画像処理システム、装置、方法及び医用画像診断装置
【課題】立体視可能な画像に対して観察者が感覚的な操作で各種操作を行うことができる画像処理システム、装置、方法及び医用画像診断装置を提供すること。
【解決手段】実施形態の画像処理システムは、立体表示装置と、判定部と、レンダリング処理部とを備える。立体表示装置は、３次元の医用画像データであるボリュームデータから生成された視差画像群を用いて立体視可能な立体画像を表示する。判定部は、前記立体表示装置によって立体画像が表示されている空間である立体画像空間の座標系が存在する実空間における所定の移動物体の位置変動から前記立体画像空間における該移動物体の位置変動を識別し、識別した位置変動に基づいて前記立体画像に対する操作内容を判定する。レンダリング処理部は、前記判定部によって判定された操作内容に従って、前記ボリュームデータに対してレンダリング処理を行うことにより視差画像群を新たに生成する。
【解決手段】実施形態の画像処理システムは、立体表示装置と、判定部と、レンダリング処理部とを備える。立体表示装置は、３次元の医用画像データであるボリュームデータから生成された視差画像群を用いて立体視可能な立体画像を表示する。判定部は、前記立体表示装置によって立体画像が表示されている空間である立体画像空間の座標系が存在する実空間における所定の移動物体の位置変動から前記立体画像空間における該移動物体の位置変動を識別し、識別した位置変動に基づいて前記立体画像に対する操作内容を判定する。レンダリング処理部は、前記判定部によって判定された操作内容に従って、前記ボリュームデータに対してレンダリング処理を行うことにより視差画像群を新たに生成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、画像処理システム、装置、方法及び医用画像診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、２つの視点から撮影された２つの画像をモニタに表示することで、立体視用メガネ等の専用機器を用いた利用者にとって立体視可能な画像を表示する技術が知られている。また、近年、レンチキュラーレンズ等の光線制御子を用いて、複数の視点から撮影された画像（例えば、９つの画像）をモニタに表示することで、裸眼の利用者にとっても立体視可能な画像を表示する技術が知られている。なお、立体視可能なモニタにて表示される複数の画像は、１視点から撮影された画像の奥行き情報を推定し、推定した情報を用いた画像処理により生成される場合もある。
【０００３】
一方、Ｘ線ＣＴ（Computed Tomography）装置やＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）装置、超音波診断装置等の医用画像診断装置では、３次元の医用画像データ（以下、ボリュームデータ）を生成可能な装置が実用化されている。かかる医用画像診断装置は、ボリュームデータに対して種々の画像処理を実行することで表示用の平面画像を生成し、汎用モニタ上に表示する。例えば、医用画像診断装置は、ボリュームデータに対してボリュームレンダリング処理を実行することで、被検体についての３次元の情報が反映された２次元のレンダリング画像を生成し、生成したレンダリング画像を汎用モニタ上に表示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−８６４１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、立体視可能な画像に対して観察者が感覚的な操作で各種操作を行うことができる画像処理システム、装置、方法及び医用画像診断装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態の画像処理システムは、立体表示装置と、判定部と、レンダリング処理部と、表示制御部とを備える。立体表示装置は、３次元の医用画像データであるボリュームデータから生成された視差画像群を用いて立体視可能な立体画像を表示する。判定部は、前記立体表示装置によって立体画像が表示されている空間である立体画像空間の座標系が存在する実空間における所定の移動物体の位置変動から前記立体画像空間における該移動物体の位置変動を識別し、識別した位置変動に基づいて前記立体画像に対する操作内容を判定する。レンダリング処理部は、前記判定部によって判定された操作内容に従って、前記ボリュームデータに対してレンダリング処理を行うことにより視差画像群を新たに生成する。表示制御部は、前記レンダリング処理部によって新たに生成された視差画像群を前記立体表示装置に表示させる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、第１の実施形態に係る画像処理システムの構成例を説明するための図である。
【図２】図２は、２視差画像により立体表示を行う立体表示モニタの一例を説明するための図である。
【図３】図３は、９視差画像により立体表示を行う立体表示モニタの一例を説明するための図である。
【図４】図４は、第１の実施形態に係るワークステーションの構成例を説明するための図である。
【図５】図５は、図４に示すレンダリング処理部の構成例を説明するための図である。
【図６】図６は、第１の実施形態に係るボリュームレンダリング処理の一例を説明するための図である。
【図７】図７は、第１の実施形態における画像処理システムによる処理の一例を説明するための図である。
【図８】図８は、第１の実施形態における制御部の構成例を説明するための図である。
【図９】図９は、立体画像空間とボリュームデータ空間との対応関係の一例を示す図である。
【図１０】図１０は、第１の実施形態における制御部による処理の一例を説明するための図である。
【図１１】図１１は、第１の実施形態における制御部による処理の一例を説明するための図である。
【図１２】図１２は、第１の実施形態におけるワークステーションによる処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図１３】図１３は、第１の実施形態の変形例を説明するための図である。
【図１４】図１４は、第１の実施形態の変形例を説明するための図である。
【図１５】図１５は、第１の実施形態の変形例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、添付図面を参照して、画像処理システム、装置、方法及び医用画像診断装置の実施形態を詳細に説明する。なお、以下では、画像処理装置としての機能を有するワークステーションを含む画像処理システムを実施形態として説明する。ここで、以下の実施形態で用いる用語について説明すると、「視差画像群」とは、ボリュームデータに対して、所定の視差角ずつ視点位置を移動させてボリュームレンダリング処理を行うことで生成された画像群のことである。すなわち、「視差画像群」は、「視点位置」が異なる複数の「視差画像」から構成される。また、「視差角」とは、「視差画像群」を生成するために設定された各視点位置のうち隣接する視点位置とボリュームデータによって表される空間内の所定位置（例えば、空間の中心）とにより定まる角度のことである。また、「視差数」とは、立体表示モニタにて立体視されるために必要となる「視差画像」の数のことである。また、以下で記載する「９視差画像」とは、９つの「視差画像」から構成される「視差画像群」のことである。また、以下で記載する「２視差画像」とは、２つの「視差画像」から構成される「視差画像群」のことである。
【０００９】
（第１の実施形態）
まず、第１の実施形態に係る画像処理システムの構成例について説明する。図１は、第１の実施形態に係る画像処理システムの構成例を説明するための図である。
【００１０】
図１に示すように、第１の実施形態に係る画像処理システム１は、医用画像診断装置１１０と、画像保管装置１２０と、ワークステーション１３０と、端末装置１４０とを有する。図１に例示する各装置は、例えば、病院内に設置された院内ＬＡＮ（Local Area Network）２により、直接的、又は間接的に相互に通信可能な状態となっている。例えば、画像処理システム１にＰＡＣＳ（Picture Archiving and Communication System）が導入されている場合、各装置は、ＤＩＣＯＭ（Digital Imaging and Communications in Medicine）規格に則って、医用画像等を相互に送受信する。
【００１１】
かかる画像処理システム１は、医用画像診断装置１１０により生成された３次元の医用画像データであるボリュームデータから視差画像群を生成し、この視差画像群を立体視可能なモニタに表示することで、病院内に勤務する医師や検査技師等の観察者に対して、かかる観察者が立体的に視認可能な画像である立体画像を提供する。具体的には、第１の実施形態において、ワークステーション１３０は、ボリュームデータに対して種々の画像処理を行い、視差画像群を生成する。また、ワークステーション１３０及び端末装置１４０は、立体視可能なモニタを有し、ワークステーション１３０にて生成された視差画像群をモニタに表示することで立体画像を利用者に表示する。また、画像保管装置１２０は、医用画像診断装置１１０にて生成されたボリュームデータや、ワークステーション１３０にて生成された視差画像群を保管する。例えば、ワークステーション１３０や端末装置１４０は、画像保管装置１２０からボリュームデータや視差画像群を取得し、取得したボリュームデータや視差画像群に対して任意の画像処理を実行したり、視差画像群をモニタに表示したりする。以下、各装置を順に説明する。
【００１２】
医用画像診断装置１１０は、Ｘ線診断装置、Ｘ線ＣＴ（Computed Tomography）装置、ＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）装置、超音波診断装置、ＳＰＥＣＴ（Single Photon Emission Computed Tomography）装置、ＰＥＴ（Positron Emission computed Tomography）装置、ＳＰＥＣＴ装置とＸ線ＣＴ装置とが一体化されたＳＰＥＣＴ−ＣＴ装置、ＰＥＴ装置とＸ線ＣＴ装置とが一体化されたＰＥＴ−ＣＴ装置、又はこれらの装置群等である。また、第１の実施形態に係る医用画像診断装置１１０は、３次元の医用画像データ（ボリュームデータ）を生成可能である。
【００１３】
具体的には、第１の実施形態に係る医用画像診断装置１１０は、被検体を撮影することによりボリュームデータを生成する。例えば、医用画像診断装置１１０は、被検体を撮影することにより投影データやＭＲ信号等のデータを収集し、収集したデータから、被検体の体軸方向に沿った複数のアキシャル面の医用画像データを再構成することで、ボリュームデータを生成する。例えば、医用画像診断装置１１０は、５００枚のアキシャル面の医用画像データを再構成する場合、この５００枚のアキシャル面の医用画像データ群が、ボリュームデータとなる。なお、医用画像診断装置１１０により撮影された被検体の投影データやＭＲ信号等自体をボリュームデータとしても良い。
【００１４】
また、第１の実施形態に係る医用画像診断装置１１０は、生成したボリュームデータを画像保管装置１２０に送信する。なお、医用画像診断装置１１０は、ボリュームデータを画像保管装置１２０に送信する際に、付帯情報として、例えば、患者を識別する患者ＩＤ、検査を識別する検査ＩＤ、医用画像診断装置１１０を識別する装置ＩＤ、医用画像診断装置１１０による１回の撮影を識別するシリーズＩＤ等を送信する。
【００１５】
画像保管装置１２０は、医用画像を保管するデータベースである。具体的には、第１の実施形態に係る画像保管装置１２０は、医用画像診断装置１１０からボリュームデータを受信し、受信したボリュームデータを所定の記憶部に保管する。また、第１の実施形態においては、ワークステーション１３０が、ボリュームデータから視差画像群を生成し、生成した視差画像群を画像保管装置１２０に送信する。このため、画像保管装置１２０は、ワークステーション１３０から送信された視差画像群を所定の記憶部に保管する。なお、本実施形態は、大容量の画像を保管可能なワークステーション１３０を用いることで、図１に例示するワークステーション１３０と画像保管装置１２０とが統合される場合であってもよい。すなわち、本実施形態は、ワークステーション１３０そのものにボリュームデータもしくは視差画像群を記憶させる場合であってもよい。
【００１６】
なお、第１の実施形態において、画像保管装置１２０に保管されたボリュームデータや視差画像群は、患者ＩＤ、検査ＩＤ、装置ＩＤ、シリーズＩＤ等と対応付けて保管される。このため、ワークステーション１３０や端末装置１４０は、患者ＩＤ、検査ＩＤ、装置ＩＤ、シリーズＩＤ等を用いた検索を行うことで、必要なボリュームデータや視差画像群を画像保管装置１２０から取得する。
【００１７】
ワークステーション１３０は、医用画像に対して画像処理を行う画像処理装置である。具体的には、第１の実施形態に係るワークステーション１３０は、画像保管装置１２０から取得したボリュームデータに対して種々のレンダリング処理を行うことで、視差画像群を生成する。
【００１８】
また、第１の実施形態に係るワークステーション１３０は、表示部として、立体画像を表示可能なモニタ（立体表示モニタ、立体画像表示装置とも称する）を有する。ワークステーション１３０は、視差画像群を生成し、生成した視差画像群を立体表示モニタに表示する。この結果、ワークステーション１３０の操作者は、立体表示モニタに表示された立体視可能な立体画像を確認しながら、視差画像群を生成するための操作を行うことができる。
【００１９】
また、ワークステーション１３０は、生成した視差画像群を画像保管装置１２０や端末装置１４０に送信する。なお、ワークステーション１３０は、画像保管装置１２０や端末装置１４０に視差画像群を送信する際に、付帯情報として、例えば、患者ＩＤ、検査ＩＤ、装置ＩＤ、シリーズＩＤ等を送信する。視差画像群を画像保管装置１２０に送信する際に送信される付帯情報としては、視差画像群に関する付帯情報も挙げられる。視差画像群に関する付帯情報としては、視差画像の枚数（例えば、「９」）や、視差画像の解像度（例えば、「４６６×３５０画素」）等がある。
【００２０】
端末装置１４０は、病院内に勤務する医師や検査技師に医用画像を閲覧させるための装置である。例えば、端末装置１４０は、病院内に勤務する医師や検査技師により操作されるＰＣ（Personal Computer）やタブレット式ＰＣ、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、携帯電話等である。具体的には、第１の実施形態に係る端末装置１４０は、表示部として立体表示モニタを有する。また、端末装置１４０は、画像保管装置１２０から視差画像群を取得し、取得した視差画像群を立体表示モニタに表示する。この結果、観察者である医師や検査技師は、立体視可能な医用画像を閲覧することができる。なお、端末装置１４０は、外部装置としての立体表示モニタと接続された任意の情報処理端末であってもよい。
【００２１】
ここで、ワークステーション１３０や端末装置１４０が有する立体表示モニタについて説明する。現在最も普及している一般的な汎用モニタは、２次元画像を２次元で表示するものであり、２次元画像を立体表示することができない。仮に、観察者が汎用モニタにて立体視を要望する場合、汎用モニタに対して画像を出力する装置は、平行法や交差法により観察者が立体視可能な２視差画像を並列表示させる必要がある。又は、汎用モニタに対して画像を出力する装置は、例えば、左目用の部分に赤色のセロハンが取り付けられ、右目用の部分に青色のセロハンが取り付けられたメガネを用いて余色法により観察者が立体視可能な画像を表示する必要がある。
【００２２】
一方、立体表示モニタとしては、立体視用メガネ等の専用機器を用いることで、２視差画像（両眼視差画像とも称する）を立体視可能とするものがある。
【００２３】
図２は、２視差画像により立体表示を行う立体表示モニタの一例を説明するための図である。図２に示す一例は、シャッター方式により立体表示を行う立体表示モニタであり、モニタを観察する観察者が装着する立体視用メガネとしてシャッターメガネが用いられる。かかる立体表示モニタは、モニタにて２視差画像を交互に出射する。例えば、図２の（Ａ）に示すモニタは、左目用の画像と右目用の画像を、１２０Ｈｚにて交互に出射する。ここで、モニタには、図２の（Ａ）に示すように、赤外線出射部が設置され、赤外線出射部は、画像が切り替わるタイミングに合わせて赤外線の出射を制御する。
【００２４】
また、赤外線出射部から出射された赤外線は、図２の（Ａ）に示すシャッターメガネの赤外線受光部により受光される。シャッターメガネの左右それぞれの枠には、シャッターが取り付けられており、シャッターメガネは、赤外線受光部が赤外線を受光したタイミングに合わせて左右のシャッターそれぞれの透過状態及び遮光状態を交互に切り替える。以下、シャッターにおける透過状態及び遮光状態の切り替え処理について説明する。
【００２５】
各シャッターは、図２の（Ｂ）に示すように、入射側の偏光板と出射側の偏光板とを有し、更に、入射側の偏光板と出射側の偏光板との間に液晶層を有する。また、入射側の偏光板と出射側の偏光板とは、図２の（Ｂ）に示すように、互いに直交している。ここで、図２の（Ｂ）に示すように、電圧が印加されていない「ＯＦＦ」の状態では、入射側の偏光板を通った光は、液晶層の作用により９０度回転し、出射側の偏光板を透過する。すなわち、電圧が印加されていないシャッターは、透過状態となる。
【００２６】
一方、図２の（Ｂ）に示すように、電圧が印加された「ＯＮ」の状態では、液晶層の液晶分子による偏光回転作用が消失するため、入射側の偏光板を通った光は、出射側の偏光板で遮られてしまう。すなわち、電圧が印加されたシャッターは、遮光状態となる。
【００２７】
そこで、例えば、赤外線出射部は、モニタ上に左目用の画像が表示されている期間、赤外線を出射する。そして、赤外線受光部は、赤外線を受光している期間、左目のシャッターに電圧を印加せず、右目のシャッターに電圧を印加させる。これにより、図２の（Ａ）に示すように、右目のシャッターが遮光状態となり、左目のシャッターが透過状態となるため、観察者の左目に左目用の画像が入射する。一方、赤外線出射部は、モニタ上に右目用の画像が表示されている期間、赤外線の出射を停止する。そして、赤外線受光部は、赤外線が受光されない期間、右目のシャッターに電圧を印加せず、左目のシャッターに電圧を印加させる。これにより、左目のシャッターが遮光状態となり、右目のシャッターが透過状態であるため、観察者の右目に右目用の画像が入射する。このように、図２に示す立体表示モニタは、モニタに表示される画像とシャッターの状態を連動させて切り替えることで、観察者が立体視可能な画像を表示させる。なお、２視差画像を立体視可能な立体表示モニタとしては、上記のシャッター方式以外にも、偏光メガネ方式を採用したモニタも知られている。
【００２８】
更に、近年実用化された立体表示モニタとしては、レンチキュラーレンズ等の光線制御子を用いることで、例えば、９視差画像等の多視差画像を観察者が裸眼にて立体視可能とするものがある。かかる立体表示モニタは、両眼視差による立体視を可能とし、更に、観察者の視点移動に合わせて観察される映像も変化する運動視差による立体視も可能とする。
【００２９】
図３は、９視差画像により立体表示を行う立体表示モニタの一例を説明するための図である。図３に示す立体表示モニタには、液晶パネル等の平面状の表示面２００の前面に、光線制御子が配置される。例えば、図３に示す立体表示モニタには、光線制御子として、光学開口が垂直方向に延びる垂直レンチキュラーシート２０１が表示面２００の前面に貼り付けられている。なお、図３に示す一例では、垂直レンチキュラーシート２０１の凸部が前面となるように貼り付けられているが、垂直レンチキュラーシート２０１の凸部が表示面２００に対向するように貼り付けられる場合であってもよい。
【００３０】
表示面２００には、図３に示すように、縦横比が３：１であり、縦方向にサブ画素である赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３つが配置された画素２０２がマトリクス状に配置される。図３に示す立体表示モニタは、９つの画像により構成される９視差画像を、所定フォーマット（例えば格子状）に配置した中間画像に変換したうえで、表示面２００に出力する。すなわち、図３に示す立体表示モニタは、９視差画像にて同一位置にある９つの画素それぞれを、９列の画素２０２に割り振って出力させる。９列の画素２０２は、視点位置の異なる９つの画像を同時に表示する単位画素群２０３となる。
