(57)【要約】【課題】裸眼３Ｄディスプレイ装置に対応した立体的な視覚効果を得るえるための画像データを生成することができる医用画像処理装置を提供する。【解決手段】実施形態に係る医用画像処理装置は、医療用３次元画像データの中の局所領域を設定する設定部と、設定された前記局所領域を、所定の複数の視差方向に投影し、前記複数の視差方向のそれぞれの奥行き情報を反映させた２次元の視差画像を前記視差方向の数だけ生成する視差画像生成部と、前記複数の視差画像に対応する前記複数の視差方向に同時に振り分けて出射する裸眼３Ｄディスプレイ装置に、前記複数の視差画像を出力する視差画像出力部と、を備えたことを特徴とする。【選択図】  図１
2012231893.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
医療用３次元画像データの中の局所領域を設定する設定部と、
設定された前記局所領域を、所定の複数の視差方向に投影し、前記複数の視差方向のそれぞれの奥行き情報を反映させた２次元の視差画像を前記視差方向の数だけ生成する視差画像生成部と、
前記複数の視差画像に対応する前記複数の視差方向に同時に振り分けて出射する裸眼３Ｄディスプレイ装置に、前記複数の視差画像を出力する視差画像出力部と、
を備えたことを特徴とする医用画像処理装置。
【請求項２】
前記設定部は、厚みをもつ平板状領域を前記局所領域として設定すると共に前記平板状領域の向きと前記厚みとを設定し、
前記視差画像生成部は、前記複数の視差方向に沿った前記平板状領域の奥行き情報を反映させて前記複数の視差画像を生成する、
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】
前記視差画像生成部は、前記視差方向に沿った前記平板状領域内の画素値を平均する、前記画素値の最大値を抽出する、或いは前記画素値の最小値を抽出する、ことによって前記奥行き情報を反映させる、
ことを特徴とする請求項２に記載の医用画像処理装置。
【請求項４】
前記設定部は、前記複数の視差方向のそれぞれに直交し、かつ同じ厚みをもつ複数の平板状領域を前記局所領域として設定すると共に前記各平板状領域の向きと前記厚みとを設定し、
前記視差画像生成部は、前記複数の視差方向に沿った前記各平板状領域に直交する方向の奥行き情報を反映させて前記複数の視差画像を生成する、
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５】
前記視差画像生成部は、前記視差方向に沿った前記平板状領域内の画素値を平均する、前記画素値の最大値を抽出する、或いは前記画素値の最小値を抽出する、ことによって前記奥行き情報を反映させる、
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】
前記設定部は、前記複数の視差方向のそれぞれに直交する平面を前記局所領域として設定すると共に前記各平面の向きを設定し、
前記視差画像生成部は、向きの異なる前記複数の平面が前記３次元画像データを切断する複数の断面画像を生成することにより、前記複数の視差方向のそれぞれの奥行き情報を反映させた２次元の視差画像を生成する、
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７】
前記設定部は、
前記３次元画像データ中の管状構造物の芯線に沿い、かつ一方向にのみ曲率を有する複数の曲板状領域を前記局所領域として設定すると共に、前記各曲板状領域を平板に展開したときその展開平板に垂直な方向が、前記複数の視差方向にそれぞれ合致するような前記曲板状領域の夫々の向きと、その厚みを設定し、
前記視差画像生成部は、前記各曲板状領域を前記展開平板に展開すると共に、前記複数の視差方向に沿った前記曲板状領域の奥行き情報を反映させて、前記複数の視差画像を生成する、
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８】
前記視差画像生成部は、前記視差方向に沿った前記曲板状領域内の画素値を平均する、前記画素値の最大値を抽出する、或いは前記画素値の最小値を抽出する、ことによって前記奥行き情報を反映させる、
ことを特徴とする請求項７に記載の医用画像処理装置。
【請求項９】
前記設定部は、
前記３次元画像データ中の管状構造物の芯線に沿い、かつ一方向にのみ曲率を有する複数の曲面を前記局所領域として設定すると共に、前記各曲面を平面に展開したときその展開平面に垂直な方向が、前記複数の視差方向にそれぞれ合致するような前記曲面の夫々の向きを設定し、
前記視差画像生成部は、向きの異なる前記複数の曲面が前記３次元画像データを切断する複数の断面画像を生成し、これらを平面に展開することにより、前記複数の視差方向のそれぞれの奥行き情報を反映させた２次元の視差画像を生成する、
