医用画像処理装置
【課題】管腔臓器の診断に有効な三次元画像を表示できる医用画像処理装置を提供する。
【解決手段】医用画像処理装置の画像情報読込部は、医用画像撮影装置が取得した大腸や血管や気管等の管腔臓器の画像情報を読み込む。芯線算出部は、取得した画像情報から管腔臓器の内部に芯線４７を算出し、視点・投影面設定部は、視点４９と投影面５３を設定する。視点４９は芯線４７上に設定され、投影面５３は芯線４７に垂直に設定される。投影方向設定部は、投影面５３の少なくとも一部の領域に関して視点４９から投影面５３の表示領域への方向である画素方向とは異なる方向「Ｖ３」、「Ｖ４」、「Ｖ５」に投影方向を設定する。三次元画像作成部及び三次元画像表示部は、投影面中心部については管腔臓器内部を仮想内視鏡表示し、投影面周辺部については管腔臓器内部を展開投影法による表示をする。
【解決手段】医用画像処理装置の画像情報読込部は、医用画像撮影装置が取得した大腸や血管や気管等の管腔臓器の画像情報を読み込む。芯線算出部は、取得した画像情報から管腔臓器の内部に芯線４７を算出し、視点・投影面設定部は、視点４９と投影面５３を設定する。視点４９は芯線４７上に設定され、投影面５３は芯線４７に垂直に設定される。投影方向設定部は、投影面５３の少なくとも一部の領域に関して視点４９から投影面５３の表示領域への方向である画素方向とは異なる方向「Ｖ３」、「Ｖ４」、「Ｖ５」に投影方向を設定する。三次元画像作成部及び三次元画像表示部は、投影面中心部については管腔臓器内部を仮想内視鏡表示し、投影面周辺部については管腔臓器内部を展開投影法による表示をする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医用画像撮影装置から得られた医用画像を表示する医用画像処理装置に関する。詳細には、大腸や血管に代表される管腔臓器の表示を行う医用画像処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、Ｘ線ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置、ＭＲＩ（Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ Ｉｍａｇｉｎｇ）装置、超音波診断装置等の医用画像撮影装置により得られた被検体の生体組織の画像情報を効率良く観察する方法として、計算機を用いて三次元画像を作成し、表示する方法がある。特に、大腸や血管等の管腔臓器の内壁の画像診断には、内視鏡検査で得られる画像に似た画像を仮想的に作成する仮想内視鏡表示方法がある（「特許文献１」参照）。仮想内視鏡表示方法は、三次元画像中の管腔臓器の中空部分の中心を辿って算出される三次元的な曲線（芯線）上に視点を設定し、視点から放射状に広がる視線方向を設定し、各々の視線方向に向かう仮想光線（レイ）の画素による反射、減衰を計算することで、内視鏡様画像を作成する手法である。
【０００３】
仮想内視鏡表示方法は、実際の内視鏡検査と同等の視点での画像が得られるため、内視鏡検査の経験者が経験に基づいて直感的な操作や診断を行うことが可能であり、診断の効率化を図ることができる。
【０００４】
また、管腔臓器の他の診断手法として管腔臓器展開表示方法がある（「特許文献２」参照）。管腔臓器展開表示方法は、芯線に垂直な複数の視線方向を設定し、各々の視線方向に向かう仮想光線（レイ）の画素による反射、減衰を計算する手法である。管腔臓器展開表示方法では、仮想光線を芯線上の視点を中心に３６０度回転させるとともに、視点を所定距離だけ移動して、管腔臓器を展開したような二次元画像が作成される。
【０００５】
管腔臓器展開表示は、管腔臓器の芯線に対して垂直に投影を行うため、患部が内壁の突起物等に遮られることなく、管腔臓器内壁全体を観察することができる。
【０００６】
【特許文献１】特開平０８−０１６８１３号公報
【特許文献２】特開２００６−１８６０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、「特許文献１」による仮想内視鏡表示方法では、例えば大腸内壁のひだが、仮想光線（レイ）の障害物となってポリープ等の病変を表示することができず、病変が操作者（医療従事者）に見落とされるおそれがある。
【０００８】
また、「特許文献２」による管腔臓器展開表示方法では、管腔臓器の径又は径の変化情報及び湾曲情報が失われるため、ポリープ等の診断対象の位置関係が把握し難い。また、管腔臓器展開表示方法では、操作者は長い管腔臓器内で視点を移動しながらリアルタイムで診断を行うことが難しいという問題点があった。
【０００９】
本発明は、このような問題を鑑みてなされたもので、その目的とするところは、管腔臓器の診断に有効な三次元画像を表示できる医用画像処理装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前述した目的を達成するための本発明の医用画像処理装置は、管腔臓器の画像情報を取得する画像取得部と、前記取得された画像情報に基づいて作成された三次元画像を表示する表示装置と、を備える医用画像処理装置において、前記管腔臓器の内部位置に視点を設定する視点設定手段と、前記視点と所定の関係を持って前記画像情報の投影面を設定する投影面設定手段と、前記投影面の少なくとも一部の領域において、前記視点から前記投影面上の画素位置への画素方向と異なる方向に、前記視点から前記画像情報の位置への投影方向を設定する投影方向設定手段と、前記設定された視点から前記設定された投影方向に位置する前記画像情報を前記投影面上の画素位置に投影して前記三次元画像を作成する三次元画像作成手段と、を具備することを特徴とする。
【００１１】
本発明の医用画像処理装置は、管腔臓器の画像情報を取得して、管腔臓器の内部位置に視点と投影面とを設定する。医用画像処理装置は、投影面の少なくとも一部の領域について、画素方向と異なる方向に投影方向を設定し、設定された投影方向に位置する画像情報を投影面上の画素位置に投影し三次元画像を作成して表示装置に表示する。
投影面の少なくとも一部の領域における投影方向と中心線との角度は、画素方向と中心線とがなす角度より大きく設定され、投影方向と中心線との角度を９０度やそれ以上の角度としてもよい。尚、中心線は、視点と投影面の中心とを結ぶ線である。
【００１２】
これにより、表示画像の内部領域が内視鏡表示と同等に管腔臓器の径情報及び湾曲情報を持って表示されるので、操作者が内視鏡表示観察の経験に基づいて直感的に操作や診断を行うことが可能になり、管腔臓器の診断の効率化を図ることができる。更に、医用画像処理装置は、画素方向と異なる方向に投影方向を設定することにより、管腔臓器内部のひだ等の突起物の影響を受けずに、管腔臓器内部の画像を表示できるので、患部の見落としを防ぐことができる。従って、操作者（医療従事者）による管腔臓器の診断の信頼性を向上させることができる。
【００１３】
また、医用画像処理装置は、投影面の少なくとも一部の領域において、他の領域と異なる可視化手段を用いて画像情報を投影面上の画素位置に投影し、三次元画像を作成してもよい。また、医用画像処理装置は、投影面上の画素位置または投影方向に基づいて、可視化手段を選択して三次元画像を作成してもよい。
【００１４】
