(57)【要約】【課題】表面組織の画像情報を除去して内部組織の画像情報を構成することを可能とする医用画像表示装置を提供する。【解決手段】医用画像表示装置は、「断層像４１のＳ座標」と「空気長５３及び除去層厚５４の和」とを比較する。医用画像表示装置は、「断層像４１のＳ座標」が「空気長５３及び除去層厚５４の和」より大きい場合、断層像４１上の点（Ｘ，Ｙ）の画素値を三次元処理用データとして保持する。除去層厚５４は、座標（Ｘ，Ｙ）における除去層５５のＳ方向長である。除去層５５は、三次元処理において除外する組織領域である。三次元処理組織５６は、三次元処理対象の組織領域である。医用画像表示装置は、三次元処理組織５６に関する三次元処理用データを用いて三次元処理を行い、画像処理結果を表示する。三次元処理は、例えば、ボリュームレンダリング３Ｄ処理、サーフェス３Ｄ処理、デプス３Ｄ処理、発光３Ｄ処理、ウォール強調処理である。【選択図】図５
2007325629.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体内部の画像情報を演算処理する演算処理部と、前記画像情報及び演算処理結果を保持する保持部と、前記画像情報及び前記演算処理結果を表示する表示部と、操作指示を受け付ける入力部と、を備える医用画像表示装置において、
前記画像情報に基づいて対象物の表面を検出する表面検出手段と、
前記表面検出手段によって検出された対象物の表面から所定範囲内の領域を除去層として算出する除去層算出手段と、
前記除去層算出手段による除去層を用いて三次元画像を構成する手段と、
前記三次元画像を前記表示部に表示する三次元画像表示手段と、
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】
前記除去層の画像情報を除去して構成された三次元画像である除去画像と、前記除去層の画像情報を除去しないで構成された三次元画像である非除去画像と、が隣接して前記表示部に表示される場合、前記除去画像と前記非除去画像との境界を前記表示部に表示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】
前記入力部を介して前記除去層の層厚を設定するための層厚設定部を前記表示部に表示し、当該層厚設定部に前記除去層の層厚が設定される度に、前記除去層算出手段による除去層算出処理を行って三次元画像を構成し、前記表示部に表示される三次元画像を更新することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の医用画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＴ画像等の医用画像を表示する医用画像表示装置に関する。詳細には、三次元処理して医用画像を表示する医用画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、医用画像表示装置は、ボリュームレンダリング３Ｄ処理、サーフェス３Ｄ処理、デプス３Ｄ処理、発光３Ｄ処理、ウォール強調処理等の三次元処理を行って医用画像を表示する。
また、ボリュームレンダリング３Ｄ処理における内部表示に関しては、仮想光線の入射強度の減衰を遅くすることにより、比較的内部まで透視可能な三次元画像を構成する三次元画像表示装置が提案されている（例えば、［特許文献１］参照。）。
また、サーフェス３Ｄ処理やデプス３Ｄ処理における内部表示に関しては、骨組織や皮膚組織や皮下脂肪組織等に予め組織領域を分離し、分離した組織領域に対して画像処理を行う医用診断画像装置が提案されている（例えば、［特許文献２］参照。）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−３５１１２０号公報
【特許文献２】特開平５−１２０４５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来のボリュームレンダリング３Ｄ処理による内部表示では、皮膚組織等の表面組織の陰影が残存するという問題点がある。また、従来のサーフェス３Ｄ処理やデプス３Ｄ処理における内部表示では、必要な組織領域や不要な組織領域を予め設定する必要があるという問題点がある。
【０００５】
本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたものであり、表面組織の画像情報を除去して内部組織の画像情報を構成する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】
【０００６】
