【手続補正書】
【提出日】平成15年10月24日(2003.10.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】擬似三次元画像上で距離計測をする距離計測装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】被検体の対象部位について撮影した複数の断層像を積み上げて三次元画像を得る手段と、該得られた積み上げ三次元画像内部に視点を移動可能に設定する手段と、該設定された視点位置から上記積み上げ三次元画像を投影面に陰影化して投影して擬似三次元画像を再構成し、上記視点位置を順次移動した後の擬似三次元画像を再構成する手段と、上記視点位置の移動に伴った距離を算出する手段と、上記擬似三次元画像と上記距離を表示する手段とを備えたことを特徴とする擬似三次元画像上で距離計測をする距離計測装置。
【請求項２】被検体の対象部位について撮影した複数の断層像を積み上げて三次元画像を得る手段と、該得られた積み上げ三次元画像内部に視点を移動可能に設定する手段と、該設定された視点位置から上記積み上げ三次元画像を投影面に陰影化して投影して擬似三次元画像を再構成し、上記視点位置において距離計測点を指定し、この距離計測点を順次移動した後の擬似三次元画像を再構成する手段と、上記距離計測点の移動に伴った距離を算出する手段と、上記擬似三次元画像と上記距離を表示する手段とを備えたことを特徴とする擬似三次元画像上で距離計測をする距離計測装置。
【請求項３】請求項１に記載の視点位置の移動に伴った距離の算出手段又は請求項２に記載の距離計測点の移動に伴った距離の算出手段は、それぞれ計測の開始時と終了時の視点位置間又は距離計測点間を直線で結んだ軌跡の長さを算出するものであることを特徴とする擬似三次元画像上で距離計測をする距離計測装置。
【請求項４】請求項１に記載の視点位置の移動に伴った距離の算出手段又は請求項２に記載の距離計測点の移動に伴った距離の算出手段は、それぞれ順次移動する移動毎の前後の視点位置間又は距離計測点間を直線で結んだ軌跡の長さを積算するものであることを特徴とする擬似三次元画像上で距離計測をする距離計測装置。
【請求項５】請求項１に記載の視点位置の移動に伴った距離の算出手段又は請求項２に記載の距離計測点の移動に伴った距離の算出手段は、それぞれ順次移動する移動毎の前後の視点位置間又は距離計測点間を非線形補間して求めた軌跡の長さを積算するものであることを特徴とする擬似三次元画像上で距離計測をする距離計測装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばＸ線ＣＴ装置やＭＲＩ装置、超音波診断装置などの医用画像診断装置で被検体の対象部位について撮影した複数の断層像を積み上げて三次元画像を得、この積み上げ三次元画像に対してある視点を設定し、この視点位置から上記積み上げ三次元画像を投影面に陰影化して投影して擬似三次元画像を再構成したその画像上で、例えば管腔臓器（血管や気管支など）の走行或いは視点移動に沿った三次元的な距離を計測することができる距離計測装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
擬似三次元画像は、例えばＸ線ＣＴ装置で被検体の対象部位について撮影した複数の断層像を積み上げて三次元画像を得、この積み上げ三次元画像を投影面に陰影化して投影して再構成したものであり、手術の支援や治療計画の支援などに使われるものである。そして、上記投影面に陰影化して投影する投影法には、平行投影法と中心投影法とがある。外見的な切断形状を観察するには平行投影法が適するが、内視鏡的な動きを模擬した投影画像を得たい場合には中心投影法が適する。例えば内視鏡や腹腔鏡では、それらを前進させて行くと視界がどんどん変化していく。このとき、内視鏡や腹腔鏡の先端は小さく、この小さな先端からの出力により変化する視界を観察することが要求される。このような内視鏡又は腹腔鏡であたかも観察しているかのような模擬的な擬似三次元画像を得るには、中心投影法が最適である。