仮想内視鏡表示には、例えばサーフェイスレンダリング法やボリュームレンダリング法の可視化手段を用い、展開表示には投影方向の画素の最大値を投影するＭＩＰ（Ｍａｘｉｍｕｍ Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ）法、画素の最小値を投影するＭｉｎＩＰ（Ｍｉｎｉｍｕｍ Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ）法、画素の積算値を投影するＲａｙＳｕｍ法等の可視化手段を用いることができる。
これにより、各表示領域に適した可視化手段を用いて三次元画像を表示することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、管腔臓器の診断に有効な三次元画像を表示できる医用画像処理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】
【００１６】
以下添付図面を参照しながら、本発明に係る医用画像処理装置の好適な実施形態について詳細に説明する。
【００１７】
（１．第１実施形態）
図１〜図６を参照しながら第１実施形態について説明する。
（１−１．医用画像処理装置１の構成）
図１は、医用画像処理装置１の構成図である。
医用画像処理装置１は、医用画像撮影装置により撮影された被検体の生体組織の画像情報を読み込み、三次元画像を作成して表示する装置である。
【００１８】
医用画像処理装置１は、動作を制御するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１５と、被検体の画像データを一時記憶する表示メモリ１７と、当該表示メモリ１７からの画像データに基づいて画像を表示する表示装置３と、表示装置３上のソフトスイッチを操作するためのマウス５等のポインティングデバイスと、ポインティングデバイスのコントローラ１９と、各種パラメータ設定入力用のキーやスイッチを備えたキーボード７と、医用画像処理装置１をネットワーク９に接続するためのネットワークアダプタ２３と、プログラム実行時に医用画像処理装置１の制御プログラムを格納する主メモリ２５と、制御プログラム、画像データ等を登録する記憶装置２７と、上記各構成要素を接続するシステムバス２１とから構成される。
【００１９】
ＣＰＵ１５は、画像情報読込部２９と、芯線算出部３１と、視点・投影面設定部３３と、投影方向設定部３５と、三次元画像作成部３７と、三次元画像表示部３９等を備える。
【００２０】
画像情報読込部２９は、医用画像撮影装置１１によって取得された医用画像情報を記憶装置２７や画像データベース１３から読み出すものである。
芯線算出部３１は、画像情報読込部２９が読み込んだ医用画像情報から、診断対象となる管腔臓器の芯線を算出するものである。
視点・投影面設定部３３は、芯線算出部３１で算出された芯線に基づいて、管腔臓器の内部に視点を設定し、当該視点からの投影方向の画像情報を投影する投影面を設定するもので、例えば、視点を芯線上に設定し、芯線に垂直に投影面を設定するものである。
投影方向設定部３５は、設定された視点から、投影面上の画素ごとに、画像情報の投影方向を設定するものである。
【００２１】
三次元画像作成部３７は、投影方向設定部３５によって設定された投影方向に従い、画像情報に可視化処理（レンダリング処理）を施して三次元画像を作成するものである。可視化処理とは、物体等の数値データを基にして物体を画像化することである。可視化処理として、サーフェイスレンダリング法、ボリュームレンダリング法、ＭＩＰ法、ＭｉｎＩＰ法、ＲａｙＳｕｍ法等を用いることができる。
三次元画像表示部３９は、三次元画像作成部３７が作成した三次元画像を表示メモリ１７を介して表示装置３に表示するものである。表示装置３は、ＣＲＴや液晶表示装置等である。
【００２２】
記憶装置２７は、取得した医用画像情報、被検体情報、制御プログラム等を保存するもので、医用画像処理装置１に内蔵又は外付けされたメモリや磁気ディスク等の記憶装置である。
医用画像撮影装置１１は、Ｘ線ＣＴ装置、ＭＲＩ装置、超音波診断装置等の被検体の生体組織の画像情報を取得する装置である。医用画像処理装置１は、医用画像撮影装置１１によって取得された医用画像情報をネットワーク９を介して取得するものである。
画像データベース１３は、医用画像撮影装置１１等によって取得された医用画像情報を格納するデータベースである。医用画像処理装置１は、画像データベース１３に格納された医用画像情報を、ネットワーク９を介して取得するものである。
【００２３】
（１−２．医用画像処理の手順）
次に、図１乃至図６を参照しながら、医用画像処理装置１が実行する医用画像処理の手順について説明する。
図２は、医用画像処理の手順を示すフローチャートである。
図３は、視点４９及び投影面５３及び投影方向５１の設定を示す図である。
【００２４】
医用画像処理装置１の画像情報読込部２９は、医用画像撮影装置１１によって取得された医用画像情報（以降、「画像情報」と記す。）を記憶装置２７又は画像データベース１３から読出し、主メモリ２５に展開する（ステップ１００１）。
【００２５】
医用画像処理装置１の芯線算出部３１は、画像情報読込部２９が読み込んだ画像情報から、診断対象となる管腔臓器の芯線４７を算出する（ステップ１００２）。芯線４７は、管腔臓器の中空部分の中心を辿って算出される三次元的な曲線である。芯線４７を算出する方法として代表的なものでは、管腔臓器の細線化を行うものや、管腔臓器断面の重心を順次算出して求める方法がある。
医用画像処理装置１の視点・投影面設定部３３は、管腔臓器内部に視点４９と投影面５３とを設定する（ステップ１００３）。視点・投影面設定部３３は、視点４９を芯線４７上に設け、視点４９の前方の所定距離の位置へ投影面５３を芯線４７に垂直に設定する。
【００２６】
医用画像処理装置１の投影方向設定部３５は、投影面５３の画素領域「０」、「１」、「２」、「３」、「４」、「５」に対して、それぞれ投影方向５１「Ｖ０」、「Ｖ１」、「Ｖ２」、「Ｖ３」、「Ｖ４」、「Ｖ５」を設定する（ステップ１００４）。また、投影方向設定部３５は、投影方向５１「Ｖ０」、「Ｖ１」、「Ｖ２」、「Ｖ３」、「Ｖ４」、「Ｖ５」の投影角度５７を、それぞれ、「θ１１」、「θ１２」、「θ１３」、「θ１４」、「θ１５」に設定する。
投影方向設定部３５における投影方向５１及び投影角度５７の設定は、視点４９と投影面５３間の距離、投影面５３の大きさ（画素サイズ）に応じて算出してもよいし、対象臓器に対応して予めプリセットされた値を用いるようにしてもよい。
【００２７】
図４は、視点４９及び投影面５３の移動を示す図である。
尚、図３及び図４は、管腔臓器内壁４１の上側半分を示す図である。管腔臓器内壁４１の下側半分については上側半分と同様の処理なので図示を省略する。また、図３及び図４は、芯線４７を含むある一断面を代表して図示したものであるが、実際には２次元の投影面５３全体に配列された各表示画素に対して、投影方向５１の設定及び仮想光線の射出及びレンダリング処理が実行される。
【００２８】
管腔臓器内壁４１には、ひだ４３やポリープ４５が存在する。しかし、視点４９及び投影面５３が図３に示す位置又は図４に示す視点４９−１の位置にあると、ポリープ４５は視点４９から見てひだ４３の陰にあるので、芯線４７に対して傾斜を有する投影方向「Ｖ３」又は「Ｖ４」では投影されない。
【００２９】
