(57)【要約】【課題】観察対象の部位の大きさが認識しやすい画像を生成することが可能な医用画像処理装置を提供する。【解決手段】この実施形態に係る医用画像処理装置は、設定手段と第１の画像生成手段と第２の画像生成手段と表示処理手段とを有する。設定手段は、管状組織を表すボリュームデータを受けて、管状組織に境界を設定する。第１の画像生成手段は、管状組織の内部に指定された視点と境界との間の第１の領域におけるボリュームデータに対して、平行投影法によるレンダリングを施すことにより平行投影画像データを生成する。第２の画像生成手段は、視点を基準にして境界より離れた第２の領域におけるボリュームデータに対して、透視投影法によるレンダリングを施すことにより透視投影画像データを生成する。表示処理手段は、平行投影画像と透視投影画像とを表示手段に表示させる。【選択図】図１
2012040081.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
管状組織を表すボリュームデータを受けて、前記管状組織に境界を設定する設定手段と、
前記管状組織の内部に指定された視点と前記境界との間の第１の領域におけるボリュームデータに対して、平行投影法によるレンダリングを施すことにより平行投影画像データを生成する第１の画像生成手段と、
前記視点を基準にして前記境界より離れた第２の領域におけるボリュームデータに対して、透視投影法によるレンダリングを施すことにより透視投影画像データを生成する第２の画像生成手段と、
前記平行投影画像データに基づく平行投影画像と、前記透視投影画像データに基づく透視投影画像とを表示手段に表示させる表示処理手段と、
を有する医用画像処理装置。
【請求項２】
前記設定手段は、前記視点から所定距離離れた位置を前記境界に設定する、
請求項１に記載の医用画像処理装置。
【請求項３】
前記設定手段は、前記視点から前記管状組織の各箇所までの距離と、前記視点から前記管状組織の前記各箇所を仰ぐ角度とに基づいて、前記ボリュームデータに表される前記管状組織の前記各箇所の大きさに対する、前記透視投影法によって表される前記各箇所の大きさの比を求め、前記比が所定値以上となる位置を前記境界に設定する、
請求項１に記載の医用画像処理装置。
【請求項４】
前記設定手段は、前記第１の領域に含まれる前記管状組織を、前記管状組織の長手方向に沿って複数の個別領域に分割し、
前記第１の画像生成手段は、前記複数の個別領域におけるボリュームデータに前記平行投影法によるレンダリングを施すことにより、前記個別領域ごとに平行投影画像データを生成し、
前記表示処理手段は、前記複数の個別領域における平行投影画像データに基づく平行投影画像と、前記透視投影画像データに基づく前記透視投影画像とを前記表示手段に表示させる、
請求項１から請求項３のいずれかに記載の医用画像処理装置。
【請求項５】
前記第１の画像生成手段は、前記複数の個別領域を視線方向に対して傾けて前記平行投影法によるレンダリングを施すことにより、前記個別領域ごとに前記平行投影画像データを生成する、
請求項４に記載の医用画像処理装置。
【請求項６】
前記第１の画像生成手段は、前記複数の個別領域のうち少なくとも１つを前記視線方向に対して９０°以上に傾けて前記平行投影法によるレンダリングを施す、
請求項５に記載の医用画像処理装置。
【請求項７】
前記第１の画像生成手段は、前記複数の個別領域を前記視線方向に対して複数の角度に傾けて、前記複数の角度のそれぞれにおける前記個別領域の前記平行投影画像データを生成し、
前記表示処理手段は、前記複数の角度における前記平行投影画像データに基づく平行投影画像を前記表示手段に表示させる、
請求項５又は請求項６に記載の医用画像処理装置。
【請求項８】
前記設定手段は、前記ボリュームデータに基づいて前記管状組織内における病変部候補の位置を推定し、前記推定された前記病変部候補の位置を避けて、前記第１の領域に含まれる前記管状組織を前記複数の個別領域に分割する、
請求項４から請求項７のいずれかに記載の医用画像処理装置。
【請求項９】
前記表示処理手段は、前記平行投影画像と前記透視投影画像とを前記境界にてつなぎ合わせて前記表示手段に表示させる、
請求項１から請求項８のいずれかに記載の医用画像処理装置。
【請求項１０】
コンピュータに、
管状組織を表すボリュームデータを受けて、前記管状組織に境界を設定する設定機能と、
前記管状組織の内部に指定された視点と前記境界との間の第１の領域におけるボリュームデータに対して、平行投影法によるレンダリングを施すことにより平行投影画像データを生成する第１の画像生成機能と、
前記視点を基準にして前記境界より離れた第２の領域におけるボリュームデータに対して、透視投影法によるレンダリングを施すことにより透視投影画像データを生成する第２の画像生成機能と、
前記平行投影画像データに基づく平行投影画像と、前記透視投影画像データに基づく透視投影画像とを表示装置に表示させる表示処理機能と、
を実行させる医用画像処理プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明の実施形態は、医用画像処理装置及び医用画像処理プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
