(57)【要約】【課題】  管状組織の内壁面の陰になっている部分を観察することができる画像処理方法を提供する。【解決手段】  仮想光線２２をパス２１に対して傘仰角θの方向を保って、パス２１の周りに３６０度回転することにより投影画像を生成する。仮想光線２２を斜めに投影することによって、管状組織２３の内壁面の陰になっている部分（矢印ｐ参照）を明瞭に観察することができる。【選択図】  図２
2006068301.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パス近傍の生体情報を可視化する画像処理方法であって、
前記パスに沿った視点から、仮想交線を任意の仰角に投射した投影画像により、前記生体情報を可視化するステップを有する画像処理方法。
【請求項２】
請求項１記載の画像処理方法であって、
前記投影画像を、ボリュームレンダリング処理により生成するステップを有する画像処理方法。
【請求項３】
請求項１記載の画像処理方法であって、
前記投影画像を、サーフィスレンダリング処理により生成するステップを有する画像処理方法。
【請求項４】
請求項１記載の画像処理方法であって、
前記投影画像を、ネットワーク分散処理により生成するステップを有する画像処理方法。
【請求項５】
請求項１記載の画像処理方法であって、
前記投影画像を、ＧＰＵを使用して生成するステップを有する画像処理方法。
【請求項６】
請求項１記載の画像処理方法であって、
前記仮想光線を、直線状に投射するステップを有する画像処理方法。
【請求項７】
請求項１記載の画像処理方法であって、
前記仮想光線の卍状に開始点を移動させるステップを有する画像処理方法。
【請求項８】
請求項１記載の画像処理方法であって、
前記仮想光線を、曲線状もしくは折れ線状に投射するステップを有する画像処理方法。
【請求項９】
請求項８記載の画像処理方法であって、
前記仮想光線を、らせん状に投射するステップを有する画像処理方法。
【請求項１０】
請求項８記載の画像処理方法であって、
前記仮想光線を、渦状に投射するステップを有する画像処理方法。
【請求項１１】
請求項１記載の画像処理方法であって、
前記投影画像を、仮想内視鏡画像と同時に表示するステップを有する画像処理方法。
【請求項１２】
請求項１記載の画像処理方法であって、
前記仮想光線の反射光を、前記仰角を組み込んだ関数を用いて算出するステップを有する画像処理方法。
【請求項１３】
請求項１記載の画像処理方法であって、
前記仮想光線の計算ステップ間隔を、前記仰角に依存させるステップを有する画像処理方法。
【請求項１４】
請求項１記載の画像処理方法であって、
前記仰角を変えて複数の投影画像を生成するステップを有する画像処理方法。
【請求項１５】
請求項１４記載の画像処理方法であって、
前記仰角が異なる複数の投影画像を並べて表示するステップを有する画像処理方法。
【請求項１６】
請求項１４記載の画像処理方法であって、
前記仰角が異なる複数の投影画像を合成して表示するステップを有する画像処理方法。
【請求項１７】
請求項１４記載の画像処理方法であって、
前記仰角が異なる複数の投影画像を順次表示するステップを有する画像処理方法。
【請求項１８】
請求項１記載の画像処理方法であって、
前記仰角をＧＵＩにより可変するステップを有する画像処理方法。
【請求項１９】
請求項１記載の画像処理方法であって、
前記仰角を、前記パスを軸とした回転角に応じて変更するステップを有する画像処理方法。
【請求項２０】
請求項１記載の画像処理方法であって、
前記仰角を、前記パス上の位置に応じて変更するステップを有する画像処理方法。
【請求項２１】
請求項１記載の画像処理方法であって、
ボクセルのデータに基づいて前記投影画像を生成する際、前記ボクセルが前記仰角に応じてせん断変形したと仮定してグラディエントを計算するステップを有する画像処理方法。
【請求項２２】
コンピュータに、請求項１ないし２３のいずれか一項記載の各ステップを実行させるための画像処理プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、管状組織を可視化する画像処理方法及び画像処理プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、コンピュータを用いた画像処理技術の進展に伴い、３次元物体の内部を可視化する技術が注目されている。特に、医療分野では、生体内部を可視化することにより病巣を早期に発見することができるＣＴ（Computed Tomography）装置もしくはＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）装置による医療診断が広く行われている。