【０００３】
これに関し、本出願人は、特に内視鏡的な観察を行ったような模擬的な擬似三次元画像を得るものとして、特願平６−３４９２号の出願を行っている。ここで、擬似三次元画像とは、積み上げ三次元画像を投影面に陰影化して投影した画像であるが、投影に際して遠いものは小さく、近いものは大きくする陰影付けアルゴリズムに従って陰影処理を行い、且つ重ね合う画像位置にあっては遠いものは表示せず、最も近い画素のみを表示させるという隠面化処理を行って得た画像のことである。そして、上記陰影付けアルゴリズムとしては、サーフェイス法やデプス法、ボリュームレンダリング法などがある。サーフェイス法は、積み上げ三次元画像の画素周囲の画素値の大小（すなわち傾斜の大小）によって投影点の画素値を付与するものである。また、デプス法は、積み上げ三次元画像上の画素位置とその画素位置からの投影面上の投影点との距離Ｒ（中心投影法においては、距離Ｒとは視点と断層面の投影対象点との間の距離となる）を基準にして、この距離Ｒが大きいほど投影点での画素値を小さくし、上記距離Ｒが小さいほど投影点での画素値を大きくして付与するものである。さらに、ボリュームレンダリング法は、奥行き方向に見た各断層像ごとにその透明度を考慮して、透明度に基づく反射と透過とを利用して反射してきたと想定できる画素値を投影点の画素値として与えるものである。
【０００４】
上記投影面への投影に際しては、積み上げ三次元画像の画素位置と投影面の投影点との間での座標変換が不可欠である。この座標変換は、中心投影法に従ったものとなる。図１２は、中心投影法の説明図である。図において、断層像１は、例えばＸ線ＣＴ画像であり、複数枚積み上げられた断層像の中の一つの例を示している。このとき、積み上げ断層面は、互いに平行である。いま、積み上げ三次元画像の座標系をｘ，ｙ，ｚとすると、ｙ軸が積み上げ位置を示し、ｘ−ｚ平面がＸ線ＣＴ画像の断層平面を示し、この平面上の座標位置が（ｘ，ｚ）で定義できることになる。従って、座標値ｙでＸ線ＣＴ画像の積み上げ位置（実際は画像番号と等価）が示され、そのＸ線ＣＴ画像の画素位置が（ｘ，ｚ）で示される。
【０００５】
図１２において、投影面２は、断層像１に対して任意の傾きを持つ。典型的な例としては上記投影面２は断層像１に対して平行であるが、一般的には平行ではない。その投影面２の傾きは、どんな投影画像を得たいか、観察目的はどうかなどによって決まる。図１２では、上記投影面２は、原点から該投影面２に下ろした垂線をｘ−ｚ面に投影した線がｘ軸となす角度αと、上記垂線がｘ−ｚ面となす角度βとで定義している。
【０００６】
また、図１２において、視点ｅは、中心投影法での視点であって、その座標は（ｘ1，ｙ1，ｚ1）としている。そして、上記視点ｅから投影面２に下ろした垂線が該投影面２と交わる点をｃ1（ｘｃ1，ｙｃ1，ｚｃ1）とし、断層像１上の任意の一点の画素位置Ｓ（ｘ0，ｙ0，ｚ0）の投影面２への投影点をＰ（ｘ，ｙ，ｚ）としている。この投影点Ｐに対向する画素位置Ｓを投影対象点とよぶ。更に、上記投影面２の座標系をＸ，Ｙで示す。この投影面２は、前述のｘ，ｙ，ｚの各軸と交わるが、そのｘ，ｙ，ｚ軸毎の交点までの距離をそれぞれａ，ｂ，ｃとしている。
【０００７】