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１０】
前記視差画像生成部は、展開方向における前記視差画像のサイズが、どの視差方向の視差画像においても等しくなるように、前記芯線上のサンプリング位置とサンプリング数を各視差画像間で同一とする、
ことを特徴とする請求項７乃至９の何れかに記載の医用画像処理装置。
【請求項１１】
前記視差画像生成部は、展開方向における前記視差画像のサイズが、どの視差方向の視差画像においても等しくなるように、前記展開方向に沿った軸上でのサンプリング位置とサンプリング数を各視差画像間で同一とする、
ことを特徴とする請求項７乃至９の何れかに記載の医用画像処理装置。
【請求項１２】
前記設定部は、
前記３次元画像データ中の管状構造物の領域を前記局所領域として設定し、
前記視差画像生成部は、
前記視差画像の横軸方向と縦軸方向のうちのうちの一方の軸方向を、前記管状構造物の芯線を直線状に引き伸ばしたときの引伸ばし方向とし、他方の軸方向に前記芯線に直交する軸に沿った画素値を配置して前記視差画像を生成すると共に、前記芯線に直交する軸の方向を前記複数の視差方向に夫々対応させて前記複数の視差画像を生成する、
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１３】
前記設定部は、
前記芯線に直交する面内において前記芯線に直交する軸に沿った帯状領域の幅を設定し、
前記視差画像生成部は、
前記帯状領域の幅方向の画素値を平均する、前記幅方向の画素値の最大値を抽出する、或いは前記幅方向の画素値の最小値を抽出する、ことによって前記芯線に直交する軸に沿った画素値を求める、
ことを特徴とする請求項１２に記載の医用画像処理装置。
【請求項１４】
前記設定部は、
前記３次元画像データ中の管状構造物の領域を前記局所領域として設定し、
前記視差画像生成部は、
前記視差画像の横軸方向と縦軸方向のうちの一方の軸方向を、前記管状構造物の芯線を直線状に引き伸ばしたときの引伸ばし方向とし、他方の軸方向を前記芯線を中心とする周方向に対応付け、前記芯線の位置から前記管状構造物の内腔を投影した画像データを前記他方の軸方向に配置して前記視差画像を生成すると共に、前記内腔の投影方向を、前記複数の視差方向だけ夫々回転させて、前記複数の視差画像を生成する、
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１５】
医療用３次元画像データの中の局所領域を設定するステップと、
設定された前記局所領域を、所定の複数の視差方向に投影し、前記複数の視差方向のそれぞれの奥行き情報を反映させた２次元の視差画像を前記視差方向の数だけ生成するステップと、
前記複数の視差画像を、裸眼３Ｄディスプレイに出力するステップと、
をコンピュータに実行させることを特徴とする医用画像処理装置の制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医用画像処理装置及びその制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線コンピュータ断層撮影装置（以下、ＣＴ装置という）や磁気共鳴イメージング装置（以下、ＭＲＩ装置という）等で得られたボリュームデータ（３次元データ）を観察する方法として、従来からＭＰＲ（Multi-Planner Reconstruction）法やＣＰＲ（Curved multi-Planner Reconstruction）法と呼ばれる方法が知られている。
【０００３】
ＭＰＲ法は、３次元データを任意方向の平面で切断し、この平面に垂直な方向から見た断面画像を再構成する手法である。一方、ＣＰＲ法は、主に３次元データ中の管状構造物を観察する場合に用いられる手法であり、管状構造物の芯線に沿って一方向に曲率を有する曲面で３次元データを切断し、この曲面を平面に展開することにより管状構造物の芯線に沿った断面画像を再構成する（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−５１７３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＭＰＲ法で得られる断面画像（以下、ＭＰＲ画像という）は、切断平面に垂直な一方向から見た画像である。また、ＣＰＲ法で得られる断面画像（以下、ＣＰＲ画像という）も、管状構造物の芯線に沿った曲面を平面に展開し、その展開平面に垂直な一方向から見た画像である。
【０００６】