【０００３】
また、物体内部の３次元画像を得る方法として、ボリュームレンダリングという方法が知られている。このボリュームレンダリングでは、３次元のボクセル（微小体積要素）空間に対して光（レイ）を照射することにより投影面に画像が投影される。この操作をレイキャスティングと称する。このレイキャスティングでは、レイの経路に沿って一定間隔でサンプリングし、各サンプリング点のボクセルからボクセル値を取得する。
【０００４】
ボクセルは、物体の３次元領域の構成単位であり、ボクセル値は、ボクセルの濃度値等の特性を表わす固有のデータである。物体全体はボクセル値の３次元配列であるボクセルデータで表現される。通常、ＣＴにより得られる２次元の断層画像データを断層面に垂直な方向に沿って積層し、必要な補間を行うことにより３次元配列のボクセルデータが得られる。
【０００５】
レイキャスティングでは、仮想視点から物体に対して照射された仮想光線に対する仮想反射光は、ボクセル値に対して人為的に設定される不透明度に応じて生ずるものとされる。そして、仮想的な表面を捕捉するためにボクセルデータのグラディエントすなわち法線ベクトルを求め、仮想光線と法線ベクトルのなす角の余弦から陰影付けのシェーディング係数を計算する。仮想反射光は、ボクセルに照射される仮想光線の強度にボクセルの不透明度とシェーディング係数を乗じて算出される。
【０００６】
図１２（ａ）は、人体内部の管状組織を可視化する場合として、大腸をボリュームレンダリングの平行投影法により表示した例を示す。このようなボリュームレンダリングによれば、腹部の断層面に垂直な方向に沿って順次得られる２次元の断層画像データから、大腸の３次元構造を透視するイメージ画像を形成することができる。しかしながら、平行投影法による画像は、外部からの観察には適しているが内側からの観察には適していない。
【０００７】
図１２（ｂ）は、ボリュームレンダリングで大腸内部の中心投影画像を作成することによって仮想内視鏡（Virtual Endoscope）を構成した例を示す。このように、ボクセルデータを管状組織の内部の視点から再構成することによって、内視鏡検査を模擬することができ、管状組織内部のポリープ等を発見することができる。
しかし、仮想内視鏡画像には一度に表示される領域が狭いので、診断を行うには多数の仮想内視鏡画像を参照する必要があるという欠点がある。
【０００８】
図１３は、平行投影法と中心投影法を説明するための図である。平行投影法は、図１３（ａ）に示すように、仮想視点８１から仮想光線８２を平行に照射し、主に観察対象８３を外側から観察するための画像を生成することができる。一方、中心投影法は、図１３（ｂ）に示すように、仮想視点８４から仮想光線８５を放射状に照射する。中心投影法では、人間が目で見るのと同じように、遠近感をつけた表現によりリアリティのある画像を生成することができる。
【０００９】
図１４は、レイキャスティングにおいて、円筒座標系を利用した管状組織の展開表示の例を示す。図１３（ｂ）に示した中心投影法によれば大腸等の内視鏡検査を模擬することができるが、大腸の内部を移動しながら検査する場合に、ポリープ等の管壁における位置あるいはポリープ等の大きさを正確に把握することが難しい。
【００１０】
そこで、図１４（ａ）に示すように、大腸９３の中心線９４上に仮想視点９１をとり、仮想視点９１から仮想光線９２を中心線９４に垂直な方向に放射することにより、大腸９３の内壁面の画像を生成する。そして、その画像を中心線９４に平行に切り開いて、図１４（ｂ）に示すような、大腸の内壁面の展開表示を行なうことができる。
【００１１】
図１５は、円筒座標系を利用した円筒投影法の説明図である。図１５（ａ）は、管状組織１０１の内部に設定された円筒座標系１０２と、円筒座標系１０２の中心軸から放射される仮想光線１０３を示す。図１５（ｂ）は、円筒座標系１０２が、中心軸に沿った距離ｈと中心軸の周りの角度αにより、Ｃ（ｈ，α）として表される様子を示す。また、図１５（ｃ）は、円筒座標Ｃ（ｈ，α）を展開して２次元座標ｌ（ｕ，ｖ）に変換する様子を示す。また、図１５（ｄ），（ｅ）は、管状組織１０１の中心軸から仮想光線１０３を放射する様子を示す。このように、管状組織１０１の内部に円筒座標系１０２を仮定し、その中心軸より放射状に投影を行うことにより、管状組織１０１の内壁面の３６０度パノラマ画像を作成することができる。
