzｓｉｎ）：シングルオブリーク断面の法線ベクトル
シングルオブリーク画像表示手段５０は、上式（３）で表される断面上に現れるシングルオブリーク画像を、断面画像表示手段１０を用いて生成しディスプレイ装置１１上に表示する。
【００３０】
上述では、ダブルオブリーク断面からシングルオブリーク断面に変える場合に、断面方向入力手段２０で断面を回転させるときに設定した中心点Ｐｃを中心にして回転させて、ダブルオブリーク断面からングルオブリーク断面に戻す場合について説明したが、指示入力手段３０でシダブルオブリーク断面からングルオブリーク断面に変えるように指示を入力するときに、断面の回転させる中心点を設定するようにしてもよい。
【００３１】
以上、詳細に説明したように、表示されている像がダブルオブリーク像の場合、シングルオブリークに戻すように指示されると、ダブルオブリーク像からの変化が最も少ない方向に断面を回転させてシングルオブリーク像を表示することにより、表示されておりオブリーク断面の位置が把握しやすくなる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】断層画像装置の概略構成図
【図２】ボリュームデータを説明するための図
【図３】被写体と座標軸の関係を説明するための図
【図４】断面の回転を説明するための図
【図５】アキシャル像、コロナル像、サジタール像とシングルオブリーク画像の関係を説明するための図
【図６】アキシャル像、コロナル像、サジタール像とダブルオブリーク画像の関係を説明するための図
【符号の説明】
【００３３】
１  断面表示装置
１０  断面画像表示手段
２０  断面方向入力手段
３０  指示入力手段
４０  断面方向取得手段
５０  シングルオブリーク画像表示手段
【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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