大腸や血管などの管状組織を観察するための技術として、フライスルーと称される技術が知られている。フライスルーは、大腸や血管などの管状組織の内部の表面を、内視鏡と同じ視線で観察するための技術である。例えば医用画像診断装置によって取得された医用画像データを用いて、管状組織の内部の表面を３次元的に表す仮想的な内視鏡画像データ（以下、「仮想内視鏡画像データ」と称する場合がある）を生成することができる。
【０００３】
フライスルーにおいては、透視投影法を用いて仮想内視鏡画像を生成して表示する。そのため、視点から遠い部位がより小さく表示され、視点に近い部位がより大きく表示される。例えば視点を観察対象の部位に近づけると、その部位がより大きく表示されるため、観察対象の部位の大きさを認識することが困難となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１４４８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この実施形態は、観察対象の部位の大きさが認識しやすい画像を生成することが可能な医用画像処理装置、及び医用画像処理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】
【０００６】
この実施形態に係る医用画像処理装置は、設定手段と、第１の画像生成手段と、第２の画像生成手段と、表示処理手段と、を有する。設定手段は、管状組織を表すボリュームデータを受けて、管状組織に境界を設定する。第１の画像生成手段は、管状組織の内部に指定された視点と境界との間の第１の領域におけるボリュームデータに対して、平行投影法によるレンダリングを施すことにより平行投影画像データを生成する。第２の画像生成手段は、視点を基準にして境界より離れた第２の領域におけるボリュームデータに対して、透視投影法によるレンダリングを施すことにより透視投影画像データを生成する。表示処理手段は、平行投影画像データに基づく平行投影画像と、透視投影画像データに基づく透視投影画像とを表示手段に表示させる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】この実施形態に係る医用画像処理装置を示すブロック図である。
【図２】管状組織を模式的に示す斜視図である。
【図３】管状組織と個別領域とを模式的に示す図である。
【図４】管状組織と個別領域とを模式的に示す図である。
【図５】管状組織の側面と個別領域とを模式的に示す図である。
【図６】平行投影画像と透視投影画像とを含む合成画像を示す図である。
【図７】平行投影画像と透視投影画像とを含む合成画像を示す図である。
【図８】平行投影画像と透視投影画像とを含む合成画像を示す図である。
【図９】この実施形態に係る医用画像処理装置による一連の動作を示すフローチャートである。
【図１０】透視投影画像を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図１を参照して、この実施形態に係る医用画像処理装置について説明する。この実施形態に係る医用画像処理装置１には、例えば医用画像撮影装置９０が接続されている。
【０００９】
（医用画像撮影装置９０）
医用画像撮影装置９０には、Ｘ線ＣＴ装置やＭＲＩ装置などの撮影装置が用いられる。医用画像撮影装置９０は、被検体を撮影することで被検体を表す医用画像データを生成する。例えば医用画像撮影装置９０は、３次元の撮影領域を撮影することで３次元の撮影領域を表すボリュームデータを生成する。大腸や血管や気管支などの管状組織を撮影の対象とした場合、医用画像撮影装置９０は、管状組織を撮影することで管状組織を表すボリュームデータを生成する。
【００１０】
例えば医用画像撮影装置９０としてのＸ線ＣＴ装置は、３次元の撮影領域を撮影することにより、位置がそれぞれ異なる複数の断面におけるＣＴ画像データを生成する。Ｘ線ＣＴ装置は、複数のＣＴ画像データを用いてボリュームデータを生成する。管状組織の一例として大腸を観察対象とした場合、Ｘ線ＣＴ装置は、大腸を含む３次元の撮影領域を撮影することにより大腸を含む撮影領域を表すボリュームデータを生成する。医用画像撮影装置９０はボリュームデータを医用画像処理装置１に出力する。以下では、大腸を観察対象の一例として説明する。
【００１１】
（医用画像処理装置１）
医用画像処理装置１は、画像記憶部２と、画像生成部３と、演算部４と、条件記憶部５と、表示処理部６と、ユーザインターフェース（ＵＩ）７と、を有する。
【００１２】
（画像記憶部２）
画像記憶部２は、医用画像撮影装置９０によって生成された医用画像データを記憶する。大腸を表すボリュームデータが医用画像撮影装置９０によって生成された場合、大腸を表すボリュームデータが画像記憶部２に記憶される。なお、医用画像撮影装置９０がボリュームデータを生成せずに、医用画像処理装置１がボリュームデータを生成しても良い。この場合、医用画像処理装置１は、医用画像撮影装置９０によって生成された複数の医用画像データ（例えばＣＴ画像データ）を受けて、複数の医用画像データに基づいてボリュームデータを生成する。この場合、画像記憶部２は、医用画像処理装置１によって生成されたボリュームデータを記憶する。