【００１２】
図１６は、観察対象の管状組織が屈曲している場合の屈曲円筒投影法を説明するための図である。屈曲円筒投影法は、図１６（ａ），（ｂ）に示すように、観察対象の管状組織１１１が屈曲している場合に、屈曲した中心線１１２から仮想光線１１３を放射して投影する方法である。このように屈曲円筒投影法によれば、屈曲している実際の人間の臓器に沿った中心線（Central Path）１１２を仮定し、それを中心に投影することにより、ＣＴデータにより検査を行うことができる（例えば、非特許文献１参照）。
【非特許文献１】アー・フィラノヴァ・バルトローリ（A. Vilanova Bartroli），エル・ヴェゲンキットル（R. Wegenkittl ），アー・ケニッヒ（A. Konig），エー・グレーレル（E. Groller），「仮想大腸展開方法（Virtual Colon Unfolding ）」，米国電気電子学会論文誌(IEEE Visualization)，米国，2001年，p411-420
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、上記従来の屈曲円筒投影法にあっては、仮想光線を投射する角度が固定であり、中心パスに垂直に放射されるため、管状組織の曲がり方及び内壁面の形状によっては観察しにくい場所が生じるという事情がある。
【００１４】
図１７は、屈曲円筒投影法の問題点を説明するための図である。図１７に示すように、大腸１２１の内壁面を観察する場合に、仮想光線１２３は、中心パス１２２に垂直に放射されるため、大腸１２１のひだの裏側（矢印ｐ参照）が観察しにくい。
【００１５】
この課題は、非特許文献１では対象臓器の表面形状を取得した上で表面の折りたたみ構造を有限要素変形的アプローチで引き伸ばす方法で解決を試みているが、この方法では臓器表面抽出において主観的で複雑な条件設定が必要である、引き伸ばし過程でポリープも引き伸ばされ病変部が把握できなくなる、表面抽出、引き伸ばしの計算が膨大である、などの欠点があり実用的とはいいがたい。
【００１６】
本発明は、上記従来の事情に鑑みてなされたものであって、管状組織の内壁面の陰になっている部分を客観的で簡便な方法で観察することができる画像処理方法及び画像処理プログラムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の画像処理方法は、パス近傍の生体情報を可視化する画像処理方法であって、前記パスに沿った視点から、仮想交線を任意の仰角に投射した投影画像により、前記生体情報を可視化するステップを有する。
上記構成によれば、仮想光線を任意の仰角に投射することにより、９０°以外の仰角での投射が可能となり、管状組織の内壁面が入り組んだ形状をなす部分等の陰になっている部分にも仮想光線を投射することができる為、管状組織の内壁面の陰になっている部分を観察することができる。
【００１８】
また、本発明の画像処理方法は、前記投影画像を、ボリュームレンダリング処理により生成するステップを有する。また、本発明の画像処理方法は、前記投影画像を、サーフィスレンダリング処理により生成するステップを有する。また、本発明の画像処理方法は、前記投影画像を、ネットワーク分散処理により生成するステップを有する。また、本発明の画像処理方法は、前記投影画像を、ＧＰＵを使用して生成するステップを有する。
【００１９】
また、本発明の画像処理方法は、前記仮想光線を、直線状に投射するステップを有する。また、前記仮想光線の開始点を移動させるステップを有する。
【００２０】
また、本発明の画像処理方法は、前記仮想光線を、曲線状もしくは折れ線状に投射するステップを有する。また、本発明の画像処理方法は、前記仮想光線を、らせん状に投射するステップを有する。また、本発明の画像処理方法は、前記仮想光線を、渦状に投射するステップを有する。
【００２１】
また、本発明の画像処理方法は、前記投影画像を、仮想内視鏡画像と同時に表示するステップを有する。
【００２２】