一方、近時、専用の眼鏡等を用いることなく裸眼でも立体的な視覚効果を得ることが可能な裸眼３Ｄディスプレイ装置が開発され、市場に出回り始めている。この裸眼３Ｄディスプレイ装置では、立体物を異なる方向から観察した複数の２次元画像を同時に表示する。これら複数の２次元画像は、水平方向の画素ごと設けられるレンチキュラレンズと呼ばれるシリンドリカルレンズによって、それぞれ異なる複数の水平方向（この方向を視差方向と呼ぶ）に振り分けられる。例えば、９つの異なる方向から観察した９つの２次元画像をディスプレイパネルに同時に表示し、この９つの２次元画像をレンチキュラレンズによって９つの視差方向に振り分ける。そして、視差方向の異なる複数の２次元画像からの光を両眼に入射させることにより、立体的な視覚効果を観察者に与えることができる。また、観察者がディスプレイパネルの左右方向に移動すると、３次元物体をあたかも異なる角度から観察するような立体感を観察者に与えることができる。
【０００７】
前述したＭＰＲ画像やＣＰＲ画像は３次元画像の断面（この断面は厚みをもちうる）という患者全体のうちの局所的な領域を抽出した画像である。しかしながら、局所的領域であっても、その局所的な領域の内部にある患部の形状や形態を、前述した裸眼３Ｄディスプレイ装置を用いることにより、奥行き感のある立体的な視覚効果をもって観察できれば、より的確で精度の高い診断や治療が可能となると期待される。
【０００８】
従来のＭＰＲ法やＣＰＲ法で得られる画像データは、裸眼３Ｄディスプレイ装置によって立体的な視覚効果を得るために生成されたものではなく、これらの画像データからは奥行き感のある立体的な視覚効果を得ることはできない。そこで、裸眼３Ｄディスプレイ装置に対応した立体的な視覚効果を得るえるための画像データを生成することができる医用画像処理装置及びその制御プログラムが要望されている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
実施形態に係る医用画像処理装置は、医療用３次元画像データの中の局所領域を設定する設定部と、設定された前記局所領域を、所定の複数の視差方向に投影し、前記複数の視差方向のそれぞれの奥行き情報を反映させた２次元の視差画像を前記視差方向の数だけ生成する視差画像生成部と、前記複数の視差画像に対応する前記複数の視差方向に同時に振り分けて出射する裸眼３Ｄディスプレイ装置に、前記複数の視差画像を出力する視差画像出力部と、を備えたことを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態に係る医用画像処理装置の基本的な構成例を示すブロック図。
【図２】裸眼３Ｄディスプレイ装置の動作原理を模式的に示す図。
【図３】第１の実施形態に係る医用画像処理装置の構成例を示すブロック図。
【図４】第１の実施形態に係る医用画像処理装置の処理例を示すフローチャート。
【図５】第１の実施形態におけるＭＰＲ画像の生成方法を示す第１の図。
【図６】第１の実施形態におけるＭＰＲ画像の生成方法を示す第２の図。
【図７】第１の実施形態におけるＭＰＲ画像の生成方法を示す第３の図。
【図８】第１の実施形態の第１の変形例におけるＭＰＲ画像の生成方法を示す図。
【図９】第１の実施形態の第２の変形例におけるＭＰＲ画像の生成方法を示す図。
【図１０】第２の実施形態に係る医用画像処理装置の構成例を示すブロック図。
【図１１】第２の実施形態に係る医用画像処理装置の処理例を示すフローチャート。
【図１２】第２の実施形態におけるＣＰＲ画像の生成方法を示す第１の図。
【図１３】第２の実施形態におけるＣＰＲ画像の生成方法を示す第２の図。
【図１４】第２の実施形態におけるＣＰＲ画像の生成方法を示す第３の図。
【図１５】第２の実施形態におけるＣＰＲ画像の生成方法を示す第４の図。
【図１６】第２の実施形態の変形例（厚みなし）のＣＰＲ画像の生成方法を示す図。
【図１７】異なる視差方向でもＣＰＲ画像サイズを同一とする第１の方法の説明図。
【図１８】異なる視差方向でもＣＰＲ画像サイズを同一とする第２の方法の説明図。
【図１９】第３の実施形態におけるＳＰＲ画像の生成方法を示す第１の図。
【図２０】第３の実施形態におけるＳＰＲ画像の生成方法を示す第２の図。
【図２１】第３の実施形態に係る医用画像処理装置の構成例を示すブロック図。
【図２２】第３の実施形態に係る医用画像処理装置の処理例を示すフローチャート。
【図２３】第３の実施形態の変形例におけるＳＰＲ画像の生成方法を示す図。
【図２４】第４の実施形態におけるＶＧＰ画像の生成方法を示す第１の図。
【図２５】第４の実施形態におけるＶＧＰ画像の生成方法を示す第２の図。
【図２６】第４の実施形態に係る医用画像処理装置の構成例を示すブロック図。
【図２７】第４の実施形態に係る医用画像処理装置の処理例を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１２】
図１は、本実施形態に係る医用画像処理装置１の基本的な構成例を示すブロック図である。図１に示す構成は、後述するより具体的な実施形態の夫々に共通するものである。医用画像処理装置１は、３次元画像データ保存部１０、局所領域設定部２０、視差方向計算部３０、視差画像生成部４０、視差画像出力部５０等を備えて構成される。