以上の座標関係のもとで、画素位置Ｓ（ｘ0，ｙ0，ｚ0）を投影点Ｐ（ｘ，ｙ ，ｚ）に投影するための投影対象点Ｓと投影点Ｐとの関係、及びその投影点Ｐの座標（ｘ，ｙ，ｚ）を投影面２上の座標系（Ｘ，Ｙ）に所定の変換式で変換する。そして、このような座標変換を実際の表示画面に相当する投影面２上の総ての点について行い、さらに総ての断層像１について行う。この方法によれば、投影面２上に投影されて表示される擬似三次元画像は、あたかも対象物内部を内視鏡で見ているような画像となる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような従来の方法で得た模擬的な擬似三次元画像では、例えば血管や気管支などの管腔臓器を中心投影法を用いて三次元画像表示し、この管腔臓器の中に内視鏡を入れてその内部を進んで行きながらあたかもその内視鏡で観察しているかのごとき画像を表示するときに、その視点位置の移動の距離を計測することは行っていなかった。この視点位置の移動距離を計測することによって、例えば血管の血栓部位の診断などにおいてその血栓部位の長さを知ることができるが、従来は視点位置の移動の距離を計測することは行っていなかったので、手術の支援や治療計画の支援などにおいて有効な診断情報が得られないことがあった。
【０００９】
そこで、本発明は、このような問題点に対処し、擬似三次元画像上で例えば管腔臓器の走行或いは視点移動に沿った三次元的な距離を計測することができる擬似三次元画像上で距離計測をする距離計測装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、第一の発明による擬似三次元画像上で距離計測をする距離計測装置は、被検体の対象部位について撮影した複数の断層像を積み上げて三次元画像を得る手段と、該得られた積み上げ三次元画像内部に視点を移動可能に設定する手段と、該設定された視点位置から上記積み上げ三次元画像を投影面に陰影化して投影して擬似三次元画像を再構成し、上記視点位置を順次移動した後の擬似三次元画像を再構成する手段と、上記視点位置の移動に伴った距離を算出する手段と、上記擬似三次元画像と上記距離を表示する手段とを備えたものである。
【００１１】
また、第二の発明による擬似三次元画像上で距離計測をする距離計測装置は、被検体の対象部位について撮影した複数の断層像を積み上げて三次元画像を得る手段と、該得られた積み上げ三次元画像内部に視点を移動可能に設定する手段と、該設定された視点位置から上記積み上げ三次元画像を投影面に陰影化して投影して擬似三次元画像を再構成し、上記視点位置において距離計測点を指定し、この距離計測点を順次移動した後の擬似三次元画像を再構成する手段と、上記距離計測点の移動に伴った距離を算出する手段と、上記擬似三次元画像と上記距離を表示する手段とを備えたものである。
【００１２】
そして、第一の発明による距離計測装置における視点位置の移動に伴った距離の算出手段又は第二の発明による距離計測装置における距離計測点の移動に伴った距離の算出手段は、それぞれ計測の開始時と終了時の視点位置間又は距離計測点間を直線で結んだ軌跡の長さを算出するものとしてもよい。
【００１３】
また、第一の発明による距離計測装置における視点位置の移動に伴った距離の算出手段又は第二の発明による距離計測装置における距離計測点の移動に伴った距離の算出手段は、それぞれ順次移動する移動毎の前後の視点位置間又は距離計測点間を直線で結んだ軌跡の長さを積算するものとしてもよい。
【００１４】
さらに、第一の発明による距離計測装置における視点位置の移動に伴った距離の算出手段又は第二の発明による距離計測装置における距離計測点の移動に伴った距離の算出手段は、それぞれ順次移動する移動毎の前後の視点位置間又は距離計測点間を非線形補間して求めた軌跡の長さを積算するものとしてもよい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明による擬似三次元画像上で距離計測をする距離計測装置の実施の形態を示すブロック図である。