また、本発明の画像処理方法は、前記仮想光線の反射光を、前記仰角を組み込んだ関数を用いて算出するステップを有する。
【００２３】
また、本発明の画像処理方法は、前記仮想光線の計算ステップ間隔を、前記仰角に依存させるステップを有する。
【００２４】
また、本発明の画像処理方法は、前記仰角を変えて複数の投影画像を生成するステップを有する。上記構成によれば、前記仰角が可変であることにより、パス上の視点から、仰角を変化させて管状組織の内壁面を見ることができる為、管状組織の内壁面の陰になっている部分を隈なく観察することができる。
【００２５】
また、本発明の画像処理方法は、前記仰角が異なる複数の投影画像を並べて表示するステップを有する。また、本発明の画像処理方法は、前記仰角が異なる複数の投影画像を合成して表示するステップを有する。また、本発明の画像処理方法は、前記仰角が異なる複数の投影画像を順次表示するステップを有する。
【００２６】
また、本発明の画像処理方法は、前記仰角をＧＵＩにより可変するステップを有する。上記構成によれば、ユーザにとって好ましい画像が生成できる。
【００２７】
また、本発明の画像処理方法は、前記仰角を、前記パスを軸とした回転角に応じて変更するステップを有する。上記構成によれば、管状組織の形状に合わせた最適な画像が生成できる。
【００２８】
また、本発明の画像処理方法は、前記仰角を、前記パス上の位置に応じて変更するステップを有する。上記構成によれば、管状組織の形状に合わせた最適な画像が生成できる。
【００２９】
また、本発明の画像処理方法は、ボクセルのデータに基づいて前記投影画像を生成する際、前記ボクセルが前記仰角に応じてせん断変形したと仮定してグラディエントを計算するステップを有する。
【００３０】
さらに、本発明の画像処理プログラムは、コンピュータに、本発明の画像処理方法を実行させるためのプログラムである。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、仮想光線を任意の仰角に投射することにより、９０°以外の仰角での投射が可能となり、管状組織の内壁面が入り組んだ形状をなす部分等の陰になっている部分にも仮想光線を投射することができる為、管状組織の内壁面の陰になっている部分を観察することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
図１は、本発明の一実施形態にかかる画像処理装置が使用されるコンピュータ断層撮影装置を概略的に示す。コンピュータ断層撮影装置は、被検体の管状組織等を可視化するものである。Ｘ線源１からは図１に鎖線で示す縁部ビームを有するピラミッド状のＸ線ビーム束２が放射される。Ｘ線ビーム束２は、例えば患者３である被検体を透過しＸ線検出器４に照射される。Ｘ線源１及びＸ線検出器４は、本実施形態の場合にはリング状のガントリー５に互いに対向配置されている。リング状のガントリー５は、このガントリーの中心点を通るシステム軸線６に対して、図１に示されていない保持装置に回転可能（矢印a参照）に支持されている。
【００３３】
患者３は、本実施形態の場合には、Ｘ線が透過するテーブル７上に寝ている。このテーブルは、図１には同様に図示されていない支持装置によりシステム軸線６に沿って移動可能（矢印ｂ参照）に支持されている。
【００３４】
従って、Ｘ線源１及びＸ線検出器４は、システム軸線６に対して回転可能でありかつシステム軸線６に沿って患者3に対して相対的に移動可能である測定システムを構成するので、患者３はシステム軸線６に関して種々の投影角及び種々の位置のもとで投射されることができる。その際に発生するＸ線検出器４の出力信号は、ボリュームデータ生成部１１に供給され、ボリュームデータに変換される。
【００３５】
シーケンス走査の場合には患者３の層毎の走査が行なわれる。その際に、Ｘ線源１及びＸ線検出器４はシステム軸線６を中心に患者３の周りを回転し、Ｘ線源１及びＸ線検出器４を含む測定システムは患者３の２次元断層を走査するために多数の投影を撮影する。その際に取得された測定値から、走査された断層を表示する断層像が再構成される。相連続する断層の走査の間に、患者３はその都度システム軸線６に沿って移動される。この過程は全ての関心断層が捕捉されるまで繰り返される。
【００３６】