視点４９−１は、次いで視点移動方向５５に芯線４７に沿って、視点４９−２へと移動させられる。この視点４９の移動は、例えばマウス５等のポインティングデバイスを操作者が操作して位置情報を入力することで行われる。このとき、投影面５３は、視点４９に対して初期設定状態を維持して視点４９と同時に移動される。また、投影方向５１も、視点４９からの視線方向（「Ｖ０」、「Ｖ１」、「Ｖ２」、「Ｖ３」、「Ｖ４」、「Ｖ５」）が維持される。同様に、投影方向５１「Ｖ１」、「Ｖ２」、「Ｖ３」、「Ｖ４」、「Ｖ５」と中心線である芯線４７とがなす投影角度５７も、それぞれ、「θ１１」、「θ１２」、「θ１３」、「θ１４」、「θ１５」が維持される。視点が図４の視点４９−２の位置へ移動されると、ポリープ４５は、芯線４７に直交する投影方向５１「Ｖ５」によって投影されることとなる。
【００３０】
図５は、投影面５３の投影面中心からの位置と投影角度５７を示す図である。
図３の投影面５３の画素領域「０」、「１」、「２」、「３」、「４」、「５」の中心位置は、それぞれ図５の投影面中心からの位置「０％」、「２０％」、「４０％」、「６０％」、「８０％」、「１００％」に対応する。投影面中心からの位置「〜％」は、投影面中心を「０％」、投影面端部を「１００％」とした時の投影面中心からの距離を示す。
【００３１】
従来の医用画像処理装置による内視鏡表示の場合には、視点４９から管腔臓器内部へ仮想光線（レイ）を射出する投影方向５１と同一方向にある投影面５３の画素位置に画像を投影する。従って、従来の医用画像処理装置による内視鏡表示の場合には、視点４９から管腔臓器内部への投影方向５１と、視点４９から投影面５３の画素位置への方向は一致している。従って、従来の医用画像処理装置による内視鏡表示の場合には、投影面中心からの位置に係らず、視点４９から管腔臓器内部への投影方向５１と、視点４９から投影面５３の画素位置への方向は一致し、投影面中心からの位置と投影角度５７との関係は、点２０１、点２０２、点２０６、点２０７、点２０８を連結する破線として表される。この破線は、図５を参照すると、上方へゆるい凸形の曲線を成していることが見て取れる。
【００３２】
一方、本実施の形態の医用画像処理装置１の投影方向設定部３５では、投影面中心からの位置に応じて、視点４９から投影面５３の画素位置への方向と異なる方向に、視点４９から管腔臓器への投影方向５１が設定される。
【００３３】
図５では、投影面中心からの位置が「６０％」及び「８０％」及び「１００％」の場合には、投影角度５７は、それぞれ「θ１３」及び「θ１４」及び「θ１５」で視点から管腔臓器内部に仮想光線を射出し、この仮想光線上に存在する管腔臓器内面の画像情報をそれぞれ投影面５３（図３）の画素領域「３」及び「４」及び「５」の位置に投影する。
投影方向５１「Ｖ３」、「Ｖ４」、「Ｖ５」の間隔は、（θ１４−θ１３）＜（θ１５−θ１４）のように、投影方向５１と芯線４７との成す角度が大きくなるに従って大きくなるようにする。
【００３４】
投影方向設定部３５は、投影方向５１の投影角度５７を当該投影方向５１に対応する画素方向の角度より大きく設定する。尚、画素方向は、視点４９から投影面５３上の画素位置への方向である。画素方向の角度は、中心線である芯線４７と画素方向とがなす角度である。即ち、投影面中心からの位置と投影角度５７との関係は、点２０１、点２０２、点２０３、点２０４、点２０５を連結する実線として表される。
これらの点２０３、点２０４、点２０５を結ぶ線は、前述の投影方向５１の記述により、下側に凸形の曲線となる。そして、これらの点２０３、点２０４、点２０５のうち、点２０５は投影角度５７が９０度となっている。
【００３５】
図２に戻り、三次元画像作成部３７は、投影方向設定部３５によって算出された投影方向５１にある画像情報に対して可視化処理（レンダリング処理）を行い、実行結果を対応する投影面５３上の画素に投影する（ステップ１００５）。可視化処理は、画像情報（数値データ）に計算処理を行い、三次元画像化することである。可視化処理として、ボリュームレンダリング法、サーフェイスレンダリング法、ＭＩＰ法、ＭｉｎＩＰ法、及びＲａｙＳｕｍ法等がある。
三次元画像表示部３９は、三次元画像作成部３７が可視化処理を行って画像化したデータを表示装置３に表示させる（ステップ１００６）。
次いで、ＣＰＵ１５の視点・投影面設定部３３が、予めプログラムで設定された量だけ視点４９と投影面５３を視線移動方向５５へ芯線４７に沿って移動させる（ステップ１００７）。そして、前述のステップ１００４乃至ステップ１００６が実行される。
【００３６】
以上のステップ１００４→ステップ１００５→ステップ１００６→ステップ１００７→ステップ１００４が繰り返し実行され、あたかも内視鏡が管腔臓器内を進行しているような仮想内視鏡画像が表示装置３の画面へ表示される。
【００３７】
図６は、視点４９と投影面５３の移動によってもたらされる管腔臓器内部の画像５９の変化を示す図である。
視点４９が図４の視点４９−１の位置における画像５９−１では、ポリープ４５はひだ４３の陰に隠れて表示されないが、視点４９−１が視線移動方向５５へ芯線４７に沿って視点４９−２の位置へ移動された画像５９−２では、管腔臓器内部の管腔臓器内壁４１のひだとひだとの狭い間に存在するポリープ４５が表示される。
【００３８】
以上説明したように、第１実施形態に係る医用画像処理装置１は、管腔臓器内部を観測する画像５９の画像中心部では、内視鏡で観察する画像と同等な仮想内視鏡画像を表示する。従って、操作者は、画像５９を参照して内視鏡表示観察の経験に基づく操作や判断をすることが可能である。
また、第１実施形態に係る医用画像処理装置１は、画像５９の画像周辺部では投影方向５１の投影角度５７を画素方向の角度より大きく設定するので、ひだ４３などの陰になっている部位についても表示させることができる。従って、患部の見落としなどによる診断ミスを防ぎ、診断の信頼性を向上させることができる。
【００３９】
（２．第２実施形態）
次に、図７〜図９を参照しながら、第２実施形態について説明する。
図７は、視点４９及び投影面５３及び投影方向８１の設定を示す図である。
図８は、投影面５３の投影面中心からの位置と投影角度８７を示す図である。
【００４０】
第１実施形態では、画像中心部では管腔臓器内部が仮想内視鏡表示され、画像周辺部の投影角度５７を、画素方向と芯線とがなす角度より大きく設定することで、画像周辺部では管腔臓器内部が広角に仮想内視鏡表示される。第２実施形態では、画像中心部では管腔臓器内部が仮想内視鏡表示され、画像周辺部の投影角度８７を芯線４７に垂直な方向に設定することで、画像周辺部では管腔臓器内部が前述の展開表示法によって投影された画像がリング状に表示される。
【００４１】
医用画像処理装置１の投影方向設定部３５は、画像周辺部（投影面５３の周辺部）の投影角度８７を芯線４７にほぼ垂直な方向に設定する。即ち、投影面５３の中心画素領域「１」「２」については、仮想内視鏡表示の投影角度８７「θ２１」「θ２２」を設定し、投影面５３の周辺画素領域「３」「４」「５」については、投影角度８７「θ２３」「θ２４」「θ２５」をほぼ９０度に設定する。
即ち、図８において、投影面中心からの位置と投影角度８７との関係は、点２１１、点２１２、点２１３、点２１４、点２１５を連結する実線として表される。
図８の例では、点２１４、点２１５の投影角度８７が９０度とされている。そして、点２１３の投影角度８７は、点２１２と点２１４の各々の投影角度８７の中間の値とされている。点２１３の投影角度８７をそのように設定しているのは、急激な投影角度の変更によって、画像の連続性に違和感が発生しないようにするためである。
【００４２】