【００３１】
表示面２００において単位画素群２０３として同時に出力された９視差画像は、例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）バックライトにより平行光として放射され、更に、垂直レンチキュラーシート２０１により、多方向に放射される。９視差画像の各画素の光が多方向に放射されることにより、観察者の右目及び左目に入射する光は、観察者の位置（視点の位置）に連動して変化する。すなわち、観察者の見る角度により、右目に入射する視差画像と左目に入射する視差画像とは、視差角が異なる。これにより、観察者は、例えば、図３に示す９つの位置それぞれにおいて、撮影対象を立体的に視認できる。また、観察者は、例えば、図３に示す「５」の位置において、撮影対象に対して正対した状態で立体的に視認できるとともに、図３に示す「５」以外それぞれの位置において、撮影対象の向きを変化させた状態で立体的に視認できる。なお、図３に示す立体表示モニタは、あくまでも一例である。９視差画像を表示する立体表示モニタは、図３に示すように、「ＲＲＲ・・・、ＧＧＧ・・・、ＢＢＢ・・・」の横ストライプ液晶である場合であってもよいし、「ＲＧＢＲＧＢ・・・」の縦ストライプ液晶である場合であってもよい。また、図３に示す立体表示モニタは、図３に示すように、レンチキュラーシートが垂直となる縦レンズ方式である場合であってもよいし、レンチキュラーシートが斜めとなる斜めレンズ方式である場合であってもよい。
【００３２】
ここまで、第１の実施形態に係る画像処理システム１の構成例について簡単に説明した。なお、上述した画像処理システム１は、ＰＡＣＳが導入されている場合にその適用が限られるものではない。例えば、画像処理システム１は、医用画像が添付された電子カルテを管理する電子カルテシステムが導入されている場合にも、同様に適用される。この場合、画像保管装置１２０は、電子カルテを保管するデータベースである。また、例えば、画像処理システム１は、ＨＩＳ（Hospital Information System）、ＲＩＳ（Radiology Information System）が導入されている場合にも、同様に適用される。また、画像処理システム１は、上述した構成例に限られるものではない。各装置が有する機能やその分担は、運用の形態に応じて適宜変更されてよい。
【００３３】
次に、第１の実施形態に係るワークステーションの構成例について図４を用いて説明する。図４は、第１の実施形態に係るワークステーションの構成例を説明するための図である。なお、以下において、「視差画像群」とは、ボリュームデータに対してボリュームレンダリング処理を行うことで生成された立体視用の画像群のことである。また、「視差画像」とは、「視差画像群」を構成する個々の画像のことである。すなわち、「視差画像群」は、視点位置が異なる複数の「視差画像」から構成される。
【００３４】
第１の実施形態に係るワークステーション１３０は、画像処理等に適した高性能なコンピュータであり、図４に示すように、入力部１３１と、表示部１３２と、通信部１３３と、記憶部１３４と、制御部１３５と、レンダリング処理部１３６とを有する。なお、以下では、ワークステーション１３０が画像処理等に適した高性能なコンピュータである場合を用いて説明するが、これに限定されるものではなく、任意の情報処理装置であってよい。例えば、任意のパーソナルコンピュータであってもよい。
【００３５】
入力部１３１は、マウス、キーボード、トラックボール等であり、ワークステーション１３０に対する各種操作の入力を操作者から受け付ける。具体的には、第１の実施形態に係る入力部１３１は、レンダリング処理の対象となるボリュームデータを画像保管装置１２０から取得するための情報の入力を受け付ける。例えば、入力部１３１は、患者ＩＤ、検査ＩＤ、装置ＩＤ、シリーズＩＤ等の入力を受け付ける。また、第１の実施形態に係る入力部１３１は、レンダリング処理に関する条件（以下、レンダリング条件）の入力を受け付ける。
【００３６】
表示部１３２は、立体表示モニタとしての液晶パネル等であり、各種情報を表示する。具体的には、第１の実施形態に係る表示部１３２は、操作者から各種操作を受け付けるためのＧＵＩ（Graphical User Interface）や、視差画像群等を表示する。通信部１３３は、ＮＩＣ（Network Interface Card）等であり、他の装置との間で通信を行う。
【００３７】
記憶部１３４は、ハードディスク、半導体メモリ素子等であり、各種情報を記憶する。具体的には、第１の実施形態に係る記憶部１３４は、通信部１３３を介して画像保管装置１２０から取得したボリュームデータを記憶する。また、第１の実施形態に係る記憶部１３４は、レンダリング処理中のボリュームデータや、レンダリング処理により生成された視差画像群等を記憶する。
【００３８】
制御部１３５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）やＧＰＵ（Graphics Processing Unit）等の電子回路、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等の集積回路であり、ワークステーション１３０の全体制御を行う。
【００３９】
例えば、第１の実施形態に係る制御部１３５は、表示部１３２に対するＧＵＩの表示や視差画像群の表示を制御する。また、例えば、制御部１３５は、画像保管装置１２０との間で通信部１３３を介して行われるボリュームデータや視差画像群の送受信を制御する。また、例えば、制御部１３５は、レンダリング処理部１３６によるレンダリング処理を制御する。また、例えば、制御部１３５は、ボリュームデータの記憶部１３４からの読み込みや、視差画像群の記憶部１３４への格納を制御する。
【００４０】
レンダリング処理部１３６は、制御部１３５による制御の下、画像保管装置１２０から取得したボリュームデータに対して種々のレンダリング処理を行い、視差画像群を生成する。具体的には、第１の実施形態に係るレンダリング処理部１３６は、記憶部１３４からボリュームデータを読み込み、このボリュームデータに対して、まず前処理を行う。次に、レンダリング処理部１３６は、前処理後のボリュームデータに対してボリュームレンダリング処理を行い、視差画像群を生成する。続いて、レンダリング処理部１３６は、各種情報（目盛り、患者名、検査項目等）が描出された２次元画像を生成し、これを視差画像群それぞれに対して重畳することで、出力用の２次元画像を生成する。そして、レンダリング処理部１３６は、生成した視差画像群や出力用の２次元画像を記憶部１３４に格納する。なお、第１の実施形態において、レンダリング処理とは、ボリュームデータに対して行う画像処理全体のことであり、ボリュームレンダリング処理とは、レンダリング処理の内、３次元の情報を反映した２次元画像を生成する処理のことである。レンダリング処理により生成される医用画像とは、例えば、視差画像が該当する。
【００４１】
図５は、図４に示すレンダリング処理部の構成例を説明するための図である。図５に示すように、レンダリング処理部１３６は、前処理部１３６１と、３次元画像処理部１３６２と、２次元画像処理部１３６３とを有する。前処理部１３６１が、ボリュームデータに対する前処理を行い、３次元画像処理部１３６２が、前処理後のボリュームデータから視差画像群を生成し、２次元画像処理部１３６３が、視差画像群に各種情報が重畳された出力用の２次元画像を生成する。以下、各部を順に説明する。
【００４２】
前処理部１３６１は、ボリュームデータに対してレンダリング処理を行う際に、種々の前処理を行う処理部であり、画像補正処理部１３６１ａと、３次元物体フュージョン部１３６１ｅと、３次元物体表示領域設定部１３６１ｆとを有する。
【００４３】
画像補正処理部１３６１ａは、２種類のボリュームデータを１つのボリュームデータとして処理する際に画像補正処理を行う処理部であり、図５に示すように、歪み補正処理部１３６１ｂ、体動補正処理部１３６１ｃ及び画像間位置合わせ処理部１３６１ｄを有する。例えば、画像補正処理部１３６１ａは、ＰＥＴ−ＣＴ装置により生成されたＰＥＴ画像のボリュームデータとＸ線ＣＴ画像のボリュームデータとを１つのボリュームデータとして処理する際に画像補正処理を行う。或いは、画像補正処理部１３６１ａは、ＭＲＩ装置により生成されたＴ１強調画像のボリュームデータとＴ２強調画像のボリュームデータとを１つのボリュームデータとして処理する際に画像補正処理を行う。
【００４４】
また、歪み補正処理部１３６１ｂは、個々のボリュームデータにおいて、医用画像診断装置１１０によるデータ収集時の収集条件に起因するデータの歪みを補正する。また、体動補正処理部１３６１ｃは、個々のボリュームデータを生成するために用いられたデータの収集時期における被検体の体動に起因する移動を補正する。また、画像間位置合わせ処理部１３６１ｄは、歪み補正処理部１３６１ｂ及び体動補正処理部１３６１ｃによる補正処理が行われた２つのボリュームデータ間で、例えば、相互相関法等を用いた位置合わせ（Registration）を行う。
【００４５】
３次元物体フュージョン部１３６１ｅは、画像間位置合わせ処理部１３６１ｄにより位置合わせが行われた複数のボリュームデータをフュージョンさせる。なお、画像補正処理部１３６１ａ及び３次元物体フュージョン部１３６１ｅの処理は、単一のボリュームデータに対してレンダリング処理を行う場合、省略される。
【００４６】
３次元物体表示領域設定部１３６１ｆは、操作者により指定された表示対象臓器に対応する表示領域を設定する処理部であり、セグメンテーション処理部１３６１ｇを有する。セグメンテーション処理部１３６１ｇは、操作者により指定された心臓、肺、血管等の臓器を、例えば、ボリュームデータの画素値（ボクセル値）に基づく領域拡張法により抽出する処理部である。
【００４７】
なお、セグメンテーション処理部１３６１ｇは、操作者により表示対象臓器が指定されなかった場合、セグメンテーション処理を行わない。また、セグメンテーション処理部１３６１ｇは、操作者により表示対象臓器が複数指定された場合、該当する複数の臓器を抽出する。また、セグメンテーション処理部１３６１ｇの処理は、レンダリング画像を参照した操作者の微調整要求により再度実行される場合もある。
【００４８】
３次元画像処理部１３６２は、前処理部１３６１が処理を行った前処理後のボリュームデータに対してボリュームレンダリング処理を行う。ボリュームレンダリング処理を行う処理部として、３次元画像処理部１３６２は、投影方法設定部１３６２ａと、３次元幾何変換処理部１３６２ｂと、３次元物体アピアランス処理部１３６２ｆと、３次元仮想空間レンダリング部１３６２ｋとを有する。
【００４９】
投影方法設定部１３６２ａは、視差画像群を生成するための投影方法を決定する。例えば、投影方法設定部１３６２ａは、ボリュームレンダリング処理を平行投影法により実行するか、透視投影法により実行するかを決定する。
【００５０】
３次元幾何変換処理部１３６２ｂは、ボリュームレンダリング処理が実行されるボリュームデータを３次元幾何学的に変換するための情報を決定する処理部であり、平行移動処理部１３６２ｃ、回転処理部１３６２ｄ及び拡大縮小処理部１３６２ｅを有する。平行移動処理部１３６２ｃは、ボリュームレンダリング処理を行う際の視点位置が平行移動された場合に、ボリュームデータを平行移動させる移動量を決定する処理部であり、回転処理部１３６２ｄは、ボリュームレンダリング処理を行う際の視点位置が回転移動された場合に、ボリュームデータを回転移動させる移動量を決定する処理部である。また、拡大縮小処理部１３６２ｅは、視差画像群の拡大や縮小が要求された場合に、ボリュームデータの拡大率や縮小率を決定する処理部である。
【００５１】
３次元物体アピアランス処理部１３６２ｆは、３次元物体色彩処理部１３６２ｇ、３次元物体不透明度処理部１３６２ｈ、３次元物体材質処理部１３６２ｉ及び３次元仮想空間光源処理部１３６２ｊを有する。３次元物体アピアランス処理部１３６２ｆは、これらの処理部により、例えば、操作者の要求に応じて、表示される視差画像群の表示状態を決定する処理を行う。
【００５２】
３次元物体色彩処理部１３６２ｇは、ボリュームデータにてセグメンテーションされた各領域に対して着色される色彩を決定する処理部である。３次元物体不透明度処理部１３６２ｈは、ボリュームデータにてセグメンテーションされた各領域を構成する各ボクセルの不透過度（Opacity）を決定する処理部である。なお、ボリュームデータにおいて不透過度が「１００％」とされた領域の後方の領域は、視差画像群において描出されないこととなる。また、ボリュームデータにおいて不透過度が「０％」とされた領域は、視差画像群において描出されないこととなる。
【００５３】
３次元物体材質処理部１３６２ｉは、ボリュームデータにてセグメンテーションされた各領域の材質を決定することで、この領域が描出される際の質感を調整する処理部である。３次元仮想空間光源処理部１３６２ｊは、ボリュームデータに対してボリュームレンダリング処理を行う際に、３次元仮想空間に設置する仮想光源の位置や、仮想光源の種類を決定する処理部である。仮想光源の種類としては、無限遠から平行光線を照射する光源や、視点から放射状の光線を照射する光源等が挙げられる。
【００５４】
３次元仮想空間レンダリング部１３６２ｋは、ボリュームデータに対してボリュームレンダリング処理を行い、視差画像群を生成する。また、３次元仮想空間レンダリング部１３６２ｋは、ボリュームレンダリング処理を行う際、必要に応じて、投影方法設定部１３６２ａ、３次元幾何変換処理部１３６２ｂ、３次元物体アピアランス処理部１３６２ｆにより決定された各種情報を用いる。
【００５５】
ここで、３次元仮想空間レンダリング部１３６２ｋによるボリュームレンダリング処理は、レンダリング条件に従って行われることになる。例えば、レンダリング条件は、「平行投影法」又は「透視投影法」である。また、例えば、レンダリング条件は、「基準の視点位置、視差角及び視差数」である。また、例えば、レンダリング条件は、「視点位置の平行移動」、「視点位置の回転移動」、「視差画像群の拡大」、「視差画像群の縮小」である。また、例えば、レンダリング条件は、「着色される色彩」、「透過度」、「質感」、「仮想光源の位置」、「仮想光源の種類」である。このようなレンダリング条件は、入力部１３１を介して操作者から受け付ける場合や、初期設定される場合が考えられる。いずれの場合も、３次元仮想空間レンダリング部１３６２ｋは、制御部１３５からレンダリング条件を受け付け、このレンダリング条件に従って、ボリュームデータに対するボリュームレンダリング処理を行う。また、このとき、上述した投影方法設定部１３６２ａ、３次元幾何変換処理部１３６２ｂ、３次元物体アピアランス処理部１３６２ｆが、このレンダリング条件に従って必要な各種情報を決定するので、３次元仮想空間レンダリング部１３６２ｋは、決定されたこれらの各種情報を用いて視差画像群を生成する。
【００５６】
図６は、第１の実施形態に係るボリュームレンダリング処理の一例を説明するための図である。例えば、３次元仮想空間レンダリング部１３６２ｋが、図６の「９視差画像生成方式（１）」に示すように、レンダリング条件として、平行投影法を受け付け、更に、基準の視点位置（５）と視差角「１度」とを受け付けたとする。かかる場合、３次元仮想空間レンダリング部１３６２ｋは、視差角が「１度」おきとなるように、視点の位置を（１）〜（９）に平行移動して、平行投影法により視差角（視線方向間の角度）が１度ずつ異なる９つの視差画像を生成する。なお、平行投影法を行う場合、３次元仮想空間レンダリング部１３６２ｋは、視線方向に沿って無限遠から平行光線を照射する光源を設定する。
【００５７】
或いは、３次元仮想空間レンダリング部１３６２ｋが、図６の「９視差画像生成方式（２）」に示すように、レンダリング条件として、透視投影法を受け付け、更に、基準の視点位置（５）と視差角「１度」とを受け付けたとする。かかる場合、３次元仮想空間レンダリング部１３６２ｋは、ボリュームデータの中心（重心）を中心に視差角が「１度」おきとなるように、視点の位置を（１）〜（９）に回転移動して、透視投影法により視差角が１度ずつ異なる９つの視差画像を生成する。なお、透視投影法を行う場合、３次元仮想空間レンダリング部１３６２ｋは、視線方向を中心に光を３次元的に放射状に照射する点光源や面光源を各視点にて設定する。また、透視投影法を行う場合、レンダリング条件によっては、視点（１）〜（９）は、平行移動される場合であってもよい。
【００５８】
なお、３次元仮想空間レンダリング部１３６２ｋは、表示されるボリュームレンダリング画像の縦方向に対しては、視線方向を中心に光を２次元的に放射状に照射し、表示されるボリュームレンダリング画像の横方向に対しては、視線方向に沿って無限遠から平行光線を照射する光源を設定することで、平行投影法と透視投影法とを併用したボリュームレンダリング処理を行ってもよい。
【００５９】
このようにして生成された９つの視差画像が、視差画像群である。第１の実施形態において、９つの視差画像は、例えば制御部１３５により所定フォーマット（例えば格子状）に配置した中間画像に変換され、立体表示モニタとしての表示部１３２に出力される。すると、ワークステーション１３０の操作者は、立体表示モニタに表示された立体視可能な医用画像を確認しながら、視差画像群生成のための操作を行うことができる。
【００６０】
なお、図６の例では、レンダリング条件として、投影方法、基準の視点位置及び視差角を受け付けた場合を説明したが、レンダリング条件として、他の条件を受け付けた場合も同様に、３次元仮想空間レンダリング部１３６２ｋは、それぞれのレンダリング条件を反映しつつ、視差画像群を生成する。
【００６１】
また、３次元仮想空間レンダリング部１３６２ｋは、ボリュームレンダリングだけでなく、断面再構成法（ＭＰＲ：Multi Planer Reconstruction）を行ってボリュームデータからＭＰＲ画像を再構成する機能も有する。なお、３次元仮想空間レンダリング部１３６２ｋは、「Curved MPR」を行う機能や、「Intensity Projection」を行う機能も有する。
【００６２】
続いて、３次元画像処理部１３６２がボリュームデータから生成した視差画像群は、アンダーレイ（Underlay）とされる。そして、各種情報（目盛り、患者名、検査項目等）が描出されたオーバーレイ（Overlay）がアンダーレイに対して重畳されることで、出力用の２次元画像とされる。２次元画像処理部１３６３は、オーバーレイ及びアンダーレイに対して画像処理を行うことで、出力用の２次元画像を生成する処理部であり、図５に示すように、２次元物体描画部１３６３ａ、２次元幾何変換処理部１３６３ｂ及び輝度調整部１３６３ｃを有する。例えば、２次元画像処理部１３６３は、出力用の２次元画像の生成処理に要する負荷を軽減するために、９枚の視差画像（アンダーレイ）のそれぞれに対して１枚のオーバーレイを重畳することで、出力用の２次元画像を９枚、生成する。なお、以下では、オーバーレイが重畳されたアンダーレイを単に「視差画像」と表記する場合もある。
【００６３】
２次元物体描画部１３６３ａは、オーバーレイに描出される各種情報を描画する処理部であり、２次元幾何変換処理部１３６３ｂは、オーバーレイに描出される各種情報の位置を平行移動処理又は回転移動処理したり、オーバーレイに描出される各種情報の拡大処理又は縮小処理したりする処理部である。
【００６４】
また、輝度調整部１３６３ｃは、輝度変換処理を行う処理部であり、例えば、出力先の立体表示モニタの諧調や、ウィンドウ幅（ＷＷ：Window Width）、ウィンドウレベル（ＷＬ：Window Level）等の画像処理用のパラメータに応じて、オーバーレイ及びアンダーレイの輝度を調整する処理部である。
【００６５】
制御部１３５は、例えば、このようにして生成された出力用の２次元画像を、一旦記憶部１３４に格納し、その後、通信部１３３を介して画像保管装置１２０に送信する。そして、端末装置１４０は、例えば、画像保管装置１２０からこの出力用の２次元画像を取得し、所定フォーマット（例えば格子状）に配置した中間画像に変換した上で立体表示モニタに表示する。また、例えば、制御部１３５は、出力用の２次元画像を、一旦記憶部１３４に格納し、その後、通信部１３３を介して画像保管装置１２０に送信するとともに、端末装置１４０に送信する。そして、端末装置１４０は、ワークステーション１３０から受信した出力用の２次元画像を所定フォーマット（例えば格子状）に配置した中間画像に変換した上で立体表示モニタに表示する。これにより、端末装置１４０を利用する医師や検査技師は、各種情報（目盛り、患者名、検査項目等）が描出された状態で、立体視可能な医用画像を閲覧することができる。