この距離計測装置は、例えばＸ線ＣＴ装置やＭＲＩ装置、超音波診断装置などの医用画像診断装置で被検体の対象部位について収集した医用画像データを記録し表示するもので、複数の断層像及び画像再構成プログラム等が格納された磁気ディスク５と、装置の制御プログラムが格納された主メモリ６と、各構成要素の動作を制御する中央処理装置（ＣＰＵ）７と、再構成された画像データを表示のために記憶する表示メモリ８と、この表示メモリ８からの画像データを表示する表示手段としてのＣＲＴ９と、各種の操作指令を入力するキーボード１０と、位置入力装置としてのマウス１１と、このマウス１１を制御するコントローラ１２と、上記各構成要素を接続する共通バス１３とを有して成る。
【００１６】
このような距離計測装置を使用して実施する擬似三次元画像における距離計測の手順について、図２〜図１１を参照して説明する。最初に、第一の発明による擬似三次元画像上で距離計測をする距離計測装置を使用して実施する距離計測の手順について、図２〜図７を参照して説明する。図２及び図５は、第一の発明の距離計測装置で実施する距離計測手順の第一の例を説明するための視点の移動軌跡図及びフローチャートである。図２は、被検体の対象部位、例えば或る管腔臓器について撮影した複数の断層像１，１，…を積み上げて三次元画像を得、この得られた積み上げ三次元画像内部に視点を移動可能に設定し、この設定された視点位置から上記積み上げ三次元画像を投影面に陰影化して投影して擬似三次元画像を再構成し、上記視点位置を順次移動した後の擬似三次元画像を再構成し、この視点位置の移動に伴った距離を算出することにより、上記擬似三次元画像と上記距離を表示する状態を示す説明図である。この場合、管腔臓器の内部に視点ｅ1，ｅ2，ｅ3，ｅ4，ｅ5を設定し、距離の計測は、計測開始時の視点ｅ1と順次移動後の各視点ｅ2，ｅ3，ｅ4，ｅ5とを直線で結んだ軌跡の長さとされる。
【００１７】
図５は、図２に示す距離計測の手順を示すフローチャートである。まず、現時点で任意に設定された視点位置で擬似三次元画像を再構成する（図５のステップＡ）。このステップＡが、複数の断層像を積み上げて三次元画像を得る手段となる。次に、この視点位置において距離の計測を開始するかどうか判断する（ステップＢ）。いま、この視点位置では計測を開始しないとすると、“ｎｏ”側へ進んでステップＣへ入る。そして、このステップＣで次の視点位置を設定する。例えば、図２に示す視点ｅ1を設定してステップＡに戻る。すると、この設定された視点位置ｅ1で擬似三次元画像を再構成する（ステップＡ）。次に、この視点位置ｅ1において距離の計測を開始するかどうか再度判断する（ステップＢ）。今度は、この視点位置ｅ1で計測を開始するとすると、計測開始時の視点として現在の視点位置ｅ1を記憶する（ステップＤ）。
【００１８】
次に、管腔臓器の内部で次の視点位置として図２に示す視点ｅ2を設定する（ステップＥ）。前記ステップＣとこのステップＥが、積み上げ三次元画像内部に視点を移動可能に設定する手段となる。すると、上記管腔臓器の内部で視点を移動し、この移動後の視点位置ｅ2で擬似三次元画像を再構成する（ステップＦ）。このステップＦが、視点位置を順次移動した後の擬似三次元画像を再構成する手段となる。そして、図２に示すように、計測開始時の視点位置ｅ1と移動後の視点位置ｅ2との直線距離を図１に示すＣＰＵ７で算出する（ステップＧ）。このステップＧが、視点位置の移動に伴った距離を算出する手段となる。これにより、視点ｅ1と移動後の視点ｅ2との間の距離が計測されたこととなる。そして、この計測結果の距離を図１に示すＣＲＴ９に表示する（ステップＨ）。このステップＨが、上記算出した距離を表示する手段となる。
【００１９】