前述した目的を達成するために本発明は、被検体内部の画像情報を演算処理する演算処理部と、前記画像情報及び演算処理結果を保持する保持部と、前記画像情報及び前記演算処理結果を表示する表示部と、操作指示を受け付ける入力部と、を備える医用画像表示装置において、前記画像情報に基づいて対象物の表面を検出する表面検出手段と、前記表面検出手段によって検出された対象物の表面から所定範囲内の領域を除去層として算出する除去層算出手段と、前記除去層算出手段による除去層を用いて三次元画像を構成する手段と、前記三次元画像を前記表示部に表示する三次元画像表示手段と、を具備することを特徴とする医用画像表示装置である。
【０００７】
医用画像表示装置は、画像情報に基づいて対象物の表面を検出し、対象物の表面から所定範囲内の領域を除去層として算出し、この除去層を用いて三次元画像を構成して表示する。
画像情報は、被検体内部を示す画像情報である。画像情報は、例えば、Ｘ線ＣＴ装置により撮影した断層像である。対象物の表面は、例えば、被検体の皮膚である。画像情報の演算処理は、三次元画像処理等であり、例えば、ボリュームレンダリング３Ｄ処理、サーフェス３Ｄ処理、デプス３Ｄ処理、発光３Ｄ処理、ウォール強調処理である。
【０００８】
このように、医用画像表示装置は、皮膚等の表面組織の画像情報を除外して内部組織の画像情報を用いて画像処理を行うので、表面組織の痕跡のない内部組織の画像を取得することができる。すなわち、医用画像表示装置は、皮膚組織の領域を剥ぎ取って画像処理を行うことができる。
【０００９】
また、基準位置から対象物の表面までの距離分布（空気長）を算出して保持し、上記基準位置から対象物の表面までの距離と設定された除去層の層厚とに基づいて、除去層を算出するようにしてもよい。
これにより、設定された除去層の層厚に基づいて、効率的に除去層を算出することができる。
【００１０】
また、除去層の画像情報を除去して構成された三次元画像である除去画像と、除去層の画像情報を除去しないで構成された三次元画像である非除去画像と、が隣接して表示部に表示される場合、除去画像と非除去画像との境界を表示することが望ましい。
これにより、操作者は、除去画像と非除去画像とが同時に表示される場合であっても不連続性を把握することができる。
【００１１】
また、除去層の層厚を設定するためのインターフェースを表示し、表示画面上で除去層の層厚が設定される度に、除去層算出処理を行って三次元画像を構成し、表示画面に表示される三次元画像を更新することが望ましい。
このように、医用画像表示装置は、入力された除去層厚に基づいてリアルタイムに表面組織の除去処理を行って三次元処理を行うので、操作者は、三次元処理画像を確認しながら除去層厚を調整することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、表面組織の画像情報を除去して内部組織の画像情報を構成する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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下添付図面を参照しながら、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詳細に説明する。尚、以下の説明及び添付図面において、略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。
【００１４】
（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、被検体内部に関する画像情報、例えば、Ｘ線ＣＴ画像を処理対象画像として用いるものである。医用画像表示装置１は、処理対象画像から表面組織の画像情報を除去して内部組織の画像情報を構成する装置である。
【００１５】
医用画像表示装置１は、各構成要素の動作を制御するＣＰＵ（中央処理装置）１０と、演算処理に用いるプログラム及びデータや演算処理結果を保持する主メモリ１１と、複数の断層像データ及びプログラムが格納された磁気ディスク１２と、表示用の画像データを一時記憶する表示メモリ１３と、この表示メモリ１３からの画像データに基づいて画像を表示する表示装置としてのＣＲＴディスプレイ１４と、画面上での入力や画面上のソフトスイッチを操作するためのマウス１５及びそのコントローラ１６と、各種パラメータ設定用のキーやスイッチを備えたキーボード１７と、スピーカ１８と、上記各構成要素を接続する共通バス１９とから構成される。
【００１６】