【００６６】
このように、上述してきた立体表示モニタは、視差画像群を表示することにより、観察者が立体視可能な立体画像を提供する。このとき、観察者は、マウス等のポインティングデバイスを用いて、立体画像に対して各種操作を行う場合がある。例えば、観察者は、ポインティングデバイスを操作することにより、カーソルを移動させて、立体画像に関心領域（ＲＯＩ：Region Of Interest）を設定し、設定したＲＯＩの断面画像を表示させるための操作を行ったりする。しかし、マウス等によって操作可能なカーソルは、立体画像が表示されている３次元空間（以下、「立体画像空間」と表記する場合がある）で３次元に移動するので、観察者にとっては奥行き方向におけるカーソルの位置を把握しにくい。すなわち、観察者は、マウス等を用いた場合には、立体画像に関心領域を設定する等の各種操作を行うことが困難となることがある。
【００６７】
そこで、第１の実施形態では、観察者が立体画像に手で直接触れる感覚で立体画像に対する各種操作を行うことを可能にする。この点について、図７を用いて簡単に説明する。図７は、第１の実施形態における画像処理システム１による処理の一例を説明するための図である。なお、以下では、立体画像への直接操作をワークステーション１３０によって実現する場合を例に挙げて説明する。
【００６８】
図７に示した例において、表示部１３２は、上記の通り、ワークステーション１３０が有する立体表示モニタである。第１の実施形態における表示部１３２は、図７に示すように、被検体の臓器等を示す立体画像Ｉ１１を表示するとともに、観察者が立体画像Ｉ１１に対して各種操作を行うことが可能な領域である操作可能領域ＳＰ１０を示す枠線を表示する。これにより、観察者は、操作可能領域ＳＰ１０において、立体画像Ｉ１１に対して各種操作を行うことが可能であることを認識することができる。また、表示部１３２は、図７に示すように、カメラ１３７が設置される。かかるカメラ１３７は、３次元空間を立体的に認識することができる３次元カメラ（３Ｄカメラ）であり、操作可能領域ＳＰ１０内における観察者の手Ｕ１１の位置変動を認識する。
【００６９】
このような構成の下、第１の実施形態におけるワークステーション１３０は、操作可能領域ＳＰ１０内に手Ｕ１１が位置する場合に、カメラ１３７によって手Ｕ１１の位置変動を検知する。そして、ワークステーション１３０は、カメラ１３７によって検知された手Ｕ１１の位置変動に基づいて、立体画像Ｉ１１に対する操作内容を判定する。そして、ワークステーション１３０は、判定した操作内容に従って、ボリュームデータに対してレンダリング処理を行うことにより視差画像群を新たに生成し、生成した視差画像群を表示部１３２に表示する。このように、ワークステーション１３０は、操作可能領域ＳＰ１０における手の位置変動から観察者が所望する操作を特定し、かかる操作に対応する立体画像を表示することができる。すなわち、第１の実施形態によれば、観察者は、マウス等の入力部を用いることなく、手で直接触れる感覚で立体画像に対して各種操作を行うことができる。
【００７０】
以下に、このような第１の実施形態におけるワークステーション１３０について詳細に説明する。まず、図８を用いて、第１の実施形態におけるワークステーション１３０が有する制御部１３５について説明する。図８は、第１の実施形態における制御部１３５の構成例を説明するための図である。図８に例示するように、ワークステーション１３０の制御部１３５は、判定部１３５１と、レンダリング制御部１３５２と、表示制御部１３５３とを有する。以下に、これらの処理部について簡単に説明した後に、処理の具体例を説明する。
【００７１】
判定部１３５１は、表示部１３２によって立体画像が表示されている立体画像空間に位置する所定の移動物体の位置変動に基づいて、立体画像に対する操作内容を判定する。具体的には、第１の実施形態における判定部１３５１は、カメラ１３７によって操作可能領域ＳＰ１０内における観察者の手Ｕ１１の位置変動が検知された場合に、かかる手Ｕ１１の位置変動に基づいて、立体画像に対する操作内容を判定する。
【００７２】
判定部１３５１による処理についてより具体的に説明する。まず、第１の実施形態におけるワークステーション１３０の記憶部１３４は、操作可能領域ＳＰ１０内における観察者の手Ｕ１１の動作（位置変動）と、操作内容とを対応付けて記憶する。例えば、記憶部１３４は、手Ｕ１１の所定の動作（位置変動）に対応付けて、立体画像を回転させる操作内容や、立体画像を拡大又は縮小させる操作内容や、立体画像の不透過度（Opacity）を変更させる操作内容や、立体画像を切断する操作内容や、立体画像の一部を消去する操作内容等を記憶する。そして、判定部１３５１は、カメラ１３７によって検出された手Ｕ１１の動作（位置変動）に対応する操作内容を記憶部１３４から取得することにより、操作内容を特定する。
【００７３】
カメラ１３７による処理について補足する。第１の実施形態におけるカメラ１３７は、所定の制御回路を備えており、操作可能領域ＳＰ１０内に移動物体が存在するか否かを監視する。そして、カメラ１３７は、移動物体が存在する場合に、例えば、移動物体が所定の形状（例えば、人の手）と略一致するかを判定する。このとき、カメラ１３７は、移動物体が所定の形状（例えば、人の手）である場合に、かかる移動物体の操作可能領域ＳＰ１０内における位置の時間変動を検出することにより、移動物体（例えば、人の手）の位置変動を検知する。
【００７４】
ここで、第１の実施形態におけるワークステーション１３０は、立体画像が表示されている立体画像空間と、操作可能領域ＳＰ１０である実空間との位置を対応させる対応情報を保持する。具体的には、ワークステーション１３０は、立体画像空間の座標系が、表示部１３２の前面に存在する実空間上のどの位置に存在するかを示す対応情報を保持する。そして、判定部１３５１は、かかる対応情報に基づいて、カメラ１３７によって検知される実空間上における移動物体（例えば、人の手）の位置が立体画像のどの位置に対応するかを識別した上で、上述した操作内容の特定処理を行う。なお、ワークステーション１３０は、表示部１３２の表示倍率やレンダリング条件である視差角等に応じて異なる対応情報を保持する。
【００７５】
なお、カメラ１３７による処理はこの例に限られない。例えば、観察者が自身の手に所定の目印となる形状の部材（グローブ等）を装着し、カメラ１３７は、かかる目印となる部材の位置変動を検出することにより、観察者の手の位置変動を検知してもよい。
【００７６】
レンダリング制御部１３５２は、レンダリング処理部１３６と協同してボリュームデータから視差画像群を生成する。具体的には、第１の実施形態におけるレンダリング制御部１３５２は、ボリュームデータから生成した視差画像群に対して、立体画像に各種操作を行うためのツールの画像（後述する「アイコンの立体画像Ｉｃ１１〜Ｉｃ１４」等）を重畳するようにレンダリング処理部１３６を制御する。さらに、レンダリング制御部１３５２は、視差画像群に対して、操作可能領域を示す枠線等の画像を重畳するようにレンダリング処理部１３６を制御する。
【００７７】
また、第１の実施形態におけるレンダリング制御部１３５２は、判定部１３５１によって判定された操作内容に従って、表示部１３２に表示されている立体画像の生成元となったボリュームデータに対してレンダリング処理を行うようにレンダリング処理部１３６を制御する。このとき、レンダリング制御部１３５２は、カメラ１３７によって検知された手Ｕ１１の位置変動に基づいて、レンダリング処理を行うようにレンダリング処理部１３６を制御する。例えば、レンダリング制御部１３５２は、操作内容が「立体画像の切断」である場合には、カメラ１３７によって検知された手Ｕ１１の位置変動からボリュームデータの切断位置を取得し、取得した切断位置により被検体の臓器等が切断された視差画像群を生成するようにレンダリング処理部１３６を制御する。
【００７８】
すなわち、レンダリング制御部１３５２は、上記例の切断位置のように、立体画像空間内における手Ｕ１１が位置する座標から、ボリュームデータが配置される空間（以下、「ボリュームデータ空間」と表記する場合がある）における座標を取得する。ここで、立体画像空間とボリュームデータ空間とでは座標系が異なるので、レンダリング制御部１３５２は、所定の座標変換式を用いて、立体画像空間に対応するボリュームデータ空間の座標を取得する。
【００７９】
以下に、図９を用いて、立体画像空間とボリュームデータ空間との対応関係について説明する。図９は、立体画像空間とボリュームデータ空間との対応関係の一例を示す図である。図９（Ａ）は、ボリュームデータを示し、図９（Ｂ）は、表示部１３２によって表示される立体画像を示す。また、図９（Ａ）における座標３０１と座標３０２と距離３０３とは、それぞれ、図９（Ｂ）における座標３０４と座標３０５と距離３０６とに対応する。
【００８０】
図９に示すように、ボリュームデータが配置されるボリュームデータ空間と、立体画像が表示されている立体画像空間とは、座標系が異なる。具体的には、図９（Ｂ）に示す立体画像は、図９（Ａ）に示すボリュームデータと比較して、奥行き方向（ｚ方向）が狭くなっている。言い換えると、図９（Ｂ）に示した立体画像では、図９（Ａ）に示されたボリュームデータの奥行き方向の成分が、圧縮された上で表示されている。この場合、図９（Ｂ）に示すように、座標３０４と座標３０５との間の距離３０６は、図９（Ａ）における座標３０１と座標３０２との間の距離３０３と比較して、圧縮される分短くなる。
【００８１】
このような立体画像空間座標とボリュームデータ空間座標との対応関係は、立体画像のスケールや視野角、視線方向（レンダリング時の視線方向、又は、立体画像観察時の視線方向）等により一意に決定され、例えば、以下の（数１）のような形で表現することが可能となる。
【００８２】
（数１）＝（ｘ１、ｙ１、ｚ１）＝Ｆ（ｘ２、ｙ２、ｚ２）
【００８３】
（数１）において、「ｘ２」「ｙ２」「ｚ２」は、それぞれ、立体画像空間座標を示す。また、「ｘ１」「ｙ１」「ｚ１」は、それぞれ、ボリュームデータ空間座標を示す。また、関数「Ｆ」は、立体画像のスケールや視野角、視線方向等により一意に決定される関数である。すなわち、レンダリング制御部１３５２は、（数１）を用いることで、立体画像空間座標とボリュームデータ空間座標との対応関係を取得することができる。なお、関数「Ｆ」は、立体画像のスケールや視野角、視線方向（レンダリング時の視線方向、又は、立体画像観察時の視線方向）等が変更されるごとにレンダリング制御部１３５２により生成される。例えば、回転、平行移動、拡大、縮小を変換する関数「Ｆ」として（数２）に示したアフィン変換が用いられる。
【００８４】
（数２）
ｘ１＝ａ＊ｘ２＋ｂ＊ｙ２＋ｃ＊ｚ３＋ｄ
ｙ１＝ｅ＊ｘ２＋ｆ＊ｙ２＋ｇ＊ｚ３＋ｈ
ｚ１＝ｉ＊ｘ２＋ｊ＊ｙ２＋ｋ＊ｚ３＋ｌ
（ａ〜ｌは変換係数）
【００８５】
なお、上述した説明では、レンダリング制御部１３５２が、関数「Ｆ」に基づいてボリュームデータ空間の座標を取得する例を示したが、これに限定されるものではない。例えば、ワークステーション１３０が、立体画像空間座標とボリュームデータ空間座標とが対応付けられたテーブルである座標テーブルを有し、レンダリング制御部１３５２が、立体画像空間座標を検索キーとして座標テーブルを検索することで、立体画像空間座標に対応するボリュームデータ空間座標を取得してもよい。
【００８６】
図８の説明に戻って、表示制御部１３５３は、レンダリング処理部１３６によって生成された視差画像群を表示部１３２に表示させる。すなわち、第１の実施形態における表示制御部１３５３は、表示部１３２に立体画像を表示させるとともに、観察者が立体画像に対して各種操作を行うことが可能である操作可能領域を示す立体画像や、立体画像に各種操作を行うためのツールの画像等を表示させる。また、表示制御部１３５３は、レンダリング処理部１３６によって視差画像群が新たに生成された場合に、かかる視差画像群を表示部１３２に表示させる。
【００８７】
次に、図１０及び図１１を用いて、上記の制御部１３５による処理の具体例を説明する。図１０及び図１１は、第１の実施形態における制御部１３５による処理の一例を説明するための図である。なお、図１０及び図１１では、操作内容が「立体画像の切断」及び「立体画像の削除」である場合を例に挙げて説明する。
【００８８】
図１０に示した例において、まず、表示部１３２は、レンダリング処理部１３６によって生成された視差画像群を表示することにより、被検体の臓器等を示す立体画像Ｉ１１や、各種操作が可能な操作可能領域ＳＰ１０を示す立体画像Ｉａ１２や、観察者が立体画像Ｉ１１に対して各種操作を行うためのツールを示すアイコンの立体画像Ｉｃ１１〜Ｉｃ１５を表示する。なお、ここでは、表示部１３２は、操作可能領域ＳＰ１０を示す画像として、点線で示した略直方体の立体画像Ｉａ１２を表示する。
【００８９】
言い換えれば、レンダリング制御部１３５２は、図１０に例示した被検体の立体画像Ｉ１１と、操作可能領域ＳＰ１０の立体画像Ｉａ１２と、アイコンの立体画像Ｉｃ１１〜Ｉｃ１５とが表示される視差画像群をレンダリング処理部１３６に生成させる。なお、レンダリング制御部１３５２は、アイコンの立体画像Ｉｃ１１〜Ｉｃ１５が立体画像空間内の特定の位置に配置されるように、かかる立体画像Ｉｃ１１〜Ｉｃ１５に対応する画像を視差画像群に重畳するようにレンダリング処理部１３６を制御する。
【００９０】
ここで、図１０に例示したアイコンＩｃ１１は、カッターナイフ等の切断部材を示す画像であり、立体画像Ｉ１１を切断するためのツールとなる。また、アイコンＩｃ１２は、消しゴム等の消去部材を示す画像であり、立体画像Ｉ１１を部分的に消去するためのツールとなる。また、アイコンＩｃ１３は、パレット等の着色部材を示す画像であり、立体画像Ｉ１１を着色するためのツールとなる。また、アイコンＩｃ１４は、ゴミ箱等の削除部材を示す画像であり、立体画像Ｉ１１の一部を削除するためのツールとなる。また、アイコンＩｃ１５は、関心領域を設定するための関心領域設定部材を示す画像である。
【００９１】
第１の実施形態では、このような各種立体画像が表示部１３２に表示されている状態において、観察者の手Ｕ１１によって、立体画像Ｉ１１に対して各種操作が行われる。例えば、カメラ１３７によって、観察者の手Ｕ１１がアイコンＩｃ１１の表示位置まで移動したことが検知された場合に、表示部１３２は、その後の手Ｕ１１の移動とともにアイコンＩｃ１１の表示位置が移動する立体画像を表示する。具体的には、レンダリング制御部１３５２は、カメラ１３７によって検知された手Ｕ１１の位置が移動するたびに、レンダリング処理部１３６に対して、アイコンＩｃ１１の表示位置が手Ｕ１１の位置と略一致するように、かかるアイコンＩｃ１１の画像を視差画像群に重畳させる。そして、表示制御部１３５３は、レンダリング処理部１３６によって新たに生成された視差画像群（重畳画像群）を表示部１３２に表示させることで、手Ｕ１１の位置とアイコンＩｃ１１の表示位置とが略一致する立体画像を観察者に提供する。
【００９２】
ここで、図１０に示した例において、観察者によって手Ｕ１１が動かされることにより、アイコンＩｃ１１が立体画像Ｉ１１内の面Ａ１１を通過したものとする。かかる場合に、判定部１３５１は、アイコンＩｃ１１が切断部材であることに基づいて、立体画像Ｉ１１を面Ａ１１により切断する操作が行われたと判定する。このとき、判定部１３５１は、操作可能領域ＳＰ１０における手Ｕ１１の位置情報をカメラ１３７から取得することにより、アイコンＩｃ１１が通過した面Ａ１１の立体画像Ｉ１１における位置を識別し、識別した面Ａ１１の立体画像Ｉ１１における位置をレンダリング制御部１３５２に通知する。そして、レンダリング制御部１３５２は、上記の関数「Ｆ」を用いることにより、面Ａ１１に対応するボリュームデータ空間における領域を取得する。そして、レンダリング制御部１３５２は、例えば、ボリュームデータを構成するボクセル群のうち面Ａ１１に対応するボクセルのボクセル値を、空気等を示すボクセル値等に変更した後に、かかるボリュームデータに対してレンダリング処理を行うようにレンダリング処理部１３６を制御する。これにより、レンダリング処理部１３６は、面Ａ１１により切断された立体画像Ｉ１１を表示するための視差画像群を生成することができる。
【００９３】
さらに、観察者によって手Ｕ１１が動かされることで、切断された立体画像Ｉ１１のうち左部位（面Ａ１１よりも左側）をアイコンＩｃ１４に移動させる操作が行われたものとする。なお、ここでは、立体画像Ｉ１１の左部位は、手Ｕ１１とともに移動してもよいし、手Ｕ１１とともに移動しなくてもよい。ただし、立体画像Ｉ１１の左部位が手Ｕ１１とともに移動する場合には、レンダリング制御部１３５２は、手Ｕ１１の位置と立体画像Ｉ１１の左部位の位置とが略一致するように、例えば、ボリュームデータ内の各ボクセルのうち、立体画像Ｉ１１の左部位に対応するボクセルを手Ｕ１１の位置に配置した後に、レンダリング処理を行うようにレンダリング処理部１３６を制御する。
【００９４】
そして、判定部１３５１は、アイコンＩｃ１４が削除部材であることに基づいて、立体画像Ｉ１１の左部位を削除する操作が行われたと判定する。そして、レンダリング制御部１３５２は、上記の関数「Ｆ」を用いることにより、立体画像Ｉ１１の左部位に対応するボリュームデータ空間における領域を取得し、ボリュームデータを構成するボクセル群のうち左部位に対応するボクセルをレンダリング対象外としてレンダリング処理を行うようにレンダリング処理部１３６を制御する。これにより、レンダリング処理部１３６は、左部位が削除された立体画像Ｉ１１を表示するための視差画像群を生成することができる。
【００９５】
なお、レンダリング処理部１３６は、ボリュームデータを構成するボクセル毎に、レンダリング対象とするか否かを示す情報（ここでは、「レンダリング対象フラグ」とする）を管理しており、立体画像Ｉ１１の左部位に対応するボクセルのレンダリング対象フラグを「レンダリング対象外」に更新した後にレンダリング処理を行うことにより、左部位が削除された立体画像Ｉ１１を表示するための視差画像群を生成することができる。なお、レンダリング処理部１３６は、例えば、レンダリング対象フラグが「レンダリング対象外」であるボクセルの不透過度（Opacity）を「０％」に設定等することにより、左部位が削除された視差画像群を生成することができる。
【００９６】
表示制御部１３５３は、このようにして生成された視差画像群を表示部１３２に表示させる。これにより、表示部１３２は、図１１に示した例のように、左部位が削除された立体画像Ｉ１１を表示することができる。ここで、図１１に示した立体画像Ｉ１１は、レンダリング処理部１３６によってレンダリング処理が再度行われることで生成された視差画像群によって構成される。したがって、観察者は、図１１に示した立体画像Ｉ１１を回り込んで観察することにより、アイコンＩｃ１１により切断した部分の断面画像を観察することができる。
【００９７】
次に、図１２を用いて、第１の実施形態におけるワークステーション１３０による処理の流れの一例を示す。図１２は、第１の実施形態におけるワークステーション１３０による処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【００９８】
図１２に示すように、ワークステーション１３０の制御部１３５は、端末装置１４０から立体画像の表示要求を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ１０１）。ここで、表示要求を受け付けない場合には（ステップＳ１０１否定）、ワークステーション１３０は、表示要求を受け付けるまで待機する。
【００９９】
一方、表示要求を受け付けた場合には（ステップＳ１０１肯定）、ワークステーション１３０のレンダリング制御部１３５２は、レンダリング処理部１３６を制御することで、操作可能領域や操作用のアイコン等の画像を含む視差画像群を生成する（ステップＳ１０２）。
【０１００】
そして、ワークステーション１３０の表示制御部１３５３は、レンダリング処理部１３６によって生成された視差画像群を表示部１３２に表示させる（ステップＳ１０３）。これにより、表示部１３２は、図１０に例示したように、被検体の臓器等を示す立体画像や、各種操作が可能な操作可能領域を示す立体画像や、各種操作を行うためのツールを示すアイコンの立体画像を表示する。
【０１０１】
続いて、ワークステーション１３０の判定部１３５１は、カメラ１３７によって操作可能領域内において観察者の手の位置変動が検知されたか否かを監視する（ステップＳ１０４）。ここで、手の位置変動が検知されない場合には（ステップＳ１０４否定）、判定部１３５１は、カメラ１３７によって手の位置変動が検知されるまで待機する。