一方、スパイラル走査中は、Ｘ線源１及びＸ線検出器４を含む測定システムはシステム軸線６を中心に回転し、テーブル７は連続的に矢印ｂの方向に移動する。すなわち、Ｘ線源１及びＸ線検出器４を含む測定システムは、患者３に対して相対的に連続的にスパイラル軌道上を、患者３の関心領域が全部捕捉されるまで移動する。本実施形態の場合、図１に示されたコンピュータ断層撮影装置により、患者３の腹部範囲における多数の相連続する断層信号がボリュームデータ生成部１１に供給される。
【００３７】
ボリュームデータ生成部１１で生成されたボリュームデータセットは、画像処理部１８内のパス生成部１２に導かれる。パス生成部１２は、例えば観察対象の大腸（管状組織）の中心線を表現するパスを生成し、検査のパスとして設定する。パス生成部１２において生成されたパスは、屈曲円筒傘型投影画像生成部１５に供給される。
【００３８】
一方、画像処理部１８内の仰角決定部１４は、パス生成部１２において生成されるパス上の仮想視点におけるパスと仮想光線との角度である仰角（図２（ａ）参照）を決定し、屈曲円筒傘型投影画像生成部１５に供給する。なお、この仰角は、後述する操作部１３からの指示によりインタラクティブに変更可能である。
【００３９】
屈曲円筒傘型投影画像生成部１５は、パス生成部１２から供給されたパスに沿って仮想視点を移動させながら、仰角決定部１４から供給された仰角に従って仮想光線を傘状に放射し、管状組織の投影画像を生成する。屈曲円筒傘型投影画像生成部１５で生成された投影画像は後処理部１６に供給される。後処理部１６は、例えば、異なる仰角に対応する複数の投影画像の並列表示、異なる仰角に対応する複数の投影画像を順次表示するアニメーション表示、あるいは仮想内視鏡（ＶＥ）画像との同時表示などの処理を行う。後処理部１６で処理された投影画像はディスプレイ１７に供給され表示される。パス上の視点から、任意の仰角に投射した投影画像により、管状組織に対する画像表示を行うことにより、ひだの裏側等、管状組織の内壁面が入り組んだ形状をなす部分等の陰になっている部分にも仮想光線を投射することができる為、管状組織の内壁面の陰になっている部分を観察することができる。
【００４０】
また、操作部１３は、キーボードやマウスなどからの操作信号に応じて、仰角の変更、投影画像の切り替え等の制御信号を生成し画像処理部１８に供給する。これにより、ディスプレイ１７に表示された投影画像を見ながら投影画像をインタラクティブに変更し、ポリープ等の病巣を詳細に観察することができる。
【００４１】
図２は、本実施形態の画像処理方法における傘型投影法を説明するための図である。傘型投影法は、図２（ａ）に示すように、仮想光線２２をパス２１に対して仰角θの方向を保って、パス２１の周りに３６０度回転することにより投影画像を生成する。傘型投影法によれば、仮想光線２２を斜めに投影することによって、図２（ｂ）に示すように、管状組織２３の内壁面の陰になっている部分（矢印ｐ参照）を明瞭に観察することができる。
【００４２】
また、仮想光線２２がパス２１の周りに３６０度回転する場合に、パスの屈曲や操作部１３からの指示に応じて、仰角θを変化させることもできる。仰角θを仮想光線２２の回転に応じて変更することにより、管状組織２３が屈曲している場所の投影画像を補正することができ、歪のない投影画像を生成することができる。
【００４３】
また、仮想光線２２は、パスの屈曲や操作部１３からの指示に応じて、直線状あるいは曲線状に放射することができる。仮想光線２２を直線状あるいは曲線状に切り替えて放射することにより、陰影の異なる投影画像を生成することができ、小さなポリープ等を正確に発見することができる。
【００４４】
図３は、仰角θを変更して複数の投影画像を生成する場合の説明図である。前述のように、仰角θは、キーボードやマウス等から操作部３１に操作信号を送ることにより変更可能である。従って、図３（ｂ）に示すように、仰角をθ１，θ２，θ３と変更することにより、複数の投影画像を生成することができる。これらの複数の投影画像を比較することにより、管状組織３３の内壁面の陰になっている部分も明瞭に観察することができる。
【００４５】
図４は、複数の投影画像を比較表示する場合の説明図である。図４（ａ）は、管状組織４１のひだ４２の片側にある観察対象４３を観察する場合を示す。図４（ｂ）（１），（２），（３）は、同一の観察対象４３に対して仰角θを４５°，９０°，１３５°に変更して生成した投影画像を示す。このように、仰角θを変更することにより観察対象４３の表現が変化するため、病巣の形状変化等を的確に判断することができる。
