(57)【要約】【課題】医用画像処理装置において異なるレンダリング法で表示された画像を重畳表示させる際の視認性を向上させること。【解決手段】医用画像処理装置は、医用画像撮影装置で撮影された三次元ボリュームデータを入力する画像入力部と、画像入力部に入力された三次元ボリュームデータに基づいてボリュームレンダリング画像を生成するボリュームレンダリング手段と、三次元データに基づいてサーフェイスレンダリング画像を生成するサーフェイスレンダリング手段と、三次元空間における所定の視点位置から三次元ボリュームデータまでの長さを示す奥行情報を取得する奥行情報取得手段と、奥行情報取得手段が取得した奥行情報に基づいてサーフェイスレンダリング画像を表示させた後に、サーフェイスレンダリング画像に対してボリュームレンダリング画像を重畳表示させる表示制御手段と、を有することを特徴とする。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
医用画像撮影装置で撮影された三次元ボリュームデータを入力する画像入力部と、
前記画像入力部に入力された三次元ボリュームデータに基づいてボリュームレンダリング画像を生成するボリュームレンダリング手段と、
三次元データに基づいてサーフェイスレンダリング画像を生成するサーフェイスレンダリング手段と、
三次元空間における所定の視点位置から前記三次元ボリュームデータまでの長さを示す奥行情報を取得する奥行情報取得手段と、
前記奥行情報取得手段が取得した前記奥行情報に基づいて前記サーフェイスレンダリング画像を表示させた後に、前記サーフェイスレンダリング画像に対して前記ボリュームレンダリング画像を重畳表示させる表示制御手段と、
を有することを特徴とする医用画像処理装置。
【請求項２】
前記表示制御部は、前記サーフェイスレンダリング手段の生成に用いる前記三次元データにおける各ボクセル値の奥行情報と前記奥行情報とを比較した結果に基づいて、前記サーフェイスレンダリング画像の各ボクセルを表示させることを特徴とする請求項１に記載の医用画像処理装置。
【請求項３】
前記サーフェイスレンダリング画像は、前記画像入力部に入力された三次元ボリュームデータを用いて生成された拡散テンソル画像により得られる拡散の異方性に基づいて、神経線維の延在方向を追跡して取得した神経線維を可視化した三次元データに基づいて生成された画像であることを特徴とする請求項１または２に記載の医用画像処理装置。
【請求項４】
前記奥行情報取得手段は、前記所定の視点位置から前記サーフェイスレンダリング画像の三次元位置に対する第二の奥行情報を取得することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の医用画像処理装置。
【請求項５】
前記表示制御手段は、前記奥行情報取得手段が取得した前記奥行情報に基づいて前記サーフェイスレンダリング画像を表示させた後に、前記奥行情報取得手段が取得した前記第二の奥行情報に基づいて前記ボリュームレンダリング画像を前記サーフェイスレンダリング画像に対して重畳表示させることを特徴とする請求項４に記載の医用画像処理装置。
【請求項６】
前記ボリュームレンダリング手段は、前記第二の奥行情報よりも手前側の三次元ボリュームデータに基づいてボリュームレンダリング画像を生成することを特徴とする請求項４または５に記載の医用画像処理装置。
【請求項７】
前記ボリュームレンダリング手段は、前記第二の奥行情報よりも奥側の三次元ボリュームデータを用いずにボリュームレンダリング画像を生成することを特徴とする請求項６に記載の医用画像処理装置。
【請求項８】
前記奥行情報取得手段は、前記所定の視点位置から、前記三次元ボリュームデータのボクセルのうち不透明度が所定の値よりも大きいボクセルまでの長さを前記奥行情報として取得することを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の医用画像処理装置。
【請求項９】
前記表示制御手段は、前記ボリュームレンダリング手段と前記サーフェイスレンダリング手段のそれぞれでレンダリングする三次元ボリュームデータの種類に基づいて、前記サーフェイスレンダリング画像と前記ボリュームレンダリング画像のいずれの画像を先に表示させるかを切り替えることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の医用画像処理装置。
【請求項１０】
医用画像処理装置の制御方法であって、
医用画像撮影装置で撮影された三次元ボリュームデータを入力する画像入力工程と、