【０１０２】
一方、判定部１３５１は、カメラ１３７によって手の位置変動が検知された場合には（ステップＳ１０４肯定）、かかる位置変動に対応する操作内容を特定する（ステップＳ１０５）。そして、レンダリング制御部１３５２は、判定部１３５１によって判定された操作内容に従ってレンダリング処理を行うようにレンダリング処理部１３６を制御する。これにより、レンダリング処理部１３６は、視差画像群を新たに生成する（ステップＳ１０６）。そして、表示制御部１３５３は、レンダリング処理部１３６によって新たに生成された視差画像群を表示部１３２に表示させる（ステップＳ１０７）。
【０１０３】
上述してきたように、第１の実施形態によれば、立体画像に対して観察者が感覚的な操作で各種操作を行うことが可能になる。
【０１０４】
（第２の実施形態）
さて、上述した実施形態は、他の実施形態に変形することもできる。そこで、第２の実施形態では、上述した実施形態の変形例を説明する。なお、以下に説明する図１３〜図１５は、第１の実施形態の変形例を説明するための図である。
【０１０５】
［操作内容］
上記実施形態においては、図１０及び図１１を用いて、操作内容が「立体画像の切断」及び「立体画像の削除」である場合を例に挙げて説明した。しかし、操作内容はこれに限られない。以下の（１）〜（６）に、ワークステーション１３０が受け付ける他の操作内容の一例について説明する。
【０１０６】
（１）立体画像の一部を消去
例えば、図１０に示した例において、観察者の手Ｕ１１が消去部材であるアイコンＩｃ１２の表示位置まで移動した後に、立体画像Ｉ１１の所定の位置（ここでは、骨が表示されている位置であるものとする）に移動したものとする。かかる場合に、判定部１３５１は、立体画像Ｉ１１の一部である骨を消去する操作が行われたと判定する。そして、レンダリング制御部１３５２は、ボリュームデータを構成するボクセル群のうち、かかる骨を示すボクセルのレンダリング対象フラグを「レンダリング対象外」に更新した後にレンダリング処理を行うようにレンダリング処理部１３６を制御する。これにより、ワークステーション１３０は、骨が消去された立体画像Ｉ１１を表示することができる。
【０１０７】
（２）立体画像の表示方法変更
また、図１０に示した例において、観察者の手Ｕ１１が着色部材であるアイコンＩｃ１３の表示位置まで移動した後に、立体画像Ｉ１１の所定の位置（ここでは、血管が表示されている位置であるものとする）に移動したものとする。かかる場合に、判定部１３５１は、立体画像Ｉ１１の一部である血管に着色する操作が行われたと判定する。そして、レンダリング制御部１３５２は、ボリュームデータを構成するボクセル群のうち、かかる血管を示すボクセルの画素値を観察者が指定した色に対応する値に更新した後にレンダリング処理を行うようにレンダリング処理部１３６を制御する。これにより、ワークステーション１３０は、観察者に指定された色に着色された血管を含む立体画像Ｉ１１を表示することができる。なお、アイコンＩｃ１３には複数色の絵の具等が表示されており、判定部１３５１は、観察者によって触れる動作が行われた絵の具の色に応じて、立体画像に着色する色を特定することができる。
【０１０８】
また、例えば、ワークステーション１３０は、コントロールバー等の調整部材を示すアイコンの立体画像を操作可能領域内に表示してもよい。そして、判定部１３５１は、観察者によって、かかるコントロールバーのつまみ等を左右又は上下に移動させる操作が行われた場合に、立体画像の不透過度（Opacity）を変更する操作が行われたと判定する。このとき、レンダリング制御部１３５２は、例えば、観察者によって移動されたつまみの移動量に応じて不透過度を変化させてレンダリング処理を行うようにレンダリング処理部１３６を制御する。また、ワークステーション１３０は、観察者によって立体画像の所定の領域が指定されるとともに、上記コントロールバーのつまみ等を移動させる操作が行われた場合には、かかる所定の領域についてのみ不透過度を変更してもよい。
【０１０９】
ここで、図１３を用いて、不透過度を変更する操作例について説明する。図１３に示した例において、表示部１３２は、レンダリング処理部１３６によって生成された視差画像群を表示することにより、被検体の臓器等を示す立体画像Ｉ２１や、立体画像Ｉ２１の不透過度を示す画像Ｉ２２や、観察者が不透過度を変更するためのコントロールバー及びつまみを示すアイコンの画像Ｉｃ２１〜Ｉｃ２４等を表示する。言い換えれば、レンダリング制御部１３５２は、図１３に例示した被検体の立体画像Ｉ２１と、不透過度を示す画像Ｉ２２と、アイコンの画像Ｉｃ２１〜Ｉｃ２４とが表示される視差画像群をレンダリング処理部１３６に生成させる。なお、レンダリング制御部１３５２は、アイコンの画像Ｉｃ２１〜Ｉｃ２４が立体画像空間内の特定の位置に配置されるように、かかる立体画像Ｉｃ２１〜Ｉｃ２４に対応する画像を視差画像群に重畳するようにレンダリング処理部１３６を制御する。
【０１１０】
ここで、図１３に例示した画像Ｉ２２は、横軸がＣＴ値を示し、縦軸が不透過度を示す。具体的には、画像Ｉ２２は、立体画像Ｉ２１のうちＣＴ値が点Ｐ１よりも小さい領域が不透過度「０％」であって立体画像として表示されないことを示す。また、画像Ｉ２２は、立体画像Ｉ２１のうちＣＴ値が点Ｐ２よりも大きい領域が不透過度「１００％」であって立体画像として表示され、かつ、かかる領域の後方の領域が描出されないことを示す。また、画像Ｉ２２は、立体画像Ｉ２１のうちＣＴ値が点Ｐ１から点Ｐ２までの範囲の領域が不透過度「０％」から「１００％」となる領域であることを示す。すなわち、ＣＴ値が点Ｐ１から点Ｐ２までの範囲の領域は、半透明に表示され、ＣＴ値が点Ｐ１に近い領域ほど透明度の高い領域となる。なお、画像Ｉ２２中の直線Ｌ１は、点Ｐ１と点Ｐ２との中点となるＣＴ値を示す。
【０１１１】
また、図１３に示した例において、アイコンＩｃ２１は、立体画像Ｉ２１全体の不透過度を変更するためのコントロールバー及びつまみを示す。また、アイコンＩｃ２２は、不透過度を設定するＣＴ値の範囲を決定するためのコントロールバー及びつまみを示す。具体的には、アイコンＩｃ２２に示されるつまみを左右に移動させることで、画像Ｉ２２に示した直線Ｌ１を点Ｐ１及び点Ｐ２とともに左右に移動させることができる。また、アイコンＩｃ２３は、不透過度「０％」とするＣＴ値の範囲を決定するためのコントロールバー及びつまみを示す。具体的には、アイコンＩｃ２３に示されるつまみを左右に移動させることで、画像Ｉ２２に示した点Ｐ１を左右に移動させることができる。また、アイコンＩｃ２４は、不透過度「１００％」とするＣＴ値の範囲を決定するためのコントロールバー及びつまみを示す。具体的には、アイコンＩｃ２４に示されるつまみを左右に移動させることで、画像Ｉ２２に示した点Ｐ２を左右に移動させることができる。
【０１１２】
このような立体画像Ｉ２１、画像Ｉ２２、アイコンＩｃ２１〜Ｉｃ２４等が表示部１３２に表示されている状態において、例えば、観察者の手Ｕ１１がアイコンＩｃ２１〜Ｉｃ２４の表示位置まで移動された後、各種つまみを左右に移動させる動きがカメラ１３７によって検知された場合に、レンダリング制御部１３５２は、カメラ１３７によって検知された手Ｕ１１の移動に応じて、レンダリング処理部１３６に対して、不透過度を変動させた上でレンダリング処理を行うようにレンダリング処理部１３６を制御する。これにより、レンダリング処理部１３６は、手Ｕ１１の動きに応じて不透過度を変動させた視差画像群を生成することができる。
【０１１３】
（３）立体画像の回転
また、例えば、判定部１３５１は、カメラ１３７によって図１４（Ａ）又は（Ｂ）に例示した手の位置変動が検知された場合に、立体画像を回転させる操作が行われたと判定する。かかる場合には、レンダリング制御部１３５２は、視点位置及び視線方向を変更してレンダリング処理を行うようにレンダリング処理部１３６を制御することで、回転された立体画像を表示するための視差画像群を生成することができる。
【０１１４】
なお、このようなコントロールバーによって調整可能な設定は、不透過度に限られない。例えば、ワークステーション１３０は、観察者によって立体画像のコントロールバーが操作された場合に、立体画像の拡大率又は縮小率や、立体画像を構成する視差画像群の視差角等を調整してもよい。
【０１１５】
（４）関心領域の設定
また、判定部１３５１は、観察者によって立体画像の所定の領域に触れられる動作が行われた場合には、かかる所定の領域を関心領域とする操作が行われたと判定してもよい。例えば、図１０に示した例において、観察者の手Ｕ１１が関心領域設定部材であるアイコンＩｃ１５の表示位置まで移動した後に、立体画像Ｉ１１の所定の位置（ここでは、血管が表示されている位置であるものとする）に移動したものとする。かかる場合に、判定部１３５１は、立体画像Ｉ１１の一部である血管を関心領域に設定する操作が行われたと判定する。具体的には、判定部１３５１は、手Ｕ１１に触れられた立体画像Ｉ１１における位置（ここでは、血管が表示されている位置）を識別する。そして、判定部１３５１は、形状テンプレートを用いたパターンマッチング法や、領域拡張（region growing）法などを用いてセグメンテーション処理を行うことにより、観察者によって指定された位置に含まれる臓器（ここでは、血管）を抽出し、抽出した臓器を関心領域に設定する。
【０１１６】
（５）操作形式
また、図１０及び図１１に示した例では、片手によって立体画像に対して各種操作が行われる例を示したが、観察者は、両手で立体画像に対して各種操作を行ってもよい。例えば、判定部１３５１は、両手の掌で所定の領域を包み込む動作が行われた場合に、かかる所定の領域を関心領域とする操作が行われたと判定してもよい。
【０１１７】
［セグメンテーション］
また、上記実施形態において、判定部１３５１は、観察者によって立体画像の所定の領域を手で触れられる動作が行われるか、又は、上記「（５）操作形式」に記載したように所定の領域を掌で包み込む動作が行われた場合に、かかる所定の領域に含まれる臓器（血管、骨、心臓、肝臓等）を抽出する操作が行われたと判定してもよい。かかる場合には、レンダリング制御部１３５２は、形状テンプレートを用いたパターンマッチング法や、領域拡張（region growing）法などを用いてセグメンテーション処理を行うことにより、観察者によって指定された所定の領域に含まれる臓器（血管、骨、心臓、肝臓等）を抽出するようにレンダリング処理部１３６を制御する。そして、レンダリング処理部１３６は、抽出した臓器のボリュームデータに対してレンダリング処理を行うことで、かかる臓器のみを示す視差画像群を生成してもよいし、抽出した臓器のデータを除いたボリュームデータに対してレンダリング処理を行うことで、かかる臓器を除いた部位を示す視差画像群を生成してもよい。これにより、観察者は、操作可能領域において高精度に指定できない場合であっても、所望の臓器のみの立体画像や、所望の臓器のみを除いた部位の立体画像等を表示部１３２に表示させることができる。
【０１１８】
［操作デバイス］
また、上記実施形態においては、立体画像に対する各種操作が観察者の手によって行われる場合を例に挙げて説明した。具体的には、カメラ１３７によって観察者の手の位置変動を検知することで、立体画像に対する操作内容を判定する例を説明した。しかし、立体画像に対して各種操作を行うのは、観察者の手に限られない。例えば、観察者は、図１５に例示したような操作デバイスを用いて、立体画像に対して各種操作を行ってもよい。図１５に例示した操作デバイス１５０は、各種ボタン１５１〜１５４が設けられる。ボタン１５１及び１５２は、例えば、回転、拡大、縮小、切断、削除、着色、不透過度等のいずれを変更するかを受け付ける。また、ボタン１５３及び１５４は、例えば、立体画像の回転量、拡大率、縮小率、不透過度等の設定を受け付ける。このような操作デバイス１５０は、操作可能領域内における位置を取得できる位置センサを有してもよく、位置センサによって取得された操作可能領域内における位置情報をワークステーション１３０に送信してもよい。かかる場合には、表示部１３２は、カメラ１３７を有しなくてもよい。
【０１１９】
［処理主体］
また、上記実施形態においては、ワークステーション１３０が立体画像に対する各種操作を受け付ける場合を例に挙げて説明した。しかし、実施形態はこれに限られるものではない。例えば、端末装置１４０が立体画像に対する各種操作を受け付けてもよい。かかる場合には、端末装置１４０は、図８に示した判定部１３５１と表示制御部１３５３と同等の機能を有する。そして、端末装置１４０は、ワークステーション１３０によって生成される視差画像群を端末装置１４０が有する立体表示モニタに表示し、かかる立体表示モニタにて表示される立体画像に対する各種操作を受け付けた場合に、操作内容をワークステーション１３０に送信することで、操作内容に応じた視差画像群をワークステーション１３０から取得する。
【０１２０】
また、上記例において、端末装置１４０は、図８に示したレンダリング制御部１３５２と同等の機能を有してもよい。かかる場合には、端末装置１４０からボリュームデータを取得し、取得したボリュームデータに対して、図８に示した各処理部と同様の処理を行う。
【０１２１】
また、上記実施形態において、医用画像診断装置１１０とワークステーション１３０とは一体化されてもよい。すなわち、医用画像診断装置１１０が、制御部１３５と同等の機能を有してもよい。
【０１２２】
［システム構成］
また、上記実施形態において説明した各処理のうち、自動的に行われるものとして説明した処理の全部又は一部を手動的に行うこともでき、あるいは、手動的に行われるものとして説明した処理の全部又は一部を公知の方法で自動的に行うこともできる。この他、上述文書中や図面中で示した処理手順、制御手順、具体的名称、各種のデータやパラメータを含む情報については、特記する場合を除いて任意に変更することができる。
【０１２３】
また、図示した各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部又は一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。例えば、ワークステーション１３０の制御部１３５をワークステーション１３０の外部装置としてネットワーク経由で接続するようにしてもよい。
【０１２４】
［プログラム］
また、上記実施形態におけるワークステーション１３０が実行する処理をコンピュータが実行可能な言語で記述したプログラムを作成することもできる。この場合、コンピュータがプログラムを実行することにより、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、かかるプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータに読み込ませて実行することにより上記実施形態と同様の処理を実現してもよい。例えば、かかるプログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ、ブルーレイ等に記録される。また、かかるプログラムは、インターネットなどのネットワークを介して配布することもできる。
【０１２５】
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】
【０１２６】
１ 画像処理システム
１１０ 医用画像診断装置
１２０ 画像保管装置
１３０ ワークステーション
１３２ 表示部
１３５ 制御部
１３６ レンダリング処理部
１３７ カメラ
１４０ 端末装置
１３５１ 判定部
１３５２ レンダリング制御部
１３５３ 表示制御部
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、画像処理システム、装置、方法及び医用画像診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、２つの視点から撮影された２つの画像をモニタに表示することで、立体視用メガネ等の専用機器を用いた利用者にとって立体視可能な画像を表示する技術が知られている。また、近年、レンチキュラーレンズ等の光線制御子を用いて、複数の視点から撮影された画像（例えば、９つの画像）をモニタに表示することで、裸眼の利用者にとっても立体視可能な画像を表示する技術が知られている。なお、立体視可能なモニタにて表示される複数の画像は、１視点から撮影された画像の奥行き情報を推定し、推定した情報を用いた画像処理により生成される場合もある。
【０００３】
一方、Ｘ線ＣＴ（Computed Tomography）装置やＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）装置、超音波診断装置等の医用画像診断装置では、３次元の医用画像データ（以下、ボリュームデータ）を生成可能な装置が実用化されている。かかる医用画像診断装置は、ボリュームデータに対して種々の画像処理を実行することで表示用の平面画像を生成し、汎用モニタ上に表示する。例えば、医用画像診断装置は、ボリュームデータに対してボリュームレンダリング処理を実行することで、被検体についての３次元の情報が反映された２次元のレンダリング画像を生成し、生成したレンダリング画像を汎用モニタ上に表示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−８６４１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、立体視可能な画像に対して観察者が感覚的な操作で各種操作を行うことができる画像処理システム、装置、方法及び医用画像診断装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態の画像処理システムは、立体表示装置と、判定部と、レンダリング処理部と、表示制御部とを備える。立体表示装置は、３次元の医用画像データであるボリュームデータから生成された視差画像群を用いて立体視可能な立体画像を表示する。判定部は、前記立体表示装置によって立体画像が表示されている空間である立体画像空間の座標系が存在する実空間における所定の移動物体の位置変動から前記立体画像空間における該移動物体の位置変動を識別し、識別した位置変動に基づいて前記立体画像に対する操作内容を判定する。レンダリング処理部は、前記判定部によって判定された操作内容に従って、前記ボリュームデータに対してレンダリング処理を行うことにより視差画像群を新たに生成する。表示制御部は、前記レンダリング処理部によって新たに生成された視差画像群を前記立体表示装置に表示させる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、第１の実施形態に係る画像処理システムの構成例を説明するための図である。
【図２】図２は、２視差画像により立体表示を行う立体表示モニタの一例を説明するための図である。
【図３】図３は、９視差画像により立体表示を行う立体表示モニタの一例を説明するための図である。
【図４】図４は、第１の実施形態に係るワークステーションの構成例を説明するための図である。
【図５】図５は、図４に示すレンダリング処理部の構成例を説明するための図である。
【図６】図６は、第１の実施形態に係るボリュームレンダリング処理の一例を説明するための図である。
【図７】図７は、第１の実施形態における画像処理システムによる処理の一例を説明するための図である。
【図８】図８は、第１の実施形態における制御部の構成例を説明するための図である。
【図９】図９は、立体画像空間とボリュームデータ空間との対応関係の一例を示す図である。
【図１０】図１０は、第１の実施形態における制御部による処理の一例を説明するための図である。
【図１１】図１１は、第１の実施形態における制御部による処理の一例を説明するための図である。
【図１２】図１２は、第１の実施形態におけるワークステーションによる処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図１３】図１３は、第１の実施形態の変形例を説明するための図である。
【図１４】図１４は、第１の実施形態の変形例を説明するための図である。