図９は、図７及び図８に示す投影角度８７を設定して作成された管腔臓器の内部の画像６９を示す図である。
画像中心部の領域Ａは、内視鏡表示領域７１を示す。画像周辺部の領域Ｂは、展開表示法による投影領域７３（以下、展開投影表示領域７３と記す。）を示す。展開投影表示領域７３（領域Ｂ）では、管腔臓器内壁４１に垂直な投影方向８１による画像が表示されるため、管腔臓器内壁４１のひだ４３の影響を受けることなくポリープ４５等の患部の表示が可能となる。
【００４３】
このように第２実施形態では、画像中心部では画素方向と同一の方向に投影方向８１を設定し、画像周辺部では芯線４７に垂直な方向に投影方向８１を設定することで、画像中心部は仮想内視鏡表示による画像、画像周辺部は管腔臓器内壁４１を展開投影表示した画像で構成された三次元画像が得られる。
【００４４】
尚、図７では画像周辺部の投影方向８１の投影角度８７を９０度に設定したが、投影方向８１の投影角度８７を９０度から１８０度の間の任意の角度に設定してもよい。これにより、仮想内視鏡表示における背面方向の表示も可能となり、患部の見落としを更に低減することができる。
【００４５】
（３．第３実施形態）
次に、図１０を参照しながら、第３実施形態について説明する。
図１０は、管腔臓器の内部の画像７５を示す図である。
画像７５の画像中心部の領域Ａは、内視鏡表示領域７１を示し、画像周辺部の領域Ｂは、展開投影表示領域７３を示す。
【００４６】
図１０は、三次元画像作成部３７が、内視鏡表示領域７１（領域Ａ）に可視化処理としてボリュームレンダリング法を適用し、展開投影表示領域７３（領域Ｂ）に可視化処理としてＭＩＰ法を適用して得られた画像７５を示す。操作者は、画像中心部のボリュームレンダリング法による表示領域において、ポリープ４５の形状などの管腔臓器内壁４１表面の診断を行い、画像周辺部のＭＩＰ法による表示領域において、ポリープ４５周辺の血管７７等の内部構造の診断を行う。
【００４７】
このように、第３実施形態では、内視鏡表示領域７１と展開投影表示領域７３の各表示領域に適した可視化処理を施した三次元画像を表示するので、管腔臓器の診断の効率化と、診断の信頼性を向上させることができる。
【００４８】
（４．その他）
尚、第１実施形態では、管腔臓器内部の芯線上に視点を設定した三次元画像について説明したが、視点は芯線上に設定されることに限定しなくてもよい。例えば、着目した患部を詳細に観測するために、管腔臓器内部の任意の位置に視点を移動させて、三次元画像を作成して表示させるようにしてもよい。
また、第２実施形態では、可視化処理を切換える境界は、投影角度の大きさに応じて設定してもよい。
また、第３実施形態では、投影面５３上の画素位置に基づいて、可視化処理を切換える境界を設定してもよい。また、三次元画像作成部３７は、三次元画像作成時の閾値や不透明度を調整し、血管７７等の内部構造の強調表示を行うようにしてもよい。
また、第１実施形態〜第３実施形態を適宜組み合わせて医用画像処理装置１を構成するようにしてもよい。
【００４９】
尚、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に限られるものではない。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】
【００５０】
【図１】医用画像処理装置１の構成図
【図２】医用画像処理装置１の処理手順を示すフローチャート
【図３】視点４９及び投影面５３及び投影方向５１の設定を示す図
【図４】視点４９及び投影面５３の移動を示す図
【図５】投影面５３の投影面中心からの位置と投影角度５７を示す図
【図６】視点４９と投影面５３の移動による管腔臓器内部の画像５９の変化を示す図
【図７】視点４９及び投影面５３及び投影方向８１の設定を示す図
【図８】投影面５３の投影面中心からの位置と投影角度８７を示す図
【図９】管腔臓器の内部の画像６９を示す図
【図１０】管腔臓器の内部の画像７５を示す図
【符号の説明】
【００５１】
１………医用画像処理装置
３………表示装置
５………マウス
７………キーボード
９………ネットワーク
１１………医用画像撮影装置
１３………画像データベース
１５………ＣＰＵ
１７………表示メモリ
１９………コントローラ
２１………システムバス
２３………ネットワークアダプタ
２５………主メモリ
２７………記憶装置
２９………画像情報読込部
３１………芯線算出部
３３………視点・投影面設定部
３５………投影方向設定部
３７………三次元画像作成部
３９………三次元画像表示部
４１、１０１………管腔臓器内壁
４３、１０３………ひだ
４５、１０５………ポリープ
４７、１０７………芯線
４９、４９−１、４９−２、１０９………視点
５１、８１、１１１………投影方向
５３、１１３………投影面
５５………視点移動方向
５７、８７………投影角度
６９、７５、１１５………画像
７１………内視鏡表示領域
７３………展開投影表示領域
７７………血管
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医用画像撮影装置から得られた医用画像を表示する医用画像処理装置に関する。詳細には、大腸や血管に代表される管腔臓器の表示を行う医用画像処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、Ｘ線ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置、ＭＲＩ（Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ Ｉｍａｇｉｎｇ）装置、超音波診断装置等の医用画像撮影装置により得られた被検体の生体組織の画像情報を効率良く観察する方法として、計算機を用いて三次元画像を作成し、表示する方法がある。特に、大腸や血管等の管腔臓器の内壁の画像診断には、内視鏡検査で得られる画像に似た画像を仮想的に作成する仮想内視鏡表示方法がある（「特許文献１」参照）。仮想内視鏡表示方法は、三次元画像中の管腔臓器の中空部分の中心を辿って算出される三次元的な曲線（芯線）上に視点を設定し、視点から放射状に広がる視線方向を設定し、各々の視線方向に向かう仮想光線（レイ）の画素による反射、減衰を計算することで、内視鏡様画像を作成する手法である。
【０００３】
仮想内視鏡表示方法は、実際の内視鏡検査と同等の視点での画像が得られるため、内視鏡検査の経験者が経験に基づいて直感的な操作や診断を行うことが可能であり、診断の効率化を図ることができる。
【０００４】
また、管腔臓器の他の診断手法として管腔臓器展開表示方法がある（「特許文献２」参照）。管腔臓器展開表示方法は、芯線に垂直な複数の視線方向を設定し、各々の視線方向に向かう仮想光線（レイ）の画素による反射、減衰を計算する手法である。管腔臓器展開表示方法では、仮想光線を芯線上の視点を中心に３６０度回転させるとともに、視点を所定距離だけ移動して、管腔臓器を展開したような二次元画像が作成される。
【０００５】
管腔臓器展開表示は、管腔臓器の芯線に対して垂直に投影を行うため、患部が内壁の突起物等に遮られることなく、管腔臓器内壁全体を観察することができる。
【０００６】
【特許文献１】特開平０８−０１６８１３号公報
【特許文献２】特開２００６−１８６０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、「特許文献１」による仮想内視鏡表示方法では、例えば大腸内壁のひだが、仮想光線（レイ）の障害物となってポリープ等の病変を表示することができず、病変が操作者（医療従事者）に見落とされるおそれがある。