前記画像入力部に入力された三次元ボリュームデータに基づいてボリュームレンダリング画像を生成するボリュームレンダリング工程と、
サーフェイスレンダリング画像を生成するサーフェイスレンダリング工程と、
前記三次元ボリュームデータに基づいて三次元空間における所定の視点位置から前記三次元ボリュームデータまでの長さを示す奥行情報を取得する奥行情報取得工程と、
前記奥行情報取得手段が取得した前記奥行情報に基づいて前記サーフェイスレンダリング画像を表示させた後に、前記サーフェイスレンダリング画像に対して前記ボリュームレンダリング画像を重畳表示させる表示制御工程と、
を有することを特徴とする医用画像処理装置の制御方法。
【請求項１１】
医用画像処理装置を、
医用画像撮影装置で撮影された三次元ボリュームデータを入力する画像入力部と、
前記画像入力部に入力された三次元ボリュームデータに基づいてボリュームレンダリング画像を生成するボリュームレンダリング手段と、
サーフェイスレンダリング画像を生成するサーフェイスレンダリング手段と、
前記三次元ボリュームデータに基づいて三次元空間における所定の視点位置から前記三次元ボリュームデータまでの長さを示す奥行情報を取得する奥行情報取得手段と、
前記奥行情報取得手段が取得した前記奥行情報に基づいて前記サーフェイスレンダリング画像を表示させた後に、前記サーフェイスレンダリング画像に対して前記ボリュームレンダリング画像を重畳表示させる表示制御手段と、
して機能させることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３次元画像の医用画像処理装置、医用画像処理装置の制御方法、及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の医用画像処理装置として、生体の神経線維（白質繊維）の延在方向を追跡して表示するものが知られている。医用画像処理装置は、例えば、核磁気共鳴画像法（ＭＲＩ：Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ Ｉｍａｇｉｎｇ）装置によって撮影された拡散強調画像（ＤＷＩ:Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ-Ｗｅｉｇｈｔｅｄ Ｉｍａｇｉｎｇ）を用いて神経線維の走行を解析する。そして、医用画像処理装置は、当該神経線維の解析結果とＭＲＩ装置で撮影された生体組織とを三次元表示により可視化し、これらを重畳させて表示する。
【０００３】
特許文献１には、神経線維を示す３次元データと生体組織を含む３次元データとをそれぞれ異なるレンダリング法でレンダリングを行い、重畳表示を行う医用画像処理装置が開示されている。当該医用画像処理装置は、ボリュームレンダリング法で表示された生体組織のボクセルのうち、視点位置から所定の不透明度以上のボクセルまでの距離を算出する。そして、医用画像処理装置は、当該算出した距離を用いて神経線維をレンダリングした画像の表示位置を特定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−３４７７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の医用画像処理装置の算出方法では、ボクセルの不透明度の設定によっては、視点位置からボクセルまでの距離が正確に算出されない場合がある。このため、ボリュームレンダリング法で表示された生体組織の画像と他のレンダリング方法で表示される神経線維の画像とが誤った位置関係で重畳表示されるおそれがあった。そこで、本発明は、上記課題に鑑み、医用画像処理装置において、異なるレンダリング法でレンダリングされた画像を重畳表示させる際の視認性を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために本発明の医用画像処理装置は、医用画像撮影装置で撮影された三次元ボリュームデータを入力する画像入力部と、前記画像入力部に入力された三次元ボリュームデータに基づいてボリュームレンダリング画像を生成するボリュームレンダリング手段と、サーフェイスレンダリング画像を生成するサーフェイスレンダリング手段と、三次元空間における所定の視点位置から前記三次元ボリュームデータまでの長さを示す奥行情報を取得する奥行情報取得手段と、前記奥行情報取得手段が取得した前記奥行情報に基づいて前記サーフェイスレンダリング画像を表示させた後に、前記サーフェイスレンダリング画像に対して前記ボリュームレンダリング画像を重畳表示させる表示制御手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、医用画像処理装置において、異なるレンダリング法で表示された画像を重畳表示させる際の視認性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施形態における医用画像診断装置のハードウェア構成の一例を示す図である。