【図１５】図１５は、第１の実施形態の変形例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、添付図面を参照して、画像処理システム、装置、方法及び医用画像診断装置の実施形態を詳細に説明する。なお、以下では、画像処理装置としての機能を有するワークステーションを含む画像処理システムを実施形態として説明する。ここで、以下の実施形態で用いる用語について説明すると、「視差画像群」とは、ボリュームデータに対して、所定の視差角ずつ視点位置を移動させてボリュームレンダリング処理を行うことで生成された画像群のことである。すなわち、「視差画像群」は、「視点位置」が異なる複数の「視差画像」から構成される。また、「視差角」とは、「視差画像群」を生成するために設定された各視点位置のうち隣接する視点位置とボリュームデータによって表される空間内の所定位置（例えば、空間の中心）とにより定まる角度のことである。また、「視差数」とは、立体表示モニタにて立体視されるために必要となる「視差画像」の数のことである。また、以下で記載する「９視差画像」とは、９つの「視差画像」から構成される「視差画像群」のことである。また、以下で記載する「２視差画像」とは、２つの「視差画像」から構成される「視差画像群」のことである。
【０００９】
（第１の実施形態）
まず、第１の実施形態に係る画像処理システムの構成例について説明する。図１は、第１の実施形態に係る画像処理システムの構成例を説明するための図である。
【００１０】
図１に示すように、第１の実施形態に係る画像処理システム１は、医用画像診断装置１１０と、画像保管装置１２０と、ワークステーション１３０と、端末装置１４０とを有する。図１に例示する各装置は、例えば、病院内に設置された院内ＬＡＮ（Local Area Network）２により、直接的、又は間接的に相互に通信可能な状態となっている。例えば、画像処理システム１にＰＡＣＳ（Picture Archiving and Communication System）が導入されている場合、各装置は、ＤＩＣＯＭ（Digital Imaging and Communications in Medicine）規格に則って、医用画像等を相互に送受信する。
【００１１】
かかる画像処理システム１は、医用画像診断装置１１０により生成された３次元の医用画像データであるボリュームデータから視差画像群を生成し、この視差画像群を立体視可能なモニタに表示することで、病院内に勤務する医師や検査技師等の観察者に対して、かかる観察者が立体的に視認可能な画像である立体画像を提供する。具体的には、第１の実施形態において、ワークステーション１３０は、ボリュームデータに対して種々の画像処理を行い、視差画像群を生成する。また、ワークステーション１３０及び端末装置１４０は、立体視可能なモニタを有し、ワークステーション１３０にて生成された視差画像群をモニタに表示することで立体画像を利用者に表示する。また、画像保管装置１２０は、医用画像診断装置１１０にて生成されたボリュームデータや、ワークステーション１３０にて生成された視差画像群を保管する。例えば、ワークステーション１３０や端末装置１４０は、画像保管装置１２０からボリュームデータや視差画像群を取得し、取得したボリュームデータや視差画像群に対して任意の画像処理を実行したり、視差画像群をモニタに表示したりする。以下、各装置を順に説明する。
【００１２】
医用画像診断装置１１０は、Ｘ線診断装置、Ｘ線ＣＴ（Computed Tomography）装置、ＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）装置、超音波診断装置、ＳＰＥＣＴ（Single Photon Emission Computed Tomography）装置、ＰＥＴ（Positron Emission computed Tomography）装置、ＳＰＥＣＴ装置とＸ線ＣＴ装置とが一体化されたＳＰＥＣＴ−ＣＴ装置、ＰＥＴ装置とＸ線ＣＴ装置とが一体化されたＰＥＴ−ＣＴ装置、又はこれらの装置群等である。また、第１の実施形態に係る医用画像診断装置１１０は、３次元の医用画像データ（ボリュームデータ）を生成可能である。
【００１３】
具体的には、第１の実施形態に係る医用画像診断装置１１０は、被検体を撮影することによりボリュームデータを生成する。例えば、医用画像診断装置１１０は、被検体を撮影することにより投影データやＭＲ信号等のデータを収集し、収集したデータから、被検体の体軸方向に沿った複数のアキシャル面の医用画像データを再構成することで、ボリュームデータを生成する。例えば、医用画像診断装置１１０は、５００枚のアキシャル面の医用画像データを再構成する場合、この５００枚のアキシャル面の医用画像データ群が、ボリュームデータとなる。なお、医用画像診断装置１１０により撮影された被検体の投影データやＭＲ信号等自体をボリュームデータとしても良い。
【００１４】
また、第１の実施形態に係る医用画像診断装置１１０は、生成したボリュームデータを画像保管装置１２０に送信する。なお、医用画像診断装置１１０は、ボリュームデータを画像保管装置１２０に送信する際に、付帯情報として、例えば、患者を識別する患者ＩＤ、検査を識別する検査ＩＤ、医用画像診断装置１１０を識別する装置ＩＤ、医用画像診断装置１１０による１回の撮影を識別するシリーズＩＤ等を送信する。
【００１５】
画像保管装置１２０は、医用画像を保管するデータベースである。具体的には、第１の実施形態に係る画像保管装置１２０は、医用画像診断装置１１０からボリュームデータを受信し、受信したボリュームデータを所定の記憶部に保管する。また、第１の実施形態においては、ワークステーション１３０が、ボリュームデータから視差画像群を生成し、生成した視差画像群を画像保管装置１２０に送信する。このため、画像保管装置１２０は、ワークステーション１３０から送信された視差画像群を所定の記憶部に保管する。なお、本実施形態は、大容量の画像を保管可能なワークステーション１３０を用いることで、図１に例示するワークステーション１３０と画像保管装置１２０とが統合される場合であってもよい。すなわち、本実施形態は、ワークステーション１３０そのものにボリュームデータもしくは視差画像群を記憶させる場合であってもよい。
【００１６】
なお、第１の実施形態において、画像保管装置１２０に保管されたボリュームデータや視差画像群は、患者ＩＤ、検査ＩＤ、装置ＩＤ、シリーズＩＤ等と対応付けて保管される。このため、ワークステーション１３０や端末装置１４０は、患者ＩＤ、検査ＩＤ、装置ＩＤ、シリーズＩＤ等を用いた検索を行うことで、必要なボリュームデータや視差画像群を画像保管装置１２０から取得する。
【００１７】
ワークステーション１３０は、医用画像に対して画像処理を行う画像処理装置である。具体的には、第１の実施形態に係るワークステーション１３０は、画像保管装置１２０から取得したボリュームデータに対して種々のレンダリング処理を行うことで、視差画像群を生成する。
【００１８】
また、第１の実施形態に係るワークステーション１３０は、表示部として、立体画像を表示可能なモニタ（立体表示モニタ、立体画像表示装置とも称する）を有する。ワークステーション１３０は、視差画像群を生成し、生成した視差画像群を立体表示モニタに表示する。この結果、ワークステーション１３０の操作者は、立体表示モニタに表示された立体視可能な立体画像を確認しながら、視差画像群を生成するための操作を行うことができる。
【００１９】
また、ワークステーション１３０は、生成した視差画像群を画像保管装置１２０や端末装置１４０に送信する。なお、ワークステーション１３０は、画像保管装置１２０や端末装置１４０に視差画像群を送信する際に、付帯情報として、例えば、患者ＩＤ、検査ＩＤ、装置ＩＤ、シリーズＩＤ等を送信する。視差画像群を画像保管装置１２０に送信する際に送信される付帯情報としては、視差画像群に関する付帯情報も挙げられる。視差画像群に関する付帯情報としては、視差画像の枚数（例えば、「９」）や、視差画像の解像度（例えば、「４６６×３５０画素」）等がある。
【００２０】
端末装置１４０は、病院内に勤務する医師や検査技師に医用画像を閲覧させるための装置である。例えば、端末装置１４０は、病院内に勤務する医師や検査技師により操作されるＰＣ（Personal Computer）やタブレット式ＰＣ、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、携帯電話等である。具体的には、第１の実施形態に係る端末装置１４０は、表示部として立体表示モニタを有する。また、端末装置１４０は、画像保管装置１２０から視差画像群を取得し、取得した視差画像群を立体表示モニタに表示する。この結果、観察者である医師や検査技師は、立体視可能な医用画像を閲覧することができる。なお、端末装置１４０は、外部装置としての立体表示モニタと接続された任意の情報処理端末であってもよい。
【００２１】
ここで、ワークステーション１３０や端末装置１４０が有する立体表示モニタについて説明する。現在最も普及している一般的な汎用モニタは、２次元画像を２次元で表示するものであり、２次元画像を立体表示することができない。仮に、観察者が汎用モニタにて立体視を要望する場合、汎用モニタに対して画像を出力する装置は、平行法や交差法により観察者が立体視可能な２視差画像を並列表示させる必要がある。又は、汎用モニタに対して画像を出力する装置は、例えば、左目用の部分に赤色のセロハンが取り付けられ、右目用の部分に青色のセロハンが取り付けられたメガネを用いて余色法により観察者が立体視可能な画像を表示する必要がある。
【００２２】
一方、立体表示モニタとしては、立体視用メガネ等の専用機器を用いることで、２視差画像（両眼視差画像とも称する）を立体視可能とするものがある。
【００２３】
図２は、２視差画像により立体表示を行う立体表示モニタの一例を説明するための図である。図２に示す一例は、シャッター方式により立体表示を行う立体表示モニタであり、モニタを観察する観察者が装着する立体視用メガネとしてシャッターメガネが用いられる。かかる立体表示モニタは、モニタにて２視差画像を交互に出射する。例えば、図２の（Ａ）に示すモニタは、左目用の画像と右目用の画像を、１２０Ｈｚにて交互に出射する。ここで、モニタには、図２の（Ａ）に示すように、赤外線出射部が設置され、赤外線出射部は、画像が切り替わるタイミングに合わせて赤外線の出射を制御する。
【００２４】
また、赤外線出射部から出射された赤外線は、図２の（Ａ）に示すシャッターメガネの赤外線受光部により受光される。シャッターメガネの左右それぞれの枠には、シャッターが取り付けられており、シャッターメガネは、赤外線受光部が赤外線を受光したタイミングに合わせて左右のシャッターそれぞれの透過状態及び遮光状態を交互に切り替える。以下、シャッターにおける透過状態及び遮光状態の切り替え処理について説明する。
【００２５】
各シャッターは、図２の（Ｂ）に示すように、入射側の偏光板と出射側の偏光板とを有し、更に、入射側の偏光板と出射側の偏光板との間に液晶層を有する。また、入射側の偏光板と出射側の偏光板とは、図２の（Ｂ）に示すように、互いに直交している。ここで、図２の（Ｂ）に示すように、電圧が印加されていない「ＯＦＦ」の状態では、入射側の偏光板を通った光は、液晶層の作用により９０度回転し、出射側の偏光板を透過する。すなわち、電圧が印加されていないシャッターは、透過状態となる。
【００２６】
一方、図２の（Ｂ）に示すように、電圧が印加された「ＯＮ」の状態では、液晶層の液晶分子による偏光回転作用が消失するため、入射側の偏光板を通った光は、出射側の偏光板で遮られてしまう。すなわち、電圧が印加されたシャッターは、遮光状態となる。
【００２７】
そこで、例えば、赤外線出射部は、モニタ上に左目用の画像が表示されている期間、赤外線を出射する。そして、赤外線受光部は、赤外線を受光している期間、左目のシャッターに電圧を印加せず、右目のシャッターに電圧を印加させる。これにより、図２の（Ａ）に示すように、右目のシャッターが遮光状態となり、左目のシャッターが透過状態となるため、観察者の左目に左目用の画像が入射する。一方、赤外線出射部は、モニタ上に右目用の画像が表示されている期間、赤外線の出射を停止する。そして、赤外線受光部は、赤外線が受光されない期間、右目のシャッターに電圧を印加せず、左目のシャッターに電圧を印加させる。これにより、左目のシャッターが遮光状態となり、右目のシャッターが透過状態であるため、観察者の右目に右目用の画像が入射する。このように、図２に示す立体表示モニタは、モニタに表示される画像とシャッターの状態を連動させて切り替えることで、観察者が立体視可能な画像を表示させる。なお、２視差画像を立体視可能な立体表示モニタとしては、上記のシャッター方式以外にも、偏光メガネ方式を採用したモニタも知られている。
【００２８】
更に、近年実用化された立体表示モニタとしては、レンチキュラーレンズ等の光線制御子を用いることで、例えば、９視差画像等の多視差画像を観察者が裸眼にて立体視可能とするものがある。かかる立体表示モニタは、両眼視差による立体視を可能とし、更に、観察者の視点移動に合わせて観察される映像も変化する運動視差による立体視も可能とする。
【００２９】
図３は、９視差画像により立体表示を行う立体表示モニタの一例を説明するための図である。図３に示す立体表示モニタには、液晶パネル等の平面状の表示面２００の前面に、光線制御子が配置される。例えば、図３に示す立体表示モニタには、光線制御子として、光学開口が垂直方向に延びる垂直レンチキュラーシート２０１が表示面２００の前面に貼り付けられている。なお、図３に示す一例では、垂直レンチキュラーシート２０１の凸部が前面となるように貼り付けられているが、垂直レンチキュラーシート２０１の凸部が表示面２００に対向するように貼り付けられる場合であってもよい。
【００３０】
表示面２００には、図３に示すように、縦横比が３：１であり、縦方向にサブ画素である赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３つが配置された画素２０２がマトリクス状に配置される。図３に示す立体表示モニタは、９つの画像により構成される９視差画像を、所定フォーマット（例えば格子状）に配置した中間画像に変換したうえで、表示面２００に出力する。すなわち、図３に示す立体表示モニタは、９視差画像にて同一位置にある９つの画素それぞれを、９列の画素２０２に割り振って出力させる。９列の画素２０２は、視点位置の異なる９つの画像を同時に表示する単位画素群２０３となる。
【００３１】
表示面２００において単位画素群２０３として同時に出力された９視差画像は、例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）バックライトにより平行光として放射され、更に、垂直レンチキュラーシート２０１により、多方向に放射される。９視差画像の各画素の光が多方向に放射されることにより、観察者の右目及び左目に入射する光は、観察者の位置（視点の位置）に連動して変化する。すなわち、観察者の見る角度により、右目に入射する視差画像と左目に入射する視差画像とは、視差角が異なる。これにより、観察者は、例えば、図３に示す９つの位置それぞれにおいて、撮影対象を立体的に視認できる。また、観察者は、例えば、図３に示す「５」の位置において、撮影対象に対して正対した状態で立体的に視認できるとともに、図３に示す「５」以外それぞれの位置において、撮影対象の向きを変化させた状態で立体的に視認できる。なお、図３に示す立体表示モニタは、あくまでも一例である。９視差画像を表示する立体表示モニタは、図３に示すように、「ＲＲＲ・・・、ＧＧＧ・・・、ＢＢＢ・・・」の横ストライプ液晶である場合であってもよいし、「ＲＧＢＲＧＢ・・・」の縦ストライプ液晶である場合であってもよい。また、図３に示す立体表示モニタは、図３に示すように、レンチキュラーシートが垂直となる縦レンズ方式である場合であってもよいし、レンチキュラーシートが斜めとなる斜めレンズ方式である場合であってもよい。
【００３２】
ここまで、第１の実施形態に係る画像処理システム１の構成例について簡単に説明した。なお、上述した画像処理システム１は、ＰＡＣＳが導入されている場合にその適用が限られるものではない。例えば、画像処理システム１は、医用画像が添付された電子カルテを管理する電子カルテシステムが導入されている場合にも、同様に適用される。この場合、画像保管装置１２０は、電子カルテを保管するデータベースである。また、例えば、画像処理システム１は、ＨＩＳ（Hospital Information System）、ＲＩＳ（Radiology Information System）が導入されている場合にも、同様に適用される。また、画像処理システム１は、上述した構成例に限られるものではない。各装置が有する機能やその分担は、運用の形態に応じて適宜変更されてよい。
【００３３】
次に、第１の実施形態に係るワークステーションの構成例について図４を用いて説明する。図４は、第１の実施形態に係るワークステーションの構成例を説明するための図である。なお、以下において、「視差画像群」とは、ボリュームデータに対してボリュームレンダリング処理を行うことで生成された立体視用の画像群のことである。また、「視差画像」とは、「視差画像群」を構成する個々の画像のことである。すなわち、「視差画像群」は、視点位置が異なる複数の「視差画像」から構成される。
【００３４】
第１の実施形態に係るワークステーション１３０は、画像処理等に適した高性能なコンピュータであり、図４に示すように、入力部１３１と、表示部１３２と、通信部１３３と、記憶部１３４と、制御部１３５と、レンダリング処理部１３６とを有する。なお、以下では、ワークステーション１３０が画像処理等に適した高性能なコンピュータである場合を用いて説明するが、これに限定されるものではなく、任意の情報処理装置であってよい。例えば、任意のパーソナルコンピュータであってもよい。
【００３５】
入力部１３１は、マウス、キーボード、トラックボール等であり、ワークステーション１３０に対する各種操作の入力を操作者から受け付ける。具体的には、第１の実施形態に係る入力部１３１は、レンダリング処理の対象となるボリュームデータを画像保管装置１２０から取得するための情報の入力を受け付ける。例えば、入力部１３１は、患者ＩＤ、検査ＩＤ、装置ＩＤ、シリーズＩＤ等の入力を受け付ける。また、第１の実施形態に係る入力部１３１は、レンダリング処理に関する条件（以下、レンダリング条件）の入力を受け付ける。
【００３６】
表示部１３２は、立体表示モニタとしての液晶パネル等であり、各種情報を表示する。具体的には、第１の実施形態に係る表示部１３２は、操作者から各種操作を受け付けるためのＧＵＩ（Graphical User Interface）や、視差画像群等を表示する。通信部１３３は、ＮＩＣ（Network Interface Card）等であり、他の装置との間で通信を行う。
【００３７】
記憶部１３４は、ハードディスク、半導体メモリ素子等であり、各種情報を記憶する。具体的には、第１の実施形態に係る記憶部１３４は、通信部１３３を介して画像保管装置１２０から取得したボリュームデータを記憶する。また、第１の実施形態に係る記憶部１３４は、レンダリング処理中のボリュームデータや、レンダリング処理により生成された視差画像群等を記憶する。
【００３８】
制御部１３５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）やＧＰＵ（Graphics Processing Unit）等の電子回路、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等の集積回路であり、ワークステーション１３０の全体制御を行う。
【００３９】
例えば、第１の実施形態に係る制御部１３５は、表示部１３２に対するＧＵＩの表示や視差画像群の表示を制御する。また、例えば、制御部１３５は、画像保管装置１２０との間で通信部１３３を介して行われるボリュームデータや視差画像群の送受信を制御する。また、例えば、制御部１３５は、レンダリング処理部１３６によるレンダリング処理を制御する。また、例えば、制御部１３５は、ボリュームデータの記憶部１３４からの読み込みや、視差画像群の記憶部１３４への格納を制御する。
【００４０】
レンダリング処理部１３６は、制御部１３５による制御の下、画像保管装置１２０から取得したボリュームデータに対して種々のレンダリング処理を行い、視差画像群を生成する。具体的には、第１の実施形態に係るレンダリング処理部１３６は、記憶部１３４からボリュームデータを読み込み、このボリュームデータに対して、まず前処理を行う。次に、レンダリング処理部１３６は、前処理後のボリュームデータに対してボリュームレンダリング処理を行い、視差画像群を生成する。続いて、レンダリング処理部１３６は、各種情報（目盛り、患者名、検査項目等）が描出された２次元画像を生成し、これを視差画像群それぞれに対して重畳することで、出力用の２次元画像を生成する。そして、レンダリング処理部１３６は、生成した視差画像群や出力用の２次元画像を記憶部１３４に格納する。なお、第１の実施形態において、レンダリング処理とは、ボリュームデータに対して行う画像処理全体のことであり、ボリュームレンダリング処理とは、レンダリング処理の内、３次元の情報を反映した２次元画像を生成する処理のことである。レンダリング処理により生成される医用画像とは、例えば、視差画像が該当する。