【０００８】
また、「特許文献２」による管腔臓器展開表示方法では、管腔臓器の径又は径の変化情報及び湾曲情報が失われるため、ポリープ等の診断対象の位置関係が把握し難い。また、管腔臓器展開表示方法では、操作者は長い管腔臓器内で視点を移動しながらリアルタイムで診断を行うことが難しいという問題点があった。
【０００９】
本発明は、このような問題を鑑みてなされたもので、その目的とするところは、管腔臓器の診断に有効な三次元画像を表示できる医用画像処理装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前述した目的を達成するための本発明の医用画像処理装置は、管腔臓器の画像情報を取得する画像取得部と、前記取得された画像情報に基づいて作成された三次元画像を表示する表示装置と、を備える医用画像処理装置において、前記管腔臓器の内部位置に視点を設定する視点設定手段と、前記視点と所定の関係を持って前記画像情報の投影面を設定する投影面設定手段と、前記投影面の少なくとも一部の領域において、前記視点から前記投影面上の画素位置への画素方向と異なる方向に、前記視点から前記画像情報の位置への投影方向を設定する投影方向設定手段と、前記設定された視点から前記設定された投影方向に位置する前記画像情報を前記投影面上の画素位置に投影して前記三次元画像を作成する三次元画像作成手段と、を具備することを特徴とする。
【００１１】
本発明の医用画像処理装置は、管腔臓器の画像情報を取得して、管腔臓器の内部位置に視点と投影面とを設定する。医用画像処理装置は、投影面の少なくとも一部の領域について、画素方向と異なる方向に投影方向を設定し、設定された投影方向に位置する画像情報を投影面上の画素位置に投影し三次元画像を作成して表示装置に表示する。
投影面の少なくとも一部の領域における投影方向と中心線との角度は、画素方向と中心線とがなす角度より大きく設定され、投影方向と中心線との角度を９０度やそれ以上の角度としてもよい。尚、中心線は、視点と投影面の中心とを結ぶ線である。
【００１２】
これにより、表示画像の内部領域が内視鏡表示と同等に管腔臓器の径情報及び湾曲情報を持って表示されるので、操作者が内視鏡表示観察の経験に基づいて直感的に操作や診断を行うことが可能になり、管腔臓器の診断の効率化を図ることができる。更に、医用画像処理装置は、画素方向と異なる方向に投影方向を設定することにより、管腔臓器内部のひだ等の突起物の影響を受けずに、管腔臓器内部の画像を表示できるので、患部の見落としを防ぐことができる。従って、操作者（医療従事者）による管腔臓器の診断の信頼性を向上させることができる。
【００１３】
また、医用画像処理装置は、投影面の少なくとも一部の領域において、他の領域と異なる可視化手段を用いて画像情報を投影面上の画素位置に投影し、三次元画像を作成してもよい。また、医用画像処理装置は、投影面上の画素位置または投影方向に基づいて、可視化手段を選択して三次元画像を作成してもよい。
【００１４】
仮想内視鏡表示には、例えばサーフェイスレンダリング法やボリュームレンダリング法の可視化手段を用い、展開表示には投影方向の画素の最大値を投影するＭＩＰ（Ｍａｘｉｍｕｍ Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ）法、画素の最小値を投影するＭｉｎＩＰ（Ｍｉｎｉｍｕｍ Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ）法、画素の積算値を投影するＲａｙＳｕｍ法等の可視化手段を用いることができる。
これにより、各表示領域に適した可視化手段を用いて三次元画像を表示することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、管腔臓器の診断に有効な三次元画像を表示できる医用画像処理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】
【００１６】
以下添付図面を参照しながら、本発明に係る医用画像処理装置の好適な実施形態について詳細に説明する。
【００１７】
（１．第１実施形態）
図１〜図６を参照しながら第１実施形態について説明する。
（１−１．医用画像処理装置１の構成）
図１は、医用画像処理装置１の構成図である。
医用画像処理装置１は、医用画像撮影装置により撮影された被検体の生体組織の画像情報を読み込み、三次元画像を作成して表示する装置である。
【００１８】
医用画像処理装置１は、動作を制御するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１５と、被検体の画像データを一時記憶する表示メモリ１７と、当該表示メモリ１７からの画像データに基づいて画像を表示する表示装置３と、表示装置３上のソフトスイッチを操作するためのマウス５等のポインティングデバイスと、ポインティングデバイスのコントローラ１９と、各種パラメータ設定入力用のキーやスイッチを備えたキーボード７と、医用画像処理装置１をネットワーク９に接続するためのネットワークアダプタ２３と、プログラム実行時に医用画像処理装置１の制御プログラムを格納する主メモリ２５と、制御プログラム、画像データ等を登録する記憶装置２７と、上記各構成要素を接続するシステムバス２１とから構成される。
【００１９】
ＣＰＵ１５は、画像情報読込部２９と、芯線算出部３１と、視点・投影面設定部３３と、投影方向設定部３５と、三次元画像作成部３７と、三次元画像表示部３９等を備える。
【００２０】
画像情報読込部２９は、医用画像撮影装置１１によって取得された医用画像情報を記憶装置２７や画像データベース１３から読み出すものである。
芯線算出部３１は、画像情報読込部２９が読み込んだ医用画像情報から、診断対象となる管腔臓器の芯線を算出するものである。
視点・投影面設定部３３は、芯線算出部３１で算出された芯線に基づいて、管腔臓器の内部に視点を設定し、当該視点からの投影方向の画像情報を投影する投影面を設定するもので、例えば、視点を芯線上に設定し、芯線に垂直に投影面を設定するものである。
投影方向設定部３５は、設定された視点から、投影面上の画素ごとに、画像情報の投影方向を設定するものである。
【００２１】
三次元画像作成部３７は、投影方向設定部３５によって設定された投影方向に従い、画像情報に可視化処理（レンダリング処理）を施して三次元画像を作成するものである。可視化処理とは、物体等の数値データを基にして物体を画像化することである。可視化処理として、サーフェイスレンダリング法、ボリュームレンダリング法、ＭＩＰ法、ＭｉｎＩＰ法、ＲａｙＳｕｍ法等を用いることができる。
三次元画像表示部３９は、三次元画像作成部３７が作成した三次元画像を表示メモリ１７を介して表示装置３に表示するものである。表示装置３は、ＣＲＴや液晶表示装置等である。
【００２２】
記憶装置２７は、取得した医用画像情報、被検体情報、制御プログラム等を保存するもので、医用画像処理装置１に内蔵又は外付けされたメモリや磁気ディスク等の記憶装置である。
医用画像撮影装置１１は、Ｘ線ＣＴ装置、ＭＲＩ装置、超音波診断装置等の被検体の生体組織の画像情報を取得する装置である。医用画像処理装置１は、医用画像撮影装置１１によって取得された医用画像情報をネットワーク９を介して取得するものである。