【００１３】
（画像生成部３）
画像生成部３は、第１の画像生成部３１と第２の画像生成部３２とを有する。
【００１４】
（第１の画像生成部３１）
第１の画像生成部３１は、画像記憶部２からボリュームデータを読み込み、平行投影法によるボリュームレンダリングをボリュームデータに施すことにより、管状組織を３次元的に表す平行投影画像データを生成する。例えば操作者が入力部７２を用いて視線方向を指定すると、その視線方向を示す視線方向情報（座標情報）が、ユーザインターフェース（ＵＩ）７から第１の画像生成部３１に出力される。第１の画像生成部３１は、その視線方向に向かって互いに平行な仮想光線をボリュームデータに照射することにより、平行投影画像データを生成する。例えば第１の画像生成部３１は、管状組織の内面を３次元的に表す平行投影画像データを生成する。第１の画像生成部３１は、平行投影画像データを表示処理部６に出力する。
【００１５】
（第２の画像生成部３２）
第２の画像生成部３２は、画像記憶部２からボリュームデータを読み込み、透視投影法によるボリュームレンダリングをボリュームデータに施すことにより、管状組織を３次元的に表す透視投影画像データを生成する。すなわち、第２の画像生成部３２は、仮想内視鏡（Ｖｉｒｔｕａｌ  Ｅｎｄｏｓｃｏｐｙ）画像データを生成する。例えば操作者が入力部７２を用いて視点の位置と視線方向とを指定すると、視点の位置を示す視点位置情報（座標情報）と視線方向を示す視線方向情報（座標情報）とが、ユーザインターフェース（ＵＩ）７から第２の画像生成部３２に出力される。第２の画像生成部３２は、その視点を通り視線方向を中心にして放射状に広がる仮想光線をボリュームデータに照射することにより、透視投影画像データを生成する。例えば、管状組織の内部に視点が設定されると、第２の画像生成部３２は、管状組織の内面を３次元的に表す透視投影画像データを生成する。第２の画像生成部３２は、透視投影画像データを表示処理部６に出力する。
【００１６】
（演算部４）
演算部４は、特定部４１と設定部４２とを有する。図２から図４を参照して、演算部４による処理について説明する。図２は、管状組織を模式的に示す斜視図である。図３及び図４は、管状組織と個別領域とを模式的に示す図である。
【００１７】
（特定部４１）
特定部４１は、画像記憶部２からボリュームデータを読み込み、ＣＴ値などの画素値に基づいてボリュームデータから管状組織の輪郭を特定する。特定部４１は、例えば大腸の内面（内壁）の輪郭を特定する。特定部４１によって特定された管状組織を、図２に示す。図２において、管状組織１００が特定部４１によって特定される。説明の便宜上、管状組織１００の長手方向をＺ方向と定義する。また、説明を簡便にするために、Ｚ方向を視線方向とする。
【００１８】
（設定部４２）
設定部４２は、第１の画像生成部３１によって平行投影画像データを生成する領域と、第２の画像生成部３２によって透視投影画像データを生成する領域との境界を求める。設定部４２は、例えば視点からの距離に基づいて境界を求める。または、設定部４２は、ボリュームデータに表される管状組織の各箇所の大きさに対する、透視投影法によって表される管状組織の各箇所の大きさの比（拡大率）を求め、その比（拡大率）に基づいて境界を求めてもよい。以下、境界を求める方法について説明する。
【００１９】
（距離に基づいて境界を求める方法）
設定部４２は、視点から所定距離離れた位置を境界として定義する。例えば操作者が入力部７２を用いて、視点の位置と視線方向と基準距離とを指定する。視点の位置を示す視点位置情報と、視線方向を示す視線方向情報と、基準距離を示す基準距離情報とが、ユーザインターフェース（ＵＩ）７から設定部４２に出力される。基準距離は、境界を求めるために基準となる距離である。設定部４２は、視点から基準距離離れた位置を境界として定義する。図２において、基準距離Ｌが、操作者によって入力された距離である。設定部４２は、視点ＶＰから基準距離Ｌ離れた位置を境界１１０として定義する。なお、基準距離Ｌは、条件記憶部５に予め記憶されていてもよい。この場合、設定部４２は、条件記憶部５から基準距離情報を読み込み、視点ＶＰから基準距離Ｌ離れた位置を境界１１０として定義する。
【００２０】
図２に示すように、管状組織１００は、境界１１０によって領域Ｒ１（第１の領域）と領域Ｒ２（第２の領域）とに分けられる。領域Ｒ１は、視点ＶＰから境界１１０までの領域である。領域Ｒ２は、視点ＶＰを基準にして境界１１０より離れた領域である。後述するが、領域Ｒ１におけるボリュームデータが、第１の画像生成部３１によって処理が施される。領域Ｒ２におけるボリュームデータが、第２の画像生成部３２によって処理が施される。すなわち、第１の画像生成部３１は、領域Ｒ１におけるボリュームデータに平行投影法によるボリュームレンダリングを施すことにより、領域Ｒ１における平行投影画像データを生成する。第２の画像生成部３２は、領域Ｒ２におけるボリュームデータに透視投影法によるボリュームレンダリングを施すことにより、領域Ｒ２における透視投影画像データを生成する。
【００２１】