【００１３】
３次元画像データ保存部１０は、モダリティ１００から出力される医療用の３次元画像データを一時的に保存する。モダリティ１００の種類は特に限定するものではないが、例えば、Ｘ線ＣＴ装置、ＭＲＩ装置、超音波診断装置等の医療画像診断装置であり、被検体（患者）の体内の構造を表す信号を取得して３次元画像データ（ボリュームデータ）を再構成することが可能な装置である。
【００１４】
局所領域設定部１０は、ユーザインタフェースを介した医師や技師等のユーザの指定に基づいて、３次元画像データ保存部１０に保存された３次元画像データの中の観察したい局所領域を設定する。ここで、局所領域とは、例えばＭＰＲ画像を生成する場合には、３次元画像の切断面に該当する平面領域、或いは厚みをもった平板状領域（スラブ）である。ＣＰＲ画像を生成する場合には、血管等の管状構造物に沿った曲面、或いは厚みをもった曲板状領域である。また、後述するＳＰＲ（Stretched ＭＰＲ）画像やＶＧＰ(Virtual Gross Pathology)画像を生成する場合には、血管や大腸等の管状構造物を所定の長さだけ含んだ管状領域である。局所領域設定部１０は、ユーザの指定情報に基づいて、これらの局所領域を規定するためのパラメータ（位置、向き、厚み、曲面や曲線の諸元等）を設定し、視差方向計算部３０や視差画像生成部４０に出力する。
【００１５】
視差方向計算部３０は、裸眼３Ｄディスプレイ装置２００上の複数の視差方向（以下、単に視差方向と呼ぶ）を、局所領域設定部２０で設定した局所領域の座標上での複数の視差方向に変換する。
【００１６】
視差画像生成部４０は、局所領域設定部１０で設定した局所領域を複数の視差方向に投影し、複数の視差方向のそれぞれの奥行き情報を反映させた２次元の視差画像を視差方向の数だけ生成する。投影に使用する視差方向は、視差方向計算部３０で変換した局所領域の座標上での視差方向である。
【００１７】
視差画像生成部４０で生成された複数の視差画像は、視差画像出力部５０において所定のデータフォーマットに変換され、裸眼３Ｄディスプレイ装置２００に出力される。
【００１８】
図２は、本実施形態に係る医用画像処理装置１で生成された複数の視差画像を表示する裸眼３Ｄディスプレイ装置２００の原理を概略説明する図である。図２は、９つの視差方向に対応する裸眼３Ｄディスプレイ装置２００を例示している。この裸眼３Ｄディスプレイ装置２００は、垂直方向に延びるレンチキュラレンズと呼ばれるシリンドリカルレンズ２０１を水平方向の画素ごとに配置している。１つのシリンドリカルレンズ２０１内の水平方向には、さらに９つの画素要素２０２が配列されている。そして、各画素要素は、図２の上部に示す９つの視差画像内におけるそれぞれの画素に対応しており、９つの視差画像は裸眼３Ｄディスプレイ装置２００のディスプレイパネルに同時に表示される。一方、各画素要素はシリンドリカルレンズ２０１内においてそれぞれ異なる位置にあるため、シリンドリカルレンズ２０１の曲率に応じて、９つの視差方向（図２では、簡略化のため５つの視差方向のみ示している）に振り分けられる。つまり、９つの異なる方向から観察した９つの２次元画像（視差画像）をディスプレイパネルに同時に表示すると、この９つの視差画像がシリンドリカルレンズ２０１によって９つの視差方向に振り分けられる。この結果、視差方向の異なる複数の視差画像からの光が観察者の両眼に入射することになり、奥行き間のある立体的な視覚効果を観察者に与えることができる。また、観察者がディスプレイパネルの左右方向に移動すると、３次元物体をあたかも異なる角度から観察するような立体感を観察者に与えることができる。
【００１９】
図１に示す構成のうち３次元画像データ保存部１０は、例えば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、フラッシュメモリ、ＲＡＭ等の適宜の記憶デバイスで構成される。また、局所領域設定部２０、視差方向計算部３０、視差画像生成部４０、視差画像出力部５０は、それぞれの機能を実現するステップが記述されたプログラムをコンピュータ（ＣＰＵ）に実行させることで実現するように構成しても良いし、或いはその機能の一部または全部をＡＳＩＣ等のハードウェアで実現しても良い。またソフトウェアとハードウェアを適宜組み合わせて各機能を実現してもよい。また、図１では、裸眼３Ｄディスプレイ装置２００を医用画像処理装置１の構成外としているが、裸眼３Ｄディスプレイ装置２００を医用画像処理装置１に含めた構成としても良い。
【００２０】
以下、より具体的な実施形態を説明する。
【００２１】
（１）第１の実施形態
第１の実施形態に係る医用画像処理装置１ａは、複数の視差方向から見た複数のＭＰＲ（Multi-Planner Reconstruction）画像を生成して裸眼３Ｄディスプレイ装置２００に出力する。
【００２２】