次に、この状態で擬似三次元画像上での距離の計測は終了かどうか判断する(ステップＩ）。まだ終了しないとすると、“ｎｏ”側へ進んでステップＥへ戻る。そして、このステップＥで次の視点位置を設定する。例えば、図２に示す視点ｅ3を設定する。その後、上述と同様にして、上記管腔臓器の内部で視点を移動し、この移動後の視点位置ｅ3で擬似三次元画像を再構成し（ステップＦ）、図２に示すように計測開始時の視点位置ｅ1と今回設定し移動後の視点位置ｅ3との直線距離をＣＰＵ７で算出し（ステップＧ）、その後この計測結果の距離をＣＲＴ９に表示する（ステップＨ）。
【００２０】
そして、この状態で擬似三次元画像上での距離の計測は終了かどうか再度判断する（ステップＩ）。以後、上述と同様にしてステップＥ→Ｆ→Ｇ→Ｈ→Ｉを繰り返す。そして、総ての視点ｅ1，ｅ2，ｅ3，ｅ4，ｅ5について距離の計測が終了すると、ステップＩは“ｙｅｓ”側へ進んで処理を終了する。これにより、図２において、視点ｅ1とｅ2との直線距離、視点ｅ1とｅ3との直線距離、視点ｅ1とｅ4との直線距離、視点ｅ1とｅ5との直線距離がそれぞれ計測される。
【００２１】
図３及び図６は、第一の発明の距離計測装置で実施する距離計測手順の第二の例を説明するための視点の移動軌跡図及びフローチャートである。図３は、上述の図２と同様にして擬似三次元画像を再構成し、この擬似三次元画像上で距離を計測する状態を示す説明図である。この場合、管腔臓器の内部に視点ｅ1，ｅ2，ｅ3，ｅ4，ｅ5を設定し、距離の計測は、順次移動する移動毎の前後の視点位置間を直線で結んだ軌跡の長さを積算するものである。図６は、図３に示す距離計測の手順を示すフローチャートである。ここで、ステップＡからステップＦまでの手順は、上述の図５の場合と全く同様であるのでその説明を省略し、それ以後の手順について説明する。
【００２２】
いま、図６のステップＦまでの手順で、図３において１番目の視点ｅ1と２番目の視点ｅ2とが設定され、それぞれの視点位置ｅ1，ｅ2において擬似三次元画像が再構成されているとする。この状態から、次に、上記視点移動後の擬似三次元画像の再構成後の視点ｅ2とその一つ前の視点ｅ1との間の直線距離を、図１に示すＣＰＵ７で計算する（ステップＪ）。このステップＪが、視点位置の移動に伴った距離を算出する手段となる。次に、この算出した直線距離の値を図１に示す主メモリ６内の距離バッファ領域に加算する（ステップＫ）。ここでは、視点位置ｅ1とｅ2との間の直線距離が一つあるだけである。次に、この距離バッファ領域に加算された直線距離の合計値を、図１に示すＣＲＴ９に表示する(ステップＬ)。このステップＬが、上記算出した距離を表示する手段となる。ここではまだ、視点位置ｅ1とｅ2との間の直線距離が表示されるだけである。
【００２３】
次に、この状態で擬似三次元画像上での距離の計測は終了かどうか判断する(ステップＩ）。まだ終了しないとすると、“ｎｏ”側へ進んでステップＥへ戻る。そして、このステップＥで次の視点位置を設定する。例えば、図３に示す３番目の視点ｅ3を設定する。次に、上記管腔臓器の内部で視点を移動し、この移動後の視点位置ｅ3で擬似三次元画像を再構成する（ステップＦ）。その後、上述と同様にして、上記視点移動後の擬似三次元画像の再構成後の視点ｅ3とその一つ前の視点ｅ2との間の直線距離を計算し（ステップＪ）、この算出した直線距離の値を主メモリ６内の距離バッファ領域に加算する（ステップＫ）。ここでは、前回の視点位置ｅ1とｅ2との間の直線距離と、今回の視点位置ｅ2とｅ3との間の直線距離とが加算される。次に、この距離バッファ領域に加算された直線距離の合計値をＣＲＴ９に表示する（ステップＬ）。ここでは、前回の視点位置ｅ1とｅ2との間の直線距離と、今回の視点位置ｅ2とｅ3との間の直線距離とを加算した合計値が表示される。
【００２４】