以上のように、基準距離Ｌは、平行投影画像データを生成する領域Ｒ１と、透視投影画像データを生成する領域Ｒ２とを決定するための基準となる。透視投影画像においては、視点ＶＰから遠い部位がより小さく表され、視点ＶＰに近い部位がより大きく表される。すなわち、視点ＶＰに近い部位ほど拡大率が大きくなり、透視投影画像において形状が歪んで表示される。例えば視点ＶＰに近い領域Ｒ１における部位の形状は、透視投影画像においては歪んで表示される。そこで、視点ＶＰから境界１１０までの領域Ｒ１（視点ＶＰにより近い領域）における部位を、平行投影画像によって表す。一方、領域Ｒ２（視点ＶＰからより遠い領域）における部位は、透視投影画像に表示されても形状の歪みが小さい。そのため、領域Ｒ２における部位は、透視投影画像によって表す。
【００２２】
（比（拡大率）に基づいて境界を求める方法）
設定部４２は、ボリュームデータに表される管状組織１００の各箇所の大きさ（例えば幅）に対する、透視投影法によって表される管状組織１００の各箇所の大きさ（幅）の比（拡大率）を求め、その比（拡大率）に基づいて境界を求めてもよい。まず、設定部４２は、視点ＶＰから管状組織１００の各箇所までの距離と、視点ＶＰから管状組織１００の各箇所を仰ぐ角度とに基づいて、透視投影法によって表される管状組織１００の各箇所の大きさを求める。そして、設定部４２は、ボリュームデータに表される管状組織１００の各箇所の大きさに対する、透視投影法によって表される管状組織１００の各箇所の大きさの比を求める。すなわち、設定部４２は、ボリュームデータに表される管状組織１００の各箇所が、どのくらい拡大されて透視投影画像データに表されるのか、その拡大率を求める。設定部４２は、拡大率に基づいて境界を求める。例えば、操作者が入力部７２を用いて基準拡大率を入力する。基準拡大率を示す基準拡大率情報が、ユーザインターフェース（ＵＩ）７から設定部４２に出力される。基準拡大率は、境界を求めるための基準となる拡大率である。設定部４２は、ユーザインターフェース（ＵＩ）７から基準拡大率情報を受けて、拡大率が基準拡大率以上となる位置を境界１１０として定義する。図２に示す例では、領域Ｒ１においては拡大率が基準拡大率以上となり、領域Ｒ２においては拡大率が基準拡大率未満となる。なお、基準拡大率情報は、条件記憶部５も予め記憶されていてもよい。この場合、設定部４２は、条件記憶部５から基準拡大率情報を読み込み、拡大率が基準拡大率以上となる位置を境界１１０として定義する。
【００２３】
上述したように、視点ＶＰに近い部位ほど拡大率が大きくなり、透視投影画像において形状が歪んで表示される。そこで、基準拡大率以上となる位置を境界１１０として定義し、視点ＶＰから境界１１０までの領域Ｒ１（視点ＶＰにより近い領域）における部位を、平行投影画像によって表す。一方、領域Ｒ２（拡大率が基準拡大率未満となる領域）における部位は、透視投影画像に表示されても形状の歪みが小さい。そのため、領域Ｒ２における部位は、透視投影画像によって表す。
【００２４】
（切り込み１２０の設定）
さらに図２に示すように、設定部４２は、領域Ｒ１における管状組織１００に、管状組織１００の長手方向（Ｚ方向）に沿って境界１１０まで延びる切り込み１２０を設定する。例えば操作者が入力部７２を用いて、切り込み１２０の位置を指定すると、その位置を示す位置情報が、ユーザインターフェース（ＵＩ）７から設定部４２に出力される。設定部４２は、指定された位置に切り込み１２０を設定する。また、操作者が入力部７２を用いて、切り込み１２０の数を指定してもよい。この場合、指定された数を示す数情報が、ユーザインターフェース（ＵＩ）７から設定部４２に出力される。設定部４２は、指定された数の切り込み１２０を円周方向に等間隔に設定する。また、切り込み１２０の位置を示す位置情報、及び数を示す数情報は、条件記憶部５に予め記憶されていてもよい。この場合、設定部４２は、位置情報又は数情報を条件記憶部５から読み込み、位置情報が示す位置又は数情報が示す数に従って切り込み１２０を設定する。図２に示す例では、設定部４２は、切り込み１２０を４箇所に等間隔に設定している。図２に示す切り込み１２０の数及び位置は一例である。切り込み１２０は、２箇所以上に設定されればよい。また、切り込み１２０の位置は等間隔でなくてもよい。操作者は入力部７２を用いて、任意の位置を指定することができる。
【００２５】
そして図３に示すように、設定部４２は、切り込み１２０によって管状組織１００の領域Ｒ１を長手方向（Ｚ方向）に沿って複数の個別領域１３０に分割する。図３では、切り込み１２０によって分割された個別領域１３０と個別領域１３０の内面１３１とが、模式的に示されている。図３に示す例では、４箇所に切り込み１２０が設定されているため、領域Ｒ１は４つの個別領域１３０に分割される。切り込み１２０は等間隔に設定されているため、各個別領域１２０の大きさは等しい。切り込み１２０の数及び位置を変えると、設定部４２は、数及び位置に応じて領域Ｒ１を複数の個別領域に分割する。
【００２６】