【００４１】
図５は、図４に示すレンダリング処理部の構成例を説明するための図である。図５に示すように、レンダリング処理部１３６は、前処理部１３６１と、３次元画像処理部１３６２と、２次元画像処理部１３６３とを有する。前処理部１３６１が、ボリュームデータに対する前処理を行い、３次元画像処理部１３６２が、前処理後のボリュームデータから視差画像群を生成し、２次元画像処理部１３６３が、視差画像群に各種情報が重畳された出力用の２次元画像を生成する。以下、各部を順に説明する。
【００４２】
前処理部１３６１は、ボリュームデータに対してレンダリング処理を行う際に、種々の前処理を行う処理部であり、画像補正処理部１３６１ａと、３次元物体フュージョン部１３６１ｅと、３次元物体表示領域設定部１３６１ｆとを有する。
【００４３】
画像補正処理部１３６１ａは、２種類のボリュームデータを１つのボリュームデータとして処理する際に画像補正処理を行う処理部であり、図５に示すように、歪み補正処理部１３６１ｂ、体動補正処理部１３６１ｃ及び画像間位置合わせ処理部１３６１ｄを有する。例えば、画像補正処理部１３６１ａは、ＰＥＴ−ＣＴ装置により生成されたＰＥＴ画像のボリュームデータとＸ線ＣＴ画像のボリュームデータとを１つのボリュームデータとして処理する際に画像補正処理を行う。或いは、画像補正処理部１３６１ａは、ＭＲＩ装置により生成されたＴ１強調画像のボリュームデータとＴ２強調画像のボリュームデータとを１つのボリュームデータとして処理する際に画像補正処理を行う。
【００４４】
また、歪み補正処理部１３６１ｂは、個々のボリュームデータにおいて、医用画像診断装置１１０によるデータ収集時の収集条件に起因するデータの歪みを補正する。また、体動補正処理部１３６１ｃは、個々のボリュームデータを生成するために用いられたデータの収集時期における被検体の体動に起因する移動を補正する。また、画像間位置合わせ処理部１３６１ｄは、歪み補正処理部１３６１ｂ及び体動補正処理部１３６１ｃによる補正処理が行われた２つのボリュームデータ間で、例えば、相互相関法等を用いた位置合わせ（Registration）を行う。
【００４５】
３次元物体フュージョン部１３６１ｅは、画像間位置合わせ処理部１３６１ｄにより位置合わせが行われた複数のボリュームデータをフュージョンさせる。なお、画像補正処理部１３６１ａ及び３次元物体フュージョン部１３６１ｅの処理は、単一のボリュームデータに対してレンダリング処理を行う場合、省略される。
【００４６】
３次元物体表示領域設定部１３６１ｆは、操作者により指定された表示対象臓器に対応する表示領域を設定する処理部であり、セグメンテーション処理部１３６１ｇを有する。セグメンテーション処理部１３６１ｇは、操作者により指定された心臓、肺、血管等の臓器を、例えば、ボリュームデータの画素値（ボクセル値）に基づく領域拡張法により抽出する処理部である。
【００４７】
なお、セグメンテーション処理部１３６１ｇは、操作者により表示対象臓器が指定されなかった場合、セグメンテーション処理を行わない。また、セグメンテーション処理部１３６１ｇは、操作者により表示対象臓器が複数指定された場合、該当する複数の臓器を抽出する。また、セグメンテーション処理部１３６１ｇの処理は、レンダリング画像を参照した操作者の微調整要求により再度実行される場合もある。
【００４８】
３次元画像処理部１３６２は、前処理部１３６１が処理を行った前処理後のボリュームデータに対してボリュームレンダリング処理を行う。ボリュームレンダリング処理を行う処理部として、３次元画像処理部１３６２は、投影方法設定部１３６２ａと、３次元幾何変換処理部１３６２ｂと、３次元物体アピアランス処理部１３６２ｆと、３次元仮想空間レンダリング部１３６２ｋとを有する。
【００４９】
投影方法設定部１３６２ａは、視差画像群を生成するための投影方法を決定する。例えば、投影方法設定部１３６２ａは、ボリュームレンダリング処理を平行投影法により実行するか、透視投影法により実行するかを決定する。
【００５０】
３次元幾何変換処理部１３６２ｂは、ボリュームレンダリング処理が実行されるボリュームデータを３次元幾何学的に変換するための情報を決定する処理部であり、平行移動処理部１３６２ｃ、回転処理部１３６２ｄ及び拡大縮小処理部１３６２ｅを有する。平行移動処理部１３６２ｃは、ボリュームレンダリング処理を行う際の視点位置が平行移動された場合に、ボリュームデータを平行移動させる移動量を決定する処理部であり、回転処理部１３６２ｄは、ボリュームレンダリング処理を行う際の視点位置が回転移動された場合に、ボリュームデータを回転移動させる移動量を決定する処理部である。また、拡大縮小処理部１３６２ｅは、視差画像群の拡大や縮小が要求された場合に、ボリュームデータの拡大率や縮小率を決定する処理部である。
【００５１】
３次元物体アピアランス処理部１３６２ｆは、３次元物体色彩処理部１３６２ｇ、３次元物体不透明度処理部１３６２ｈ、３次元物体材質処理部１３６２ｉ及び３次元仮想空間光源処理部１３６２ｊを有する。３次元物体アピアランス処理部１３６２ｆは、これらの処理部により、例えば、操作者の要求に応じて、表示される視差画像群の表示状態を決定する処理を行う。
【００５２】
３次元物体色彩処理部１３６２ｇは、ボリュームデータにてセグメンテーションされた各領域に対して着色される色彩を決定する処理部である。３次元物体不透明度処理部１３６２ｈは、ボリュームデータにてセグメンテーションされた各領域を構成する各ボクセルの不透過度（Opacity）を決定する処理部である。なお、ボリュームデータにおいて不透過度が「１００％」とされた領域の後方の領域は、視差画像群において描出されないこととなる。また、ボリュームデータにおいて不透過度が「０％」とされた領域は、視差画像群において描出されないこととなる。
【００５３】
３次元物体材質処理部１３６２ｉは、ボリュームデータにてセグメンテーションされた各領域の材質を決定することで、この領域が描出される際の質感を調整する処理部である。３次元仮想空間光源処理部１３６２ｊは、ボリュームデータに対してボリュームレンダリング処理を行う際に、３次元仮想空間に設置する仮想光源の位置や、仮想光源の種類を決定する処理部である。仮想光源の種類としては、無限遠から平行光線を照射する光源や、視点から放射状の光線を照射する光源等が挙げられる。
【００５４】
３次元仮想空間レンダリング部１３６２ｋは、ボリュームデータに対してボリュームレンダリング処理を行い、視差画像群を生成する。また、３次元仮想空間レンダリング部１３６２ｋは、ボリュームレンダリング処理を行う際、必要に応じて、投影方法設定部１３６２ａ、３次元幾何変換処理部１３６２ｂ、３次元物体アピアランス処理部１３６２ｆにより決定された各種情報を用いる。
【００５５】
ここで、３次元仮想空間レンダリング部１３６２ｋによるボリュームレンダリング処理は、レンダリング条件に従って行われることになる。例えば、レンダリング条件は、「平行投影法」又は「透視投影法」である。また、例えば、レンダリング条件は、「基準の視点位置、視差角及び視差数」である。また、例えば、レンダリング条件は、「視点位置の平行移動」、「視点位置の回転移動」、「視差画像群の拡大」、「視差画像群の縮小」である。また、例えば、レンダリング条件は、「着色される色彩」、「透過度」、「質感」、「仮想光源の位置」、「仮想光源の種類」である。このようなレンダリング条件は、入力部１３１を介して操作者から受け付ける場合や、初期設定される場合が考えられる。いずれの場合も、３次元仮想空間レンダリング部１３６２ｋは、制御部１３５からレンダリング条件を受け付け、このレンダリング条件に従って、ボリュームデータに対するボリュームレンダリング処理を行う。また、このとき、上述した投影方法設定部１３６２ａ、３次元幾何変換処理部１３６２ｂ、３次元物体アピアランス処理部１３６２ｆが、このレンダリング条件に従って必要な各種情報を決定するので、３次元仮想空間レンダリング部１３６２ｋは、決定されたこれらの各種情報を用いて視差画像群を生成する。
【００５６】
図６は、第１の実施形態に係るボリュームレンダリング処理の一例を説明するための図である。例えば、３次元仮想空間レンダリング部１３６２ｋが、図６の「９視差画像生成方式（１）」に示すように、レンダリング条件として、平行投影法を受け付け、更に、基準の視点位置（５）と視差角「１度」とを受け付けたとする。かかる場合、３次元仮想空間レンダリング部１３６２ｋは、視差角が「１度」おきとなるように、視点の位置を（１）〜（９）に平行移動して、平行投影法により視差角（視線方向間の角度）が１度ずつ異なる９つの視差画像を生成する。なお、平行投影法を行う場合、３次元仮想空間レンダリング部１３６２ｋは、視線方向に沿って無限遠から平行光線を照射する光源を設定する。
【００５７】
或いは、３次元仮想空間レンダリング部１３６２ｋが、図６の「９視差画像生成方式（２）」に示すように、レンダリング条件として、透視投影法を受け付け、更に、基準の視点位置（５）と視差角「１度」とを受け付けたとする。かかる場合、３次元仮想空間レンダリング部１３６２ｋは、ボリュームデータの中心（重心）を中心に視差角が「１度」おきとなるように、視点の位置を（１）〜（９）に回転移動して、透視投影法により視差角が１度ずつ異なる９つの視差画像を生成する。なお、透視投影法を行う場合、３次元仮想空間レンダリング部１３６２ｋは、視線方向を中心に光を３次元的に放射状に照射する点光源や面光源を各視点にて設定する。また、透視投影法を行う場合、レンダリング条件によっては、視点（１）〜（９）は、平行移動される場合であってもよい。
【００５８】
なお、３次元仮想空間レンダリング部１３６２ｋは、表示されるボリュームレンダリング画像の縦方向に対しては、視線方向を中心に光を２次元的に放射状に照射し、表示されるボリュームレンダリング画像の横方向に対しては、視線方向に沿って無限遠から平行光線を照射する光源を設定することで、平行投影法と透視投影法とを併用したボリュームレンダリング処理を行ってもよい。
【００５９】
このようにして生成された９つの視差画像が、視差画像群である。第１の実施形態において、９つの視差画像は、例えば制御部１３５により所定フォーマット（例えば格子状）に配置した中間画像に変換され、立体表示モニタとしての表示部１３２に出力される。すると、ワークステーション１３０の操作者は、立体表示モニタに表示された立体視可能な医用画像を確認しながら、視差画像群生成のための操作を行うことができる。
【００６０】
なお、図６の例では、レンダリング条件として、投影方法、基準の視点位置及び視差角を受け付けた場合を説明したが、レンダリング条件として、他の条件を受け付けた場合も同様に、３次元仮想空間レンダリング部１３６２ｋは、それぞれのレンダリング条件を反映しつつ、視差画像群を生成する。
【００６１】
また、３次元仮想空間レンダリング部１３６２ｋは、ボリュームレンダリングだけでなく、断面再構成法（ＭＰＲ：Multi Planer Reconstruction）を行ってボリュームデータからＭＰＲ画像を再構成する機能も有する。なお、３次元仮想空間レンダリング部１３６２ｋは、「Curved MPR」を行う機能や、「Intensity Projection」を行う機能も有する。
【００６２】
続いて、３次元画像処理部１３６２がボリュームデータから生成した視差画像群は、アンダーレイ（Underlay）とされる。そして、各種情報（目盛り、患者名、検査項目等）が描出されたオーバーレイ（Overlay）がアンダーレイに対して重畳されることで、出力用の２次元画像とされる。２次元画像処理部１３６３は、オーバーレイ及びアンダーレイに対して画像処理を行うことで、出力用の２次元画像を生成する処理部であり、図５に示すように、２次元物体描画部１３６３ａ、２次元幾何変換処理部１３６３ｂ及び輝度調整部１３６３ｃを有する。例えば、２次元画像処理部１３６３は、出力用の２次元画像の生成処理に要する負荷を軽減するために、９枚の視差画像（アンダーレイ）のそれぞれに対して１枚のオーバーレイを重畳することで、出力用の２次元画像を９枚、生成する。なお、以下では、オーバーレイが重畳されたアンダーレイを単に「視差画像」と表記する場合もある。
【００６３】
２次元物体描画部１３６３ａは、オーバーレイに描出される各種情報を描画する処理部であり、２次元幾何変換処理部１３６３ｂは、オーバーレイに描出される各種情報の位置を平行移動処理又は回転移動処理したり、オーバーレイに描出される各種情報の拡大処理又は縮小処理したりする処理部である。
【００６４】
また、輝度調整部１３６３ｃは、輝度変換処理を行う処理部であり、例えば、出力先の立体表示モニタの諧調や、ウィンドウ幅（ＷＷ：Window Width）、ウィンドウレベル（ＷＬ：Window Level）等の画像処理用のパラメータに応じて、オーバーレイ及びアンダーレイの輝度を調整する処理部である。
【００６５】
制御部１３５は、例えば、このようにして生成された出力用の２次元画像を、一旦記憶部１３４に格納し、その後、通信部１３３を介して画像保管装置１２０に送信する。そして、端末装置１４０は、例えば、画像保管装置１２０からこの出力用の２次元画像を取得し、所定フォーマット（例えば格子状）に配置した中間画像に変換した上で立体表示モニタに表示する。また、例えば、制御部１３５は、出力用の２次元画像を、一旦記憶部１３４に格納し、その後、通信部１３３を介して画像保管装置１２０に送信するとともに、端末装置１４０に送信する。そして、端末装置１４０は、ワークステーション１３０から受信した出力用の２次元画像を所定フォーマット（例えば格子状）に配置した中間画像に変換した上で立体表示モニタに表示する。これにより、端末装置１４０を利用する医師や検査技師は、各種情報（目盛り、患者名、検査項目等）が描出された状態で、立体視可能な医用画像を閲覧することができる。
【００６６】
このように、上述してきた立体表示モニタは、視差画像群を表示することにより、観察者が立体視可能な立体画像を提供する。このとき、観察者は、マウス等のポインティングデバイスを用いて、立体画像に対して各種操作を行う場合がある。例えば、観察者は、ポインティングデバイスを操作することにより、カーソルを移動させて、立体画像に関心領域（ＲＯＩ：Region Of Interest）を設定し、設定したＲＯＩの断面画像を表示させるための操作を行ったりする。しかし、マウス等によって操作可能なカーソルは、立体画像が表示されている３次元空間（以下、「立体画像空間」と表記する場合がある）で３次元に移動するので、観察者にとっては奥行き方向におけるカーソルの位置を把握しにくい。すなわち、観察者は、マウス等を用いた場合には、立体画像に関心領域を設定する等の各種操作を行うことが困難となることがある。
【００６７】
そこで、第１の実施形態では、観察者が立体画像に手で直接触れる感覚で立体画像に対する各種操作を行うことを可能にする。この点について、図７を用いて簡単に説明する。図７は、第１の実施形態における画像処理システム１による処理の一例を説明するための図である。なお、以下では、立体画像への直接操作をワークステーション１３０によって実現する場合を例に挙げて説明する。
【００６８】
図７に示した例において、表示部１３２は、上記の通り、ワークステーション１３０が有する立体表示モニタである。第１の実施形態における表示部１３２は、図７に示すように、被検体の臓器等を示す立体画像Ｉ１１を表示するとともに、観察者が立体画像Ｉ１１に対して各種操作を行うことが可能な領域である操作可能領域ＳＰ１０を示す枠線を表示する。これにより、観察者は、操作可能領域ＳＰ１０において、立体画像Ｉ１１に対して各種操作を行うことが可能であることを認識することができる。また、表示部１３２は、図７に示すように、カメラ１３７が設置される。かかるカメラ１３７は、３次元空間を立体的に認識することができる３次元カメラ（３Ｄカメラ）であり、操作可能領域ＳＰ１０内における観察者の手Ｕ１１の位置変動を認識する。
【００６９】
このような構成の下、第１の実施形態におけるワークステーション１３０は、操作可能領域ＳＰ１０内に手Ｕ１１が位置する場合に、カメラ１３７によって手Ｕ１１の位置変動を検知する。そして、ワークステーション１３０は、カメラ１３７によって検知された手Ｕ１１の位置変動に基づいて、立体画像Ｉ１１に対する操作内容を判定する。そして、ワークステーション１３０は、判定した操作内容に従って、ボリュームデータに対してレンダリング処理を行うことにより視差画像群を新たに生成し、生成した視差画像群を表示部１３２に表示する。このように、ワークステーション１３０は、操作可能領域ＳＰ１０における手の位置変動から観察者が所望する操作を特定し、かかる操作に対応する立体画像を表示することができる。すなわち、第１の実施形態によれば、観察者は、マウス等の入力部を用いることなく、手で直接触れる感覚で立体画像に対して各種操作を行うことができる。
【００７０】
以下に、このような第１の実施形態におけるワークステーション１３０について詳細に説明する。まず、図８を用いて、第１の実施形態におけるワークステーション１３０が有する制御部１３５について説明する。図８は、第１の実施形態における制御部１３５の構成例を説明するための図である。図８に例示するように、ワークステーション１３０の制御部１３５は、判定部１３５１と、レンダリング制御部１３５２と、表示制御部１３５３とを有する。以下に、これらの処理部について簡単に説明した後に、処理の具体例を説明する。
【００７１】
判定部１３５１は、表示部１３２によって立体画像が表示されている立体画像空間に位置する所定の移動物体の位置変動に基づいて、立体画像に対する操作内容を判定する。具体的には、第１の実施形態における判定部１３５１は、カメラ１３７によって操作可能領域ＳＰ１０内における観察者の手Ｕ１１の位置変動が検知された場合に、かかる手Ｕ１１の位置変動に基づいて、立体画像に対する操作内容を判定する。
【００７２】
判定部１３５１による処理についてより具体的に説明する。まず、第１の実施形態におけるワークステーション１３０の記憶部１３４は、操作可能領域ＳＰ１０内における観察者の手Ｕ１１の動作（位置変動）と、操作内容とを対応付けて記憶する。例えば、記憶部１３４は、手Ｕ１１の所定の動作（位置変動）に対応付けて、立体画像を回転させる操作内容や、立体画像を拡大又は縮小させる操作内容や、立体画像の不透過度（Opacity）を変更させる操作内容や、立体画像を切断する操作内容や、立体画像の一部を消去する操作内容等を記憶する。そして、判定部１３５１は、カメラ１３７によって検出された手Ｕ１１の動作（位置変動）に対応する操作内容を記憶部１３４から取得することにより、操作内容を特定する。
【００７３】
カメラ１３７による処理について補足する。第１の実施形態におけるカメラ１３７は、所定の制御回路を備えており、操作可能領域ＳＰ１０内に移動物体が存在するか否かを監視する。そして、カメラ１３７は、移動物体が存在する場合に、例えば、移動物体が所定の形状（例えば、人の手）と略一致するかを判定する。このとき、カメラ１３７は、移動物体が所定の形状（例えば、人の手）である場合に、かかる移動物体の操作可能領域ＳＰ１０内における位置の時間変動を検出することにより、移動物体（例えば、人の手）の位置変動を検知する。
【００７４】
ここで、第１の実施形態におけるワークステーション１３０は、立体画像が表示されている立体画像空間と、操作可能領域ＳＰ１０である実空間との位置を対応させる対応情報を保持する。具体的には、ワークステーション１３０は、立体画像空間の座標系が、表示部１３２の前面に存在する実空間上のどの位置に存在するかを示す対応情報を保持する。そして、判定部１３５１は、かかる対応情報に基づいて、カメラ１３７によって検知される実空間上における移動物体（例えば、人の手）の位置が立体画像のどの位置に対応するかを識別した上で、上述した操作内容の特定処理を行う。なお、ワークステーション１３０は、表示部１３２の表示倍率やレンダリング条件である視差角等に応じて異なる対応情報を保持する。
【００７５】
なお、カメラ１３７による処理はこの例に限られない。例えば、観察者が自身の手に所定の目印となる形状の部材（グローブ等）を装着し、カメラ１３７は、かかる目印となる部材の位置変動を検出することにより、観察者の手の位置変動を検知してもよい。
【００７６】