【図２】本実施形態における医用画像診断装置の機能を示す図である。
【図３】重畳表示が適切でない場合の一例を示す図である。
【図４】適切に重畳表示がなされた場合の一例を示す図である。
【図５】本実施形態における奥行情報取得部が取得する奥行情報を示す図である。
【図６】本実施形態における医用画像診断装置の解析・表示処理を示すフローチャートである。
【図７】本実施形態における重畳位置の決定処理を示すフローチャートである。
【図８】本実施形態における画像の表示順序の切り替え処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して、本実施形態を詳細に説明する。
【００１０】
図１は、医用画像処理装置１００のハードウェア構成の一例を示す図である。尚、図１に示す医用画像処理装置１００のハードウェア構成はこれに限らない。
【００１１】
医用画像処理装置１００は、パーソナルコンピュータ等の汎用コンピュータである。医用画像処理装置１００は、ＣＴ装置やＭＲＩ等で断層撮影することで得られた二次元の医用画像（以下、二次元医用画像という。）を積層してボリュームデータ（三次元データ）を生成する。尚、この二次元医用画像はＤＩＣＯＭ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｉｍａｇｉｎｇ  ａｎｄ  ＣＯｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  ｉｎ  Ｍｅｄｉｃｉｎｅ）画像である。そして、ボリュームデータに対してボリュームレンダリングを行うことで生成された三次元の医用画像（以下、三次元医用画像という。）を表示することができる。医用画像処理装置１００は、いわゆるパーソナルコンピュータであってもよいしサーバであってもよいが、ワークステーションのような医用画像を処理するために特化したコンピュータであることが望ましい。また、医用画像処理装置１００はタッチパネルを備えるタブレット端末や携帯端末であってもよい。
【００１２】
ＣＰＵ１０１は、システムバス１０４に接続される各デバイスやコントローラを統括的に制御する。
【００１３】
また、ＲＯＭ１０２あるいは外部メモリ１１１には、ＣＰＵ１０１の制御プログラムであるＢＩＯＳ（Ｂａｓｉｃ  Ｉｎｐｕｔ  ／  ＯｕｔｐｕｔＳｙｓｔｅｍ）やオペレーティングシステムプログラムが記憶されている。また外部メモリ１１１には、各機能を実現するために必要な各種プログラム等が記憶されている。ＲＡＭ１０３は、ＣＰＵ１０１の主メモリ、ワークエリア等として機能する。
【００１４】
ＣＰＵ１０１は、処理の実行に際して必要なプログラム等をＲＡＭ１０３にロードして、プログラムを実行することで各種動作を実現するものである。
【００１５】
また、入力コントローラ１０５は、キーボードやマウス等のポインティングデバイスといった入力デバイス１０９からの入力を制御する。
【００１６】
ビデオコントローラ１０６は、表示装置１１０等の表示器への表示を制御する。表示器はＣＲＴや液晶表示装置でも構わない。
【００１７】
メモリコントローラ１０７は、ハードディスクやフレキシブルディスク或いはＰＣＭＣＩＡカードスロットにアダプタを介して接続されるカード型メモリ等の外部メモリ１１１へのアクセスを制御する。外部メモリ１１１（記憶手段）は、ブートプログラム、ブラウザソフトウエア、各種のアプリケーション、フォントデータ、ユーザファイル、編集ファイル、各種データ等を記憶する。
【００１８】
通信Ｉ／Ｆコントローラ１０８は、ネットワークを介して、外部機器と接続・通信するものであり、ネットワークでの通信制御処理を実行する。例えば、ＴＣＰ／ＩＰを用いたインターネット通信等が可能である。
【００１９】
尚、ＣＰＵ１０１は、例えばＲＡＭ１０３内の表示情報用領域へアウトラインフォントの展開（ラスタライズ）処理を実行することにより、表示装置１１０上での表示を可能としている。また、ＣＰＵ１０１は、表示装置１１０上の不図示のマウスカーソル等でのユーザ指示を可能とする。
【００２０】