なお、設定部４２は、切り込み１２０の位置を求めて、自動的に切り込み１２０を設定してもよい。この場合、設定部４２は画像記憶部２からボリュームデータを読み込み、ボリュームデータから病変部候補（例えば腫瘍候補）の位置を推定する。例えば、ＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ａｉｄｅｄ  Ｄｉａｇｎｏｓｉｓ：コンピュータ支援診断）を用いることにより、病変部候補を推定することができる。設定部４２は、病変部候補の位置を避けて、領域Ｒ１における管状組織１００に、境界１１０まで延びる切り込み１２０を設定する。そのことにより、設定部４２は、病変部候補の位置を避けて、管状組織１００の領域Ｒ１を複数の個別領域１３０に分割する。
【００２７】
設定部４２は、境界１１０の位置を示す境界情報（座標情報）と、各個別領域１３０の位置を示す情報（座標情報）とを、画像生成部３に出力する。
【００２８】
（個別領域に対するレンダリング）
第１の画像生成部３１は、各個別領域の座標情報を設定部４２から受けて、各個別領域におけるボリュームデータに平行投影法によるボリュームレンダリングを施すことにより、各個別領域における平行投影画像データを生成する。例えば、操作者が入力部７２を用いて、視線方向に対する個別領域の傾斜角度αを入力する。傾斜角度αを示す角度情報は、ユーザインターフェース（ＵＩ）７から第１の画像生成部３１に出力される。第１の画像生成部３１は、個別領域におけるボリュームデータを視線方向に対して傾斜角度αに傾斜させて、平行投影法によるボリュームレンダリングを施すことにより、個別領域における平行投影画像データを生成する。すなわち、第１の画像生成部３１は、個別領域におけるボリュームデータと視線方向とがなす角度を相対的に傾けて、個別領域における平行投影画像データを生成する。つまり、視点ＶＰから個別領域の内側がのぞめるような傾斜角度αを設ける。
【００２９】
例えば図４に示すように、第１の画像生成部３１は、視線方向ＶＤに向かって互いに平行な仮想光線を、個別領域１３０におけるボリュームデータに照射することにより、個別領域１３０における平行投影画像データを生成する。個別領域１３０は視線方向ＶＤに対して傾斜角度αに傾いているため、個別領域１３０の内面１３１を斜めの方向から見た平行投影画像データが生成される。第１の画像生成部３１は、各個別領域１３０におけるボリュームデータにも平行投影法によるボリュームレンダリングを施すことにより、各個別領域１３０における平行投影画像データを生成する。第１の画像生成部３１は、領域Ｒ１に含まれる各個別領域１３０における平行投影画像データを表示処理部６に出力する。
【００３０】
一方、第２の画像生成部３２は、境界情報を設定部４２から受けて、視点ＶＰを通り視線方向ＶＤを中心にして放射状に広がる仮想光線を領域Ｒ２におけるボリュームデータに照射することにより、領域Ｒ２における透視投影画像データを生成する。第２の画像生成部３２は、領域Ｒ２における透視投影画像データを表示処理部６に出力する。
【００３１】
（表示処理部６）
表示処理部６は合成部６１を有する。表示処理部６は、画像生成部３によって生成された画像データを受けて、画像データに基づく画像を表示部７１に表示させる。例えば、表示処理部６は、第１の画像生成部３１から平行投影画像データを受けて、平行投影画像データに基づく平行投影画像を表示部７１に表示させる。また、表示処理部６は、第２の画像生成部３２から透視投影画像データを受けて、透視投影画像データに基づく透視投影画像を表示部７１に表示させる。
【００３２】
（合成部６１）
合成部６１は、第１の画像生成部３１によって生成された平行投影画像データと、第２の画像生成部３２によって生成された透視投影画像データとをつなぎ合わせることにより、合成画像データを生成する。表示処理部６は、合成画像データに基づく合成画像を表示部７１に表示させる。
【００３３】
例えば図４に示すように、合成部６１は、領域Ｒ１における平行投影画像データと領域Ｒ２における透視投影画像データとを境界１１０にてつなぎ合わせることにより、合成画像データを生成する。図４に示す例では、合成部６１は、４つの個別領域１３０における平行投影画像データと、領域Ｒ２における透視投影画像データとを境界１１０にてつなぎ合わせることにより、合成画像データを生成する。そして、表示処理部６は、平行投影画像と透視投影画像とがつなぎ合わされた合成画像を表示部７１に表示させる。
【００３４】
なお、表示処理部６は、平行投影画像と透視投影画像とを境界１１０にてつなぎ合わせずに、表示部７１に表示させてもよい。すなわち、表示処理部６は、個別領域における平行投影画像と領域Ｒ２における透視投影画像とを、別々に表示部７１に表示させてもよい。例えば、表示処理部６は、個別領域に平行投影画像と領域Ｒ２における透視投影画像とを並べて表示部７１に表示させる。
【００３５】
（傾斜角度αを変える場合）
次に、図５を参照して、傾斜角度αについて説明する。図５は、管状組織の側面と個別領域とを模式的に示す図である。操作者は入力部７２を用いて、任意の傾斜角度αを指定することができる。第１の画像生成部３１は、操作者によって指定された傾斜角度αに、個別領域１３０におけるボリュームデータを傾けてボリュームレンダリングを施す。例えば図５に示す個別領域１３０Ａは、視線方向ＶＤに対する傾斜角度αが９０°未満に設定された個別領域である。個別領域１３０Ｂは、傾斜角度αが９０°に設定された個別領域である。すなわち、個別領域１３０Ｂは、視線方向ＶＤに直交している。個別領域１３０Ｃは、傾斜角度αが９０°より大きい角度に設定された個別領域である。