そして、この状態で擬似三次元画像上での距離の計測は終了かどうか再度判断する（ステップＩ）。以後、上述と同様にしてステップＥ→Ｆ→Ｊ→Ｋ→Ｌ→Ｉを繰り返す。そして、総ての視点ｅ1，ｅ2，ｅ3，ｅ4，ｅ5について距離の計測が終了すると、ステップＩは“ｙｅｓ”側へ進んで処理を終了する。これにより、図３において、視点ｅ1とｅ2との直線距離、視点ｅ2とｅ3との直線距離、視点ｅ3とｅ4との直線距離、視点ｅ4とｅ5との直線距離を総て加算した合計距離が計測される。
【００２５】
図４及び図７は、第一の発明の距離計測装置で実施する距離計測手順の第三の例を説明するための視点の移動軌跡図及びフローチャートである。図４は、前述の図２と同様にして擬似三次元画像を再構成し、この擬似三次元画像上で距離を計測する状態を示す説明図である。この場合、管腔臓器の内部に視点ｅ1，ｅ2，ｅ3，ｅ4，ｅ5を設定し、距離の計測は、順次移動する移動毎の前後の視点位置間を非線形補間して求めた軌跡の長さを積算するものである。図７は、図４に示す距離計測の手順を示すフローチャートである。ここで、ステップＡからステップＦまでの手順は、前述の図５の場合と全く同様であるのでその説明を省略し、それ以後の手順について説明する。
【００２６】
いま、図７のステップＦまでの手順で、図４において１番目の視点ｅ1と２番目の視点ｅ2とが設定され、それぞれの視点位置ｅ1，ｅ2において擬似三次元画像が再構成されているとする。この状態から、次に、上記視点移動後の擬似三次元画像の再構成後の視点ｅ2とその一つ前の視点ｅ1との間を非線形補間、例えばスプライン補間して結ぶ（ステップＭ）。次に、上記再構成後の視点ｅ2とその一つ前の視点ｅ1との間のスプライン補間した距離を、図１に示すＣＰＵ７で計算する（ステップＪ）。このステップＪが、視点位置の移動に伴った距離を算出する手段となる。次に、この算出した距離の値を図１に示す主メモリ６内の距離バッファ領域に加算する（ステップＫ）。ここでは、視点位置ｅ1とｅ2との間の距離が一つあるだけである。次に、この距離バッファ領域に加算された距離の合計値を、図１に示すＣＲＴ９に表示する（ステップＬ）。このステップＬが、上記算出した距離を表示する手段となる。ここではまだ、視点位置ｅ1とｅ2との間のスプライン補間距離が表示されるだけである。
【００２７】
次に、この状態で擬似三次元画像上での距離の計測は終了かどうか判断する(ステップＩ）。まだ終了しないとすると、“ｎｏ”側へ進んでステップＥへ戻る。そして、このステップＥで次の視点位置を設定する。例えば図４に示す３番目の視点ｅ3を設定する。次に、上記管腔臓器の内部で視点を移動し、この移動後の視点位置ｅ3で擬似三次元画像を再構成する（ステップＦ）。その後、上述と同様にして、上記視点移動後の擬似三次元画像の再構成後の視点ｅ3とその一つ前の視点ｅ2との間をスプライン補間して結ぶ（ステップＭ）。次に、上記再構成後の視点ｅ3とその一つ前の視点ｅ2との間のスプライン補間した距離をＣＰＵ７で計算し（ステップＪ）、この算出した距離の値を主メモリ６内の距離バッファ領域に加算する（ステップＫ）。ここでは、前回の視点位置ｅ1とｅ2との間の距離と、今回の視点位置ｅ2とｅ3との間の距離とが加算される。次に、この距離バッファ領域に加算された距離の合計値をＣＲＴ９に表示する（ステップＬ）。ここでは、前回の視点位置ｅ1とｅ2との間のスプライン補間距離と、今回の視点位置ｅ2とｅ3との間のスプライン補間距離とを加算した合計値が表示される。
【００２８】
そして、この状態で擬似三次元画像上での距離の計測は終了かどうか再度判断する（ステップＩ）。以後、上述と同様にしてステップＥ→Ｆ→Ｍ→Ｊ→Ｋ→Ｌ→Ｉを繰り返す。そして、総ての視点ｅ1，ｅ2，ｅ3，ｅ4，ｅ5について距離の計測が終了すると、ステップＩは“ｙｅｓ”側へ進んで処理を終了する。これにより、図４において、視点ｅ1とｅ2とのスプライン補間距離、視点ｅ2とｅ3とのスプライン補間距離、視点ｅ3とｅ4とのスプライン補間距離、視点ｅ4とｅ5とのスプライン補間距離を総て加算した合計距離が計測される。