【００４６】
なお、図４は、複数の投影画像を並べて表示する例を示したが、仰角θの異なる複数の投影画像を合成して表示することもできる。例えば、仰角θの異なる複数の投影画像から病巣と思われる部位を切り出し、輪郭強調、シェーディング補正、色補正あるいはコントラスト強調などの画像処理を行い、それらの画像を合成して表示することにより、病巣の進行状況等を正確に把握することができる。さらに、画像処理した複数の投影画像を順次表示するアニメーション表示を行うことにより、病巣のわずかな変化等を明瞭に観察することができる。
【００４７】
図５は、仮想光線を投射する際のレイキャストピッチの変更を説明するための図である。本実施形態では、仮想光線を投射する角度によりレイキャスト計算を行う間隔を変更する。これは仮想光線の投射角度によってボクセル格子との交差の角度が変わるためである。これにより、屈曲した部分における投影画像の歪を補正することができる。
【００４８】
図６は、投影画像を生成する場合のグラディエント計算を説明するための図である。投影画像で観察対象を表現する場合、図６（ａ）のように斜めに仮想光線６１を投射して投影画像を生成するより、図６（ｂ）のように観察対象を変形し、仮想光線６３を垂直に投射して投影画像を生成した方が、管状組織の表面（矢印部分６２，６４参照）の反射光を明瞭に表現することができ、対象を直感的に把握することができる。
【００４９】
しかし、元となるボリューム（観察対象）を変形させると計算量の増大或いはメモリ量の増大或いは画質の低下が発生するので、同様の効果を得るように、反射光の計算に当たって、仮想光線と面の角度を計算する。そして、グラディエント関数に仮想光線の仰角θを作用させる。また、グラディエントを計算する場合に、ボクセルが仰角θにあわせてせん断変形したと仮定して計算する。これにより、計算量の増大を抑えつつ、陰影の付き方が明瞭な投影画像を生成することができる。
【００５０】
図７は、非直線レイキャスティングを説明するための図であり、管状組織を中心パスに平行な面で切断した状態を示す。図７（ａ）に示すように、管状組織１３１が直線状の場合は、中心パス１３２から仮想光線１３３を直線状に放射するが、図７（ｂ）に示すように、管状組織１３４が曲がっている場合は、管状組織１３４の曲がりに合わせて仮想光線１３５を渦状に曲げると都合がよい。また、仮想光線１３５を折れ線で近似することによって、計算量を削減しても良い。
【００５１】
図８も、非直線レイキャスティングを説明するための図であり、管状組織を中心パスに垂直な面で切断した状態を示す。通常、図８（ａ）に示すように、仮想光線１４２は中心パスの直交断面から見れば放射状に放射されるが、この場合に、中心パスに沿ったひだ（ｐ参照）が観察しにくいことがある。
【００５２】
そこで、図８（ｂ）に示すように、仮想光線１４４を管状組織１４３のひだに当たるように渦状に投射する。これにより中心パスに沿ったひだ部分（ｐ参照）を明瞭に観察することができる。この場合も、仮想光線１４４を折れ線で近似することによって、計算量を削減することもできる。
【００５３】
上記の非直線レイキャストは図７、図８の両方を同時に実現しようとする場合は仮想光線１４４は渦状では実現できない。この場合は仮想光線１４４を同一平面状に収まらせず、らせん状に投射することによって実現ができる。この場合も、仮想光線１４４を折れ線で近似することによって、計算量を削減することもできる。
【００５４】
図９は、風車型レイキャスティングを説明するための図であり、管状組織を中心パスに垂直な面で切断した状態を示す。図９（ａ）に示すように、仮想光線１５１が直線であっても、卍型に光線計算の開始点を動かすことによって、通常の放射方法では観察しにくい部分を観察することができる。
【００５５】
図９（ｂ）は、仮想光線１５３の開始点を管状組織１５２の中心パスから卍型に移動させて放射させたものである。このような放射方法によっても、管状組織１５２の中心パスに沿ったひだ部分（ｐ参照）を明瞭に観察することができる。
【００５６】