【００３６】
傾斜角度αを９０°より大きい角度に設定すると、境界１１０を間にして視点ＶＰとは反対側に個別領域１３０Ｃがめくれた状態になる。そのため、ポリープや腫瘍などの病変部３００が大腸のひだ３１０の陰に存在する場合であっても、ひだ３１０の裏側から見た平行投影画像データを生成することが可能となる。
【００３７】
なお、すべての個別領域１３０を同じ傾斜角度αに傾斜させてもよいし、それぞれ異なる傾斜角度αに傾斜させてもよい。また、いくつかの個別領域１３０を同じ傾斜角度αに傾斜させ、他の個別領域１３０を異なる傾斜角度αに傾斜させてもよい。例えば操作者が入力部７２を用いて、各個別領域１３０に対する傾斜角度αを指定することにより、任意の個別領域１３０を任意の傾斜角度αに傾斜させることができる。
【００３８】
また、第１の画像生成部３１は、傾斜角度αを変えることにより、各傾斜角度αに対応する平行投影画像データを生成してもよい。例えば、第１の画像生成部３１は、個別領域１３０を傾斜角度Ａ（＝９０°）に傾けて、傾斜角度Ａに対応する平行投影画像データを生成する。さらに、第１の画像生成部３１は、個別領域１３０を傾斜角度Ｂ（＞９０°）に傾けて、傾斜角度Ｂに対応する平行投影画像データを生成してもよい。この場合において、第１の画像生成部３１は、すべての個別領域１３０に対する傾斜角度αを変えて、すべての個別領域１３０について各傾斜角度αに対応する平行投影画像データを生成してもよい。または、第１の画像生成部３１は、操作者によって指定された個別領域１３０を対象にして傾斜角度αを変えて、指定された個別領域１３０について各傾斜角度αに対応する平行投影画像データを生成してもよい。
【００３９】
（ユーザインターフェース（ＵＩ）７）
ユーザインターフェース（ＵＩ）７は、表示部７１と入力部７２とを有する。表示部７１は、ＣＲＴや液晶ディスプレイなどのモニタで構成されている。入力部７２は、キーボードやマウスなどの入力装置で構成されている。
【００４０】
（表示例）
次に、図６から図８を参照して、合成画像の表示例について説明する。図６から図８は、平行投影画像と透視投影画像とを含む合成画像を示す図である。
【００４１】
（第１の表示例）
図６を参照して、第１の表示例について説明する。図６に示すように、表示処理部６は合成画像２００を表示部７１に表示させる。合成画像２００は、透視投影画像２１０と、透視投影画像２１０のまわりに配置された平行投影画像２２０、２２１、２２２、２２３とを含む。透視投影画像２１０と平行投影画像２２０〜２２３とは、境界１１０にてつなぎ合わされている。平行投影画像２２０〜２２３はそれぞれ、個別領域１３０における平行投影画像に対応している。一例として、平行投影画像２２０〜２２３はそれぞれ、対応する個別領域１３０の傾斜角度αが９０°に設定された画像である。また、平行投影画像２２０には病変部３００が表されている。
【００４２】
以上のように、視点ＶＰに近い領域Ｒ１における部位は平行投影画像に表されるため、領域Ｒ１における部位を一定の拡大率で表示することができる。そのため、領域Ｒ１における部位は、形状が歪まずに表示される。その結果、操作者は、視点ＶＰに近い領域Ｒ１における部位の大きさを、より正しく認識することが可能となる。例えば領域Ｒ１に病変部３００が含まれている場合に、病変部３００の形状が歪まずに平行投影画像２２０に表されるため、操作者は、病変部３００の大きさをより正しく認識して観察することが可能となる。また、視点ＶＰから遠い領域Ｒ２における部位は透視投影画像に表されるため、操作者は、領域Ｒ２における部位を内視鏡と同じ視線で観察することが可能となる。
【００４３】
（第２の表示例）
図７を参照して、第２の表示例について説明する。第２の表示例では、上述した４つの個別領域１３０のうち、１つの個別領域１３０の傾斜角度αを９０°より大きい角度に設定し、他の３つの個別領域１３０の傾斜角度αを９０°に設定した。例えば図７に示すように、表示処理部６は合成画像２００Ａを表示部７１に表示させる。合成画像２００Ａは、透視投影画像２１０と、透視投影画像２１０のまわりに配置された平行投影画像２２１〜２２４とを含む。透視投影画像２１０と平行投影画像２２１〜２２４はとは、境界１１０にてつなぎ合わされている。平行投影画像２２１〜２２３はそれぞれ、対応する個別領域１３０の傾斜角度αが９０°に設定された画像である。一方、平行投影画像２２４は、対応する個別領域１３０の傾斜角度αが９０°より大きい角度に設定された画像である。平行投影画像２２４には病変部３００が表されている。
【００４４】
平行投影画像２２４は、傾斜角度αが９０°より大きい角度に設定された画像である。そのため、境界１１０を間にして視点ＶＰとは反対側にめくれたように、管状組織１００の内面１３１が平行投影画像２２４に表される。そのため、例えば図５に示すように、ひだ３１０の陰に病変部３００が存在する場合であっても、個別領域１３０Ｃのように傾斜角度αを９０°より大きい角度にすることにより、ひだ３１０の陰に隠れた病変部３００に仮想光線を照射して、病変部３００が表された平行投影画像データを生成することができる。そのことにより、ひだ３１０の陰になっている領域が平行投影画像２２４に表されるため、操作者は視点ＶＰからでは観察できない病変部３００を観察することができる。なお、図７においては、説明の便宜上、ひだ３１０を省略している。