画像データベース１３は、医用画像撮影装置１１等によって取得された医用画像情報を格納するデータベースである。医用画像処理装置１は、画像データベース１３に格納された医用画像情報を、ネットワーク９を介して取得するものである。
【００２３】
（１−２．医用画像処理の手順）
次に、図１乃至図６を参照しながら、医用画像処理装置１が実行する医用画像処理の手順について説明する。
図２は、医用画像処理の手順を示すフローチャートである。
図３は、視点４９及び投影面５３及び投影方向５１の設定を示す図である。
【００２４】
医用画像処理装置１の画像情報読込部２９は、医用画像撮影装置１１によって取得された医用画像情報（以降、「画像情報」と記す。）を記憶装置２７又は画像データベース１３から読出し、主メモリ２５に展開する（ステップ１００１）。
【００２５】
医用画像処理装置１の芯線算出部３１は、画像情報読込部２９が読み込んだ画像情報から、診断対象となる管腔臓器の芯線４７を算出する（ステップ１００２）。芯線４７は、管腔臓器の中空部分の中心を辿って算出される三次元的な曲線である。芯線４７を算出する方法として代表的なものでは、管腔臓器の細線化を行うものや、管腔臓器断面の重心を順次算出して求める方法がある。
医用画像処理装置１の視点・投影面設定部３３は、管腔臓器内部に視点４９と投影面５３とを設定する（ステップ１００３）。視点・投影面設定部３３は、視点４９を芯線４７上に設け、視点４９の前方の所定距離の位置へ投影面５３を芯線４７に垂直に設定する。
【００２６】
医用画像処理装置１の投影方向設定部３５は、投影面５３の画素領域「０」、「１」、「２」、「３」、「４」、「５」に対して、それぞれ投影方向５１「Ｖ０」、「Ｖ１」、「Ｖ２」、「Ｖ３」、「Ｖ４」、「Ｖ５」を設定する（ステップ１００４）。また、投影方向設定部３５は、投影方向５１「Ｖ０」、「Ｖ１」、「Ｖ２」、「Ｖ３」、「Ｖ４」、「Ｖ５」の投影角度５７を、それぞれ、「θ１１」、「θ１２」、「θ１３」、「θ１４」、「θ１５」に設定する。
投影方向設定部３５における投影方向５１及び投影角度５７の設定は、視点４９と投影面５３間の距離、投影面５３の大きさ（画素サイズ）に応じて算出してもよいし、対象臓器に対応して予めプリセットされた値を用いるようにしてもよい。
【００２７】
図４は、視点４９及び投影面５３の移動を示す図である。
尚、図３及び図４は、管腔臓器内壁４１の上側半分を示す図である。管腔臓器内壁４１の下側半分については上側半分と同様の処理なので図示を省略する。また、図３及び図４は、芯線４７を含むある一断面を代表して図示したものであるが、実際には２次元の投影面５３全体に配列された各表示画素に対して、投影方向５１の設定及び仮想光線の射出及びレンダリング処理が実行される。
【００２８】
管腔臓器内壁４１には、ひだ４３やポリープ４５が存在する。しかし、視点４９及び投影面５３が図３に示す位置又は図４に示す視点４９−１の位置にあると、ポリープ４５は視点４９から見てひだ４３の陰にあるので、芯線４７に対して傾斜を有する投影方向「Ｖ３」又は「Ｖ４」では投影されない。
【００２９】
視点４９−１は、次いで視点移動方向５５に芯線４７に沿って、視点４９−２へと移動させられる。この視点４９の移動は、例えばマウス５等のポインティングデバイスを操作者が操作して位置情報を入力することで行われる。このとき、投影面５３は、視点４９に対して初期設定状態を維持して視点４９と同時に移動される。また、投影方向５１も、視点４９からの視線方向（「Ｖ０」、「Ｖ１」、「Ｖ２」、「Ｖ３」、「Ｖ４」、「Ｖ５」）が維持される。同様に、投影方向５１「Ｖ１」、「Ｖ２」、「Ｖ３」、「Ｖ４」、「Ｖ５」と中心線である芯線４７とがなす投影角度５７も、それぞれ、「θ１１」、「θ１２」、「θ１３」、「θ１４」、「θ１５」が維持される。視点が図４の視点４９−２の位置へ移動されると、ポリープ４５は、芯線４７に直交する投影方向５１「Ｖ５」によって投影されることとなる。
【００３０】
図５は、投影面５３の投影面中心からの位置と投影角度５７を示す図である。
図３の投影面５３の画素領域「０」、「１」、「２」、「３」、「４」、「５」の中心位置は、それぞれ図５の投影面中心からの位置「０％」、「２０％」、「４０％」、「６０％」、「８０％」、「１００％」に対応する。投影面中心からの位置「〜％」は、投影面中心を「０％」、投影面端部を「１００％」とした時の投影面中心からの距離を示す。
【００３１】
従来の医用画像処理装置による内視鏡表示の場合には、視点４９から管腔臓器内部へ仮想光線（レイ）を射出する投影方向５１と同一方向にある投影面５３の画素位置に画像を投影する。従って、従来の医用画像処理装置による内視鏡表示の場合には、視点４９から管腔臓器内部への投影方向５１と、視点４９から投影面５３の画素位置への方向は一致している。従って、従来の医用画像処理装置による内視鏡表示の場合には、投影面中心からの位置に係らず、視点４９から管腔臓器内部への投影方向５１と、視点４９から投影面５３の画素位置への方向は一致し、投影面中心からの位置と投影角度５７との関係は、点２０１、点２０２、点２０６、点２０７、点２０８を連結する破線として表される。この破線は、図５を参照すると、上方へゆるい凸形の曲線を成していることが見て取れる。
【００３２】
一方、本実施の形態の医用画像処理装置１の投影方向設定部３５では、投影面中心からの位置に応じて、視点４９から投影面５３の画素位置への方向と異なる方向に、視点４９から管腔臓器への投影方向５１が設定される。
【００３３】
図５では、投影面中心からの位置が「６０％」及び「８０％」及び「１００％」の場合には、投影角度５７は、それぞれ「θ１３」及び「θ１４」及び「θ１５」で視点から管腔臓器内部に仮想光線を射出し、この仮想光線上に存在する管腔臓器内面の画像情報をそれぞれ投影面５３（図３）の画素領域「３」及び「４」及び「５」の位置に投影する。
投影方向５１「Ｖ３」、「Ｖ４」、「Ｖ５」の間隔は、（θ１４−θ１３）＜（θ１５−θ１４）のように、投影方向５１と芯線４７との成す角度が大きくなるに従って大きくなるようにする。
【００３４】
投影方向設定部３５は、投影方向５１の投影角度５７を当該投影方向５１に対応する画素方向の角度より大きく設定する。尚、画素方向は、視点４９から投影面５３上の画素位置への方向である。画素方向の角度は、中心線である芯線４７と画素方向とがなす角度である。即ち、投影面中心からの位置と投影角度５７との関係は、点２０１、点２０２、点２０３、点２０４、点２０５を連結する実線として表される。
これらの点２０３、点２０４、点２０５を結ぶ線は、前述の投影方向５１の記述により、下側に凸形の曲線となる。そして、これらの点２０３、点２０４、点２０５のうち、点２０５は投影角度５７が９０度となっている。
【００３５】
図２に戻り、三次元画像作成部３７は、投影方向設定部３５によって算出された投影方向５１にある画像情報に対して可視化処理（レンダリング処理）を行い、実行結果を対応する投影面５３上の画素に投影する（ステップ１００５）。可視化処理は、画像情報（数値データ）に計算処理を行い、三次元画像化することである。可視化処理として、ボリュームレンダリング法、サーフェイスレンダリング法、ＭＩＰ法、ＭｉｎＩＰ法、及びＲａｙＳｕｍ法等がある。
三次元画像表示部３９は、三次元画像作成部３７が可視化処理を行って画像化したデータを表示装置３に表示させる（ステップ１００６）。