本実施形態における医用画像処理装置１００が後述する各種処理を実行するために用いられる各種プログラム等は、外部メモリ１１１に記録されており、必要に応じてＲＡＭ１０３にロードされることによりＣＰＵ１０１によって実行されるものである。さらに、本実施形態におけるプログラムが用いる定義ファイルや各種情報テーブルは外部メモリ１１１に格納されている。
【００２１】
図２は、医用画像処理装置１００の機能構成の一例を示す図である。尚、図２に示す各機能は、図１に示す各ハードウェアや各種プログラム等により実現される構成要素である。また、医用画像処理装置１００の機能構成は、これに限らない。
【００２２】
医用画像処理装置１００は、画像入力部２０１と、サーフェイスレンダリング画像生成部２０２と、ボリュームレンダリング画像生成部２０３と、奥行情報取得部２０４と、表示制御部２０５と、を備える。
【００２３】
画像入力部２０１は、医用画像撮影装置で撮影された三次元ボリュームデータを入力する機能部である。医用画像撮影装置は、医用モダリティであり、ＣＴ装置、ＭＲＩ装置等を含む。
【００２４】
三次元のボリュームデータは、通常、三次元配列で、各配列の要素は８から１６ビットの整数値や浮動小数のデータで粟原される。画像入力部２０１は、外部メモリ１１１を参照し、外部メモリ１１１に格納された画像を入力可能に構成されている。外部メモリ１１１には、例えば、ＭＲＩ装置で撮影された複数の画像が格納されている。例えば、複数の画像は、Ｔ１強調画像、Ｔ２強調画像、ＤＷＩ等である。
【００２５】
Ｔ１強調画像は、生体組織に含まれるプロトンの縦緩和時間が強調された画像である。Ｔ２強調画像は、生体組織に含まれるプロトンの横緩和時間が強調された画像である。ＤＷＩは、所定の方向から印加された一対の勾配磁場によって生体組織に含まれるプロトンに生じたスピン位相の乱れが画像化されたものである。外部メモリ１１１は、ＭＲＩ装置で撮影された画像に限られるものでなく、ＣＴ装置等で撮影された画像を記憶していてもよい。
【００２６】
外部メモリ１１１に格納された画像は、例えばＤＩＣＯＭ規格に準拠した形式の画像データである。ＤＩＣＯＭ規格においては、所定のタグで示すデータ格納位置に、当該画像を撮影したＭＲＩ装置名、型番又は製造元メーカー名等を格納する。なお、ＤＷＩの撮影条件については、ＭＲＩ装置又は製造元メーカーごとに異なる位置に格納される。撮影条件には、例えば、ＭＰＧの傾斜方向（Ｇｒａｄｉｅｎｔ  Ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ）、傾斜方向の数、及びＭＰＧの影響の強さを示すｂ値が含まれている。
【００２７】
画像入力部２０１は、観察対象となる生体組織が撮影された複数のＤＷＩ及びＴ２強調画像を入力する機能を有している。そして、画像入力部２０１は、入力した画像をサーフェイスレンダリング画像生成部２０２や、ボリュームレンダリング画像生成部２０３へ出力する機能を有している。
【００２８】
入力デバイス１０９は、ユーザ操作を入力する機能を有している。例えば、入力デバイス１０９は、マウスやキーボード等のユーザインターフェイスである。そして、入力デバイス１０９は、ユーザ操作によって指定された後述する始点領域、終端領域、回避領域、テンソル解析手法、マウスのポイント位置等を入力する機能を有している。
【００２９】
サーフェイスレンダリング画像生成部２０２は、複数のＤＷＩ及びＴ２強調画像を用いて拡散テンソル解析を行い、拡散テンソル画像（ＤＴＩ：Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ  Ｔｅｎｓｏｒ  Ｉｍａｇｉｎｇ）を生成する機能を有している。そして、サーフェイスレンダリング画像生成部２０２は、拡散テンソル画像から神経線維の延在方向を追跡し、神経線維の三次元位置を特定する。サーフェイスレンダリング画像生成部２０２は、特定した神経線維の三次元位置を用いて、サーフェイスレンダリング法により三次元データを生成するとともに、レンダリング画像を生成する機能を有している。以下、拡散テンソル解析について説明する。
【００３０】