【００４５】
以上のように、ひだ３１０の陰になっている領域を観察することができるため、大腸検査などの診断に要する時間を削減することが可能となる。従来に係る大腸検査においては、例えば肛門から小腸に向かって観察を行い、その後、小腸から肛門に向かって観察を行う必要がある。すなわち、大腸を往復して観察する必要がある。これに対して、この実施形態に係る医用画像処理装置１によると、ひだ３１０の陰になっている領域を反対側にめくるようにして観察することができるため、往復して観察しなくても済む。そのことにより、診断の時間を削減することが可能となる。
【００４６】
（第３の表示例）
図８を参照して、第３の表示例について説明する。この実施形態においては、傾斜角度αが異なる複数の平行投影画像を表示部７１に表示してもよい。例えば図８に示すように、表示処理部６は、合成画像２００と平行投影画像２４０〜２４３とを並べて表示部７１に表示させる。合成画像２００は、透視投影画像２１０と平行投影画像２２０〜２２３とを含む。平行投影画像２２０〜２２３と平行投影画像２４０〜２４３とでは、傾斜角度αが異なる。例えば、平行投影画像２２０〜２２３はそれぞれ、対応する個別領域１３０が傾斜角度Ａ（＝９０°）に傾けられた画像である。平行投影画像２４０〜２４３はそれぞれ、対応する個別領域１３０が傾斜角度Ｂ（＞９０°）又は傾斜角度Ｃ（＜９０°）に傾けられた画像である。このように、傾斜角度αが異なる複数の平行投影画像を表示部７１に表示することにより、操作者は、領域Ｒ１における部位を複数の角度から観察することが可能となる。
【００４７】
画像生成部３、演算部４、及び表示処理部６のそれぞれの機能は、プログラムによって実行されてもよい。一例として、画像生成部３、演算部４、及び表示処理部６はそれぞれ、ＣＰＵ、ＧＰＵ、又はＡＳＩＣなどの図示しない処理装置と、ＲＯＭ、ＲＡＭ、又はＨＤＤなどの図示しない記憶装置とによって構成されていてもよい。記憶装置には、画像生成部３の機能を実行するための画像生成プログラムと、演算部４の機能を実行するための演算プログラムと、表示処理部６の機能を実行するための表示処理プログラムと、が記憶されている。画像生成プログラムには、第１の画像生成部３１の機能を実行するための第１の画像生成プログラムと、第２の画像生成部３２の機能を実行するための第２の画像生成プログラムとが含まれる。演算プログラムには、特定部４１の機能を実行するための特定プログラムと、設定部４２の機能を実行するための設定プログラムとが含まれる。表示処理プログラムには、合成部６１の機能を実行するための合成プログラムが含まれる。ＣＰＵなどの処理装置が、記憶部に記憶されている各プログラムを実行することにより、各部の機能を実行する。
【００４８】
（動作）
次に、図９及び図１０を参照して、この実施形態に係る医用画像処理装置１による一連の動作について説明する。図９は、この実施形態に係る医用画像処理装置による一連の動作を示すフローチャートである。図１０は、透視投影画像を示す図である。
【００４９】
（ステップＳ０１）
まず、透視投影画像（仮想内視鏡画像）を表示する。操作者は入力部７２を用いて視点ＶＰの位置と視線方向ＶＤとを指定する。第２の画像生成部３２は、画像記憶部２からボリュームデータを読み込み、指定された視点ＶＰ及び視線方向ＶＤに従って、透視投影法によるボリュームレンダリングをボリュームデータに施すことにより、管状組織１００の内面を３次元的に表す透視投影画像データを生成する。第２の画像生成部３２は、透視投影画像データを表示処理部６に出力する。例えば図１０に示すように、表示処理部６は、透視投影画像４００を表示部７１に表示させる。
【００５０】
（ステップＳ０２）
操作者は入力部７２を用いて、基準拡大率、及び切り込みの数を指定する。基準拡大率を示す基準拡大率情報及び切り込みの数を示す数情報が、ユーザインターフェース（ＵＩ）７から設定部４２に出力される。なお、操作者は、基準拡大率の代わりに基準距離Ｌを指定してもよいし、切り込みの位置を指定してもよい。
【００５１】
（ステップＳ０３）
設定部４２は、管状組織１００を領域Ｒ１と領域Ｒ２とに分ける境界１１０を求める。例えば、設定部４２は、ボリュームデータに表される管状組織１００の各箇所の大きさに対する、透視投影法によって表される管状組織１００の各箇所の大きさの比（拡大率）を求める。そして図２に示すように、設定部４２は、拡大率が基準拡大率以上となる位置を境界１１０として定義する。または、設定部４２は、視点ＶＰから基準距離Ｌ離れた位置を境界１１０として定義してもよい。
【００５２】
なお、操作者が境界１１０を指定してもよい。例えば操作者が入力部７２を用いて、図１０に示す透視投影画像４００上で境界１１０の位置を指定する。図１０においては、境界１１０を破線で示されている。このように操作者によって境界１１０が指定されると、境界１１０の位置を示す境界情報が、ユーザインターフェース（ＵＩ）７から設定部４２に出力される。設定部４２は、操作者によって指定された位置を境界１１０として定義する。