この実施の形態では、主メモリ１１以外の記憶装置として、磁気ディスク１２のみが接続されている場合を示しているが、これ以外にフロッピディスクドライブ、ハードディスクドライブ、ＣＤ−ＲＯＭドライブ、光磁気ディスク（ＭＯ）ドライブ、ＺＩＰドライブ、ＰＤドライブ、ＤＶＤドライブ、ＵＳＢメモリなどが接続されていてもよい。さらに、図示していない通信インターフェースを介してＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）やインターネット、電話回線などの種々の通信ネットワーク１ａ上に接続可能とし、他のコンピュータやＣＴ装置１ｂなどとの間で画像データの送受信を行えるようにしてもよい。また、画像データの送受信は、Ｘ線ＣＴ装置、ＭＲＩ装置、超音波診断装置などの被検体の断層像が収集可能な医用画像診断装置を上記ＬＡＮ等の通信ネットワーク１ａと接続して行ってもよい。
【００１７】
（２．医用画像表示装置１の動作）
次に、図２〜図５を参照しながら、医用画像表示装置１の動作について説明する。
【００１８】
図２は、空気長５３の算出処理を示すフローチャートである。
図３は、除去層５５の除去処理及び三次元処理を示すフローチャートである。
図４は、複数の断層像４１と投影面４２と仮想光線４３との位置関係図である  図５は、除去層５５と三次元処理組織５６とを示す図である。図５（Ａ）は、Ｓ方向の除去層厚５４を一定長とした場合を示す。図５（Ｂ）は、皮膚厚５７を一定長とした場合を示す。
【００１９】
一般に、図４（Ｂ）に示すように、断層像４１と投影面４２ｂは平行ではない。また、視点４４ｂからの仮想光線４３ｂは投影線と平行ではない。
以下、理解の容易のため、図４（Ａ）に示すように、断層像４１と投影面４２とは平行であるものとして説明する。また、図４（Ａ）では、視点４４からの仮想光線４３は、投影線に対して平行であり、断層像４１及び投影面４２に対して垂直である。この場合、投影面４２上の点（Ｘ，Ｙ）は、断層像４１上の点（Ｘ，Ｙ）に対応する。
尚、図４（Ｂ）の場合についても位置補正処理及び角度補正処理等を行うことにより、図４（Ａ）と同様に処理することができる。
【００２０】
図２を参照する。医用画像表示装置１のＣＰＵ１０は、Ｙ座標を初期値（Ｙ＝０）に設定する（ステップ２０１）。ＣＰＵ１０は、Ｘ座標を初期値（Ｘ＝０）に設定する（ステップ２０２）。ＣＰＵ１０は、視点４４に近い断層像４１−１を選択し、Ｓ座標の初期値（Ｓ＝０）を設定する（ステップ２０３）。
ＣＰＵ１０は、「断層像４１上の点（Ｘ，Ｙ）の画素値」と「所定の閾値」とを比較する（ステップ２０４）。
【００２１】
ＣＰＵ１０は、「断層像４１上の点（Ｘ，Ｙ）の画素値」が「所定の閾値」より小さい場合（ステップ２０４のＮＯ）、次の断層像４１を選択してＳ座標を更新する（ステップ２０６）。ＣＰＵ１０は、選択された断層像４１が最後の断層像４１でない場合（ステップ２０７のＮＯ）、ステップ２０４からの処理を繰り返す。
ＣＰＵ１０は、「断層像４１上の点（Ｘ，Ｙ）の画素値」が「所定の閾値」より大きい場合（ステップ２０４のＹＥＳ）、断層像４１のＳ座標を座標（Ｘ，Ｙ）における空気長５３（ＡＩＲ＿ＬＥＮＧ（Ｘ，Ｙ））として主メモリ１１あるいは磁気ディスク１２に保持する（ステップ２０５）。
【００２２】
図５に示すように、空気長５３は、座標（Ｘ，Ｙ）における空気５２のＳ方向長である。空気５２は、空気や水の領域である。すなわち、空気長５３は、座標（Ｘ，Ｙ）における断層像４１−１のスライス位置から被検体表面の皮膚５１までのＳ方向長に相当する。ステップ２０４の処理における所定の閾値に関しては、画素値がＣＴ値である場合、例えば「１０」〜「９０」を設定して、皮膚５１と空気５２とを判別可能とすることが望ましい。
【００２３】
図２に戻り、ＣＰＵ１０は、Ｘ座標を更新する（ステップ２０８）。ＣＰＵ１０は、最後のＸ座標でない場合（ステップ２０９のＮＯ）、ステップ２０３からの処理を繰り返す。
ＣＰＵ１０は、Ｙ座標を更新する（ステップ２１０）。ＣＰＵ１０は、最後のＹ座標でない場合（ステップ２１１のＮＯ）、ステップ２０２からの処理を繰り返す。
【００２４】
以上の過程を経て、医用画像表示装置１は、断層像４１の画素値を所定の閾値を比較することにより、投影面４２の各点に対応する空気長５３の分布を取得する。
【００２５】
図３を参照する。医用画像表示装置１のＣＰＵ１０は、Ｙ座標を初期値（Ｙ＝０）に設定する（ステップ３０１）。ＣＰＵ１０は、Ｘ座標を初期値（Ｘ＝０）に設定する（ステップ３０２）。ＣＰＵ１０は、視点４４に近い断層像４１−１を選択し、Ｓ座標の初期値（Ｓ＝０）を設定する（ステップ３０３）。