サーフェイスレンダリング画像生成部２０２は、拡散テンソル解析を行うにあたり、ＤＷＩのそれぞれに付与された撮影条件を取得する機能を有している。ＤＷＩのそれぞれの撮影条件を取得するために、例えば、サーフェイスレンダリング画像生成部２０２は、ＭＲＩ装置名又は製造元メーカー名が格納されているタグに基づいて、解析対象のＤＷＩを撮影したＭＲＩ装置名又は当該装置の製造元メーカー名を取得可能に構成されている。そして、サーフェイスレンダリング画像生成部２０２は、ＭＲＩ装置名又は製造元メーカー名に基づいて撮影条件のデータ格納位置を特定するために、タグ情報テーブルを参照可能に構成されている。タグ情報テーブルには、タグと当該タグが示す意味が対応付けされたテーブルが、ＭＲＩ装置又は当該ＭＲＩ装置の製造元メーカーごとに関連付けされて格納されている。サーフェイスレンダリング画像生成部２０２は、対象のＤＷＩの撮影条件であるＭＰＧの傾斜方向、傾斜方向の数及びｂ値を取得して、拡散テンソル解析を行う機能を有している。
【００３１】
サーフェイスレンダリング画像生成部２０２は、複数のテンソル解析手法から選択されたテンソル解析手法でＤＴＩを生成可能に構成されている。サーフェイスレンダリング画像生成部２０２は、例えば、入力デバイス１０９を介してユーザにより選択されたテンソル解析手法でＤＴＩを生成可能に構成されている。例えば、サーフェイスレンダリング画像生成部２０２は、１テンソル解析手法又は２テンソル解析手法を実行可能に構成されている。ここで、１テンソル解析手法は、拡散の異方性を１つのテンソルを用いて１方向として表現するものであり、２テンソル解析手法は、拡散の異方性を２つのテンソルを用いて２方向として表現するものである。以上、サーフェイスレンダリング画像生成部２０２が拡散テンソル解析により神経線維の三次元位置を特定する場合について説明したが、サーフェイスレンダリングの対象はこれに限られるものではない。
【００３２】
ボリュームレンダリング画像生成部２０３は、画像入力部に入力された三次元ボリュームデータに基づいてボリュームレンダリング画像を生成する機能を有する。本実施形態では、サーフェイスレンダリング画像生成部２０２により出力されたＤＴＩを用いてボリュームレンダリング法によりレンダリングする例を示す。例えば、ボリュームレンダリング画像生成部２０３は、複数のＤＴＩを入力し、ＤＴＩのスカラー量がそれぞれ対応付けられたボクセルにより三次元画像モデルを構築するとともに、各ボクセルに対して不透明度等の表示属性をスカラー量に応じて付与する機能を有している。そして、ボリュームレンダリング画像生成部２０３は、視線方向に沿った光源減衰を全ボクセルで表現する。例えば、ボリュームレンダリング画像生成部２０３は、入射光源量とボクセルの有する不透明度とを乗算して当該ボクセルの輝度値を算出する。ボリュームレンダリング画像生成部２０３は、上記処理を視線方向に順次積算することによりボリュームレンダリング画像を生成する。
【００３３】
サーフェイスレンダリング画像生成部２０２およびボリュームレンダリング画像生成部２０３が生成するレンダリング画像は、二次元配列の要素である。
【００３４】
奥行情報取得部２０４は、三次元ボリュームデータに基づいて三次元空間における所定の視点位置から三次元ボリュームデータまでの長さを示す奥行情報を取得する。具体的には、奥行情報取得部２０４は、三次元ボリュームデータのうち不透明度が所定の値よりも大きいボクセルを特定し、所定の視点から当該ボクセルまでの距離を算出する。そして、奥行情報取得部２０４は、算出された距離を視線方向における生体組織までの距離（ボリュームレンダリングにおける視点から表面までの距離）として取得する。
【００３５】
奥行情報取得部２０４は、三次元ボリュームデータに基づいて三次元空間における所定の視点位置からサーフェイスレンダリング法で表示された神経線維までの長さ（第二の奥行情報）を算出する。
【００３６】
ここで、奥行情報は、例えば、仮想三次元空間において設定した仮想視点位置と、レンダリング画像面の対応する二次元配列の位置とを結ぶ線分を延長し、延長した線分とボリュームデータとが交わる位置を積算することにより求められる。また、奥行情報取得部２０４は、Ｚバッファ（デプスバッファ）の値を奥行情報として用いることができる。
【００３７】
表示制御部２０５は、ボリュームレンダリング画像とサーフェイスレンダリング画像とを重畳表示させるように表示装置１１０への表示制御を行う。ここで、表示制御部２０５は、奥行情報取得部２０４が取得した奥行情報に基づいてサーフェイスレンダリング画像を表示させた後に、ボリュームレンダリング画像をサーフェイスレンダリング画像に対して重畳表示させる。表示制御部２０５は、当該表示制御により、三次元ボリュームデータの各ボクセルに設定された不透明度の値に依らず、視認性を損なわずに重畳表示させることができる。
【００３８】