図３は、第１の実施形態に係る医用画像処理装置１ａの構成例を示すブロック図であり、図４はその処理例を示すフローチャートである。
【００２３】
第１の実施形態に係る医用画像処理装置１ａの局所領域設定部２０ａは、ＭＰＲ断面位置・向き設定部２１と、ＭＰＲ厚み設定部２２を有する。ＭＰＲ断面位置・向き設定部２１及びＭＰＲ厚み設定部２２は、医師等の指定に基づき、詳細に観察したい患部（例えば、図４等に示す血管内の血管狭窄部）を含む平板状領域（即ちスラブ）の位置、向き、及び厚みを設定する（図４のフローチャートのステップＳＴ１、ＳＴ２）。
【００２４】
一方、視差方向計算部３０は、スラブの正面に垂直な方向を裸眼３Ｄディスプレイ装置２００における中央視差方向に対応付ける。そして、この中央視差方向と、左側の複数の視差方向及び右側の複数の視差方向とを、スラブの座標系における視差方向に変換する。
【００２５】
視差画像生成部４０ａは、これら複数の視差方向に沿って投影し、スラブの奥行き情報が反映された複数（例えば９つ）の視差画像を生成する（図４のフローチャートのステップＳＴ３、ＳＴ４）。そして、生成された複数の視差画像を裸眼３Ｄディスプレイ装置２００に出力し、ディスプレイパネルに表示する（ステップＳＴ５）。
【００２６】
図５及び図６は視差画像生成の概念を示す図である。このうち図５（ａ）は、中央視差方向を例にした、ＭＰＲ画像の生成方法を示す斜視図であり、図５（ｂ）は上から見た図である。図５（ｂ）に示すように、ＭＰＲでは、厚みをもつスラブを視差方向に投影した２次元画像としてＭＰＲ画像を生成する。投影の手法として、１）スラブ内の画素値を視差方向に沿って平均し、その平均値をＭＰＲ画像の画素値とする方法、２）視差方向に沿ったスラブ内の画素値の最大値を求め、その最大値をＭＰＲ画像の画素値とする方法、３）視差方向に沿ったスラブ内の画素値の最小値を求め、その最小値をＭＰＲ画像の画素値とする方法、等がある。本実施形態ではいずれの方法を用いてもよい。
【００２７】
図６は、中央視差方向、左視差方向、及び右視差方向に対応する３つの視差画像（１）、（５）、（９）を例とした複数の視差画像の生成方法を説明する図である。第１の実施形態では、スラブの向きは固定とし、この１つのスラブを異なる視差方向に投影した複数の視差画像を生成する。したがって、中央視差方向はスラブの主平面（正面）に直交するものの、それ以外の視差方向はスラブの主平面に対して斜めとなる。スラブは厚みをもっており、スラブ内にある血管狭窄部等の立体的な患部を視差方向に投影した形状は、視差方向毎に異なる。この結果、それぞれの視差方向に対応する視差画像は、図７に示すように、立体的形状をもつ血管狭窄部をあたかも実際に異なる角度から観察したような画像となる。これらの複数の視差画像を裸眼３Ｄディスプレイ装置２００に表示すると、この表示を見る観察者は、従来のＭＰＲ画像では得ることのできなかった血管狭窄部の奥行き方向の形状や、血管狭窄部の血管内における位置関係を瞬時に認識することができるため、従来に比べてより的確な画像診断が可能となる。
【００２８】
（２）第１の実施形態の変形例
図８は、第１の実施形態の第１の変形例による視差画像の生成方法を説明する図である。上述した第１の実施形態では、向きが固定されたスラブに対して異なる視差方向から投影して視差画像を生成している。これに対して、第１の変形例における局所領域設定部２０ａでは、スラブの主平面（正面）が視差方向に直交するように各視差方向に対応する複数のスラブを設定する。つまり、スラブを上から見たとき、所定の回転軸を中心に回転させた複数のスラブを設定する。図８の例では、スラブ（１）が左視差方向の視差画像（１）に投影され、スラブ（５）が中央視差方向の視差画像（５）に投影され、スラブ（９）が右視差方向の視差画像（９）に投影される。スラブの回転軸は、例えば患部（血管狭窄部等）または患部の近傍（血管の芯線）を通る位置に設定される。
【００２９】
この第１の変形例においても、各スラブ内にある血管狭窄部等の立体的な患部を視差方向に投影した形状は視差方向毎に異なり、それぞれの視差方向に対応する視差画像は、立体的形状をもつ血管狭窄部をあたかも実際に異なる角度から観察したような画像となる。
【００３０】
図９は、第１の実施形態の第２の変形例による視差画像の生成方法を説明する図である。第２の変形例は、第１の変形例におけるスラブの厚みをゼロとした形態である。この形態では、３次元画像データ中の局所領域は平板状領域ではなく断面（平面）領域となる。しかしながら、局所領域が断面（平面）であっても、図９に示すように、この断面が血管等の患部をそれぞれ異なる角度で切り出すこととなるため、各視差方向に投影された視差画像には患部の形状や奥行き方向の情報が反映されることになる。したがって、これらの複数の視差画像を裸眼３Ｄディスプレイ装置２００に表示すると、奥行き感のある立体的な患部情報を観察者に与えることができる。
【００３１】