図１０は、仰角θを、パス１６２を軸とした回転角φに応じて変化させる場合の説明図である。すなわち、上記の実施形態の画像処理方法において、仮想視点からの仰角θは一定値であったが、仰角θはパス１６２を軸とした回転角φに応じて変更してもかまわない。このようにすることによって、仮想視点からの仮想光線の集合が図１０（ａ）に示すように円錐を構成していたのに対して、仮想光線の集合が図１０（ｂ）のように一般化した錐を構成できる。これによって、内壁面１６１の凸凹や内壁面１６１とパス１６２の距離にあわせて仰角θをコントロールすることが可能となり、より明瞭な画像が得ることができる（図１０（ｃ）参照）。
【００５７】
また、図１１は、仰角θをパス１７２に沿った位置ｓにあわせて変化させる場合の説明図である。すなわち、上記の実施形態の画像処理方法において、仮想視点からの仰角θは一定値（図１１（ａ）参照）であったが、仰角θはパス１７２に沿った位置ｓにあわせて変化させてもかまわない（図１１（ｂ）参照）。これによって、内壁面１７１の凸凹や内壁面１７１とパス１７２の距離にあわせて仰角θをコントロールすることが可能となり、より明瞭な画像が得ることができる（図１１（ｃ）参照）。
【００５８】
なお、上記の実施形態の画像処理方法において、投影画像をサーフィスレンダリングで計算することもできる。サーフィスレンダリングは、ポリゴンなどの面を構成する要素を単位としてサーフィスデータを構成し３次元的物体を可視化する方法であり仮想光線を用いて画像を作成する点では同じである。ボリュームデータからサーフィスデータを作成するには例えば、適宜の閾値を設定してボリュームデータの領域を分割して、領域の境界面を求めることによってできる。
【００５９】
なお、上記の実施形態の画像処理方法において、作成された画像を表示していたが、必ず表示する必要はない。作成された画像をプログラムが使用する、作成された画像を後に表示するために保存する等の用途が存在するからである。
【００６０】
また、投影画像を生成する計算処理は、ＧＰＵ（Graphic Processing Unit）により行うことができる。ＧＰＵは、汎用のＣＰＵと比較して特に画像処理に特化した設計がなされている演算処理装置で、通常ＣＰＵとは別個にコンピュータに搭載される。
【００６１】
また、本実施形態の画像処理方法は、ボリュームレンダリングの計算を所定の角度単位、画像の領域、ボリュームの領域等で分割し、後で重ね合わせることができるので、パラレル処理やネットワーク分散処理、専用プロッセッサ、或いはそれらの複合により行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の一実施形態にかかる画像処理装置が使用されるコンピュータ断層撮影装置の概略ブロック図
【図２】本実施形態の画像処理方法における傘型投影法を説明するための図
【図３】仰角θを変更して複数の投影画像を生成する場合の説明図
【図４】複数の投影画像を比較表示する場合の説明図
【図５】仮想光線を投射する際のレイキャストピッチの変更を説明するための図
【図６】投影画像を生成する場合のグラディエント計算を説明するための図
【図７】非直線レイキャスティングを説明するための図
【図８】渦型レイキャスティングを説明するための図
【図９】風車型レイキャスティングを説明するための図
【図１０】仰角θを、パス１６２を軸とした回転角φに応じて変化させる場合の説明図
【図１１】仰角θをパス１７２に沿った位置ｓにあわせて変化させる場合の説明図
【図１２】人体内部の管状組織を可視化する場合として、大腸をボリュームレンダリングの平行投影法及び中心投影法により表示した例
【図１３】平行投影法と中心投影法を説明するための図
【図１４】レイキャスティングにおいて、円筒座標系を利用した管状組織の展開表示の例
【図１５】円筒座標系を利用した円筒投影法の説明図
【図１６】観察対象の管状組織が屈曲している場合の屈曲円筒投影法を説明するための図
【図１７】屈曲円筒投影法の問題点を説明するための図
【符号の説明】
【００６３】
１  Ｘ線源
２  Ｘ線ビーム束
３  患者
４  Ｘ線検出器
５  ガントリー
６  システム軸線
７  テーブル
１１  ボリュームデータ生成部
１２  パス生成部
１３  操作部
１４  仰角決定部
１５  屈曲円筒傘型投影画像生成部
１６  後処理部
１７  ディスプレイ
１８  画像処理部
２１  パス
２２  仮想光線
２３  管状組織
【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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