次に、図３を用いて、奥行情報取得部２０４による奥行情報の取得処理について説明する。図３（ａ）は、不透明度が所定の閾値よりも高い場合の三次元ボリュームデータの奥行情報を示す図である。図３（ｂ）は、不透明度が所定の閾値よりも低い場合の三次元ボリュームデータの奥行情報を示す図である。図３（ｃ）は、神経線維の三次元データの奥行情報を示す図である。図３において、奥行情報３０２は、視点の基準位置（投影面）３００から三次元ボリュームデータ３０１の距離である。
【００３９】
図３（ａ）のように、三次元ボリュームデータ３０１のボクセルの不透明度が所定の閾値よりも高い場合には、奥行情報３０２は正確に算出される。この場合、奥行情報３０２は、視点の基準位置（投影面）３００から三次元ボリュームデータ３０１の表面までの距離となる。
【００４０】
次に、図３（ｂ）のように、三次元ボリュームデータ３０１のボクセルの不透明度が所定の閾値よりも低い場合には、奥行情報３０２は正確に算出されない。つまり、奥行情報３０２は、視点の基準位置（投影面）３００から三次元ボリュームデータ３０１の背面までの距離となる。具体的な例として、頭蓋骨および脳細胞のボクセル値に対して、所定の閾値よりも低い不透明度が設定されている場合に、視点の基準位置から頭蓋骨の後頭部までの距離が、奥行情報３０２として設定される。
【００４１】
次に、図３（ｃ）のように、サーフェイスレンダリングに用いる三次元データの場合には不透明度が存在しない。そのため、奥行情報取得部２０４は、三次元データの奥行情報（第二の奥行情報）を正確に算出することができる。
【００４２】
ここで、不透明度の所定の閾値について説明する。例えば、所定の閾値が低く設定されすぎた場合には、入力デバイス１０９等でボリュームレンダリング画像の部位を選択する際の選択精度が低下するおそれがある。そのため、不透明度の所定の閾値を極端に小さくすることは好ましくなく、全ての不透明度において正確に奥行情報を設定可能とすることは困難である。
【００４３】
次に、図４を用いて、奥行情報が図３（ｂ）のように設定された場合であって、表示制御部２０５が、ボリュームレンダリング画像、サーフェイスレンダリング画像の順に表示制御を行う場合について説明する。図４は、表示装置１１０に表示されたレンダリング画像の一例である。
【００４４】
この場合に、表示装置１１０には、生体組織４０２の内部に存在するはずの神経線維４０１が、生体組織４０２の手前側に二次元表示されてしまう。
【００４５】
次に、図５を用いて、奥行情報が図３（ｂ）のように設定された場合であって、表示制御部２０５が、サーフェイスレンダリング画像、ボリュームレンダリング画像の順に表示制御を行う場合について説明する。図５は、表示装置１１０に表示されたレンダリング画像の一例である。
【００４６】
この場合に、表示装置１１０に対し、生体組織５０２の内部に存在する神経線維５０１が、生体組織５０２の内部に正確に表示される。さらに、表示装置１１０に対して、神経線維５０１の画像に対して所定の不透明度の生体組織５０２の画像が重畳表示されている。当該表示制御により、三次元ボリュームデータの各ボクセルに設定された不透明度の値に依らず、視認性が高い重畳表示を行うことができる。  次に、図６を用いて、本実施形態におけるレンダリング画像の表示制御を説明する。なお、以下では説明を容易にするため、ユーザにより三次元表示の視線方向があらかじめ指定されているものとする。
【００４７】
Ｓ６０１において、医用画像処理装置１００のサーフェイスレンダリング画像生成部２０２は、神経線維の三次元データに基づいてサーフェイスレンダリング画像の生成処理を実行する。Ｓ６０１の処理では、サーフェイスレンダリング画像生成部２０２が、ユーザにより指定された視線方向から神経線維を立体視可能なサーフェイスレンダリング画像をサーフェイスレンダリング法で生成する。サーフェイスレンダリング画像生成部２０２は、例えば拡散テンソルの固有値をＲＢＧの三原色に割り当てて神経線維の表面の色に設定してもよい。あるいは、サーフェイスレンダリング画像生成部２０２は、ＡＤＣ又はＦＡ値を大きいほど赤くするように配色し神経線維の表面の色に設定してもよい。医用画像処理装置１００は、Ｓ６０１の処理が終わると、ボリュームレンダリング画像の生成処理へ移行する（Ｓ６０２）
Ｓ６０２において、医用画像処理装置１００のボリュームレンダリング画像生成部２０３が、ユーザにより指定された視線方向から生体組織を立体視可能なボリュームレンダリング画像をボリュームレンダリング法で生成する。医用画像処理装置１００は、Ｓ６０２の処理が終了すると、重畳位置の算出処理へ移行する（Ｓ６０３）。
【００４８】