（２）第２の実施形態
第２の実施形態に係る医用画像処理装置１ｂは、複数の視差方向から見た複数のＣＰＲ（Curved multi-Planner Reconstruction）画像を生成して裸眼３Ｄディスプレイ装置２００に出力する。
【００３２】
図１０は、第２の実施形態に係る医用画像処理装置１ｂの構成例を示すブロック図であり、図１１はその処理例を示すフローチャートである。
【００３３】
第２の実施形態に係る医用画像処理装置１ｂの局所領域設定部２０ｂは、ＣＰＲ曲線・向き設定部２３と、ＣＰＲ厚み設定部２４を有する。ＣＰＲ曲線・向き設定部２３は、医師等の指定に基づき、詳細に観察したい管状構造物（例えば、血管狭窄部を含む血管等）の芯線を求め、この芯線に沿う曲板状領域を局所領域として設定する。ＣＰＲで用いられる曲板状領域は、図１２等に示すように、一方向（例えばユーザから見て縦方向であり、図１２におけるＺ方向）にのみ曲率を有し、これと直交する方向（例えばユーザから見て横方向であり、図１２におけるＸ方向）には曲率をもたない曲板状の領域である。この曲板状領域を観察する主たる方向（以下、主観察方向という）は、曲板状領域を平板に展開したときその展開平板に垂直な方向（図１２における厚み方向：Ｙ方向）となる。ＣＰＲ曲線・向き設定部２３は、この主観察方向を設定することにより、曲板状領域の向きを設定する（図１１のフローチャートのステップＳＴ１１）。一方、ＣＰＲ厚み設定部２４は、ＣＰＲの曲板状領域の厚みを設定する（図１１のフローチャートのステップＳＴ１２）。
【００３４】
視差方向計算部３０は、曲板状領域の主観察方向を裸眼３Ｄディスプレイ装置２００における中央視差方向に対応付ける。そして、この中央視差方向と、左側の複数の視差方向及び右側の複数の視差方向とを、曲板状領域の座標系における視差方向に変換する。
【００３５】
視差画像生成部４０ｂは、曲板状領域を垂直な平板に展開すると共に展開平板をこれら複数の視差方向に沿って投影し、曲板状領域の奥行き情報が反映された複数（例えば９つ）の視差画像を生成する（図１１のフローチャートのステップＳＴ１３、ＳＴ１４）。そして、生成された複数の視差画像を裸眼３Ｄディスプレイ装置２００に出力し、ディスプレイパネルに表示する（ステップＳＴ１５）。
【００３６】
図１２は、３次元画像データから血管の芯線を含む曲板状領域を切り出す様子を模式的に示す図である。この曲板状領域には血管と、血管の内部の患部（血管狭窄部等）が含まれている。
【００３７】
図１３の右下には、曲板状領域を上から見た図を示している。この図からも、曲板状領域に血管を主観察方向から見たときに奥行き方向の情報や血管狭窄部の３次元情報が含まれていることがわかる。
【００３８】
曲板状領域は、図１３の上部に示すように、曲板を縦方向に展開して展開平板とし、この展開平板に垂直な方向（視差方向）に投影してＣＰＲ画像が生成される。投影の手法としては、前述したＭＰＲ画像の生成と同様に、１）展開平板内の画素値を視差方向に沿って平均し、その平均値をＣＰＲ画像の画素値とする方法、２）視差方向に沿った展開平板内の画素値の最大値を求め、その最大値をＣＰＲ画像の画素値とする方法、３）視差方向に沿った展開平板内の画素値の最小値を求め、その最小値をＭＰＲ画像の画素値とする方法、等を用いることができる。
【００３９】
図１４及び図１５は、異なる視差方向に対するＣＰＲ画像を生成する方法を説明する図である。図１４に示すように、中央視差方向から切り出した曲板状領域と、右視差方向から切り出した曲板状領域は、いずれも３次元画像データ中の血管を上端から下端まで総て含む曲板状領域であるが、視差方向によって血管の曲がり状態が異なるため、曲板状領域の曲がり状態も夫々異なったものとなる。これらの曲板状領域が夫々垂直方向に展開され、展開平板を視差方向に投影した画像が視差方向に対応したＣＰＲの視差画像である。
【００４０】
図１５は、３つの曲板状領域（曲板（１）、曲板（５）、曲板（９））を３つの視差方向（左視差方向、中央視差方向、右視差方向）に夫々投影して、３つのＣＰＲ画像（視差画像（１）、（５）、（９））を生成する様子を上から見た図である。各視差画像には、血管の形状や患部の形状が視差方向によって異なって投影されており、これらの視差画像を裸眼３Ｄディスプレイ装置で表示することにより、立体形状や奥行き方向の位置関係を観察者により直感的に把握させることができる。また、ＣＰＲ画像は、血管の長手方向に沿った広い範囲の血管を投影するため、各視差方向から見たときの奥行き方向の位置関係を広い範囲で提供することができる。
【００４１】
ここまでは、厚みのある曲板状領域を投影してＣＰＲ画像を生成する方法を説明したが、ＭＰＲ画像と同様に、厚みのない曲面領域を投影してＣＰＲ画像を生成することもできる。図１６は、血管の芯線に沿った曲面領域からＣＰＲ画像を生成する方法を説明する図である。この方法でも、各曲面は血管や血管内の患部を視差方向に応じた異なった形状で切り出すことになるため、それぞれの視差画像には血管の奥行き情報や形状が反映されている。したがって、これらの視差画像を裸眼３Ｄディスプレイ装置に表示すると、血管や患部の立体形状や奥行き方向の位置関係を観察者に把握させることができる。