【００２９】
次に、第二の発明による擬似三次元画像上で距離計測をする距離計測装置を使用して実施する距離計測の手順について、図８〜図１１を参照して説明する。図８及び図９は、第二の発明の距離計測装置で実施する距離計測手順の第一の例を説明するための表示画像図及び積み上げ三次元画像上の視点位置、距離計測点の指定図である。図８は、図１に示すＣＲＴ９に表示される表示画像例及び距離計測点の指定状態を示す説明図である。この例では、ＣＲＴ９の画面１５に表示されるアイコン１６により、距離計測点ｄの指定や計測開始、計測終了、視点ｅ0（図８では図示せず）の更新等を制御するための操作を進める。このとき、上記の距離計測点ｄは、擬似三次元画像の再構成画像上で視点ｅ0（図９参照）の位置から奥行き方向ｎ枚目の断層像１ｎ上にマウス１１の操作により指定する。
【００３０】
図９は、被検体の対象部位、例えば或る管腔臓器について撮影した複数の断層像１，１，…を積み上げて三次元画像を得、この得られた積み上げ三次元画像内部に視点を移動可能に設定し、この設定された視点位置から上記積み上げ三次元画像を投影面に陰影化して投影して擬似三次元画像を再構成し、上記視点位置において距離計測点を指定し、この距離計測点を順次移動した後の擬似三次元画像を再構成し、この距離計測点の移動に伴った距離を算出することにより、上記擬似三次元画像と上記距離を表示する状態を示す説明図である。図９において、視点ｅ0からの視野範囲１７内にて擬似三次元画像の再構成画像上で距離計測点ｄを指定する。この再構成画像上で指定できる座標は平面方向の座標である。奥行き方向に対しては、視点ｅ0の位置から奥行き方向ｎ枚目の断層像１ｎ上という形で指定する。このような、平面方向の座標と奥行き方向ｎ枚目という２種類の情報により、距離計測点ｄの三次元座標を指定する。
【００３１】
そして、実際に擬似三次元画像上で距離計測点ｄの移動に伴った距離を計測するには、図２，図３，図４における計測開始時の視点ｅ1，ｅ2，ｅ3，ｅ4，ｅ5を上記の距離計測点ｄに置き換え、それぞれ図５，図６，図７に示すフローチャートで規定される距離計測の手順に従って処理を行えばよい。これにより、計測の開始時と終了時の距離計測点間を直線で結んだ軌跡の長さを算出し、また順次移動する移動毎の前後の距離計測点間を直線で結んだ軌跡の長さを積算し、さらに順次移動する移動毎の前後の距離計測点間を非線形補間して求めた軌跡の長さを積算して、擬似三次元画像上で距離計測点ｄの移動に伴った距離を計測することができる。
【００３２】
図１０及び図１１は、第二の発明の距離計測装置で実施する距離計測手順の第二の例を説明するための表示画像図及び積み上げ三次元画像上の視点位置、距離計測点の指定図である。図１０は、図１に示すＣＲＴ９に表示される表示画像例及び距離計測点の指定状態を示す図である。この例では、ＣＲＴ９の画面１５に表示されるアイコン１６により、距離計測点ｄの指定や計測開始、計測終了、視点ｅ0（図１０では図示せず）の更新等を制御するための操作を進める。このとき、上記の距離計測点ｄは、擬似三次元画像の再構成画像上で表面の２点１８，１８をマウス１１により指定し、その三次元座標を基に計算した中間座標値を用いる。
【００３３】
図１１は、上述の図９と同様にして擬似三次元画像を再構成し、この擬似三次元画像上で距離を計測する状態を示す説明図である。図１１において、視点ｅ0からの視野範囲１７内にて擬似三次元画像の再構成画像上で距離計測点ｄを指定する。このとき、上記再構成画像上で表面の２点１８，１８を指定し、各々の点１８の三次元座標を計算し、これら２点の三次元座標の中間値として距離計測点ｄを指定する。
【００３４】