【００５３】
（ステップＳ０４）
図２及び図３に示すように、設定部４２は、領域Ｒ１における管状組織１００に、境界１１０まで延びる切り込み１２０を設定し、切り込み１２０によって管状組織１００の領域Ｒ１を複数の個別領域１３０に分割する。設定部４２は、境界１１０の位置を示す境界情報（座標情報）と、各個別領域１３０の位置を示す情報（座標情報）とを、画像生成部３に出力する。
【００５４】
（ステップＳ０５）
操作者は入力部７２を用いて、視線方向に対する個別領域１３０の傾斜角度αを入力する。傾斜角度αを示す角度情報は、ユーザインターフェース（ＵＩ）７から第１の画像生成部３１に出力される。
【００５５】
（ステップＳ０６）
第２の画像生成部３２は、領域Ｒ２における透視投影画像データを生成する。第２の画像生成部３２は、透視投影画像データを表示処理部６に出力する。
【００５６】
（ステップＳ０７）
第１の画像生成部３１は、領域Ｒ１における平行投影画像データを生成する。例えば図４及び図５に示すように、第１の画像生成部３１は、各個別領域１３０におけるボリュームデータを視線方向ＶＤに対して傾斜角度αに傾斜させて、各個別領域１３０における平行投影画像データを生成する。第１の画像生成部３１は、各個別領域１３０における平行投影画像データを表示処理部６に出力する。
【００５７】
なお、ステップＳ０６の処理とステップＳ０７の処理とは、順番が逆であってもよいし、同時に行われてもよい。
【００５８】
（ステップＳ０８）
表示処理部６は、領域Ｒ１における平行投影画像と領域Ｒ２における透視投影画像とを境界１１０にてつなぎ合わせて、合成画像を表示部７１に表示させる。例えば図６又は図７に示すように、表示処理部６は、合成画像２００や合成画像２００Ａを表示部７１に表示させる。なお、表示処理部６は、領域Ｒ１における平行投影画像と領域Ｒ２における透視投影画像とをつなぎ合わせずに、別々にして並べて表示部７１に表示させてもよい。
【００５９】
（ステップＳ０９）
傾斜角度αを変える場合（ステップＳ０９、ＹＥＳ）、操作者は入力部７２を用いて、新たな傾斜角度αを入力する（ステップＳ０５）。この場合、ステップＳ０６からステップＳ０８の処理が実行される。傾斜角度αを変えない場合（ステップＳ０９、ＮＯ）、処理はステップＳ１０に進む。
【００６０】
（ステップＳ１０）
視点ＶＰを移動させる場合（ステップＳ１０、ＹＥＳ）、操作者は入力部７２を用いて視点ＶＰの位置を指定する。例えば操作者は入力部７２を用いて、視点ＶＰを移動させる。この場合、ステップＳ０３からステップＳ０８の処理が実行される。視点ＶＰを移動させない場合（ステップＳ１０、ＮＯ）、処理はステップＳ１１に進む。
【００６１】
（ステップＳ１１）
切り込み１２０の位置を変える場合（ステップＳ１１、ＹＥＳ）、操作者は入力部７２を用いて切り込み１２０の位置を指定する。この場合、ステップＳ０４からステップＳ０８の処理が実行される。切り込み１２０の位置を変えない場合（ステップＳ１１、ＮＯ）、処理は終了する。
【００６２】
なお、ステップＳ０９からステップＳ１１の処理の順番は、任意であってよい。
【００６３】
以上のように、この実施形態に係る医用画像処理装置１によると、視点ＶＰに近い領域Ｒ１における部位は平行投影画像に表されるため、領域Ｒ１における部位を一定の拡大率で表示することが可能となる。そのことにより、領域Ｒ１における部位は形状が歪まずに表示されるため、操作者は、領域Ｒ１における部位の大きさをより正しく認識することが可能となる。また、傾斜角度αに応じて傾斜した平行投影画像を生成することができるため、操作者は、傾斜角度αに応じて異なる角度から管状組織１００の内面１３１を観察することができる。そのため、操作者は、例えば大腸のひだ３１０の陰に隠れている病変部３００を観察することが可能となる。その結果、大腸内を往復して観察しなくて済むため、大腸検査の時間を削減することが可能となる。
【００６４】
この発明の実施形態を説明したが、上記の実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することを意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００６５】
１  医用画像処理装置
２  画像記憶部
３  画像生成部
４  演算部
５  条件記憶部
６  表示処理部
７  ユーザインターフェース（ＵＩ）
３１  第１の画像生成部
３２  第２の画像生成部
４１  特定部
４２  設定部
６１  合成部
７１  表示部
７２  入力部
【図１】
2012040081.tif 000003
【図２】
2012040081.tif 000004
【図３】
2012040081.tif 000005
【図４】
2012040081.tif 000006
【図５】
2012040081.tif 000007
【図６】
2012040081.tif 000008
【図７】
2012040081.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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