レンダリング制御部１３５２は、レンダリング処理部１３６と協同してボリュームデータから視差画像群を生成する。具体的には、第１の実施形態におけるレンダリング制御部１３５２は、ボリュームデータから生成した視差画像群に対して、立体画像に各種操作を行うためのツールの画像（後述する「アイコンの立体画像Ｉｃ１１〜Ｉｃ１４」等）を重畳するようにレンダリング処理部１３６を制御する。さらに、レンダリング制御部１３５２は、視差画像群に対して、操作可能領域を示す枠線等の画像を重畳するようにレンダリング処理部１３６を制御する。
【００７７】
また、第１の実施形態におけるレンダリング制御部１３５２は、判定部１３５１によって判定された操作内容に従って、表示部１３２に表示されている立体画像の生成元となったボリュームデータに対してレンダリング処理を行うようにレンダリング処理部１３６を制御する。このとき、レンダリング制御部１３５２は、カメラ１３７によって検知された手Ｕ１１の位置変動に基づいて、レンダリング処理を行うようにレンダリング処理部１３６を制御する。例えば、レンダリング制御部１３５２は、操作内容が「立体画像の切断」である場合には、カメラ１３７によって検知された手Ｕ１１の位置変動からボリュームデータの切断位置を取得し、取得した切断位置により被検体の臓器等が切断された視差画像群を生成するようにレンダリング処理部１３６を制御する。
【００７８】
すなわち、レンダリング制御部１３５２は、上記例の切断位置のように、立体画像空間内における手Ｕ１１が位置する座標から、ボリュームデータが配置される空間（以下、「ボリュームデータ空間」と表記する場合がある）における座標を取得する。ここで、立体画像空間とボリュームデータ空間とでは座標系が異なるので、レンダリング制御部１３５２は、所定の座標変換式を用いて、立体画像空間に対応するボリュームデータ空間の座標を取得する。
【００７９】
以下に、図９を用いて、立体画像空間とボリュームデータ空間との対応関係について説明する。図９は、立体画像空間とボリュームデータ空間との対応関係の一例を示す図である。図９（Ａ）は、ボリュームデータを示し、図９（Ｂ）は、表示部１３２によって表示される立体画像を示す。また、図９（Ａ）における座標３０１と座標３０２と距離３０３とは、それぞれ、図９（Ｂ）における座標３０４と座標３０５と距離３０６とに対応する。
【００８０】
図９に示すように、ボリュームデータが配置されるボリュームデータ空間と、立体画像が表示されている立体画像空間とは、座標系が異なる。具体的には、図９（Ｂ）に示す立体画像は、図９（Ａ）に示すボリュームデータと比較して、奥行き方向（ｚ方向）が狭くなっている。言い換えると、図９（Ｂ）に示した立体画像では、図９（Ａ）に示されたボリュームデータの奥行き方向の成分が、圧縮された上で表示されている。この場合、図９（Ｂ）に示すように、座標３０４と座標３０５との間の距離３０６は、図９（Ａ）における座標３０１と座標３０２との間の距離３０３と比較して、圧縮される分短くなる。
【００８１】
このような立体画像空間座標とボリュームデータ空間座標との対応関係は、立体画像のスケールや視野角、視線方向（レンダリング時の視線方向、又は、立体画像観察時の視線方向）等により一意に決定され、例えば、以下の（数１）のような形で表現することが可能となる。
【００８２】
（数１）＝（ｘ１、ｙ１、ｚ１）＝Ｆ（ｘ２、ｙ２、ｚ２）
【００８３】
（数１）において、「ｘ２」「ｙ２」「ｚ２」は、それぞれ、立体画像空間座標を示す。また、「ｘ１」「ｙ１」「ｚ１」は、それぞれ、ボリュームデータ空間座標を示す。また、関数「Ｆ」は、立体画像のスケールや視野角、視線方向等により一意に決定される関数である。すなわち、レンダリング制御部１３５２は、（数１）を用いることで、立体画像空間座標とボリュームデータ空間座標との対応関係を取得することができる。なお、関数「Ｆ」は、立体画像のスケールや視野角、視線方向（レンダリング時の視線方向、又は、立体画像観察時の視線方向）等が変更されるごとにレンダリング制御部１３５２により生成される。例えば、回転、平行移動、拡大、縮小を変換する関数「Ｆ」として（数２）に示したアフィン変換が用いられる。
【００８４】
（数２）
ｘ１＝ａ＊ｘ２＋ｂ＊ｙ２＋ｃ＊ｚ３＋ｄ
ｙ１＝ｅ＊ｘ２＋ｆ＊ｙ２＋ｇ＊ｚ３＋ｈ
ｚ１＝ｉ＊ｘ２＋ｊ＊ｙ２＋ｋ＊ｚ３＋ｌ
（ａ〜ｌは変換係数）
【００８５】
なお、上述した説明では、レンダリング制御部１３５２が、関数「Ｆ」に基づいてボリュームデータ空間の座標を取得する例を示したが、これに限定されるものではない。例えば、ワークステーション１３０が、立体画像空間座標とボリュームデータ空間座標とが対応付けられたテーブルである座標テーブルを有し、レンダリング制御部１３５２が、立体画像空間座標を検索キーとして座標テーブルを検索することで、立体画像空間座標に対応するボリュームデータ空間座標を取得してもよい。
【００８６】
図８の説明に戻って、表示制御部１３５３は、レンダリング処理部１３６によって生成された視差画像群を表示部１３２に表示させる。すなわち、第１の実施形態における表示制御部１３５３は、表示部１３２に立体画像を表示させるとともに、観察者が立体画像に対して各種操作を行うことが可能である操作可能領域を示す立体画像や、立体画像に各種操作を行うためのツールの画像等を表示させる。また、表示制御部１３５３は、レンダリング処理部１３６によって視差画像群が新たに生成された場合に、かかる視差画像群を表示部１３２に表示させる。
【００８７】
次に、図１０及び図１１を用いて、上記の制御部１３５による処理の具体例を説明する。図１０及び図１１は、第１の実施形態における制御部１３５による処理の一例を説明するための図である。なお、図１０及び図１１では、操作内容が「立体画像の切断」及び「立体画像の削除」である場合を例に挙げて説明する。
【００８８】
図１０に示した例において、まず、表示部１３２は、レンダリング処理部１３６によって生成された視差画像群を表示することにより、被検体の臓器等を示す立体画像Ｉ１１や、各種操作が可能な操作可能領域ＳＰ１０を示す立体画像Ｉａ１２や、観察者が立体画像Ｉ１１に対して各種操作を行うためのツールを示すアイコンの立体画像Ｉｃ１１〜Ｉｃ１５を表示する。なお、ここでは、表示部１３２は、操作可能領域ＳＰ１０を示す画像として、点線で示した略直方体の立体画像Ｉａ１２を表示する。
【００８９】
言い換えれば、レンダリング制御部１３５２は、図１０に例示した被検体の立体画像Ｉ１１と、操作可能領域ＳＰ１０の立体画像Ｉａ１２と、アイコンの立体画像Ｉｃ１１〜Ｉｃ１５とが表示される視差画像群をレンダリング処理部１３６に生成させる。なお、レンダリング制御部１３５２は、アイコンの立体画像Ｉｃ１１〜Ｉｃ１５が立体画像空間内の特定の位置に配置されるように、かかる立体画像Ｉｃ１１〜Ｉｃ１５に対応する画像を視差画像群に重畳するようにレンダリング処理部１３６を制御する。
【００９０】
ここで、図１０に例示したアイコンＩｃ１１は、カッターナイフ等の切断部材を示す画像であり、立体画像Ｉ１１を切断するためのツールとなる。また、アイコンＩｃ１２は、消しゴム等の消去部材を示す画像であり、立体画像Ｉ１１を部分的に消去するためのツールとなる。また、アイコンＩｃ１３は、パレット等の着色部材を示す画像であり、立体画像Ｉ１１を着色するためのツールとなる。また、アイコンＩｃ１４は、ゴミ箱等の削除部材を示す画像であり、立体画像Ｉ１１の一部を削除するためのツールとなる。また、アイコンＩｃ１５は、関心領域を設定するための関心領域設定部材を示す画像である。
【００９１】
第１の実施形態では、このような各種立体画像が表示部１３２に表示されている状態において、観察者の手Ｕ１１によって、立体画像Ｉ１１に対して各種操作が行われる。例えば、カメラ１３７によって、観察者の手Ｕ１１がアイコンＩｃ１１の表示位置まで移動したことが検知された場合に、表示部１３２は、その後の手Ｕ１１の移動とともにアイコンＩｃ１１の表示位置が移動する立体画像を表示する。具体的には、レンダリング制御部１３５２は、カメラ１３７によって検知された手Ｕ１１の位置が移動するたびに、レンダリング処理部１３６に対して、アイコンＩｃ１１の表示位置が手Ｕ１１の位置と略一致するように、かかるアイコンＩｃ１１の画像を視差画像群に重畳させる。そして、表示制御部１３５３は、レンダリング処理部１３６によって新たに生成された視差画像群（重畳画像群）を表示部１３２に表示させることで、手Ｕ１１の位置とアイコンＩｃ１１の表示位置とが略一致する立体画像を観察者に提供する。
【００９２】
ここで、図１０に示した例において、観察者によって手Ｕ１１が動かされることにより、アイコンＩｃ１１が立体画像Ｉ１１内の面Ａ１１を通過したものとする。かかる場合に、判定部１３５１は、アイコンＩｃ１１が切断部材であることに基づいて、立体画像Ｉ１１を面Ａ１１により切断する操作が行われたと判定する。このとき、判定部１３５１は、操作可能領域ＳＰ１０における手Ｕ１１の位置情報をカメラ１３７から取得することにより、アイコンＩｃ１１が通過した面Ａ１１の立体画像Ｉ１１における位置を識別し、識別した面Ａ１１の立体画像Ｉ１１における位置をレンダリング制御部１３５２に通知する。そして、レンダリング制御部１３５２は、上記の関数「Ｆ」を用いることにより、面Ａ１１に対応するボリュームデータ空間における領域を取得する。そして、レンダリング制御部１３５２は、例えば、ボリュームデータを構成するボクセル群のうち面Ａ１１に対応するボクセルのボクセル値を、空気等を示すボクセル値等に変更した後に、かかるボリュームデータに対してレンダリング処理を行うようにレンダリング処理部１３６を制御する。これにより、レンダリング処理部１３６は、面Ａ１１により切断された立体画像Ｉ１１を表示するための視差画像群を生成することができる。
【００９３】
さらに、観察者によって手Ｕ１１が動かされることで、切断された立体画像Ｉ１１のうち左部位（面Ａ１１よりも左側）をアイコンＩｃ１４に移動させる操作が行われたものとする。なお、ここでは、立体画像Ｉ１１の左部位は、手Ｕ１１とともに移動してもよいし、手Ｕ１１とともに移動しなくてもよい。ただし、立体画像Ｉ１１の左部位が手Ｕ１１とともに移動する場合には、レンダリング制御部１３５２は、手Ｕ１１の位置と立体画像Ｉ１１の左部位の位置とが略一致するように、例えば、ボリュームデータ内の各ボクセルのうち、立体画像Ｉ１１の左部位に対応するボクセルを手Ｕ１１の位置に配置した後に、レンダリング処理を行うようにレンダリング処理部１３６を制御する。
【００９４】
そして、判定部１３５１は、アイコンＩｃ１４が削除部材であることに基づいて、立体画像Ｉ１１の左部位を削除する操作が行われたと判定する。そして、レンダリング制御部１３５２は、上記の関数「Ｆ」を用いることにより、立体画像Ｉ１１の左部位に対応するボリュームデータ空間における領域を取得し、ボリュームデータを構成するボクセル群のうち左部位に対応するボクセルをレンダリング対象外としてレンダリング処理を行うようにレンダリング処理部１３６を制御する。これにより、レンダリング処理部１３６は、左部位が削除された立体画像Ｉ１１を表示するための視差画像群を生成することができる。
【００９５】
なお、レンダリング処理部１３６は、ボリュームデータを構成するボクセル毎に、レンダリング対象とするか否かを示す情報（ここでは、「レンダリング対象フラグ」とする）を管理しており、立体画像Ｉ１１の左部位に対応するボクセルのレンダリング対象フラグを「レンダリング対象外」に更新した後にレンダリング処理を行うことにより、左部位が削除された立体画像Ｉ１１を表示するための視差画像群を生成することができる。なお、レンダリング処理部１３６は、例えば、レンダリング対象フラグが「レンダリング対象外」であるボクセルの不透過度（Opacity）を「０％」に設定等することにより、左部位が削除された視差画像群を生成することができる。
【００９６】
表示制御部１３５３は、このようにして生成された視差画像群を表示部１３２に表示させる。これにより、表示部１３２は、図１１に示した例のように、左部位が削除された立体画像Ｉ１１を表示することができる。ここで、図１１に示した立体画像Ｉ１１は、レンダリング処理部１３６によってレンダリング処理が再度行われることで生成された視差画像群によって構成される。したがって、観察者は、図１１に示した立体画像Ｉ１１を回り込んで観察することにより、アイコンＩｃ１１により切断した部分の断面画像を観察することができる。
【００９７】
次に、図１２を用いて、第１の実施形態におけるワークステーション１３０による処理の流れの一例を示す。図１２は、第１の実施形態におけるワークステーション１３０による処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【００９８】
図１２に示すように、ワークステーション１３０の制御部１３５は、端末装置１４０から立体画像の表示要求を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ１０１）。ここで、表示要求を受け付けない場合には（ステップＳ１０１否定）、ワークステーション１３０は、表示要求を受け付けるまで待機する。
【００９９】
一方、表示要求を受け付けた場合には（ステップＳ１０１肯定）、ワークステーション１３０のレンダリング制御部１３５２は、レンダリング処理部１３６を制御することで、操作可能領域や操作用のアイコン等の画像を含む視差画像群を生成する（ステップＳ１０２）。
【０１００】
そして、ワークステーション１３０の表示制御部１３５３は、レンダリング処理部１３６によって生成された視差画像群を表示部１３２に表示させる（ステップＳ１０３）。これにより、表示部１３２は、図１０に例示したように、被検体の臓器等を示す立体画像や、各種操作が可能な操作可能領域を示す立体画像や、各種操作を行うためのツールを示すアイコンの立体画像を表示する。
【０１０１】
続いて、ワークステーション１３０の判定部１３５１は、カメラ１３７によって操作可能領域内において観察者の手の位置変動が検知されたか否かを監視する（ステップＳ１０４）。ここで、手の位置変動が検知されない場合には（ステップＳ１０４否定）、判定部１３５１は、カメラ１３７によって手の位置変動が検知されるまで待機する。
【０１０２】
一方、判定部１３５１は、カメラ１３７によって手の位置変動が検知された場合には（ステップＳ１０４肯定）、かかる位置変動に対応する操作内容を特定する（ステップＳ１０５）。そして、レンダリング制御部１３５２は、判定部１３５１によって判定された操作内容に従ってレンダリング処理を行うようにレンダリング処理部１３６を制御する。これにより、レンダリング処理部１３６は、視差画像群を新たに生成する（ステップＳ１０６）。そして、表示制御部１３５３は、レンダリング処理部１３６によって新たに生成された視差画像群を表示部１３２に表示させる（ステップＳ１０７）。
【０１０３】
上述してきたように、第１の実施形態によれば、立体画像に対して観察者が感覚的な操作で各種操作を行うことが可能になる。
【０１０４】
（第２の実施形態）
さて、上述した実施形態は、他の実施形態に変形することもできる。そこで、第２の実施形態では、上述した実施形態の変形例を説明する。なお、以下に説明する図１３〜図１５は、第１の実施形態の変形例を説明するための図である。
【０１０５】
［操作内容］
上記実施形態においては、図１０及び図１１を用いて、操作内容が「立体画像の切断」及び「立体画像の削除」である場合を例に挙げて説明した。しかし、操作内容はこれに限られない。以下の（１）〜（６）に、ワークステーション１３０が受け付ける他の操作内容の一例について説明する。
【０１０６】
（１）立体画像の一部を消去
例えば、図１０に示した例において、観察者の手Ｕ１１が消去部材であるアイコンＩｃ１２の表示位置まで移動した後に、立体画像Ｉ１１の所定の位置（ここでは、骨が表示されている位置であるものとする）に移動したものとする。かかる場合に、判定部１３５１は、立体画像Ｉ１１の一部である骨を消去する操作が行われたと判定する。そして、レンダリング制御部１３５２は、ボリュームデータを構成するボクセル群のうち、かかる骨を示すボクセルのレンダリング対象フラグを「レンダリング対象外」に更新した後にレンダリング処理を行うようにレンダリング処理部１３６を制御する。これにより、ワークステーション１３０は、骨が消去された立体画像Ｉ１１を表示することができる。
【０１０７】
（２）立体画像の表示方法変更
また、図１０に示した例において、観察者の手Ｕ１１が着色部材であるアイコンＩｃ１３の表示位置まで移動した後に、立体画像Ｉ１１の所定の位置（ここでは、血管が表示されている位置であるものとする）に移動したものとする。かかる場合に、判定部１３５１は、立体画像Ｉ１１の一部である血管に着色する操作が行われたと判定する。そして、レンダリング制御部１３５２は、ボリュームデータを構成するボクセル群のうち、かかる血管を示すボクセルの画素値を観察者が指定した色に対応する値に更新した後にレンダリング処理を行うようにレンダリング処理部１３６を制御する。これにより、ワークステーション１３０は、観察者に指定された色に着色された血管を含む立体画像Ｉ１１を表示することができる。なお、アイコンＩｃ１３には複数色の絵の具等が表示されており、判定部１３５１は、観察者によって触れる動作が行われた絵の具の色に応じて、立体画像に着色する色を特定することができる。
【０１０８】
また、例えば、ワークステーション１３０は、コントロールバー等の調整部材を示すアイコンの立体画像を操作可能領域内に表示してもよい。そして、判定部１３５１は、観察者によって、かかるコントロールバーのつまみ等を左右又は上下に移動させる操作が行われた場合に、立体画像の不透過度（Opacity）を変更する操作が行われたと判定する。このとき、レンダリング制御部１３５２は、例えば、観察者によって移動されたつまみの移動量に応じて不透過度を変化させてレンダリング処理を行うようにレンダリング処理部１３６を制御する。また、ワークステーション１３０は、観察者によって立体画像の所定の領域が指定されるとともに、上記コントロールバーのつまみ等を移動させる操作が行われた場合には、かかる所定の領域についてのみ不透過度を変更してもよい。
【０１０９】
ここで、図１３を用いて、不透過度を変更する操作例について説明する。図１３に示した例において、表示部１３２は、レンダリング処理部１３６によって生成された視差画像群を表示することにより、被検体の臓器等を示す立体画像Ｉ２１や、立体画像Ｉ２１の不透過度を示す画像Ｉ２２や、観察者が不透過度を変更するためのコントロールバー及びつまみを示すアイコンの画像Ｉｃ２１〜Ｉｃ２４等を表示する。言い換えれば、レンダリング制御部１３５２は、図１３に例示した被検体の立体画像Ｉ２１と、不透過度を示す画像Ｉ２２と、アイコンの画像Ｉｃ２１〜Ｉｃ２４とが表示される視差画像群をレンダリング処理部１３６に生成させる。なお、レンダリング制御部１３５２は、アイコンの画像Ｉｃ２１〜Ｉｃ２４が立体画像空間内の特定の位置に配置されるように、かかる立体画像Ｉｃ２１〜Ｉｃ２４に対応する画像を視差画像群に重畳するようにレンダリング処理部１３６を制御する。
【０１１０】
ここで、図１３に例示した画像Ｉ２２は、横軸がＣＴ値を示し、縦軸が不透過度を示す。具体的には、画像Ｉ２２は、立体画像Ｉ２１のうちＣＴ値が点Ｐ１よりも小さい領域が不透過度「０％」であって立体画像として表示されないことを示す。また、画像Ｉ２２は、立体画像Ｉ２１のうちＣＴ値が点Ｐ２よりも大きい領域が不透過度「１００％」であって立体画像として表示され、かつ、かかる領域の後方の領域が描出されないことを示す。また、画像Ｉ２２は、立体画像Ｉ２１のうちＣＴ値が点Ｐ１から点Ｐ２までの範囲の領域が不透過度「０％」から「１００％」となる領域であることを示す。すなわち、ＣＴ値が点Ｐ１から点Ｐ２までの範囲の領域は、半透明に表示され、ＣＴ値が点Ｐ１に近い領域ほど透明度の高い領域となる。なお、画像Ｉ２２中の直線Ｌ１は、点Ｐ１と点Ｐ２との中点となるＣＴ値を示す。
【０１１１】
また、図１３に示した例において、アイコンＩｃ２１は、立体画像Ｉ２１全体の不透過度を変更するためのコントロールバー及びつまみを示す。また、アイコンＩｃ２２は、不透過度を設定するＣＴ値の範囲を決定するためのコントロールバー及びつまみを示す。具体的には、アイコンＩｃ２２に示されるつまみを左右に移動させることで、画像Ｉ２２に示した直線Ｌ１を点Ｐ１及び点Ｐ２とともに左右に移動させることができる。また、アイコンＩｃ２３は、不透過度「０％」とするＣＴ値の範囲を決定するためのコントロールバー及びつまみを示す。具体的には、アイコンＩｃ２３に示されるつまみを左右に移動させることで、画像Ｉ２２に示した点Ｐ１を左右に移動させることができる。また、アイコンＩｃ２４は、不透過度「１００％」とするＣＴ値の範囲を決定するためのコントロールバー及びつまみを示す。具体的には、アイコンＩｃ２４に示されるつまみを左右に移動させることで、画像Ｉ２２に示した点Ｐ２を左右に移動させることができる。