【００４２】
ところで、通常のＣＰＲ画像は、血管等の管状構造物をその芯線に沿った曲板状領域や曲面で切り出し、これを平面に展開して表示する手法であるため、ＣＰＲ画像上での血管等の長さは、視差方向に関わらず常に一定となる。一方、縦方向に曲がった血管等を異なる視差方向に投影すると、投影された血管等は視差方向によって異なった曲率をもつ。この結果、通常の手法で視差方向の異なる複数のＣＰＲ画像を生成すると、ＣＰＲ画像の縦方向の画像サイズが視差方向によって異なるという問題が生じる。図１７は、この問題とその解決方法を説明する図である。
【００４３】
図１７の左側の図は、３次元画像データの中に円弧状の曲線が含まれているモデルを例示している。この曲線は血管等の管状構造物の芯線をモデル化したものであり、説明の便宜上、立法形の３次元画像データの上端面の中心から下端面の中心に向かう湾曲した円弧状の曲線を仮定している。湾曲の方向は右４５度視差方向である。
【００４４】
図１７の右側上段は、通常のＣＰＲ法で生成したＣＰＲ画像であり、左から順に、中央視差方向、右２２．５度視差方向、右４５度視差方向のＣＰＲ画像である。視差方向が右に移るにつれて円弧の極率は小さく投影され、右４５度視差方向では直線に見える。図中のＬは曲線（芯線）を５等分した長さである。前述したように、通常のＣＰＲ法は芯線の長さを忠実に表現する図法であるため、視差方向が中央視差方向から離れるにつれてＣＰＲ画像の縦方向の画像サイズは大きくなる。
【００４５】
本実施形態では、この問題を解消するため、中央視差方向の縦方向の画像サイズに他の視差方向の画像サイズを強制的に合致させるようにしている。具体的には、図１７右下段に示すように、芯線上のサンプリング位置とサンプリング数を各視差画像間で同一としている。この結果、図１７右下段に示すように、どの視差方向の視差画像も縦方向の長さが同じとなり、裸眼３Ｄディスプレイ装置２００に対して全て同一サイズの視差画像を出力することができる。
【００４６】
図１８は、同一サイズのＣＰＲ視差画像を得るための他の方法を説明する図である。この方法では、図１８右下に示すように、曲板状領域或いは曲面を展開する方向（図１８では、図１７と同様に縦方向）に沿った軸上でのサンプリング位置とサンプリング数とを各視差画像間で同一としている。この方法によっても、どの視差方向の視差画像も縦方向の長さが同じとなり、裸眼３Ｄディスプレイ装置２００に対して全て同一サイズの視差画像を出力することができる。
【００４７】
（３）第３の実施形態
第３の実施形に係る医用画像処理装置１ｃは、複数の視差方向から見た複数のＳＰＲ（Stretched multi-Planner Reconstruction）画像を生成して裸眼３Ｄディスプレイ装置２００に出力する。
【００４８】
図１９は、１つの視差方向（中央視差方向）のＳＰＲ画像の概念を示す図である。図１９に示すように、ＳＰＲ画像は、ＳＰＲ画像（視差画像）の縦軸方向を、血管等の管状構造物の芯線を直線状に引き伸ばしたときの引伸ばし方向とする。そして、横軸方向に芯線に直交する軸に沿った画素値を配置して生成する。芯線を引き伸ばす方向（即ち、血管等を真っ直ぐ引き伸ばす方向）を上記とは逆にＳＰＲ画像の横軸方向としてもよい。
【００４９】
複数のＳＰＲ画像（視差画像）を生成するときは、図２０に示すように、芯線に直交する軸の方向を複数の視差方向に夫々対応させて複数の視差画像を生成する。図２０の例では、中央視差方向と、中央から角度θだけ右にずれた右視差方向の２つのＳＰＲ画像（視差画像）を生成している。
【００５０】
図２１は、第３の実施形態に係る医用画像処理装置１ｃの構成例を示すブロック図であり、図２２はその処理例を示すフローチャートである。
【００５１】
第３の実施形態では、局所領域設定部２０ｃのＳＰＲ曲線・向き設定部２５において、管状構造物の領域を局所領域として設定する。また、ＳＰＲ曲線・向き設定部２５は、芯線に直交する面において基準となる方向（中央視差方向に対応付ける方向）を設定する（図２２のステップＳＴ２１）。
【００５２】
視差画像生成部４０ｃは、図１９及び図２０に示した方法によって複数のＳＰＲ画像（視差画像）を生成する（ステップＳＴ２３、２４）。全てのＳＰＲ画像（視差画像）の生成が終了すると、それらを裸眼３Ｄディスプレイ装置２００に出力する（ステップＳＴ２５）。
【００５３】