Ｓ６０３において、観察用画像生成部１４が、Ｓ６０１の処理で得られた神経線維のサーフェイスレンダリング画像と、Ｓ６０２の処理で得られた画像との重畳位置をボクセルごとに決定する。Ｓ６０３の処理の詳細は、図７を用いて後述する。Ｓ６０３の処理が終了すると、サーフェイスレンダリング画像の表示制御処理へ移行する（Ｓ６０４）。
【００４９】
Ｓ６０４において、医用画像処理装置１００の表示制御部２０５が、Ｓ６０３の処理で決定された位置で、Ｓ６０１の処理において生成したサーフェイスレンダリング画像を表示装置１１０に表示させる。
【００５０】
Ｓ６０５において、医用画像処理装置１００の表示制御部２０５が、Ｓ６０３の処理で決定された位置で、Ｓ６０２の処理において生成したボリュームレンダリング画像を表示装置１１０に表示させる。
【００５１】
次に、図７を用いて、図６に示す重畳位置の決定処理について詳細に説明する。
【００５２】
Ｓ７０１において、奥行情報取得部２０４は、三次元ボリュームデータの奥行情報（第一の奥行情報）を取得する。
【００５３】
Ｓ７０２において、表示制御部２０５は、第一の奥行情報に基づいてサーフェイスレンダリング画像の表示位置を決定する。具体的には、表示制御部２０５は、神経線維の三次元データにおける各ボクセル値の奥行情報と、第一の奥行情報とを比較する。表示制御部２０５は、当該比較結果に基づいて、表示装置１１０に、サーフェイスレンダリング画像の各ボクセルを表示させるか否かを決定する。表示制御部２０５は、第一の奥行情報よりもサーフェイスレンダリング画像の各ボクセルの奥行方向の座標が大きい場合に、サーフェイスレンダリング画像のボクセルを表示させると決定する。換言すると、表示制御部２０５は、所定の視点位置から見て、第一の奥行情報よりも手前側にあると判断した場合に、サーフェイスレンダリング画像のボクセルを表示させると決定する。
【００５４】
Ｓ７０３において、奥行情報取得部２０４は、サーフェイスレンダリング画像の奥行情報（第二の奥行情報）を取得する。
【００５５】
Ｓ７０４において、表示制御部２０５は、第二の奥行情報を用いてボリュームレンダリング画像の表示位置を決定する。具体的には、表示制御部２０５は、第二の奥行情報と、三次元ボリュームデータの各ボクセルの三次元位置を比較する。表示制御部２０５は、当該比較結果に基づいて、表示装置１１０に対して、サーフェイスレンダリング画像に対してボリュームレンダリング画像の各ボクセルを表示させるか否かを決定する。表示制御部２０５は、第二の奥行情報よりもボリュームレンダリング画像の各ボクセルの奥行方向の座標が大きい場合に、ボリュームレンダリング画像のボクセルを重畳表示させると決定する。換言すると、表示制御部２０５は、所定の視点位置から見て、サーフェイスレンダリング画像よりも手前側にあると判断した場合に、ボリュームレンダリング画像のボクセルを重畳表示させるともいえる。
【００５６】
なお、Ｓ６０２において、ボリュームレンダリング画像生成部２０３は、第二の奥行情報よりも手前側の三次元ボリュームデータに基づいてボリュームレンダリング画像を生成してもよい。換言すると、ボリュームレンダリング画像生成部２０３は、第二の奥行情報よりも奥側の三次元ボリュームデータを用いずにボリュームレンダリング画像を生成する。この場合、ボリュームレンダリング画像の生成処理をより高速に行うことができる。
【００５７】
また、本実施形態では、三次元ボリュームデータの内部に存在する神経線維を三次元データとして可視化しているがこれに限られるものではない。例えば、ＣＴ装置やＭＲＩ装置の三次元ボリュームデータで撮影されていない三次元データをサーフェイスレンダリング画像として重畳させて表現する場合に広く適用することができる。例えば、医用画像処理装置１００は、血管にステントを入れた場合の動画表示の場合に、血管の画像に対してステントをサーフェイスレンダリング画像として重畳表示してもよい。あるいは、医用画像処理装置１００は、心臓のバイパス手術のシミュレーションとして、心臓の画像に対してバイパスをサーフェイスレンダリング画像として重畳表示してもよい。あるいは、医用画像処理装置１００は、血流の動きをシミュレーションする場合に、血管に対して血流の動きをサーフェイスレンダリング画像として重畳表示してもよい。医用画像処理装置１００は、内視鏡画像の視野で血管に対して血流の動きをシミュレーションする場合に当該処理を適用してもよい。この場合に、表示制御部２０５は、ボリュームレンダリング画像生成部２０３とサーフェイスレンダリング画像生成部２０２のそれぞれでレンダリングする三次元ボリュームデータの種類に基づいて、制御を切り替えてもよい。
【００５８】