【０１１２】
このような立体画像Ｉ２１、画像Ｉ２２、アイコンＩｃ２１〜Ｉｃ２４等が表示部１３２に表示されている状態において、例えば、観察者の手Ｕ１１がアイコンＩｃ２１〜Ｉｃ２４の表示位置まで移動された後、各種つまみを左右に移動させる動きがカメラ１３７によって検知された場合に、レンダリング制御部１３５２は、カメラ１３７によって検知された手Ｕ１１の移動に応じて、レンダリング処理部１３６に対して、不透過度を変動させた上でレンダリング処理を行うようにレンダリング処理部１３６を制御する。これにより、レンダリング処理部１３６は、手Ｕ１１の動きに応じて不透過度を変動させた視差画像群を生成することができる。
【０１１３】
（３）立体画像の回転
また、例えば、判定部１３５１は、カメラ１３７によって図１４（Ａ）又は（Ｂ）に例示した手の位置変動が検知された場合に、立体画像を回転させる操作が行われたと判定する。かかる場合には、レンダリング制御部１３５２は、視点位置及び視線方向を変更してレンダリング処理を行うようにレンダリング処理部１３６を制御することで、回転された立体画像を表示するための視差画像群を生成することができる。
【０１１４】
なお、このようなコントロールバーによって調整可能な設定は、不透過度に限られない。例えば、ワークステーション１３０は、観察者によって立体画像のコントロールバーが操作された場合に、立体画像の拡大率又は縮小率や、立体画像を構成する視差画像群の視差角等を調整してもよい。
【０１１５】
（４）関心領域の設定
また、判定部１３５１は、観察者によって立体画像の所定の領域に触れられる動作が行われた場合には、かかる所定の領域を関心領域とする操作が行われたと判定してもよい。例えば、図１０に示した例において、観察者の手Ｕ１１が関心領域設定部材であるアイコンＩｃ１５の表示位置まで移動した後に、立体画像Ｉ１１の所定の位置（ここでは、血管が表示されている位置であるものとする）に移動したものとする。かかる場合に、判定部１３５１は、立体画像Ｉ１１の一部である血管を関心領域に設定する操作が行われたと判定する。具体的には、判定部１３５１は、手Ｕ１１に触れられた立体画像Ｉ１１における位置（ここでは、血管が表示されている位置）を識別する。そして、判定部１３５１は、形状テンプレートを用いたパターンマッチング法や、領域拡張（region growing）法などを用いてセグメンテーション処理を行うことにより、観察者によって指定された位置に含まれる臓器（ここでは、血管）を抽出し、抽出した臓器を関心領域に設定する。
【０１１６】
（５）操作形式
また、図１０及び図１１に示した例では、片手によって立体画像に対して各種操作が行われる例を示したが、観察者は、両手で立体画像に対して各種操作を行ってもよい。例えば、判定部１３５１は、両手の掌で所定の領域を包み込む動作が行われた場合に、かかる所定の領域を関心領域とする操作が行われたと判定してもよい。
【０１１７】
［セグメンテーション］
また、上記実施形態において、判定部１３５１は、観察者によって立体画像の所定の領域を手で触れられる動作が行われるか、又は、上記「（５）操作形式」に記載したように所定の領域を掌で包み込む動作が行われた場合に、かかる所定の領域に含まれる臓器（血管、骨、心臓、肝臓等）を抽出する操作が行われたと判定してもよい。かかる場合には、レンダリング制御部１３５２は、形状テンプレートを用いたパターンマッチング法や、領域拡張（region growing）法などを用いてセグメンテーション処理を行うことにより、観察者によって指定された所定の領域に含まれる臓器（血管、骨、心臓、肝臓等）を抽出するようにレンダリング処理部１３６を制御する。そして、レンダリング処理部１３６は、抽出した臓器のボリュームデータに対してレンダリング処理を行うことで、かかる臓器のみを示す視差画像群を生成してもよいし、抽出した臓器のデータを除いたボリュームデータに対してレンダリング処理を行うことで、かかる臓器を除いた部位を示す視差画像群を生成してもよい。これにより、観察者は、操作可能領域において高精度に指定できない場合であっても、所望の臓器のみの立体画像や、所望の臓器のみを除いた部位の立体画像等を表示部１３２に表示させることができる。
【０１１８】
［操作デバイス］
また、上記実施形態においては、立体画像に対する各種操作が観察者の手によって行われる場合を例に挙げて説明した。具体的には、カメラ１３７によって観察者の手の位置変動を検知することで、立体画像に対する操作内容を判定する例を説明した。しかし、立体画像に対して各種操作を行うのは、観察者の手に限られない。例えば、観察者は、図１５に例示したような操作デバイスを用いて、立体画像に対して各種操作を行ってもよい。図１５に例示した操作デバイス１５０は、各種ボタン１５１〜１５４が設けられる。ボタン１５１及び１５２は、例えば、回転、拡大、縮小、切断、削除、着色、不透過度等のいずれを変更するかを受け付ける。また、ボタン１５３及び１５４は、例えば、立体画像の回転量、拡大率、縮小率、不透過度等の設定を受け付ける。このような操作デバイス１５０は、操作可能領域内における位置を取得できる位置センサを有してもよく、位置センサによって取得された操作可能領域内における位置情報をワークステーション１３０に送信してもよい。かかる場合には、表示部１３２は、カメラ１３７を有しなくてもよい。
【０１１９】
［処理主体］
また、上記実施形態においては、ワークステーション１３０が立体画像に対する各種操作を受け付ける場合を例に挙げて説明した。しかし、実施形態はこれに限られるものではない。例えば、端末装置１４０が立体画像に対する各種操作を受け付けてもよい。かかる場合には、端末装置１４０は、図８に示した判定部１３５１と表示制御部１３５３と同等の機能を有する。そして、端末装置１４０は、ワークステーション１３０によって生成される視差画像群を端末装置１４０が有する立体表示モニタに表示し、かかる立体表示モニタにて表示される立体画像に対する各種操作を受け付けた場合に、操作内容をワークステーション１３０に送信することで、操作内容に応じた視差画像群をワークステーション１３０から取得する。
【０１２０】
また、上記例において、端末装置１４０は、図８に示したレンダリング制御部１３５２と同等の機能を有してもよい。かかる場合には、端末装置１４０からボリュームデータを取得し、取得したボリュームデータに対して、図８に示した各処理部と同様の処理を行う。
【０１２１】
また、上記実施形態において、医用画像診断装置１１０とワークステーション１３０とは一体化されてもよい。すなわち、医用画像診断装置１１０が、制御部１３５と同等の機能を有してもよい。
【０１２２】
［システム構成］
また、上記実施形態において説明した各処理のうち、自動的に行われるものとして説明した処理の全部又は一部を手動的に行うこともでき、あるいは、手動的に行われるものとして説明した処理の全部又は一部を公知の方法で自動的に行うこともできる。この他、上述文書中や図面中で示した処理手順、制御手順、具体的名称、各種のデータやパラメータを含む情報については、特記する場合を除いて任意に変更することができる。
【０１２３】
また、図示した各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部又は一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。例えば、ワークステーション１３０の制御部１３５をワークステーション１３０の外部装置としてネットワーク経由で接続するようにしてもよい。
【０１２４】
［プログラム］
また、上記実施形態におけるワークステーション１３０が実行する処理をコンピュータが実行可能な言語で記述したプログラムを作成することもできる。この場合、コンピュータがプログラムを実行することにより、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、かかるプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータに読み込ませて実行することにより上記実施形態と同様の処理を実現してもよい。例えば、かかるプログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ、ブルーレイ等に記録される。また、かかるプログラムは、インターネットなどのネットワークを介して配布することもできる。
【０１２５】
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】
【０１２６】
１ 画像処理システム
１１０ 医用画像診断装置
１２０ 画像保管装置
１３０ ワークステーション
１３２ 表示部
１３５ 制御部
１３６ レンダリング処理部
１３７ カメラ
１４０ 端末装置
１３５１ 判定部
１３５２ レンダリング制御部
１３５３ 表示制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
３次元の医用画像データであるボリュームデータから生成された視差画像群を用いて立体視可能な立体画像を表示する立体表示装置と、
前記立体表示装置によって立体画像が表示されている空間である立体画像空間の座標系が存在する実空間における所定の移動物体の位置変動から前記立体画像空間における該移動物体の位置変動を識別し、識別した位置変動に基づいて前記立体画像に対する操作内容を判定する判定部と、
前記判定部によって判定された操作内容に従って、前記ボリュームデータに対してレンダリング処理を行うことにより視差画像群を新たに生成するレンダリング処理部と、
前記レンダリング処理部によって新たに生成された視差画像群を前記立体表示装置に表示させる表示制御部と
を備えたことを特徴とする画像処理システム。
【請求項２】
前記レンダリング処理部は、
前記立体画像空間内における移動物体の位置変動を、前記ボリュームデータの空間座標における位置変動に変換し、変換後の移動物体の位置変動に応じて、前記ボリュームデータに対するレンダリング処理の条件であるレンダリング条件を変更する
ことを特徴とする請求項１に記載の画像処理システム。
【請求項３】
前記判定部は、
前記立体画像空間における前記移動物体の位置変動に基づいて、前記立体画像の所定の領域から所定の臓器を抽出する操作が行われたと判定し、
前記レンダリング処理部は、
前記ボリュームデータから前記立体画像の所定の領域に含まれる被検体の臓器に対応するボリュームデータを抽出し、抽出したボリュームデータに対してレンダリング処理を行うことにより視差画像群を新たに生成する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像処理システム。
【請求項４】
前記判定部は、
前記立体画像空間における前記移動物体の位置変動に基づいて、前記立体画像の所定の領域を所定の臓器を取り除く操作が行われたと判定し、
前記レンダリング処理部は、
前記ボリュームデータから前記立体画像の所定の領域に含まれる被検体の臓器に対応するボリュームデータ以外のボリュームデータを抽出し、抽出したボリュームデータに対してレンダリング処理を行うことにより視差画像群を新たに生成する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像処理システム。
【請求項５】
前記レンダリング処理部は、
前記視差画像群に対して、前記立体画像に対して操作を行うことが可能な３次元領域である操作可能領域を示す枠線の画像を重畳し、
前記表示制御部は、
前記立体画像とともに前記操作可能領域を示す枠線を前記立体表示装置に表示させる
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の画像処理システム。
【請求項６】
３次元の医用画像データであるボリュームデータから生成された視差画像群を用いて立体視可能な立体画像を表示する立体表示装置と、
前記立体表示装置によって立体画像が表示されている空間である立体画像空間の座標系が存在する実空間における所定の移動物体の位置変動から前記立体画像空間における該移動物体の位置変動を識別し、識別した位置変動に基づいて前記立体画像に対する操作内容を判定する判定部と、
前記判定部によって判定された操作内容に従って、前記ボリュームデータに対してレンダリング処理を行うことにより視差画像群を新たに生成するレンダリング処理部と、
前記レンダリング処理部によって新たに生成された視差画像群を前記立体表示装置に表示させる表示制御部と
を備えたことを特徴とする画像処理装置。
【請求項７】
３次元の医用画像データであるボリュームデータから生成された視差画像群を用いて立体視可能な立体画像を表示する立体表示装置を有する画像処理システムによる画像処理方法であって、
前記立体表示装置によって立体画像が表示されている空間である立体画像空間の座標系が存在する実空間における所定の移動物体の位置変動から前記立体画像空間における該移動物体の位置変動を識別し、識別した位置変動に基づいて前記立体画像に対する操作内容を判定する判定工程と、
前記判定工程によって判定された操作内容に従って、前記ボリュームデータに対してレンダリング処理を行うことにより視差画像群を新たに生成するレンダリング処理工程と、
前記レンダリング処理工程によって新たに生成された視差画像群を前記立体表示装置に表示させる表示制御工程と
を含んだことを特徴とする画像処理方法。
【請求項８】
３次元の医用画像データであるボリュームデータから生成された視差画像群を用いて立体視可能な立体画像を表示する立体表示装置と、
前記立体表示装置によって立体画像が表示されている空間である立体画像空間の座標系が存在する実空間における所定の移動物体の位置変動から前記立体画像空間における該移動物体の位置変動を識別し、識別した位置変動に基づいて前記立体画像に対する操作内容を判定する判定部と、
前記判定部によって判定された操作内容に従って、前記ボリュームデータに対してレンダリング処理を行うことにより視差画像群を新たに生成するレンダリング処理部と、
前記レンダリング処理部によって新たに生成された視差画像群を前記立体表示装置に表示させる表示制御部と
を備えたことを特徴とする医用画像診断装置。
【請求項１】
３次元の医用画像データであるボリュームデータから生成された視差画像群を用いて立体視可能な立体画像を表示する立体表示装置と、
前記立体表示装置によって立体画像が表示されている空間である立体画像空間の座標系が存在する実空間における所定の移動物体の位置変動から前記立体画像空間における該移動物体の位置変動を識別し、識別した位置変動に基づいて前記立体画像に対する操作内容を判定する判定部と、
前記判定部によって判定された操作内容に従って、前記ボリュームデータに対してレンダリング処理を行うことにより視差画像群を新たに生成するレンダリング処理部と、
前記レンダリング処理部によって新たに生成された視差画像群を前記立体表示装置に表示させる表示制御部と
を備えたことを特徴とする画像処理システム。
【請求項２】
前記レンダリング処理部は、
前記立体画像空間内における移動物体の位置変動を、前記ボリュームデータの空間座標における位置変動に変換し、変換後の移動物体の位置変動に応じて、前記ボリュームデータに対するレンダリング処理の条件であるレンダリング条件を変更する
ことを特徴とする請求項１に記載の画像処理システム。
【請求項３】
前記判定部は、
前記立体画像空間における前記移動物体の位置変動に基づいて、前記立体画像の所定の領域から所定の臓器を抽出する操作が行われたと判定し、
前記レンダリング処理部は、
前記ボリュームデータから前記立体画像の所定の領域に含まれる被検体の臓器に対応するボリュームデータを抽出し、抽出したボリュームデータに対してレンダリング処理を行うことにより視差画像群を新たに生成する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像処理システム。
【請求項４】
前記判定部は、
前記立体画像空間における前記移動物体の位置変動に基づいて、前記立体画像の所定の領域を所定の臓器を取り除く操作が行われたと判定し、
前記レンダリング処理部は、
前記ボリュームデータから前記立体画像の所定の領域に含まれる被検体の臓器に対応するボリュームデータ以外のボリュームデータを抽出し、抽出したボリュームデータに対してレンダリング処理を行うことにより視差画像群を新たに生成する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像処理システム。
【請求項５】
前記レンダリング処理部は、
前記視差画像群に対して、前記立体画像に対して操作を行うことが可能な３次元領域である操作可能領域を示す枠線の画像を重畳し、
前記表示制御部は、
前記立体画像とともに前記操作可能領域を示す枠線を前記立体表示装置に表示させる
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の画像処理システム。
【請求項６】
３次元の医用画像データであるボリュームデータから生成された視差画像群を用いて立体視可能な立体画像を表示する立体表示装置と、
前記立体表示装置によって立体画像が表示されている空間である立体画像空間の座標系が存在する実空間における所定の移動物体の位置変動から前記立体画像空間における該移動物体の位置変動を識別し、識別した位置変動に基づいて前記立体画像に対する操作内容を判定する判定部と、
前記判定部によって判定された操作内容に従って、前記ボリュームデータに対してレンダリング処理を行うことにより視差画像群を新たに生成するレンダリング処理部と、
前記レンダリング処理部によって新たに生成された視差画像群を前記立体表示装置に表示させる表示制御部と
を備えたことを特徴とする画像処理装置。
【請求項７】
３次元の医用画像データであるボリュームデータから生成された視差画像群を用いて立体視可能な立体画像を表示する立体表示装置を有する画像処理システムによる画像処理方法であって、
前記立体表示装置によって立体画像が表示されている空間である立体画像空間の座標系が存在する実空間における所定の移動物体の位置変動から前記立体画像空間における該移動物体の位置変動を識別し、識別した位置変動に基づいて前記立体画像に対する操作内容を判定する判定工程と、
前記判定工程によって判定された操作内容に従って、前記ボリュームデータに対してレンダリング処理を行うことにより視差画像群を新たに生成するレンダリング処理工程と、
前記レンダリング処理工程によって新たに生成された視差画像群を前記立体表示装置に表示させる表示制御工程と
を含んだことを特徴とする画像処理方法。
【請求項８】
３次元の医用画像データであるボリュームデータから生成された視差画像群を用いて立体視可能な立体画像を表示する立体表示装置と、
前記立体表示装置によって立体画像が表示されている空間である立体画像空間の座標系が存在する実空間における所定の移動物体の位置変動から前記立体画像空間における該移動物体の位置変動を識別し、識別した位置変動に基づいて前記立体画像に対する操作内容を判定する判定部と、
前記判定部によって判定された操作内容に従って、前記ボリュームデータに対してレンダリング処理を行うことにより視差画像群を新たに生成するレンダリング処理部と、
前記レンダリング処理部によって新たに生成された視差画像群を前記立体表示装置に表示させる表示制御部と
を備えたことを特徴とする医用画像診断装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１３−１７５７７（Ｐ２０１３−１７５７７Ａ）
【公開日】平成２５年１月３１日（２０１３．１．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１５１７３２（Ｐ２０１１−１５１７３２）
【出願日】平成２３年７月８日（２０１１．７．８）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【出願人】（５９４１６４５４２）東芝メディカルシステムズ株式会社 (4,066)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月３１日（２０１３．１．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月８日（２０１１．７．８）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【出願人】（５９４１６４５４２）東芝メディカルシステムズ株式会社 (4,066)
【Ｆターム（参考）】
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