図２３は、第３の実施形態の変形例を示す図である。この変形例では、芯線に直交する面内において芯線に直交する軸に沿った帯状領域の幅を設定する。この設定は、局所領域設定部２０ｃのＳＰＲ厚み設定部２６で行う（図２２のステップＳＴ２２）。一方、視差画像生成部４０ｃは、１）帯状領域の幅方法の画素値を平均する、２）幅方向の画素値の最大値を抽出する、３）幅方向の画素値の最小値を抽出する、等の方法によって前記芯線に直交する軸に沿った画素値を求め、これをＳＰＲ画像の横軸方向に配置してＳＰＲ画像を生成する。
【００５４】
ＳＰＲ画像はＣＰＲ画像と同様に血管等の管状構造物等の診断に有効な表示法であるが、従来は一方向に投影した２次元画像であった。第３の実施形態によれば、複数の視差方向のＳＰＲ画像を裸眼３Ｄディスプレイ装置２００に表示させることにより、血管などの管状構造物を、立体感をもって観察することができ、血管内の奥行き方向の位置関係も容易に把握することができる。
【００５５】
（４）第４の実施形態
第４の実施形に係る医用画像処理装置１ｄは、複数の視差方向から見た複数のＶＧＰ（Virtual Gross Pathology）画像を生成して裸眼３Ｄディスプレイ装置２００に出力する。ＶＧＰ画像は、Fillet View（フィレ・ビュー画像、或いは仮想切除標本展開像とも呼ばれる。
【００５６】
図２４は、１つの視差方向（中央視差方向）のＶＧＰ画像の概念を示す図である。図２４に示すように、ＶＧＰ画像は、ＶＧＰ画像（視差画像）の縦軸方向を、大腸等の管状構造物の芯線を直線状に引き伸ばしたときの引伸ばし方向とする。そして、ＶＧＰ画像の横軸方向を、芯線を中心とする周方向に対応付け、芯線の位置から大腸等の内腔を投影した画像データを横軸方向に配置して視差画像を生成する。芯線を引き伸ばす方向（即ち、大腸等を真っ直ぐ引き伸ばす方向）を上記と逆にＶＧＰ画像の横軸としてもよい。
【００５７】
異なる視差方向の複数のＶＧＰ画像（視差画像）を生成するときは、図２５に示すように、内腔の投影方向を視差方向θだけ夫々回転させて複数の視差画像を生成する。図２５の例では、中央視差方向と、中央から角度θだけ右にずれた右視差方向の２つのＶＧＰ画像（視差画像）を生成している。
【００５８】
図２６は、第４の実施形態に係る医用画像処理装置１ｄの構成例を示すブロック図であり、図２７はその処理例を示すフローチャートである。
【００５９】
第４の実施形態では、局所領域設定部２０ｄのＶＧＰ曲線・向き設定部２７において、管状構造物の領域を局所領域として設定する。また、ＶＧＰ曲線・向き設定部２７は、芯線に直交する面において基準となる方向（中央視差方向に対応付ける方向）を設定する（図２７のステップＳＴ３１）。
【００６０】
視差画像生成部４０ｄは、図２４及び図２５に示した方法によって複数のＶＧＰ画像（視差画像）を生成する（ステップＳＴ３２、３３）。全てのＶＧＰ画像（視差画像）の生成が終了すると、それらを裸眼３Ｄディスプレイ装置２００に出力する（ステップＳＴ３４）。
【００６１】
ＶＧＰ画像は、大腸等の管状構造物を仮想的に切除展開して表示する方法であり、大腸等の内腔の診断に有効な表示法であるが、従来は一つの視差方向から見た２次元画像であった。第４の実施形態によれば、複数の視差方向のＶＧＰ画像を裸眼３Ｄディスプレイ装置２００に表示させることにより、大腸などの管状構造物の内腔を立体感をもって観察することができ、内腔の奥行き方向の位置関係も容易に把握することができる。
【００６２】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、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は意図していない。これら実施形態は、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同様に、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ものである。
【符号の説明】
【００６３】
１  医用画像処理装置
１０  ３次元画像データ保存部
２０  局所領域設定部
３０  視差方向計算部
４０  視差画像生成部
５０  視差画像出力部
【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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【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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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２４】
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【図２５】
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