ＣＰＵ１０は、「断層像４１のＳ座標」と「空気長５３（ＡＩＲ＿ＬＥＮＧ（Ｘ，Ｙ））及び除去層厚５４の和」とを比較する（ステップ３０４）。尚、空気長５３に関しては、図２の処理で取得した値を用いることができる。また、除去層厚５４に関しては、操作者が設定するようにしてもよい。
【００２６】
ＣＰＵ１０は、「断層像４１のＳ座標」が「空気長５３及び除去層厚５４の和」より小さい場合（ステップ３０４のＮＯ）、次の断層像４１を選択してＳ座標を更新する（ステップ３０６）。ＣＰＵ１０は、選択された断層像４１が最後の断層像４１でない場合（ステップ３０７のＮＯ）、ステップ３０４からの処理を繰り返す。
ＣＰＵ１０は、「断層像４１のＳ座標」が「空気長５３及び除去層厚５４の和」より大きい場合（ステップ３０４のＹＥＳ）、断層像４１上の点（Ｘ，Ｙ）の画素値を三次元処理用データとして主メモリ１１あるいは磁気ディスク１２に保持する（ステップ３０５）。
【００２７】
図５に示すように、除去層厚５４は、座標（Ｘ，Ｙ）における除去層５５のＳ方向長である。除去層５５は、三次元処理において除外する組織領域である。除去層５５は、例えば、皮膚組織である。三次元処理組織５６は、三次元処理対象の組織領域である。ステップ３０５の処理では、三次元処理組織５６における各断層像４１の画素値が三次元処理用データとして抽出される。
尚、図５（Ａ）に示すように、各点（Ｘ，Ｙ）において除去層厚５４として一定値（例えば、「２０ｍｍ」）を設定してもよい。また、図５（Ｂ）に示すように、皮膚厚５７が一定値となるように除去層厚５４ｂを設定し、除去層５５ｂを三次元処理から除外し、三次元処理組織５６ｂの画像データを三次元処理するようにしてもよい。皮膚厚５７は、皮膚５１の表面からの垂直方向深さである。
【００２８】
図３に戻り、ＣＰＵ１０は、Ｘ座標を更新する（ステップ３０８）。ＣＰＵ１０は、最後のＸ座標でない場合（ステップ３０９のＮＯ）、ステップ３０３からの処理を繰り返す。
ＣＰＵ１０は、Ｙ座標を更新する（ステップ３１０）。ＣＰＵ１０は、最後のＹ座標でない場合（ステップ３１１のＮＯ）、ステップ３０２からの処理を繰り返す。
ＣＰＵ１０は、ステップ３０５の処理により取得した三次元処理用データを用いて三次元処理を行い、画像処理結果をＣＲＴディスプレイ１４に表示する（ステップ３１２）。三次元処理は、陰影付け等の三次元画像処理であり、例えば、ボリュームレンダリング３Ｄ処理、サーフェス３Ｄ処理、デプス３Ｄ処理、発光３Ｄ処理、ウォール強調処理である。
【００２９】
以上の過程を経て、医用画像表示装置１は、除去層５５を除外し、三次元処理組織５６における各断層像４１の画素値を用いて三次元処理を行う。
このように、医用画像表示装置１は、皮膚等の表面組織の画像情報を除外して内部組織の画像情報を用いて画像処理を行うので、表面組織の痕跡のない内部組織の画像を取得することができる。すなわち、医用画像表示装置１は、皮膚組織の領域を剥ぎ取って画像処理を行うことができる。
【００３０】
（３．断層像４１の画像補間）
次に、図６を参照しながら、断層像４１の画像補間について説明する。
図６は、断層像４１の補間画像６１を示す図である。
【００３１】
図２及び図３の処理では、断層像４１の画像データを用いて三次元処理用データを取得するものとして説明したが、断層像４１の補間画像６１を用いて三次元処理用データを取得するようにしてもよい。補間画像６１−１〜補間画像６１−Ｎは、各断層像４１を用いて補間処理を行って作成した画像である。
一般に断層像４１のスライス間隔は５ｍｍ程度（Ｓ方向）である。三次元処理では１ｍｍ程度の間隔が望ましい。そこで、断層像４１のスライス間隔が１ｍｍより大きい場合には、補間処理を行って補間画像６１を作成した上で、図２に示す空気長算出処理や除去処理及び三次元処理を行うことが望ましい。
【００３２】
（４．非除去領域７２）
次に、図７及び図８を参照しながら、非除去領域７２について説明する。
図７は、非除去領域７２を示す図である。
図８は、除去画像８１及び非除去画像８２が表示された表示画面８０を示す図である。
【００３３】
視点４４に最も近い断層像４１−１が皮膚５１の下部組織に入り込む場合、空気長５３が「０」となる領域が生じる。空気長５３が「０」である場合、除去層７５を設定できない場合がある。
除去領域７１は、点（Ｘ，Ｙ）において除去層７５が設定され、表面組織の除去処理を行った上で三次元処理される領域である。非除去領域７２は、点（Ｘ，Ｙ）において除去層７５が設定されず、表面組織の除去処理を行わずに三次元処理される領域である。
【００３４】
図７（Ａ）では、医用画像表示装置１のＣＰＵ１０は、皮膚５１が断層像４１−１のスライス位置に達した点７３ａを除去領域７１ａと非除去領域７２ａとの境界とする。除去層７５ａと三次元処理組織７６ａとの境界７７ａは、点７３ａの（Ｘ，Ｙ）座標の位置でうち切られる。