次いで、ＣＰＵ１５の視点・投影面設定部３３が、予めプログラムで設定された量だけ視点４９と投影面５３を視線移動方向５５へ芯線４７に沿って移動させる（ステップ１００７）。そして、前述のステップ１００４乃至ステップ１００６が実行される。
【００３６】
以上のステップ１００４→ステップ１００５→ステップ１００６→ステップ１００７→ステップ１００４が繰り返し実行され、あたかも内視鏡が管腔臓器内を進行しているような仮想内視鏡画像が表示装置３の画面へ表示される。
【００３７】
図６は、視点４９と投影面５３の移動によってもたらされる管腔臓器内部の画像５９の変化を示す図である。
視点４９が図４の視点４９−１の位置における画像５９−１では、ポリープ４５はひだ４３の陰に隠れて表示されないが、視点４９−１が視線移動方向５５へ芯線４７に沿って視点４９−２の位置へ移動された画像５９−２では、管腔臓器内部の管腔臓器内壁４１のひだとひだとの狭い間に存在するポリープ４５が表示される。
【００３８】
以上説明したように、第１実施形態に係る医用画像処理装置１は、管腔臓器内部を観測する画像５９の画像中心部では、内視鏡で観察する画像と同等な仮想内視鏡画像を表示する。従って、操作者は、画像５９を参照して内視鏡表示観察の経験に基づく操作や判断をすることが可能である。
また、第１実施形態に係る医用画像処理装置１は、画像５９の画像周辺部では投影方向５１の投影角度５７を画素方向の角度より大きく設定するので、ひだ４３などの陰になっている部位についても表示させることができる。従って、患部の見落としなどによる診断ミスを防ぎ、診断の信頼性を向上させることができる。
【００３９】
（２．第２実施形態）
次に、図７〜図９を参照しながら、第２実施形態について説明する。
図７は、視点４９及び投影面５３及び投影方向８１の設定を示す図である。
図８は、投影面５３の投影面中心からの位置と投影角度８７を示す図である。
【００４０】
第１実施形態では、画像中心部では管腔臓器内部が仮想内視鏡表示され、画像周辺部の投影角度５７を、画素方向と芯線とがなす角度より大きく設定することで、画像周辺部では管腔臓器内部が広角に仮想内視鏡表示される。第２実施形態では、画像中心部では管腔臓器内部が仮想内視鏡表示され、画像周辺部の投影角度８７を芯線４７に垂直な方向に設定することで、画像周辺部では管腔臓器内部が前述の展開表示法によって投影された画像がリング状に表示される。
【００４１】
医用画像処理装置１の投影方向設定部３５は、画像周辺部（投影面５３の周辺部）の投影角度８７を芯線４７にほぼ垂直な方向に設定する。即ち、投影面５３の中心画素領域「１」「２」については、仮想内視鏡表示の投影角度８７「θ２１」「θ２２」を設定し、投影面５３の周辺画素領域「３」「４」「５」については、投影角度８７「θ２３」「θ２４」「θ２５」をほぼ９０度に設定する。
即ち、図８において、投影面中心からの位置と投影角度８７との関係は、点２１１、点２１２、点２１３、点２１４、点２１５を連結する実線として表される。
図８の例では、点２１４、点２１５の投影角度８７が９０度とされている。そして、点２１３の投影角度８７は、点２１２と点２１４の各々の投影角度８７の中間の値とされている。点２１３の投影角度８７をそのように設定しているのは、急激な投影角度の変更によって、画像の連続性に違和感が発生しないようにするためである。
【００４２】
図９は、図７及び図８に示す投影角度８７を設定して作成された管腔臓器の内部の画像６９を示す図である。
画像中心部の領域Ａは、内視鏡表示領域７１を示す。画像周辺部の領域Ｂは、展開表示法による投影領域７３（以下、展開投影表示領域７３と記す。）を示す。展開投影表示領域７３（領域Ｂ）では、管腔臓器内壁４１に垂直な投影方向８１による画像が表示されるため、管腔臓器内壁４１のひだ４３の影響を受けることなくポリープ４５等の患部の表示が可能となる。
【００４３】
このように第２実施形態では、画像中心部では画素方向と同一の方向に投影方向８１を設定し、画像周辺部では芯線４７に垂直な方向に投影方向８１を設定することで、画像中心部は仮想内視鏡表示による画像、画像周辺部は管腔臓器内壁４１を展開投影表示した画像で構成された三次元画像が得られる。
【００４４】
尚、図７では画像周辺部の投影方向８１の投影角度８７を９０度に設定したが、投影方向８１の投影角度８７を９０度から１８０度の間の任意の角度に設定してもよい。これにより、仮想内視鏡表示における背面方向の表示も可能となり、患部の見落としを更に低減することができる。
【００４５】
（３．第３実施形態）
次に、図１０を参照しながら、第３実施形態について説明する。
図１０は、管腔臓器の内部の画像７５を示す図である。
画像７５の画像中心部の領域Ａは、内視鏡表示領域７１を示し、画像周辺部の領域Ｂは、展開投影表示領域７３を示す。
【００４６】
図１０は、三次元画像作成部３７が、内視鏡表示領域７１（領域Ａ）に可視化処理としてボリュームレンダリング法を適用し、展開投影表示領域７３（領域Ｂ）に可視化処理としてＭＩＰ法を適用して得られた画像７５を示す。操作者は、画像中心部のボリュームレンダリング法による表示領域において、ポリープ４５の形状などの管腔臓器内壁４１表面の診断を行い、画像周辺部のＭＩＰ法による表示領域において、ポリープ４５周辺の血管７７等の内部構造の診断を行う。
【００４７】
このように、第３実施形態では、内視鏡表示領域７１と展開投影表示領域７３の各表示領域に適した可視化処理を施した三次元画像を表示するので、管腔臓器の診断の効率化と、診断の信頼性を向上させることができる。
【００４８】
（４．その他）
尚、第１実施形態では、管腔臓器内部の芯線上に視点を設定した三次元画像について説明したが、視点は芯線上に設定されることに限定しなくてもよい。例えば、着目した患部を詳細に観測するために、管腔臓器内部の任意の位置に視点を移動させて、三次元画像を作成して表示させるようにしてもよい。
また、第２実施形態では、可視化処理を切換える境界は、投影角度の大きさに応じて設定してもよい。
また、第３実施形態では、投影面５３上の画素位置に基づいて、可視化処理を切換える境界を設定してもよい。また、三次元画像作成部３７は、三次元画像作成時の閾値や不透明度を調整し、血管７７等の内部構造の強調表示を行うようにしてもよい。
また、第１実施形態〜第３実施形態を適宜組み合わせて医用画像処理装置１を構成するようにしてもよい。
【００４９】
尚、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に限られるものではない。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】
【００５０】
【図１】医用画像処理装置１の構成図
【図２】医用画像処理装置１の処理手順を示すフローチャート
【図３】視点４９及び投影面５３及び投影方向５１の設定を示す図
【図４】視点４９及び投影面５３の移動を示す図
【図５】投影面５３の投影面中心からの位置と投影角度５７を示す図
【図６】視点４９と投影面５３の移動による管腔臓器内部の画像５９の変化を示す図
【図７】視点４９及び投影面５３及び投影方向８１の設定を示す図
【図８】投影面５３の投影面中心からの位置と投影角度８７を示す図
【図９】管腔臓器の内部の画像６９を示す図
【図１０】管腔臓器の内部の画像７５を示す図
【符号の説明】
【００５１】
１………医用画像処理装置
３………表示装置
５………マウス
７………キーボード
９………ネットワーク
１１………医用画像撮影装置