そして、実際に擬似三次元画像上で距離計測点ｄの移動に伴った距離を計測するには、図２，図３，図４における計測開始時の視点ｅ1，ｅ2，ｅ3，ｅ4，ｅ5を上記の距離計測点ｄに置き換え、それぞれ図５，図６，図７に示すフローチャートで規定される距離計測の手順に従って処理を行えばよい。これにより、計測の開始時と終了時の距離計測点間を直線で結んだ軌跡の長さを算出し、また順次移動する移動毎の前後の距離計測点間を直線で結んだ軌跡の長さを積算し、さらに順次移動する移動毎の前後の距離計測点間を非線形補間して求めた軌跡の長さを積算して、擬似三次元画像上で距離計測点ｄの移動に伴った距離を計測することができる。
【００３５】
なお、以上の説明においては、断層像１は主としてＸ線ＣＴ画像の例について述べたが、本発明はこれに限らず、ＭＲＩ画像や超音波画像についても同様に適用することができる。
【００３６】
【発明の効果】
本発明は以上のように構成されたので、第一の発明による擬似三次元画像上で距離計測をする距離計測装置によれば、被検体の対象部位について撮影した複数の断層像を積み上げて三次元画像を得、この得られた積み上げ三次元画像内部に視点を移動可能に設定し、この設定された視点位置から上記積み上げ三次元画像を投影面に陰影化して投影して擬似三次元画像を再構成したその画像上で、例えば管腔臓器の走行或いは視点移動に沿った三次元的な距離を計測することができる。従って、例えば血管や気管支などの中に内視鏡を入れてその内部を進んで行きながらあたかもその内視鏡で観察しているかのごとき画像を表示するときに、その視点位置の移動の距離を計測することができる。そして、この視点位置の移動距離を計測することによって、例えば血管の血栓部位の診断などにおいてその血栓部位の長さを知ることができ、手術の支援や治療計画の支援などにおいて有効な診断情報が得られる。
【００３７】
また、第二の発明による擬似三次元画像上で距離計測をする距離計測装置によれば、表示装置に表示された再構成画像を見ながら、擬似三次元画像上で任意の視点位置において距離計測点を指定し、第一の発明と同様に例えば管腔臓器の走行或いは視点移動に沿った三次元的な距離を計測することができる。従って、同じく手術の支援や治療計画の支援などにおいて有効な診断情報が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による擬似三次元画像上で距離計測をする距離計測装置の実施の形態を示すブロック図である。
【図２】第一の発明の距離計測装置で実施する距離計測手順の第一の例を説明するための視点の移動軌跡図である。
【図３】第一の発明の距離計測装置で実施する距離計測手順の第二の例を説明するための視点の移動軌跡図である。
【図４】第一の発明の距離計測装置で実施する距離計測手順の第三の例を説明するための視点の移動軌跡図である。
【図５】図２に示す距離計測の手順を示すフローチャートである。
【図６】図３に示す距離計測の手順を示すフローチャートである。
【図７】図４に示す距離計測の手順を示すフローチャートである。
【図８】第二の発明の距離計測装置で実施する距離計測手順の第一の例を説明するための表示画像図である。
【図９】図８に示す積み上げ三次元画像上の視点位置、距離計測点の指定状態を示す説明図である。
【図１０】第二の発明の距離計測装置で実施する距離計測手順の第二の例を説明するための表示画像図である。
【図１１】図１０に示す積み上げ三次元画像上の視点位置、距離計測点の指定状態を示す説明図である。
【図１２】中心投影法において視点と断層像と投影面との関係を示す説明図である。
【符号の説明】
１，１ｎ…断層像
２…投影面
５…磁気ディスク
６…主メモリ
７…ＣＰＵ
８…表示メモリ
９…ＣＲＴ
１４…計測経路
１７…視野範囲
ｅ0，ｅ1，ｅ2，ｅ3，ｅ4，ｅ5…視点
ｄ…距離計測点