すなわち、表示制御部２０５は、所定の条件に応じて、サーフェイスレンダリング画像とボリュームレンダリング画像のいずれの画像を先に表示させるかを切り替えるように制御してもよい。
【００５９】
図８を用いて、サーフェイスレンダリング画像とボリュームレンダリング画像の表示順序の切り替え制御について説明する。
【００６０】
Ｓ８０１において、医用画像処理装置１００は、三次元医用画像の表示条件を取得する。この場合、医用画像処理装置１００は、三次元医用画像の表示条件を取得する条件取得部として機能する。また、当該機能は、外部メモリ１１１に記録されており、必要に応じてＲＡＭ１０３にロードされることによりＣＰＵ１０１によって実行されるものである。条件取得部は、表示条件として表示モードを取得する。また、当該表示モードは、入力デバイス１０９により入力される。ここで、表示モードには、予め複数の表示モードが設定可能である。また、それぞれの表示モードは、サーフェイスレンダリング画像とボリュームレンダリング画像のいずれの画像を先に表示させるかを示す情報と対応づけられている。一例として、表示モードが、上述したＭＲＩの神経線維を可視化するモードであれば、サーフェイスレンダリング画像を表示させた後に、ボリュームレンダリング画像を表示させる（以下、第一の表示モード）。一方で、表示モードが、上述した血管の画像に対してステントをサーフェイスレンダリング画像として重畳表示させる場合には、ボリュームレンダリング画像を表示させた後に、サーフェイスレンダリング画像を表示させる（以下、第二の表示モード）。つまり、医用画像処理装置１００は、表示モードに基づいてユーザの視線から見て、本来手前にあるべきレンダリング画像を後から表示するように選択的に表示順序を切り替えている。このため、医用画像処理装置１００は、条件取得部により取得した表示モードに基づいて、表示制御部２０５による表示順序を切り替えることが可能となる。
【００６１】
次に、医用画像処理装置１００は、Ｓ８０２からＳ８０４の処理を実行する。なお、Ｓ８０２からＳ８０４は、図６におけるＳ６０１からＳ６０３に対応する処理である。
【００６２】
Ｓ８０５において、医用画像処理装置１００は、取得した表示条件に基づいて、サーフェイスレンダリング画像とボリュームレンダリング画像のいずれが手前にあるかを判定する。医用画像処理装置１００は、取得した表示モードが第一の表示モードである場合に、ボリュームレンダリング画像が手前にあると判定するとともに、Ｓ８０６およびＳ８０７の処理を実行する。一方で、医用画像処理装置１００は、取得した表示モードが第二の表示モードである場合に、サーフェイスレンダリング画像が手前にあると判定するとともに、Ｓ８０８およびＳ８０９の処理を実行する。なお、医用画像処理装置１００は、第二の表示モードで表示する場合には、サーフェイスレンダリング画像に対して所定の不透明度を設定して表示してもよい。
【００６３】
以上、本実施形態の医用画像処理装置は、異なるレンダリング法でレンダリングされた画像を重畳表示させる際の視認性を向上させることができる。
【００６４】
なお、各実施形態は、コンピュータや制御コンピュータがプログラム（コンピュータプログラム）を実行することによって実現することもできる。また、プログラムをコンピュータに供給するための手段、例えばかかるプログラムを記録したＣＤ−ＲＯＭ等のコンピュータが読み取り可能な記録媒体又はかかるプログラムを伝送するインターネット等の伝送媒体も実施例として適用することができる。また、上記のプログラムも実施形態として適用することができる。上記のプログラム、記録媒体、伝送媒体およびプログラムプロダクトは、本発明の範疇に含まれる。
【００６５】
以上、実施形態に基づいて詳述してきたが、これらの特定の実施形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明の範疇に含まれる。さらに、上述した実施形態は一実施の形態を示すものにすぎず、上述した実施形態から容易に想像可能な発明も本発明の範疇に含まれる。
【符号の説明】
【００６６】
１００    医用画像処理装置
２０１    画像入力部
２０２    サーフェイスレンダリング画像生成部
２０３    ボリュームレンダリング画像生成部
２０４    奥行情報取得部
２０５    表示制御部
【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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