１３………画像データベース
１５………ＣＰＵ
１７………表示メモリ
１９………コントローラ
２１………システムバス
２３………ネットワークアダプタ
２５………主メモリ
２７………記憶装置
２９………画像情報読込部
３１………芯線算出部
３３………視点・投影面設定部
３５………投影方向設定部
３７………三次元画像作成部
３９………三次元画像表示部
４１、１０１………管腔臓器内壁
４３、１０３………ひだ
４５、１０５………ポリープ
４７、１０７………芯線
４９、４９−１、４９−２、１０９………視点
５１、８１、１１１………投影方向
５３、１１３………投影面
５５………視点移動方向
５７、８７………投影角度
６９、７５、１１５………画像
７１………内視鏡表示領域
７３………展開投影表示領域
７７………血管
【特許請求の範囲】
【請求項１】
管腔臓器の画像情報を取得する画像取得部と、前記取得された画像情報に基づいて作成された三次元画像を表示する表示装置と、を備える医用画像処理装置において、
前記管腔臓器の内部位置に視点を設定する視点設定手段と、
前記視点と所定の関係を持って前記画像情報の投影面を設定する投影面設定手段と、
前記投影面の少なくとも一部の領域において、前記視点から前記投影面上の画素位置への画素方向と異なる方向に、前記視点から前記画像情報の位置への投影方向を設定する投影方向設定手段と、
前記設定された視点から前記設定された投影方向に位置する前記画像情報を前記投影面上の画素位置に投影して前記三次元画像を作成する三次元画像作成手段と、
を具備することを特徴とする医用画像処理装置。
【請求項２】
前記取得された画像情報に基づいて前記管腔臓器の芯線を算出する芯線算出手段を具備し、
前記投影方向設定手段は、前記設定された芯線方向に前記投影面の中心と前記視点とを配置して前記投影方向を算出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】
前記投影方向設定手段は、前記視点と前記投影面の中心とを結ぶ線を中心線とし、前記投影面の少なくとも一部の領域において、前記投影方向を前記画素方向と前記中心線とがなす角度より前記投影方向と前記中心線とがなす角度を大きく設定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４】
前記投影面の一部の領域における投影方向同志の間の角度が、前記投影面の外縁に近づくに連れ大きく設定されることを特徴とする請求項３に記載の医用画像処理装置。
【請求項５】
前記投影方向設定手段は、前記視点と前記投影面の中心とを結ぶ線を中心線とし、前記投影面の少なくとも一部の領域において、前記投影方向を前記投影方向と前記中心線とがなす角度が垂直となるものを含むように設定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６】
前記三次元画像作成手段は、前記投影面の少なくとも一部の領域において、他の領域と異なる可視化手段を用いて前記画像情報を前記投影面上の画素位置に投影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】
前記三次元画像作成手段は、前記投影面上の画素位置または前記投影方向の少なくともいずれかに基づいて、前記可視化手段を選択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】
前記視点設定手段によって設定される前記視点の位置を移動する視点移動手段を更に備えたことを特徴とする請求項１から請求項７までのいずれかに記載の医用画像処理装置。
【請求項１】
管腔臓器の画像情報を取得する画像取得部と、前記取得された画像情報に基づいて作成された三次元画像を表示する表示装置と、を備える医用画像処理装置において、
前記管腔臓器の内部位置に視点を設定する視点設定手段と、
前記視点と所定の関係を持って前記画像情報の投影面を設定する投影面設定手段と、
前記投影面の少なくとも一部の領域において、前記視点から前記投影面上の画素位置への画素方向と異なる方向に、前記視点から前記画像情報の位置への投影方向を設定する投影方向設定手段と、
前記設定された視点から前記設定された投影方向に位置する前記画像情報を前記投影面上の画素位置に投影して前記三次元画像を作成する三次元画像作成手段と、
を具備することを特徴とする医用画像処理装置。
【請求項２】
前記取得された画像情報に基づいて前記管腔臓器の芯線を算出する芯線算出手段を具備し、
前記投影方向設定手段は、前記設定された芯線方向に前記投影面の中心と前記視点とを配置して前記投影方向を算出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】
前記投影方向設定手段は、前記視点と前記投影面の中心とを結ぶ線を中心線とし、前記投影面の少なくとも一部の領域において、前記投影方向を前記画素方向と前記中心線とがなす角度より前記投影方向と前記中心線とがなす角度を大きく設定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４】
前記投影面の一部の領域における投影方向同志の間の角度が、前記投影面の外縁に近づくに連れ大きく設定されることを特徴とする請求項３に記載の医用画像処理装置。
【請求項５】
前記投影方向設定手段は、前記視点と前記投影面の中心とを結ぶ線を中心線とし、前記投影面の少なくとも一部の領域において、前記投影方向を前記投影方向と前記中心線とがなす角度が垂直となるものを含むように設定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６】
前記三次元画像作成手段は、前記投影面の少なくとも一部の領域において、他の領域と異なる可視化手段を用いて前記画像情報を前記投影面上の画素位置に投影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】
前記三次元画像作成手段は、前記投影面上の画素位置または前記投影方向の少なくともいずれかに基づいて、前記可視化手段を選択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】
前記視点設定手段によって設定される前記視点の位置を移動する視点移動手段を更に備えたことを特徴とする請求項１から請求項７までのいずれかに記載の医用画像処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００９−２２４１１（Ｐ２００９−２２４１１Ａ）
【公開日】平成２１年２月５日（２００９．２．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１８６７３３（Ｐ２００７−１８６７３３）
【出願日】平成１９年７月１８日（２００７．７．１８）
【出願人】（０００１５３４９８）株式会社日立メディコ (1,613)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年２月５日（２００９．２．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年７月１８日（２００７．７．１８）
【出願人】（０００１５３４９８）株式会社日立メディコ (1,613)
【Ｆターム（参考）】
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