図７（Ｂ）では、医用画像表示装置１のＣＰＵ１０は、除去層７５ｂと三次元処理組織７６ｂとの境界７７ｂが点７３ａの（Ｘ，Ｙ）座標の位置に達したら、平滑処理を行い境界７７ｂを延長する。ＣＰＵ１０は、延長された境界７７ｂが断層像４１−１のスライス位置に達した点７３ｂを除去領域７１ｂと非除去領域７２ｂとの境界とする。
【００３５】
医用画像表示装置１のＣＰＵ１０は、ＣＲＴディスプレイ１４に除去領域７１と非除去領域７２とをそれぞれ認識可能に表示する。ＣＰＵ１０は、表示画面８０に除去画像８１及び非除去画像８２を表示する。除去画像８１は、表面組織の除去処理を経て三次元処理された画像である。非除去画像８２は、表面組織の除去処理を経ないで通常の三次元処理により表示される画像である。また、除去画像８１と非除去画像８２とを識別可能に境界８３が表示される。図８の除去画像８１及び非除去画像８２及び境界８３は、それぞれ、図７の除去領域７１及び非除去領域７２及び境界７３に相当する。
【００３６】
これにより、操作者は、除去画像８１と非除去画像８２とが同時に表示される場合であっても不連続性を把握することができる。
【００３７】
（５．除去層厚５４の設定）
次に、図９を参照しながら、除去層厚５４の設定について説明する。
図９は、除去層厚５４の設定インターフェースを有する表示画面９０を示す図である。
操作者は、マウス１５のドラッグ操作等によりスライドバー９４を移動させ、除去層厚５４を設定する。医用画像表示装置１のＣＰＵ１０は、操作者が除去層厚５４を設定する度に図３に示す表面組織の除去処理を行い、除去画像９１及び非除去画像９２及び境界９３等の三次元処理画像を描画する。
【００３８】
このように、医用画像表示装置１は、入力された除去層厚５４に基づいてリアルタイムに表面組織の除去処理を行って三次元処理を行う。これにより、操作者は、三次元処理画像を確認しながら除去層厚５４を調整することができる。
【００３９】
（６．その他）
上述の実施の形態では、図２に示す空気長５３の算出処理と図３に示す除去層５５の除去処理及び三次元処理とをそれぞれ独立して行うものとして説明したが、処理が可能になった段階で各処理を並行処理するようにしてもよい。例えば、ある点（Ｘ，Ｙ）において空気長５３を算出した直後に当該点（Ｘ，Ｙ）について表面組織の除去処理を行って三次元処理を開始してもよい。
【００４０】
以上、添付図面を参照しながら、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。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】医用画像表示装置１のハードウェア構成図
【図２】空気長５３の算出処理を示すフローチャート
【図３】除去層５５の除去処理及び三次元処理を示すフローチャート
【図４】複数の断層像４１と投影面４２と仮想光線４３との位置関係図
【図５】除去層５５と三次元処理組織５６とを示す図
【図６】断層像４１の補間画像６１を示す図
【図７】非除去領域７２を示す図
【図８】除去画像８１及び非除去画像８２が表示された表示画面８０を示す図
【図９】除去層厚５４の設定インターフェースを有する表示画面９０を示す図
【符号の説明】
【００４２】
１………医用画像表示装置
１０………ＣＰＵ
１１………主メモリ
１２………磁気ディスク
１３………表示メモリ
１４………ＣＲＴディスプレイ
１５………マウス
１７………キーボード
１ａ………ネットワーク
１ｂ………他のコンピュータやＣＴ装置
４１………断層像
４２………投影面
４３………仮想光線
４４………視点
５１………皮膚
５２………空気
５３………空気長（ＡＩＲ＿ＬＥＮＧ（Ｘ，Ｙ））
５５、７５………除去層
５６、７６………三次元処理組織
５７………皮膚厚
６１………補間画像
７１………除去領域
７２………非除去領域
７３、７７、８３、９３………境界
８０、９０………表示画面
８１、９１………除去画像
８２、９２………非除去画像
９４………スライドバー
【図１】
2007325629.tif 000003
【図２】
2007325629.tif 000004
【図３】
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【図４】
2007325629.tif 000006
【図５】
2007325629.tif 000007
【図６】
2007325629.tif 000008
【図７】
2007325629.tif 000009
【図８】
2007325629.tif 000010
【図９】
2007325629.tif 000011